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| 颞下颌关节磁共振三维重建临床应用研究 |
| 来源： 时间：2007-04-19 14:46:09 |
[摘要]目的：建立颞下颌关节磁共振三维重建方法；探讨三维重建影像与大体解剖结构的一致性，以证实
该方法的准确性；分析该方法在颞下颌关节紊乱病临床诊断中的意义。方法：对小型猪颞下颌关节进行磁共振
扫描，进行三维重建，并对小型猪进行解剖，观察其大体形态，将两者进行比较。对1名无症状志愿者及1名额
下颌关节紊乱病患者进行增强磁共振扫描，并进行三维重建。结果：小型猪磁共振三维重建影像与大体解剖形
态基本一致。2名受检者的三维影像均可清晰再现颞下颌关节各结构的形态及相对位置关系。结论：磁共振三维
重建方法能准确反映颞下颌关节解削形态，并具有广泛的临床应用前景。
关键词：小型猪；颞下颌关节；磁共振成像；计算机辅助图像处理；颞下颌关节紊乱病; 目前临床上所使用的颞下颌关节(temporoman—dibularjoint，TMJ)影像学检查方法如X线平片、
造影、CT等均为二维图像。CT三维重建方法以其能立体直观地再现TMJ而受到研究者们的重视，但CT
无法重建关节盘这一TMJ重要组成成分。近年来，磁共振成像(magnetiC resonance imaging，MRl)以
其独特的可同时对软硬组织显像的能力，使得人们对TMJ功能障碍和紊乱的认识有所提高「1,2,3」。但MRI
形成的多层面多角度二维图像也是难以评估的，该问题，可以通过使用三维重建方法而得到解决。采用
MRI方法对TMJ进行三维重建曾有报道「4,5」，但由于扫描层厚较厚及计算机软件的局限，重建出来的三维
影像尚不够理想。通过实验动物的大体解剖结构，来验证三维重建影像的真实性则未见报导。’
1．材料和方法
1．1实验动物：采用成年小型猪2只，体重约20Kg，以每公斤体重5.0-15.0mg肌肉注射复方噻胺
酮麻醉。应用Signa 1．5T超导型磁共振机，表面线圈。将小型猪固定于无金属的木架上，采取俯卧位，
下颌下缘平贴于木板上。扫描参数：采用Tl—加权SE序列，TR／TE为500／13，层厚2mm，无间隔，FOV
为12 x 1／16 x 16，矩阵为256 x 160，NEX2。
1．2病例选择：无症状志愿者及颞下颌关节紊乱病(tempOrOmandibular joint diSOrderS，TMD)患者各
1名。无症状志愿者临床及平扫MRI显示TMJ正常。TMD患者临床及平扫MRI检查确诊为右侧关节盘不可
复性前移位。对2名受检者进行增强MRI扫描，T1—加权SE序列，TR／TE为400／13，层厚为lmm，无间
隔，FOV为12 x 12，矩阵为256 x 256，NEX为2。
1．3小型猪TMJ大体解剖：将小型猪处死后，对TMJ进行解剖。将关节盘连同髁状突与部分下颌升支
一起取出，拍照。然后小心分离关节盘，从不同侧面进行拍照。
1．4 TMJ三维重建：将获得的影像数据传人SUN计算机工作站(软件版本Advantage Windows
1．2．6)。启动三维重建功能，可以同时打开4个视窗，包括原始欠状位、重组冠状位、重组轴位和三维方
式。将图像适当放大，调整窗宽窗位至图像对比度较好。以原始欠状位为基本窗口，以光标逐层手工描绘
关节盘、髁状突及部分下颌骨的范围，此时光标会自动在重组冠状位和重组轴位等窗口的相应位置跟踪移
动，故可以在这2个窗口判断勾画的范围是否恰当。逐层检查所勾画的区域范围并进行修正，占除勾画范
围以外的区域，然后应用重建功能即可获得关节盘、髁状突及部分下颌骨重建后的三维影像。关节的不同
组成部分可分开或叠加起来进行观察，也可将其中的1个或几个组成成分透明化或赋予颜色，并可变换不
同角度，从不同侧面进行观察。
2．结果
2．1小型猪TMJ大体解剖结果显示：关节盘为白色致密韧性结构，呈卵圆形，其左右径大于前后径，
大小约2cm x 1．5cm。关节盘中带最薄，几乎呈半透明状，后带最厚，前带次之。关节盘前带与关节盘的
前伸部之间有一条明显的交界线，后带与双板区之间则呈少许过渡。髁状突顶面观呈圆三角形，尖向内，底边向外，左右径大于前后径，向颈部明显缩窄。 2．2磁共振二维重建影像上叮以看到：顶面观关节盘呈卵圆形，左右径大于前后径；侧面观关节盘呈双凹形，中带最薄，后带最厚；前面观关节盘形状扁平，中间梢厚。髁状突呈圆三角形，尖向内，底边向外，左右径大于前后径，向颈部明显缩窄。 2．3无症状志愿者三维重建影像可见：关节盘顶面观大致呈椭圆形，内外径大于前后径；侧面观后带最厚，中带最薄，呈双凹形；前面观为扁圆形，中部略向上突起。关节盘位于髁状突和关节结之间，其后带后缘位于髁状突嵴顶与关节窝顶连线上，中带位于髁状突前斜面与关节结节后斜面之间。 2．4 TMD患者三维重建影像可见：关节盘顶面观失去了正常的椭圆形，被拉长成为扁圆形，内外径明显大于前后径；侧面现有挤压变形，前后径明显缩短，上下径明显增宽，中带最薄，前带最厚。由此可见关节盘的整体变形，为增厚+前后径缩短+内外径拉长。髁状突明显向后上：移位，关节间隙明显缩窄。关节盘整个移位于髁状突的前下方。后面观关节盘内侧明显增厚，内侧边缘位于髁状突内极切线以内「6J」，表明关节盘有内侧移位。因此，该TMD患者经TMJ三维重建后诊断为关节盘前内侧移位。 3．讨论 早在60年代，Weaver等「7」就认为在咀嚼系统方面，除了猴之外，猪足咀嚼系统最接近人类的动物。而小型猪以其牛长速度符合实验要求，可在合理的生长速率下进行研究及分析，此外还具有杂食性，价格便宜等特点，正日益广泛地成为TMJ研究的实验动物。曾有学者对小型猪TMJ解剖及组织学进行过研究「8」，也有学者通过建立各种动物模型来研究小型猪TMJ的组织病理学改变「9」。作者曾对小型猪TMJ 磁共振影像与解剖断面进行过对照研究，发现MRI能如实反映小型猪TMJ各软硬组织的解剖学形态「10，11」。 MRI已日益成为TMD的主要影像学诊断方法之—。但由于MRI是断层扫描，包括横轴位，矢状位／冠状位，或斜矢状位／斜冠状位等。如此众多的二维图像使得临床医生不仅在读片上要花去大量的时间，而且难免会遗漏一些有用的信息。三维重建方法的建立，正是克服了以上不足。采用MRI方法对TMJ进行三维重建曾有报道「4，5」，Price「等采用MRI重建了TMJ的三维影像。他们对一个干颅骨模型和一名无症状志愿者使用3mm层厚进行MR成像，虽然建立了很多矢状位和冠状位三维影像，但他们所使用的I— DEAS工程设计软件，需要MR切面在矢状位和冠状位同时获得。该软件没有赋色功能，而且在个人电脑上安装和操作时软件界面不够友好。ChU「4」等也采用MRI对TMJ进行了三维影像重建。他们对一个干颅骨模型和5名TMD患者使用4mm层厚0．5mm间隙进行MR成像，软件足由Cookson等人编写具有9个程序的软件包。同Price「5」等人的三维重建影像相比，ChUl「4」等人所建立的TMJ三维影像美学效果较差，而且由于层厚过厚，5例患者中有2例无法重建三维影像。因此他们指出在今后的研究中，需要使用高场强的MRI设备以改进信噪比，获得较薄的MRI层厚，从而改进MRI三维影像重建。 本研究对磁共振成像方法及三维重建方法，进行了较大改进：①扫描层厚由原来的3—4mm降至1— 2mm，不仅降低了信息丢失的可能性，确保了重建图像的真实性，而且也提高了三维图像的美观性；②对比增强剂的给予：层厚过薄会降低信噪比，使得图像质量下降，对比增强剂的给予，正弥补了这一缺陷； ③计算机软件的更新：本研究所采用的软件操作界友好，便于临床医生操作，而且赋有强大的图像后处理功能，使得重建出来的三维影像更加直观。 本研究重建方法的优点在于：①可以直观再现TMJ各个结构的形态及位置关系，尤其是关节盘；② 容易操作，准确，可重复性好，对受检者无离子辐射，扫描后无需受检者参与；③可从任意角度详细观看④重叠部分可以通过半透明等后处理而清晰显示；⑤三维重建可以将很多MRI断层放在一个单一的三维影像中，简化了繁琐的读片工作。 对于TMD患者的常规MR成像，多采用矢状位及冠状位，但对于有明显前移位的关节盘，在冠状位上往往不能清晰显示关节盘，甚至根本看不到关节盘。从实验结果可以看出，MR三维重建方法， 可以直观再现TMJ各结构的形态及位置关系，尤其是对于TMD患者，可以从不同角度，观察移位的关节盘的形态改变，以及关节盘相对于髁状突的位置关系。本研究只采集了矢状位MR图像，通过三维重建及角度变换，便可以从任意角度来观察关节盘的相对位置关系，尤其足临床常规很难观察到的冠状位。从后前位观察，可见TMD患者关节盘有内侧移位，补充了平扫MRI的诊断。 随着MRI技术的迅速发展，预计计算机三维影像重建技术将会在医疗、教学、患者教育以及治疗监控等方面，具有更为广泛的应用潜力。日前，组织工程学技术巳被引入TMJ领域，预计在不久的将来，计算机三维影像重建技术，将与组织工程学技术联手创作出符合个体形态特征的关节盘等重要组织结构，给患者带来更大的福音。 |
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