日大歯学 , Nihon Univ Dent J, 89, 57-62, 2015

下顎頭骨変形の診断精度：
デジタル方式パノラマエックス線撮影，顎関節 4 分割パノラマエックス線撮影
および 3.0 tesla MRI とコーンビーム CT の比較
雨

宮

俊

彦

日本大学大学院歯学研究科歯学専攻（指導：本田和也 教授，松本邦史 助教）

要旨：顎関節の画像検査として，パノラマエックス線撮影（OP）や顎関節 4 分割パノラマエックス線撮影（TMJOP）， コ ン ピ ュ ー タ 断 層 撮 影（CT）や 磁 気 共 鳴 映 像 法（MRI）が 行 わ れ て い る。 こ れ ま で， デ ジ タ ル 方 式 OP，
TMJ-OP や近年登場した 3.0 tesla（3.0 T）MRI の下顎頭骨変形評価の信頼性に関する報告は少ない。コーンビーム
CT（CBCT）の診断対象は，硬組織に限定され，顎関節骨形態に関して，高い信頼性を有する。そこで，本研究では，
下顎頭骨変形の診断精度を調査するために，顎関節症状を呈していた患者 19 名，計 38 関節に，OP，TMJ-OP，CBCT および 3.0 T MRI の全検査を施し，CBCT をゴールドスタンダードとして，骨変形の有無を評価した。
Accuracy は，OP では 0.58，TMJ-OP では 0.76，3.0 T MRI では 0.87 であった。McNemar 検定では，CBCTと TMJ-OP および 3.0 T MRI の評価結果に有意差は認めなかったが，OP の評価は有意に低かった。以上の結果
から，OP は骨内病変などの除外診断のため，TMJ-OP は下顎頭形態や下顎の移動量のスクリーニング検査として用いる必要がある。一方，3.0 T MRI は，関節円板などの軟組織だけでなく，骨形態の精密検査としても CBCTと同程度の信頼性を有し，放射線防護の観点からも，最も重要な役割を担うと考えられた。
キーワード：変形性顎関節症，コーンビーム CT，3.0 tesla MRI，パノラマエックス線検査緒れる 3,4）。この 2 種のパノラマエックス線検査は，断層軌

言道が異なり，下顎頭骨変形の診断においては，TMJ-OP

顎関節症は，疼痛，関節雑音と顎運動障害を主兆候としは OP より高い正診率を有するといわれている 3-5）。しかた疾患で，日本顎関節学会ではⅠ〜Ⅳ型に分類している 1）。

し，これらの多くは旧来のフイルム現像方式に基づく報

このうち，Ⅰ型とⅡ型は，疼痛を主症状とし，それぞれ咀

告であり，近年主流となっているデジタル方式パノラマ嚼筋痛障害，顎関節痛障害とされ，この 2 つの病態は，疼

エックス線検査による評価の診断精度の検討は十分にな痛の局在により分類されている。顎関節症におけるパノラ

されていない。

マエックス線検査などのスクリーニング検査は，顎骨病変

CT は，マルチスライス CT（以下 MSCT）とコーンビーなどを含めた除外診断のために行われる。一方，Ⅲ型，Ⅳ

ム CT（以下 CBCT）に分けられる 6）。CBCT は撮像範囲

型はそれぞれ顎関節円板障害，変形性顎関節症とされ，磁（以下 FOV）を限定することで，MSCT より高い空間分

気共鳴映像法（以下 MRI）やエックス線検査などの画像検解能を有している 6-8）。また，被曝線量軽減の観点から，

査で確定診断を得る。顎関節症の国際的な臨床診断基準

顎関節診断においては，CBCT が広く用いられているが，である diagnostic criteria/temporomandibular disorders

硬組織に特化しているという特性上，骨の形態や骨梁構（以下 DC/TMD）においても，関節円板の転位や顎関節

造，関節周囲の石灰化物の有無などの硬組織を対象とし骨変形の確定診断には，それぞれ MRI，コンピュータ断ている。とくに下顎頭の形態的評価に関しては，CBCT

層 撮 影（ 以 下 CT）に よ る 確 認 を 要 す る と 明 記 さ れ て いは非常に高い信頼性を有すると報告されている 9-13）。

る 2）。すなわち，病態に関わらず，顎関節症の診断におMRI は，放射線の被曝なしに，組織間のコントラストに優れた詳細な断層像を得られることから，顎関節では，いて，画像診断は必須なツールであるといえる。
パノラマエックス線検査は，歯や顎全域を併せて観察

関節円板とその動態，関節腔および骨形態や骨髄の状態

できる通常のパノラマエックス線撮影（以下 OP）と，顎の評価に用いられ，多くの研究でその信頼性が実証され関節の形態や開口時の下顎頭の移動量を診査する顎関節ている 14-18）。現在，日本では静磁場強度 3.0 tesla（ 以下

4 分割パノラマエックス線撮影（以下 TMJ-OP）に分類さ3.0 T）MRI までが薬事承認され，これまでに 3.0 T MRI（受付：平成 27 年 1 月 19 日）〒 101 8310 東京都千代田区神田駿河台 1 8 1357

の顎関節円板の診断精度についての評価は行われている

存した。

が 19,20），下顎頭骨変形についての診断精度の報告はみら

4.

3.0 T MRI 検査
Magnetom Verio 3.0 T（シーメンス AG）を用い，受信れない。
そこで，本研究では，顎関節症に伴う下顎頭骨変形にコイルとして頭部専用コイルを用いた。撮像条件はマト

対する診断精度を調査するために，CBCT をゴールドス

リックスサイズ：640×640，FOV：130 mm×130 mm，タンダードとして，デジタル方式 OP，TMJ-OP およびスライス厚：2.5 mm，スライス幅：2.5 mm，撮像シーケ

3.0 T MRI の各 modality を比較検討した。

ンス：プロトン密度（以下 PD）強調条件（繰り返し時間 /エコー時間：1800 ms/20 ms），下顎位は閉口位にて，修材料および方法1.

正矢状断面を撮像し，PACS に保存した。
5.

対象

画像評価

顎関節症治療のため，平成 20 〜 24 年度に日本大学歯画像評価には，医療画像用液晶ディスプレイ ME253 i2

学部付属歯科病院を来院し，顎関節症状（関節雑音，圧痛，（東京特殊電線）を用いた。2 名の歯科放射線科医（TA,開口障害）のいずれかを呈していた患者 19 名，計 38 関KH）が各々独立に，上村らの分類 21）をもとに下顎頭骨変節（男性 7 名と女性 12 名；平均年齢 39.3 歳）である。こ形の有無を評価した。同日に異なる modality の評価はれらの患者に研究参加の意思を確認し，OP，TMJ-OP，行わず，評価の際は，患者情報，臨床症状，評価者相互

CBCT および 3.0 T MRI の全検査を施した。また，本研の評価結果は参照できないようにした。また，評価に当究では，顔面外傷，強直症，腫瘍，発育障害の既往，関たっては，画像の濃度やコントラストは評価者が適宜変節リウマチ，乾癬性関節炎や痛風などの全身性関節炎の更可能とした。2 名の評価者間で，結果が異なった場合既往のある患者は含まれていない。

には，合議の上，評価を決定した。第 1 〜 3 図に評価に

本 研 究 は， 日 本 大 学 歯 学 部 倫 理 委 員 会（ 番 号 2008 −用いた画像の例を示す。

24）の承認の上，画像情報の使用について患者の同意を6.

得ている。また，患者，患者情報，画像情報の取扱につ

統計分析
CBCT をゴールドスタンダードとし，各 modality の sen-

いては，2008 年ヘルシンキ宣言改訂版を遵守した。

sitivity，specificity および accuracy を算出した。また，

2.

McNemar 検定を用いて，CBCT と各 modality 間の評価

パノラマエックス線検査
OP と TMJ-OP の撮影は，Veraview epocs（モリタ）をの差を比較した。統計分析には，IBM SPSS statistics

用いた。画像取得には Kodak Direct View CR850 イメー

19（日本 IBM）を用い，有意水準は ＜ 0.05 とした。

ジャ（ケアストリーム）と専用イメージングプレートおよ結びカセットを使用した。両検査の撮影条件は，男性 75

果

kV，10 mA，女性 75 kV，7 mA であった。OP 撮影は，

各 modality の下顎頭骨変形の検出率を第 1 表に示す。

通法に従い，フランクフルト平面を基準とし，上顎犬歯

CBCT では 23 例，OP では 13 例，TMJ-OP では 18 例，を参考に前歯部断層域の設定を行った。TMJ-OP は，同3.0 T MRI では 28 例が「骨変形有り」と判断された。こ機に搭載された顎関節撮影モードを使用し，撮影中心をの結果を基に算出した各 modality の診断精度を，第 2外耳道の 1 cm 前方に設定した。どちらも撮影時の顎位

表 お よ び 第 3 表 に 示 す。Accuracy は，OP で は 0.58，は中心咬合位とし，TMJ-OP では，開口時の撮影も併せ

TMJ-OP で は 0.76，3.0 T MRI で は 0.87 で あ っ た。

て行った。得られたデジタル画像は，digital imaging

Sensitivity は，OP では 0.43，TMJ-OP では 0.70，3.0 T

and communication in Medicine（以下 DICOM）形式で

MRI では 1.00 であった。Specificity は，OP では 0.80，

日本大学歯学部付属歯科病院の画像サーバーである

TMJ-OP では 0.87，3.0 T MRI では 0.67 であった。OP

picture archiving and communication system（以下と TMJ-OP で は false-negative が 多 く， 一 方，3.0 T

PACS）に保存した。

MRI では false-positive が多くみられた。

3.

CBCT 検査

McNemar 検定では，CBCT と TMJ-OP および 3.0 T

3 DX multi-image micro CT FPD 8（モリタ）を用い

MRI の評価結果に有意差は認めなかったが，OP の評価た。撮影条件は 90 kV，8 mA，撮像時間 17 秒とし，マは有意に低かった。

トリックスサイズ：512×512，FOV は直径 4 cm，高さ

考

4 cm の 円 柱 状 で， 撮 像 中 心 を 下 顎 頭 中 央 に 設 定 し た。

察

180 スキャンで得られた volume data は画像ソフトウェ

日本顎関節学会診療ガイドラインでは，下顎頭骨変形

ア i-view（モリタ）に保存され，画像評価のため，スライの診断には，断層撮影法や CT が必要とされている 22）。

ス厚 1 mm，スライス間隔 1 mm の下顎頭短軸と平行な

同様に国際的な臨床診断基準である DC/TMD において

修正矢状断像を再構成し，CBCT 専用画像サーバーに保も，変形性顎関節症の確定診断には CT による画像検査

58パノラマと MRI の下顎頭骨変形の診断精度

第1図

全 modality で「骨変形なし」と判断された例
下顎頭の外形が丸みを帯びており，連続性を保った均一で曲線的な皮質骨像で輪郭されている。
A：CBCT，B：OP，C：TMJ-OP（閉口位），D：TMJ-OP（開口位），E：3.0 T MRI

第3図OP のみで「骨変形なし」と判断された例
CBCT，TMJ-OP（開口位），3.0 T MRI ともに下顎頭の外形後縁部に骨吸収が認める（矢印）。
A：CBCT，B：OP，C：TMJ-OP（閉口位），D：TMJ-OP（開口位），E：3.0 T MRI

第1表

第2図

各 modality の下顎頭骨変形の検出率

第2表

下顎頭骨変形における各 modality の診断結果

第3表下顎頭骨変形における各 modality の診断精度

全 modality で「骨変形あり」と判断された例
下顎頭の外形に辺縁部骨増生（骨棘形成）の所見を認める（矢印）。
A：CBCT，B：OP，C：TMJ-OP（閉口位），D：TMJ-OP（開口位），E：3.0 T MRIが用いられる 2）。これまでの報告では，CBCT は下顎頭骨変形において，断層撮影法や MSCT と同程度か，それ以上の診断精度を有するとされ 10,23,24），臨床応用可能な画像 modality として，最も信頼性が高いと考えられる。それゆえ，本研究では，下顎頭骨変形のゴールドス
タンダードとして CBCT を使用した。また，今回対象とした患者は，臨床的にⅢ型，Ⅳ型の顎関節症を疑われ，CBCT の検査結果から，61％の患者が変形性顎関節症に分類された。一般に，顎関節症と診断された患者群のうら，TMJ-OP は，CBCT と同程度の下顎頭骨変形の検出

ち，15％程度が顎関節の骨変形を有するといわれてお能を有するが，OP の検出能は，ゴールドスタンダード

25）

である CBCT の評価よりも有意に低かった。この 2 種類

本研究で得られた下顎頭骨変形の診断精度の結果かのパノラマエックス線検査で，OP の断層域は，歯列をり，本研究の対象と大きな差があった。

59

基準に設定され，一方，TMJ-OP の断層域は，下顎頭の3.0 T MRI では，信号−ノイズ比とコントラスト−ノイ

短軸および長軸を基準としている 3-5）。このため，OP でズ比が向上し，短時間で空間分解能の高い信号を得るこは，下顎頭に斜めにエックス線が照射されるために，歪とが可能である。一方，3.0 T MRI のデメリットとして，んだ断層像が形成され，骨変形が描出されにくいといわ

ケミカルシフトと磁化率効果の増加，T1 時間の延長が3,26）。今回の結果でも，OP では，false-negative

挙げられる。磁化率効果の増加と T1 時間の延長は，とが多かったことから，CBCT で描出できるレベルの微細

くに腹部撮像での画像劣化の大きな要因となる。そのたな骨変形の検出が困難であると考えられた。この要因とめ，3.0 T MRI の登場当初は，腹部での応用はあまりさして，下顎頭を覆う下顎窩外側面や側頭骨錐体，さらにれず，多くが頭頸部や四肢の撮像に用いられていた 32）。

関節結節の一部が障害陰影として，下顎頭に重複し，骨本研究においても，T1 時間の延長による T1 強調画像の

表 面 の 形 態 が 不 鮮 明 に な る と 考 え ら れ る。 ま た，

劣化が考えられ，PD 強調画像を評価の対象とした。当初，

TMJ-OP でも障害陰影の重複はあるが，断層域の違いと3.0 T MRI は低磁場 MRI よりも，圧倒的に高い診断性

開口位での撮影により，その影響が少なくなり，視認性能を有すると予想したが，過去の 0.3 T MRI の報告 30,31）が向上したと考えられた。以上のことから，TMJ-OP は，と比較すると同程度であった。この要因として，CBCT

下顎頭骨変形のスクリーニングとして，CBCT と同程度と 3.0 T MRI のボクセルサイズとスライス厚の違い，顎の診断精度を有し，一方，OP はスクリーニングとして関節専用コイルを用いなかったことなどが考えられる。

の役割は限定されると考えられる。パノラマエックス線

Schmid-Schwap ら 20）は，3.0 T MRI は 1.5 T MRI に比検査の下顎頭骨変形の診断精度の調査研究は，古くからべて，円板位置と形態の評価の再現性が高いと報告して行われているが，このほとんどが旧来のフイルム現像方いる。また，Stehling ら 19）は，顎関節への 3.0 T MRI式を用いている。一般に，デジタル方式は，フイルム現の応用の利点として，関節円板や滑膜など正常構造がよ像方式と比較し，空間分解能が低いといわれているが，り明瞭に描出され，これらの形態や位置異常をより詳細

周波数処理，ウインドウ調整，画像処理により，その低に分析することが可能であると報告した。しかし，このい欠点を補うことが可能である。日本顎関節学会診療ガ

2 つの研究では，本研究で焦点を当てた下顎頭骨変形のれている

イドラインでは

22），OP の下顎頭骨変形の accuracy は

評価は行われていない。今回の結果では，3.0 T MRI は0.71 〜 0.84 としており，本研究結果はこれを下回った。

他の modality に比べ，false-positive が多く，この要因

この要因として，デジタル方式を用いたことの影響も考として，CBCT では描出されないが，MRI で骨と同程度えられる。

の信号強度で描出される軟骨層を含めた下顎頭の形態を近年，パノラマエックス線撮影において，オートフォー

評価していた可能性がある。下顎頭の軟骨層の厚みは，カス機能により，任意の焦点面画像を作成できるトモシ

最大で 0.85 mm と報告されており 34），今回用いた 3.0 T

ンセシス機能が注目を浴びている 27,28）。これは，カドミ

MRI のボクセルサイズが約 0.2 mm であったことを考慮

ウム - テルル検出器やヨウ化セシウム - CMOS 検出器をすると，十分に軟骨層の描出が可能であったと考えられ用い，通常のパノラマ軌道で収集した volume data から，る。そして，骨変形に先立ち関節軟骨の肥厚が起こった

任意の断層域のトモシンセシス画像を再構成する機器で症例においては，3.0 T MRI にて「骨変形有り」と判定さある。この機能により，障害陰影の影響や断層面のズレ

れ，CBCT にて「変形なし」と判定された可能性が考えら

による画像のぼけを改善し，明瞭な断層像が得られる 27）。

れる。膝関節などの大関節は厚い軟骨層を有し，軟骨をトモシンセシス機能は，パノラマエックス線検査におけ特異的に描出する MRI 撮像シーケンスが，すでに臨床る障害陰影の影響を低減できるため，下顎頭骨変形の診応用されているが 35），今後，顎関節でも応用できる可能

断精度の改善に有効と考えられる。

性がある。以上のことを踏まえ，下顎頭骨変形の評価に

本研究では，3.0 T MRI は，accuracy が 0.87 と他のおいて，3.0 T MRI は CBCT と同程度の診断水準を有modality よりも高く，良好な診断精度を示した。MRI は，し，軟組織に加え，骨変形においても，高い信頼性を有

顎関節症患者の診断に最適な modality として，国内外する modality であると考えられる。

で広く利用されているが，微細な硬組織の診断精度は，

結MSCT や CBCT よ り は 低 い と 考 え ら れ て い る 14,29）。

論

Westesson ら 30）と Katzberg ら 31）は，解剖体を用い，0.3

本研究では，CBCT をゴールドスタンダードとし，デT MRI の下顎頭骨変形の診断精度を評価し，accuracy

ジタル方式 OP，TMJ-OP および 3.0 T MRI の下顎頭骨はそれぞれ 0.6 と 0.94 であった。今回我々が用いた MRI

変形の診断精度を調査し，以下の結論を得た。

は静磁場強度 3.0 T であり，過去に下顎頭骨変形の診断

1.

精度は報告されていない。一般に MRI の磁場強度が高下顎頭骨変形の正診率は，OP では 0.58，TMJ-OP
では 0.76，3.0 T MRI では 0.87 であった。

くなると，様々なメリットとデメリットが現れる 32,33）。

2.

60

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有意差は認めなかったが，OP は CBCT に比べて有意に低かった。
3.

TMJ-OP は，下顎頭骨変形のスクリーニングとして十 分 な 診 断 精 度 を 有 し て い る が，OP で は falsenegative が多く，スクリーニングとしての役割は限
定される。

4.

3.0 T MRI は，下顎頭骨変形の評価において，高い診断精度を有し，CBCT と同程度の診断精度を有する。
以上の結果から，OP は骨内病変などの除外診断のため，TMJ-OP は下顎頭形態や下顎の移動量のスクリーニ
ング検査として用い，その診断水準を理解した上で，精密検査の選択をする必要がある。一方，3.0 T MRI は，関節円板などの軟組織の異常だけでなく，骨形態の精密検査としても CBCT と同程度の信頼性を有し，放射線防護の観点からも，顎関節画像診断において，最も重要な役割を担うと考えられた。
本研究遂行にあたり，格別たるご指導ご鞭撻を賜りました日本
大学歯学部歯科放射線学講座 本田和也教授ならびに松本邦史助
教に謹んで心から感謝いたします。
また，本研究を通じ多大なるご協力とご助言を賜りました日本
大学歯学部歯科放射線学講座員各位に深謝いたします。

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