颞下颌关节紊乱病关节杂音的频谱分析
作者：李建 黄小平 吴凤鸣
单位：李建(南京医科大学附属口腔医院 南京，210029)；吴凤鸣(南京医科大学附属口腔医院 南京，210029)；黄小平(南京医科大学基础医学院)
关键词：颞颌关节音；频谱分析；颞下颌关节紊乱病
临床口腔医学杂志000109 摘 要：为探讨计算机频谱分析颞下颌关节紊乱病(TMD)杂音的临床价值，采用多道生理仪同步记录双侧关节音，计算机分析32例TMD关节音声谱有关参数。结果表明：TMD马绪臣氏一、二、三类开闭口关节音的频域>1250Hz的总能量存有显著性差异(P<0.001)，其>1250Hz/<1250Hz的能量比亦存有显著性差异(P<0.001)，说明谱分析可作为TMD的一个较灵敏、无损伤的辅助诊断方法。
分类号：R782.63 文献标识码：A
, 百拇医药
文章编号：1003-1634(2000)01-0022-02
Frequency Spectrum Analysis of the Joint’s Sound form Temporomandibular Disorder
Li Jian,Wu fengming
(Stomatological hospital,Nanjing Medical University,Nanjing 210029)
Huang Xiaoping
(Preclinical Medicine College of Nanjing Medical University,Nanjing,210029)
, 百拇医药 Abstract：Aim The purpose of this study is to explore the clinical significance of frequency spectrum analysis in joint’s sound with temporomandibular disorder(TMD).Methods The computer is connected with polygraph system,bilateral temporomandibular joint’s sound are recorded synchronously,and 32 cases of the TMD Joint’s are prossed with the method of frequency spectrum analysis.Results On the energy there are significant differences both opened and closed joint’s sound of Ma’s Ⅰ,Ⅱ and Ⅲ class of TMD.(P<0.001);and so are the energy rate (P<0.001).Conclusion The method of the frequency spectrum analysis may provide a more sensitive and noninvasive tool for auxiliary diagnosis of TMD.
, http://www.100md.com
Key words：temporomandibular joint’s sound frequency spectrum analysis temporomandibular disorder (TMD).▲
颞下颌关节杂音是颞颌关节紊乱病(Temporomandibular disorders,TMD)最主要症状之一，作者通过对TMD杂音的计算机频谱分析，总结32例TMD与正常关节音声谱有关参数，探讨TMD杂音与其颞颌关节内部的病理改变关系，为临床诊治TMD提供一个无痛、无创伤的检测方法，也可作为TMD治疗前后关节变化对比分析更直观的材料。
材料与方法
检测仪器
1.日本NIHOWKOHDEN公司产多道生理记录仪一台，其配套有声电传感器和模拟信号放大器、显示记录器。
, 百拇医药
2.BM162C通用医学信号接口卡。
3.计算机选用PC兼容机(CPU∶486)
为避免干扰，检测在金属屏蔽室内进行。
受试者选择和检查
1.正常关节音：20例被检者在下颌开闭口运动中自己听不到任何杂音，听、触诊检查亦无杂音发现，颞颌关节音图测试几成一直线(振幅不超过2mm)。
2.非正常关节音：24例门诊确诊为TMD患者并伴有杂音的32侧(或称32例)颞颌关节，在下颌运动中自己能感触到明显杂音，听、触诊亦可见明显杂音，关节音图振幅在1cm以上。
3.X线检查：非正常关节音患者摄Shullers 位关节片，有磨擦音、破碎音患者加关节腔造影检查，结合临床按马绪臣分类法〔1〕进行分类并观察其结果。
, 百拇医药
4.颞颌关节音采集及处理：被测试者端坐，将两只声电传感器分别固定于耳屏前颞颌关节区，嘱匀速地做张闭口运动，并在1.5秒内完成，计算机同步采集两侧音响信号并存盘，采用每通道10K/秒采样率〔2〕。通过声换能器将杂音转换成电信号，计算机采集模拟电信号，放大后的电信号经模拟/数字(A/D)转换器转换成数字信号，对所得的数字信号进行频谱分析，给出关节音在不同频率上的能量分布(即功率谱)，对关节音声谱特性参数进行分析，找出关节音特征与不同类型关节紊乱病之间的相关性。
统计学处理：数值以
表示，采用t检验，全部数据输入计算机应用SPSS软件处理。
结 果
对20例正常关节音与32例非正常关节音的检测与计算机谱分析表明，其关节音的相对总能量在正常与非正常之间存有显著性差异(P<0.001)(表1)。TMD马氏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类之间在下颌开闭口运动中功率谱能量均值除Ⅰ与Ⅱ在闭口时无显著性差异外(P>0.05)，余均有显著性差异(P<0.001)(表2)。表2在频域>1250H2时,TMD开闭口杂音在马氏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类之间的总能量及其>1250Hz/<1250Hz的能量比均有高度显著性差异(P<0.001)，(表3，4)。
, http://www.100md.com
表1 正常人与TMD患者下颌运动关节音相对总能量均值比较 分 类
例数
开 口
闭 口
正常人
20
23.4±6.5
14.2±3.4
TMD患者
32
5655.1±869.4
3898.8±534.8
, http://www.100md.com
P
<0.001
<0.001
表2 TMD马氏分类及其下颌运动功率谱均值的比较 马氏分类
例数
开 口
闭 口
Ⅰ
7
4102.6±116.9
3431.6±145.1
Ⅱ
, http://www.100md.com
13
5928.8±178.5
3549.0±110.6
Ⅲ
12
6258.6±230.2
4550.4±186.0
P(Ⅰ与Ⅱ)
<0.001
>0.05
P(Ⅱ与Ⅲ)
<0.001
, 百拇医药
<0.001
P(Ⅰ与Ⅲ)
<0.001
<0.001
表3 TMD患者开口音功率谱分析 马氏分类
例数
总 能 量
能 量 比
>1250Hz/<1250Hz
峰值频率
<1250Hz
>1250Hz
, 百拇医药
Ⅰ
7
3635.4±95.8
467.1±43.8
0.13±0.01
391.3±22.9
Ⅱ
13
4790.5±144.3
1128.7±84.0
0.24±0.02
436.9±29.9
, 百拇医药
Ⅲ
12
3664.1±139.9
2610.6±108.8
0.71±0.02
506.4±47.5
P(Ⅰ与Ⅱ)
<0.001
<0.001
<0.001
<0.01
P(Ⅱ与Ⅲ)
, 百拇医药
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
P(Ⅰ与Ⅲ)
>0.05
<0.001
<0.001
<0.001
表4 TMD患者闭口音功率谱分析 马氏分类
例数
总 能 量
, 百拇医药
能 量 比
>1250Hz/<1250Hz
峰值频率
<1250Hz
>1250Hz
Ⅰ
7
3431.6±145.1
0±0
0±0
190.9±16.2
Ⅱ
, http://www.100md.com 13
3346.6±103.5
202.4±28.3
0.06±0.01
245.2±30.1
Ⅲ
12
3529.9±143.6
1020.5±64.2
0.29±0.02
228.6±23.0
P(Ⅰ与Ⅱ)
, 百拇医药
>0.05
<0.001
<0.001
<0.001
P(Ⅱ与Ⅲ)
<0.01
<0.001
<0.001
>0.05
P(Ⅰ与Ⅲ)
>0.05
<0.001
, 百拇医药 <0.001
<0.01
讨 论
1.分析参数的设定
1.1 频域分析范围：报道的频域分析范围各有不同〔3〕，笔者选用无空气阻尼电容式传感器有较好的高频响应特性，用10K/秒的采样速度对1024个数据点作快速付里叶变换，在0-5KHz范围内仍可有频谱显示，这将有利于进一步对不同类型TMD关节杂音作出鉴别分析〔2〕。
1.2 总能量与声能比：笔者和一些文献的研究都显示了关节音总能量的高低〔4〕，表1的结果显示正常人与TMD患者的关节音总能量具有显著性差异(P<0.001)。而在TMD马氏Ⅰ与Ⅱ类闭口音的能量值差异无显著性(P>0.05)(表2)。为进一步鉴别分析，本实验将<1250Hz与>1250Hz定为低、高频段，计算每段声能值及高、低频段声能比，表3、4的结果表明>1250Hz的频段，TMD马氏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类在开闭口运动中的总能量及>1250Hz/<1250Hz的声能比均具有极显著性差异(P<0.001)，TMD病变越严重，其高频段能量值越高。
, 百拇医药
1.3 峰值频率：即最高能量值对应的频率，从表3结果显示在开口运动中马氏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类三者间峰值频率具有显著性差异(P<0.01)，并随TMD病变程度而提高，而表4闭口音的峰值频率仅马氏Ⅰ类与Ⅱ、Ⅲ类具有显著性差异,与Hutta报道有所不同〔5〕。
2.影响关节音频谱分析的因素
在TMD杂音的检测中，传感器与关节结构组织之间传声阻抗影响； 传感器与关节之间的距离及传感器的位置对声学传送的适宜程度都会影响幅度信息的准确性。另外下颌骨是一个好的传声导体，其源侧到对侧的交叉传导音，听、触诊有时很难辨别，应用谱分析总能量值观察表明关节音从源测传输到对侧其总能量有一定衰减，源侧频谱总能量比对侧大，闭口音高频部分被机体吸收较明显，同步记录双侧关节音的频谱分析可以分辨关节音源侧。再者收集关节音的仪器设备、分析方法不一，其结果因而有异。
3.谱分析TMD杂音临床应用的探讨
, 百拇医药
TMD杂音具有不同的频率、振幅、功率等物理特征，不同类型的病变，病变的不同程度在下颌运动中产生不同的振动，表现为不同的音响，颞下颌关节音图谱分析的结果可作为一种动态、定量观测指标，较之听诊和颞下颌关节音时域曲线提供更多客观反映关节内部变化的种种信息〔3〕，可提高关节音图的临床应用价值。对谱分析的临床应用尚有不同看法〔4〕，本研究的结果证明：声功率谱波形的特定参数的定量比较可以提供一个灵敏的、无损伤的诊断辅助工具〔6〕。本实验病例数相对较少，在各类TMD的总能量上尚难以界定一个标准值，但在频域分析范围上，>1250Hz的高频段，TMD马氏各类能量值差距明显(P<0.001)，与国外许多报道相一致〔3，5〕。这在临床上有一定应用价值，但仍需进一步的研究。■
基金项目：南京医科大学、东南大学两校合作课题
参考文献：
, 百拇医药
[1]马绪臣,邹兆菊，张震康等，颞下颌关节紊乱综合征诊断分类的探讨。中华口腔医学杂志，1985；20：208
[2]Widmalm SE,et al.The wave forms of temporomandibular joint sound clicking and crepitation.J Oral Rehabil 1996 Jan,23(1):44～49
[3]汤玲等，颞下颌关节音图研究进展。国外医学口腔医学分册，1992；19：98～100
[4]Heffez L,et al.Oral Surg 1986;62:486～495
[5]Hutta JL,et al.Oral Surg 1987;63:151～157
[6]Ishigaki S,et al.Diagnostic accuracy of TMJ vibration analysis for internal derangement and/ or degenerative joint disease.Cranio,1994,Oct.12(4):241～5
收稿日期：1999-08-07, 百拇医药
单位：李建(南京医科大学附属口腔医院 南京，210029)；吴凤鸣(南京医科大学附属口腔医院 南京，210029)；黄小平(南京医科大学基础医学院)
关键词：颞颌关节音；频谱分析；颞下颌关节紊乱病
临床口腔医学杂志000109 摘 要：为探讨计算机频谱分析颞下颌关节紊乱病(TMD)杂音的临床价值，采用多道生理仪同步记录双侧关节音，计算机分析32例TMD关节音声谱有关参数。结果表明：TMD马绪臣氏一、二、三类开闭口关节音的频域>1250Hz的总能量存有显著性差异(P<0.001)，其>1250Hz/<1250Hz的能量比亦存有显著性差异(P<0.001)，说明谱分析可作为TMD的一个较灵敏、无损伤的辅助诊断方法。
分类号：R782.63 文献标识码：A
, 百拇医药
文章编号：1003-1634(2000)01-0022-02
Frequency Spectrum Analysis of the Joint’s Sound form Temporomandibular Disorder
Li Jian,Wu fengming
(Stomatological hospital,Nanjing Medical University,Nanjing 210029)
Huang Xiaoping
(Preclinical Medicine College of Nanjing Medical University,Nanjing,210029)
, 百拇医药 Abstract：Aim The purpose of this study is to explore the clinical significance of frequency spectrum analysis in joint’s sound with temporomandibular disorder(TMD).Methods The computer is connected with polygraph system,bilateral temporomandibular joint’s sound are recorded synchronously,and 32 cases of the TMD Joint’s are prossed with the method of frequency spectrum analysis.Results On the energy there are significant differences both opened and closed joint’s sound of Ma’s Ⅰ,Ⅱ and Ⅲ class of TMD.(P<0.001);and so are the energy rate (P<0.001).Conclusion The method of the frequency spectrum analysis may provide a more sensitive and noninvasive tool for auxiliary diagnosis of TMD.
, http://www.100md.com
Key words：temporomandibular joint’s sound frequency spectrum analysis temporomandibular disorder (TMD).▲
颞下颌关节杂音是颞颌关节紊乱病(Temporomandibular disorders,TMD)最主要症状之一，作者通过对TMD杂音的计算机频谱分析，总结32例TMD与正常关节音声谱有关参数，探讨TMD杂音与其颞颌关节内部的病理改变关系，为临床诊治TMD提供一个无痛、无创伤的检测方法，也可作为TMD治疗前后关节变化对比分析更直观的材料。
材料与方法
检测仪器
1.日本NIHOWKOHDEN公司产多道生理记录仪一台，其配套有声电传感器和模拟信号放大器、显示记录器。
, 百拇医药
2.BM162C通用医学信号接口卡。
3.计算机选用PC兼容机(CPU∶486)
为避免干扰，检测在金属屏蔽室内进行。
受试者选择和检查
1.正常关节音：20例被检者在下颌开闭口运动中自己听不到任何杂音，听、触诊检查亦无杂音发现，颞颌关节音图测试几成一直线(振幅不超过2mm)。
2.非正常关节音：24例门诊确诊为TMD患者并伴有杂音的32侧(或称32例)颞颌关节，在下颌运动中自己能感触到明显杂音，听、触诊亦可见明显杂音，关节音图振幅在1cm以上。
3.X线检查：非正常关节音患者摄Shullers 位关节片，有磨擦音、破碎音患者加关节腔造影检查，结合临床按马绪臣分类法〔1〕进行分类并观察其结果。
, 百拇医药
4.颞颌关节音采集及处理：被测试者端坐，将两只声电传感器分别固定于耳屏前颞颌关节区，嘱匀速地做张闭口运动，并在1.5秒内完成，计算机同步采集两侧音响信号并存盘，采用每通道10K/秒采样率〔2〕。通过声换能器将杂音转换成电信号，计算机采集模拟电信号，放大后的电信号经模拟/数字(A/D)转换器转换成数字信号，对所得的数字信号进行频谱分析，给出关节音在不同频率上的能量分布(即功率谱)，对关节音声谱特性参数进行分析，找出关节音特征与不同类型关节紊乱病之间的相关性。
统计学处理：数值以
表示，采用t检验，全部数据输入计算机应用SPSS软件处理。结 果
对20例正常关节音与32例非正常关节音的检测与计算机谱分析表明，其关节音的相对总能量在正常与非正常之间存有显著性差异(P<0.001)(表1)。TMD马氏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类之间在下颌开闭口运动中功率谱能量均值除Ⅰ与Ⅱ在闭口时无显著性差异外(P>0.05)，余均有显著性差异(P<0.001)(表2)。表2在频域>1250H2时,TMD开闭口杂音在马氏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类之间的总能量及其>1250Hz/<1250Hz的能量比均有高度显著性差异(P<0.001)，(表3，4)。
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表1 正常人与TMD患者下颌运动关节音相对总能量均值比较 分 类
例数
开 口
闭 口
正常人
20
23.4±6.5
14.2±3.4
TMD患者
32
5655.1±869.4
3898.8±534.8
, http://www.100md.com
P
<0.001
<0.001
表2 TMD马氏分类及其下颌运动功率谱均值的比较 马氏分类
例数
开 口
闭 口
Ⅰ
7
4102.6±116.9
3431.6±145.1
Ⅱ
, http://www.100md.com
13
5928.8±178.5
3549.0±110.6
Ⅲ
12
6258.6±230.2
4550.4±186.0
P(Ⅰ与Ⅱ)
<0.001
>0.05
P(Ⅱ与Ⅲ)
<0.001
, 百拇医药
<0.001
P(Ⅰ与Ⅲ)
<0.001
<0.001
表3 TMD患者开口音功率谱分析 马氏分类
例数
总 能 量
能 量 比
>1250Hz/<1250Hz
峰值频率
<1250Hz
>1250Hz
, 百拇医药
Ⅰ
7
3635.4±95.8
467.1±43.8
0.13±0.01
391.3±22.9
Ⅱ
13
4790.5±144.3
1128.7±84.0
0.24±0.02
436.9±29.9
, 百拇医药
Ⅲ
12
3664.1±139.9
2610.6±108.8
0.71±0.02
506.4±47.5
P(Ⅰ与Ⅱ)
<0.001
<0.001
<0.001
<0.01
P(Ⅱ与Ⅲ)
, 百拇医药
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
P(Ⅰ与Ⅲ)
>0.05
<0.001
<0.001
<0.001
表4 TMD患者闭口音功率谱分析 马氏分类
例数
总 能 量
, 百拇医药
能 量 比
>1250Hz/<1250Hz
峰值频率
<1250Hz
>1250Hz
Ⅰ
7
3431.6±145.1
0±0
0±0
190.9±16.2
Ⅱ
, http://www.100md.com 13
3346.6±103.5
202.4±28.3
0.06±0.01
245.2±30.1
Ⅲ
12
3529.9±143.6
1020.5±64.2
0.29±0.02
228.6±23.0
P(Ⅰ与Ⅱ)
, 百拇医药
>0.05
<0.001
<0.001
<0.001
P(Ⅱ与Ⅲ)
<0.01
<0.001
<0.001
>0.05
P(Ⅰ与Ⅲ)
>0.05
<0.001
, 百拇医药 <0.001
<0.01
讨 论
1.分析参数的设定
1.1 频域分析范围：报道的频域分析范围各有不同〔3〕，笔者选用无空气阻尼电容式传感器有较好的高频响应特性，用10K/秒的采样速度对1024个数据点作快速付里叶变换，在0-5KHz范围内仍可有频谱显示，这将有利于进一步对不同类型TMD关节杂音作出鉴别分析〔2〕。
1.2 总能量与声能比：笔者和一些文献的研究都显示了关节音总能量的高低〔4〕，表1的结果显示正常人与TMD患者的关节音总能量具有显著性差异(P<0.001)。而在TMD马氏Ⅰ与Ⅱ类闭口音的能量值差异无显著性(P>0.05)(表2)。为进一步鉴别分析，本实验将<1250Hz与>1250Hz定为低、高频段，计算每段声能值及高、低频段声能比，表3、4的结果表明>1250Hz的频段，TMD马氏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类在开闭口运动中的总能量及>1250Hz/<1250Hz的声能比均具有极显著性差异(P<0.001)，TMD病变越严重，其高频段能量值越高。
, 百拇医药
1.3 峰值频率：即最高能量值对应的频率，从表3结果显示在开口运动中马氏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类三者间峰值频率具有显著性差异(P<0.01)，并随TMD病变程度而提高，而表4闭口音的峰值频率仅马氏Ⅰ类与Ⅱ、Ⅲ类具有显著性差异,与Hutta报道有所不同〔5〕。
2.影响关节音频谱分析的因素
在TMD杂音的检测中，传感器与关节结构组织之间传声阻抗影响； 传感器与关节之间的距离及传感器的位置对声学传送的适宜程度都会影响幅度信息的准确性。另外下颌骨是一个好的传声导体，其源侧到对侧的交叉传导音，听、触诊有时很难辨别，应用谱分析总能量值观察表明关节音从源测传输到对侧其总能量有一定衰减，源侧频谱总能量比对侧大，闭口音高频部分被机体吸收较明显，同步记录双侧关节音的频谱分析可以分辨关节音源侧。再者收集关节音的仪器设备、分析方法不一，其结果因而有异。
3.谱分析TMD杂音临床应用的探讨
, 百拇医药
TMD杂音具有不同的频率、振幅、功率等物理特征，不同类型的病变，病变的不同程度在下颌运动中产生不同的振动，表现为不同的音响，颞下颌关节音图谱分析的结果可作为一种动态、定量观测指标，较之听诊和颞下颌关节音时域曲线提供更多客观反映关节内部变化的种种信息〔3〕，可提高关节音图的临床应用价值。对谱分析的临床应用尚有不同看法〔4〕，本研究的结果证明：声功率谱波形的特定参数的定量比较可以提供一个灵敏的、无损伤的诊断辅助工具〔6〕。本实验病例数相对较少，在各类TMD的总能量上尚难以界定一个标准值，但在频域分析范围上，>1250Hz的高频段，TMD马氏各类能量值差距明显(P<0.001)，与国外许多报道相一致〔3，5〕。这在临床上有一定应用价值，但仍需进一步的研究。■
基金项目：南京医科大学、东南大学两校合作课题
参考文献：
, 百拇医药
[1]马绪臣,邹兆菊，张震康等，颞下颌关节紊乱综合征诊断分类的探讨。中华口腔医学杂志，1985；20：208
[2]Widmalm SE,et al.The wave forms of temporomandibular joint sound clicking and crepitation.J Oral Rehabil 1996 Jan,23(1):44～49
[3]汤玲等，颞下颌关节音图研究进展。国外医学口腔医学分册，1992；19：98～100
[4]Heffez L,et al.Oral Surg 1986;62:486～495
[5]Hutta JL,et al.Oral Surg 1987;63:151～157
[6]Ishigaki S,et al.Diagnostic accuracy of TMJ vibration analysis for internal derangement and/ or degenerative joint disease.Cranio,1994,Oct.12(4):241～5
收稿日期：1999-08-07, 百拇医药