顳下頜關節紊亂病疼痛的腦結構磁共振分析和中樞機制研究

唐小娟 熊妍希 郗磊

十堰市人民醫院（湖北醫藥學院附屬人民醫院）1放射影像中心，2麻醉科（湖北十堰 442000）

顳下頜關節紊亂?。╰emporo-mandibular disorders，TMD）是口腔頜面部常見的疾病，也是造成面部疼痛的主要原因之一。TMD涉及的結構包括咀嚼肌和顳下頜關節等，主要的臨床特征表現為顳下頜關節彈響、咀嚼肌疼痛等，并且TMD不僅僅是導致面部疼痛，通常還會伴有其他部位疼痛，對人們生活造成了極大的困擾［1］。目前，TMD的患病率已經達到了20%以上，但是仍然對其發病機制不夠明確，有理論認為是其他慢性炎癥引起的。然而尚未有統一的說法，直到功能性磁共振成像技術的出現，為了解其發病機制提供了一種新的方法［2-3］。本研究將借助磁共振成像來了解TMD患者大腦結構和功能的異常，是否是造成TMD患者疼痛的因素，同時分析中樞機制和患者疼痛的相關性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析我院12例TMD患者，并結合12例年齡性別相仿的健康對照組作為研究對象。納入標準：（1）TMD患者經我院醫師診斷并確診為存在TMD典型癥狀；（2）視覺模擬評分（visual analogue scale，VAS）＞ 5；（3）無類風濕關節炎等系統性疾??；（4）無其他慢性疼痛性疾病；（5）未進行過TMD治療；（6）女性受試者參與期間避開月經來潮3 d。排除標準：（1）女性受試者處于妊娠期或哺乳期；（2）合并精神系統疾??；（3）存在藥物濫用現象；（4）存在磁共振檢查禁忌證。研究經過我院倫理委員會審批通過后進行，所有參與患者均了解實驗步驟和內容并簽署同意書，同時健康對照組受試者均簽署知情同意書。

1.2 方法 所有受試者均在3.0T磁共振掃描儀下接受顳下頜關節磁共振檢查，掃描層面為斜矢狀位、冠狀位，T2加權像。MRI參數：層厚=3.0 mm，FOV=220×200 mm，矩陣為320×320。功能性磁共振成像同樣在3.0T磁共振掃描儀上進行，受試者取仰臥位平躺于掃描臺上，固定受試者頭部減少頭動，受試者佩戴耳塞減少噪音。囑受試者閉眼，保持頭部靜止［4］。

局部一致性分析首先進行預處理，將前10個時間點去除，對余下的200個時間點進行校正處理，然后處理每個體素的時間序列，其次進行濾波處理去掉低頻生理信號和高頻噪聲。預處理之后，選取顯著腦區的體素來作為感興趣區。利用DPARSFA軟件進行功能連接數據的預處理，預處理操作有時間、頭動校正、空間標配等，也需要利用濾波器去除低頻生理信號和高頻噪聲［5］。

1.3 評價指標 VAS用來評價TMD患者疼痛強度，評分范圍為0～10分，0分表示不疼，10分表示最大程度疼痛。癥狀自評量表用作評估受試者的心理評估，評量表中包含了90個條目，各條目統計為10個項目，分別為：抑郁、焦慮、強迫癥、軀體化、社交恐懼、敵視、恐怖、執拗、神經性和其他。其中每個條目采用無、輕微、中度、重度、嚴重五個級別來評價，用1～5表示。

1.4 統計學分析 所有采集數據采用軟件SPSS 23.0進行統計學分析，人口統計數據采用（±s）表示，采用獨立樣本t檢驗進行比較。采用SPM8軟件進行局部一致性分析和靜息態功能連接分析，采用REST軟件進行校正，進行非參數檢驗。P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組受試者臨床信息比較 TMD組患者中有4例患者存在既往TMD病史，其余8例患者不存在TMD病史。在健康組中，1例存在顳下頜關節紊亂病史，經調查，已痊愈，其余11例受試者不存在既往顳下頜關節紊亂病史。

2.1.1 VAS評估結果 TMD組12例患者的VAS評估結果及健康對照組相關信息見表1，TMD組患者的VAS評分均超過5分，平均VAS評分6.75，說明TMD組患者的疼痛程度都較高。

表1 受試者臨床信息Tab.1 Clinical information of vas in TMD group 例

2.1.2 心理評估中的比較 見圖2，心理評估的10項標準中，TMD組患者的得分都高于同一指標比較下的健康組。其中只有在恐怖這一指標評價下，兩組患者差異無統計學意義（t=1.759，P=0.098），其余所有指標兩組差異較大，經檢驗，差異都具有統計學意義（P＜0.05）。

圖1 兩組受試者既往病史分布情況Fig.1 Distribution of past medical history of subjects in the two groups

圖2 兩組患者心理評估比較Fig.2 Comparison of psychological evaluation between the two groups

2.1.3 兩組受試者咬肌SEMG波形圖對比 見圖3。是兩組受試者咬肌SEMG波形圖對比，其中圖3（a）是TMD組患者接受咬肌測試的波形圖，平均電壓為64.7 μV；圖3（b）是TMD組的SEMG分布高斯擬合，R2=0.987。圖3（c）是健康組患者的咬肌SEMG波形圖，平均電壓為64.4 μV，圖3（d）是健康組患者的SEMG分布的高斯擬合，R2=0.984?？梢钥闯?，兩組受試者的SEMG的平均電壓相近，但是觀察TMD組的峰度系數為5.07，健康組的峰度系數為1.3.4兩組受試者咬肌SEMG比較結果 見圖3。TMD組患者的峰度系數明顯高于健康組。除此之外可以看出TMD組的SEMG高斯擬合曲線分布在兩端的極值多于健康組患者的高斯擬合曲線，說明TMD組患者的咀嚼肌均衡收縮能力相比于健康組受試者而言較弱。

圖3 兩組受試者咬肌SEMG比較結果Fig.3 Comparison results of masseter SEMG between the two groups

2.2 局部一致性分析

2.2.1 兩組患者在不同條件下的ReHo統計圖 見圖4。對于ReHo的顯示，只針對檢驗結果顯著＞1的腦區。從整體可以看出，兩組受試者不同狀態下的ReHo統計圖具有較大的相似度，表現出默認網絡相關腦區，值得一提的是，TMD組患者在疼痛狀態下的相關腦區仍然處于激活狀態。對得出的結果進行校正處理，發現兩組受試者的差異比較P＜0.05，說明差異有統計學意義。

圖4 兩組不同狀態下的ReHo統計圖Fig.4 ReHo statistics of two groups under different states

2.2.2 兩組受試者zReHo提取值的比較結果 見圖5。圖5（a）表示兩組受試者zReHo統計圖經過t檢驗后的zReHo值差異比較，組內比較發現，健康組受試者的閉口態zReHo值明顯小于開口態的zReHo值，然而TMD組患者的閉口態zReHo值是高于開口態的zReHo值。經過t檢驗，得出結果顯示，健康組受試者組內比較不同狀態下的zReHo值差異具有統計學意義（P＜0.05），TMD組患者組內比較，差異無統計學意義（P＞0.05），兩組受試者組間比較結果顯示，只有開口狀態下的差異具有統計學意義（P＜0.05）。圖5（b）是相關腦區的zReHo平均值和VAS評分之間的相關性分析結果，兩指標之間具有一定的相關性，但無統計學意義（r=0.155，P=0.703）。

圖5 兩組受試者zReHo值差異比較Fig.5 Comparison of zReHo values between the two groups

2.2.3 兩組受試者mReHo提取值的比較結果 見圖6，圖6（a）是兩組受試者相關腦區的平均mReHo值的比較結果，可以看出兩組受試者腦區開口態和閉口態相差不大，其中健康組受試者腦區閉口態狀態下的平均mReHo值略高于開口態，而TMD患者組的腦區閉口態狀態下的平均mReHo值是稍低于開口態。進行差異比較發現，健康組內受試者不同狀態下的平均mReHo值差異具有統計學意義（P＜0.05），比較組間差異發現，健康組和TMD受試者相關腦區在開口態狀態下的平均mReHo值差異具有統計學意義（P＜0.05）。圖6（b）是TMD患者相關腦區的平均mReHo值和VAS評分的相關性分析結果，從中可以看出，VAS評分隨著平均mReHo值的增加而增加，但無統計學意義（r=0.103，P=0.771）。

圖6 兩組受試者mReHo值差異比較Fig.6 Comparison of mReHo values between the two groups

2.3 功能連接分析

2.3.1 兩組受試者腦網絡內功能連接差異 見表2。兩組受試者在不同狀態下均表現出兩種腦網絡連接模式，分別是突顯網絡和聽覺網絡。其中TMD組的左側額中回和上回在BA分區第10區的額極區，MNI坐標為（X，Y，Z；-27，54，-27），體素＜25，聽覺網絡的腦區體素同樣＜25。

表2 兩組受試者功能連接差異Tab.2 Functional connectivity differences between the two groups

2.3.2 利用ReHo平均值分析得出種子點，比較兩組受試者功能連接差異比較 見圖7。圖7（a）和圖7（b）分別是以zReHo和mReHo分析得到種子點，繪制的右前腦島和左中扣帶回區（rAI-MCC）的FC提取值的比較結果?？梢钥闯?，在健康組中，開口狀態下的右前腦島和左中扣帶回的功能連接高于閉口狀態，但是組內比較差異無統計學意義（P＞0.05）。在TMD組中，右前腦島和左中扣帶回在開口狀態下的功能連接低于閉口狀態下的功能連接，經驗知組內不同狀態下的功能連接差異具有統計學意義（P＜0.05）。同時比較兩組受試者組間的差異，發現在閉口狀態下兩組受試者的右前腦島和左中扣帶回區的功能連接差別不大，且無統計學意義（P＞0.05）。比較開口狀態下的功能連接，TMD組患者的功能連接遠低于健康組受試者的功能連接，兩組比較差異具有統計學意義（P＜0.05）。

圖7 rAI-MCC功能連接分析Fig.7 Functional connectivity analysis of rAI-MCC

2.3.3 兩組受試者的右前腦島與右楔前葉/后扣帶回（rAI-Precu/PCC）的功能連接提取值差異比較見圖8。在健康組受試者中，閉口狀態下的右前腦島與右楔前葉/后扣帶回的功能連接明顯低于開口狀態下的功能連接，且連接表現為負功能連接，經過檢驗，健康組內的不同狀態下的功能連接差異具有統計學意義（P＜0.05）。分析TMD組患者的功能連接情況發現，同樣表現為負功能連接，并且開口狀態下的負功能連接低于閉口狀態下的右前腦島與右楔前葉/后扣帶回負功能連接，但是檢驗結果顯示，TMD組內患者比較差異無統計學意義（P＞0.05）。兩組組間差異比較顯示，健康組受試者在開口狀態下的負功能連接明顯高于TMD組患者的負功能連接，檢驗結果也顯示兩組受試者的差異具有統計學意義（P＜0.05）。此外比較兩組在開口狀態下的負功能連接，發現健康組的負功能連接低于TMD組患者的負功能連接，檢驗結果顯示差異具有統計學意義（P＜0.05）。

圖8 rAI-Precu/PCC的功能連接分析Fig.8 Functional connectivity analysis of rAI Precu/PCC

2.3.4 分析兩種功能連接的平均值和VAS評分的相關性 見圖9。圖9（a）是TMD組患者的VAS評分和右前腦島和左中扣帶回功能連接平均值之間的相關性分析，從中可以看出，當患者的負功能連接平均值從-0.35增強到-0.1的過程中，患者的VAS評分從7.8降低到了5.5，說明兩元素之間呈現負相關性（r=-0.866，P=0.005）。圖9（b）是右前腦島與右楔前葉/后扣帶回功能連接值和患者的VAS評分之間的相關性分析結果，可以看出，兩元素之間的相關性較弱，無統計學意義（r=0.143，P=0.735）。但是仍然表現為患者的VAS評分隨著功能連接值的增加而增大。

圖9 功能連接和VAS相關性分析Fig.9 Functional connectivity and VAS correlation analysis

2.4 TMD患者恢復情況 TMD患者在接受治療之后的二次評價結果如圖10所示，其中圖10（a）是TMD患者治療前和治療后隨訪中的VAS評分比較，可以看出，患者在是治療前的VAS評分達到了（6.7±1.3）。在治療1周后，VAS評分已經降到了（4.3±2.2），再之后患者VAS評分下降緩慢，說明患者逐漸恢復，疼痛指數開始降低，在隨訪最后階段第6個月后的患者VAS評分已經降至了（2.8±2.3）。圖10（b）是患者平均疼痛頻次分值，治療前的分值為（2.7±1.6），隨訪1周后已經降到了（2.0±1.3），在隨訪的第6個月受試者的平均疼痛頻次分值為（1.1±1.4）。

圖10 TMD患者治療前后的評估比較Fig.10 Evaluation and comparison of TMD patients before and after treatment

3 討論

顳下頜關節紊亂病在口腔科門診中比較常見，主要原因在于社會節奏的加快導致人們生活壓力增大，進而增長了TMD的發病率。TMD的高發病率給患者帶來了較大的生活困擾，又由于其多發于青壯年人群，間接影響了社會的發展［6］。對于臨床上治療前的診斷檢測，最常用的是對患者進行功能磁共振成像，這是一種對大腦不造成損傷的檢測技術［7］。然而到目前為止，TMD的發病機制仍然尚不明確，導致對TMD患者的后期治療會缺少一定的針對性，因此本次研究將采取對受試者進行腦結構的磁共振檢查，研究患者疼痛的局部一致性和功能連接，進而了解顳下頜關節紊亂病的中樞機制作用。借此為臨床診斷和治療提供參考資料，以及保障患者生存質量的提升。

3.1 TMD患者咬肌收縮能力弱 研究中發現，TMD患者組在進行咬肌測試時，SEMG波形圖顯示的平均電壓值和健康對照組之間的比較差異不大。但是從SEMG波形圖中不難看出，TMD患者組的圖像峰度系數明顯大于健康組受試者的SEMG波形圖峰度系數。高斯擬合曲線比較結果顯示，TMD組患者SEMG波形圖的高斯擬合曲線的極端值分布在兩端的數量明顯多于健康組的高斯擬合曲線，說明TMD患者的咀嚼肌收縮能力較弱，這一結果正好符合以往研究觀點［8-9］。此外，對兩組患者進行臨床上的心理評估發現，TMD組患者在事項評價標準中的得分都明顯高于健康組，并且除了存在的恐懼心理之外，其余指標兩組比價差異都具有統計學意義，說明患有顳下頜關節紊亂病疼痛的患者確實在心理上會受到一定的負面影響，結果印證了往期研究內容［10-11］。

3.2 TMD患者腦功能減弱 對受試者進行腦結構磁共振檢查發現，以zReHo提取值來作局部一致性比較，兩組受試者組內差異不同，健康組受試者開口狀態下的zReHo提取值高于閉口態，而患者中恰恰相反。健康組兩種狀態下的zReHo提取值差異存在統計學意義，TMD患者組內則不存在統計學意義，此外兩組受試者組間比較，也只有開口狀態下差異存在統計學意義。以mReHo提取值來作比較，健康組受試者的差異比較仍然具有統計學意義，組間比較和zReHo提取值相同。同時兩種ReHo提取值都和患者的VAS評分呈現正相關性，都是隨著患者的VAS評分的增加而增大，結果和往期研究相似［12-14］。進行受試者的功能連接分析，結果顯示TMD疼痛組患者的右前腦島和左中扣帶回的正功能連接弱于健康組人群，根據相關研究表明，TMD癥導致的一些慢性疼痛會間接的導致腦激活出現異常［15］，與本次研究結果具有一致性。此外TMD疼痛組患者的右前腦島與右楔前葉/后扣帶回的負功能連接也同樣弱于健康人群，有部分研究同樣對此進行分析，發現部分慢性疼痛會導致控制感知的相關腦區出現異?；顒樱?6］。關于受試者的腦區一致性分析和功能連接分析都表明TMD疼痛患者在處理疼痛表達中，自我的感性意識會發生異常變化，同時患者心理因素的不足也會加劇疼痛的表達，和往期研究結果一致［17］。TMD疼痛患者在接受治療后，可以看到其VAS評分逐漸降低到低分值區域，同時患者的平均疼痛頻次分值也同樣不斷降低，說明治療是能夠有效的緩解患者疼痛，對于患者的術后生活起到一定的改善作用。

綜上所述，TMD疼痛患者的重要腦區的局部活動一致性異常有關，患者疼痛感受功能紊亂收到整合中樞島葉皮質的影響，此外，TMD疼痛還受到相關主要腦區的功能連接影響。結果表明，TMD患者疼痛和中樞神經機制密切相關，同時中樞致敏作用對TMD慢性功能性疼痛也有很大的作用，再者中樞神經系統導致疼痛可能又與患者的心理因素息息相關。但是研究中也存在一定的局限性，本次納入研究的受試者數量較少，普適性不足，為了解TMD疼痛患者和中樞神經之間的相關性，應盡量擴大樣本數量以求取更加準確的數據分析。