李彬，林家健，林育成，寧麗潔，程愛珍

［廣東醫(yī)科大學順德婦女兒童醫(yī)院（佛山市順德區(qū)婦幼保健院）放射科，廣東 佛山 528300］

在兒科中，兒童的骨齡與生活年齡的不同對監(jiān)測與診治兒童生長和內分泌紊亂等有著極其重要的意義?，F(xiàn)階段，計分法、圖譜法均為臨床評測骨齡的常用方法，其中圖譜法的操作較為簡單，可將兒童手腕部作為骨齡評測的依據(jù)，但一些疾病對其手腕部不同骨骼的影響也不同。計分法包括手腕骨、掌指骨骨齡計分法兩種［1］。目前，臨床已有研究指出對掌指骨骨齡進行評測的人工智能（AI）系統(tǒng)，但鮮有研究涉及手腕骨骨齡，而手腕骨骨齡對于兒童生長緩慢、性早熟等診斷具有一定價值［2］。鑒于此，本研究分析了AI 在兒童左手骨骨齡X 線影像診斷中的應用效果，旨在為臨床提供更全面、有效的參考依據(jù)，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2020 年4 月至2021 年1 月期間廣東醫(yī)科大學順德婦女兒童醫(yī)院兒童保健科提供的需要X 線骨齡診斷的120 例兒童左手骨齡片，其中男童20例，女童100 例；年齡5～12 歲，平均（8.69±2.10）歲。納入標準：①兒童年齡5～12 歲；②左手（包含左手指骨、腕骨、尺橈骨遠側骨干3～4 cm）正位骨齡數(shù)字化X 線攝影片；③手部位擺放正確，無骨骺缺失。排除標準：①嚴重骨畸形；②拍攝位置不佳。

1.2 方法

1.2.1 攝片方法 采用放射科DR X 線機按下列要求拍攝左手后前位X 線片：①指導兒童將左手掌緊貼在平板上，將五指自然分開，拇指和食指保持30°角，中指和橈尺骨中軸保持在一條直線上；②將腕部充分暴露出來，同時橈骨和尺骨遠端暴露≥3 cm；③將骨齡片通過DICOM 格式導入PACS系統(tǒng)中。

1.2.2 標準組 采用X 線骨齡評測法，邀請放射科已接受Greulich-Pyle 手腕骨骨齡圖譜法（GP 圖譜法）培訓的2 名高年資、經驗豐富放射科診斷醫(yī)師，對120 例X 線骨齡片采用GP 圖譜法進行診斷，依據(jù)相關文獻參考以二者診斷結果的均值為參考標準，同時仔細記錄評測時間。

1.2.3 實驗組 采用AI 評測骨齡，即采用深瑞醫(yī)療的人工智能系統(tǒng)軟件分析同樣的120 例DICOM骨齡片，以評測的R 系骨齡作為診斷，同時仔細記錄評測時間。

1.3 觀察指標

比較兩組骨齡評測時間，兩組左手骨齡、左手骨成熟度分值及不同年齡段兒童左手骨齡的平均絕對誤差（MAE）、均方根誤差（RMSE），同時通過組內相關系數(shù)（ICC）評估兩組評測骨齡的一致性。AI、X 線骨齡診斷與參考標準的診斷相差≤6 個月可以認定為診斷符合。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 20.0 軟件或EXCEL 進行統(tǒng)計分析診斷結果，計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，計量資料組間比較采用t檢驗；計數(shù)資料以百分率（%）表示，計數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組左手骨齡評測時間比較

實驗組骨齡評測時間為（0.35±0.12）s，較標準組［（140.35±12.10）s］更短，差異有統(tǒng)計學意義（t=126.740,P=0.000）。

2.2 兩組左手骨齡MAE、RMSE 比較

實驗組左手骨齡MAE、RMSE 均低于標準組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組左手骨齡MAE、RMSE 比較（n=120,±s）

表1 兩組左手骨齡MAE、RMSE 比較（n=120,±s）

2.3 兩組左手骨成熟度分值MAE、RMSE 比較

實驗組左手骨成熟度分值MAE、RMSE 均低于標準組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組左手骨成熟度分值MAE、RMSE 比較（n=120,±s）

表2 兩組左手骨成熟度分值MAE、RMSE 比較（n=120,±s）

2.4 兩組不同年齡段左手骨齡MAE、RMSE比較

實驗組5～8 歲、9～12 歲年齡段左手骨齡MAE、RMSE 均低于標準組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組不同年齡段左手骨齡MAE、RMSE 比較（±s）

表3 兩組不同年齡段左手骨齡MAE、RMSE 比較（±s）

2.5 兩組評測左手骨齡的一致性比較

兩組左手骨齡評測結果的ICC 為0.998，95%CI（0.996～0.998）。

3 討論

兒童左手骨早期發(fā)育階段于X 線片上的表現(xiàn)為多個密集的點（手腕骨）與略分散的點（掌指骨），且隨著發(fā)育而持續(xù)增大，最終會增長到特定的形狀與最佳大?。?］。和長骨發(fā)育有所不同的是，左手骨于青春期前的發(fā)育速度較快，女孩發(fā)育較早，通常在11 歲左右便已接近成熟，而男孩則需在13 歲左右［4］。因左手骨發(fā)育階段及分期存在一定個體差異性，有專家不建議單純借助腕骨來評測兒童的骨齡，特別是年齡稍大的兒童，建議借助長骨來評測，所有結合掌指骨的發(fā)育情況來評測兒童骨齡的準確度更高［5-6］。

臨床上評測骨齡的方法包括圖譜法、計分法、骨化中心計數(shù)法以及骨骺出現(xiàn)和閉合年齡法4 種。圖譜法是將被測者骨齡片和標準圖譜相對照而得出骨齡，既涉及到骨化中心所出現(xiàn)的數(shù)量，也考慮到形態(tài)大小及各骨的發(fā)育狀態(tài)，有著便捷、明確等特點，近年來在國際上的應用率較高。計分法是按各骨發(fā)育階段及所對應分值進行計分，然后按相應標準對骨齡進行計分，屬于現(xiàn)階段國際評測骨齡的最基本也是最準確的方法。骨化中心計數(shù)法是在觀察單或多部位繼發(fā)骨化中心所出現(xiàn)的時間、數(shù)量以及成熟度特征來評測骨骼發(fā)育情況，但存在適用年齡段小、誤差大等缺點，現(xiàn)已基本被臨床淘汰。骨骺出現(xiàn)和閉合年齡法主要通過查圖表獲得骨齡，具有省時、便捷等優(yōu)點，但也存在投照部位多、評測結果不精準等缺點［7］。所以，目前臨床上主要應用的骨齡評測方法僅為GP 圖譜法、TW3 法兩種。本研究就采用GP 圖譜法對120 例兒童左手骨齡片進行評測，并以此作為參考標準，分析AI 在兒童骨齡X 線影像中的應用效果。

AI 屬于一門基于多學科的新興技術，涉及計算機科學、神經科學、生物學、數(shù)學、哲學及心理學等，近年來隨著醫(yī)學水平的快速發(fā)展，AI 在醫(yī)學領域中的應用率逐漸上升，涉及AI 醫(yī)學影像學、AI 健康管理、AI 輔助診斷、AI 疾病預測以及AI 藥物研發(fā)等［8］。本研究結果發(fā)現(xiàn)：實驗組骨齡評測時間較標準組更短，提示對兒童骨齡X 線片采用AI 進行評測的速度更快。究其原因在于AI系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化骨齡評測，加之臨床在評測手腕骨發(fā)育等級時需醫(yī)師人工來完成，這也在很大程度上增加了骨齡評測時間，所以AI 評測兒童骨齡的時間較短。

本研究還發(fā)現(xiàn)：實驗組左手骨齡、左手骨成熟度分值及不同年齡段左手骨齡的MAE、RMSE均明顯低于標準組；兩組左手骨齡評測結果的ICC為0.998，95%CI（0.996～0.998）。提示對兒童骨齡X 線片采用AI 進行評測的準確度較高。這與康敏等［9］的研究結果基本一致。究其原因在于AI 骨齡評測系統(tǒng)可有效地區(qū)分不同位置的手腕骨（也包含重疊位置），從而更準確地評測兒童左手骨齡、成熟度及不同年齡兒童骨齡的差異性，提高其與參考標準的一致性［10］。

本研究也存在一定不足之處：①僅拍攝左手骨齡X 線片，評測部位較為局限；②樣本數(shù)量較少；③左手骨齡數(shù)據(jù)基本為本地區(qū)兒童，地域來源相對單一。因此，還需臨床增加評測部位、增大樣本數(shù)量及擴大研究地域作進一步探討。

綜上所述，AI 可快速且準確地評測兒童左手骨齡，具有臨床推廣和應用價值。