螺旋CT对磁力Twin-block矫治器矫治过程中TMJ变化的研究

作者：吴建勇　刘剑　林久祥 　　［摘要］  目的：用螺旋CT研究磁力Twin-block矫治器矫治骨性Ⅱ类错牙合患者的TMJ改建以及髁突在关节窝中位置的变化。方法：11名Ⅱ类骨性错牙合患者，经磁力Twin-block矫治器平均治疗7.4个月,在治疗前、中、后及结束1年后拍摄螺旋CT。结果：治疗中11位患者双侧髁突的后上部都出现了"新月形"影像， 5位患者的螺旋CT片可以看到关节窝的改建，治疗结束一年后髁突及关节窝的影像与治疗前相似。结论：磁力Twin-block矫治器能有效的刺激髁突的生长，髁突改建的部位主要在髁突的后上部，而关节窝的改建不明显。 　　［关键词］  磁力  Twin-block矫治器  螺旋CT  Ⅱ类错牙合　　Changes of TMJ during and after Magnetic Twin-block Appliance Treatment Observed by Helix CT. WU Jian-Yong, LIU Jian,LIN Jiu-xiang. Department of Orthodontics, School of dentistry, Beijing University, Beijing 100081　　［Abstract］Objective: To analyse  condylar and glenoid fossa remodeling and condylar location change in glenoid fossa accompanied by magnetic twin-block appliance treatment observed by helix CT. Methods: 11 patients(average 12.7years) with class Ⅱ malocclusion were treated with magnetic twin-block appliance for an average period of 7.4 months. Four helix CT imagines were obtained in each patient: before treatment (T1)，during treatment (about 4 months after appliance placement T2)，after treatment (T3), and about one year after treatment (T4). Results: The helix CT imagines showed that a crescent shape imagine could be identified at the posterior-upper part of the condyle of all patients at T2 as a sign of adapative growth change of condyle. The glenoid fossa remodeling was noted in five patients also at T2. All signs of condyle and glenoid fossa remodeling disappeared at T3 and T4. The condylar location in glenoid fossa was not changed by magnetic twin-block appliance treatment. Conclusion: The growth of condyle can be stimulated by maganetic twin-block appliance. The area of remodeling is located at the posterior-upper part of condyle, and the glenoid fossa remodeling is not prominent.　　［Key words］  Magnetic  Twin-block appliance  Helix CT  Class Ⅱmalocclusion　　功能矫治器矫治Ⅱ类错牙合过程中颞下颌关节（TMJ）的改建一直是学者们关心的问题；相关的动物实验研究发现［1，2］，髁突后上部软骨增生，新骨生成，下颌骨长度增加。临床研究［3，4］的X线头影测量，发现治疗后患者的下颌骨长度增加；有学者［5~7］用CT或MRI观察治疗中患者的TMJ，发现在治疗中髁突的后上部有新骨生成的"双轮廓"影像，且在部分患者关节窝的后上部也发现了类似髁突的变化；本研究旨在用螺旋CT观察磁力Twin-block矫治器矫治骨性Ⅱ类错牙合患者过程中的髁突和关节窝的变化，寻找TMJ产生改建的证据，以对磁力 Twin-block矫治器的矫治机制进行一些有益的探索。  　　1  材料与方法　　1.1  研究对象  研究样本包括安氏Ⅱ类错牙合患者11名，其中男性7名，女性4名，治疗前平均年龄为12.7岁。病例的选择标准如下：1）Ⅱ类骨面形；2）Ⅱ类磨牙关系；3）ANB角大于5度；4）治疗前年龄在10~14岁之间；5）前牙覆盖＞6 mm。　　1.2  研究方法　　1.2.1  矫治器的设计  作者将磁力引入传统Clark Twin-block矫治器形成了本研究的磁力Twin-block矫治器，方法是将4块体积为 2.4 mm×4 mm×4 mm的第3代稀土永磁体磁铁-钕铁硼（Nd2Fe14B）分别包埋在Clark Twin-block矫治器的4个功能斜面内，功能斜面的包埋塑料的厚度为0.25 mm,两块磁铁的间距为0.5 mm，斜面仍然保持70度角。矫治器上下咬合时磁铁正负极相对，产生吸力；磁铁安放的位置应不影响下颌磨牙的萌出。其余部分制作与传统Twin-block矫治器相同。　　1.2.2  螺旋CT检查的时间及对TMJ改建的评价方法  螺旋CT检查均在江西医学院第一附属医院螺旋CT室完成，使用Siemens Somatom Plus4型螺旋CT机，检查时，先对患者双侧TMJ区域进行水平扫描，层厚2 mm，之后以0.5 mm为层厚进行多平面重建，在通过髁突长轴的中点垂直于髁突长轴的方向上重建（不完全矢状位）获得TMJ的图像照片。螺旋CT检查时间：T1：戴矫治前1周内；T2：戴矫治器后4个月左右；T3：矫治结束后1周内；T4：矫治结束1年后。在T1、T3和T4各期进行螺旋CT检查时咬合为习惯咬合位［7］， T2期检查时摘除口内矫治器，使下颌处于最大后退位 。 11位患者均进行了T1、T2、T3期的螺旋CT拍摄检查，8位患者进行了T4期的拍摄。髁突及关节窝改建是通过对比在各期螺旋CT片上的变化来评估，主要是对比T1和T2期的螺旋CT片。而矫治前后髁突在关节窝中位置则参照Kamelchuk 的方法，用髁突在关节窝中的前后间隙来评价：Joint Space Index   （关节间隙指数）=Post-Ant   Post+Ant×100。Post为关节后间隙，Ant为关节前间隙，当指数是0时表示髁突正中位，负值表示髁突为后位，正值表示髁突为前位。　　1.3  统计方法  使用SPSS 10.0 统计软件包，关节间隙指数测量值的前后比较都采用配对t检验，计算出P值(P≤0.05）。　　2  结果　　2.1  髁突的改建  11名患者T2期的螺旋CT片均可观察到髁突顶后上部的类似"新月形"的影像，其中间为低密度影，边缘为高密度影，T3期部分患者仍然可以看到该影像，见图1、图2，T1和 T4期髁突影像基本一致未观察到新月形影像 。　　2.2  关节窝的改建  有5位患者T2期的螺旋CT片上可较清楚地观察到骨改建的影像，部位主要发生在关节后结节的前斜面和关节窝顶，形状类似髁突的变化，但范围更小，形态不典型，见图2。T3、T4期的关节窝未观察到骨改建的影像。　　表1  治疗前后双侧髁突关节间隙指数的比较　略　　图1  两位患者在T1、T2、T3、T4期的螺旋CT片　略　　2.3  髁突在关节窝中位置的变化  从表1的结果来看矫治前后两侧髁突的关节间隙指数都没有显著差异，从样本总体来说髁突的位置没有受到磁力Twin-block矫治器的影响。　　所有患者双侧髁突的后上部出现了类似“新月形”的影像，而关节窝的改建只在第2、4、6、7、8位患者的CT片上可以观察到　　图2  11位患者矫治中（T2期）的不完全矢状位螺旋CT片　略　　3  讨论　　3.1  髁突和关节窝改建的研究方法  对于髁突和关节窝的改建 ，在动物实验中主要使用组织学的方法［1,2］，在临床上主要使用CT和MRI进行研究观察。普通CT只能研究髁突和关节窝的骨性改建，而且也不能从各个方向观察髁突和关节窝的改建。而MRI不但能观察髁突和关节窝的骨性改建，还能观察软组织的变化。螺旋CT具有清晰度高，可进行多平面重建的特点，在观察髁突和关节窝的骨性改建时可以从多个方向进行观察，并选择最能反映髁突和关节窝的骨性改建的方向获得CT片。　　3.2  髁突的改建  髁突和关节窝对下颌前伸后的适应性改建，在动物实验中已经得到学者们证实［1,2,8］。McNamara［1］在实验中使用矫治器使恒河猴的下颌前伸，发现恒河猴的髁突后部和后上部软骨的前成软骨细胞-成软骨细胞带增生。Vardimon等人［8］在一项关于功能矫形磁力矫治器（FOMA）Ⅱ的研究中发现，实验动物恒河猴的髁突后上部的软骨出现增生。　　Paulsen［5，6］曾使用CT观察使用Herbst矫治器治疗的儿童和成年患者的髁突，发现在治疗过程中患者髁突的后上部有新骨生成的"双轮廓"影像。Birkebak［9］使用体层摄影观察Activator矫治的患者的髁突也发现了相似的结果。Ruf和Panchers［7］使用MRI研究Herbst矫治器治疗中的髁突，在髁突的后上部也发现了由于生长造成的亮区 。这种"双轮廓"影像被解释为髁突的适应性生长改建。　　本研究中，所有患者T2期的螺旋CT片上都可以观察到髁突后上部的"新月形""双轮廓"影像,其内外边缘为高密度影，与髁突皮质骨影像相似，中间部分为低密度影，与松质骨影像相似，此影像在部分患者T3期的图像中仍然可以观察到，而所有患者矫治前（T1）及矫治结束1年后（T4）的螺旋CT片都没有这种影像。虽然螺旋CT片不能象动物实验一样直接对髁突的改建进行组织学定性，但可以间接印证髁突的生长改建。另外，髁突的"新月形"影像伴随戴磁力Twin-block矫治器出现，并在停用该矫治器后消失，这也为磁力Twin-block矫治器能刺激髁突生长改建提供了有力的证据。　　功能矫治器矫治Ⅱ类错牙合的主要机制是通过生长改良使下颌骨矢状长度增加，进而使患者的Ⅱ类骨面型得以改善；髁突是下颌骨的重要生长区，该区域的生长改建是下颌骨矢状长度增加的重要因素，本研究的结果提示，磁力Twin-block矫治器具有实现以上矫治机制的能力。　　3.3  关节窝的改建  关节窝的改建只在5位患者的螺旋CT片上观察到，改建都发生在关节后结节的前斜面及关节窝顶，没有观察到关节结节的改建，这与Ruf和Panchers［7］使用MRI研究Herbst矫治器的结果相似。Woodside［10］在动物实验中发现关节窝的改建主要为关节结节和关节后结节的前斜面骨沉积，而关节结节的后斜面骨吸收，使关节窝位置前移，这与动物的正常生长方向正好相反。从解剖结构看，关节窝前移进而使下颌骨位置前移，对改善Ⅱ类骨面型有利，但从本研究的结果看，关节窝的改建，只在少部分患者的矫治过程中出现，且不典型，提示关节窝的改建是磁力Twin-block矫治器矫治Ⅱ类错牙合的次要机制。　　3.4  髁突在关节窝内位置的变化  本研究中髁突在关节窝内位置在矫治前后没有显著差异，与Ruf和Panchers［7］的研究结果相同。而Chintakanon等［11］在Twin-block矫治器的MRI研究中发现治疗组髁突的位置比对照组更偏前位。在Woodside［10］的动物实验中也发现了髁突前移。虽然各种研究的结果有一些差异，但总的来说髁突在矫治后都回到了关节窝内。　　4  小结　　磁力Twin-block矫治器能有效的刺激髁突的生长，髁突改建的部位主要在髁突的后上部。而关节窝的改建可能不是磁力Twin-block矫治器矫治Ⅱ类错牙合的主要机制。　　参考文献　　［1］  McNamara, J A Jr, Hinton RJ , Hoffman DL.Histologic analysis of temporomandibular joint adaptation to protrusive function in young adult rhesus monkeys (Macaca mulatta)［J］. Am J Orthod, 1982, 82∶288-298　　［2］  McNamara, J A Jr, Bryan F. A Long-term mandibular adaptations to protrusive function: An experimental study in Macaca mulatto ［J］. Am J Orthod, 1987, 92∶98-108　　［3］  Mills CM, McCulloch KJ. Treatment effects of the twin block appliance: A cephalometric study ［J］. Am J Orthod, 1998, 114∶15-24　　［4］  Pancherz H. The mechanism of Class II correction in Herbst appliance treatment:A cephalometric investigation ［J］. Am J Orthod, 1982, 82∶104-113　　［5］  Paulsen HU, Karle A, Bakke M, Herskind A. CT-scanning and radiographic analysis of temporomandibular joints and cephalometric analysis in a case of Herbst treatment in late puberty ［J］. Eur J Orthod, 1995, 17(3)∶165-175　　［6］  Paulsen HU, Karle A. Computer tomographic and radiographic changes in thetemporomandibular joints of two young adults with occlusal asymmetry, treated with the Herbst appliance ［J］. Eur J Orthod, 2000, 22(6)∶649-656　　［7］  Ruf S, Pancherz H. Temporomandibular joint growth adaptation in Herbst treatment: a prospective magnetic resonance imaging and cephalometric roentgenographic study ［J］. Eur J Orthod, 1998, 20(4)∶375-388　　［8］  Vardimon AD, Stutzmann JJ, Graber TM, Voss LR, Petrovic AG. Functional orthopedic magnetic appliance (FOMA) II-modus operandi ［J］. Am J Orthod, 1989, 95∶371　　［9］  Birkebak L, Melsen B, Terp S. A laminagraphic study of alterations in the temporomandibular joint following activator treatment ［J］. Eur J Orthod, 1984, 6∶257-226　　［10］  Woodside DG, Metaxas A, Altuna G. The influence of functional appliance therapy on glenoid fossa remodeling［J］. Am J Orthod, 1987, 92∶181-198　　［11］  Chintakanon K, Sampson W, Wilkinson T, et al. A prospective study of Twin-block appliance therapy assessed by magnetic resonance imaging ［J］. Am J Orthod, 2000, 118(5)∶494-504