基于膝关节影像组学与临床特征联合模型提升女童初潮时最终身高预测精度

《World Journal of Pediatrics》：Final height prediction of girls at menarche: a combined model using left hand and wrist bone age, knee radiomic scores, and clinical characteristics

本研究针对传统Greulich-Pyle(GP)和Bayley-Pinneau(BP)方法预测初潮女童最终身高准确度不足的问题，创新性地结合左手腕骨龄、膝关节影像组学评分和临床特征建立多元线性方程。结果显示新模型决定系数R2达0.733，预测误差显著降低，为身高干预决策提供了更精准的工具。

　　

当女孩迎来初潮这个青春期重要里程碑时，家长和医生最关心的问题往往是："孩子还能长多高？"传统医学认为初潮后身高增长约为5-8厘米，但实际情况却存在巨大差异，有些女孩可能只增长2.1厘米，而有些却能增长16.8厘米。这种不确定性给临床身高干预决策带来了严峻挑战。

目前临床主要采用Greulich-Pyle(GP)图谱评估左手腕骨龄(BA)，结合Bayley-Pinneau(BP)方法预测最终身高。然而研究表明，这种传统GP-BP方法的预测准确度有限，仅有76.0%的预测值与实际测量值的误差在5厘米以内。更重要的是，身高主要取决于下肢长度，而膝关节骨骺的融合时间晚于手腕骨骺，可能更好地反映初潮后的生长潜力。

为了解决这一临床难题，上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心的研究团队开展了一项创新性研究，成果发表在《World Journal of Pediatrics》上。研究人员试图通过结合膝关节影像组学特征、骨龄评估和临床指标，建立更精准的最终身高预测模型。

研究团队回顾性分析了2018年8月至2023年6月期间就诊的173名初潮3个月内的中国女童数据。关键技术方法包括：使用GP图谱评估左手腕骨龄，Pyle-Hoerr(PH)图谱评估左膝关节骨龄；采用PyRadiomics从膝关节DR图像提取影像组学特征，通过LASSO回归构建远端股骨和近端胫骨影像组学评分；利用逐步选择法建立普通最小二乘法(OLS)回归方程，并通过五折交叉验证(CV=5)比较新模型与传统方法的性能。

患者特征与生长规律

研究队列的中位初潮年龄为10.95岁，初潮时身高中位数为150.40厘米。令人惊讶的是，中国女童初潮后的身高增益达到8.94±2.99厘米，高于文献报道的5-8厘米范围。最终身高中位数为160.00厘米，表明初潮后确实存在显著的增长空间。

膝关节影像组学评分开发

研究团队从远端股骨和近端胫骨区域提取了288个影像组学特征，经过稳定性筛选(ICC>0.8)和维度缩减，最终构建了两个影像组学评分公式。值得注意的是，远端股骨影像组学评分与最终身高呈显著正相关(R²=0.19，P<0.01)，而近端胫骨评分则无统计学意义。

最终身高预测模型构建

通过逐步回归分析，研究确定了最优预测模型(OLS方程-1)，包含四个预测变量：初潮时身高、GP骨龄、父亲身高和远端股骨影像组学评分。该模型调整R²达到0.726，显著优于其他对比模型。

模型验证与性能比较

五折交叉验证显示，OLS方程-1预测误差最小(RMSE=2.01厘米)，67.6%的预测绝对误差≤2厘米。Bland-Altman一致性分析显示新模型的平均差异仅为-0.01厘米，95%一致性界限为-3.96至+3.93厘米。

相比之下，传统GP-BP方法系统性高估最终身高(平均差异3.09厘米)，而目标身高法则显示最宽的一致性界限(-9.10至8.48厘米)。PH-BP方法虽然优于GP-BP，但仍不及新模型。

讨论与意义

本研究首次将膝关节影像组学特征引入初潮女童的最终身高预测，解决了传统方法依赖主观骨龄评估的局限性。远端股骨影像组学评分提供了客观、量化的生长潜力指标，减少了人为评估变异。特别是OLS方程-3模型(包含影像组学评分、父亲身高和初潮时身高)在保持良好准确性的同时，完全避免了骨龄评估的主观性，在资源有限环境下具有重要应用价值。

研究的创新点在于整合了手腕骨龄和膝关节影像组学两个解剖部位的信息，充分发挥各自优势：手腕骨龄提供成熟的评估标准，而膝关节影像组学捕获了下肢生长潜力的细微特征。这种多模态方法为儿科内分泌学领域提供了新的研究范式。

然而，研究也存在一定局限性，包括单中心样本量较小、最终身高由家长测量可能引入误差等。未来需要通过更大规模的多中心研究进一步验证模型的普适性。

该研究的临床意义在于为初潮女童的身高干预提供了更可靠的决策工具，帮助医生识别真正需要干预的个案，避免不必要的治疗。同时，膝关节DR影像的低辐射剂量(<0.00012mSv)使其适合门诊常规使用，具有良好的临床推广前景。