(The) condyle and fossa morphology according to the types of temporomandibular disorders on cone beam computed tomography images

Abstract

측두하악관절장애는 저작근, 측두하악관절과 그 주변 구조와 관련된 여러가지 요소들로 인해 발생한다. 관절원판변위를 동반하는 측두하악관절장애의 경우, 골관절염, 무혈성괴사, 또는 퇴행성 재형성으로 진행될 수 있으며, 이로 인해 하악골의 위치 변화가 발생될 수 있다. 지속적인 근육의 과활성 역시 하악골의 위치나 형태에 변화를 야기할 수 있다. 기존 연구는 측두하악관절 부위의 형태 분석 없이 관절성 측두하악관절장애 증상에 따른 측모두부방사선사진 상의 변화를 연구하였고, 측두하악관절장애의 한 종류이면서 빈발하는 근육성 장애를 포함하는 연구는 거의 없었다. 또한 지금까지의 과두-측두와 분석은 대부분 영상의 신뢰성이 떨어지는 2차원 영상으로 진행되었다. 따라서 측두하악관절장애 환자들의 과두-측두와의 변화를 3차원 cone-beam computed tomography (CBCT)를 통해 관찰하고 과두-측두와 구조가 측모두부방사선사진의 상하악 골격 형태와 연관성이 있는지를 평가하고자 한다. 본 연구는 후향적 연구로 측모두부방사선 사진과 과두를 포함한 CBCT 촬영을 시행한 환자 중 구강내과에서 측두하악관절 장애로 진단받은 환자 72명과, 측두하악관절 장애 증상이 없고 상하악골의 수직, 수평적 위치가 정상인 16명을 대상으로 하였다. 위의 대상을 다음과 같이 네 군으로 나누었다: 대조군 (n = 16), 근육성군 (MPD, n = 25), 정복성 관절원판변위군 (DDwR, n = 23), 비정복성 관절원판변위군 (DDwoR, n = 24). 네 군에서 과두-측두와의 형태 및 위치 관계를 비교하기 위하여 CBCT에서 9가지 항목(과두 부피, 과두 높이, 과두 길이, 과두 폭, 측두와 높이, 측두와 길이, 전관절강,상관절강,후관절강)과 측모두부방사선사진에서 8가지 항목(ANB angle, SN-GoGn angle, Articular angle, Gonial angle, Ramus height, PFH/AFH ratio, Overbite, Overjet)을 계측하였다. 각 그룹 간 차이를 비교하기 위하여 one-way analysis of variance와 Scheffe 사후검정을 하였고, 정규성을 보이지 않는 변수에 대해서는 Kruskal-Wallis test와 Mann-Whitney 사후검정을 시행하였다. 또한, Pearson 상관관계 분석을 통하여 과두-측두와 구조와 상하악 골격 형태 사이의 관계를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 과두 볼륨, 과두 폭, 상관절강, SN-GoGn angle, PFH/AFH ratio에서 네 군간에통계적 유의차를 보였다. 측두하악관절장애 세 군 모두에서 대조군에 비해 작은 과두 볼륨, 넓은 과두 폭을 보였다(p<0.01). DDwR군은 MPD군에 비해 좁은 상관절강을 보였고, MPD군과 대조군에 비해 큰 Sn-GoGn 각도와 작은 PHF/AFH 값을 나타냈으며, 대조군에 비해 짧은 하악지를 보였다 (p<0.05). 2. 대조군을 제외한 측두하악관절장애 환자군 (MPD, DDwR, DDwoR)에 대하여 상관관계 분석을 시행한 결과 과두 높이와 폭은 ANB, Sn-GoGn, Articular angle, 수평 피개와 음의 상관관계, Gonial angle, Ramus height, PFH/AFH과는 양의 상관관계를 보였다. 또한 후관절강과 ANB의 양의 상관관계가 나타났고, 측두와 길이는 ANB, 수평피개와 유의한 양의 상관관계를 보였다. 측두하악관절장애 환자 세 군 모두 정상군에 비해 과두 볼륨은 작지만 넓은 과두 폭을 보이는데, 과두에 가해지는 힘에 저항하기 위한 과두의 재형성에 의한 결과로 생각된다. 측두하악관절장애의 유형에 따라 유의한 차이를 보이는 변수는 많지 않았고 DDwR 군에서 MPD 군에 비해 좁은 상관절강, 큰 Sn-GoGn angle, 작은 PFH/AFH ratio를 보였다. 만성화된 MPD, DDwoR 군에 비해 DDwR 군에서 과두-측두와 구조 차이가 두드러지게 나타난 것으로 보이며, 과두의 상방으로의 위치변화가 하악의 후방위치, hyperdivergent 골격 형태와 관련 있음을 추측할 수 있다. 또한 상관관계 분석을 통하여 큰 과두의 높이와 폭은 골격성 III급, 단안모 양상과 관계있고, 큰 과두 볼륨은 단안모 양상과 유의한 관련이 있음을 확인하였다. 즉 측두하악관절장애 환자의 과두 높이, 폭, 볼륨은 상하악 골격의 수직적, 시상적 형태와 관련있다.

Temporomandibular disorders (TMD) affect the complex components of the temporomandibular joint (TMJ): muscle, ligament, the retrodiscal tissue, and bone. TMD with the disc derangement can progenerate osteoarthritis, avascular necrosis, or degenerative remodeling, which are associated with changes in size, shape, and positional relationships of the joint components. TMD, the condyle-fossa anatomy, and maxillomandibular skeletal pattern all those three elements are interrelated. This study evaluated the condyle-fossa anatomy of three types of TMD patients and asymptomatic control group patients and then compared the differences among these patients using cone-beam computed tomography (CBCT) images. From these measurements, we verified an association between the types of TMD and quantified condyle-fossa anatomy. Additionally, we analyzed the correlation between condyle-fossa anatomy and maxillomandibular skeletal pattern. The null hypothesis was that condyle-fossa anatomy does not differ according to the types of TMD. Eighty-eight subjects were retrospectively enrolled and classified into four groups: Control (n = 16); Myofascial pain (MPD, n = 25); Disc displacement with reduction (DDwR, n = 23); Disc displacement without reduction with no limited opening (DDwoR, n = 24) group. The inclusion criteria were 1) availability of CBCT images with closed-mouth position including TMJ structure and lateral cephalogram; 2) age over 18 years; 3) diagnosed for TMD by the orofacial pain specialists according to the diagnostic criteria for temporomandibular disorders (DC/TMD). The TMD subjects were divided into three groups; MPD, DDwR, and DDwoR with no limited opening depending on the diagnosis of orofacial pain specialists. And they were compared with the control group. For comparing the condyle-fossa anatomy and maxillomandibular skeletal pattern among the four groups, we measured 9 variables (condyle volume, condyle height, condyle length, condyle width, fossa height, fossa length, and anterior, superior, and posterior joint spaces) from CBCT images and 8 variables (ANB angle, SN-GoGn angle, Articular angle, Gonial angle, Ramus height, PFH/AFH ratio, Overbite, Overjet) from lateral cephalogram. We performed one-way analysis of variance and Scheffe post-hoc test to compare the four groups. For dealing with variables which did not show normal distribution, Kruskal-Wallis test, and Mann-Whitney post-hoc test were used. In addition, Pearson correlation analysis was done to determine a relationship between condyle-fossa anatomy and maxillomandibular skeletal pattern. The results were as follows: 1. There were significant differences of condyle volume, condyle width, superior joint space, SN-GoGn angle, and PFH/AFH ratio among the four groups. The MPD, DDwR, and DDwoR group showed a smaller value of condyle volume and larger condyle width than the control group (P<0.001). The DDwR group showed smaller superior space than the MPD group (P<0.05). Also, the DDwR group showed lager Sn-GoGn angle (P<0.05) and smaller PFH/AFH ratio (P<0.01) than the MPD and control group. Finally, the DDwR group showed shorter ramus height than the control group (P<0.05). 2. In the Pearson correlation analysis, the condyle volume showed a negative correlation with the Sn-GoGn angle and showed a positive correlation with ramus height, PFH/AFH ratio and overbite (P<0.05). The condyle height showed a strong negative correlation with ANB, Sn-GoGn angle, articular angle and overjet, and it showed a positive correlation with ramus height and PFH/AFH ratio (P<0.05). Similarly, the condyle width was negatively correlated with ANB, Sn-GoGn angle, articular angle and overjet (P<0.05), and it was positively correlated with ramus height and PFH/AFH (P<0.01). Posterior space showed a positive correlation with ANB and fossa length showed a negative correlation with ANB and overjet (P<0.05). Compared with the control group, the MPD, the DDwR, and the DDwoR groups showed smaller condyle volume and broader width. Although there are not many variables showing significant differences according to subdiagnosis of TMD, the DDwR group had the significantly narrower superior joint space, larger Sn-GoGn angle and smaller PFH/AFH ratio than the MPD group. Through these findings, we suggest that superior position of condyle contribute to hyperdivergent skeletal pattern meaning the mandibular backward position. Therefore, the type of TMD has limited relations with the condyle-fossa anatomy and maxillomandibular skeletal pattern. From the correlation analysis, we also found that condyle height, width, and volume of TMD patients are associated with sagittal and vertical skeletal pattern.