為什么提出第二掌骨骨皮質(zhì)指數(shù)（MCI）參考標準
在1960年，Virtama et al.（1960）拍攝了由尸體解剖得到的26塊近節(jié)指骨X線片，計算了骨皮質(zhì)面積與其余面積的比值（百分數(shù)），并將這26塊指骨在800℃下燃燒得到骨灰；發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)骨面積的百分數(shù)與骨灰重量高度相關(guān)（r=0.707, P<0.001），計算的回歸方程為：Y=46.5X – 4（Y為骨皮質(zhì)面積的百分數(shù)%，X為實際的礦物質(zhì)含量，g/cm3）。據(jù)此提出指骨的骨皮質(zhì)厚度可以用來估價礦物質(zhì)含量。在同年中，Barnett et al.（1960）報告了使用骨皮質(zhì)厚度診斷骨質(zhì)疏松的新方法。該方法使用普通的直尺(mm)測量成年人對照組（125名）和疾病組（150名有骨代謝疾?。┑耐庵芄牵ü晒桥c手部第二掌骨）的皮質(zhì)骨厚度，以及中軸骨（腰椎錐體）的凹度，將計算的結(jié)果稱為分值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在正常對照組中，僅第二掌骨的皮質(zhì)骨厚度分值與年齡顯著相關(guān)，在疾病組中，僅女性股骨與第二掌骨分值與年齡負相關(guān)。使用由對照組得出的正常值標準評價疾病組，有58%的病人分值在正常值以下。他們認為，皮質(zhì)骨厚度測量為常規(guī)篩選骨質(zhì)疏松疑似病例提供了簡單而有價值的方法。
上述的研究為臨床醫(yī)學(xué)開辟了X線影像計量學(xué)（Radiogrammetry）領(lǐng)域。在臨床應(yīng)用的最初十多年中，主要針對中老年的骨量減少和骨質(zhì)疏松的評價。因為不同人群骨骼的大小以及一定骨骼大小時的骨量存在明顯差異（Dequeker, 1976），所以在美國、尼日利亞以及歐洲的許多國家建立了不同人群的第二掌骨的掌骨指數(shù)（metacarpal index, MCI）的正常值。
但是，第二掌骨MCI在臨床中的應(yīng)用也具有一定的局限性。首先，MCI雖然與中軸骨的骨質(zhì)量顯著相關(guān)，但不能直接測量小梁骨，而大部分骨代謝疾病對小梁骨的影響大于管狀骨。第二，早期MCI測量誤差較大，Dequeker（1976）報告了觀察者內(nèi)和觀察者間的誤差，第二掌骨外徑的測量誤差分別為1.2%和1.5%；內(nèi)徑分別為4.8%和6.4%。骨皮質(zhì)內(nèi)經(jīng)誤差較大在于確定褶皺狀的內(nèi)表面邊緣存在一定的困難，因而應(yīng)以明確的定義作為定位準則，以提高測量的準確性。同時，也有作者使用多塊掌骨的骨皮質(zhì)平均數(shù)計算MCI，減小了測量誤差（Saville, et al., 1976）。
由于骨密度測量新方法的出現(xiàn)，例如單光子吸收法（single photon absorptiometry, SPA）、雙光子吸收法（dual photon absorptiometry, DPA）、定量計算機X線斷層攝影技術(shù)（quantitative computed tomography, QCT）和雙能X吸收法（dual X –ray absorptiometry, DXA），能夠直接測量主要由小梁骨組成的中軸骨的骨量，而使臨床應(yīng)用偏重于新的測量方法。但在1990s，隨醫(yī)學(xué)圖像識別技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用外周骨骼測量骨密度的方法逐漸增多，導(dǎo)致了重新使用X線片放射學(xué)測量作為骨密度的測量方法，所不同的是采用了數(shù)字化圖像的計算機自動識別技術(shù)（Nielsen, 2001），稱為數(shù)字化X線片測量法（Digital X-ray radiogrammetry, DXR）。DXR可以快速測量多項指標，自動鑒別出解剖學(xué)界限標志，準確和精確地確定骨的邊緣，觀察者內(nèi)和觀察者之間的測量誤差減小到約1%，自動評價系統(tǒng)還可將DXR與紋理分析結(jié)合起來測量骨密度（Jorgensen et al., 2000）。
許多兒童疾病不僅影響到兒童的生長，而且也影響骨量的增長，尤其是一些慢性疾病需要多次拍攝手腕部X線片，進行骨齡評價，監(jiān)測骨的發(fā)育（例如GH缺乏、特納綜合癥、Marfan綜合癥、骨發(fā)生不全、哮喘等），同時應(yīng)用手腕部X線片測量MCI，監(jiān)測骨量變化可避免額外的X線暴露，因而MCI在兒科領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多。
掌骨指數(shù)反映了骨皮質(zhì)的骨膜敷著生長（periosteal apposition）和骨內(nèi)膜的再吸收，因此激素水平，例如生長激素、性激素、甲狀腺激素或糖皮質(zhì)激素，和營養(yǎng)狀況是影響兒童掌骨指數(shù)的主要因素。Mentzel et al.（2006）使用DXR估價慢性炎性腸病（Chronic inflammatory bowel diseas）和哮喘（Asthma）疾病兒童的骨質(zhì)減少（Osteopenia），但許多研究仍然使用了在常規(guī)手腕X線片上直接測量的MCI監(jiān)測矮身高兒童（Bettendorf et al., 1998）和先天性腎上腺增上兒童（Paganini et al., 2000）治療過程中的骨質(zhì)量。Deqiong et al.（2003）在上肢骨折兒童的骨密度研究中發(fā)現(xiàn)，低骨量（皮質(zhì)骨和小梁骨）是兒童手腕和前臂骨折的風(fēng)險因素，DXA測量的脊椎體積BMD和MCI是顯著的預(yù)測變量。
人進入中年以后，特別是絕經(jīng)后的婦女，隨年齡的增長掌骨外徑基本保持不變，但骨髓（掌骨內(nèi)徑）的寬度增加而致骨皮質(zhì)變薄，掌骨指數(shù)下降（Aguado et al., 1997）。但在兒童青少年則不同，在生長發(fā)育期掌骨外徑持續(xù)增加；青春期前掌骨內(nèi)徑也增長，但在青春期掌骨內(nèi)徑逐漸下降，骨皮質(zhì)迅速增厚，掌骨指數(shù)增大，在青春期結(jié)束時基本達到穩(wěn)定狀態(tài)。在不同人群，骨皮質(zhì)厚度的變化規(guī)律相同，但中國兒童不同年齡時的掌骨指數(shù)的絕對值大于歐洲兒童（Malich et al., 2003）。
皮質(zhì)骨和小梁骨具有不同的代謝特征，小梁骨的代謝活性高于皮質(zhì)骨，在骨質(zhì)疏松中小梁骨的丟失較早開始，所以應(yīng)用雙能X線吸收法（DXA）測量中軸骨的骨密度得到了廣泛的重視。但是，除骨質(zhì)疏松外的許多疾病，例如甲狀旁腺機能亢進（Adami et al., 1998）、甲狀腺機能亢進、以及兒童期蛋白質(zhì)-熱量營養(yǎng)不良均引起皮質(zhì)骨的丟失（Mentzel et al., 2006）；也有研究發(fā)現(xiàn)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎病人掌骨指數(shù)較低（Ozgocmen et al., 1999），糖尿病伴隨以骨髓腔的直徑的增大（Auwers et al., 1988），而這些疾病對中軸骨（小梁骨）的骨質(zhì)量并未產(chǎn)生顯著影響，所以對類似疾病骨質(zhì)量的監(jiān)測應(yīng)當以皮質(zhì)骨為重點。但在中軸骨和外周骨應(yīng)用DXA法，或在外周骨應(yīng)用定量超聲法測量骨密度時都不能區(qū)分皮質(zhì)骨和小梁骨的代謝變化，因而結(jié)合使用掌骨指數(shù)能夠較全面了解骨質(zhì)量，有益于更多疾病的診斷與治療監(jiān)測。
為此，《中國人手腕骨發(fā)育標準-中華05》課題組依據(jù)3-19歲的11685名（男5763名，女5895名）兒童大樣本，提出了中國城市青少年兒童MCI正常值，并應(yīng)用BCPE模型制訂了MCI評價圖表（張紹巖等，2009）。
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