颞下颌关节紊乱病的MRI临床应用进展

魏丽丽,李 波,程 勇

颞下颌关节紊乱病(temporomandibular joint disorders, TMD)是临床常见的口腔颌面部疾病,病因未明,咬合关系、颞下颌关节区解剖、心理因素都可能参与其中[1]。TMD通常与机械负荷增加、应力和关节损伤有关,表现出关节弹响、关节疼痛及开口受限等功能障碍。多种影像学检查方法如X线平片、CBCT、螺旋CT、关节造影及磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)应用于临床。X线平片和CBCT多用于检查颞下颌关节间隙、髁突及关节窝骨质变化,目前CBCT被认为是评估髁突骨质的最佳影像学检查方法。颞下颌关节造影及MRI都可以评估关节盘形态特征及其开、闭口时相对于髁突的位置。关节造影对于关节盘穿孔和关节囊撕裂较为敏感,但它属于有创性放射性检查。而MRI是一种无电离辐射暴露风险的成像模式,可以对TMD患者进行多序列、多方位以及多参数的采样检查,提供软组织对比度观察关节盘,是判定关节盘位置、形态的有效方法,MRI是目前评估颞下颌关节盘移位影像检查的标准,同时可判断关节腔积液及渗出、观察髁突骨髓水肿,对颞下颌关节骨质破坏和炎症性改变的早期检测诊断及复查均有较大价值。

MRI临床检查常用序列通常包括张口位和闭口位的快速自旋回波T2加权成像(T2 weighted imaging,T2WI)、快速自旋回波脂肪抑制T2加权成像(T2 weighted imaging with fat saturation,T2WI-FS),可用于关节腔积液、髁突及颞骨骨髓水肿和肌肉病变的评估;质子密度加权成像(proton density weighted imaging,PDWI)主要用于关节盘形态、位置、信号异常改变及双板区损伤评估,同时也可以对髁突形态进行评价[2],使用T2WI、T2WI-FS及PDWI即可达到临床评估目的;临床还可选择使用的有短时间翻转恢复(short time inversion recovery,STIR)序列和快速自旋回波T1加权成像(T1 weighted imaging,T1WI),可用于评估髁突、颞骨骨质及骨髓水肿。正常的颞下颌关节盘一般呈双凹形,在T1WI、T2WI和PDWI上表现为低信号;髁突和关节结节的骨皮质在MRI上显示低信号;骨髓由于脂质的存在而显示出相对较高的信号。

1 MRI对关节盘移位的诊断

关节内结构紊乱是指关节盘相对髁突及关节结节位置不正确,一般关节盘移位常表现为可复性盘前移位和不可复性盘前移位,同时部分会伴随侧方移位、内外旋转移位,少数患者会有关节盘后移位存在。关节盘移位伴随的临床症状多为疼痛、弹响、关节区功能障碍、开口受限[3-4]。

正常颞下颌关节盘形态在MRI斜矢状面呈现双凹形,可清晰显示前带、中间带、后带及双板区,在T1WI、PDWI和T2WI关节盘均呈现低信号,与未压脂高信号的髁突形成鲜明的信号对比,盘-髁关系显示均清晰,但是在显示颞下颌关节盘轮廓和形态变化上,PDWI优于T1WI。PDWI斜矢状面闭口位可以清晰地显示关节盘前移位及后移位;斜矢状面最大开口位可以清晰地显示可复性与不可复性盘前移位;斜冠状面闭口位可以清晰显示关节盘的侧方移位,包括内侧移位和外侧移位。

关节盘移位与关节盘变形有相关性,双凹形的关节盘会变成双平面、双凸、半凸和折叠形等。有研究显示关节盘双平面形和双凹形是可复性盘前移位最常见的形状[5],而双凸形和折叠形是不可复性盘前移位常见的形态[6-7]。也有研究显示在改变的关节盘形态中,可复性盘前移位与双平面形的关节盘正相关,不可复性盘前移位与折叠形关节盘相关[8]。但关节盘移位与关节盘变形先后顺序有待于进一步研究,是关节盘变形引发关节盘移位,还是关节盘移位后形成关节盘变形?在不可复性盘前移位中,关节盘的逐渐变形,后带增厚,关节盘变短,呈现双凸形态;假设关节盘移位先于关节盘变形,那可复性盘前移位和不可复性盘前移位分别是关节盘变双平面形和折叠的原因,笔者认为关节移位可能早于关节盘变形。

颞下颌关节髁突形态与关节盘位置也有显著相关性,关节盘前移至一定程度,髁突将出现明显退行性改变[9]。在一项研究青少年髁突骨质退行改变和关节盘移位的MRI研究中显示,可复性盘前移位和无移位的关节盘与髁突骨质退行性改变无显著相关性,而不可复性盘前移位与髁突骨质退行性改变有显著相关性[10]。提示临床评估骨关节病中移位关节盘位置变化的重要性,特别是不可复性盘前移位的病例。长期的不可复性盘前移位可能明显早于骨关节病的发展,在进一步发展成骨关节病的过程中,关节盘会出现退化和穿孔,最终组织量减少,变形严重的关节盘很难通过外科手术再重新定位。

MRI扫描一般为静态扫描,国内学者报道MR FIESTA技术在颞下颌关节动态成像中可直接观察各解剖结构的运动过程、位置关系,尤其是盘-髁复合体的运动过程有独特的诊断价值[11]。因此可结合静态与动态成像共同观察关节盘的形态与位置关系,为临床提供更多直观的信息。

2 MRI对髁突水肿的评估

颞下颌骨关节病(osteoarthrosis, OA)是一种慢性退行性疾病,是以髁突表面软骨退变、骨质破坏或致密为表现的慢性疾病,又称关节退行性变,主要累及关节软骨和软骨下骨。它可以发生在单侧关节或双侧关节,可能导致下颌骨形态和功能的变化。临床对于髁突骨质结构的评估多采用CBCT检查。

目前认为MRI评估小块骨组织的能力不如CBCT,但MRI可以检测软骨的微小变化,也可显示纤维软骨的结构和层次,对骨髓水肿也较为敏感,可显示其水肿程度和范围。骨髓水肿主要病理改变是病灶内出现血管异常增生、水分子外渗等变化。髁突骨髓水肿时在PDWI呈低信号,在T2WI显示关节软骨下骨小梁内高信号区或者关节软骨面下边界模糊、范围较大的中等信号区,而骨髓硬化在PDWI和T2WI均显示低信号区。在PDWI和T1WI中,由于髁突骨髓信号强度根据脂肪含量变化而变化,可结合T2WI-FS观察髁突水肿情况。一项回顾性研究表明,在大多数疼痛患者的骨关节炎中发现骨髓水肿,少数没有疼痛的明显退行性改变病例也有骨髓水肿的表现。骨髓水肿与关节腔积液增多、疼痛、关节盘移位相关[12]。骨髓水肿患者较正常骨髓患者的疼痛比例明显增多,因此骨髓水肿也被认为是引起关节疼痛的一个重要因素[13]。国内学者赵二军等[14]的研究观点是髁突骨髓信号的改变与关节疼痛有一定相关性,但是与关节疼痛程度不相关。

3 MRI对关节腔积液的评估

关节腔积液是关节液在关节腔和周围组织中的病理性集合,即使存在微量关节液也可能与颞下颌关节的病理状况有关,被普遍认为是TMD中滑膜炎的一个标志[15]。关节积液可能是盘-髁关系失调后的一种炎症反应,而关节积液又可激活关节内的痛觉传入神经元,导致关节内压力增加,从而引起关节疼痛,普遍观点认为颞下颌关节内大量关节积液可以引发关节疼痛,从而导致患者开口受限[16],因此关节积液也是评估TMD进展和严重程度的一个有效指标。

MRI的T2WI-FS序列对观察关节上下腔积液尤其敏感,关节腔积液一般在闭口位置下的T2WI-FS图像中观察,积液可表现为点状、线状、带状及池状高信号。一项临床研究显示:MRI检查发现有近15%的TMD患者出现关节腔积液,且这些有关节腔积液的患者中有30%存在髁突骨髓信号异常;而在无症状的志愿者中却没有发现大量的关节腔积液[17]。有研究发现,病理结果显示骨髓水肿或骨髓坏死的患者在追溯MRI检查时,有39%患者存在关节腔积液[18]。一项MRI临床研究显示,存在关节内结构紊乱和关节腔积液的患者中有31%显示骨髓腔异常[19]。国内学者研究显示大量关节积液引发颞下颌关节疼痛风险较高,可复性盘前移位伴发大量关节腔积液对关节腔杂音的存在有一定促进作用,而不可复性盘前移位中关节盘折叠变形伴大量关节腔积液是患者开口受限的重要影像表现[20]。同一个患者的关节腔积液会一直在变化,这种观点在炎症性(银屑病关节炎)和关节内结构紊乱病中得到证明。在MRI检查随访中,关节腔积液的变化和骨髓水肿反映了病变的加重和消退[21]。

4 翼外肌的评估

翼外肌在咀嚼、下颌前伸及侧方运动中发挥重要作用。翼外肌多为上下两头,Omami等[22]将翼外肌上头的附着类型分为3型,比较TMD患者的翼外肌上头在3型中的占比是否存在差异,得出附着类型与TMD之间并无相关性。翼外肌上下两头的协调是维持下颌前伸和侧方运动的重要保证,当肌肉缺乏协调会导致髁突相对关节盘位置发生紊乱。

评估翼外肌结构和功能的MRI技术包括:①传统MRI序列,如斜矢状位PDWI和T2WI-FS、扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI),评估翼外肌的肌肉形态和体积测量[23-24];②体素内不相干运动(the intravoxel incoherent motion,IVIM),定量评估翼外肌的扩散和灌注状态[25-28];③扩散张量成像,评估翼外肌的形态变化[28];④液体衰减反转恢复(fluid-attenuated inversion recovery, FLAIR),可评估翼外肌的信号强度变化[29];⑤纹理分析,评估翼外肌的功能变化[30-32]。DWI是最基础的扩散成像方式,通过量化细胞和组织内的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC),无创地捕捉水分子扩散运动过程中局部受限的程度和方向,从而反映组织微观结构的变化。Sawada等[33]一项关于TMD和疼痛患者咀嚼肌的定量评估研究发现,疼痛侧咀嚼肌ADC值显著大于对侧无痛侧咀嚼肌ADC值,这一结果表明DWI可用于定量评估咀嚼肌的肌痛。通过MRI研究显示偏侧咀嚼习惯对关节盘移位患者的翼外肌形态和结构均有一定影响,伴偏侧咀嚼组翼外肌发生病理改变的比例显著高于无偏侧咀嚼组,偏侧咀嚼更易引起翼外肌上头的萎缩和翼外肌下头的肥大,导致翼外肌上头面积减少,其中不可复性盘前移位组翼外肌上头萎缩的比例显著高于可复性盘前移位组[34]。

但是常规MRI序列通常显示翼外肌异常信号有限,对翼外肌分析有限。纹理分析作为一种非侵入性技术,可以探测人体组织的细微变化。当纹理对比度降低时会影响翼外肌的功能,然后诱发颞下颌关节盘移位,因此部分学者认为纹理对比度能显示翼外肌功能状态,可作为评估TMD患者翼外肌功能的影像学标志物[31]。有研究显示翼外肌的MRI纹理特征分析可能有助于区分颞下颌关节的类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)和颞下颌骨关节病,可用于评估难以观察到的图像中微小变化,所获得的纹理特征可用于计算机辅助诊断系统[30,32]。

5 与全身系统性疾病鉴别诊断

有显著的滑膜炎症是全身性多发关节炎症性疾病的特点,在RA中最常见,会影响颞下颌关节,类似于普通TMD的表现。但是RA患者的颞下颌关节盘移位发生率低于TMD,RA的相关MRI表现为滑膜增生、关节间隙狭窄、髁突变形、骨赘形成、关节窝的侵蚀、关节腔内液体聚集在双板区或关节间隙内[35]。RA患者颞下颌关节的特征性表现为严重的骨质改变和滑膜增生,受RA影响的颞下颌关节周缘软组织有严重的炎症反应,因此,RA患者比OA患者表现出更明显的关节积液和滑膜增生[36],这些软硬组织表现在普通影像检查较难评估,而MRI可以较好地评估病变。

6 图像融合技术

CBCT和MRI是牙科领域最常见的影像检查技术,但两者单独使用都无法为颞下颌关节区域提供足够多的信息。20世纪90年代,引入了一种称为图像融合的技术,可用于合并来自不同模态的图像特征,以便增强某些特征,而这些特征单独在任何一个数据中都是不可见或者显示欠清晰的。在TMD的诊断应用中,由于协同效应,同时使用CT和MRI两种成像技术可以获得最多的信息[37]。MRI对于髁突骨质改变相对特异性略低,不能有效监测髁突骨质异常的严重程度,对髁突硬化敏感性及检测髁突骨质异常程度低于CBCT[38]。CBCT在评估髁突扁平、硬化、骨赘形成、骨质破坏、囊样变时均有较大优势。与单独使用MRI相比,MRI-CBCT配准图像提高了检查者内部和检查者之间评估TMD关节盘移位的一致性[39],这可能意味着图像融合技术对于经验尚浅的初级临床医生来说是有益的。亦有研究证明颞下颌骨关节病患者的CBCT融合图像可以直观显示髁突骨质破坏吸收情况,显著提高诊断准确性[40]。CBCT与MRI之间的配准将硬组织和软组织出现在同一幅图片,以获得最佳的诊断、治疗计划和评价治疗结果,融合MRI和CBCT图像的髁突骨质诊断价值优于单独的图像,有较高临床应用价值[41]。然而,从技术上讲,多模态图像的配准和融合过程会导致原始图像的质量损失,这可能意味着融合图像对发现微小变化有限制[42]。

7 小 结

MRI是TMD强有力的影像检查手段,由于具有优越的软组织成像功能且为非侵入性检查,在临床有较大应用价值。同时结合颞下颌关节患者临床表现及CBCT影像协同诊断,可以极大地提高TMD的诊断准确率。随着MRI在国内口腔专科医院的逐渐普及,对TMD的研究与评价也将进一步深入。