一種骨齡自動分析儀的研制與應用

鄧開琴 （長江大學臨床醫學院 荊州市第一人民醫院內分泌科，湖北 荊州434000）

羅偉 （長江大學臨床醫學院 荊州市第一人民醫院中心實驗室，湖北 荊州434000）

云鵬，肖虎 （長江大學臨床醫學院 荊州市第一人民醫院內分泌科，湖北 荊州434000）

兒童的生長發育一直是廣大家長關注的重點。而骨齡是反映個體的發育水平和成熟程度的一個重要指標，醫生可以通過掌握評測骨齡的方法，為生長發育異常的患者尋找最佳治療時機［1～3］。目前骨齡鑒定尚無統一標準，造成骨齡評價結果差異明顯。因此，我們設計出了一種骨齡評測檢測裝置。裝置通過專門的數據通訊端口從放射科PACS系統中的DR數據中提取拍片數據結果為患者評測骨齡，在骨齡分析裝置中自動生成檢查報告，并生成治療建議套餐，為患者量身定制診療方案。

1 骨齡評估裝置的設計

1.1 骨齡評估裝置的構成

骨齡評估裝置其主要由幾部分組成，包括專業的液晶顯示屏、膠片掃描儀、骨齡分析主機、打印機、DICOM接口轉換器和操作臺。在操作臺下部裝有打印機，打印機上方為骨齡分析主機，操作臺的頂部中間裝有顯示屏，顯示屏的一側裝有膠片掃描儀，顯示屏的另一側裝有接口轉換器，接口轉換器用數據線與網絡接入端相連接，骨齡分析主機用數據線分別與顯示屏、膠片掃描儀、打印機相連接。

1.2 骨齡評估裝置的工作流程

標準骨齡片拍攝時，采用設計的手掌坐標定位膜上，通過受檢者左手五指自然張開，手心向下，中指與前臂保持中一條直線，放在儀器的拍攝架上，經過掃描后得到圖像。

計算機網絡將病人信息輸送到檢測設備，由接口轉換器將數據接收，經過與醫院的網絡接入，讀取醫院信息管理系統中的患者數據。傳輸到系統主機中。然后傳輸到系統主機中。完成骨齡系統的數據預處理和自動分析骨齡的評估結果。預測患者的骨齡，可以顯示在屏上，還與醫院的LIS系統、HIS系統需要的相關信息集合在一起，綜合得出檢查結果。

數字化X射線攝影系統拍片、骨齡評測、計算機圖形學分析、骨齡圖譜對照、優化最佳算法討論等環節使得骨齡評測標準化、科學化結合臨床醫生實際工作需要，對診斷生長發育異常人群，進行數據匯總采集。

1.3 骨齡評估裝置的軟件處理

1）骨齡測算 骨齡分析裝置的系統軟件中，選用了TW2／TW3法、CHN法的按照0.5～18歲兒童及青少年骨齡標準評定圖譜［4］，建立了大標本量的骨齡標本庫，系統可以自動校對骨齡片。在軟件中集成了大量的內分泌學科的計算方法和測算公式。例如：TW3女孩初潮法計算公式：初潮年齡 （歲）＝12.6－0.68× （骨齡歲數－年齡歲數）±0.625。通過系統的計算生成成年身高的預測和女孩初潮時間預測的報告。

2）臨床建議 骨齡分析裝置生成一份綜合評估報告。在裝置的控制和分析平臺中程序生成診療套餐，給出臨床治療建議。①根據患者評測骨齡較實際年齡提前，則建議患者查腎上腺皮質激素、性激素、子宮、附件或睪丸彩超、垂體MRI。若GnRH刺激試驗陽性，則建議GnRH類似物治療；若為腎上腺皮質增生癥或腫瘤、垂體腫瘤、卵巢腫瘤，則建議手術治療；若為單純肥胖則建議患者飲食控制＋運動治療［4，5］。②若患者評測骨齡較實際年齡延遲，則建議患者查生長激素、垂體MRI、甲狀腺功能、性染色體等。若生長激素激發試驗提示生長激素缺乏，則建議重組人生長激素治療；若性染色體提示為（46，X），則建議重組人生長激素治療及雌激素替代治療；若為甲狀腺功能低下，則建議甲狀腺素替代治療；若患者為巨人癥，則建議神經外科行垂體瘤手術。③若患者骨齡與實際年齡吻合，則建議患者醫學觀察 （青春期前患者或身高超過P3患者）或重組人生長激素治療 （身高在P3以下）。

2 臨床應用

2.1 一般資料

2012年1月1日至2013年4月1日于我院門診就診的生長發育異常兒童200例，年齡3～13歲，其中男94例，女106例。其按性別和年齡段劃分的樣本分布情況見表1。

表1 研究對象年齡、性別分布情況 例

2.2 應用方法

在同1天內用骨齡分析裝置中的智能評測軟件系統、人工判讀2種方法同時評估骨齡。兩種方法均進行2次，其中人工判讀采用TW3法，盲法隨機重復讀片。骨齡智能評測系統綜合G－P圖譜、TW3法、CHN法3種骨齡評價方法，利用計算機圖形學和半拉格朗日算法對骨齡片的目標興趣區 （ROI）進行圖像分析。

2.3 效果

1）不同判讀者間評估骨齡的比較 A、B不同判讀者間評估骨齡的不確定度有統計學差異 （0.34歲比0.66歲，P＜0.05），A、B專家間RUS骨齡在各年齡段均有統計學差異 （P＜0.05），且患兒年齡越小，差異越顯著；而腕骨骨齡在各年齡段均無明顯差異 （P＞0.05）。見表2。

2）骨齡智能評測系統與人工判讀骨齡的比較 骨齡智能評測系統的檢測結果不確定度 （0.12歲）顯著低于人工判讀的A、B專家 （P＜0.05），RUS骨齡與B專家人工判讀在各年齡段均有統計學差異（P＜0.05），腕骨骨齡無統計學差異 （P＞0.05）；與A專家的RUS骨齡、腕骨骨齡均無統計學差異（P＞0.05）。

表2 人工閱片的平均骨齡比較

3 討論

骨齡是指骨骼測定年齡。人的生長發育可用兩個“年齡”來表示，即生活年齡 （日歷年齡）和生物年齡 （骨齡）［2］。

傳統的是由具備讀片知識的專業醫師進行，可能會因為人為原因造成評價結果出現差異，而通過這種骨齡自動分析評估裝置，就可以實現自動分析閱片。我們采用的骨齡評測方法是TW2法／TW3法、CHN法［6］，利用計算機圖形學和半拉格朗日算法圖像分析骨齡，完成了骨齡評測的方法優化。骨齡分析裝置主要從軟、硬件2個方面進行設計。經過一段時間臨床應用，受到了良好的效果。

本骨齡分析評估裝置，通過醫療設備的集成設計，使得骨齡片標準自動分析，快速計算出患者預期身高和鑒定其生長發育水平，提高了骨齡評測速度和準確度。目前骨齡評價并無統一標準，所以骨齡評價方面存在著差異。醫生在看骨齡片時，只能將所拍的骨齡片夾在看片燈上閱片。醫師評閱骨齡片經驗和技術水平存在差異性，引起了讀片的準確性問題，造成結果可行度降低［7］。特別是在醫療條件較差的農村和偏遠地區，無法完成骨齡片的分析。通過這種集成診斷功能的醫療儀器，自動分析骨齡結果，制訂青少年發育異常人群診療套餐系統，有效地提高了骨齡評價的精準度。通過骨齡異常患者診療套餐系統的應用，為患者量身定做的診斷、治療方案，可以減少其他不必要的檢查費用，對每名患者及早治療、縮短治療時間，為患者節約診療費用。同時因為骨齡分析儀中的評價系統可以不斷地更新和升級，及時地實現骨齡評測的方法優化；通過骨齡拍片標準化及系統分析軟件的處理，有效地克服了傳統人工判讀骨齡的人為誤差，降低了骨齡評估結果的不確定度，提高了骨齡評估的準確性。通過骨齡片標準化及自動分析系統，提高了骨齡評估速度，提高工作效率。在無專業骨齡評估醫師的基層醫院也能開展骨齡評估，解決了病人看病難的問題，促進了醫療事業的發展。

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