作者:
Robert B. Kerstein 博士(美)
塔夫茨大学牙科学院修复科临床助理教授
Ben A. Sutter 博士(美)
私人牙科诊所
John Radke(美)
工商管理硕士;
BioRESEARCH Associates 公司董事会主席
特邀翻校:张渊博士
诊断为颞下颌关节紊乱病(TMD)的部分患者,常表现为原发性的肌肉疼痛症状,并通常伴有牙齿和牙龈组织相关的不适症状,这类患者常被泛称为咬合肌肉源性TMD或口颌面疼痛患者。这些名称标签适用于那些疼痛症状并没有涉及到颞下颌关节本身的TMD患者。口颌面疼痛又被进一步划分为神经性疼痛和纤维肌痛。
在T-ScanTM (Tekscan公司,美国)和BioEMG III (BioRESEARCH Associates公司,美国)辅助下,减少后牙区长时间功能性𬌗干扰接触的调𬌗过程被称为即刻完全前导形成 (ICAGD) 技术。它也被称为“缩短分𬌗时间 (DTR)”,因为侧方运动中较长的分离时间(≥ 0.5秒) 是描述后牙功能性𬌗干扰在侧方运动中摩擦接触时间的关键变量(图1)。如果持续时间长,则会导致侧向运动相关肌肉出现高强度的功能活动,使得咀嚼肌和吞咽肌的活动因乳酸缺血而减弱,从而引起许多常见的肌肉源性TMD症状。在T-Scan 10TM / BioEMG III辅助下实施ICAGD,去除持续时间较长的后牙功能性𬌗干扰,经过统计学分析结果发现,可以缩短侧向运动中的分𬌗时间以及减弱高强度的咀嚼肌活动。同时,该方法可以中断乳酸的持续产生,使得肌肉的氧合能力得以恢复,从而显著缓解躯体和精神的慢性症状。
为显示DTR的生理效应,使用磁性切点下颌运动轨迹描记仪JT-3D和BioEMG III来记录咀嚼口香糖的功能运动(图2a)。按顺序记录15–20个咀嚼口香糖的循环(图2b),经过软件计算后,生成个体受试者的平均咀嚼模式(ACP)如图2c所示。
咀嚼口香糖速度的特定情况可以与存在的咀嚼功能紊乱表现相对应。当受试者迟疑、需要避开咬合干扰或骨性正中位不一致时,很大闭口速度就会降低。即使使用阻力更大的食团(resistant bolus),典型的无症状受试者仍然可以产生 ≥ 100毫米/秒的峰值闭口速度。将对比图放在一起做对比时,可见紊乱患者的速度(图3;左窗格)和无症状对照受试者的速度(图3;右窗格)之间有明显的差异。
通过运动记录还可以计算出速度、加速度和急动(jerk)函数。急动函数是运动的三阶函数,用来描述加速度的速率变化(jerk = d3x/dt3) 。当咀嚼运动包括频繁的加速和减速变化时,就可以被描述为“急动”或“不流畅”。因此,急动函数是咀嚼动作缺乏流畅性的表现。重要的一点是,𬌗干扰的引入会增加急动能耗,降低运动的顺畅度。
咀嚼运动的顺畅度可以通过计算加速度波形中的拐点来进行评估,这些拐点代表了咀嚼加速和减速之间的转变。它们在咀嚼功能的闭合过程中尤其相关。拐点是波形从向下凹变为向上凹的位置,反之亦然(图4)。一个完美流畅的咀嚼循环在张闭口过程中只有两个拐点:
1)从张口减速到闭口加速的一次转变
2)从闭口加速到闭口减速的一次转变
每次加速拐点处均表现为急动函数峰。
通过对急动函数峰计数(在视觉上比加速度波形拐点更明显),可以计算出在一系列咀嚼循环内每次闭口时急动函数峰的平均数量。软化的口香糖具有较低的阻力,这将很大限度地减少咀嚼过程中任何破坏性的食团效果,因此检测到的任何咀嚼不流畅都不是由食团性状引起的,而是由咀嚼系统功能障碍所引起的。另外,脆度均一性食团在受到咀嚼力被压碎的过程,也会破坏咀嚼闭合波形的平滑性(图5)。
对于无症状对照受试者,虽然肌肉活动水平随咀嚼食物团块的活动而呈周期变化,但整体咀嚼运动始终倾向于平稳,没有功能障碍的特征。由图6中无症状对照患者的数据可见,咀嚼运动是快速流畅的,没有任何迟滞,即使在每个循环中肌肉活动都会发生变化,但这是控制食团过程所必需的。尽管在每次闭口过程中,每块肌肉的活动程度不同,才能实现控制和咀嚼食团的功能,但是肌群的协调性是非常精确的,这样才可以实现整体功能的协调。
相比之下,来自功能紊乱受试者的急动函数通常包括许多小峰(图7),这使得峰数的视觉计数变得困难。然而,通过使用下颌轨迹描记仪(electrognathographic)的软件分析工具来计算峰数就可以简化这一过程。需要注意的是,与图6相比,图7中的肌电活动变化较小,速度较慢,强度较低。如果肌肉活动不能即时地根据不同食团的需要进行调整,那么变化较少的肌肉活动就需要回避咬合过程中出现的早接触,还需要适应因颞下颌关节受损而造成的运动受限。
本研究的目的为:通过缩短TMD紊乱患者的分𬌗时间(Disclusion Time Reduction),来评估其对很大闭口速度和咀嚼口香糖平滑度的影响。实验零假设为:在实施ICAGD后,受试者的平均很大闭口速度或急动函数峰数的平均数量没有显著变化。
34例TMD患者(女23例,男11例; 平均年龄 = 34.9 ±14.76岁),均具有原发性肌肉症状,而且都曾积极寻求针对肌肉疼痛症状的治疗方法,但是都未能解决慢性疼痛的症状,研究人员对其持续的症状史以及接受治疗的相关信息进行了回顾。并且经由JVA检查分析后,从研究名单中剔除重度颞下颌关节紊乱的受试者。(表1)
在治疗前,34例肌肉功能紊乱OMD患者咀嚼口香糖,EGN采用切点运动记录并同步肌电检查数据记录。入选的受试者均表现有咀嚼疲劳、咀嚼疼痛或咀嚼无力,并经历过持续性的头部、颈部和面部疼痛,眼周、面中部和颞部区域的头痛以及下颌紧张。对于之前不成功的𬌗垫治疗、针对慢性疼痛的药物治疗和/或轻度颞下颌关节疼痛等状况,受试者也进行了报告描述。实验要求所有受试者具有成对或近似成对的前牙存在。
记录内容包括至少15个口香糖分别左右侧定位的咀嚼循环。将表面电极贴附于双侧颞肌前束和咬肌部位,并在下颌切牙唇面与上颌切牙接触部位的前庭沟方向位置放置一个磁钢,至此可以通过JT-3D和BioEMG III同步记录切点运动和肌肉活动。按照时间序列将运动信息分割成多个单独的循环,然后经过平均化得到运动的平均咀嚼模式(ACP)和肌肉活动的平均咀嚼循环(ACC)。使用BioPAKTM软件程序(BioRESEARCH Associates公司,美国)分析数据文件,首先将每个序列分割成单独的循环,然后计算ACP,再用ACP结果来计算ACC。这一处理过程也能揭示出受试者的平均很大闭口速度,以及急动函数峰数也就是闭口波形加速度的平均拐点数量 (见图4和5)。
通过ICAGD牙冠重塑成形术来缩短分𬌗时间的操作处理在之前的文献中已经做出描述讲解,其目的是消除侧方运动中存在的后牙咬合接触,以达到非常高精度的持续时间限制。这一处理过程是在T-Scan 10TM的辅助指导下患者一次预约就诊完成,但通常需要多达三次的预约随访复诊。ICAGD调整过程的目标是将侧方运动中后牙分离所需的时间缩短至小于0.5秒,从统计学角度发现,调整的最终结果使得接受治疗侧在侧方运动期间的肌电活动水平明显降低。
从一个大型咀嚼口香糖数据库中抽取23名女性和11名男性无症状受试者的数据,作为对照组其性别和年龄与实验组相匹配 (平均年龄 = 32.9 ± 12.72岁;p < 0.2757),这些无症状受试者使用的咀嚼口香糖实验方案与34名咬合–肌肉紊乱受试者使用的一致,也是采用JT-3D / BioEMG III进行测定记录。22 将这些无症状受试者先前记录的数据与接受ICAGD处理之前和之后的34例咬合–肌肉紊乱患者进行比较。所有接受治疗的受试者均签署了知情同意书,而且IRB审查委员会也对研究方案进行了评估,并获得批准(BIRB/95Z/2021)。
根据每位受试者接受ICAGD处理前的左右侧咀嚼数据(n = 68),计算出组内平均很大闭口速度和急动函数。首先测定分𬌗时间和肌电数据,然后应用ICAGD牙冠重塑成形术,通过尽可能多地去除侧方运动中包括磨牙和前磨牙在内所有后牙上存在的𬌗干扰,来缩短左右侧分𬌗时间。在ICAGD后T-ScanTM / BioEMG III同步数据集 (DT ≤ 0.5秒/侧向运动)验证了这一数值公差非常高。在ICAGD处理后第1天和3个月测定左右侧分𬌗时间。而且在ICAGD处理之后,采用重复完全相同的咀嚼口香糖实验方案记录,以获得每个受试者咀嚼口香糖功能数据的新样本。
综合ICAGD前后左右侧咀嚼口香糖的记录(前34;后34)可以生成68条平均闭口速度和68条平均数值急动函数曲线。然后通对68名受试者单独的平均速度和加速度拐点平均数量的平均计算来获得群体均值。对于所选择的性别和年龄匹配的无症状受试者对照组的记录,采用完全相同的处理过程和计算相同的咀嚼参数,并将其与接受ICAGD处理的受试者进行比较(Alpha = 0.05)。见表2。
对于患者组内分𬌗时间数据和咀嚼口香糖闭口速度数据采用Student's配对t检验。组间比较采用Student's未配对t检验。为了分析患者组内急动函数峰值计数,采用Wilcoxon Signed-Rank检验,而组间的急动函数峰值计数比较则采用Mann-Whitney U检验 (Alpha < 0.05)。
分𬌗时间
除两名患者外,所有患者的平均分𬌗时间均显著缩短,平均缩短1.56秒,而两名患者则保持不变(表2)。虽然ICAGD后大多数患者的分𬌗时间显著缩短,但仍有25%的患者不能将分𬌗时间缩短到小于0.5秒的理想分𬌗时间。虽然接受治疗的患者没能达到与无症状对照组相同的运动顺畅程度,但是所有三个测量参数都有显著地朝向对照组值方向变化的趋势。
很大闭口速度
ICAGD处理后,平均很大闭口速度显著增加(p < 0.00001),数值接近于对照组。虽然治疗组的平均很大闭口速度于对照组的平均值不相等,但是部分个体在处理后的测定值达到对照组的数值(表2)。
闭口顺畅度
在ICAGD处理后,急动函数峰数的平均数值显著减少(p < 0.00001),这表明咀嚼运动顺畅度显著改善。虽然治疗组的平均值没有达到对照组的平均值,但是许多治疗组的个体闭口急动峰数表现出与对照组的平均加速度峰数相接近的情况(表2)。
后续研究结果表明,在接受ICAGD处理的受试者测定结果中观察到,咀嚼急动在ICAGD处理一周后显著改善,ICAGD使得受试者延长的分𬌗时间缩短至平均0.5秒以内。对于整个实验组,在咀嚼循环的开闭口过程中,加速度拐点的数量都有显著的减少。此外,平均闭口速度的增加也表明,接受ICAGD处理后受试者的功能得到了改善(见表2)。值得注意的是,28%的受试者产生的速度位于对照均值的95%可信区间内。这些结果有力地表明,在ICAGD处理后的一周内,这一功能障碍组的综合咀嚼功能总体发生了显著变化,显示出更快、更顺畅的咀嚼口香糖能力。重要的是,这项研究的结果直接支持了早期的平均咀嚼模式(ACP)研究23和另一项后续咀嚼顺畅度研究的结果。急动峰数的改善反映出许多ACP参数的改善。这项研究的结果支持先前发表的分𬌗时间缩短/ ICAGD研究的结果,其中咀嚼改善会伴随着许多慢性肌肉OMD症状的减少。
在之前的一项针对TMJ关节内紊乱的受试者研究中,确定了慢性咀嚼功能紊乱与较低的平均急动函数数值相关,而快速咀嚼功能紊乱与较高的平均急动函数水平有关。在本研究中,由于ICAGD治疗组增加了平均很大闭口速度,同时减少了急动函数峰数的数量,从而使得咀嚼功能更顺滑。值得注意的是,很大速度平均值的增加和急动峰数平均数量的减少使得接受治疗的功能障碍受试者向对照组的数值靠拢,这表明在减少侧方运动时的分𬌗时间后,咀嚼功能的流畅性得到改善。
在ICAGD处理后的平均咀嚼模式(ACP)图(图8)中,可以直观地观察到ACP的变化,并进行数值计算。随着双侧分𬌗时间的缩短,受试者的咀嚼速度明显提高,其ACP平面形状(红色张口&青色闭口曲线)与对照组形状(黑线)更加接近,平滑度显著提高(闭口时急动峰数从9.8降低至5.3)。事实上,在ICAGD处理后,受试者的咀嚼速度大幅增加,而急动峰数的数量减少,更接近于正常的总体咀嚼功能。对于整个受试者组也是如此,因为该组的平均闭口速度显著增加,而急动函数峰数的平均数量明显减少。虽然将患者的咀嚼功能恢复到完全正常的目标是值得称赞,但实际上并不现实。然而对于ICAGD后的患者来说,测量值接近正常参数的变化通常是显著的。
为了评估同一受试者咀嚼功能的额外改善(图8),根据ICAGD处理前、后数据分别计算出平均咀嚼循环(ACC;图9)。肌肉功能的平均咀嚼循环模式说明了ICAGD处理后咀嚼肌活动的改善。咀嚼循环持续时间从超过1.5秒/循环下降到1.0秒/循环。平均变异系数从0.37下降到0.23,这表明肌肉收缩模式变得更加一致。肌肉模式的层次结构没有改变,但肌肉活动的分布与正常对照组的II类咬合模式相似。
单个受试者的急动函数改善范例如图10所示。随着咀嚼速度的增加,急动函数的峰数减少。值得注意的是,ICAGD处理后急动幅值的增加(从ICAGD前的15倍增加到ICAGD后的30倍),表明这个受试者咀嚼的速度和加速度都增加了。张口时,峰值数量从6个减少到3个。闭口时,峰值数也减少了大约一半(从14个减少到7个)。
局限性
本研究的局限性在于,为先前重新分析的ICAGD处理的受试者组中额外增加的治疗受试者,以增加33%的受试者群体数量。然而,与先进项研究不同的是,该研究使用了一些ICAGD处理的受试者的数据,而这些受试者是以ICAGD处理前后的自身作为对照的,本研究中34名ICAGD处理受试者则与年龄和性别相匹配的无症状对照组进行了功能比较。
结论
对于这组肌肉功能紊乱的受试者,通过即刻完全前导形成 (ICAGD) 牙冠重塑成形术来缩短分𬌗时间,以减少有害的早接触持续时间,允许功能紊乱的治疗对象以接近无症状的正常受试者的咀嚼参数,实现更快更顺畅地咀嚼口香糖。
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