顳下頜關節紊亂病的MRI臨床應用進展

魏麗麗,李 波,程 勇

顳下頜關節紊亂病(temporomandibular joint disorders, TMD)是臨床常見的口腔頜面部疾病,病因未明,咬合關系、顳下頜關節區解剖、心理因素都可能參與其中[1]。TMD通常與機械負荷增加、應力和關節損傷有關,表現出關節彈響、關節疼痛及開口受限等功能障礙。多種影像學檢查方法如X線平片、CBCT、螺旋CT、關節造影及磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)應用于臨床。X線平片和CBCT多用于檢查顳下頜關節間隙、髁突及關節窩骨質變化,目前CBCT被認為是評估髁突骨質的最佳影像學檢查方法。顳下頜關節造影及MRI都可以評估關節盤形態特征及其開、閉口時相對于髁突的位置。關節造影對于關節盤穿孔和關節囊撕裂較為敏感,但它屬于有創性放射性檢查。而MRI是一種無電離輻射暴露風險的成像模式,可以對TMD患者進行多序列、多方位以及多參數的采樣檢查,提供軟組織對比度觀察關節盤,是判定關節盤位置、形態的有效方法,MRI是目前評估顳下頜關節盤移位影像檢查的標準,同時可判斷關節腔積液及滲出、觀察髁突骨髓水腫,對顳下頜關節骨質破壞和炎癥性改變的早期檢測診斷及復查均有較大價值。

MRI臨床檢查常用序列通常包括張口位和閉口位的快速自旋回波T2加權成像(T2 weighted imaging,T2WI)、快速自旋回波脂肪抑制T2加權成像(T2 weighted imaging with fat saturation,T2WI-FS),可用于關節腔積液、髁突及顳骨骨髓水腫和肌肉病變的評估;質子密度加權成像(proton density weighted imaging,PDWI)主要用于關節盤形態、位置、信號異常改變及雙板區損傷評估,同時也可以對髁突形態進行評價[2],使用T2WI、T2WI-FS及PDWI即可達到臨床評估目的;臨床還可選擇使用的有短時間翻轉恢復(short time inversion recovery,STIR)序列和快速自旋回波T1加權成像(T1 weighted imaging,T1WI),可用于評估髁突、顳骨骨質及骨髓水腫。正常的顳下頜關節盤一般呈雙凹形,在T1WI、T2WI和PDWI上表現為低信號;髁突和關節結節的骨皮質在MRI上顯示低信號;骨髓由于脂質的存在而顯示出相對較高的信號。

1 MRI對關節盤移位的診斷

關節內結構紊亂是指關節盤相對髁突及關節結節位置不正確,一般關節盤移位常表現為可復性盤前移位和不可復性盤前移位,同時部分會伴隨側方移位、內外旋轉移位,少數患者會有關節盤后移位存在。關節盤移位伴隨的臨床癥狀多為疼痛、彈響、關節區功能障礙、開口受限[3-4]。

正常顳下頜關節盤形態在MRI斜矢狀面呈現雙凹形,可清晰顯示前帶、中間帶、后帶及雙板區,在T1WI、PDWI和T2WI關節盤均呈現低信號,與未壓脂高信號的髁突形成鮮明的信號對比,盤-髁關系顯示均清晰,但是在顯示顳下頜關節盤輪廓和形態變化上,PDWI優于T1WI。PDWI斜矢狀面閉口位可以清晰地顯示關節盤前移位及后移位;斜矢狀面最大開口位可以清晰地顯示可復性與不可復性盤前移位;斜冠狀面閉口位可以清晰顯示關節盤的側方移位,包括內側移位和外側移位。

關節盤移位與關節盤變形有相關性,雙凹形的關節盤會變成雙平面、雙凸、半凸和折疊形等。有研究顯示關節盤雙平面形和雙凹形是可復性盤前移位最常見的形狀[5],而雙凸形和折疊形是不可復性盤前移位常見的形態[6-7]。也有研究顯示在改變的關節盤形態中,可復性盤前移位與雙平面形的關節盤正相關,不可復性盤前移位與折疊形關節盤相關[8]。但關節盤移位與關節盤變形先后順序有待于進一步研究,是關節盤變形引發關節盤移位,還是關節盤移位后形成關節盤變形?在不可復性盤前移位中,關節盤的逐漸變形,后帶增厚,關節盤變短,呈現雙凸形態;假設關節盤移位先于關節盤變形,那可復性盤前移位和不可復性盤前移位分別是關節盤變雙平面形和折疊的原因,筆者認為關節移位可能早于關節盤變形。

顳下頜關節髁突形態與關節盤位置也有顯著相關性,關節盤前移至一定程度,髁突將出現明顯退行性改變[9]。在一項研究青少年髁突骨質退行改變和關節盤移位的MRI研究中顯示,可復性盤前移位和無移位的關節盤與髁突骨質退行性改變無顯著相關性,而不可復性盤前移位與髁突骨質退行性改變有顯著相關性[10]。提示臨床評估骨關節病中移位關節盤位置變化的重要性,特別是不可復性盤前移位的病例。長期的不可復性盤前移位可能明顯早于骨關節病的發展,在進一步發展成骨關節病的過程中,關節盤會出現退化和穿孔,最終組織量減少,變形嚴重的關節盤很難通過外科手術再重新定位。

MRI掃描一般為靜態掃描,國內學者報道MR FIESTA技術在顳下頜關節動態成像中可直接觀察各解剖結構的運動過程、位置關系,尤其是盤-髁復合體的運動過程有獨特的診斷價值[11]。因此可結合靜態與動態成像共同觀察關節盤的形態與位置關系,為臨床提供更多直觀的信息。

2 MRI對髁突水腫的評估

顳下頜骨關節病(osteoarthrosis, OA)是一種慢性退行性疾病,是以髁突表面軟骨退變、骨質破壞或致密為表現的慢性疾病,又稱關節退行性變,主要累及關節軟骨和軟骨下骨。它可以發生在單側關節或雙側關節,可能導致下頜骨形態和功能的變化。臨床對于髁突骨質結構的評估多采用CBCT檢查。

目前認為MRI評估小塊骨組織的能力不如CBCT,但MRI可以檢測軟骨的微小變化,也可顯示纖維軟骨的結構和層次,對骨髓水腫也較為敏感,可顯示其水腫程度和范圍。骨髓水腫主要病理改變是病灶內出現血管異常增生、水分子外滲等變化。髁突骨髓水腫時在PDWI呈低信號,在T2WI顯示關節軟骨下骨小梁內高信號區或者關節軟骨面下邊界模糊、范圍較大的中等信號區,而骨髓硬化在PDWI和T2WI均顯示低信號區。在PDWI和T1WI中,由于髁突骨髓信號強度根據脂肪含量變化而變化,可結合T2WI-FS觀察髁突水腫情況。一項回顧性研究表明,在大多數疼痛患者的骨關節炎中發現骨髓水腫,少數沒有疼痛的明顯退行性改變病例也有骨髓水腫的表現。骨髓水腫與關節腔積液增多、疼痛、關節盤移位相關[12]。骨髓水腫患者較正常骨髓患者的疼痛比例明顯增多,因此骨髓水腫也被認為是引起關節疼痛的一個重要因素[13]。國內學者趙二軍等[14]的研究觀點是髁突骨髓信號的改變與關節疼痛有一定相關性,但是與關節疼痛程度不相關。

3 MRI對關節腔積液的評估

關節腔積液是關節液在關節腔和周圍組織中的病理性集合,即使存在微量關節液也可能與顳下頜關節的病理狀況有關,被普遍認為是TMD中滑膜炎的一個標志[15]。關節積液可能是盤-髁關系失調后的一種炎癥反應,而關節積液又可激活關節內的痛覺傳入神經元,導致關節內壓力增加,從而引起關節疼痛,普遍觀點認為顳下頜關節內大量關節積液可以引發關節疼痛,從而導致患者開口受限[16],因此關節積液也是評估TMD進展和嚴重程度的一個有效指標。

MRI的T2WI-FS序列對觀察關節上下腔積液尤其敏感,關節腔積液一般在閉口位置下的T2WI-FS圖像中觀察,積液可表現為點狀、線狀、帶狀及池狀高信號。一項臨床研究顯示:MRI檢查發現有近15%的TMD患者出現關節腔積液,且這些有關節腔積液的患者中有30%存在髁突骨髓信號異常;而在無癥狀的志愿者中卻沒有發現大量的關節腔積液[17]。有研究發現,病理結果顯示骨髓水腫或骨髓壞死的患者在追溯MRI檢查時,有39%患者存在關節腔積液[18]。一項MRI臨床研究顯示,存在關節內結構紊亂和關節腔積液的患者中有31%顯示骨髓腔異常[19]。國內學者研究顯示大量關節積液引發顳下頜關節疼痛風險較高,可復性盤前移位伴發大量關節腔積液對關節腔雜音的存在有一定促進作用,而不可復性盤前移位中關節盤折疊變形伴大量關節腔積液是患者開口受限的重要影像表現[20]。同一個患者的關節腔積液會一直在變化,這種觀點在炎癥性(銀屑病關節炎)和關節內結構紊亂病中得到證明。在MRI檢查隨訪中,關節腔積液的變化和骨髓水腫反映了病變的加重和消退[21]。

4 翼外肌的評估

翼外肌在咀嚼、下頜前伸及側方運動中發揮重要作用。翼外肌多為上下兩頭,Omami等[22]將翼外肌上頭的附著類型分為3型,比較TMD患者的翼外肌上頭在3型中的占比是否存在差異,得出附著類型與TMD之間并無相關性。翼外肌上下兩頭的協調是維持下頜前伸和側方運動的重要保證,當肌肉缺乏協調會導致髁突相對關節盤位置發生紊亂。

評估翼外肌結構和功能的MRI技術包括:①傳統MRI序列,如斜矢狀位PDWI和T2WI-FS、擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI),評估翼外肌的肌肉形態和體積測量[23-24];②體素內不相干運動(the intravoxel incoherent motion,IVIM),定量評估翼外肌的擴散和灌注狀態[25-28];③擴散張量成像,評估翼外肌的形態變化[28];④液體衰減反轉恢復(fluid-attenuated inversion recovery, FLAIR),可評估翼外肌的信號強度變化[29];⑤紋理分析,評估翼外肌的功能變化[30-32]。DWI是最基礎的擴散成像方式,通過量化細胞和組織內的表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient,ADC),無創地捕捉水分子擴散運動過程中局部受限的程度和方向,從而反映組織微觀結構的變化。Sawada等[33]一項關于TMD和疼痛患者咀嚼肌的定量評估研究發現,疼痛側咀嚼肌ADC值顯著大于對側無痛側咀嚼肌ADC值,這一結果表明DWI可用于定量評估咀嚼肌的肌痛。通過MRI研究顯示偏側咀嚼習慣對關節盤移位患者的翼外肌形態和結構均有一定影響,伴偏側咀嚼組翼外肌發生病理改變的比例顯著高于無偏側咀嚼組,偏側咀嚼更易引起翼外肌上頭的萎縮和翼外肌下頭的肥大,導致翼外肌上頭面積減少,其中不可復性盤前移位組翼外肌上頭萎縮的比例顯著高于可復性盤前移位組[34]。

但是常規MRI序列通常顯示翼外肌異常信號有限,對翼外肌分析有限。紋理分析作為一種非侵入性技術,可以探測人體組織的細微變化。當紋理對比度降低時會影響翼外肌的功能,然后誘發顳下頜關節盤移位,因此部分學者認為紋理對比度能顯示翼外肌功能狀態,可作為評估TMD患者翼外肌功能的影像學標志物[31]。有研究顯示翼外肌的MRI紋理特征分析可能有助于區分顳下頜關節的類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis,RA)和顳下頜骨關節病,可用于評估難以觀察到的圖像中微小變化,所獲得的紋理特征可用于計算機輔助診斷系統[30,32]。

5 與全身系統性疾病鑒別診斷

有顯著的滑膜炎癥是全身性多發關節炎癥性疾病的特點,在RA中最常見,會影響顳下頜關節,類似于普通TMD的表現。但是RA患者的顳下頜關節盤移位發生率低于TMD,RA的相關MRI表現為滑膜增生、關節間隙狹窄、髁突變形、骨贅形成、關節窩的侵蝕、關節腔內液體聚集在雙板區或關節間隙內[35]。RA患者顳下頜關節的特征性表現為嚴重的骨質改變和滑膜增生,受RA影響的顳下頜關節周緣軟組織有嚴重的炎癥反應,因此,RA患者比OA患者表現出更明顯的關節積液和滑膜增生[36],這些軟硬組織表現在普通影像檢查較難評估,而MRI可以較好地評估病變。

6 圖像融合技術

CBCT和MRI是牙科領域最常見的影像檢查技術,但兩者單獨使用都無法為顳下頜關節區域提供足夠多的信息。20世紀90年代,引入了一種稱為圖像融合的技術,可用于合并來自不同模態的圖像特征,以便增強某些特征,而這些特征單獨在任何一個數據中都是不可見或者顯示欠清晰的。在TMD的診斷應用中,由于協同效應,同時使用CT和MRI兩種成像技術可以獲得最多的信息[37]。MRI對于髁突骨質改變相對特異性略低,不能有效監測髁突骨質異常的嚴重程度,對髁突硬化敏感性及檢測髁突骨質異常程度低于CBCT[38]。CBCT在評估髁突扁平、硬化、骨贅形成、骨質破壞、囊樣變時均有較大優勢。與單獨使用MRI相比,MRI-CBCT配準圖像提高了檢查者內部和檢查者之間評估TMD關節盤移位的一致性[39],這可能意味著圖像融合技術對于經驗尚淺的初級臨床醫生來說是有益的。亦有研究證明顳下頜骨關節病患者的CBCT融合圖像可以直觀顯示髁突骨質破壞吸收情況,顯著提高診斷準確性[40]。CBCT與MRI之間的配準將硬組織和軟組織出現在同一幅圖片,以獲得最佳的診斷、治療計劃和評價治療結果,融合MRI和CBCT圖像的髁突骨質診斷價值優于單獨的圖像,有較高臨床應用價值[41]。然而,從技術上講,多模態圖像的配準和融合過程會導致原始圖像的質量損失,這可能意味著融合圖像對發現微小變化有限制[42]。

7 小 結

MRI是TMD強有力的影像檢查手段,由于具有優越的軟組織成像功能且為非侵入性檢查,在臨床有較大應用價值。同時結合顳下頜關節患者臨床表現及CBCT影像協同診斷,可以極大地提高TMD的診斷準確率。隨著MRI在國內口腔?？漆t院的逐漸普及,對TMD的研究與評價也將進一步深入。