在1960年，virtama et al.（1960）拍摄了由尸体解剖得到的26块近节指骨x线片，计算了骨皮质面积与其余面积的比值（百分数），并将这26块指骨在800℃下燃烧得到骨灰；发现皮质骨面积的百分数与骨灰重量高度相关（r=0.707, p<0.001），计算的回归方程为：y=46.5x – 4（y为骨皮质面积的百分数%，x为实际的矿物质含量，g/cm3）。据此提出指骨的骨皮质厚度可以用来估价矿物质含量。在同年中，barnett et al.（1960）报告了使用骨皮质厚度诊断骨质疏松的新方法。该方法使用普通的直尺(mm)测量成年人对照组（125名）和疾病组（150名有骨代谢疾病）的外周骨（股骨与手部第二掌骨）的皮质骨厚度，以及中轴骨（腰椎锥体）的凹度，将计算的结果称为分值。结果发现，在正常对照组中，仅第二掌骨的皮质骨厚度分值与年龄显著相关，在疾病组中，仅女性股骨与第二掌骨分值与年龄负相关。使用由对照组得出的正常值标准评价疾病组，有58%的病人分值在正常值以下。他们认为，皮质骨厚度测量为常规筛选骨质疏松疑似病例提供了简单而有价值的方法。
上述的研究为临床医学开辟了x线影像计量学（radiogrammetry）领域。在临床应用的最初十多年中，主要针对中老年的骨量减少和骨质疏松的评价。因为不同人群骨骼的大小以及一定骨骼大小时的骨量存在明显差异（dequeker, 1976），所以在美国、尼日利亚以及欧洲的许多国家建立了不同人群的第二掌骨的掌骨指数（metacarpal index, mci）的正常值。
但是，第二掌骨mci在临床中的应用也具有一定的局限性。首先，mci虽然与中轴骨的骨质量显著相关，但不能直接测量小梁骨，而大部分骨代谢疾病对小梁骨的影响大于管状骨。第二，早期mci测量误差较大，dequeker（1976）报告了观察者内和观察者间的误差，第二掌骨外径的测量误差分别为1.2%和1.5%；内径分别为4.8%和6.4%。骨皮质内经误差较大在于确定褶皱状的内表面边缘存在一定的困难，因而应以明确的定义作为定位准则，以提高测量的准确性。同时，也有作者使用多块掌骨的骨皮质平均数计算mci，减小了测量误差（saville, et al., 1976）。
由于骨密度测量新方法的出现，例如单光子吸收法（single photon absorptiometry, spa）、双光子吸收法（dual photon absorptiometry, dpa）、定量计算机x线断层摄影技术（quantitative computed tomography, qct）和双能x吸收法（dual x –ray absorptiometry, dxa），能够直接测量主要由小梁骨组成的中轴骨的骨量，而使临床应用偏重于新的测量方法。但在1990s，随医学图像识别技术的发展以及应用外周骨骼测量骨密度的方法逐渐增多，导致了重新使用x线片放射学测量作为骨密度的测量方法，所不同的是采用了数字化图像的计算机自动识别技术（nielsen, 2001），称为数字化x线片测量法（digital x-ray radiogrammetry, dxr）。dxr可以快速测量多项指标，自动鉴别出解剖学界限标志，准确和精确地确定骨的边缘，观察者内和观察者之间的测量误差减小到约1%，自动评价系统还可将dxr与纹理分析结合起来测量骨密度（jorgensen et al., 2000）。
许多儿童疾病不仅影响到儿童的生长，而且也影响骨量的增长，尤其是一些慢性疾病需要多次拍摄手腕部x线片，进行骨龄评价，监测骨的发育（例如gh缺乏、特纳综合症、marfan综合症、骨发生不全、哮喘等），同时应用手腕部x线片测量mci，监测骨量变化可避免额外的x线暴露，因而mci在儿科领域的应用日益增多。
掌骨指数反映了骨皮质的骨膜敷着生长（periosteal apposition）和骨内膜的再吸收，因此激素水平，例如生长激素、性激素、甲状腺激素或糖皮质激素，和营养状况是影响儿童掌骨指数的主要因素。mentzel et al.（2006）使用dxr估价慢性炎性肠病（chronic inflammatory bowel diseas）和哮喘（asthma）疾病儿童的骨质减少（osteopenia），但许多研究仍然使用了在常规手腕x线片上直接测量的mci监测矮身高儿童（bettendorf et al., 1998）和先天性肾上腺增上儿童（paganini et al., 2000）治疗过程中的骨质量。deqiong et al.（2003）在上肢骨折儿童的骨密度研究中发现，低骨量（皮质骨和小梁骨）是儿童手腕和前臂骨折的风险因素，dxa测量的脊椎体积bmd和mci是显著的预测变量。
人进入中年以后，特别是绝经后的妇女，随年龄的增长掌骨外径基本保持不变，但骨髓（掌骨内径）的宽度增加而致骨皮质变薄，掌骨指数下降（aguado et al., 1997）。但在儿童青少年则不同，在生长发育期掌骨外径持续增加；青春期前掌骨内径也增长，但在青春期掌骨内径逐渐下降，骨皮质迅速增厚，掌骨指数增大，在青春期结束时基本达到稳定状态。在不同人群，骨皮质厚度的变化规律相同，但中国儿童不同年龄时的掌骨指数的绝对值大于欧洲儿童（malich et al., 2003）。
皮质骨和小梁骨具有不同的代谢特征，小梁骨的代谢活性高于皮质骨，在骨质疏松中小梁骨的丢失较早开始，所以应用双能x线吸收法（dxa）测量中轴骨的骨密度得到了广泛的重视。但是，除骨质疏松外的许多疾病，例如甲状旁腺机能亢进（adami et al., 1998）、甲状腺机能亢进、以及儿童期蛋白质-热量营养不良均引起皮质骨的丢失（mentzel et al., 2006）；也有研究发现风湿性关节炎病人掌骨指数较低（ozgocmen et al., 1999），糖尿病伴随以骨髓腔的直径的增大（auwers et al., 1988），而这些疾病对中轴骨（小梁骨）的骨质量并未产生显著影响，所以对类似疾病骨质量的监测应当以皮质骨为重点。但在中轴骨和外周骨应用dxa法，或在外周骨应用定量超声法测量骨密度时都不能区分皮质骨和小梁骨的代谢变化，因而结合使用掌骨指数能够较全面了解骨质量，有益于更多疾病的诊断与治疗监测。
为此，《中国人手腕骨发育标准-中华05》课题组依据3-19岁的11685名（男5763名，女5895名）儿童大样本，提出了中国城市青少年儿童mci正常值，并应用bcpe模型制订了mci评价图表（张绍岩等，2009）。
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参考文献
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