双能计算机断层扫描颞下颌关节盘胶原密度定量分析及其与关节退变和性别差异的关联研究

　　本研究利用双能计算机断层扫描（DECT）技术，首次对颞下颌关节（TMJ）盘的胶原密度进行定量分析，探讨其与关节退变、年龄及性别的关系。结果显示，女性及存在TMJ退变的患者胶原密度显著降低，提示DECT胶原密度图谱可作为评估TMJ结构和功能完整性的有力工具，为早期诊断和干预提供了新思路。

　　

颞下颌关节（Temporomandibular Joint, TMJ）是人体最复杂的关节之一，连接下颌骨与颅底颞骨，承担咀嚼、说话等重要功能。其关节盘作为纤维软骨结构，在缓冲压力、维持关节稳定中发挥关键作用。胶原纤维是关节盘的核心组成成分，直接影响其力学性能和结构完整性。以往研究表明，TMJ退行性病变（如骨关节炎）与胶原网络结构改变密切相关，尤其在女性人群中发病率较高，但其内在生物学机制尚未明确。传统的影像学方法如磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）虽可显示关节盘的形态学变化，却难以实现胶原成分的无创定量分析，限制了对其早期退变机制的深入理解。

在这一背景下，双能计算机断层扫描（Dual-Energy Computed Tomography, DECT）作为一种新兴成像技术，通过高低两种能量X射线的物质分解算法，能够生成组织特异性图谱，如胶原密度图（collagen density mapping），已在韧带、椎间盘等组织中展现出应用潜力。然而，该技术在TMJ盘胶原定量分析中的可行性和临床意义尚属空白。为此，由Sevtap Tugce Ulas领衔的研究团队开展了一项回顾性研究，旨在利用DECT技术分析TMJ盘中胶原密度，并探讨其与关节退变、性别、年龄等因素的关联，该研究最终发表于《BMC Medical Imaging》。

本研究纳入了2019年5月至2020年8月期间因颈部疾病（如头颈部肿瘤、炎症等）接受DECT扫描的155例患者（共310个TMJ），排除了患有风湿性关节疾病或图像质量不佳的个体。利用厂商提供的胶原密度图重建算法，在矢状面上以标准化8.0 mm2 区域兴趣（Region of Interest, ROI）对关节盘胶原密度（discal collagen density, DCD）进行定量测量，单位为亨氏单位（Hounsfield Unit, HU）。同时，由两位经验丰富的放射科医生采用3分法（0：正常，1：中度退变，2：重度退变）独立评估TMJ的骨关节炎程度。采用广义估计方程（Generalized Estimating Equations, GEE）校正个体内双侧关节数据的相关性，分析DCD与退变等级、性别、年龄、放疗史等因素的统计关联。

研究结果

Degeneration of the TMJ：

在310个TMJ中，27.2%（87个）存在退行性改变，其中4.7%（16个）为重度退变。男性与女性在退变分布上无显著差异（p=0.066），但女性中重度退变比例较高（10.0% vs 4.0%）。双侧退变发生率为14.8%。两位评估者间的一致性较高（Cohen's kappa=0.664）。

Discal collagen density：

未调整的TMJ盘平均胶原密度为142.3 HU（标准差42.7，范围11.4–243.2）。GEE多变量分析显示，DCD与关节退变（β= -11.4, 95%CI: -22.3~ -0.6, p=0.039）和女性性别（β= -22.8, 95%CI: -36.7~ -8.8, p=0.001）均呈显著负相关，即退变者和女性的胶原密度显著降低。年龄、放疗或化疗史未显示独立影响。经退变等级校正后，男性平均DCD为146.3 HU（SD 42.1），女性为123.8 HU（SD 40.7），差异极显著（p<0.001）。

讨论与结论

本研究首次证实DECT胶原密度定量技术在TMJ盘分析中的可行性，并揭示女性及关节退变者的胶原密度显著较低。这一发现与既往关于雌激素影响胶原代谢、女性更易出现结缔组织退变的假说一致。胶原密度降低可能反映TMJ盘结构弱化和功能受损，是退行性变的早期生物学标志。

DECT胶原密度成像为TMJ评估提供了新的视角，它不仅可辅助传统MRI在形态学评估中的不足，还能在常规CT检查中快速、无创地获取胶原成分信息，具有较高的临床转化潜力。尤其在肿瘤患者频繁接受CT检查的背景下，该技术可同步实现TMJ退变的早期筛查与监测。此外，结合新兴的光子计数CT（photon-counting CT）和MRI定量序列（如T1rho、超短回波时间序列），未来研究可进一步探索多模态成像在TMJ病理机制中的作用。

然而，本研究仍存在若干局限：缺乏组织学验证；样本主要来源于肿瘤患者，可能存在选择偏倚；未考虑体重指数、系统性结缔组织病等混杂因素；ROI定位未评估观察者间变异。此外，由于队列中男性占多数（125例 vs 30例女性），结论的外推需谨慎。今后需扩大样本量、平衡性别比例，并结合组织病理学与MRI生物标记进行深入验证。

总之，该研究为理解TMJ退变的分子机制和临床早期诊断提供了重要依据，DECT胶原密度定量技术有望成为改善TMJ疾病诊疗策略的有效工具。