Knochenreifung

Tanner–Whitehouse-Methode

1959 und 1962 veröffentlichten Tanner und Whitehouse in England ihren ersten Versuch eines knochenspezifischen Bewertungssystems. Dies war als TW1 bekannt, wurde aber später überarbeitet und als TW2 und kürzlich als TW3 veröffentlicht . Das Grundprinzip war, dass die Entwicklung jedes einzelnen Knochens einen einzigen Prozess widerspiegelte, den sie als Reifung definierten. Scores könnten dem Vorhandensein bestimmter Reifeindikatoren innerhalb der sich entwickelnden Knochen zugeordnet werden. Idealerweise sollte jeder der n Punkte von jedem der Knochen in einem bestimmten Individuum gleich sein. Diese gemeinsame Punktzahl wäre bei geeigneter Standardisierung die Reife des Einzelnen. Um eine praktische Technik zu entwickeln, mussten verschiedene Änderungen an dieser Begründung vorgenommen werden. Darüber hinaus waren Tanner und Kollegen sehr kritisch gegenüber der Methode und wie sie in der Praxis funktionierte — wie gut sie den pädiatrischen und Forschungsgemeinschaften diente, für die sie bestimmt war. Ihre Überwachung des Systems förderte die verschiedenen Modifikationen, die zu TW2 und TW3 führten.Die zugrunde liegende Begründung der Tanner-Whitehouse-Techniken beruhte auf der Unzufriedenheit mit einem Reifesystem, das auf dem chronologischen Alter basiert, und damit auf der Notwendigkeit, eine Reifeskala zu definieren, die sich nicht direkt auf das Alter bezieht. Das Ergebnis eines solchen Systems wäre, dass in einer bestimmten Population die Beziehung zwischen Reife und Alter untersucht und Reifestandards, ähnlich wie Größen- oder Gewichtsstandards, hergestellt werden könnten. Sie konzentrierten sich auf die Knochen der Hand und des Handgelenks und definierten eine Reihe von acht Reifeindikatoren für jeden Knochen und neun für den Radius. (Wie bei der Oxford-Methode wurden die Sesambeinknochen ignoriert.) Diese Reifeindikatoren wurden dann nicht in Bezug auf das chronologische Alter, sondern in Bezug auf ihr Auftreten innerhalb des vollständigen Übergangs jedes spezifischen Knochens von der Unreife zur Reife bewertet. So konnte zum Beispiel gesagt werden, dass ein bestimmter Indikator auf dem Lunaten zuerst bei 13% Reife erschien und dass ein Prozess der Fusion im ersten Metacarpal bei 85% Reife begann. Darüber hinaus waren Tanner und Kollegen der Meinung, dass die Anzahl der Mittelhandknochen und Phalangen, die größer sind als die der Handwurzelknochen, die Endnoten zugunsten der langen Knochen gewichten würde; Daher ließen sie die Strahlen 2 und 4 in den endgültigen Berechnungen weg. Darüber hinaus gewichteten sie die Punktzahlen so, dass die Hälfte der reifen Punktzahl von den Handwurzelknochen und die Hälfte von den langen und kurzen Knochen stammte. Die Partituren waren so proportioniert, dass die endgültige reife Punktzahl 1000 Punkte betrug. Fünftausend Röntgenaufnahmen von normalen britischen Kindern wurden dann mit dieser Technik bewertet, um Populationsstandards zu entwickeln, die die Knochenreifewerte mit dem chronologischen Alter in Verbindung brachten. Die resultierende Kurve des Knochenreifegrades gegen das Alter war sigmoid, Demonstration einer nichtlinearen Beziehung zwischen Skelettreife und chronologischem Alter.

Es gab drei Probleme mit TW1. Erstens betrafen einige der Reifeindikatoren die Bewertung der Größenbeziehungen zwischen Knochen, die durch pathologische Zustände verändert werden können, und somit verstößt TW1 gegen das Erfordernis der Universalität bei der Auswahl der Reifeindikatoren. Zweitens, indem Tanner et al. die Anzahl der Reifegradindikatoren auf acht beschränken. schwächte ihr System, indem sie die Tatsache ignorierte, dass einige Knochen mehr oder weniger Reifeindikatoren aufweisen können als die vom TW1-System geforderten acht. Drittens stellt der Beitrag des Karpus zu 50% der Gesamtreife ein Problem in Bezug auf die Wiederholbarkeit der Beurteilung von Reifeindikatoren dar (d. H. Der Karpus ist weniger zuverlässig) und weil bekannt ist, dass der Karpus keine wichtige Rolle beim Höhenwachstum oder bei der Epiphysenfusion spielt.

Tanner und Kollegen haben diese Kritik bei der Entwicklung des TWII-Systems zur Kenntnis genommen, das in Europa 20 Jahre lang allgemein verwendet wurde. Sie änderten nicht die Reifeindikatoren, aber sie änderten die den einzelnen Knochen zugewiesenen Werte, um die Berechnung eines Knochenreifepunkts zu ermöglichen, der nur auf dem Radius, der Ulna und den kurzen Knochen (RUS) oder den Handwurzelknochen (KARPAL) basiert) nur zusätzlich zum vollen 20-Knochen-Score .

Die mathematische Begründung für die TW-Systeme ist von erheblicher Bedeutung. Das Problem mit der Oxford-Technik war das Zuweisen von Punktzahlen von 1,2,3 usw. das Auftreten von Reifegradindikatoren lässt nicht zu, dass Änderungen von einer Reifegradstufe zu einer anderen in verschiedenen Knochen sehr unterschiedlich sein können. Tanner und Kollegen glaubten, dass die Entwicklung jedes Knochens in erster Linie einen einzelnen Prozess widerspiegelt, der als Reifung definiert ist, und dass die Punktzahlen von jedem der Knochen in einem bestimmten Individuum bei geeigneter Standardisierung gleich sein sollten und diese gemeinsame Punktzahl die Reife des Individuums sein sollte. In der Praxis sind die Punktzahlen der verschiedenen Knochen nicht identisch, wobei einer der wichtigsten Gründe die großen Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Ereignissen in einem einzelnen Knochen sind. Tanner et al. daher definiert die Noten in einer Weise, wie die allgemeine Meinungsverschiedenheit zwischen den verschiedenen Knochen zu minimieren. Erstens wird die Meinungsverschiedenheit bei einem bestimmten Individuum durch die Summe der Quadrate der Abweichungen seiner Knochenwerte von ihrem Mittelwert gemessen. Zweitens sind die Punktzahlen eingeschränkt, um die Lösung zu vermeiden, bei der eine perfekte Übereinstimmung erzielt wird, indem jeder Stufe die gleiche Punktzahl zugewiesen wird.

Tabelle 1 veranschaulicht diese Vorgehensweise. Zwei rivalisierende Systeme von Partituren sind dargestellt, beschriftet L und M, ebenso wie die Stufen für drei Knochen in einem bestimmten Individuum. Unabhängig davon, ob System L oder M verwendet wird, ergibt sich ein Mittelwert von 9. Die Meinungsverschiedenheit zwischen den Knochen ist jedoch für System L größer als für System M, wenn sie durch die Summe der Quadrate der Abweichungen um den Mittelwert (146 für System L und 42 für System M) gemessen wird. Tanner et al. verallgemeinert dies, indem alle Knochen und alle Stufen verwendet werden und indem die Gesamtunstimmigkeitssumme der Quadrate über alle Mitglieder einer großen standardisierten Gruppe addiert wird. Das System, das die gesamte minimale Summe von Quadraten von Abweichungen erzeugt, ist das bevorzugte. (Die mathematische Grundlage des Systems ist komplex, kann aber in der zweiten und dritten Ausgabe der Tanner–Whitehouse-Technik oder in der Arbeit von Healy und Goldstein untersucht werden .)

Tanner und Kollegen haben eine aktualisierte Methode namens TW3 veröffentlicht . Es wurde ungefähr veröffentlicht 20 Jahre nach der Veröffentlichung der zweiten Ausgabe von TW2 und, wie alle Systeme in der Wachstumsforschung, die sich auf Quellproben aus einer bestimmten historischen Zeit stützen, Tanner und Kollegen waren sich des säkularen Trends sehr bewusst. Dieser Trend ist fast universell und seit vielen Jahren ein anerkannter Aspekt der Generationsunterschiede im menschlichen Wachstum. Der säkulare Trend beeinflusst das Wachstum sowohl in der Gesamtgröße als auch in der Reife, so dass die Größe größer wird und Reifungsereignisse mit jeder nachfolgenden Generation früher auftreten. Somit wird auch die Rate der Skelettreifung fortgeschritten sein, und knochenspezifische Bewertungstechniken sollten diesen Fortschritt widerspiegeln oder zulassen.

Darüber hinaus sind in den letzten 20 Jahren einige wichtige konzeptionelle Fortschritte erzielt worden, wie z. B. die Tatsache, dass inzwischen allgemein anerkannt ist, dass Standards und Referenzen nicht identisch sind. Standards werden jetzt als vorschreibend angesehen und basieren auf dem wünschenswerten Wachstum von Gruppen gesunder Kinder, die in optimalen Umgebungen leben (d. H. krankheitsfrei und umweltideal). Referenzen sind beschreibend und basieren auf dem Wachstum von Kindern, die in normalen Umgebungen leben, in denen sie ein normales Maß an Infektionskrankheiten erfahren und nicht vor Umwelteinflüssen geschützt sind (d. H., Wachstum „wie es ist“). Die Quellproben, aus denen die Referenzdiagramme in TW3 erstellt werden, bestehen nicht aus Kindern mit optimalem Wachstum, die in optimalen Umgebungen leben. Sie spiegeln daher einen normalen Wachstumsprozess wider und sollten als Referenzen bezeichnet werden.

Es gibt vier Hauptunterschiede zwischen TW2 und TW3. Das Wichtigste ist jedoch die Tatsache, dass die Beschreibungen und manuellen Bewertungen der Stadien der Knochen nicht geändert wurden. Sie bleiben gleich, so dass frühere Bewertungen und Berechnungen der Knochenreifewerte in TW2 für TW3 weiterhin gültig sind. Der TW2 (20) -Knochenscore wurde jedoch abgeschafft, da angenommen wurde, dass die Mischung der Handwurzelreifescores mit den RUS-Reifescores nicht von großem Wert war. Die Skelettreife der Handwurzelknochen isoliert ist in den meisten Situationen problematisch. Sie scheinen unterschiedliche Informationen über den Reifeprozess zu geben. Die RUS-Knochen sind sicherlich nützlicher, sowohl um die allgemeine Skelettreife widerzuspiegeln als auch um die Größe von Erwachsenen vorherzusagen. Zweitens wurden die Quellproben für die Referenzdiagramme aktualisiert, sodass sie nun die Normen für neuere Stichproben von Kindern aus Europa und Nordamerika widerspiegeln. Somit ändert sich auch die Umrechnung in das Knochenalter, insbesondere ab etwa 10 Jahren.

Die dritte und vierte Änderung beziehen sich eher auf die Höhenvorhersagetechnik als auf die Beurteilung der Skelettreife an sich. Der RUS-Knochenscore wird jetzt anstelle des Knochenalters in den Vorhersagegleichungen verwendet, und die Quellstichprobe wurde verbessert, indem geeignetere Daten aus der Zurich Longitudinal Growth Study verwendet wurden.Der neue Reifegrad-Score, genannt EA90 (um die europäischen und amerikanischen Quellen widerzuspiegeln) oder TW3, basiert auf Daten von Stichproben von Kindern in Europa, Nordamerika und Japan, die in den 1970er und 1990er Jahren bewertet wurden. Dazu gehörten belgische Daten (21.174 Jungen und 10.000 Mädchen) aus der Leuven Growth Study, spanische Kinder (N = 2000 mit mehr als 5000 Röntgenaufnahmen) aus der Bilbao-Studie, japanische Kinder (N = 1000) aus Tokio, italienische Kinder (950 Jungen und 880 Mädchen) aus Genua, argentinische Daten aus den frühen 1970er Jahren und Daten aus dem Projekt Heartbeat von etwa 1000 normalen europäisch-amerikanischen Kindern in Texas . Die neuen EA90-Knochenalterswerte wurden ausgewählt, um diesem Bewertungssystem zu entsprechen, konzentrierten sich jedoch hauptsächlich auf die belgischen, Spanisch, und amerikanische Proben.

Die Unterschiede in den RUS-Scores zwischen TW2 und TW3 für beide Geschlechter sind in Abb. 3. Bei preadolescent Alter variieren die Werte für Jungen wenig zwischen den Systemen. Nach 9 Jahren bei Jungen und ab etwa 5 Jahren bei Mädchen nehmen die Unterschiede ziemlich dramatisch zu, so dass beispielsweise ein Junge mit 405 Punkten ein TW2-Knochenalter von 13 Jahren und ein TW3-Knochenalter von 11,7 Jahren hätte. Dieser Unterschied ist während der Adoleszenz konsistent und spiegelt den relativen Fortschritt der EA90-Stichprobe im Vergleich zur TW2-Stichprobe wider.

ABBILDUNG 3. Unterschiede zwischen TW2- und TW3-Knochenreifewerten für das chronologische Alter des gesamten Jahres von 2 zu 16 Jahre. Der TW3-Score wurde von der subtrahiert ; Somit zeigen negative Werte einen Fortschritt von TW3 gegenüber TW2 an. Zum Beispiel hat ein durchschnittlicher 12-jähriger Junge einen Knochenreifegrad von 361 auf TW2 und 427 auf TW3. Die Differenz beträgt also -66 (361 − 427 = -66). Somit wurde in der TW3-Stichprobe dieser Reifegrad in einem früheren Alter erreicht als in der TW2-Stichprobe und TW3 ist in Bezug auf TW2 fortgeschritten.