Analysis and classification of temporomandibular joint sounds in orthodontic patients

Abstract

ORTODONTİ HASTALARINDA TEMPOROMANDIBULAR EKLEMİ BİLEŞİK SESLERİNİN ÇÖZÜMLENMESİ VE SINIFLANDHULMASI ÖZET Temporomandibular eklem (TME) temporal kemik ve mandibula arasında sağ ve solda birer adet bulunan eklemdir. Temporomandibular eklem çifti, çiğneme, konuşma ve yutma sırasında hareket halindedir. Temporomandibular eklem bozuklukları yanlızca temporomandibular ekleme özgü olmayan, onu çevreleyen yapılara ilişkin rahatsızlıkları ve bunların çiğneme sistemi üzerinde yol açtığı problemleri de içinde barındıran bir terimdir. Konu üzerinde yapılan çalışmalar sonucunda, genel nüfusun %50 si üzerinde bir kesimde temporomandibular eklem bozuklukları belirtilerinden en az birine rastlandığı tespit edilmiştir. Temporomandibular eklem bozukluklarına sebep olan etmenlerin çok yönlü olduğu düşünülmektedir. Temporomandibular eklem bozukluklarının en önemli belirtilerinden biri de eklem hareketleri sırasında oluşan eklem sesleridir. Temporomandibular eklem sesleri temporomandibular bozuklukları olan hastalarda sıklıkla görülmektedir. Temporomandibular eklem ses ve titreşimlerinin elektriksel olarak kaydedilmesi, eklem bozukluklarının nicelik ve niteliklerinin araştırılmasında yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Ortodontik tedaviyle temporomandibular eklem bozuklukları aasındaki ilinti ortodontide önemli bir konu olarak değerlendirilmektedir ve ortodontik tedaviler eklem seslerine sebep olmakla suçlanmakla birlikte bu konuda tam bir fikir birliği yoktur. Bu çalışmada 9-13 yaşlan arasında sınıf II bölüm 1 derin kapanışlı ve yan çapraz kapanışlı bireylere ait çene eklem sesleri ivme-ölçer yardımıyla elektronik olarak kaydedilmiş, bu sesler çok pencereli Gabor açılımına dayalı evrimsel izge zaman-sıklık dağılımları incelenerek tıklama, sürtüşmeli tıklama, ince sürtüşme ve kaim sürtüşme olarak sınıflandırılmıştır. îvme-ölçer yanında bireylerden palpasyon ve steteskopla da kayıtlar alınmıştır. Bireylerde, kapanış düzensizliğinin tedavi öncesindeki fonksiyonel kriterlerine ilişkin TME titreşimleri ve ortodontik tedavi sırasında kapanış düzensizliğinin tedavisine ve fonksiyonel kriterlerin değişmesine göre TME titreşimlerinde meydana gelen değişiklikler incelemeye alınmıştır. Çalışmada steteskop, palpasyon ve ivme-ölçer bulgularının tutarlılığı karşılaştırılmalı olarak verilmiştir. Sonuçlarda steteskop, palpasyon ve ivme-ölçer yönteminin tıklamaların tespitinde önemli ölçüde tutarlılık gösterdikleri görülmüş ayrıca ivme-ölçer yönteminin bulgulara ilişkin daha ayrıntılı bilgi verebildiği tespit edilmiştir. Her iki hasta grubundaki bireylerin tedavi öncesine ait bulgularının ağırlıklı olarak ince ve kaba sürtüşme ses grubuna girdiği tespit edilmiştir. Bireylerden belirli aralıklarla kaydedilen ve incelenen eklem seslerinin evrimsel spektrum parametrelerindeki değişiklikler ayrıca belirlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Temporomandibular eklem sesleri (TME), ortodonti, zaman- sıklık dağılımı, sınıflandırma, evrimsel izge, çok pencereli Gabor açılımı.

IV ANALYSIS AND CLASSIFICATION OF TEMPOROMANDIBULAR JOINT SOUNDS IN ORTHODONTIC PATIENTS ABSTRACT The Temporomandibular Joint (TMJ) is the joint attaching the lower jaw, called the mandible, to the temporal bone. Temporomandibular joints move each time we chew, talk and swallow. Temporomandibular disorder (TMD) is a collective term that embraces a number of clinical conditions that involve the musculatory musculature and/or temporomandibular joints and associated structures. Various studies indicate that over 50% of the population shows at least one of several signs of temporomandibular joint dysfunction (TMJD). The cause of TMDs is generally accepted as multifactorial in origin. One of the clinical conditions is characterized by TMJ sounds (clicking, popping and crepitation) during mandibular function. TMJ sounds are common in patients with temporomandibular disorders and electronic recording of these sounds has been suggested as a potential tool to characterize TMDs. The relationship between orthodontic treatment and TMDs is an important issue in orthodontics and there are conflicting viewpoints on whether the orthodontic treatment can resolve, cause, alleviate or have no affect on TMD characterized by joint sounds. In this study, joint sounds from 9-13 years old orthodontic patients having class II division I type and cross-bite type malocclusions are recorded electronically by using accelerometers and characterized by a time- frequency signal analysis method; evolutionary spectral analysis using using multi-window Gabor expansion. These patients are also clinically examined by bilateral palpation and stethoscopy. Evaluated joint sounds are classified as clicks, click with crepitation, coarse crepitation and soft crepitation. The correlation between the occlusions of patients and joint sounds before the start of orthodontic treatment is investigated and most of the findings are classified as crepitation type. Agreement between the findings obtained using three different techniques in determining TMJ sounds is investigated and it is concluded that the accelerometer method gives results that are more detailed. Similar findings are obtained using palpation and auscultation methods whereas the accelerometer method does not show a significant agreement with those findings except clicking sounds. It is estimated that the accelerometer method is able to catch very low amplitude vibrations while these sounds are considered non-existent by palpation and auscultation. Changes in the evolutionary spectral parameters of TMJ sounds consecutively recorded during the orthodontic treatment are also presented. Keywords: Temporomandibular joint sounds, orthodonty, time-frequency analysis, classification, evolutionary spectrum, multi-window Gabor expansion.