骨发育成熟度得分数据为非正态分布,因此应以百分位数法制订骨龄评价标准,但不同研究所采用的百分位数曲线平滑方法却不尽相同。在早期,Tanner曾经使用了目测方法绘制骨成熟度得分百分位数曲线,在1997年所制订的美国欧洲后裔儿童的(US90)骨龄标准中,以二次曲线拟合年龄组的成熟度得分中位数曲线,以一次曲线拟合成熟度得分标准差的方法构建了百分位数曲线(Tanner et al., 1997)。而日本(Ashizawa et al., 1996),比利时(Beunen et al., 1990)则采用三次样条函数拟合骨成熟度得分百分位数曲线。
近年来,关于估价生长学测量数据百分位数数学模型的研究有了较大进展。1988年,Cole等提出了构建百分位数标准曲线的LMS方法(Cole et al., 1988; 1990)。该方法通过Box-Cox幂转换使各年龄组偏态分布的数据近似正态,以各年龄组数据的L(lambda λ,幂转换)、M(μ,中位数)和S(δ变异系数)拟合百分位数曲线。美国疾病控制预防中心(CDC)曾使用该方法对1997年国家卫生统计中心的生长图表进行了修正(Cynthia et al., 2000),国际儿童肥胖工作组(IOTF)也使用LMS方法制订了儿童体重指数(BMI)生长图表(Cole et al., 2000)。2004年,Rigby et al.(2004)将LMS方法广义化,提出了BCPE分布模型,不仅可应用于偏态分布的数据,而且也可应用于峰态分布或同时呈现偏态和峰态分布的数据,而称为LMSP方法。1997年至2003年,为了制订儿童生长评价标准,世界卫生组织(WHO)进行了多中心生长标准研究,经过对30余种绘制生长曲线方法的讨论与检验,统计学专家组选择了三次样条函数对曲线进行平滑处理的BCPE模型来绘制生长标准百分位数曲线,于2006年发布了第一套世界卫生组织的儿童生长标准(Department of Nutrition for Health and Development,2006)。
BCPE分布模型是为表现出偏度和峰度的因变量Y所设计。这种模型由幂转换Y ν所定义,而Y ν则为含有参数τ的标准化幂指数分布。BCPE分布含有四个参数μ、σ、ν、τ,分别说明了数据分布的位置(中位数, Median)、尺度(变异系数, Coefficient of variation)、偏度(Box-Cox转换幂, Box-Cox transformation power)和峰度(幂指数参数, Parameter related to kurtosis)。以四个分布参数的非参数平滑函数建立模型,非参数模型的拟合使用Fisher评分算法(Fisher scoring algorithm),由最大惩罚似然法(Maximizing a penaltized lekelehood)完成。参数μ、σ、ν、τ曲线的平滑均采用三次样条函数。
在BCPE模型选择过程中,可应用标准化残差虫行图(Worm plots)、Q-统计量和百分位数曲线下样本例数的百分数进行模型诊断,检验模型拟合优度。
所以,《中国人手腕骨发育标准-中华05》课题组参照世界卫生组织建立生长图表的经验,采用了BCPE分布模型制订骨龄标准(张绍岩等, 2009)。
参考文献
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Department of Nutrition for Health and Development.WHO Child Growth Standards:
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index-for-age : methods and development. ISBN 92 4 154693 X (NLM classification: WS 103)
Geneva: World Health Organization.
张绍岩, 刘丽娟, 刘刚, 等. 中国人手腕骨发育标准-中华05 V. 骨成熟度百分位数曲线的修订.
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