一種骨齡自動(dòng)分析儀的研制與應(yīng)用

鄧開(kāi)琴 （長(zhǎng)江大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院 荊州市第一人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，湖北 荊州434000）

羅偉 （長(zhǎng)江大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院 荊州市第一人民醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，湖北 荊州434000）

云鵬，肖虎 （長(zhǎng)江大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院 荊州市第一人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，湖北 荊州434000）

兒童的生長(zhǎng)發(fā)育一直是廣大家長(zhǎng)關(guān)注的重點(diǎn)。而骨齡是反映個(gè)體的發(fā)育水平和成熟程度的一個(gè)重要指標(biāo)，醫(yī)生可以通過(guò)掌握評(píng)測(cè)骨齡的方法，為生長(zhǎng)發(fā)育異常的患者尋找最佳治療時(shí)機(jī)［1～3］。目前骨齡鑒定尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，造成骨齡評(píng)價(jià)結(jié)果差異明顯。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種骨齡評(píng)測(cè)檢測(cè)裝置。裝置通過(guò)專門(mén)的數(shù)據(jù)通訊端口從放射科PACS系統(tǒng)中的DR數(shù)據(jù)中提取拍片數(shù)據(jù)結(jié)果為患者評(píng)測(cè)骨齡，在骨齡分析裝置中自動(dòng)生成檢查報(bào)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(píng)估裝置的設(shè)計(jì)

1.1 骨齡評(píng)估裝置的構(gòu)成

骨齡評(píng)估裝置其主要由幾部分組成，包括專業(yè)的液晶顯示屏、膠片掃描儀、骨齡分析主機(jī)、打印機(jī)、DICOM接口轉(zhuǎn)換器和操作臺(tái)。在操作臺(tái)下部裝有打印機(jī)，打印機(jī)上方為骨齡分析主機(jī)，操作臺(tái)的頂部中間裝有顯示屏，顯示屏的一側(cè)裝有膠片掃描儀，顯示屏的另一側(cè)裝有接口轉(zhuǎn)換器，接口轉(zhuǎn)換器用數(shù)據(jù)線與網(wǎng)絡(luò)接入端相連接，骨齡分析主機(jī)用數(shù)據(jù)線分別與顯示屏、膠片掃描儀、打印機(jī)相連接。

1.2 骨齡評(píng)估裝置的工作流程

標(biāo)準(zhǔn)骨齡片拍攝時(shí)，采用設(shè)計(jì)的手掌坐標(biāo)定位膜上，通過(guò)受檢者左手五指自然張開(kāi)，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(jīng)過(guò)掃描后得到圖像。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將病人信息輸送到檢測(cè)設(shè)備，由接口轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)接收，經(jīng)過(guò)與醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)接入，讀取醫(yī)院信息管理系統(tǒng)中的患者數(shù)據(jù)。傳輸?shù)较到y(tǒng)主機(jī)中。然后傳輸?shù)较到y(tǒng)主機(jī)中。完成骨齡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理和自動(dòng)分析骨齡的評(píng)估結(jié)果。預(yù)測(cè)患者的骨齡，可以顯示在屏上，還與醫(yī)院的LIS系統(tǒng)、HIS系統(tǒng)需要的相關(guān)信息集合在一起，綜合得出檢查結(jié)果。

數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)拍片、骨齡評(píng)測(cè)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)分析、骨齡圖譜對(duì)照、優(yōu)化最佳算法討論等環(huán)節(jié)使得骨齡評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化結(jié)合臨床醫(yī)生實(shí)際工作需要，對(duì)診斷生長(zhǎng)發(fā)育異常人群，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總采集。

1.3 骨齡評(píng)估裝置的軟件處理

1）骨齡測(cè)算 骨齡分析裝置的系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)評(píng)定圖譜［4］，建立了大標(biāo)本量的骨齡標(biāo)本庫(kù)，系統(tǒng)可以自動(dòng)校對(duì)骨齡片。在軟件中集成了大量的內(nèi)分泌學(xué)科的計(jì)算方法和測(cè)算公式。例如：TW3女孩初潮法計(jì)算公式：初潮年齡 （歲）＝12.6－0.68× （骨齡歲數(shù)－年齡歲數(shù)）±0.625。通過(guò)系統(tǒng)的計(jì)算生成成年身高的預(yù)測(cè)和女孩初潮時(shí)間預(yù)測(cè)的報(bào)告。

2）臨床建議 骨齡分析裝置生成一份綜合評(píng)估報(bào)告。在裝置的控制和分析平臺(tái)中程序生成診療套餐，給出臨床治療建議。①根據(jù)患者評(píng)測(cè)骨齡較實(shí)際年齡提前，則建議患者查腎上腺皮質(zhì)激素、性激素、子宮、附件或睪丸彩超、垂體MRI。若GnRH刺激試驗(yàn)陽(yáng)性，則建議GnRH類(lèi)似物治療；若為腎上腺皮質(zhì)增生癥或腫瘤、垂體腫瘤、卵巢腫瘤，則建議手術(shù)治療；若為單純肥胖則建議患者飲食控制＋運(yùn)動(dòng)治療［4，5］。②若患者評(píng)測(cè)骨齡較實(shí)際年齡延遲，則建議患者查生長(zhǎng)激素、垂體MRI、甲狀腺功能、性染色體等。若生長(zhǎng)激素激發(fā)試驗(yàn)提示生長(zhǎng)激素缺乏，則建議重組人生長(zhǎng)激素治療；若性染色體提示為（46，X），則建議重組人生長(zhǎng)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(jīng)外科行垂體瘤手術(shù)。③若患者骨齡與實(shí)際年齡吻合，則建議患者醫(yī)學(xué)觀察 （青春期前患者或身高超過(guò)P3患者）或重組人生長(zhǎng)激素治療 （身高在P3以下）。

2 臨床應(yīng)用

2.1 一般資料

2012年1月1日至2013年4月1日于我院門(mén)診就診的生長(zhǎng)發(fā)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(jiàn)表1。

表1 研究對(duì)象年齡、性別分布情況 例

2.2 應(yīng)用方法

在同1天內(nèi)用骨齡分析裝置中的智能評(píng)測(cè)軟件系統(tǒng)、人工判讀2種方法同時(shí)評(píng)估骨齡。兩種方法均進(jìn)行2次，其中人工判讀采用TW3法，盲法隨機(jī)重復(fù)讀片。骨齡智能評(píng)測(cè)系統(tǒng)綜合G－P圖譜、TW3法、CHN法3種骨齡評(píng)價(jià)方法，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和半拉格朗日算法對(duì)骨齡片的目標(biāo)興趣區(qū) （ROI）進(jìn)行圖像分析。

2.3 效果

1）不同判讀者間評(píng)估骨齡的比較 A、B不同判讀者間評(píng)估骨齡的不確定度有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(tǒng)計(jì)學(xué)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(wú)明顯差異 （P＞0.05）。見(jiàn)表2。

2）骨齡智能評(píng)測(cè)系統(tǒng)與人工判讀骨齡的比較 骨齡智能評(píng)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)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(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），腕骨骨齡無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （P＞0.05）；與A專家的RUS骨齡、腕骨骨齡均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(cè)定年齡。人的生長(zhǎng)發(fā)育可用兩個(gè)“年齡”來(lái)表示，即生活年齡 （日歷年齡）和生物年齡 （骨齡）［2］。

傳統(tǒng)的是由具備讀片知識(shí)的專業(yè)醫(yī)師進(jìn)行，可能會(huì)因?yàn)槿藶樵蛟斐稍u(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)差異，而通過(guò)這種骨齡自動(dòng)分析評(píng)估裝置，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析閱片。我們采用的骨齡評(píng)測(cè)方法是TW2法／TW3法、CHN法［6］，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和半拉格朗日算法圖像分析骨齡，完成了骨齡評(píng)測(cè)的方法優(yōu)化。骨齡分析裝置主要從軟、硬件2個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間臨床應(yīng)用，受到了良好的效果。

本骨齡分析評(píng)估裝置，通過(guò)醫(yī)療設(shè)備的集成設(shè)計(jì)，使得骨齡片標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)分析，快速計(jì)算出患者預(yù)期身高和鑒定其生長(zhǎng)發(fā)育水平，提高了骨齡評(píng)測(cè)速度和準(zhǔn)確度。目前骨齡評(píng)價(jià)并無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，所以骨齡評(píng)價(jià)方面存在著差異。醫(yī)生在看骨齡片時(shí)，只能將所拍的骨齡片夾在看片燈上閱片。醫(yī)師評(píng)閱骨齡片經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平存在差異性，引起了讀片的準(zhǔn)確性問(wèn)題，造成結(jié)果可行度降低［7］。特別是在醫(yī)療條件較差的農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)，無(wú)法完成骨齡片的分析。通過(guò)這種集成診斷功能的醫(yī)療儀器，自動(dòng)分析骨齡結(jié)果，制訂青少年發(fā)育異常人群診療套餐系統(tǒng)，有效地提高了骨齡評(píng)價(jià)的精準(zhǔn)度。通過(guò)骨齡異?；颊咴\療套餐系統(tǒng)的應(yīng)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(fèi)用，對(duì)每名患者及早治療、縮短治療時(shí)間，為患者節(jié)約診療費(fèi)用。同時(shí)因?yàn)楣驱g分析儀中的評(píng)價(jià)系統(tǒng)可以不斷地更新和升級(jí)，及時(shí)地實(shí)現(xiàn)骨齡評(píng)測(cè)的方法優(yōu)化；通過(guò)骨齡拍片標(biāo)準(zhǔn)化及系統(tǒng)分析軟件的處理，有效地克服了傳統(tǒng)人工判讀骨齡的人為誤差，降低了骨齡評(píng)估結(jié)果的不確定度，提高了骨齡評(píng)估的準(zhǔn)確性。通過(guò)骨齡片標(biāo)準(zhǔn)化及自動(dòng)分析系統(tǒng)，提高了骨齡評(píng)估速度，提高工作效率。在無(wú)專業(yè)骨齡評(píng)估醫(yī)師的基層醫(yī)院也能開(kāi)展骨齡評(píng)估，解決了病人看病難的問(wèn)題，促進(jìn)了醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。

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