颞下颌关节骨关节炎的MRI成像诊断

颞下颌关节骨关节炎（temporomandibular joint osteoarthritis，TMJOA）是最严重的颞下颌关节紊乱病（temporomandibular disorder，TMD）之一^［1］，是一种颞下颌关节（temporomandibular joint，TMJ）区的进行性软骨退化、软骨下骨改建、滑膜炎和慢性疼痛为特征的退行性疾病^［2］。TMJOA发病年龄高峰为18~45岁，女性多见，可累及8%~16%的成年人，中国TMJOA的患者数量在4 000万以上^［3］，TMJOA常继发于关节盘移位、外伤、异常习惯及关节功能超负荷^［4］。TMJOA的病理学机制较复杂，TMJ及周围附属结构涉及多因素特征及过程^［5］，目前TMJOA的发病机制及分子学机制尚不清晰。

TMJOA的病理特征表现为关节软骨变性、破坏、丢失以及软骨下骨的系列改变，如髁突骨赘形成（髁突表面向外生长的骨质部分）、磨损（骨皮质及骨皮质下骨质密度减低区）、硬化（骨皮质或骨皮质下骨质密度增高）及髁突扁平^{［6, 7, 8, 9］}。MRI具有软组织分辨率高、多参数及任意角度成像等特点，被认为是评估关节盘、髁突及软组织改变的金标准^{［10, 11, 12］}。

一、TMJOA常规影像学评估

TMJ常规影像学检查序列主要包括斜矢状位及冠状位质子密度加权成像（proton density weighted imaging，PDWI）及斜矢状位脂肪抑制T2加权成像（T2 weighted imaging，T2WI）^{［10, 11］}。不加脂肪抑制的PDWI既可实现对关节盘的观察，同时又可对关节组成骨进行评估，达到替代T1加权成像（T1 weighted imaging，T1WI）的效果，减少了患者的检查时间。脂肪抑制T2WI主要对髁突水肿及关节腔积液进行评估。

正常髁突呈卵圆形，横径为15~20 mm，前后径为8~10 mm，常规MRI影像学可显示髁突骨皮质及骨髓质，而对关节软骨（纤维软骨）显示欠佳。骨皮质因其低质子密度，在斜矢状位PDWI上髁突骨皮质呈均匀光滑线样低信号影（图1A）；髓质内含有大量黄骨髓，因而髁突髓质呈高信号影（图1A）。在斜矢状位脂肪抑制T2WI上骨皮质呈均匀低信号影，髓质呈稍低信号影（图1B）。关节盘通常含有大量胶原纤维，因此在PDWI及T2WI上呈低信号影，闭口位时关节后带通常位于髁突12点钟位置（图1）。有研究显示，在TMJ退变早期，关节盘可能表现为圆形或双凸型，进而发展为关节盘穿孔（图2）^［13］。

注：红色箭头示髁突骨皮质；黄色箭头示关节盘后带；蓝色箭头示髁突骨髓质

大多数MRI成像研究认为MRI增强扫描是TMJOA诊断的金标准^［14］，因为增强MRI检查既可明确活动性关节炎，又可评估关节炎并发症。活动性TMJOA主要表现为关节腔积液、骨髓水肿及滑膜强化，而TMJOA后遗改变主要为髁突或关节盘形态改变、关节翳及骨赘形成。MRI对比剂可滞留于脑部及其他组织^［15］，因此采用MRI增强检查检测TMJOA的安全性一直受到质疑。传统MRI成像也可对关节腔积液、骨髓水肿及骨赘进行准确评价。但对于早期新发的TMJOA患者，MRI诊断的特异性较低^{［16, 17］}。急性TMJOA主要表现为关节腔积液或滑膜增厚，而慢性TMJOA主要表现为髁突形态变化或磨损改变^［16］。Weiss等^［16］研究中急性TMJOA的MRI检出率为75%，慢性TMJOA的MRI检出率为69%，总检出率为53%。而Hechler等^［18］系统综述显示，MRI诊断急性及慢性TMJOA的敏感度为72%，特异度为83%。

骨赘形成通常发生于TMJOA晚期，可稳定和加宽关节表面，以更好地承担轴向载荷力^［8］。骨赘常表现为突出髁突表面的高密度骨性结节，因此在PDWI上表现为结节样低信号影（图3A）。磨损是指发生在髁突关节面皮质缘及软骨下区的局灶性密度减低区^［8］，是TMJOA的早期表现，在脂肪抑制T2WI上表现为髁突皮质或皮质下局灶性高信号（图3B）。髁突硬化时其质子含量减少，因此在PDWI及脂肪抑制T2WI上均表现为低信号影（图3C）。而髁突扁平在斜矢状位PDWI上表现为扁平的线样低信号影（图3D）。

大部分TMJOA患者可出现髁突骨髓水肿，MRI可用于评估骨髓水肿，甚至在患者缺少疼痛及临床症状时^［19］。斜矢状位脂肪抑制T2WI可用于评估髁突骨髓水肿，而不加脂肪抑制PDWI影像由于水及骨髓均为高信号，因此水肿不能突出显示（图4）。

二、TMJOA三维PDWI成像

相对于常规的二维PDWI，三维PDWI成像可提供更高的分辨率及更大的扫描范围，同时也可行多平面重建，如容积等体素快速自旋回波采集PDWI成像。TMJ三维成像主要采用三维等体素采集，三平面重建及利用反色技术对髁突骨皮质进行观察。

正常髁突在三维PDWI上皮质表现为光滑均匀的低信号，髓质为均匀高信号，髁突形态为椭圆形，关节盘为低信号影（图5A）；在反色三维PDWI上髁突皮质为均匀光滑的高信号影，而髓质为均匀低信号（图5B）。TMJOA患者的骨赘及骨质硬化均表现为低信号，反色三维PDWI为高信号（图6）。髁突磨损在三维PDWI呈骨皮质低信号消失，关节面下可见斑片状稍高信号，反色三维PDWI上稍低信号影（图7）。

注：蓝色箭头示关节盘；黄色箭头示髁突骨皮质；红色箭头示髁突骨髓质

注：箭头示髁突骨皮质

三、TMJOA的MRI骨皮质成像

超短回波时间（ultrashort echo time，UTE）成像技术是一种可以快速探测关节盘、纤维软骨及皮质骨等具有短及超短T2弛豫时间组织信号的MRI成像技术。UTE技术是在激发结束后立即使用短射频脉冲采集数据，在信号衰减之前检测来自短T2组织的信号^［20］。UTE技术可以较好地显示TMJ关节盘、纤维软骨及髁突形态，在减影技术的辅助下效果更佳，同时也可以进行T2、T2*及T1ρ等定量评估^［21］，活体研究证实T2*及T1ρ与TMJ关节盘的生物学特性显著相关，对于有TMJ疼痛症状及弹响的TMD患者，其关节盘的T2*值显著高于无症状的志愿者^［22］，因此，UTE技术可作为一个潜在的监测TMD进展变化的工具。

传统CT和锥形束CT被用于评估髁突及关节窝的骨性改变，而MRI对这些变化不敏感。但UTE技术可以可靠地评估TMD患者的骨性变化（如骨表面、曲率及容积），且与CT评估具有高度相关性^［23］，是一种评估髁突形态学变化的可行工具（图8）。因此，传统MRI检查结合UTE技术可以同时评估TMD患者的软组织及骨性组织变化，且可减少CT的辐射损伤。

注：箭头示髁突骨皮质呈高信号影

总之，TMJOA的主要特征为髁突发生骨赘、磨损、硬化及扁平改变等，MRI的高分辨率成像及新技术的不断出现对于TMJOA的评估具有优势，有助于TMJOA的早期诊断、治疗计划制订及疗效评估。