Können wir die Körpergröße von Erwachsenen vorhersagen, indem wir den „Code“ des Knochenalters knacken?

Autor: Li Kai, behandelnder Arzt, Beijing Jishuitan Hospital, Capital Medical University

Abbildung: Sun Xiaoyang, Techniker am Beijing Jishuitan Hospital der Capital Medical University

Rezensent: Cheng Xiaoguang, Chefarzt, Beijing Jishuitan Hospital, Capital Medical University

Bone Age ist die Abkürzung für Knochenalter. Das Knochenalter wird als Indikator zur Beurteilung des Reifegrades des Skeletts häufig bei Skelettuntersuchungen von Kindern und Jugendlichen verwendet. Es ist wie eine in unserem Körper verborgene Uhr, die den Entwicklungsprozess der Knochen aufzeichnet. Mithilfe dieser Uhr können wir den Wachstums- und Entwicklungsstand sowie das Potenzial von Kindern erkennen.

1. Unter welchen Umständen ist es notwendig, das „Passwort“ zu knacken?

Wachstumsdetektiv: Mithilfe von Knochenalterstests können Wachstum und Entwicklung von Kindern und Jugendlichen bestimmt und das Wachstums- und Entwicklungspotenzial sowie die Entwicklung der Geschlechtsreife von Kindern verstanden werden.

Größenvorhersage: Knochenalterstests helfen, die endgültige Größe Minderjähriger vorherzusagen und bieten eine Grundlage für frühzeitiges Eingreifen.

Krankheitsassistent: Ein abnormales Knochenalter kann ein Anzeichen für bestimmte endokrine Erkrankungen bei Kindern sein. Daher ist die Bestimmung des Knochenalters ein wichtiger Referenzwert für die Diagnose einiger endokriner Erkrankungen bei Kindern.

Kieferorthopädischer Ratgeber: Generell ist der Effekt einer kieferorthopädischen Behandlung vor dem Wachstumsschub deutlicher. Eine Bestimmung des Knochenalters kann als Anhaltspunkt für die Wahl des Zeitpunkts einer kieferorthopädischen Behandlung dienen.

Experte für die Auswahl von Athleten: Die Bestimmung des Knochenalters ist ein wichtiger Bezugspunkt für die Auswahl junger Athleten. Manchmal wird die Bestimmung des Knochenalters auch dazu verwendet, die Wettkampftauglichkeit junger Sportler zu bestätigen.

Ein kleines Hilfsmittel für die Kriminalpolizei: Knochenalterstests können manchmal bei der Kriminalpolizei und forensischen Identifizierung hilfreich sein und werden hauptsächlich zur Altersbestimmung Minderjähriger verwendet.

2. Welche Faktoren beeinflussen das „Passwort“?

Physiologische Faktoren: Geschlecht, Alter und andere Faktoren beeinflussen das Knochenalter.

Genetische Faktoren: Das Knochenalter hängt mit der familiären Vererbung zusammen, einschließlich Rasse und individuellen Unterschieden.

Pathologische Faktoren: Ernährungszustand, endokrines Umfeld und Krankheitsstatus können dazu führen, dass das Knochenalter „lügt“. Beispielsweise erhöhen Übergewicht und Fettleibigkeit das Risiko einer vorzeitigen Knochenalterung, während Dünnheit das Risiko einer verzögerten Knochenalterung erhöht. Krankheiten wie Nebennierenhyperplasie oder -tumore, McCune-Albright-Syndrom, Pubertas praecox, Hyperthyreose und Granulosazelltumoren der Eierstöcke führen zu einer vorgerückten Knochenalterung, während Krankheiten wie Ovarialdysgenesie (Turner-Syndrom), Chondrodysplasie, Hypophysen-Zwergwuchs und Hypothyreose zu einer verzögerten Knochenalterung führen.

Geografische Faktoren: Zwischen verschiedenen Regionen, Städten und ländlichen Gebieten gibt es gewisse Unterschiede hinsichtlich der geografischen Umgebung, des Wirtschaftsniveaus, der Ernährungsstruktur und anderer Faktoren. Auch der Grad der Knochenentwicklung bei Kindern variiert.

Bewegung und Schlaf: Schlaf unterstützt die Ausschüttung von Wachstumshormonen und körperliche Bewegung wirkt sich positiv auf den Kalzium- und Phosphorstoffwechsel der Knochen und des gesamten Körpers aus. Ausreichend Schlaf und regelmäßige körperliche Bewegung können die Knochenentwicklung fördern.

Bewertungsmethode: Aufgrund unterschiedlicher Referenzstandards können unterschiedliche Methoden zur Bewertung des Knochenalters zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.

Welche Methoden gibt es, um das „Passwort“ zu knacken?

Röntgen: Machen Sie eine Röntgenaufnahme des linken Handgelenks in Frontalposition und bestimmen Sie das Knochenalter durch Beobachtung der morphologischen Merkmale des Verknöcherungszentrums des linken Handgelenks. Dies ist die ausgereifteste und am häufigsten verwendete Methode zur Bestimmung des Knochenalters. Mit der Entwicklung der Bildgebungstechnologie und der Einführung tragbarer, altersspezifischer Röntgengeräte für Knochen ist die Aufnahme von Röntgenaufnahmen des linken Handgelenks nicht mehr an den Ort medizinischer Einrichtungen gebunden. Es kann einheitlich in Kindergärten, Schulen, Kindertagesstätten usw. durchgeführt werden, was eine zentrale Untersuchung und Forschung ermöglicht (Abbildung 1).

Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie: Bei dieser Methode wird das Subjekt mit zwei Arten von Röntgenstrahlen bestrahlt, hochenergetischer und niederenergetischer, und es werden die histologischen Unterschiede zwischen Weichteil- und Knochengewebe ausgenutzt. Die Daten werden computergestützt verarbeitet, um schließlich ein Bild zur Knochenaltersbestimmung zu erhalten. Es ist bei der kurzfristigen Beurteilung der Knochenreife bei Kindern wirksamer als herkömmliche Röntgenaufnahmen, aber es ist zeitaufwändig, kompliziert, teuer und nicht genau.

Ultraschall: Anhand der unterschiedlichen Geschwindigkeiten, mit denen Ultraschallwellen das Handgelenk durchlaufen, lässt sich das Knochenalter abschätzen. Dies geschieht auf Grundlage der strukturellen Veränderungen des Handgelenksknorpels während des Verknöcherungsprozesses. Sein Vorteil besteht darin, dass keine ionisierende Strahlung vorhanden ist und es sehr sicher ist; Der Nachteil besteht darin, dass die Genauigkeit der Ergebnisse noch getestet werden muss.

Magnetresonanztomographie: Die Magnetresonanztomographie wird zur Beurteilung des Knochenalters verwendet. Es erzeugt keine ionisierende Strahlung, ist äußerst präzise und kann Epiphysenknorpel mit hoher Auflösung darstellen. Allerdings ist es teuer, schwierig durchzuführen, die Entnahme dauert lange, ist laut, ineffizient und weist relativ viele Kontraindikationen auf.

Abbildung 1 Schematische Darstellung einer Röntgenaufnahme des linken Handgelenks (A, medizinisches Röntgengerät; B, tragbares Röntgengerät zur Knochenalterung)

Abbildung 1 Original-Copyright-Bild, keine Erlaubnis zum Nachdruck

4. Wie ist der „Geheimcode“ des Knochenalters im Röntgenbild zu interpretieren?

Greulich-Pyle-Atlasmethode zur Bestimmung des Knochenalters an Hand und Handgelenk: Bei der Atlasmethode werden Röntgenaufnahmen des Knochenalters mit Standardaufnahmen des Knochenalters für verschiedene Altersgruppen verglichen. Als Knochenalter wird das Alter bestimmt, das der nächstgelegenen Standardaufnahme entspricht. Wenn kein nächstliegender Standardfilm vorhanden ist, wird die Interpolationsmethode verwendet und der Mittelwert der beiden Standardfilme als Knochenalter genommen. Die Atlasmethode ist einfach und bequem anzuwenden, ihre Genauigkeit ist jedoch nicht hoch.

Tanner-Whitehouse-Bewertungssystem (TW-Bewertungssystem): Das TW-Bewertungssystem wurde 1962 entwickelt und 2001 zum TW3-Bewertungssystem aktualisiert. Diese Methode berechnet die Entwicklungsreifewerte von Ulna, Radius, Mittelhandknochen und Fingerknochen und bezieht die Werte der 20 Hauptknochen in Hand und Handgelenk in die Gesamtpunktzahl ein. Es handelt sich um eine knochenspezifische Ritztechnik. Der Vorteil liegt darin, dass die Reifeunterschiede zwischen den Knochen statistisch minimiert werden und die Ergebnisse objektiv und genau sind. Der Nachteil besteht darin, dass es relativ lange dauert.

Prozentuale Zählmethode: In den 1960er Jahren entwickelten Pekinger Experten eine Bewertungsmethode zur Berechnung der Knochenreife. Als Stichproben dienten gesunde Kinder aus Peking. Sie erstellten Strichzeichnungen und Vergleichstabellen für das Knochenalter, die als „prozentuale Zählmethode“ bezeichnet wurden. Da die Proben der Kinder in einem frühen Alter entnommen wurden, ist diese Methode für die aktuelle Knochenaltersbestimmung nicht mehr geeignet.

Chinesischer Standard für die Entwicklung des Handgelenkknochens (CHN-Methode): Die CHN-Methode ist eine Methode zur Bestimmung des Knochenalters, die von einem Expertenteam in meinem Land Ende der 1980er Jahre anhand von normalen, gesunden Kindern der Han-Nationalität in großen und mittelgroßen Städten Chinas als Proben entwickelt wurde. Im Jahr 1992 wurde es von der staatlichen Sportkommission als erster Industriestandard meines Landes zur Bestimmung des Knochenalters (TY/T 001-1992) anerkannt und findet seitdem breite Anwendung.

Reife und Bewertungsmethode der Handgelenksknochen bei chinesischen Jugendlichen und Kindern (Standard „Zhonghua-05“): Basierend auf der international anerkannten TW3-Bewertungsmethode und kombiniert mit den Merkmalen der Knochenaltersentwicklung heutiger chinesischer Kinder haben chinesische Wissenschaftler im Jahr 2005 die Knochenaltersbewertungsmethode „Zhonghua-05“ entwickelt, die als neuer Industriestandard (TY/T 3001-2006) anerkannt wurde und in meinem Land zur gängigen Methode zur Knochenaltersbestimmung wurde.

Künstliche Intelligenztechnologie: Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie ist der Einsatz künstlicher Intelligenzsysteme zur automatischen oder halbautomatischen Bestimmung des Knochenalters allmählich zu einem heißen Thema geworden. Künstliche Intelligenz kann durch Deep Learning eine schnelle Verarbeitung von Bilddaten ermöglichen, ermüdungsfreie Diagnosen ermöglichen und die Anzahl der Fehldiagnosen senken. Die europäische Software zur automatischen Knochenaltersbestimmung BoneXpert wird international häufig verwendet. In China gibt es zahlreiche Softwareprogramme zur Bestimmung des Knochenalters. Aufgrund der unterschiedlichen Interpretationsmethoden und Quellen der Kinderproben variieren jedoch deren aktueller Einsatz und Anerkennungsgrad in verschiedenen medizinischen Einrichtungen.

5. Ist es sicher, das „Passwort“ mithilfe von Röntgenstrahlen zu knacken?

Das Knochenalter wird durch Röntgenaufnahmen des linken Handgelenks bestimmt. Die Strahlendosis für jeden Test beträgt ungefähr 0,01 mSv (Hinweis: mSv ist die Einheit der Strahlendosis), was etwa 1/200 der natürlichen Sonnenlichtdosis entspricht, der jede Person pro Jahr ausgesetzt ist (die natürliche Sonnenlichtdosis, der jede Person in einem normalen Jahr ausgesetzt ist, beträgt ungefähr 2–3 mSv). Die Strahlendosis ist absolut ungefährlich.

6. Kann man durch das Knacken des „Codes“ die Körpergröße eines Erwachsenen vorhersagen?

Knochenwachstum wird durch die kontinuierliche Teilung, Vermehrung und Verknöcherung epiphysärer Chondrozyten erreicht. Nur wenn sich die epiphysären Knorpelzellen weiter teilen und vermehren, können die Knochen ihr Wachstumspotenzial aufrechterhalten und ihre Höhe weiter zunehmen. Bei der Bestimmung des Knochenalters besteht die Möglichkeit, dass wir größer werden, solange die Epiphyse der langen Handgelenkknochen noch nicht vollständig mit dem Schaft verwachsen ist (Abbildung 2). Daher verfügt die Vorhersage der Körpergröße im Erwachsenenalter durch die Bestimmung des Knochenalters über eine gewisse wissenschaftliche Grundlage. Es gibt jedoch viele Faktoren, die die Körpergröße von Erwachsenen beeinflussen. Neben angeborenen genetischen Faktoren hängt die Körpergröße im Erwachsenenalter auch von der erworbenen Ernährung, der Ernährungsweise, der Umgebung, körperlicher Betätigung, dem Schlaf, psychologischen Faktoren und anderen Faktoren ab. Unabhängig davon, welche Prognosemethode verwendet wird, ist es unmöglich, alle Einflussfaktoren in die Schätzung einzubeziehen. Obwohl diese Vorhersagemethoden eine gewisse wissenschaftliche Grundlage haben, kommt es zwangsläufig zu Fehlern in den Vorhersageergebnissen. Die wahre Bedeutung der Bestimmung des Knochenalters liegt darin, dass Sie, solange die Epiphyse noch nicht vollständig geschlossen ist, weiterhin eingreifen und Ihre körperliche Betätigung, Ernährung, Ihren Schlaf und andere Aspekte verbessern können, um eine ideale Körpergröße als Erwachsene zu erreichen.

Abbildung 2 Schematische Darstellung der Knochen des linken Handgelenks eines Kindes (der gelbe Bereich zeigt die Epiphyse der langen Handgelenkknochen)

Abbildung 2 Original-Copyright-Bild, keine Erlaubnis zum Nachdruck