拡散強調画像を用いた顎関節症の病態による下顎頭骨髄の定量的評価
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(2) 村岡. 歯科放射線 2021 年 3 月. ける下顎頭骨髄の Apparent diffusion coefficient values （以下 ADC 値）を測定し定量評価した報告はない。本研 究の目的は，拡散強調画像を用いて顎関節症の病態が下顎 頭骨髄へ与える影響を定量的に評価することである。 対象および方法 本研究は日本大学松戸歯学部の倫理委員会の承認を得て おり，また MRI 撮像に際して，インフォームドコンセント を行い患者の同意を得ている（EC15-12-009-1） 。対象は 2017 年 4 月から 2018 年 3 月の間に顎関節症の疑いにて MR 撮像を施行し，同時に STIR 像，DWI を撮像した 57 症例 111 顎関節（男性 12 例，女性 45 例，年齢 20 ～ 81 歳， 平均 49.81 歳）とした。内訳は（関節円板の転位のみられ た 97 顎関節，Joint effusion のみられた 59 顎関節，皮質. Figure 1 ADC map of the mandibular condyle bone marrow（ROI）. 部の吸収または下顎頭の変形のみられた 54 顎関節）であっ た。尚，本研究では下顎頭の皮質部の消失のみられる場合， 皮質部の吸収（Erosion）とし，また，骨棘（Osteophyte） ， 平坦化（Flattening）等の所見を伴うこれらの場合に下顎 頭の変形と定義した。関心領域（Region of interest：以下. Table 1 Mean ADC value of the condylar bone marrow in total TMJs Total TMJs（n＝111）. ROI）の設定や ADC 値の測定が不可能であることが予想さ れた骨硬化（Sclerosis） ，委縮（Atrophy） ，骨表面の陥凹. 49.81 ± 17.12. Age. （Concavity） ，嚢胞形成（Subchondral pseudocyst） ，アー 使用した MRI 装置は 1.5T 超伝導型（Intera Achieva. Sex Male Female. 1.5T Nova；Philips Medical Systems，Best，Netherlands）. Mean of ROI（mm2）. で あ り，TMJ surface coil コ イ ル お よ び 5 チ ャ ン ネ ル. Mean of ADC value（×10 mm / s）. チファクトにて画像評価が困難なものは対象から除外した。. 24 87 14.96 ± 2.47 －3. フェーズドアレイコイルを用いて撮像を行った。撮像条件. 2. 0.79 ± 0.21. SD＝Standard deviation. は ス ピ ン エ コ ー 法 を 用 い， プ ロ ト ン 密 度 強 調 画 像. （1500 / 30ms（TR / TE） ，3 mm（スライス厚） ，192 × 256. ） ，矢状断 T2 強調 （マトリックス） ，120 × 120mm（FOV）. 射線専門医が評価・計測を行い，ADC 値（mm2 / s）につ. 像（3500 / 120ms（TR / TE） ，3 mm（スライス厚） ，192 ×. い て は 平 均 と し た。 評 価 者 間 の 一 致 率 はκ係 数 お よ び. 256（マトリックス） ，120 × 120mm（FOV） ） ，および体. Intraclass correlation coefficients（ICC）を用いて算出. 軸横断拡散強調像（5000 / 65ms（TR / TE） ，6 mm（スラ. した。基準は～ 0.20（わずかに一致） ，0.21 ～ 0.40（概ね. ，350 × 230mm イス厚） ，320 × 256（ マ ト リ ッ ク ス ）. 一致） ，0.41 ～ 0.60（適度に一致） ，0.61 ～ 0.80（かなり一. ）であった。関節円板およ （FOV） ，0，1000s / mm2（b 値）. 致） ，0.81 ～ 1.0（ほとんど一致）であった。統計解析には. び下顎頭の変形および皮質部の吸収の評価はプロトン密度. SPSS（SPSS version 21.0 Ⓡ，IBM Japan Inc., Tokyo,. 強調画像で行い，Joint effusion の評価は矢状断 T2 強調像. Japan）を用いた。全 111 顎関節における関節円板の転位. に て，Larheim ら の grading system を 用 い，No fluid，. の有無，Joint effusion の有無，下顎頭の変形および皮質. Minimal fluid，Moderate fluid，Marked fluid，Extensive. 部の吸収の有無を説明変数とし，さらに下顎頭骨髄の. fluid の 5 つの Category に分 類し ，本 研究では Minimal. ADC 値を目的変数として Mann-Whitney U test および. fluid，Moderate fluid，Marked fluid，Extensive fluid を. 重回帰分析によって検討した。重回帰分析の残差の正規性. Joint effusion を有するものとして評価した。下顎頭骨髄. の確認は Shapilo-wilk test にて行った。P ＜ 0.05 で有意. の ADC 値の計測は，専用のワークステーション上で体軸. 性を示すものと考えた。. 1. 横断拡散強調画像から体軸横断の ADC-map の作成を行. 結 果. い，MR コンソール上にて下顎頭が最大面積となる選択し. 全顎関節における下顎頭骨髄の平均 ADC 値は 0.79 ±. た断層上で関心領域（ROI）を手動で設定し，ADC-map. 0.21（ × 10－3mm2 / s ± SD）であった（Table 1）。また，. 上にて計測を行った（Figure 1）。計測は，2 人の歯科放 59.
(3) 歯科放射線 60 巻 2 号. 村岡 Table 2 Frequency of various TMJ conditions in each age group Osteophyte formation, flattening, and erosion （n＝54）. Disk displacement （n＝97）. Age groups. Joint effusion（n＝59）. 20-29. 42.9％（9 / 21）. 90.5％（19 / 21）. 30-39. 72.3％（8 / 11）. 100.0％（11 / 11）. 81.8％（9 / 11）. 40-49. 45.0％（9 / 20）. 75.0％（15 / 20）. 35.0％（7 / 20）. 47.6％（10 / 21）. 50-59. 73.7％（14 / 19）. 84.2％（16 / 19）. 52.6％（10 / 19）. 60-69. 50.0％（14 / 28）. 89.3％（25 / 28）. 42.9％（12 / 28）. 70-79. 40.0％（4 / 10）. 90.0％（9 / 10）. 50.0％（5 / 10）. 80＋. 50.0％（1 / 2）. 100.0％（2 / 2）. 50.0％（1 / 2）. Table 3 Relationships between the ADC values of the condylar bone marrow and various TMJ conditions ADC value of the condylar bone marrow ± SD（×10－3mm2 / s） Absent. Present. 0.71 ± 0.14. Joint effusion（n＝59）. 0.88 ± 0.23 ＊＊. 0.67 ± 0.22. Disk displacement（n＝97）. 0.81 ± 0.22 ＊. Osteophyte formation, flattening, and erosion（n＝54）. 0.65 ± 0.08. 0.95 ± 0.20 ＊＊. SD＝Standard deviation ＊P＝0.032 ＊＊P＜0.001. Table 4 Multiple regression analysis of predictors of condylar bone marrow ADC values B［95% CI］ Joint effusion Disk displacement Deformities and erosion. Std. error. β. t-value. P-value. 0.061［0.015-0.129］. 0.027. 0.155. 3.478. P＝0.013. －0.018［－0.102-0.077］. 0.042. －0.028. －0.426. P＝0.781. 0.191［0.153-0.234］. 0.017. 0.719. 10.958. P＜0.001. Note：R＝0.74，R ＝0.55，Adj. R ＝0.53 2. 2. 各年齢群における Joint effusion，関節円板の転位，下顎. 場合には下顎頭骨髄の ADC 値は有意な上昇がみられた。. 頭の変形または，皮質部の吸収の発現率を Table 2 に示す。 Mann-Whitney U test では Joint effusion，関節円板の. （P ＜ 0.001） ま た，Joint effusion が み ら れ る 場 合 に も ADC 値は有意に上昇した。（P ＝ 0.013）関節円板の転位. 転位，下顎頭の変形または，皮質部の吸収の各所見の有無. の有無による ADC 値への影響はみられなかった（P ＝. によって ADC 値に有意差がみられた（P ＜0.05） （Table 3） 。. 0.781）（Figure 2）。. さらに下顎頭骨髄の ADC 値を目的変数とする重回帰分析. κ係数は Joint effusion，関節円板の転位，下顎頭の変. を行った結果を Table 4 に示す。尚，Shapilo-wilk test で. 形 ま た は， 皮 質 部 の 吸 収 で 各 々 0.89（ ほ と ん ど 一 致 ），. は P ＝ 0.047 であり，残差の正規性が示されていた。評価. 0.77（かなり一致），0.83（ほとんど一致）であった。ま. を行った 3 要因のうち，関節円板の転位の有無を除いた 2. た，下顎頭の骨髄における ADC 値は ICC ＝ 0.66（かなり. 要因において有意な下顎頭骨髄の ADC 値への影響が見ら. 一致）であった。. れた。特に下顎頭の変形または，皮質部の吸収がみられる 60.
(4) 村岡. 歯科放射線 2021 年 3 月. Figure 2 A 72-year-old female with temporomandibular disorders A：Segmentation of the condylar bone marrow was manually performed on ADC maps. Significantly higher ADC values were seen at the sites affected by joint effusion or erosion and deformities. B, C, D, E：Proton density-weighted images and T2-weighted images showed erosion and deformities（arrow）and joint effusion（arrowhead）.. 収により単純 X 線写真で所見がみられるようになり，MRI. 考 察. でも評価可能である。過去の報告において皮質部の吸収の. 本研究では評価を行った関節円板の転位の有無，Joint. みられた患者のうち 34 ～ 85％で疼痛を伴っていたとの報. effusion の有無，下顎頭の変形または皮質部の吸収の有無. 告もみられ13，さらには骨吸収の程度が強いほど痛みの程. の 3 要因のうち，関節円板の転位の有無を除いた 2 要因. 度も増加するという報告もみられる14。疼痛との関連が多. において有意な下顎頭骨髄の ADC 値への影響が見られた。. く報告されているこれら所見は，顎関節患者の診断および. MRI は顎関節領域において頻用されており，関節円板の. 治療における重要な画像所見であることは明白である。本. 評価のみならず下顎頭の形態，骨髄の性状，皮質部の骨吸. 研究では拡散強調画像を使用して，関節円板の転位の有無，. 収，Joint effusion の有無等がプロトン密度強調画像や. Joint effusion の有無，下顎頭の変形または皮質部の吸収. T2 強調画像により評価可能である 。MRI の撮像条件の. の有無が下顎頭骨髄へ与える影響を ADC 値の計測により. うち拡散強調画像は水分子のブラウン運動を利用した撮像. 定量的に評価することを目的とした。重回帰分析において. 法であり，そこから ADC-map を作成することによって. は関節円板の位置の変化による下顎頭骨髄の ADC 値への. T2 コントラストの影響を受けない拡散運動の定量評価が. 明らかな影響はみられなかったが，Joint effusion，およ. 可能となる。医科領域における過去の研究報告は多く，急. び下顎頭の変形，皮質部の吸収により下顎頭骨髄の ADC. 性期脳梗塞や悪性腫瘍で ADC 値は低値となり，炎症性の. 値 は 明 ら か に 高 値 を 呈 す る 傾 向 が み ら れ た。Mann-. 浮腫性変化や良性腫瘍では比較的高値を呈することが既知. Whitney U test で関節円板の位置において ADC 値に有. である5，10。近年，顎口腔領域においても盛んに研究やそ. 意性がみられていたが（P ＝ 0.032），重回帰分析では見ら. れを基とした臨床応用が行われている 。過去の報告で，. れなかったのは交絡因子（ここでは Joint effusion，およ. 顎関節にみられる Joint effusion が下顎頭周囲咀嚼筋に与. び下顎頭の変形，皮質部の吸収）による影響があったこと. える影響を拡散強調画像にて評価した研究報告等がみられ. が原因と考えられる。血管性浮腫では細胞間質中の滲出液. るが 4，顎関節症の病態による下顎頭骨髄を拡散強調画像. の増加が ADC 値の高値を引き起こすとされることから15，. にて定量評価，検討した研究報告はみられない。. 本結果は上記病態が，下顎頭骨髄の血管性浮腫を引き起こ. 本研究で評価を行った Joint effusion は，液中に含まれ. し，拡散性の増加によって ADC 値を変化させたものと推. る生化学的因子の存在により顎関節部の疼痛の原因である. 察される。過去の報告では MRI による骨髄浮腫所見が，. という報告がされている11，12。また，変形性顎関節症は顎. 疼痛と関連しているとの報告もみられ16，17，今後，疼痛因. 関節組織の段階的な破壊を特徴とし，骨変形や皮質部の吸. 子を含めた検討する必要があると考える。. 9. 8. 61.
(5) 歯科放射線 60 巻 2 号. 村岡 liams SCR, Leigh PN. Measuring brain stem and cerebellar damage in parkinsonian syndromes using diffusion tensor MRI. Neurology. 2006；67：2199-2205. 8．Oda T, Sue M, Sasaki Y, Ogura I. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging in oral and maxillofacial lesions : Preliminary study on diagnostic ability of apparent diffusion coefficient maps. Oral Radiol. 2018；34：224-228. 9．金田 隆．顎関節 頭頸部の CT・MRI．第 3 版．東京：メ ディカルサイエンスインターナショナル；2019：p.304-326． 10．Eida S, Sumi M, Sakihama N, Sakihama N, Takahashi H, Nakamura T. Apparent Diffusion Coefficient Mapping of Salivary Gland Tumors : Prediction of the Benignancy and Malignancy. Am J Neuroradiol. 2007；28：116-121. 11．Takahashi T, Kondoh T, Kamei K, Seki H, Fukuda M, Nagai H, Takano H, Yamazaki Y. Elevated levels of nitric oxide in synovial fluid from patients with temporomandibular disorders. Oral Surg. 1996；82：505-509. 12．Kaneyama K, Segami N, Nishimura M, Suzuki T, Sato J. Importance of proinflammatory cytokines in synovial fluid from 121 joints with temporomandibular disorders. Br J Oral Maxillofac Surg. 2002；40：418-423. 13．Cevidanes LH, Hajati AK, Paniagua B, Lim PF, Walker DG, Palconet G, Nackley AG, Styner M, Ludlow JB, Zhu H, Phillips C. Quantification of condylar resorption in temporomandibular joint osteoarthritis Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2010；110：110-117. 14．Emshoff R, Bertram F, Schnabl D, Stigler R, Steinmaßl O, Rudisch A. Condylar erosion in patients with chronic temporomandibular joint arthralgia : a cone beam computed tomography study. J. Oral Maxillofac. 2016；74：1343.e1-8. 15．三上雅美．拡散強調 MRI の骨転移質的診断への応用：家兎 骨腫瘍モデルを用いた基礎的検討．日本医学放射線学会雑誌． 2004；64（3） ：107-113. 16．Larheim TA, Westesson PL, Sano T. MR grading of temporomandibular joint : association with disk displacement categories, condyle marrow abnormalities and pain. J Oral Maxillofac Surg. 2001；30：104-112. 17．Koo KH, Ahn IO, Kim R, Song HR, Jeong ST, Na JB, Kim YS, Cho SH. Bone marrow edema and associated pain in early stage osteonecrosis of the femoral head : prospective study with serial MR images. Radiology. 1999；213：715722.. 結 論 顎関節症患者における下顎頭骨髄の ADC 値は Joint effusion および下顎頭の変形または，皮質部の吸収がみら れた場合に有意に影響を受けた。本研究により拡散強調画 像による顎関節症の画像診断への有用性が示唆された。 文. 献. 1．Larheim TA, Katzberg RW, Westesson PL, Tallents RH, Moss ME. MR evidence of temporomandibular joint fluid and condyle marrow alterations : occurrence in asymptomatic volunteers and symptomatic patients. J Oral Maxillofac Surg. 2001；30：113-117. 2．Westesson PL, Brooks SL. Temporomandibular joint : relationship between MR evidence of effusion and the presence of pain and disk displacement. AJR Am J Roentgenol. 1992；59：559-563. 3．Muraoka H, Kaneda T, Kawashima Y, Hirahara N, Fukuda T, Muramatsu T, Ito K. Parotid lymphadenopathy is associated with joint effusion in non-neoplastic temporomandibular disorders. J Oral Maxillofac Surg. 2016；75（3） ： 491-497. 4．村岡宏隆，平原尚久，澤田絵理，徳永悟士，伊東浩太郎，飯 塚紀仁，金田 隆．顎関節における Jointeffusion と咀嚼筋 ADC 値の関係．歯科放射線．2020；59 （2） ：84-89． 5．Sumi M, Sakihama N, Sumi T, Morikawa M, Uetani M, Kabasawa H, Shigeno K, Hayashi K, Takahashi H, Nakamura T. Discrimination of metastatic cervical lymph nodes with diffusion-weighted MR imaging in patients with head and neck cancer. AJNR. 2003；24：1627-1634. 6．Puig J, Blasco G, Schlaug G, Stinear CM, Daunis-I-Estadella P, Biarnes C, Figueras J, Serena J, HernándezPérez M, Alberich-Bayarri A, Castellanos M, Liebeskind DS, Demchuk AM, Menon BK, Thomalla G, Nael K, Wintermark M, Pedraza S. Diffusion tensor imaging as a prognostic biomarker for motor recovery and rehabilitation after stroke. Neuroradiology. 2017；59：343-351. 7．Blain CRV, Barker GJ, Jarosz JM, Coyle NA, Landau S, Brown RG, Chaudhuri KR, Simmons A, Jones DK, Wil-. 62.
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