ヘリカル軸を用いた可塑性顎関節置換術の生体内運動学的評価：歴史的対照を用いたコホート研究

In-vivo kinematic assessment of alloplastic temporomandibular joint replacements by means of helical axis: A cohort study with historical control.

抄録

可塑性顎関節全置換術（TJR）は、保存療法が無効な場合に、正常な下顎機能を回復させるために用いられる外科手術である。瞬時ヘリカル軸（HA）は、グローバルな剛体運動を可視化するために使用される数学的モデルである。下顎運動に適用することで、運動パターンや不規則性を定量化することができる。本研究の目的は、片側および両側のTJR患者におけるHA経路を分析し、対照群と比較することである。15名の患者（片側7名、両側8名、女性11名、24-72歳）と12名の対照群（女性6名、23-40歳）の口の開閉サイクル（n=3）を追跡するために光電子システムを採用した。空間におけるHAの位置は、観察された動きの均等な30ステップについて決定された。HAを中心とした下顎の全回転(Φ)と、HAに沿った全移動(T)を測定した。HAと頭部の解剖学的座標系との間の角度（θ、θ、θ）、HAの空間的方位の大域的変動（θ）、顆頭中心（CP）とHA間の距離（d）およびその軸（x、y、z）上の投影が計算された。全体として、Φはコントロール群で両側手術群より大きく（p=0.002、p=0.003）、θzは片側手術群でコントロール群（p=0.004）および両側手術群（p=0.002、p=0.024）より大きかった。開口時、θ¯はコントロール群で片側手術群より小さかった（p=0.01）。距離dは、対照群に比べ、alloplastic jointsの方が小さかった（全体としてp<0.01）。結論として、TJR患者の下顎HA経路は、空間的位置と変動性の点で対照群と有意に異なっていた。

Alloplastic total temporomandibular joint replacement (TJR) is a surgical procedure used to restore normal mandibular function when conservative therapies fail. The instantaneous helical axis (HA), is a mathematical model used to visualize globally rigid body kinematics. It can be applied to mandibular motion for quantification of movement patterns and irregularities. Aim of this study was to analyze HA pathways in subjects with unilateral and bilateral TJR and compare them to a control group. An optoelectronic system was employed to track mouth opening/closing cycles (n = 3) of 15 patients (7 operated unilaterally, 8 bilaterally, 11 F, aged 24-72) and 12 controls (6 F, aged 23-40). HA position in space was determined for 30 equally-distributed steps of the observed movement. Total mandibular rotation around HA (Φ) and total translation along HA (T) were determined. Angles between HA and the anatomical coordinate system of the head (θ, θ, θ); global fluctuation of HA spatial orientation (θ), distance between condylar center (CP) and HA (d) and its projections on the axes (x, y, z) were calculated. Overall, Φ was larger in controls than in bilaterally operated subjects (p = 0.002, p = 0.003) and θz was larger in unilaterally operated subjects than in controls (p = 0.004) and bilaterally operated subjects (p = 0.002, p = 0.024). During opening, θ¯ was smaller in controls than in unilaterally operated subjects (p = 0.01). The distance d was smaller for alloplastic joints than for controls (p < 0.01 overall). In conclusion, mandibular HA pathways in patients with TJR differ significantly from controls in terms of spatial location and variability.