中牮老年 陵墓萼 痞眩2003年垒月第t卷第3勰 CH 纛SEJOUR~ OFGERIATRICDENTISTRY~ MBER2003VOL·1 NO.3
·论著·
颞下颌关节MR三维影像重建研究
郭 宏 刘洪臣 张润荃 程流泉 梁 燕
【摘要】目的:探讨颢下颌关节MR三维影像重建临床应用的可行性,并提供优化技术参数与支持。方法:
采用新型磁共振机对双侧颢下颌关节区和下颌骨、下牙列进行冠状位磁共振扫描。并进行MR三维影像重建。结
果:MR三维重建后的关节盘、髁突、关节窝及下颌骨、下牙列具有良好的形态、清晰的边界;通过透明化处理,
可以去除遮挡部分而清晰显示感兴趣部位。扫描及重建时间,较以往均明显减少。结论:颢下颌关节的MR影
像三维重建简单易行、效果肯定。
关键词:颢下颌关节;核磁共振成像;图像处理;
【中国图
分类号】R782.6 【文献标识码】A
计算机辅助应用
【文章编号】1 672—2973(2003)03—0 l 34—03
3D reconstruction of the TMJ’S MR images in clinical practice
GUO Hong.LIU Hong—chen,ZHANG Run-.quan,CHENG Liu·quan,LIANG ,1.(Department ofStomatology,General
Hospital of PLA.Beijing 100853.China)
[Abstract]O1,bjective:To investigate the refiability of 3D reconstruction of the temporomandibular joint’S MR images
in clinical practice.To acquire optimized technological parameter of the magnetic resonance scan ning.M ethods:A series
of coronal M R images of the bilateral TMJ,mandible and lower dentition were maken by new type magnet.MR images
Then were reconstructed.Results:The articular disc,condyle,mandible and lower teeth have fine morphology and clear
outlines.Th e area which we were interested in could be viewed by transparentizing the outside covering.The time of
scanning and reconstruction of the TMJ were decreased than before.Conclusions:3D reconstruction of the TM J’S M R
images is simple and easy to be done.The reconstruction has fine refiability,.
Key words:temporomandibular joint;magnetic resonance imaging;image processing;computer assisted
颢下颌关节 紊乱病 (Temporomandibular
Disorder,,TMD)是口腔科常见病、多发病,影像
学检查在该病的诊断、治疗、观察预后等方面,都
是必不可少的。颢下颌关节 (Temporomandibular
Joint,TMJ)的磁共振 (Magnetic Resonance,
MR)检查,因其无创伤、无 X线辐射、清晰显示
关节软组织成分及咀嚼肌等特点,已越来越多地应
用于颢下颌关节紊乱病的临床检查及相关基础研
郭 宏
刘洪 臣
张润荃
程流 泉
梁 燕
· 134·
解放军总医院口腔科 主治医师 北京 100853
解放军总医院口腔科 主任 主任 医师 教授
北京 100853
北京大学口腔医学院综合治疗科 主治医师 北京
100081
解放军总医院磁共振室 博士生 北京 l00853
解放军总医院磁共振室 主任技师 北京 100853
究。虽然 MR影像中已包含了颢 颌关节的三维信
息,但我们常规得到的仍然是逐层排列的二维影像,
常常会掩盖一些重要信息,无法使临床医生直观、准
确、完整地发现病变。随着计算机技术的飞速发展,
将这些二维影像三维重建、显示已成为可能 |¨3】。三维
影像的应用,使诊断与治疗之间的联系更加密切,其
在解剖结构研究、临床疾病诊断、手术
设计、治
疗效果
以及教学等方面有着广泛的前景。许多学
者致力于此项研究,颢下颌关节的三维影像重建已见
报道【4· · 。但是,目前尚有许多问题,比如三维影像
的精确度不理想,处理时问较长,为了提高精确度,
可能导致MR受检者检查时间更长。因此,多应用于
少数基础研究。本课题旨在解决上述问题,在以往学
者研究的基础上作进一步尝试,确定颢下颌关节三维
影像重建临床应用的可行性,并为其临床应用,提供
技术参数。
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CHINESE JOURNALOFGERIATRICDENTISTRYSEPTEMBER 2003VOL1 NO 3 中华老年口腔医学杂志2003年q月第1卷第,期
1 材料与方法
选择牙列完椎,咬合关系J1j常、后牙为 p性牙台、
无任何颗 F颌关节紊乱病症状、体征和病史的成年健
康男性志愿者 l竹 、采用我院新进芰同G E公司, 产
的TwinSpeed 1.5 T超导型磁共振机 用头线圈作为
接收线圈+选择二三维快速扰相位梯鹰川波序列(3D/
FSPGR/45)对TMJ、 颔骨及 牙列进行冠状f 扫
描。成像参数选择如F:TE4.0 FI]S、TR22 131 s,
ECl/131.2KHz FOV16 X 16 c m,NEX】.00.矩
阵 2.56 x 224,层厚2mrn尢fHJ隔 将获得旧影像数
据,传人 SUN计算机T作站(软件版本Advan rage
Windows S1.2.6) 先埘右胂jTMJ进行操作.以原始
冠状位为基本窗I I.I可时打】F最纰欠状位、横轴位和
二三维 《3D)等窗I I 将图像适、 放人 碉竹窗宽窗位
至图像对比度较好 丌1鼠标指示光标逐层、分狄勾画
关节盘、额骨美竹窝、髁突 F颛骨 及下领牙蝣的范
围,同时光标会自动 重组矢状位和磺轴位等窗口的
相应位嚣跟踪移动 如果狂基本窗l【无法确定勾画的
范围是否恰当时, I以同时观察埘外两个窗i i以确定
最终的勾画范围 冉对 侧TM J进行操作. 法同
右侧,最后应}H重建功能即一f获得双删黝 r倾荚节区
及下颌骨 下颌牙齿的i维影像 *外-If以对戈节旧
不同组成部分进fT拆外或叠期1
2 结果
2.1分别获得冀 缸、髁状突、颞骨艾符窝的二三
维重建影像可以仟意旋转,从 同角度进行现察。顶
面现,关节盘大致 椭嘲形,内外径 =^J 旃后径 例
面现,关节盘后 最厚.中部最薄, 舣lII】肜。前
观,关节盘为扁嘲形,巾fi15略向上突起
2.2获得颗骨戈 窝及{I}I!突的 !维重建影像 从
同角度现察,均可她到关 窝和徘突的形态与解剖
形志一致 关节窝肜似略叫的 『翻,内边比外边低,
前为隆起的关节结节。关 结 前 现为一 形:髁
突略旱椭圆肜,tq#1.径人于前后任.向内突 多;向
外突出少,其长轴向背侧倾斜 删 l娅u 见前后两个
斜面。髁突颈部较细,稍弯向腹侧
2.3获得颞 r颁笑节的整体影像 Iji『 抛,关节
盘的影像梭关节结节的影像遮挡 运川结构透明法使
关肯窝的结构透明,可看到关 盘 髁突的戈系 关
节斑似帽子覆盖J 甘粜突顶.其长轴与{i晕突长轴方向摧
奉一致 侧面现, 书盘覆盖髀突蚧顾及前斜面.·}|
问带位于髁突前斜面|j关节结 之间 总之 通过
同角度的旋转、可清楚现察剑关节窝、炎节盘和髁突
问的位置盖系
2.4获得下颁骨及下 :列的 i维重建影像 喧违
后的图像,从不同角度现察均县仃逼 的 领骨肜
态, F颌骨各部分结构清楚,牙硎具有较好的彤志,
但骨皮质
面的细微结构不够清i析.什 够光滑
2.5驳侧瓤 颔关节i- 以进行对比观察 双徊9关
节形态、结构及空删位置关系毖奉对称。
2.6用时 双侧颞 r颁关节手1描时lIIJI5讣钟,二
维重建时问约3O分钟 较以tl~~F究 叫娃减少
(参见附图)
凹凹 凹
附阿 求下颁骨及 牙训、戈节船、骊 【 倾X竹的
MR 维黍建影像。· r 各部仆结构 晰、肜志越真
3 讨论
颖 F领奖节是人体内最复杂的父节之 · 复杂
性表现 结构上和功能J二。 此 颁I 颌戈 疾病的
临床表现,也常常复杂多样,影像学托盘是临床上确
定颞 F颁天 疾病的种类、性硪和l 班的匝 r段之
一
. [1lji『额下盅豇关节的影像检 法 t三要干丁X线
片、x断层、关节造影、CT及MRIll 咒竹散是颞
颔_炎 的重受组成部分,任关 运动、润滑、传递
和缓冲戊力过程『fl,起荇举足轻晴的作Jfl:芙 艋的
移位 变形 及表 结构的改变,址ji!if r颌X- 素乱
病的 受病理改变 x线平片足临床 I:最常Jfl的矗
法.山于荚 与J剐强结构的重叠,难以准确全 地反
映戈节的骨质情况和位置变化, 能 关 &等
软组纵。火竹造影 履永关 盘的位性和形态,父
盘与髁状突及颞骨的解}}Il关系 但 操作复杂,且为
刨伤性检查.选择时 ·定要慎重 ~1RI”f以r【接观察
笑 槛、关 软骨以及关节 嘲的轼 l织.它 仪町
以 示父前墩的位氍.还可以 小父竹穗的形怠.是
I I 检杏关节盘病变最好的影像枪在 法I‘ MRI能
提供TMJ疾病的病理 理学改变 能I 分TMDft"J不
同病 过程 】 据文献报道 MRI诊断戈 髓位置的
敏感度为 80% 一90% MR 创伤、尤放射线辐
射、仳对戈 盘穿孔的检}I_j率 r怔 将TMJ的MR影
像三维重建,不仅町以清晰、 观地观察TMJ的 体
结构,确定病变位 , 且叮以将我们芙心的舟;位仆
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中华老年口腔医学杂i~20{)3年9sqg 1卷第3M CHINESEJOURNALOFGERIATRICDENTI洲 SEPTEMBER20O3VOL.1 NO.3
离,并能以任一角度旋转,排除临近组织的干扰,将
一 些隐匿病变显现出来。比如关节盘三维重建后,关
节艋穿孔将容易被检出。
由本研究结果可以看出正常TMJ的MR影像三
维重建效果,关节盘、髁状突、关节窝形态完整,边
界清楚,可区分关节盘前、中、后三带;下颌骨表面
结构清晰可辨,但骨皮质表面欠光滑;下牙列完整。
关节盘位于髁状突和关节窝问,呈中心薄周围厚的双
凹形,关节盘上下表面轮廓光滑,盘后带位于髁状突
上方 (12点位置 )。
在以往研究的基础上,为了提高TMJ的MR影
像清晰度、改善三维重建效果,缩短受检时问及重建
时间,本研究选用我院新进GE公司新型磁共振机,
对TMJ参数设定进行优化。有研究指出:当层厚小于
2ram后,影像清晰度并不随层厚减小而改变。我们将
层厚设定为2ram,这样即保证了影像清晰度,又缩短
了受检时间。我们对志愿者进行双侧颞下颌关节、下
颌骨及下牙列的磁共振冠状位扫描,共用时 40分钟。
如果只进行双侧颞下颌关节的检查,时间将缩短为l0
余分钟。采用冠状位扫描,主要是考虑TMJ可以双侧
同时成像,便于双侧在同一条件下对比观察,也可减
少一半时间。虽然矢状位扫描是TMJ检查的最基本扫
描方式,二维影像观察TMJ特别是关节盘前、中、后
三带较方便,但需要对双侧关节分别扫描成像,时间
较长。杨辉等研究发现,从冠状位和矢状位MR断层
影像分别重建所得关节区三维影像,对关节盘边界的
辩认程度不同,但形态基本一致【4J。因此,我们采用冠
状位扫描。
我们在对TMJ进行磁共振成像的基础上,运用
SUN工作站软件的三维重建功能,从每一断层影像中
提取出感兴趣区组成影像的体素,直接将其按原来的
空间位置重建起来,呈现物体的三维影像。这种方法
丢失信息较少,能较真实地反映物体的形态,但三维
影像的质量与原始影像的质量密切相关。影响磁共振
成像质量的因素很多,如图像的对比度、空间分辨
率、成像的信噪比以及扫描时间的长短等。我们根据
现有条件,参照以往数据,综合考虑影响成像质量的
不同因素,选择不同成像参数进行对比,选择了3D-
FSPGR序列。三维梯度回波成像技术能产生超薄连续
层面的影像,信噪比高,有利于对图像进行三维重
建。在图像处理进行重建的过程中,可以从原始冠状
位的图像和重组矢状位及横轴位的图像上,同时辨认
组织结构,这就增加了勾画边界的准确性,可以降低
· 136·
对原始图像的要求。
TMJ的MR影像三维重建可以另选时间进行,不
需要患者参与,其用时主要取决于计算机工作站及软
件的性能,以及操作者的熟练程度,本研究进行过多
次重建,平均用时 2小时,遇到的主要问题是对牙齿
边界的确定,因为牙齿的MRI不清楚,要通过多个窗
口的相互确认才能描画,比较繁琐、费时。因为作者
进行的后续研究需要重建牙列,所以进行了描画。如
果只对TMJ进行重建,双侧平均用时约30分钟。在
临床工作中,如果对怀疑TMJ问题患者进行MR检查
并重建双侧TMJ三维影像,扫描时间约需20分钟,
计算机重建时间约需30分钟。用时较以往研究已明显
减少,使目前临床常规应用成为可能。
现存问题:颞下颌关节的磁共振影像对骨皮质细
微结构及牙齿的显示不佳,骨皮质表面欠光滑,如果
三维影像包括牙齿,则其边界确定费时繁琐;对各种
颞下颌关节疾病患者的临床应用需要进一步的尝试、
完善。随着影像计算机技术的发展,多种影像融合技
术的成熟与完善,解决现存问题应是指日可待。
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