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Title: Changes in strain energy density in the temporomandibular joint disk after sagittal split ramus osteotomy using a computed tomography-based finite element model.
Author: Murakami K, Yamamoto K, Kawakami M, Horita S, Kirita T.
Journal: J Orofac Orthop; 2024 Jul; 85(4):289-305. PubMed ID: 36629885.
Abstract:
PURPOSE: We evaluated the changes in the strain energy density (SED) in the temporomandibular joint (TMJ) disk after sagittal split ramus osteotomy (SSRO) at three time points. A finite element model (FEM) based on real patient-based computed tomography (CT) data was used to examine the effect of SSRO on the TMJ. METHODS: Measurements of the condylar position and angulation in CT images and FEM analyses were performed for 17 patients scheduled to undergo SSROs at the following time points: before surgery, immediately after surgery, and 1 year after surgery. SED on the entire disk was calculated at each of the three time points using FEM. Furthermore, the relationship between individual SED values and the corresponding condylar position was also evaluated. RESULTS: No significant change was observed in the condylar position at the three time points. The FEM analysis showed that SED was the highest and lowest immediately after and 1 year after surgery, respectively. A possible SED distribution imbalance between the left and right joints was improved 1 year after SSRO. Concerning the effect of fossa morphometry and condylar position, wide and deep glenoid fossae and a more posterior condylar position tended to show lower SED. CONCLUSION: SED in the articular disk temporarily increased after surgery and significantly decreased 1 year after surgery compared with that before surgery. SSRO generally improved the imbalance between the left and right joints. Thus, SSRO, which improves maxillofacial morphology, may also improve components of temporomandibular disorders. ZUSAMMENFASSUNG: ZIELSETZUNG: Wir untersuchten die Veränderungen der Dehnungsenergiedichte (SED) im Discus articularis des Temporomandibulargelenks (TMJ) nach einer sagittalen Ramus-Split-Osteotomie (SSRO) zu 3 Zeitpunkten. Ein Finite-Elemente-Modell (FEM), das auf realen, patientenbasierten Computertomographiedaten (CT) basiert, wurde verwendet, um die Auswirkungen der SSRO auf das TMJ zu ermitteln. METHODEN: Bei 17 Patienten, bei denen eine SSRO geplant war, wurden Messungen der Kondylenposition und -angulation auf CT-Bildern und FEM-Analysen zu den folgenden Zeitpunkten durchgeführt: präoperativ, direkt nach der Operation und ein Jahr postoperativ. Die SED des gesamten Discus articularis wurde für jeden der 3 Untersuchungszeitpunkte mittels FEM berechnet. Darüber hinaus wurde auch die Beziehung zwischen den einzelnen SED-Werten und der entsprechenden Kondylenposition bewertet. ERGEBNISSE: Zu den 3 Zeitpunkten wurde keine signifikante Veränderung der Kondylenposition beobachtet. Die FEM-Analyse zeigte, dass die SED unmittelbar postoperativ und ein Jahr nach der Operation am höchsten bzw. am niedrigsten war. Ein mögliches Ungleichgewicht der SED-Verteilung zwischen linkem und rechtem Gelenk war ein Jahr nach der SSRO verbessert. Was den Einfluss der Fossamorphometrie und der Kondylenposition betrifft, so zeigte sich bei breiter und tiefer Fossa glenoidalis und einer eher posterioren Kondylenposition tendenziell eine niedrigere SED. SCHLUSSFOLGERUNG: Die SED in der Gelenkscheibe nahm nach der Operation vorübergehend zu und ging ein Jahr nach der Operation im Vergleich zur Zeit vor der Operation deutlich zurück. Die SSRO verbesserte generell das Ungleichgewicht zwischen dem linken und dem rechten Gelenk. Somit kann die SSRO, welche die maxillofaziale Morphologie verbessert, auch an temporomandibulären Störungen beteiligte Faktoren verbessern.

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