手腕部骨龄鉴定方法的研究进展

沈勋章

（上海体育科学研究所，上海200030）

运动员生长发育鉴定是运动员选材中重要的一个环节，是筛选择优、百里挑一的基础[1]。通常，生长发育鉴定工作采取生物学年龄而非生活年龄判读，如果能对生物学年龄做出客观科学的判读，这将有助于提高运动员选材的年龄评定与预测运动潜能。

骨骼年龄（skeletal age，SA；bone age，BA）简称骨龄，是一种生物学年龄鉴定方法，一般指儿童青少年骨骼发育水平同骨发育标准比较而求得的发育年龄；与生活年龄相对而言，骨龄对于评价儿童少年的生长发育、疾病诊断、临床治疗的监测都有重要的意义。在体育科研领域，骨龄对于运动员选材，特别是运动员生长发育水平的鉴定是非常重要的指标[2-4]。骨龄测定包括手腕部、肘关节、膝关节及足等身体部位，其中手腕部因其敏感及摄片方便而最常用。手腕部骨骼数目诸多，有腕骨8块，掌骨5块，指骨14块，加上尺、桡骨共29块，此外，拇指内侧种籽骨也是骨骼发育的重要标志。随着各继发骨化中心的出现、融合各有不同时间结点，便于X线片的区别，易于拍片，易于防护。

1 手腕部骨龄的测量技术

通过X线片观察儿童青少年手腕部诸骨的骨化进程。鉴定者依据各部位骨化中心的始出、形成、大小、发育以及骺干愈合等进程，逐一与标准骨龄样片相比较，估算长发育状况，评定骨龄大小。目前，骨骼年龄的判定主要是依据X线片的影像学特征来推断。主要的骨龄鉴定标准有国外的G-P图谱、TW骨龄法、国内的CHN方法和中华05法等。近年来，超声技术出现在骨龄评定领域。采用超声技术测试骨龄主要是通过探测桡、尺骨远端的骺软骨的声速值（sos）值以及一些相关参数来实现的。运动生理学证明，桡、尺骨远端骺软骨生长板的发育贯穿于儿童青少年整个生长发育阶段，是比较有效地观察人体骨骼发生、发展和成熟的部位。沈勋章等研究表明，骺软骨声速值具有年龄特征[5]和青春期特点[6]。但与传统的X线摄片相比，超声测试方法尚处在探索阶段，系统研究及成果鲜少。2000年有低辐射双能X线吸收法（DXA）对手腕诸骨进行影像扫描，通过骨密度评定骨龄方法[7]。Pludowski 等[8]亦报道了DXA检测法与X线摄片的骨龄评定结果之间存在高度一致性，但骨龄值精度超过了0.5岁，标准差大，且检测成本高、操作过程复杂，普及应用困难。截止现阶段，世界各国针对纷纷研发自动化骨龄判读系统。

2 手腕部骨龄的评定方法

2.1 早年的计数法

1926年Todd在开展对1000名儿童手骨横断面调查后，1937年制定并出版了世界上首部手骨成熟图谱，主要有手、肘、肩、足、膝、踝6个身体部位，第一次利用长骨、短骨的骨骺和腕骨等骨化中心的出现来评定骨的成熟程度。其具有摄片位置简单、受试者接受射线曝光少等便利，缺点是该图谱仅适用于学龄前儿童，应用年龄范围较窄。

2.2 直观的图谱法

采用图谱法评价骨龄主要依据骨化中心出现与干骺融合时间，加上骨成熟指征的客观分级来实现的。1950年美国人Greulich和Pyle依据Todd 的设计发表了《手腕骨发育X线图谱》，简称G-P 图谱，它以美国富家子女作为样本对象建立的骨龄标准。G-P图谱在1959年的第2版中又作了某些修改，形成后来在我国体育界、医学和法医学使用最为广泛的G-P骨龄图谱[9]。该图谱简便易行，应用广泛，但尚存在着主观判读强、骨成熟组合多等问题。

2.3 综合的计分法

计分法骨龄标准研制者首先将手腕诸骨的发育过程划分为若干发育等级，其次确定各骨、各等级的赋权分值，再次将每块骨的分值累计相加获得总分，最后依据性别、年龄的骨成熟度得分的中位数曲线评定出骨龄。

2.3.1 TW1、TW2、TW3法为代表 历史上Acheson 第一个提出了评估骨成熟的记分法，采用该记分法对学龄前儿童的手腕部和膝关节部骨龄进行评定。1962年Tanner 及其同事修订并扩充Acheson 的记分法，即把每一块骨的发育成熟度用0～100分作为衡量等级，计算出骨龄值，在1975年以2000名英国儿童横断面研究的样本量，Tanner等制定了英国儿童骨发育评价标准，称为TW1 法。随后修订形成了TW2 法。1997～2001年为了适应北美、欧洲儿童的生长发育的长期趋势，几经修订，出版了目前国际上新版的骨龄评定标准TW3法，亦称RUS评估法，TW3法对骨骼发育过程的评估细致量化，充分考虑了年代、社会、环境、营养等因素对儿童青少年生长发育的深远影响，对骨骼发育的影响，采用了手腕部及手掌13块长管状骨进行研究，TW3剔除了TW2中RUS分值和Carpal分值的总分要求，取而代之的是单独的RUS分；同时剔除了T系列，并重新制订了R系列标准。经过对北美地区3000名受试儿童连续9年的纵向观察，结果令人满意，且未受种族和地区的限制，建立了预测成人身高的身高完成率[10]。

2.3.2 我国骨龄百分计数法 李果珍骨龄百分计数法与TW2法研究相类似。李果珍等拍摄了1938个北京地区0～18岁儿童青少年受试者右手腕X线片，研究了10个骨并进行横向资料判读。采用Tanner评分法，统计10个骨从始发育到成熟期所需要的平均年数，总和为100分，计算出各骨、各期所相应百分数即为骨龄发育指数。最后将10个骨各期骨龄发育指数相加后，再从标准曲线图查出骨龄。该法首次以骨龄百分计数法制定了中国儿童青少年骨发育标准，比较适合于青春后期儿童少年。

2.3.3 国家行业标准CHN法 20世纪80年代张绍岩等以我国南北方11个省市的22160例0～19岁儿童、青少年为研究对象，选取左手腕部14块骨拍摄骨龄片，对照TW2法，参考G-P图谱法，统计了骨发育分级及各级分值，建立了中国人骨发育等级标准。CHN剔除了TW法中尺、三角、舟、月、大小多角骨等权重指数接近0的六块骨，突出对骨化中心出现早、生长发育期长、等级评定可靠性高的手腕骨给予较高的权重[11]。CHN法使得手腕骨生长发育研究由定性达到了定量分析，特别在13～18岁生长突增期，男青少年年龄判读方面更为准确。

2.3.4 医学的叶氏法 叶义言（1985）认为如若将TW2法直接用于我国儿童少年的骨龄评估可能存在人种等误差。20世纪80年代以长沙市2122例儿童为研究对象[12]对TW2法进行了修订改良，主要是在CHN法14块骨的基础上增加了尺骨和5块腕骨，共20块手腕骨的评定综合全面。有学者把叶氏骨龄评定方法称谓中国版的TW系列。进而在1998年该方法研发计算机辅助评定骨龄CD-ROM并已在我国各地临床医院推广应用。

2.3.5 中华05骨龄的评价方法 随着中国社会政治稳定、经济发展，根据我国儿童青少年生长发育出现的长期发展趋势，2006年张绍岩等参照CHN法和TW3 方法，依据百分位数法先后制订了TW3-C RUS、TW3-C腕骨、RUS-CHN 骨龄标准，统称为《中国人手腕骨发育标准-中华05》，简称中华05法[13-14]。该标准作为体育行业的标准，由国家体育总局下文在全国推广，旨在开展运动员生物学年龄和发育程度的鉴定。其后张绍岩等[15]又在RUS-CHN骨发育等级基础上制定了手腕部桡、尺骨骺线骨龄评价方法，将评定年龄范围男子延伸到20岁、女子延伸到19 岁，有效地拓展了中华05方法的骨龄评定范围。

2.4 图谱与记分相结合的方法

纵观诸种骨龄评定方法均以骨发育成熟度指征为基础。虽说图谱法具有直观、简便的优点，鉴定者在实际操作中还是以整张X线片进行比较与判读，容易产生主观性强，随机误差大等弊端[16]。Greulich等[9]在G-P图谱的使用时曾强调，要以块骨的排列顺序逐一判读和比较，如诸骨出现了不匹配时可采取插片判读（取两张靠近年龄的标准片前后年龄段比较）。尤其在青春发育期的中晚期，14～18岁成熟骨块数少，完全可以采用逐块骨插片判读方式，既增添了骨发育成熟度指征，又有效地利用了图谱法直观、简便的优点，弥补了计分法中各骨发育等级划分过细，标准掌握难度大，从而降低骨龄评定可靠性的不足等技术难点。张绍岩等（2008）在RUS-CHN骨发育等级基础上较好地将计分法与图谱法相结合，为青少年生物学年龄的推测提供新建的骨龄评定方法，称为RC图谱法[17]。后者显著地增加了男少年16～17岁、女少年15～16岁骨龄读数间距，拉开了骨龄关键期发育程度的分辨能力，提高了男少年18岁、女少年17岁年龄组，大部分骨龄读数之间的间隔。

2.5 超声骨龄评价方法

超声检测技术的基本原理是利用某种待测的非声量（如密度、浓度、强度、弹性、硬度、黏度、温度、流量、液面、厚度、缺陷等）与某些描述媒质声学特性的超声量（如声速、衰减、声阻抗等）之间存在着直接或间接关系，通过超声量的技术测量出那些待测的非声量，以探索超声量与非声量的关系和规律性。声波（sound wave）是声音的传播形式，属于一种机械波，人耳能听到的声波的频率一般在20～20000Hz之间。超声波（ultrasonic）属于高频率，声波频率大于20000Hz，超过人耳听觉感受范围。超声骨龄技术属于定量超声检测方法，定量骨龄检测的超声频率约在750kHz，主要检测骺软骨生长板内的矿物质含量（BMD），还能检测骨内微细结构的变化，譬如声速、距离、厚度、压力和波形等指标参数，最主要的功能单位有sos值。sos是声波在介质中单位时间内传播的距离，sos的大小与距离正相关，即为距离越长，sos值越大。研究发现，在同一个介质（骺软骨生长板）中声速是固定稳定的，但超声波在介质中传播时，随着传播距离增加由强变弱的会产生声衰减；在同一介质（骺软骨生长板）中超声能量的吸收主要与超声频率和传播距离有关。超声仪器利用超声波在不同介质（桡骨远端骺软骨）中传导速度不同的特点，超声换能器从骺软骨的一侧向另一侧发射超声波，根据接收到的超声波通过骺软骨组织和其他软组织的幅度衰减，分别测算出sos和超声振幅衰减（BUA）以及距离。因此不同的组织其声速值大小不同的。以色列、波兰、韩国等学者曾开展了一些超声骨龄的临床医学研究[18]，其对象主要局限于临床生长发育不良的病孩，系统化的研究鲜见。2004年沈勋章等根据《中国人骨发育标准修订》的分课题，开展《中国人骨发育标准评价方法与超声方法的相关性研究》[19]，针对超声骨龄仪进行中国模式的二次研究。课题研究小组获得了大量研究结果[20-30]。研究发现，超声骨龄评定方法与中国人骨发育标准评价方法具有很高的相关性，但也存在精确性与重复性欠缺的缺陷，需要对仪器和方法等进行进一步完善。

表1 常用骨龄评定标准比较

3 中华05手腕骨发育评价标准

2002年，由河北省体育科学研究所张绍岩等牵头，申请立项并修订我国儿童少年骨龄评定标准CHN法。2005年完成了《中国人手腕骨发育标准-中华05》阶段成果[13-14，31]，简称中华05法，2006年7月1日该方法作为国家行业标准推广实施，并由此取代了原有的CHN法。中华05法是我国当代社会政治经济迅猛发展，广大儿童青少年群体生长发育长期变化趋势日益明显的时期、大连、石家庄、上海、温州和广州等代表性城市中年龄介于0～20岁男女共17401名健康儿童为样本，通过拍摄左手腕后前位X线片，同时测量身高、体重；依据CHN法，采用TW3计分法修订的我国骨龄评定新标准[32]。标准根据Tanner等的方法拟合骨成熟度得分曲线，制定了我国儿童少年骨发育生长评价图表[33-34]，同时推出了适用于体育领域的RUS-CHN法[17，35]。

4 几种常用的手腕骨骨龄评定方法的比较

目前我国体育界、医学界、法医学常用的骨龄评价方法有G-P图谱法、CHN法、RUS-CHN法（中华05），表1对这三种常用方法作一个详细的比较。

5 展望

目前，在骨龄研究领域中存在着两大有理论意义、具深远实践意义的问题值得研究和探讨：（1）骨龄标准图谱库的建立及计算机读片系统的研究；（2）非放射线骨龄发育评价与方法的研究。

在青少年手腕骨骨龄的各类鉴定方法中，划分不连续骨发育等级来应用于连续的骨发育过程存在科学比对问题；图谱整片判读的主观性强，存在随机误差问题；骨发育等级标准的文字描述不清，不便记忆，存在操作应用复杂、系统误差问题。而采用新型的计算机图象识别与智能化技术，结合引进数学方法，寻求方法学突破，使手腕诸骨的发育程度评定尽可能有个连续过程，亦使得骨发育成熟度尽可能避免人眼评定误差，是较好地解决上述问题的途径。骨龄评定方法必将在信息时代借助计算机、网络等现代工具建立计算机骨龄辅助评判系统和计算机骨龄自动评判系统。另外，非X线化骨龄发育评价与方法也是今后研发工作的重点，以达到高科技测量、人体非损伤的目的。如超声骨龄的测量技术就是一种很好的尝试，只是这些方法目前在实际工作中运用尚少，信度和效度检验仍需进一步加强。 骨龄科研工作者在今后的工作中要更加努力的完善各类方法和技术，适应运动员选材及其他工作实践的具体要求，提高骨龄评判的精确度和客观性，进而为运动实践和其他相关行业提供更广泛、更高效的服务。

[1] 曾凡辉. 运动员科学选材[M]. 北京：人民体育出版社，1992：164-179.

[2] 郭蓓. 上海市运动员科学选材工作指导手册[M]. 上海：上海科学技术文献出版社，2005：47-57.

[3] 余竹生，沈勋章，朱学雷. 运动员科学选材[M]. 上海：上海中医药大学出版社，2006：60-63.

[4] 杨若愚，沈勋章，蔡广. 生物学年龄与运动员生长发育鉴定[J]. 四川体育科学，2010，4：29-33.

[5] Yu J，Zadik Z，Golander A，et al. An innovative ultrasonic method for bone age as ses sment of is raeli and Chinese children[R]. Presented at 43rd. Annual Meeting of the European Society for Paediatric Endocrinology in Basel，Switzerland，2004.

[6] Zadik Z，Zung A，Borondukov E，et al.Ultrasonic Bone Age As sessment in Children[R]. Presented at 43rd. Annual Meeting of the European Society for Paediatric Endocrinology in Basel，Switzerland，2004.

[7] Pludowski P，Lebiedowski M，Lorenc RS. Evaluation of practical use of bone age as ses sments based on DXA-derived hand scans in diagnos is of skeletal s tatus in healthy and diseased children[J]. J Clin Densitom，2005，8（1）：48-56.

[8] Pludowski P. Evaluation of the possibility to assess bone age on the bas is of DXA derived hand scans–preliminary results[J] . Osteoporos Int，2004，15（4）：317-322.

[9] Greulich WW，Pyle IS. Radiographic atlas of skeletal development of the hand and wrist.Stanford[M]. California：Stanford University Press，1959：16-19.

[10] Tanner JM，Healy MJ，Golds tein H，et al. In As ses sment of skeletal maturity and prediction of adult height（TW3 method）[M]. 3rd ed. London：WB Saunders，2001：25-28.

[11] 张绍岩. 中国人骨成熟度评价标准及应用- CHN计分法和骨龄标准图谱[M]. 北京：人民体育出版社，1995：24-32.

[12] 叶义言，王创新，张俊先，等. 儿童青少年骨龄评分方法的研究[J]. 湖南医科大学学报，1991，16（4）：355-358.

[13] 张绍岩. 中国人手腕骨发育标准-中华05 I.TW3-CRUS、TW3-C 腕骨和RUS-CHN方法[J]. 中国运动医学杂志，2006，25（5）：509-516.

[14] 张绍岩. 中国人手腕骨发育标准-中华05.III.中国儿童骨发育的长期趋势[J]. 中国运动医学杂志，2007，26（2）：149-153.

[15] 张绍岩，张继业，刘丽娟，等. 手腕部桡尺骨骺线骨龄评价方法[J]. 中国运动医学杂志，2010，29（6）：666-668.

[16] Acheson RM，Vicinus JH，Fowler GB. Studies in the reliability of assessing skeletal maturity from X-ray Part III. Greulich-Pyle atlas and Tanner-Whitehouse method contrasted[J]. Hum Biol，1966，38：205-218.

[17] 张绍岩，刘丽娟，张继业，等. RUS-CHN图谱骨龄评价法用于推侧青少年年龄[J]. 中国法医学杂志，2009，24（4）：249-253.

[18] Zadik Z，Bistrizer T，Tsoref T，et al. A novel method for assessing bone age using ultrasound[M]. Presented at Europediatrics，Prague，2003.

[19] 上海体育科学研究所计划任务书.中国人骨发育标准评价方法与超声方法的相关性研究[Z].国家体育总局科教司《中国人骨发育标准修订》的分课题，2004.

[20] 蔡广，沈勋章，余卫东，等. 超声骨龄和中国人骨发育判读标准的骨龄判读对比分析[J]. 体育科研，2006，27（3）：42-44.

[21] 金浩敏，沈勋章，蔡广，等.5～19岁儿童青少年超声速（sos）与骨发育曲线的研究[J]. 体育科研，2006，27（3）：45-47.

[22] 谢春龙，黄豪，沈勋章. 7岁前儿童超声骨龄测试结果中超声速（sos）值的研究[J]. 体育科研，2006，27（3）：48-50.

[23] 沈勋章. 桡、尺骨远端骺软骨的组织学特点与超声速值的关联性分析的研究现状[J]. 体育科研，2006，27（3）：51-53.

[24] 沈勋章，蔡广，刘钢. 两种超声骨龄模式与CHN法判读青少年骨龄对比研究[J].中国医疗前沿，2007，21（2）：1-3.

[25] 沈勋章，郭蓓. 超声骨龄与超声速值（sos）研究的新进展[J]. 首都体育学院学报，2007，19（3）：29-32.

[26] 沈勋章，蔡广，梁佩珍，等. 青少年运动员超声骨龄测试过程中声速值特点分析[J]. 中国学校卫生杂志，2008，29（10）：888-889，892.

[27] 沈勋章，徐成喜，蔡广，等. 儿童青少年超声骨龄最大声速值与X线骨龄的相关性[J]. 中国学校卫生杂志，2008，29（10）：882-883.

[28] Shen Xunzhang，Guo Bei. A New Research between Ultrasonic BonAge and Sound of Speed in Ultrasound Device[J]. Academic Perspective，2006，2：118-134.

[29] Shen Xunzhang，Cai Guang. A relative research of the value of SOS max as Chinese method[J].Academic Perspective，2006，2：135-149.

[30] ShenXunzhang. The Accuracy Research for Automatic Reading from 0.1 to 0.5 Years on Ultrasonic Device[J]. Academic Perspective，2007，3：205-217.

[31] 张绍岩，马振国，沈勋章，等. 中国人手腕骨发育标准-中华05.Ⅳ.中国儿童手腕骨发育特征[J]. 中国运动医学要志，2007，26（4）：452-455.

[32] 张绍岩，吴真列，沈勋章，等. 中国人手腕骨发育标准—中华05Ⅱ. RUSCHN和TW3-C腕骨方法的读片可靠性[J]. 中国运动医学杂志，2006，25（6）：641-645.

[33] 张绍岩，刘丽娟，刘刚，等. 中国人手腕骨发育标准-中华05 V.骨成熟度百分位数曲线的修订[J]. 中国运动医学杂志，2009，28（1）：20-23.

[34] 张绍岩，张继业，马振国，等. 青少年骨龄标准身高、体重和体重指数生长图表[J]. 2009，24（5）：308-311.

[35] 吴直列，沈勋章，柴建中，等. 中国人手腕骨发育标准-中华05 RUS-CHN法在当代少年运动员中的应用[J]. 中国运动医学要志，2007，26（2）：145-158.