Beurteilung von Stigmata und Problemen der Knochenalterbestimmung bei Kindern mit idiopathischem Kleinwuchs gegenüber normalwüchsigen Kindern

Abstract

Anhand eines Röntgenbildes der Hand eines Kindes lassen sich Knochenalterbestimmungen durchführen und verschiedene Merkmale (Stigmata) der einzelnen Handknochen beschreiben. In der vorliegenden Arbeit sind diese beiden Aspekte an Handröntgenbildern einer Gruppe von insgesamt 257 Kindern mit idiopathischem Minderwuchs (Idiopathic short stature, ISS) und 115 normalwüchsigen Kindern untersucht worden. Als ISS wird ein Minderwuchs ohne Syndromcharakter bezeichnet. Bei Patienten dieser Diagnose wurden endokrine Störungen, sowie chronische oder syndromale Erkrankungen ausgeschlossen. Zur Untersuchung der Knochenalterbestimmung wurden 409 Röntgenbilder von 253 ISS-Kindern (Hauptgruppe, HG) und 109 Röntgenbilder der Vergleichsgruppe (VG) anonymisiert und durch zwei Radiologen (Befunder A und B) nach der Methode von Greulich und Pyle befundet. In der Hauptgruppe lagen zusätzlich bereits Knochenalterbestimmungen aus dem Archiv vor (Befunder C), die in die Kalkulation miteinbezogen wurden. Ziel der Untersuchung war es, sowohl einen Interbeurteilungsunterschied als auch Unterschiede in den beiden Kollektiven unter Berücksichtigung des Geschlechts und des chronologischen Alters bei der Knochenalterbestimmung zu ermitteln. Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung konnten zeigen, dass in der Gruppe der ISS-Kinder der durchschnittliche Interbeurteilungsunterschied im Mittelwert (5,4 Monate) höher war als in der Vergleichsgruppe (3,7 Monate). Dieser Unterschied bestätigte sich auch bei der Betrachtung des Intervalls, in dem 95 % der Differenzwerte zwischen den Befundern lagen. Dieses stellte sich für die Hauptgruppe (-1,08 Jahre bis +1,4 Jahr) größer als für die Vergleichsgruppe (-1 Jahr bis + 11 Monate) dar. Die höhere Anzahl der identischen Bestimmungen der Befunder A und B in der Vergleichsgruppe wies in dieselbe Richtung (HG: 39,4 %, VG: 47,7 %). Eine mögliche Erklärung hierfür ist die Tatsache, dass in der Gruppe der ISS-Kinder viele Kinder mit dissoziierter Handentwicklung vertreten waren, bei denen sich der Interbeurteilungsunterschied bekanntlicherweise höher darstellt. Betrachtet man den Mittelwert jedes einzelnen Befunders, so fällt auf, dass die Befunder einzeln im Durchschnitt in der jeweiligen Gruppe sehr ähnlich bestimmt haben (HG: Befunder A:118,65 Monate, Befunder B:116,8 Monate, Befunder C: 117,43 Monate; VG: Befunder A:85,13 Monate, Befunder B:85,66 Monate). Der anhand dieser Werte durchgeführte t-Test konnte darstellen, dass durchschnittlich die Befunde C systematisch 1,2 Monate niedriger lagen als die von Befunder A und tendenziell um 0,6 Monate höher als die des Untersuchers B. Befunder A hingegen bestimmte die Knochenalter in der Hauptgruppe systematisch im Durchschnitt um 1,8 Monate höher als Befunder B, während seine Einschätzungen in der Vergleichsgruppe im zufälligen Bereich um 0,5 Monate niedriger als diejenigen von Befunder B ausfielen. In Bezug auf das Geschlecht und das chronologische Alter konnte ermittelt werden, dass die Differenzen zwischen den Knochenalterbestimmungen der einzelnen Befunder unabhängig von diesen beiden Faktoren entstanden und sich hier keine Systematik erkennen ließ. Resultierend lässt sich insbesondere im Hinblick auf vereinzelt hohe Unterschiede in der Knochenalterbestimmung zusätzlich sagen, dass anhand dieses Studienaufbaues Einflüsse von inneren sowie äußeren Faktoren angenommen werden können. Diese könnten Auswirkungen auf die Ergebnisse der Knochenalterbestimmung nach Greulich und Pyle haben. Innere Faktoren umfassen z. B. die dissoziierte Handentwicklungen, Vorbefunde, Informationen zum vorliegenden Röntgenbild (wie klinische Diagnose, Grund der Knochenalteranalyse, Körperhöhe, Aufnahmedatum u.a.), während als äußere Faktoren z.B. Arbeitsbedingungen (wie Anzahl der zu befundenden Bilder, Zeitpunkt und Ort der Bestimmung), oder auch die Zusammenarbeit der Befunder angenommen werden können. Hieraus können Empfehlungen zur optimalen Nutzung der Methode diskutiert werden: Zum Beispiel: 1. Die Diskussion unklarer Befunde mit mehreren erfahrenen Befundern, vor allem bei dissoziierten Handentwicklungen. 2. Die möglichst begrenzte Anzahl von Bildern und ausreichende Pausen, um mit maximalem Konzentrationsgrad arbeiten zu können. 3. Ein generelles Vorliegen aller relevanten Vorbefunde und aktuellen klinisch wichtigen Informationen zum Patienten. 4. Langfristige und ggf. enge Verlaufskontrollen. Desweiten wurden 232 Handröntgenbilder von ISS-Kindern sowie 115 Röntgenbilder von Kindern der Vergleichsgruppe anonymisiert auf die Vorkommenshäufigkeit, die Geschlechterverteilung, die Verteilung unter Geschwistern (nur in der HG) und die Altersverteilung folgender Merkmale untersucht: 1.) Pseudoepiphysen, 2.) Einkerbungen im Os capitatum, 3.) Brachymesophalangien, 4.) verkürzte Metakarpalknochen, 5.) positives Metakarpalzeichen (schneidende Metakarpaltangente), 6.) dissoziierte Handentwicklungen, 7.) Ulna-Minusvarianten und 8.) Demineralisationen. Nach Alterskorrektur der gewonnenen Ergebnisse (durch Kovarianzanalyse und Berechnung ohne Kinder <4 Jahre) konnte der schon zuvor vermutete Trend bestätigt werden: Alle untersuchten Merkmale traten prozentual und überzufällig bzw. im Trend statistisch häufiger in der Gruppe der ISS-Kinder als in der Vergleichsgruppe auf. Einzig das Merkmal schneidende Metakarpaltangente war in der Hauptgruppe nicht signifikant erhöht. Es lässt sich damit festhalten, dass bei Kindern mit idiopathischem Kleinwuchs bei der Beurteilung der Handröntgenaufnahme neben der Knochenalterbestimmung auch dem Auftreten von derartigen Merkmalen Beachtung geschenkt werden sollte. Eine Häufung einzelner, hier untersuchter Merkmale war bei anderen Ursachen für eine mangelnde Wachstumsauschöpfung (z.B. Unterernährung, Krankheit, etc.) in der Literatur beschrieben. Die fast durchgehende Häufung der Stigmata auch bei ISS-Kindern lässt bei der Merkmalsentstehung somit an ein nicht ausschließlich genetisches, sondern multifaktoriell bedingtes, von außen beeinflußtes Geschehen denken, welches nicht zwingend in die Richtung eines pathologischen Vorganges deutet. Bei Jungen beider Gruppen konnten deutlich häufiger schneidende Metakarpaltangenten (HG:22,1 % VG:13,3 %), Ulna-Minusvarianten (HG:43,6 % VG:10 %) und dissoziierte Handentwicklungen (HG:30 % VG:13,3 %) bestimmt werden. Diese Tatsache sahen wir mitbegründet in der grundsätzlich längeren Skelettreifezeit bei Jungen im Vergleich zur weiblichen ossären Entwicklung. Eine Untersuchung der Altersverteilung des Merkmals dissoziierte Handentwicklung ergab eine Häufung bei den 5-jährigen, eine Demineralisation fand sich vermehrt bei den 8- und 9-jährigen Kindern. Unter den Geschwisterkindern in der ISS-Gruppe fiel eine Häufung der Ulna-Minusvarianten (37,7 % der Merkmalsträger sind verwandt), der Pseudoepiphysen (37 % der Merkmalsträger sind verwandt), der schneidenden Metakarpaltangenten (33,3 % der Merkmalsträger sind verwandt) und der Brachymesophalangie (30 % der Merkmalsträger sind verwandt) auf. Es lassen sich damit wie oben bereits erwähnt auch familiäre, genetische Zusammenhänge bei den Merkmalen unter den Geschwistern in der Gruppe der ISS-Kinder annehmen. By means of a child s hand radiography an assessment can be performed of the skeletal age and the description of different stigmatas. These two aspects were analysed in this investigation by examining the x-ray photographs of 257 children with an idiopathic short stature (ISS) in comparison to images of 115 children of normal growth. ISS is a kind of dwarfism without the characteristics of a syndrom. ISS-patients have no endocrine, chronical or syndromal diseases. To calculate skeletal age by method of Greulich-Pyle, 409 randomized roentgenograma of 253 ISS-patients of a main group (MG) and 109 photographs of a group of control (CG) were anonymized and determined by two radiologists (observer A and B). The MG consisted of additional skeletal age assessments from the archive (observer C) which were included in the calculation. The aim of the stydy was to determine both the Inter-observer-difference and the difference concerning assessment of skeletal age with regards to gender and chronical ages of analysized children inside the two main collectives. The result of this study showed the mean Inter-observer-difference in a group of ISS-children to be 5.4 months higher in average than in comparison to controls (3.7 months). This difference was confirmed by the data from the observers, lying at an intervall that included 95 % of all differencial values. This intervall turned out to be higher (-1.08 years up to +1.4 years) in the MG than it was detected for CG (-1 year of age up to + 11 months). The higher amount of identically detected values from observer A and B within CG conveyed a similar impression: MG: 39.4 %, CG: 47.7 %. This mentioned difference may appear due to fact that within the MG many of the children showed a disharmonic maturation of the hand . As commonly known, this particular situation is affected with a statistically higher Inter-observer-difference. Considering the mean of each observer, it appears as if every radiologist found averaged in a quite similar manner in the different groups of examination (MG: observer A: 118.65 months / observer B:116.8 months / observer C: 117.43 months, CG: observer A:85.13 months, observer B:85.66 months). For these data, the t-test determined that observer C detected the skeletal ages to be 1.2 months less than observer A but 0.6 months higher than detections of observer B. However the skeletal-age identifications of observer A in the MG were systematically as much as 1.8 months higher than those of observer B. Identifications of A regarding the CG distributed randomly 0.5 months lower than those of observer B. With reference to the gender and chronological ages of examined children this study identifies the differences of each observer between definitions of skeletal ages concerning these two aspects as independent and without systematic distribution. As a result in terms of isolated high differences in skeletal age identifications, inner and outer influencing factors can be appointed. Identifying skeletal ages by the Greulich-Pyle method shows that both inner and outer factors can have explicit influence/effects on the results. Inner factors include e.g. dissociated development of the hand, recent diagnosis, reason of skeletal age identification, body hight, date of clinical admittance, etc. In contrast outer factors include e.g. collaboration of assessing radiologist, working conditions (number of assessing x-ray photographs, time and place of identification, etc.). Hence recommendations for optimal use of this certain method of identification can be discussed: i) discussing of indistinct identifications of skeletal age with many expert/practised radiologists ii) limited number of x-ray-photographs and adequate numbers of breaks during the findings in order to guarantee maximum concentration iii) preferebly complete availability of all relevant recent and present diagnoses of the patient iiii) long-term course-controls, if needed at close quarters Furthermore, 232 x-rays of the hands from ISS-patients and 115 images of children from CG were analysed to determine the incidence, distribution in gender, distribution among brothers and sisters in the MG, and the distribution of age of the following stigmata:

pseudoepiphyses, 2) capitate notch, 3) brachymesophalangia, 4) shortening of metacarpals, 5) (positive) metacarpal sign, 6) disharmonic maturation of the hand, 7) ulna-minus-variants, 8) demineralization. Following a statistical correction of age, via an analysis of covariance and a computation without children of less than 4 years of age, the results confirmed the assumed trend: All investigated parameters/stigmata appeared statistically in percentage and more than incidentally respectively tendencially more frequent in the group of ISS-children. Metacarpal sign was the only parameter detected that was not significantly increased in MG, compared to CG. In conclusion this study demonstrated the necessity of both the identification of skeletal age and the assessment of suchlike stigmata for children suffering from ISS while finding a radiograph of the hand. An accumulation of single parameters examined in this study has been reported about concerning lacks of growth potentials (e.g. malnutrition, illness, etc.) in many studies before. An almost continuous accumulation of stigmata with ISS-patients x-rays within this study does not construe that the development of stigmata is exclusively genetic or pathological but suggests that the process is influenced externally , too. The assessment of metacarpal signs of boys x-rays of both groups clearly showed a greater incidence: (MG:22.1 % vs. CG:13.3 %), ulna-minus-variants (MG:43.6 % vs. CG:10 %) and disharmonic maturation of the hand (MG:30 % vs. CG:13.3 %). We assume this is due to a physiologically prolonged adolescence of skeleton compared with ossary development of girls. A disharmonic maturation of the hand was cumulatively detected on x-rays of children aged 5 years, signs of demineralization could be diagnosed notably within the group of children aging 8 and 9 years. Among siblings of ISS-group, there was a distinct accumulation of the stigma of ulna-minus-variants (37.7 % of all were akin), pseudoepiphyses (37 % of all were akin), metacarpal sign (33.3 % of all were akin) and brachymesophalangia (30 % of all were akin). Hence, as mentioned above familiar, genetic coherences concerning the incidence of stigmas affecting brothers and sisters in the ISS-group can be assumed to be responsible for the development of stigmata.