三维摄影术测量蒙古族正常成人面部软组织的研究
樊永杰, 阿荣高娃
内蒙古医科大学第四附属医院口腔科 包头 014030
[通信作者] 樊永杰,主任医师,硕士,Email:13947240089@163.com

[作者简介] 樊永杰,主任医师,硕士,Email:13947240089@163.com

摘要

目的 建立内蒙古自治区蒙古族正常成人面部软组织的参考数据。方法 从内蒙古自治区各大高校蒙古族预科班的学生中,选取符合入选标准的男性68名,女性78名,作为研究对象,拍摄三维面部照片。并在软件上进行8个标志点的确定、12个线段长度的测量,所得数据经双样本 t检验分析后,获得蒙古族正常成人面部软组织的参考数据。结果 面上、面中、面下1/3深度,面上、面中、面下1/3高度和面上、面中、面下1/3宽度男女差异均有统计学意义( P<0.05)。结论 本项研究介绍了一种使用三维立体摄影测量技术测量面部软组织的新方法。建立了蒙古族正常成人面部软组织的数据库。

关键词: 三维立体摄影测量术; 蒙古族; 面部软组织
中图分类号:R783.5    文献标志码:A      
Stereophotogrammetry-based facial soft tissue measurement of Mongolian adults with normal occlusion
Fan Yongjie, A Ronggaowa
Dept. of Stomatology, The 4th Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University, Baotou 014030, China
Abstract

Objective This study aimed to establish reference data of facial soft tissue of Mongolian adults with normal occlusion of Inner Mongolia.Methods Sixty-eight male and 78 female students from Mongolian preparatory courses in Inner Mongolia universities were included in this study. Three-dimensional facial photos were obtained, and eight mark points were established on the software, and then the length of 12 line segments was measured. The obtained data were analyzed by double sample t-test to obtain reference data of facial soft tissue of Mongolian adults with normal occlusion.Results Statistical differences were found in terms of depth, height, width of forehead, upper face, and lower face between men and women ( P<0.05).Conclusion This paper introduces a new method of using 3D stereophotogrammetry for measuring facial soft tissue. A database of facial soft tissue of Mongolian adults with normal occlusion was established.

Keyword: stereophotogrammetry; Mongolian; facial soft tissue

传统的二维X线头影测量技术和摄影技术已广泛应用于正畸的临床治疗中。然而, 作为一种科学的测量方法, 二维头影测量技术最明显的缺点就是只能将三维物体用二维的方式表达出来。当三维物体显示为二维影像时, 只能在垂直方向和水平方向上看到结构关系、说明人类面部的形态特征。三维立体摄影测量术作为一种非侵入性、精确度较高[1]的测量方法, 可以三维方向测量面部软组织, 获得面部软组织三维方向的数据。然而, 没有蒙古族人群面部软组织三维方向的参考数据, 妨碍了三维立体摄影测量术在内蒙古自治区的常规使用。所以, 本研究将用Morpheus 3D面部扫描仪扫描并测量内蒙古自治区包头市蒙古族正常成人面部软组织, 建立蒙古族正常成人面部软组织的数据库。

1 材料和方法
1.1 研究对象

从内蒙古自治区各大高校的蒙古族预科班的学生中, 选取符合入选标准的学生146名, 其中男性68名, 18~35岁, 平均年龄为19.92岁; 女性78名, 18~35岁, 平均年龄为19.91岁。签署知情同意书后, 作为本项研究的研究对象。

入选标准:1)出生于中国内蒙古自治区的蒙古族, 三代内未与其他民族婚配; 2)年龄为18~ 35岁[2, 3, 4]; 3)安氏Ⅰ 类咬合关系、Ⅰ 类骨面型, 可为个别正常; 4)正面上、中、下三部分比例协调、侧貌为直面型。

1.2 研究方法

受试者在距离Morpheus 3D面部扫描仪(Mor- pheus 3D公司, 韩国)前0.6~0.7 m处取端坐位, 采用自然头位, 双眼平视前方, 放松面部肌肉, 上下唇轻闭, 下颌自然保持息止颌位[5]。在无外界太阳光、灯光等强烈光照影响的拍摄场所进行三维照片拍摄。然后在计算机上使用Morpheus 3D Dental Solution软件(Morpheus 3D公司, 韩国)进行标志点的确定及线段长度的测量。

1.3 标志点及测量项目

1.3.1 标志点 t:耳屏点; tr:发际中点; ft:额颞点; g:额点; n:软组织鼻根点; sn:软组织鼻下点; gn:软组织颏下点; go:软组织下颌角点。

1.3.2 测量项目 1)面部深度测量项目:面上1/3深度(t-g)、面中1/3深度(t-sn)、面下1/3深度(t-gn)。2)面部高度测量项目:面上1/3高度(tr-n)、面中1/3高度(n-sn)、面下1/3高度(sn-gn)。3)面部宽度测量项目:面上1/3宽度(ft-ft)、面中1/3宽度(t-t)、面下1/3宽度(go-go)(图1)。

图 1 面部测量项目示意图
A:侧面像; B:正面像。
Fig 1 Schematic diagram of face measurement project

1.4 统计学处理

采用SPSS 19.0版本统计软件对数据进行分析。测量12项指标值, 用均数± 标准差表示, 不同性别各项指标值之间的差异分析采用两样本比较的t检验。

2 结果
2.1 测量结果一致性检验

在初始定点和测量完成3周后, 选择全部样本的图像在相同条件下重新定点测量, 测量技术误差分析(technical error of measurement, TEM)≤ 2 mm时, 取一次的测量值进行分析[4]。本研究的TEM误差范围为0.83~1.30 mm。

2.2 对获得的面部深度测量值进行性别之间的分析比较

不同性别的各项面部深度数据经两样本比较的t检验分析, 差别均有统计学意义(P< 0.05), 男性的测量值均比女性大(表1)。

表 1 蒙古族男女面部深度测量值的比较 Tab 1 Comparison of facial depth measurements between Mongolian men and women
2.3 对获得的面部高度测量值进行性别之间的分析比较

不同性别的各项面部高度数据经两样本比较的t检验分析, 差别均有统计学意义(P< 0.05), 男性的测量值均比女性大(表2)。

表 2 蒙古族男女面部高度测量值的比较 Tab 2 Comparison of facial height measurements between Mongolian men and women
2.4 对获得的面部宽度测量值进行性别之间的分析比较

不同性别的各项面部宽度数据经两样本比较的t检验分析, 差别均有统计学意义(P< 0.05), 男性的测量值均比女性大(表3)。

表 3 蒙古族男女面部宽度测量值的比较 Tab 3 Comparison of facial width measurements between Mongolian men and women
3 讨论

面部因其突出的位置和复杂的解剖特点而独具特色[6]。尽管五官处于一个相对狭窄的空间, 但是, 面部在人际交往、咀嚼、吞咽和呼吸中起着至关重要的作用。其能传达一个人的年龄、性别、种族、情绪、总体幸福感、甚至性格特征[6, 7]。在进行手术或非手术的颌面部干预时, 需要考虑相关的美学、功能和心理因素[8]

三维立体摄影测量技术在口腔正畸方面的应用, 能更加全面、精确地描述面部形态, 避免了传统二维影像只能在平面上观察测量面部软、硬组织的不足, 比较正畸矫治之前与治疗后的效果, 从美学方面评估正畸治疗的效果, 三维方向评价并记录存档颅、颌、面关系及面部软、硬组织关系[9], 拓宽了正畸、正颌外科治疗中软组织分析的新领域。

分析蒙古族正常成人面部软组织深度的数据, 男女存在性别差异(P< 0.05), 男性的测量数据均比女性大, 这就说明男性的面部立体感更强; 男女性的左侧测量值比右侧大, 这就更加应证不论男女, 左右面部的大小不是一致的, 左右不是完全对称的。这与Jayaratne等[4]测量中国香港成人面部深度的数据所获得的结论一致。

蒙古族正成人面部高度的性别比较中, 差异都有统计学意义(P< 0.05), 且男性的测量数据均比女性大, 说明男性面部更长; 且男女性的测量数值中, 面中1/3高度> 面下1/3高度> 面上1/3高度, 说明面中部在全面部所占有的比例更大。Jayaratne等[3]在测量中国南方正常青年人面部高度的研究中显示:51.9%的汉族男性更容易出现面部高度的大小顺序为面上1/3高度> 面中1/3高度> 面下1/3高度, 而49%的汉族女性更容易出现面部高度的大小顺序为面下1/3高度> 面上1/3高度> 面中1/3高度。这就证明蒙古族与汉族之间因人种、环境等因素而存在差异。

蒙古族正常成人面部软组织宽度的性别比较中, 男女存在性别差异(P< 0.05), 男性的测量数据均比女性大, 这就说明男性的面部宽度大。包柏成等[10]的研究显示:广东籍汉族正常成年男性与女性的面中1/3宽度分别为(137.97± 7.45) mm、(136.82± 10.38) mm, 面下1/3宽度分别为(117.92± 6.36) mm、(119.18± 10.65) mm。该汉族的测量值均比蒙古族小, 说明蒙古族的颧骨及下颌骨宽大或皮下组织丰满, 造成测量其表面软组织时, 相应的测量值变大。

这项研究所获得的数据对于制定正颌外科手术计划、评估成人面部畸形手术后的变化都是非常有用处的[1]。理想情况下, 手术旨在创造出符合相应年龄、性别、种族的面部外观。此外, 这些面部软组织的数据对决定手术的类型和程度、纠正面部比例失调等起到了十分重要的作用。另外, 这项研究里的测量数据可以用于对比患者术前、术后的三维图像[11]。可量化的手术结果用于确定手术是否达到减少畸形及其程度的目标[12]。

由于组织反光、头发和眉毛的干扰、成像过程中不同视角和动作姿势的变化, 有时在三维影像中耳屏点会比较模糊, 不易定位, 此时就会导致不易获得最准确的面部三维图像[13]。由于激光和光线不能弯曲, 也不能穿过反射面, 所以某些结构如眼和耳, 不能获得非常准确的影像。

4 结论

本项研究介绍了一种使用三维立体摄影测量技术测量面部软组织的新方法。建立了正常蒙古族成人面部软组织的数据库。在所有测量所得的面部深度、高度及宽度的数据中, 男性测得的数据都高于女性, 且性别差异均有统计学意义。本项研究所提出的性别特异性差异的数据, 能客观评价面部审美, 对正畸的诊断、确定设计方案和疗效评估, 为正颌外科提供术前诊断, 制定手术计划, 评价手术治疗结果, 口腔颌面部的创伤后修复, 制作口腔颌面部赝复体, 整形美容, 从面部辨认民族特征等诸多方面都有非常重要的作用。

The authors have declared that no competing interests exist.

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