Morphological features in patients having bilateral temporomandibular joint disorders depending on overbite

Abstract

The temporomandibular joint (TMJ) has the capacity to tolerate a specific level of stress. However, if the stress is above the acceptable threshold, it can lead to temporomandibular joint disorders (TMD). TMD, when accompanied by articular disc displacement (DD) or osteoarthritis (OA), can lead to resorption of the condyle. This can result in alterations in the maxillofacial morphology, such as clockwise rotation of the mandible or an open bite. The majority of previous research has focused on individuals who have either OA or DD, and there have been limited studies conducted on patients who have a TMD with a normal overbite. Thus, this study focuses on patients who have both disc displacement without reduction (DD w/out R) and OA in both condyles. The goal of this study was to assess the impact of TMD on overbite (OB) by examining the prevalence of open bite, TMJ morphology, and skeletal pattern of patients using cone beam computed tomography (CBCT). This retrospective analysis included 104 patients diagnosed with DD w/out R and OA in both condyles, as diagnosed by magnetic resonance imaging (MRI) and cone beam computed tomography (CBCT). The age and symptoms of the patient were documented, and CBCT images were utilized to assess 8 parameters related to the TMJ (condylar height, length and width, fossa height and length, joint space at anterior, superior and posterior) as well as 11 parameters (U1-SN, IMPA, SN-MP, Gonial angle, ANB angle, Wits appraisal, ramus height, mandibular body length, and PFH/AFH ratio, overjet, overbite) pertaining to the skeletal pattern. Specifically, 19 patients with an open bite (OB < 0 mm) and 26 patients with a normal overbite (2 ≤ OB < 4 mm) were selected for a comparative analysis. Initially, we performed a normality test (Shapiro-Wilk test) on all parameters. We performed an independent t-test for the parameters that satisfy normality. On the other hand, we conducted a Mann-Whitney U test for the parameters that did not satisfy normality. Additionally, we conducted a Pearson correlation analysis to identify the parameters associated with overbite. Through the analysis, we obtained the following outcomes. 1. Among patients with both TMD, 18.3% (19 out of 104) exhibited an open bite, while about 70% of patients displayed a shallow overbite (OB < 2mm). 2. Even if TMD is bilateral, overbite varies depending on the patient, with younger patients more likely to have an open bite. 3. When bilateral TMD is present, individuals exhibit skeletal Class II with hyperdivergent facial patterns, regardless of whether they have an open bite or not. The tendency was more evident in cases where an open bite was present. While TMD can be present on both sides, it does not always result in an open bite. Nevertheless, in the case of a normal overbite, it is important to consider the potential occurrence of TMD if the patient is young and exhibits a skeletal Class II with a hyperdivergent pattern. It is crucial to closely monitor any occlusal alterations that may arise during orthodontic treatment.

측두하악관절의 구조물은 일정 범주의 스트레스를 수용할 수 있는 능력을 가지고 있으나, 스트레스가 수용 범주를 넘어서면 과두의 퇴행성변화나 과두 흡수와 같은 측두하악관절장애가 발생할 수 있다. 관절원판변위나 골관절염을 동반하는 측두하악관절장애의 경우 과두의 흡수가 발생하여 하악골의 후방회전이나 개방교합과 같은 악안면형태의 변화를 야기할 수 있다. 기존 연구는 대부분 골관절염 또는 과두원판변위 중 한가지 요소만을 가진 환자군을 연구하였고, 측두하악관절장애가 존재하는 상태에서 정상피개교합을 보이는 환자에 대한 연구는 거의 없었다. 따라서 본 연구는 양측 과두에 비정복성 관절원판변위와 골관절염이 모두 존재하는 환자를 대상으로 하며, 환자들의 수직피개, 과두-측두와의 상태, 골격패턴을 3차원 cone-beam computed tomography (CBCT)를 통해 관찰하여 측두하악관절장애가 수직피개에 미치는 영향을 확인하고자 한다. 본 연구는 후향적으로 진행되었으며, Magnetic resonance imaging (MRI) 및 CBCT 판독결과 양측 과두에 비정복성 관절원판변위와 골관절염이 존재하는 환자 104명을 등록하였다. 환자의 나이와 증상을 기록하고, CBCT 이미지를 사용해서 측두하악관절에 대한 8가지 항목[과두의 높이, 길이, 폭, 측두와의 높이, 길이, 관절강 크기(전방, 상방, 후방)]과 및 측모두부규격에 대한 11가지 항목(U1-SN, IMPA, SN-MP, Gonial angle, ANB angle, Wits appraisal, ramus height, mandibular body length, PFH/AFH ratio, overjet, overbite)에 대해 측정을 시행하였다. 104명의 환자 중 개방교합(OB < 0 mm, 19명)를 보이는 환자와 정상피개교합(2≤ OB <4 mm, 26명)를 보이는 환자를 선정하여 결과에 대한 비교분석을 시행하였다. 두 그룹간 각 항목을 비교하기 위해 모든 측정항목에 대한 정규성 검정(Shapiro-Wilk test)을 시행했고, 정규성을 만족하는 항목에 대해서는independent t-test를, 정규성을 만족하지 않는 항목에 대해서는 Mann-Whitney U test를 시행하였다. 또한 overbite과 상관관계를 보이는 항목을 확인하기 위해서 Pearson 상관분석을 시행하였다. 분석을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 비정복성 관절원판변위와 골관절염이 양측 턱관절에 존재할 때 개방교합을 보이는 환자는 18.3%(104명 중 19명)였고, 전체의 약 70% 정도에서 수직피개가 얕은 경향(OB < 2 mm)을 보였다. 2. 양측성으로 측두하악관절장애가 존재하더라도 환자에 따라 수직피개가 달라지고, 젊은 사람일수록 개방교합 경향을 보였다. 3. 비정복성 디스크 변위와 골관절염이 양측 턱관절에 존재하는 경우 개방교합 유무와 상관없이 골격성II급 및 발산형 안모를 보였고, 개방교합이 존재하는 경우 그 경향이 더 심해졌다. 4. 개방교합이 커질수록 상관절강 후관절강이 더 크게 관찰되었다. 양측에 TMD가 존재하더라도 모두 개방교합이 발생하는 것은 아니다. 그러나 정상 수직피개를 보이더라도 환자의 나이가 어리고, 골격성 II급 및 발산형인 안모를 가진 경우 TMD 가능성을 염두에 두고 교정치료 중 교합변화를 주의 깊게 관찰하여 치료를 진행해야 한다.