2-1 咀嚼系統
咀嚼系統是一個生理功能性的複雜系統,包括牙齒、牙齒周圍的 支持性構造、上下顎骨、顳顎關節、附著於下顎的肌肉與覆蓋其上的 軟組織、以及這些組織的血管與神經系統。造成咀嚼的肌肉經由神經 系統的衝動產生功來引導以進行此一系統的功能性活動,如說話、吞 嚥、咀嚼等7。在咀嚼系統中發生結構、型態、功能的問題時,將會 被反射並在咀嚼系統中的另一部份呈現功能或結構性方面的問題;例 如當顳顎關節疼痛時可能會限制下顎運動的範圍。
2-1-1 咀嚼系統的解剖結構
顳顎關節的解剖結構及功能:人類的顳顎關節是一個複雜關節,
是一個具備有樞紐磨動(ginglymoarthrodial)及可動(diarthrosis)
的關節;當兩邊的顳顎關節產生移動及轉動時,需要將訊息傳入中樞 神經系統(central nervous system) 加以整合,這也是顳顎關節 與其他關節不同的地方。就解剖結構而言(如圖2-1與圖2-2)8,下 顎髁(the condyle of the mandible)和顳骨關節窩(the glenoid fossa of the temporal bone)之間有一個關節盤(articular disc);
顳骨的關節面在前方是突型的關節隆凸(articular eminence),後
方是呈現凹狀的關節窩。
圖 2-1:閉口時下顎髁、顳骨關節窩與關節盤的關係
圖 2-2:開口時下顎髁、顳骨關節窩與關節盤的關係
成年人的髁頭(capitulum mandiblulae)形狀近似桶型,內外徑約 20 mm,前後徑約10 mm,但在個體間的差異性很大,通常是緻密的皮 質骨所組成,如圖2-3與圖2-4。
關節被韌帶包圍成一個囊狀,此囊附連在髁頸部並且環繞顳骨關 節 面 的 邊 緣 , 在 前 外 部 分 增 厚 為 顳 顎 韌 帶 ( temporomandibular ligament)為顳顎關節的主要韌帶,如圖2-5。而副韌帶包括蝶顎韌 帶(sphenomandibular ligament)及莖突下顎韌帶(stylomandibular ligament ); 蝶 顎 韌 帶 從 蝶 骨 的 角 棘 與 岩 鼓 裂 ( petrotympanic fissure)延伸到下顎骨的小舌(lingula),而莖突下顎韌帶從莖突 往下往前延伸到下顎骨角的內側方,如圖2-6;韌帶在解剖結構上的 意義是在當下顎進行運動時可能會限制其邊際運動9。
圖 2-38,2-47:下顎髁的解剖結構
圖 2-5:顳顎關節的主要韌帶與關節囊的結構8
圖 2-6:顳顎關節的副韌帶結構7
與下顎運動相關的肌肉:開口與閉口肌的協調動作支配了下顎的 運動,而與下顎運動相關的肌肉大致可分為三個族群,分別為咀嚼肌 群(如圖2-7)、舌骨上肌群、舌骨下肌群(如圖2-8),其中讓下顎骨 下壓的肌肉是外翼肌及二腹肌前腹,讓下顎骨上舉的肌肉為咬肌、內 翼肌、顳肌前中腹,使下顎骨前進的肌肉是外翼肌,後退的是顳肌後 腹,往側方移動的是單側的外翼肌。
然而在討論咀嚼運動時只討論附著於下顎骨的肌肉是不夠的,凡 是與頭頸部功能、下顎穩定度、及保護反射有關的肌肉都是有相關 的,因此舉凡頭頸部的肌群在咀嚼運動當中都會有直接或間接的影 響。除此之外,咀嚼肌群的功能也會對於顱顏骨的發育有著密切的關 系;根據研究,肌肉對骨骼生長的影響可分為影響骨骼的血液供給與
圖 2-7:咀嚼肌群7 圖 2-8:舌骨上肌群、舌骨下肌群7
力量兩方面10,除了肌肉的血管亦為供應骨骼系統的主要血液營養來 源外,間接的,因為肌肉收縮運動時所產生的體積與壓力變化,也會 改變骨骼的血流供應,影響其新陳代謝;肌肉藉由韌帶附著於骨頭的 骨膜上,肌肉收縮所產生的張力亦會傳導到骨骼,所以其收縮所產生 的效應會包括肌肉附著點的局部作用與整個骨骼受力改變的全面性 影響11。
支配咀嚼系統的神經:頭頸部的神經支配主要是四條腦神經及三 條 頸 部 脊 神 經 來 負 責 ; 四 條 腦 神 經 分 別 是 第 五 對 的 三 叉 神 經
(trigeminal nerve)、第七對顏面神經(facial nerve)、第九對舌 咽神經(glossopharyngeal nerve)、第十對迷走神經(vagus nerve)。 而脊神經的部分則是第二、三、四對脊神經來負責7。
2-1-2 咀嚼行為
(intercuspal phase)停止動作15;而運動漸增的肌肉為顳肌的前、
後部及深層及淺層的咬肌,約在達到咬頭嵌合位的前20~30 ms達到 顛峰。
在咀嚼的動作中,除卻單純的肌肉運動之外,更為複雜的是神經 生理學對於反射及肌肉的控制。口腔並不只是一個單純的運動器官,
也 是 一 個 感 覺 接 收 系 統 , 這 些 接 收 器 包 括 本 體 感 受 器
(proprioceptors ),位於深層組織的感覺接收器,會傳遞內部運動 活性的事件,如肌梭(muscle spindles)、高爾肌腱器(Golgi tendon
organs ) 以 及 牙 周 機 械 感 覺 受 器 ( periodontal mechanoreceptors );肌梭對於肌肉的長度敏感,高爾基腱器則是對 於肌肉的張力敏感,而牙周機械感覺受器能夠對施予牙齒上的力量做 出 反 應 。 而 這 些 受 器 最 終 則 是 與 咀 嚼 運 動 中 的 顎 開 口 反 射
(jaw-opening reflex)及肌伸張反射(myotatic reflex)有關16。 咀嚼運動是一個複雜的下顎開閉動作的組合,在討論咀嚼的運動 控制之前瞭解開閉顎的反射是必要的;肌伸張反射是閉口肌的姿勢性 或抗重力反射,可以幫助下顎維持相對於上顎的位置,亦可維持下顎 的姿勢穩定;當閉口肌伸張的時候,會活化肌梭的向心纖維,經由與 三叉神經的運動神經核的運動神經元連結的單突觸傳遞回饋至閉口 肌,如圖2-9所示。
圖 2-9:肌伸張反射示意圖7
顎開口反射被認為用來防止軟組織和嘴唇在閉口時被咬到,也可 以防止牙齒遭遇硬物時因為過大的咬力受創;感受機械覺向心纖維的 細胞小體位於三叉神經節(GgIV)與三叉神經的中腦核(NVmes)上;
三叉神經節向心纖維分別投射在主要感覺核(MSV)的中間神經元及 第五脊髓核(SpV)的二次神經元, 後再直接及間接透過中間神經元 與開口肌的運動神經元突觸接觸;另一投射到三叉神經的中腦核後,
在上三叉區域(NsV)與三叉神經運動神經核接觸再回饋到開口肌上,
如圖2-10所示。
圖 2-10:顎開口反射反射示意圖 7
單純的開顎及閉顎反射在兩種不同的情況下能適應並執行有效 的功能,但是在一個連續的下顎咀嚼運動當中不能連續表現相同的方 式,因此有更複雜的控制機制是必要的;一般認為咀嚼行為是透過中 樞模式發生器(Central Pattern Generator)的控制,其包含位於腦 幹 的 Nucleus Gigantocellularis Reticularis 中 的 Rhythm Generator , 以 及 位 於 Trigeminal Motor Nuclei 的 Burst Generator17,其控制及傳導路徑如圖2-11所示;另外咀嚼是一種目標 導向性(goal-oriented)的行為18,除了中樞設定程式進行咀嚼運動,
並在活動進行中適應環境的需求,透過中樞神經與周邊神經如肌梭、
牙周膜、顎關節、口腔黏膜及牙髓腔內的接受器進入中腦核(midbrain circuitry)進行修飾19。另外還加上舌頭及顏面的運動,此協調運動 亦經由相同的發生器20。
圖 2-11:中樞模式發生器控制咀嚼示意圖 7
一般認為具有正常咬合的個體最常見的咀嚼模式(chewing pattern ), 從 正 面 觀 ( frontal plane ) 來 看 是 呈 現 淚 珠 形
(teardrop-shaped )如圖2-12;然而即使是正常的個體,由於咀嚼 過程中,需要經常進行調整,在淚珠型咀嚼模式之間也常出現一些不 規則的咀嚼型態。對於每一個咀嚼週期而言,閉口路徑的一致性會比 開口路徑的一致性就功能而言會來得較佳,因此有學者推測閉口時接 近咬合位置的角度一致性有利於咀嚼效率21。
除此之外,就咀嚼循環的速率而言,一般人自然的咀嚼速率
(voluntarily determined rates)平均為每秒1.25次(1.25 Hz),
不同個體其自然咀嚼速率也不一樣,學者在實驗中加快受試者的咀嚼 速率,最快可達每秒6下(6 Hz)。當個體欲加速咀嚼速度時,會藉由 加快開口速度與減短咬合期(occlusal phase)而達成,同時下顎的 運動範圍會縮小22。
圖 2-12:正面觀呈現淚滴型的咀嚼模式
2-1-3 影響咀嚼功能表現的內在因子
(1) 牙齒數目的多寡: Calsson在1984年的研究顯示,牙齒數目大 於二十顆的個體超過百分之九十都認為擁有良好的咀嚼功能25。
(2) 牙齒的咬合狀態:不理想的咬合關係,包括:牙齒發育不良
(multiple aplasia)、前牙開咬(open bite)或深咬(deep bite )、 嚴 重 的 牙 齒 錯 咬 ( crossbite )、 牙 齒 擁 擠 或 分 散
(crowding or spacing)等等會造成咀嚼功能障礙26。
(3) 牙齒本身型態的完整:缺乏後牙支持的齒列其咀嚼運動型態會 變的不規則,然而使用活動義齒重建後牙之後,咀嚼運動型態 獲得改善,咀嚼時的下顎運動範圍會減少範圍至規律的型態;
不過一旦活動義齒的固持力下降,患者的垂直及側向運動量會 跟著下降27。
(4) 牙齒接觸面積:而咬合接觸面積越大則在咀嚼較軟的食物時有 較理想的咀嚼效率28。
另外在解剖結構來說,最直接影響到咀嚼運動的就是顳顎關節,
具顳顎關節障礙患者的下顎運動在範圍、閉口速度、咬力都會下降,
咀嚼週期時間也會變長29。
除了解剖構造因素外,性別和年齡也會影響咀嚼時下顎運動週期 的型態。就性別而言,男性咀嚼運動的垂直位移量會比女性來得大 大,速度也比女性快30。但就年齡而言,老年人的閉口速度較慢,垂 直張口量較小;小孩與成人的咀嚼週期型態並不一樣31;但是在1980 年的一位學者Feldman認為,當年齡增長時,通常會伴隨著牙齒的缺 失,導致咀嚼功能下降,但如果除去牙齒數目這項因子時,年齡本身 對咀嚼功能的影響是不顯著的32。
2-1-4 影響咀嚼功能表現的外在因子 時間才能準備好吞嚥34,但Anderson在2002年的研究確認為咀嚼硬食 速度反而會變快35,除此之外也有研究發現少數個體不論食物的硬
2-2 下顎運動
運動學(kinesiology)是基於解剖學、生理學及機械學用以描 述身體某部分活動的一門學問,所以下顎運動是用以描述上下顎間運 動關係。在1952-1957 Posselt定義了著名的下顎邊界運動(border movement)。他主張在人類下顎邊界運動範圍中,包括後縮接觸位置
運動學(kinesiology)是基於解剖學、生理學及機械學用以描 述身體某部分活動的一門學問,所以下顎運動是用以描述上下顎間運 動關係。在1952-1957 Posselt定義了著名的下顎邊界運動(border movement)。他主張在人類下顎邊界運動範圍中,包括後縮接觸位置