兒童青少年的骨密度與骨齡發育的關系

張忠 郭淳 趙越 伍嶺 萬立華*

1. 重慶醫科大學基礎醫學院法醫系, 重慶 400016 2. 重慶市體育科學研究所，重慶 400015 3. 重慶醫科大學基礎醫學院, 重慶 400016

骨齡即骨骼年齡(bone age，BA)被認為是兒童走向成熟軌跡上一個重要的生物學標記，在臨床醫學、預防醫學、法醫學、體育科學等領域有著廣泛應用[1-2]。雖然骨齡是骨骼發育最常見的指標，但有相當多的文獻表明激素水平、生活環境等都有可能導致兒童青少年生活年齡和骨齡不一致[3]。兒童青少年時期的骨密度(BOne mineral density，BMD)水平會對成年人骨質疏松風險產生影響，峰值骨量減少是人體骨骼發生骨質疏松性骨折的相關危險因素[4]。正常人體的峰值骨礦物量的90 %是在兒童及青少年時期積累而成，因此很多學者提出，預防中老年發生骨質疏松癥應從兒童青少年時期做起[5]。本文旨在通過回顧性分析重慶地區兒童青少年骨密度與骨齡發育的關系，為重慶地區的兒童青少年生長發育評估提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 研究對象

回顧性分析3 776例2015年至2019年間在重慶高康健康管理咨詢有限公司進行咨詢的兒童、青少年的左腕骨X線骨齡片、骨密度、身高、體重及BMI。其中男性2 131例，女性1 645例，年齡分布在3～18歲。按性別、生活年齡及體型進行分組。體型分組參照中國 0～18歲兒童青少年體塊指數的生長曲線[6]進行分組，具體如下：P15>BMI值設定為消瘦組；P15≤BMI值

排除標準：①患有相關遺傳代謝性疾病及相關發育不良性疾病的兒童、青少年；②接受過生長激素、促性腺激素釋放激素類似物及激素類制劑等治療的兒童、青少年[7]；③左手有明確外傷史的兒童、青少年；④因左腕骨骨齡片成像原因不能鑒定骨齡的兒童、青少年；⑤身高、體重、骨密度等信息采集不完整的兒童、青少年。

1.2 測量方法

1.2.1骨齡片拍攝方法拍攝儀器：數字化X光骨齡機(品牌：健民牌；型號：高端；北京鑫東華騰體育器械有限公司)。拍攝方法：拍攝左手腕部正位 X 線片，除拍攝手關節的各塊骨外，還應該包括撓、尺骨遠端骨干2～3 cm；管片距為70～90 cm；左手掌面向下，緊貼暗盒。中指軸與前臂軸成直線，五指自然分開，拇指與手掌約 30 °；X射線機球管中心垂直正對第三掌骨頭[8]。

1.2.2骨密度測定方法測定儀器：超聲骨密度儀(品牌：Kejin；型號：OSTEOKJ2000型；南京科進實業有限公司)。測定方法：由經過專業培訓的技術人員使用骨密度分析儀對受試者進行骨密度測定。測定部位為跟骨，在跟骨皮膚表面處均勻涂抹標準超聲凝膠，超聲探頭與跟骨長軸平行，通過超聲耦合劑與皮膚耦合，測定其骨密度值。再以南京科進實業有限公司提供的亞洲兒童數據庫作為參考標準，得出Z值和BMD同齡比[9]。

1.2.3身高、體重測定方法測試儀器：身高測量儀(品牌：健民牌；型號：II；北京鑫東華騰體育器械有限公司)；體重測量儀[品牌：清華同方；型號：BCA-1B；同方健康科技(北京)股份有限公司]；測定方法：被測者保持直立姿勢，僅穿輕便衣物，避免被測兒童青少年身體晃動或觸碰其他物體。身高精確到0.1 cm，體重精確到0.1 kg，然后計算體質指數[body mass index，BMI =體重/身高2(kg/m2)]。

1.3 骨齡鑒定方法

除去所有X線骨齡片的姓名、年齡、性別等信息，僅保存片號，并隨機排序。2名評價者分別為國家體育總局認證骨齡裁判、法醫學教授。評價者使用中國兒童手腕骨骨齡測評標準CHN法[10]分別對3 776例X線骨齡片進行評價，結果差異小于0.5歲時取兩名評價者評價值的平均值；結果差異大于0.5歲時，2名評價者再次閱片，直到結果差異小于0.5歲時，取其平均值。骨齡年齡差為骨齡與生活年齡的差值。

1.4 統計學處理

2 結果

2.1 不同性別年齡段骨齡、生活年齡和骨齡年齡差分析

根據性別和年齡分層分析骨齡與生活年齡的差異。結果表明，本研究中，兒童青少年在3～18歲的各年齡段均出現骨齡發育提前，即生活年齡低于骨齡，且差異有統計學意義(P<0.05)(表1)。各年齡組不同性別的骨齡年齡差顯示：在5～、10～、11～、15～歲4個年齡組中，男性和女性的骨齡年齡差差異有統計學意義(P<0.05)；男性的骨齡年齡差在15歲以后達到最大，女性在9～10歲達到最大，見表2。

表1 不同性別年齡段骨齡與生活年齡的差異分析(歲，Table 1 Analysis of the difference of skeletal age and life age among different sex and age groups (years, )

表2 不同性別骨齡年齡差分析(歲，Table 2 Analysis of skeletal age difference value between different sex groups (years, )

2.2 骨齡發育的多因素Logistic回歸分析

以骨齡發育是否提前作為因變量，以性別、骨密度同齡比、BMI、生活年齡作為自變量納入回歸模型，運用向前逐步回歸分析骨齡發育的影響因素。結果顯示，性別、骨密度同齡比、生活年齡為骨齡發育的獨立影響因素。以男性為參照，女性骨齡發育提前的危險增加1.6倍，且差異有統計學意義；以BMI正常為參照，消瘦為骨齡發育的保護因素，但是差異并無統計學意義[OR=1.237，95 %CI(0.628,1.042)，P>0.05]；超重和肥胖兒童青少年骨齡發育提前的危險分別增加1.2倍和1.9倍，但僅肥胖組差異有統計學意義 [OR=1.9.8，95 %CI(1.263,2.882)，P<0.05]。

2.3 骨密度與骨齡發育提前的量效關系

根據年齡、性別和BMI分層繪制骨密度與骨齡發育提前的概率曲線。結果顯示，在BMI和性別分層的各亞組中，骨齡發育提前的概率在骨密度較低段有少量上升然后下降，在骨密度較高段呈上升趨勢，在體格消瘦和正常組中最明顯；隨著BMI的增加，骨齡發育提前的概率逐漸向0.8～1.0區間靠近；不同年齡段的概率曲線趨勢相當，其中男性的概率曲線略低低于女性，但均在骨密度同齡比為50～100區間達到最低水平；14～15歲是各年齡段中骨齡發育提前概率最低的年齡段；控制年齡、性別后，不同BMI組的骨齡發育提前趨勢隨著骨密度的增加逐漸放緩(圖1)。

圖1 基于限制性立方樣條分析各年齡組不同BMI、性別兒童青少年骨齡同齡比與骨齡發育提前的量效關系Fig.1 Analysis the dose-response relationship between early bone age development and age ratio of skeletal age by different BMI, sex, and age group based on restricted cubic splines

3 討論

伴隨重慶市民生活質量的改善，家長和社會越來越重視兒童青少年的生長發育。由于兒童青少年的生長發育有個體差異的存在，不能僅用生活年齡來衡量其實際的發育水平。因此國內外學者熱衷于用骨齡來預測兒童青少年的成熟度[11-12]。此外，兒童青少年時期也是骨量儲備的重要時期[13]，維持該年齡段的骨量直接影響到成人的骨健康，這一時期骨量存儲不足，會增加成年后發生骨質疏松癥的風險[4]。徐海青等[14]的研究發現，骨密度與骨齡、生活年齡均有較強的正相關關系，骨密度值可作為骨齡估算的參考。而兒童青少年的骨骼發育存在地域和民族差異，近幾年逐漸出現骨齡發育提前的趨勢[15]。我國四川、北京、長沙等不少地區都在積極開展當地兒童青少年骨齡相關的調查研究[16-18]，但是缺少對重慶地區兒童骨骼發育現狀的研究。因此，本研究以2015年至2019年間在重慶高康健康管理咨詢有限公司咨詢的兒童青少年為研究對象，探索骨密度對重慶地區兒童青少年骨齡發育的關系。

表3 骨齡發育影響因素的多因素Logistic逐步回歸分析Table 3 Multivariate Logistic stepwise regression analysis of the influential factors of bone age development

本研究發現，接受咨詢的兒童青少年各年齡段年均出現了骨齡發育提前的現象。納入研究的兒童青少年骨骼發育提前，提示重慶地區可能需要制定新的相關生長發育標準來評估其生長發育。在本研究中，有4個年齡段男女骨齡年齡差差異有統計學意義，即骨齡可能與性別有關。骨齡差在一定程度上反映了兒童青少年的生長潛力，女童較男童早進入青春期[2]，在神經內分泌系統的調節下，性激素作用于骨骺軟骨，加速了兒童青少年的生長發育[19]。骨齡發育提前的兒童青少年會對皮質骨產生依賴，骨骼擴張需要更多的礦物質[20]，其骨密度會比同時期同性別兒童青少年的平均值高。骨密度是骨骼強度的重要指標，可用于判斷骨骼的發育狀況，體現骨骼中礦物質的表達情況[21]。

有學者發現，骨密度較低的兒童青少發生骨折的風險較高，其中10～14歲的青少年發生骨折的風險最高[22]，女孩在12歲達到高峰，男孩在14歲達到高峰[23]。兒童青少年時期骨量峰值是成年后發生骨質疏松的重要因素，患成骨不全、內分泌等疾病的兒童，成年后患骨質疏松癥的風險更高[24]。本研究結果表明，14～15歲是各年齡段發生骨齡發育提前概率最低的時期。該時期的兒童青少年基本進入青春期，在性激素、生長激素等各種激素影響下，刺激骨骼生長，骨骼強度也隨之發生變化[4]。其次，該年齡段的兒童青少年學業壓力較大，戶外活動和日照時間較少，機體快速生長[25]，導致該年齡段的骨齡發育提前的概率降低。然而骨密度對骨齡發育提前的影響在一定程度上會受到BMI的影響。

通過控制年齡、性別后，從圖1中發現相同區間的骨密度同齡比，超重或肥胖兒童青少年骨齡發育提前的概率較高，且概率曲線變化趨勢變緩。有研究[26]表明，超重或肥胖兒童青少年體內的激素水平、脂代謝等會使生長發育提前。而脂肪的累積會影響骨骼的發育[27]。沈朝霞等[25]的研究發現，超重或肥胖兒童青少年骨密度不足的檢出率高于體格正常組。筆者建議，家長或有關的部門應對超重或肥胖的兒童青少年制定合理的膳食計劃，督促他們加強體育鍛煉，以此減少早熟和骨折風險。

綜上所述，本研究認為，重慶地區兒童青少年可能普遍存在骨齡發育提前的趨勢，這種趨勢可能與性別、BMI、骨密度等因素有關，校正性別、年齡和BMI等因素后，骨齡發育提前的概率在骨密度較低段先增加后下降，在骨密度較高段呈上升趨勢。鑒于骨齡發育提前的現狀，有關部門可以考慮酌情調整重慶地區兒童青少年生長發育的評估標準，為相關咨詢機構提供理論依據。雖然超重或肥胖發生骨齡發育提前的概率較大，但是兒童青少年的生長發育需要適量的脂肪儲備，可以通過合理的飲食、適當的鍛煉以及定期的健康體檢加以控制。生活年齡和骨齡的不一致，導致身體發育和年齡認知脫節，會影響兒童青少年心理和生理健康[28]，尤其是對臨近青春期的兒童青少年，應給與一定的心理輔導或相關咨詢。

本研究僅針對重慶健康管理機構的咨詢者資料進行回顧性分析，未對咨詢者的營養狀況、生活習慣和行為方式進行調查。但是兒童青少年的生長發育是一個復雜的過程，影響發育的因素更是多不勝數，這需要在接下來的研究中做深入的研究和探討。