根据Angle咬合分类对颞下颌关节囊-髁突距离进行超声评估

《Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology and Oral Radiology》：Ultrasound assessment of temporomandibular joint capsule-condyle distances across Angle’s occlusal classifications

　　**标题：不同Angle咬合分类个体中颞下颌关节（TMJ）囊-髁距离的超声成像研究**

**作者：**
Guan Guangzhao | Tjhang Vicky | Win Yenn Loo Vivianne | Chang Yong Xin | Han Xianglong | Li Mei
**单位：**
新西兰奥塔哥大学牙科学院口腔诊断与外科科学系，达尼丁

**摘要**
**目的：**
利用超声成像技术，研究不同Angle咬合分类个体中颞下颌关节（TMJ）囊-髁距离的形态学特征。

**方法：**
在闭口和开口状态下，分别从横向和纵向平面进行超声成像，记录六个特定的关节间隙距离：LLC、LLO、LTC、LTO、ATC和ATO。

**结果：**
所有六个关节间隙测量值均显著偏离正态分布，中位数范围为0.9毫米至1.1毫米，四分位间距介于0.5毫米至0.8毫米之间（p < 0.05）。维恩图分析显示，在两种口位下关节间隙的改变具有高度相关性。皮尔逊相关性分析表明，ATC与LTC（r = 0.62）以及LLO与LTO（r = 0.52）之间存在显著正相关；开口与闭口状态下的测量值也呈现中等程度的相关性。咬合分类和侧别对关节间隙无显著影响（η2 ≈ 2.92–2.95，P > 0.05）。

**结论：**
超声评估结果显示，TMJ囊-髁距离不受Angle咬合分类的影响。这可能反映了超声在检测细微形态变化方面的局限性，提示未来研究需要采用更高分辨率的成像技术。

**引言：**
颞下颌关节（TMJ）是人体中最复杂的关节之一，其解剖结构、组织学特性和生物力学特性使其具有独特性。1,2 它作为关节复合体的一部分，在下颌运动中起着关键作用，其中TMJ提供两个接触点，而牙齿则构成第三个接触点。3 TMJ囊是一种纤维结构，上缘附着于关节隆起和下颌窝的边缘，下缘连接下颌髁的颈部。关节内的关节盘由前部、中部和后部组成，是一种双凹纤维软骨结构，对促进下颌运动、缓冲机械负荷和分散关节表面应力至关重要。4 从侧面看，TMJ囊由颞下颌韧带加固，限制髁的过度后移和下移；关节盘的侧副韧带与囊结合，有助于稳定关节盘-髁复合体。5 前方方面，囊与翼外肌的上头紧密相关，该肌肉以不同方式插入关节盘前部、囊或两者。这些解剖关系对正常的颌部功能和整体咀嚼健康至关重要。研究表明，不同的骨骼类型与髁形态、关节间隙、关节窝形态及髁位置存在显著差异。1 了解这些差异对于诊断和管理颞下颌关节紊乱（TMDs）至关重要。此时，Angle咬合分类尤为重要，因为它为牙科专业人士提供了一种标准化的语言，用于讨论牙齿关系和制定治疗策略。6

**临床常规成像技术包括全景X光片、锥形束计算机断层扫描（CBCT）、磁共振成像（MRI）以及最近的超声检查（US）。**7 超声检查因其相对较低的成本和非侵入性特性而越来越受到青睐。8 超声设备使用多种换能器类型，生成不同频率、深度、方向、焦点和功率水平的声波，并配备运动和伪影管理工具以改善图像质量。9 它基于高频声波的发射及随后对组织依赖性回声信号的检测。7 超声换能器内装有压电元件，可将声波转换为电信号。10 由此生成实时黑白二维图像，用于根据回声强度进行评估。7

**下颌髁的解剖学变异可能影响TMJ的超声成像效果。**
髁的侧向轮廓、侧极位置以及内外轴的方向差异可能影响换能器的对齐情况，进而影响成像过程中侧部和前部关节周围软组织的可见程度。这种变异性可能导致个体间TMJ囊-髁界面的差异。在观察TMJ的解剖结构时，髁因强回声而显示为高回声线，而关节盘因回声较低而显示为低回声带。7 2006年的一项研究确立了正常位置关节盘的超声成像标准。11 评估的参数包括横向扫描中的囊-髁距离和前囊-髁距离，以及纵向扫描中的囊-髁距离。11 此外，先前的研究报道了TMJ关节盘的不同超声表现，包括低回声、高回声、等回声或混合回声模式。这些差异归因于关节盘组成、换能器频率和扫描技术的差异。12 尽管以往的研究主要集中在TMJ的骨骼和骨结构上，但关于不同错颌个体软组织形态的研究尚不足。

**本研究旨在利用超声成像技术，评估不同Angle咬合分类个体中TMJ囊-髁距离的形态学特征。**

**材料与方法：**
本研究在新西兰达尼丁奥塔哥大学牙科学院的国家牙科中心进行。研究方案已获得伦理委员会批准（H24/014）。在充分解释研究内容后，每位参与者均签署了书面知情同意书。基于先前研究，本研究共纳入51名参与者的102个TMJ关节，分为四个分类组。8,13 假设效应量适中（Cohen’s f = 0.3），显著性水平为0.05，并采用对齐秩变换（ART）ANOVA进行因子非参数分析，当前样本量约能检测出组间和侧别间的中度至重度关节测量差异。

**收集的生物信息包括年龄、性别、种族、体重（kg）和身高（m）。**
纳入标准为：（1）ASA I分类（无系统性疾病的健康个体）；（2）全口恒牙（不包括第三磨牙）；（3）无假牙；（4）无头颈部肿瘤史；（5）开口时无颌部偏移；（6）无面部创伤史；（7）无TMD史；（8）无既往TMJ手术史。排除标准包括：缺牙（不包括第三磨牙）、牙痛或牙周病、使用假牙、牙面畸形（如反颌或开颌）、心脏起搏器使用、神经系统或认知障碍、头颈部肿瘤或创伤史、妊娠，以及当前或既往的正畸、口面部肌功能或TMD治疗史。参与者在招募时若正在使用止痛药、抗炎药或精神类药物也被排除。进行了全面的临床检查，包括在正常开口和闭合状态下对咀嚼肌和TMJ的双侧触诊。要求参与者报告触诊或颌部运动时的任何疼痛或关节声音，以确认无TMD迹象或症状。根据Edwards H. Angle的分类方法，将参与者分为I类、II类和III类。II类错颌患者未被排除，因为本研究关注的是TMJ囊-髁距离的超声评估，而非骨骼病因。

**超声成像使用的是Versana Active?超声机（GE HealthCare，澳大利亚-新西兰）12L-RS高频线性换能器。**
所有超声检查均在参与者坐姿直立的情况下进行。采集图像时，超声换能器最初垂直于皮肤表面放置在TMJ区域。根据需要轻微调整换能器角度，以获得最佳的纵向和横向投影，同时保持侧囊-髁界面的清晰可见。在两种不同的颌位（闭口和开口）下观察TMJ的形态：闭口时未使用咬合器来标准化开口状态，而是在闭口和最大舒适开口状态下获取图像。横向平面是通过将超声换能器平行于Frankfort水平面（连接眼眶下缘最低点与外耳道开口最高点的平面）放置在可触及的颧弓上，并向后移动至下颌髁高回声中心。14 此方法主要观察TMJ的侧面结构，因为颧弓和相邻骨结构的解剖限制提供了最稳定的声学窗口。传统超声无法可靠地观察内侧关节腔，因此本研究中的测量结果反映了侧囊-髁关系。纵向平面是通过将超声换能器平行于下颌支来确认髁位置和囊关系的。14 为确保测量结果的可重复性，所有图像均以髁的侧极作为解剖参考点。所有超声检查和测量均由同一操作者完成，以确保方法的一致性。通过在不同时间点对部分图像重复测量来建立操作者内可靠性，并在最终分析前确认一致性。图像分析使用GE Versana Active软件进行。

**基于文献，分析超声图像中的TMJ结构：**
（1）TMJ囊；（2）关节盘；（3）下颌髁。11,15 下颌髁表面显示为高回声（反射强声波），在超声图像中呈白色。14 关节囊边缘也为高回声白色线条，而关节盘显示为低回声。14,15 由于所有超声图像中关节盘的可视化效果不一致，因此使用侧囊-髁距离作为间接指标来确定关节盘的位置，因为这些测量可在每次检查中获取。侧囊-髁距离是从关节囊最外侧点（点a）到下颌髁最外侧点（点b）测量的，前囊-髁距离是从关节囊最前点（点c）到下颌髁最前点（点d）测量的，如图1所示。11 在所有情况下，与关节盘相关的测量均来自闭口和开口状态下的矢状超声图像。由于超声的局限性，这些测量主要反映了与囊-髁界面相邻的关节盘侧部和前部。

**统计分析：**
使用MATLAB（版本9.13.0，R2022b；MathWorks Inc.，美国马萨诸塞州纳蒂克）和OriginPro（版本2025；OriginLab Corporation，美国马萨诸塞州北安普顿）进行统计分析。数据正态性通过Shapiro-Wilk检验评估。当数据呈偏态分布时，采用非参数统计方法。维恩图用于分析闭口和开口状态下关节间隙改变的共现情况。计算皮尔逊相关系数以评估不同方向和颌位下关节间隙测量值之间的线性关系。ART ANOVA用于评估咬合分类、侧别（左侧 vs. 右侧）及其交互作用对六个囊-髁距离参数（LLC、LLO、LTC、LTO、ATC和ATO）的影响。p值< 0.05被视为具有统计学意义。

**结果：**
**参与者人口统计信息见表1。**
夜间磨牙症是最常报告的症状，其次是关节噪音。日间磨牙症是其次常见的习惯（图2）。共分析了102个TMJ关节，包括30个I类、42个II类和30个III类病例。由于II类1分组和2分组之间没有显著差异，这些亚组被合并为一个II类类别进行数据分析。表1. 参与者的人口统计特征。人口统计特征：年龄（岁）平均 ± 标准差29.7 ± 14.9性别男性43.1%女性56.9%种族亚洲人50.0%新西兰人23.3%毛利人5.6%太平洋岛民5.6%其他15.5%下载：下载高分辨率图像（292KB）下载：下载全尺寸图像图2. 问卷中的描述性数据。所有六个关节间隙变量，包括LLC（中位数=1.0毫米，IQR=0.7毫米）、LLO（中位数=0.9毫米，IQR=0.7毫米）、LTC（中位数=0.9毫米，IQR=0.5毫米）、LTO（中位数=0.9毫米，IQR=0.6毫米）、ATC（中位数=1.1毫米，IQR=0.8毫米）和ATO（中位数=0.9毫米，IQR=0.7毫米），其p值均小于0.05，表明它们偏离正态分布。因此，所有后续分析均采用了非参数统计方法（见图）。构建了一个维恩图（图4）来可视化颞下颌关节（TMJ）囊-髁突距离的变化分布和重叠情况。图中的每个区域代表三个测量变量中阳性结果（定义为超过阈值的变化）的独特组合。在闭口位置，大多数个体的所有三个变量（LLC、LTC和ATC）均显示出阳性结果，对应于（111）区域。值得注意的是，没有个体仅在一个变量中表现出变化（区域100、010或001），也没有仅限于LLC和LTC而不涉及ATC的变化（区域011）。少数个体在LLC+ATC（n=2）和LTC+ATC（n=1）区域有重叠（图4a）。这些发现表明关节间隙变化在三个方向上都有很强的共现性，ATC的变化很少单独发生。这可能表明前部关节间隙的变化通常伴随着侧向和横向的改变，可能反映了TMJ形态的协调重塑模式。在开口位置，也观察到了类似的趋势，大多数个体的所有三个变量（LLO、LTO和ATO）都同时发生变化（区域111）（图4b）。然而，与LTO相比，LLO方向上的孤立变化更为常见。这些发现表明，在开口条件下，关节间隙的变化倾向于同时发生，特别是在那些TMJ形态适应更明显的个体中。进行了皮尔逊相关性分析（图5），以评估不同方向和颌位下六个颞下颌关节（TMJ）囊-髁突距离测量值之间的关系。所有变量均呈正相关，且所有相关性均具有统计学意义（p < 0.05），表明关节间隙参数之间存在一致的共同变化。在闭口位置，前部和侧向横向距离之间的相关性最强（ATC和LTC，r = 0.62，p < 0.01），表明这两个平面上的关节扩张具有密切的解剖学关系。同样，LLO和LTO（r = 0.53，p < 0.01）以及LTO和ATO（r = 0.50，p < 0.01）之间也发现了强相关性，表明开口位置的关节间隙变化通常发生在侧向和前向方向。在同一方向轴上，闭口和开口位置之间也发现了中等程度的相关性，例如LLC和LLO（r = 0.52）、LTC和LTO（r = 0.48）以及ATC和ATO（r = 0.34），表明休息时的关节间隙测量值可能部分预测了功能状态下的配置。还观察到一些跨方向参数之间的弱但显著的相关性，例如LLC和ATO（r = 0.24，p = 0.02），这突显了前部和侧向关节隔室之间可能的相互作用。进行了排列秩转换方差分析（ANOVA），以检查分类组、侧别（左侧 vs. 右侧）及其交互作用对六个囊-髁突距离参数（LLC、LLO、LTC、LTO、ATC和ATO）的影响。在所有因变量中，均未检测到统计学上的主效应或交互作用。对于每个参数，分类的主效应均不显著（所有p > 0.80），表明不同分类组之间的TMJ测量值没有显著差异。侧别的主效应也始终不显著（p值介于0.59到0.97之间），表明左右TMJ在关节间距上没有显著差异。同样，分类和侧别之间的交互作用也未达到统计学显著性（p > 0.16），表明分类的效果不受侧别影响。效应大小（η2）在所有因素和参数中均较低（η2 ≈ 2.92–2.95），进一步支持了没有强烈效应的存在。这些发现表明，不同方向的TMJ囊-髁突距离不受分类组或关节侧别的影响。关节间隙测量值在亚型之间相对对称且一致，表明其他因素，如功能适应或非囊性因素，在关节形态变化中可能起着更重要的作用。讨论这是第一项使用超声成像检查TMJ囊-髁突距离形态、Angle咬合分类和临床症状之间关系的横断面研究。超声评估表明，多个方向测量的TMJ囊-髁突距离并未受到Angle咬合分类或关节侧别的显著影响。统计上无显著差异的存在可能部分反映了超声成像在检测细微形态变化方面的敏感性有限，尤其是在软组织结构内。夜间磨牙症是最常自我报告的习惯，其次是关节噪音，而日间磨牙症是参与者中第二常见的行为。尽管这些发现可能表明存在异常功能习惯，但根据研究的纳入和排除标准，没有任何参与者被诊断为TMD或有TMD相关的治疗史。因此，这些发现应被视为在其他方面健康的受试者中的自我报告行为，而不是临床显著的TMJ病理的指标。Elias等人在2006年进行的一项研究为正常位置的TMJ建立了超声参考标准。8 评估的参数包括横向扫描中的侧向囊-髁突距离和前向囊-髁突距离，以及纵向扫描中的侧向囊-髁突距离。与他们的协议类似，本研究使用了可比的解剖标志和扫描平面，以确保对前外侧TMJ隔室的可重复评估，这是超声评估最容易接触的区域。与他们的发现一致，我们的研究也支持将侧向囊-髁突关系作为可重复的超声参数进行评估的可靠性。然而，虽然Elias等人主要关注建立正常的超声测量值，但本研究通过调查不同Angle咬合分类下的囊-髁突距离变化扩展了这些观察结果。I类、II类和III类错颌组之间的TMJ超声测量值没有显著差异，这挑战了长期以来关于骨骼分类直接影响TMJ结构特征的假设。目前的发现表明，TMJ形态，特别是前部、侧向和横向的囊-髁突距离，并不是仅由矢状咬合关系决定的。尽管一些成像研究报道了II类错颌与后髁突位置或关节间隙尺寸改变之间的可能关联，16 但现有证据并不一致，不能仅基于Angle分类做出明确的结构性区分。17 因此，咬合分类与髁突位置之间的关系仍然不完全清楚。18 此外，本研究中的定量测量仅限于下颌髁突和关节窝的侧向和前外侧区域；它们可能无法推广到关节的内侧或中央部分。先前对髁突位置关节内变化的研究使用了MRI或CBCT等成像方式来评估TMJ不同区域的差异。这些研究通常强调了关节内的位置异质性，但它们的方法学，包括评估的具体区域，与当前研究使用的不同。在本研究中，测量仅限于髁突和关节窝的侧向和前外侧部分。因此，在将我们的结果推广到整个关节时，应考虑这些区域差异，并需谨慎。在本研究中，未观察到II类1分组和2分组之间的显著形态差异；因此，这些亚组被合并进行分析。这一发现支持了TMJ结构变化可能更多地受到个体功能负荷模式、异常功能习惯（如磨牙症）和适应性重塑过程的影响，而不仅仅是静态咬合分类的影响。2, 19, 20超声成像提供了一种非侵入性和可靠的评估TMJ关节间隙形态的方法。14 它能够动态评估开口和闭口位置，提供了关节隔室在功能过程中的适应情况。维恩图和相关性分析显示，在闭口位置，前部、侧向和横向空间变化的高度共现性，在开口位置的测量中也类似。这些发现表明关节囊在多个维度上的协调重塑机制，而不仅仅是单一轴上的孤立变化。值得注意的是，前部空间的变化很少在没有同时发生侧向或横向改变的情况下出现，这表明前部重塑可能是更广泛关节适应的结果。尽管在参与者中观察到了结构异质性，但按分类或关节侧别（左侧 vs. 右侧）没有显著差异，进一步强调了功能因素而非解剖学或咬合决定因素在TMJ形态中的作用。这一点通过左右关节之间的对称发现以及同一方向轴上闭口和开口测量之间的中等相关性得到了加强。这些发现的临床意义值得注意。通过超声观察到的关节参数的强烈共变性突显了这种成像方法不仅在筛查和诊断方面的潜力，而且在监测TMJ随时间重塑方面的潜力，特别是在有异常功能习惯或正在接受正畸治疗的个体中。此外，不同骨骼类别之间没有显著差异表明，TMJ超声评估可能比传统分类系统具有更大的价值，提供了更功能性和动态的关节健康理解。在解释本研究的结果时，应考虑几个限制。首先，横断面设计排除了推断因果关系或评估TMJ形态随时间变化的能力。需要纵向研究来评估关节间隙参数随时间和功能或病理变化的变化。尽管排除了被诊断为TMD的参与者，但一些参与者报告了如磨牙症等异常功能习惯，这可能会影响TMJ的负荷模式。在解释囊-髁突距离测量值时应考虑这一点，尽管标准化的选择标准可能最小化了任何主要的混杂效应。其次，尽管超声是一种非侵入性和广泛可获得的成像方式，但在可视化更深层次的关节结构（如关节盘和髁突及关节窝的骨轮廓）方面存在固有限制。此外，开口程度没有使用咬合间装置进行标准化，这可能在囊测量中引入了轻微的变异性。与MRI或CT相比，超声在软组织位移、关节盘位置或关节表面退行性变化方面的信息有限。因此，尽管囊-髁突距离测量提供了有关关节间隙关系的宝贵见解，但它们并不能完全捕捉TMJ解剖学的复杂性。超声成像对于TMJ的非侵入性成像很有价值，但其固有的局限性在于其声学窗口有限，主要允许评估关节的前外侧部分。因此，只能部分可视化关节间隙，可能无法完全反映关节的三维关系。此外，超声在检测细微形态变化方面的敏感性可能有限，特别是在较深的关节结构和软组织中。如前所述，不同错颌组之间没有显著差异可能部分反映了可视化的限制和这种成像方式的敏感性限制。因此，对我们发现的解释应在这些方法学限制范围内进行，并在得出关于全局关节间关系的更广泛结论时应谨慎。更先进的成像方式，如MRI或CBCT，可能更适合捕捉这些细微的解剖学差异。未来的研究可以使用纵向设计来评估TMJ形态随时间的变化，并考虑结合更高分辨率的成像方式（如MRI）来更好地捕捉细微的解剖学变化。进一步研究异常功能习惯和功能负荷对TMJ结构的影响也是推荐的。图3下载：下载高分辨率图像（299KB）下载：下载全尺寸图像图3. 使用Shapiro-Wilk检验评估的TMJ囊-髁突距离测量值的分布。所有六个变量（LLC、LLO、LTC、LTO、ATC和ATO）均显示出与正态分布的显著偏差（p < 0.05），中位数范围在0.9至1.1毫米之间，四分位数间距（IQR）在0.5至0.8毫米之间。
下载：高分辨率图片（269KB）
下载：全尺寸图片
图4. 文氏图展示了在闭口（a）和开口（b）状态下，TMJ囊-髁距离在三个方向（侧向（LLC/LLO）、横向（LTC/LTO）和前向（ATC/ATO）上的变化重叠情况。
下载：高分辨率图片（952KB）
下载：全尺寸图片
图5. 皮尔逊相关矩阵（a&b）显示了在闭口和开口状态下，六个TMJ囊-髁距离测量值在侧向、横向和前向方向上的相互关系。

**结论**
超声评估表明，从多个方向测量的TMJ囊-髁距离并未受到Angle分类或关节侧性的显著影响。统计上无显著差异可能部分反映了超声成像在检测细微形态变化方面的局限性，尤其是在软组织结构中。未来需要采用更高分辨率的成像技术来进一步阐明这些关系。

**数据可用性声明**
所有数据均已发表在文章中。

**资金声明**
无

**伦理批准声明**
本研究在新西兰达尼丁大学牙科学院的国家牙科中心进行。该研究方案已获得伦理委员会的批准（H24/014）。

**临床意义**
本研究表明，TMJ关节间隙测量值并未受到咬合分类的显著影响。特定关节距离之间的强相关性可能支持有针对性的超声评估。夜间磨牙症仍然是有TMJ问题的人中最常报告的症状。

**作者贡献声明**
关光昭：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目协调、方法学设计、数据收集、概念构建。
张薇琪：撰写——初稿、可视化、软件使用、方法学设计、数据收集、数据分析。
卢薇薇安：撰写——初稿、项目协调、方法学设计、数据收集、数据分析。
张永新：撰写——初稿、可视化、验证、方法学设计、数据收集、数据分析。
韩向龙：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目协调、方法学设计。
梅莉：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目协调、方法学设计、数据收集、数据分析。