Bilaterale 4D-Visualisierung der humanen Kiefergelenke mit Hilfe eines neuen multi-slice Echtzeit-MRT-Verfahrens – Eine vergleichende Analyse der intraoralen Kaukräfte von Probanden mit und ohne anteriore Diskusverlagerung

• Antragsteller: Dr. Sebastian Krohn
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318515842

Ziel der geplanten Studie ist die bilaterale dynamische 4D-Echtzeit-Darstellung der Kiefergelenksstrukturen von Patienten mit anteriorer Diskusverlagerung während des Kauvorgangs. Dies umfasst die simultane Visualisierung beider Kiefergelenke über die Zeit sowie die dreidimensionale Lagebeziehung, der dynamischen Veränderungen des Discus articularis und aller angrenzenden Kiefergelenksstrukturen. Die aktuell verfügbaren konventionellen MRT-Techniken bilden statische und keine dynamischen Prozesse ab (d.h. Unterkieferbewegungen), weil die entsprechenden Daten nicht in Echtzeit erfasst werden; auch pseudodynamische MRT-Sequenzen werden lediglich durch zeitaufwendige Rekonstruktion von unabhängigen statischen MRT-Aufnahmen erzeugt. Klinisch anwendbare Messsysteme zur Aufzeichnung der Unterkiefergrenzbahnen, wie zum Beispiel die Achsiographie, ermöglichen hingegen keine präzisen anatomischen Rückschlüsse auf die dynamischen Veränderungen der Kiefergelenksstrukturen während der Bewegung. Die Entwicklung der Echtzeit-MRT-Technik am Göttinger MPI für biophysikalische Chemie (Prof. Jens Frahm) ermöglicht eine MRT-Aufnahmedauer von ca. 20 - 60 Millisekunden pro Einzelbild mit einer hohen örtlichen Auflösung. Im Rahmen einer Kooperation mit Prof. Frahm konnte unsere Arbeitsgruppe diese innovative Technik implementieren, um hochauflösende MRT-Videosequenzen des Kiefergelenks bei gesunden Probanden während der Kaubewegung zu analysieren. Mittlerweile ist es uns durch Weiterentwicklungen der Computer- (Bypass-Rechner) und Bild-Rekonstruktionstechnik (FLASH, nichtlineare inverse Rekonstruktion), sowie veränderte Software und Hardwarekomponenten gelungen, simultane bilaterale MRT-Daten in mehreren Schichtebenen zu akquirieren. Dieses erweiterte multi-slice Echtzeit-MRT-Verfahren möchten wir in dem hier vorgestellten Projekt nutzen, um vierdimensionale Echtzeit-Einblicke in physiologische und pathophysiologische Vorgänge der Kiefergelenksfunktionen zu ermöglichen. Dadurch kann erstmalig das Zusammenwirken beider Kiefergelenke simultan visualisiert werden, um den biomechanischen Einfluss unilateraler und bilateraler pathologischer Veränderungen der Kiefergelenkstrukturen auf den Kauvorgang zu untersuchen. Dies war aufgrund technischer Limitationen bisher nicht möglich. Die hier vorgestellte Methodik stellt den modernsten Stand der Technik in der bildgebenden Diagnostik dar und ermöglicht Rückschlüsse auf biomechanische Zusammenhänge in der Grundlagenforschung zum menschlichen Kiefergelenk. Mit Hilfe dieses neuartigen Verfahrens kann die Biomechanik des Kiefergelenks bei Probanden mit und ohne Diskusverlagerungen eindeutig beschrieben werden. Anhand der Ergebnisse soll die Hypothese getestet werden, dass bei Probanden mit Diskusverlagerungen größere Kräfte auf die Gelenkflächen wirken als bei Probanden der Kontrollgruppe.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: MRT-Empfangsspule (Mandibula-Spule)
• Gerätegruppe: 3290 Sonstige Geräte der Radiologie und Zubehör