骨年齢

骨年齢は、人の骨格の発達の度合いです。子供の場合、骨年齢は生理的成熟の尺度として機能し、成長異常、内分泌障害、その他の病状の診断に役立ちます。^{[1] [2] [3]}胎児期から幼少期、思春期を経て、若い成人として成長を終えるにつれて、骨格の骨のサイズと形状は変化します。これらの変化は、 X 線やその他の画像技術によって確認できます。患者の骨の外観を、特定の年齢の平均的な骨の形状とサイズを表すことが知られている標準的な骨の画像セットと比較することで、患者に「骨年齢」を割り当てることができます。

骨年齢は、出生からの経過時間である個人の生物学的年齢または暦年齢とは異なります。骨年齢と生物学的年齢の不一致は、発育不全の人に見られ、骨年齢が生物学的年齢よりも低い場合があります。同様に、通常よりも早く成長している子供では、暦年齢よりも古い骨年齢が検出されることがあります。骨年齢の遅れや前進は、成長の正常な変動と最も一般的に関連していますが、骨年齢と生物学的年齢の間の大きな偏差は、治療を必要とする根本的な病状を示している可能性があります。子供の現在の身長と骨年齢を使用して、成人の身長を予測できます。^{[4]骨年齢測定のその他の用途には、}体質性成長遅延、思春期早発症、甲状腺機能不全、成長ホルモン欠乏症、および異常に低いまたは高い身長の他の原因など、子供に影響を与える病状の診断を支援することが含まれます。

米国では、人の骨年齢を推定する最も一般的な方法は、患者の左手と手首のレントゲン写真を、特定の年齢の平均的な人の手の骨格構造の典型とみなされる子供の左手のレントゲン写真を含む参照アトラスと比較することです。^[2]骨年齢の推定に特別に訓練された小児放射線科医が、患者のレントゲン写真の成長、形状、サイズ、その他の骨の特徴を評価します。次に、患者のレントゲン写真に最も近い参照アトラスの画像を使用して、患者の骨年齢を割り当てます。^[5]骨年齢を推定する他の方法には、膝や肘の骨のレントゲン写真を参照アトラスと比較することや、磁気共鳴画像法などがあります。^{[1] [6]}

生きている子供の骨年齢の推定は、通常、その子供の骨の画像を、健康な子供から収集されてアトラスにまとめられた、特定の年齢と性別の平均骨格モデルの画像と比較することによって行われます。^{[7] [8]}骨年齢を決定する際に評価される骨の発達の特徴には、骨の存在（特定の骨が骨化しているかどうか）、骨の大きさと形、石灰化の量（骨化とも呼ばれる）、および骨端線と骨幹端線の癒合の程度が含まれます。^{[5] [9]} 1898年にジョン・ポーランドによって出版された最初のアトラスは、左手と手首のX線画像で構成されていました。^{[10] [11]}それ以来、左手と手首の最新のアトラスが登場し、^{[12] [5]足と足首、 [13]}膝、^[14]肘のアトラスも登場しています。 ^[15]先ほど説明したアトラス法の代替アプローチは、成熟度スケールを個々の骨に割り当てるいわゆる「単一骨法」である。^{[7] [8]}ここでは、選択された骨に、その発達の程度に基づいてスコアが与えられ、個々の骨のスコアに基づいて合計が算出され、その合計が最終的な骨年齢と相関する。^{[7] [8] [16]}

骨年齢を推定する最も一般的な2つの技術は、患者の左手、指、手首の前後方向のX線撮影に基づいています。^{[5] [17]}左手と手首のみを撮影する理由は、手は最小限の放射線で簡単にX線撮影でき、 ^[18] 1回のビューで多くの骨が見えるためです。^[19]さらに、ほとんどの人は右利きなので、左手は外傷によって変形する可能性が低くなります。^{[17] [20]}最後に、子供に照射される潜在的に有害な電離放射線の量を最小限に抑えたいという願望から、手首と手のみを撮影します。^[2]

米国では、骨年齢は通常、患者の左手と手首のレントゲン写真を、グルーリッチとパイルのアトラスに含まれる一連の参照画像と比較することによって判定されます。^{[5] [2] [ 3] [1]}ウィリアム・ウォルター・グルーリッチ博士とサラ・アイデル・パイル博士は、1950年に男の子と女の子の左手と手首のレントゲン写真の標準参照アトラスの初版を出版しました。^[12]グルーリッチとパイルのアトラスには、特定の年齢の手の骨の平均的な外観の良いモデルとみなされる、さまざまな子供の左手と手首のレントゲン写真が含まれています。アトラスには、3か月から19歳までの男性と3か月から18歳までの女性について、3か月から1年のさまざまな間隔で、年齢順に並べられた一連の画像があります。^{[3] [21]}

グルーリッヒとパイルの地図帳に掲載されている画像は、1931年から1942年の間にブラッシュ財団の人間の成長と発達に関する研究に参加した健康な白人の少年少女のものである。^{[2] [5]}

検査対象の患者の骨年齢を割り出すために、放射線科医は患者の手と手首のレントゲン写真を Greulich と Pyle のアトラスの画像と比較する。手根骨、中手骨、指骨を評価して、アトラスで最も近いものを探す。アトラスで患者の実年齢が、検査対象の患者に割り当てられる骨年齢となる。^[3]患者のレントゲン写真がアトラスの連続する 2 つの画像と非常に似ていることが判明した場合、アトラスの実年齢の平均を患者の骨年齢として使用できるが、最も近い年齢を補間する評価者もいれば、骨年齢の範囲を報告する評価者もいる。^[11]

グルーリッヒとパイルの骨年齢評価法の欠点は、X線画像に依存しているため、患者を電離放射線にさらす必要があることです。さらに、同じ患者に対して異なる評価者が割り当てた骨年齢には、中程度のばらつきが生じる可能性があります。^[21]その他の欠点としては、アトラスは1959年以降更新されておらず、アトラスの画像は1930年代と1940年代にオハイオ州クリーブランドに住んでいた健康な白人の子供たちから取得されたため、非白人の患者や不健康な子供たちに適用すると正確な骨年齢の割り当てが得られない可能性があることです。^{[1] [2] [21]}

骨を推定する Tanner-Whitehouse (TW) 法は、患者の左手と手首の X 線画像に基づく「単一骨法」です。1962 年に TW 法が初めて発表されて以来、1975 年の TW2 法と 2001 年の TW3 法という 2 回のアップデートが行われています。 ^{[16] [22]} TW 法は、個々の骨を評価し、成熟度に基づいて各骨に文字の等級を割り当てることで構成されています。次に、評価されたすべての骨のスコアが合計にまとめられ、その合計は、患者の性別に応じて男性または女性の参照テーブルを介して骨年齢と相関します。^[16]

TW3法で考慮される骨には、遠位橈骨と尺骨、第1、第3、第5指の中手骨と指骨、豆状骨を除くすべての手根骨が含まれます。^{[8] [16]}

膝の成熟に基づいたアトラスも編集されている。^{[1] [14] [23]}

新生児の手や手首の骨は、生後1年間はあまり変化しません。^[3]しかし、ほとんどの小児放射線科医は、乳児の骨年齢を推定するために、依然としてグルーリッヒとパイル法を使用しています。^{[11] [7]}乳児の骨年齢を推定する代替技術には、半骨格のX線撮影を必要とする乳児の体の左半分に存在する骨化中心の数を数えることが含まれます。^{[11] [7]}半骨格のX線撮影に基づく一般的な方法の1つは、ソンタグ法です。^[24]この技術は、体の1つの領域のみに焦点を当てることから生じると考えられる骨年齢の推定エラーを回避するために作成されました。^[24]ソンタグ法では、体の左側にある上肢と下肢のすべての骨と関節のX線撮影を使用します。^[24]次に、放射線科医は存在する骨化中心の数を数え、骨化中心の合計を骨年齢に変換するチャートを使用します。男性用と女性用のチャートがあり、骨年齢は1か月から5歳までの範囲です。^[24]この技術を使用して数えられた骨化中心のほとんどは人生の早い時期に現れるため、この方法は約5歳までの骨年齢の測定にのみ有効です。^[24]

ランパルスキ（1972）^[25]は頸椎を用いて、骨年齢を評価するのに手首部分と同じくらい信頼性が高く、有効であることを発見した。彼は男性と女性の両方の骨年齢を評価するための一連の基準を開発した。この方法の利点は、椎骨がすでに側方頭部X線測定で記録されている場合、追加のX線撮影の必要性を排除できることである。^[26]この方法は頸椎成熟法と呼ばれている。

Hassel & Farman (1995) ^{[27]は、第2、第3、第4頸椎(C2、C3、C4)に基づく指標を開発し、アトラスの成熟が手手首の骨格の成熟と高い相関関係にあることを証明した。Easy} Ageなど、脊椎法の使用を容易にするためのスマートフォンアプリケーションがいくつか開発されている。

小児科では、患者の骨年齢の評価は、子どもが正常に成長しているかどうかを判断するために用いられます。^[3]人の骨年齢と実年齢の差が大きい場合、成長障害の可能性があります。^[5]たとえば、患者の骨年齢が実年齢よりも低い場合、成長ホルモン欠乏症が原因で成長が遅れていることが示唆されます。成長ホルモンが多すぎる場合、子どもの骨年齢が実年齢よりも高くなる場合があり、異常に成長が速いことが示唆されます。骨年齢の測定値は本質的に近似値であるため、通常、関連する誤差の推定値として機能する標準偏差とともに報告されます。子どもの骨年齢が異常であると見なされるには、実年齢が割り当てられた骨年齢から 2標準偏差以上離れている必要があります。^{[1] [2]}

骨年齢は生理的発達の代替指標として機能します。なぜなら、骨格系の成長と成熟は、成長ホルモン、性ステロイド（エストロゲンやテストステロンなど）、チロキシンなどのホルモンの存在に依存するからです。^{[2] [5]}小児の骨年齢の研究により、医師は小児の現在の身長と骨年齢を、成人期​​の予測最大身長と相関させることができます。^{[3] [5]}

骨年齢は、成長異常のある子供の診断に役立つだけでなく、治療にも役立ちます。^[3]場合によっては、成長異常は補充ホルモン療法で治療できます。このような治療を開始および中止する最適な時期は、患者の骨年齢に基づいて決定できます。

統計は、特定の骨年齢で身長がどれだけ伸びるかを示すためにまとめられています。簡単な計算で、子供の身長と骨年齢から成人時の身長の予測値を計算することが可能です。思春期の時期は男女で異なるため、男の子と女の子には別の表が使用され、骨の成熟が異常に早かったり遅れたりしている子供には、若干異なるパーセンテージが使用されます。これらの表、ベイリー・ピノー表は、グルーリッヒとパイルのアトラスの付録として含まれています。

非定型成長を伴ういくつかの状況では、骨年齢による身長予測はそれほど正確ではありません。例えば、在胎週数に対して小さく生まれ、出生後も身長が低いままの子供の場合、骨年齢は成人時の身長を予測するのに十分なものではありません。^[28]

平均的な思春期の平均的な人の場合、骨年齢は実年齢と一致する。身長の伸びと骨年齢に関連した身長の伸びに関しては、平均的な女性は平均的な男性よりも2年早く身長の伸びが止まる。身長の伸びのピーク（PHV）は、女子では平均11歳、男子では平均13歳で起こる。^[29]骨成熟の頂点となる正確な年齢はないが、現代の研究では、男子の骨成熟は15～17歳、女子は14～16歳の範囲であると示唆されている。^{[30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]}

早熟（平均より早く思春期が始まり、PHVに達する人）、早熟だが思春期早発症、または他の病気のため、骨年齢が進んでいる（骨年齢が実年齢より古い）人には例外があります。また、遅熟（平均より遅く思春期が始まり、PHVに達する人）、遅熟だが思春期遅れ、または他の病気のため、骨年齢が遅れている（骨年齢が実年齢より若い）人には例外があります。^[37]

骨年齢の進行は、思春期早発症や先天性副腎過形成症のように、性ステロイドレベルの上昇が長期間続いた場合によく見られます。骨年齢は、副腎皮質早期発達、幼少期からの太りすぎ、または脂肪異栄養症の場合に、わずかに進行することがよくあります。骨年齢が進行している人は、通常、早い時期に成長期を迎えますが、より早い年齢で成長が止まります。ソトス症候群、ベックウィズ・ヴィーデマン症候群、マーシャル・スミス症候群などの遺伝性過成長症候群では、骨年齢が著しく進行することがあります。^[38]

骨の成熟は正常な発達の異常により遅れ、体質性成長遅延や思春期遅延と呼ばれるが、成長ホルモン欠乏症や甲状腺​​機能低下症による成長障害も遅延を伴う。^{[39] [40]}

最近の研究では、肝臓のような臓器は、そのユニークな特徴から、年齢や性別を推定するのにも使用できることが示されています。^[41]肝臓の重量は加齢とともに増加し、男性と女性で異なります。そのため、肝臓は、骨格の変形や切断などの特別な法医学的ケースで使用できます。

異常身長の考えられる原因と、それぞれの状態に関連する予想される骨年齢の表を以下に示します。

人間の骨格系の形成は、胎児期に間葉系と呼ばれる緩く秩序だった結合組織が発達することから始まります。^[43]間葉系の細胞は、主に2つの方法のいずれかで骨になります。(1)膜内骨化（間葉系細胞が直接骨に分化します）、または (2)軟骨内骨化（間葉系細胞が軟骨細胞の軟骨モデルになり、その後骨になります）。^{[44] [45]}四肢の骨は、受精後12週目までに始まる軟骨内骨化によって形成され、伸びます。^[43]

出生時には、「長骨」の骨幹端のみが存在する。長骨は、成長中の骨の一方の端にある骨端線で主に伸長して成長する骨である。長骨には、下肢の大腿骨、脛骨、腓骨、上肢（腕と前腕）の上腕骨、橈骨、尺骨、および手指と足指の指骨が含まれる。脚の長骨は、成人の身長のほぼ半分を占める。身長の他の主要な骨格構成要素は、脊椎と頭蓋骨である。

人間の成長と発達における手根骨の出現順序を示す人間の手の概略図

子供が成長するにつれて、骨端線は石灰化して X 線に写ります。手足の手根骨と足根骨も同様に石灰化して X 線に写ります。X 線では、成長の大部分が起こっている目に見えない軟骨の層によって骨端線と足根骨が分離しています。思春期に性ステロイドのレベルが上昇すると、骨の成熟が加速します。成長が終わりに近づき、成人の身長に達すると、骨は成人の骨の大きさと形に近づき始めます。骨端線の残りの軟骨部分は薄くなります。これらの軟骨領域が消失すると、骨端線は「閉じた」状態になり、骨はそれ以上伸びなくなります。思春期の子供の成長は、脊椎が少し成長することで終わります。

手根骨は一次骨化中心から発生し、外側に向かって石灰化が進む。手根骨の一次骨化中心の発生は、骨年齢の判定に役立つ予測可能な順序で現れる。まず平均2ヶ月齢で有頭骨が形成され、そのすぐ後に有鉤骨、そして約14ヶ月齢で三角骨が形成される、というように続く。^[46]

• ユトレヒト大学による骨年齢フィルムの使用に関するより詳しい説明。
• 小児骨年齢計算機