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不同矢状骨面型患者颞下颌关节三维骨性结构的锥形束CT研究

2024-09-18 9 上传者：管理员

摘要：目的研究不同矢状骨面型患者颞下颌关节形态结构和空间位置的差异。方法纳入68例年轻成人错牙合畸形患者，根据矢状骨面型分类分为骨性Ⅰ类组、骨性Ⅱ类组和骨性Ⅲ类组。应用InVivo 5软件对所有患者的锥形束CT影像进行三维重建，并对与髁突、关节窝和关节结节相关的17个研究项目进行测量分析。结果不同矢状骨面型患者左右侧关节的形态结构和空间位置差异无统计学意义(P>0.05)。与骨性Ⅰ类和骨性Ⅲ类患者相比，骨性Ⅱ类患者的髁突长轴径更小，关节结节后斜面更陡峭，髁突、关节窝和关节结节的空间位置更靠后。与骨性Ⅰ类和骨性Ⅱ类患者相比，骨性Ⅲ类患者髁突水平角更小，关节结节高度更低。结论不同矢状骨面型患者的髁突形态结构、关节结节形态结构以及髁突、关节窝和关节结节的空间位置均存在明显差异。

关键词：
TMJ
矢状骨面型
锥形束CT
颞下颌关节
骨性结构
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颞下颌关节(temporomandibular joint, TMJ)是人体内最为复杂的关节结构之一。良好的颞下颌关节状态对于稳定的咬合以及良好咀嚼功能的构建至关重要。当今正畸界也越来越提倡以颞下颌关节为导向的正畸治疗。

不同个体间颞下颌关节的形态结构可存在较大差异，甚至同一个体的左右侧关节结构也可能存在差异[1]。颞下颌关节的形态结构受诸多因素共同影响，如年龄、性别、功能性刺激、咬合力和骨面型等[2-4]。研究各类错牙合畸形患者的颞下颌关节解剖结构是评估其关节生理功能的重要途径，这不但有利于颞下颌关节相关疾病的诊断评估，对于正畸治疗也有一定指导意义。颞下颌关节窝是构成颞下颌关节的重要解剖结构之一，也是颅面复合体的重要组成部分。在个体生长发育过程中，后颅底不断向后下生长，颞下颌关节窝也随之向后下移位[5]。颞下颌关节窝的位置对于不同矢状骨面型的建立可能具有重要作用，但目前对于这一方面的相关研究尚存争议。

锥形束CT(cone-beam computed tomography, CBCT)是评估颞下颌关节骨性结构常用的影像学检查手段。CBCT可以获取颞下颌关节及其相邻结构的高分辨率图像，并克服了传统CT花费高昂、辐射剂量大和扫描时间长等限制[6]。相关研究认为CBCT对于颞下颌关节结构的评估具有高度的可重复性和可靠性[7]。为了给临床中各类患者错牙合畸形和颞下颌关节相关疾病的诊治提供参考，本研究通过CBCT影像探究骨性Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类年轻成年患者间颞下颌关节形态结构及其空间位置的差异。

1、资料与方法

1.1 研究对象

选取2019年9月至2023年5月于大连医科大学附属第二医院口腔医学中心正畸科就诊，且在治疗前收集完整临床病历资料和影像学资料的年轻成年患者68例，其中男34例，女34例。纳入标准：年龄18至29岁；颏部无明显偏斜；平均生长型(26°≤SN-MP≤38°);牙列完整，无明显牙合干扰，牙齿无明显磨耗；全身健康状况良好；无正颌手术史、正畸治疗史或口腔咬合重建史；无颌面部肿瘤病史；无颞下颌关节创伤史或关节区骨折史；无明显颞下颌关节紊乱病(temporomandibular disorders, TMD)相关症状或体征[8]。68例患者被分为3组，其中，骨性Ⅰ类组23例(1°≤ANB≤4°,安氏Ⅰ类),骨性Ⅱ类组21例(ANB>4°,安氏Ⅱ类1分类),骨性Ⅲ类组24例(ANB≤0.5°,安氏Ⅲ类)。不同组别间年龄、SN-MP角及性别构成差异无统计学意义(表1)。

表1研究对象基本情况

1.2 研究方法

本研究应用第三代德国KaVo 3D CBCT机获取所有患者的CBCT影像。扫描参数设置：扫描电压120 kV,管电流5 mA,曝光时间8.9 s, 扫描范围16 cm×13 cm, 层厚0.3 mm, 层间距0.2 mm。

所有患者均由同一位放射技师按照统一标准拍摄CBCT。拍摄标准如下：受试者取端坐位，双眼目视前方，上下唇自然闭合，上下颌牙齿咬合于牙尖交错位，眶耳平面与CBCT机水平激光束平行，面部正中矢状面与垂直激光束平行。嘱患者在拍摄过程中不要进行吞咽等动作，并始终维持头部位置稳定。

1.2.1 颞下颌关节视图下髁突和关节窝形态结构测量

应用InVivo 5软件对DICOM数据进行三维重建。进入颞下颌关节影像(图1),调整颞下颌关节轴状面视图，在轴状面视图中选取两侧髁突横截面积最大的平面作为基准平面，并将正中矢状线通过鼻尖、鼻中隔与枕骨大孔前缘中点(图2A)。调整轴状面视图中十字坐标轴的位置，将十字坐标轴的水平线与髁突内外极连线重合，获得冠状向髁突影像(图2B),调整坐标轴的垂直线至髁突长轴的平分线位置，获得矢状向髁突影像(图2C)。在三维方向上对髁突进行定点与测量分析。根据研究需要共确定了8个测量项目(图3、表2)。

1.2.2 3D分析下髁突和关节窝空间位置测量

进入3D分析界面。确立三维坐标系，将颅底点定义为原点标记点，选定水平面方向的坐标系，平面坐标系通过左侧眶下点、右侧眶下点和左侧耳点定义，正中矢状面通过鼻根点和颅底点定义。根据研究需要共确定了10个标志点(图4,表3)、4个参考平面(表4)和9个测量项目(表5)。

1.3 数据获取

由同一研究者对所有研究对象三维重建后的CBCT影像进行2次测量，间隔1周。2次测量数据取平均值用于后续研究。

1.4 统计学分析

使用SPSS Statistics 26.0软件进行统计学分析。计量数据以

表示。对所有测量数据进行正态性检验和方差齐性检验。左右侧颞下颌关节相关参数比较采用配对t检验，组间各测量项目比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验。P<0.05代表差异有统计学意义。

2、结果

2.1 不同矢状骨面型患者双侧颞下颌关节形态结构和空间位置比较

骨性Ⅰ类、骨性Ⅱ类和骨性Ⅲ类患者左右侧颞下颌关节各测量参数的差异无统计学意义(P>0.05)(表6),表明各组患者左右侧颞下颌关节形态结构及三维空间位置基本对称。左右侧关节数据合并为一组用于后续组间各测量项目比较。

图1颞下颌关节视图

图2颞下颌关节三维影像

图3测量项目(TMJ视图)

表2测量项目定义(TMJ视图)

图4颅颌面解剖标志点

表3颅颌面解剖标志点定义

2.2 不同矢状骨面型患者颞下颌关节形态结构比较

各组患者间髁突长轴径、髁突水平角、关节结节高度、AEI-BFL和AEI-TRL的差异存在统计学意义(P<0.05)。骨性Ⅱ类组的髁突长轴径明显小于骨性Ⅲ类组。骨性Ⅲ类组的髁突水平角明显小于骨性Ⅰ类和骨性Ⅱ类组。骨性Ⅲ类组的关节结节高度明显小于骨性Ⅰ类组。骨性Ⅱ类组的AEI-BFL和AEI-TRL明显大于骨性Ⅲ类组。详见表7。

表4参考平面

2.3 不同矢状骨面型患者髁突、关节窝和关节结节的空间位置比较

各组患者间PCP-CP、Sf-CP和Iat-CP的差异存在统计学意义(P<0.05)。骨性Ⅱ类组的PCP-CP、Sf-CP和Iat-CP明显大于骨性Ⅰ类和骨性Ⅲ类组。详见表7。

表5测量项目定义(3D分析)

表6不同矢状骨面型患者双侧颞下颌关节各测量项目比较

表7不同矢状骨面型患者间颞下颌关节各测量项目比较

3、讨论

颞下颌关节具有复杂的形态结构和功能。CBCT被认为是评估颞下颌关节解剖学特征极佳的影像学检查手段。本研究主要通过CBCT影像探究不同矢状骨面型患者颞下颌关节骨性结构及其空间位置的差异。本研究共纳入68例寻求正畸治疗的患者作为研究对象，各组患者的年龄、垂直骨面型和性别构成比的差异均无统计学意义，消除了年龄、垂直骨面型和性别对研究结果可能造成的影响。

颞下颌关节是人体内唯一一组双侧联动的关节，双侧关节的对称性受多种因素所影响，如牙齿缺失、牙齿磨耗、牙合干扰和颌骨的对称性等。本研究所纳入的病例均排除了上述可能干扰双侧关节对称性的相关因素，进而单纯地探究不同矢状骨面型个体双侧颞下颌关节形态结构的对称性。本研究发现，各组患者双侧关节相关测量数据均差异无统计学意义，表明不同矢状骨面型个体双侧关节形态结构以及髁突、关节窝和关节结节的空间位置基本对称。这与Yun等[9]的研究结果一致。

颞下颌关节的形态很大程度上取决于个体行使功能时关节内所承受的功能性或机械性负载水平。相关研究已经证实不同骨面型患者在咀嚼过程中关节内所产生的压力分布及功能性负载水平存在差异[10]。本研究显示，不同矢状骨面型患者的髁突形态结构存在明显不同，而关节窝形态未发现明显差异。对于髁突长轴径，本研究发现骨性Ⅱ类患者的髁突长轴径明显小于骨性Ⅲ类患者，这与Santander等[11]的研究结果一致。Arnett等[12]的研究表明，较大的髁突与关节窝的匹配性较佳，在咀嚼过程中可给关节提供更稳定的支持。当咬合发生改变时，较大的髁突更可能保持位置的稳定，而较小的髁突很难维持原有的髁突与关节窝关系，较容易发生髁突移位。对于髁突水平角，本研究发现骨性Ⅲ类患者的髁突水平角明显小于骨性Ⅰ类和骨性Ⅱ类患者，这与Ma等[13]的研究结果一致。Ueki等[14]的研究认为不同矢状骨面型个体关节内的压力分布和压力方向存在差异。在个体生长发育过程中，颞下颌关节区内压力方向的差异可能决定着髁突长轴生长方向的不同，这可能是导致骨性Ⅲ类患者的关节水平角与另外两组患者存在明显差异的主要原因。Westesson等[15]的研究认为，对于功能正常的颞下颌关节，髁突水平角的大小平均为21.2°,而关节盘移位者的髁突水平角明显增大，平均为33.5°,这说明关节功能紊乱患者的髁突可存在明显内旋。本研究中各组患者的髁突水平角大小均接近或稍小于Westesson等[15]研究中的正常髁突水平角平均值，提示本研究所纳入患者的髁突并未存在明显的内旋转。

颞骨关节结节为凸圆形，形成关节窝的前界。关节结节是颞下颌关节生物力学中的重要解剖结构，决定了髁盘复合体运动的路径和形式[16]。本研究结果表明，不同矢状骨面型患者关节结节形态结构存在明显差异。对于关节结节高度，与Tariq等[17]的研究结果一致，本研究发现骨性Ⅲ类患者的关节结节高度明显小于骨性Ⅰ类患者，这说明骨性Ⅲ类患者的关节窝功能性深度明显小于骨性Ⅰ类患者。骨性Ⅲ类患者髁突在关节窝内的垂直向运动空间较小，在行使功能时，骨性Ⅲ类患者的髁突可能有着更高的发生前脱位的风险。关节结节后斜面的倾斜度是评估关节窝功能的重要指标。为了更好评估不同矢状骨面型患者关节结节后斜面的解剖特征，本研究参考以往的研究[18],采用两种方法测量关节结节后斜面的倾斜度。AEL-TRL侧重于描绘关节结节的解剖学形态，而AEI-BFL则与盘髁复合体的运动方向密切相关，可以更好反映髁突沿关节结节后斜面运动的路径。本研究中不同矢状骨面型患者的关节结节斜度存在明显差异，无论是AEI-TRL还是AEI-BFL,骨性Ⅱ类患者均明显大于骨性Ⅲ类患者，这说明骨性Ⅱ类患者有着更陡峭的关节结节后斜面。这与Lobo等[19]的研究结果一致。Christiansen等[20]的研究认为，成年人正常的关节结节后斜面斜度为30°～60°(AEI-BFL)。本研究中3组患者的关节结节斜度均在前述的正常值范围内。对于关节结节斜度的生理意义，目前还存在一定的争议。Yasa等[21]的研究认为，关节结节后斜面的倾斜度与TMD发生不存在相关性。而Meral等[22]的研究则认为陡峭的关节结节后斜面是关节内紊乱的危险因素。因此，还无法建立起TMD与关节结节斜度之间的因果联系，未来仍需要大量的高质量前瞻性研究去获得明确的结论。

颞下颌关节与颅面结构的发育存在一定的相关性。本研究对比了不同矢状骨面型患者颞下颌关节相关结构的空间位置差异，结果显示不同矢状骨面型患者关节结构的空间位置差异主要在于矢状向，而垂直向和冠状向上未发现明显不同。具体表现为骨性Ⅱ类患者的髁突、关节窝和关节结节与骨性Ⅰ类和骨性Ⅲ类患者相比明显处于靠后的位置。这与郭向红等[23]的研究结果基本一致。颅底骨是颌面部诸骨生长发育的基骨，不同骨面型患者的颅底形态是存在差异的。Gong等[24]对研究不同矢状骨面型患者颅底特征的相关文献进行Meta分析，结果表明骨性Ⅱ类患者的颅底角和全颅底长度最大，骨性Ⅲ类患者的颅底角和全颅底长度最小。此外，Al Maaitah等[25]应用Bjork分析法研究不同矢状骨面型患者的颅底特征差异，结果表明骨性Ⅱ类患者的鞍角明显大于骨性Ⅲ类患者，这说明骨性Ⅱ类患者的关节窝位置相对靠后。因此，个体生长发育过程中，颅底结构的发育差异所引起的颞下颌关节窝矢状向位置的差异，最终可能决定着矢状骨面型的建立。当然，骨面型的建立并非单纯受颅底发育所影响，上、下颌骨的发育差异也是影响因素之一。对于骨面型的建立机制，未来仍需要进一步深入研究。

本研究仍存在一些局限性。本研究仅通过髁突单一切面影像评估TMJ的相关特征，尽管本研究所选切面是最有代表性的切面，并被大多数研究所采用，但颞下颌关节的特征在不同切面会存在一定差异。因此，未来的相关研究可以选取多个切面影像对颞下颌关节的相关特征进行更全面的评估。本研究属横断面研究，缺少对于关节解剖学特征的纵向研究，今后仍需要通过纵向研究去了解颞下颌关节基于年龄的相关变化，进而明确其在生长过程中以及生长发育完成后的改建特点。但由于伦理方面的限制，尽管CBCT的辐射剂量很低，也很难对同一受试者连续拍摄CBCT影像。因此，未来若想在此方面有所突破仍存在不小的挑战。

综上所述，不同矢状骨面型患者的髁突长轴径、髁突水平角、关节结节高度、关节结节斜度以及髁突、关节窝和关节结节的空间位置均存在明显差异。因此，在正畸治疗前应通过影像学检查和临床检查等手段对患者的颞下颌关节状态进行全面的个体化评估。本研究所显示的颞下颌关节形态结构以及三维空间位置，可以为错牙合畸形或颞下颌关节紊乱病等相关疾病临床诊治计划的制定提供依据。

参考文献:

[23]郭向红,丁寅,房伟,等.不同矢状骨面型颞下颌关节窝位置的测量研究[J].临床口腔医学杂志,2007,23(5):275-277.

文章来源:王博,常新.不同矢状骨面型患者颞下颌关节三维骨性结构的锥形束CT研究[J].口腔医学,2024,44(09):685-691.