西安地區青年骨性II類面型與正常面型顱面形態的三維自動測量研究

宋劍瑋,周洪,姜萃長

(1.長沙市口腔醫院正畸科湖南長沙410005;2.西安交通大學口腔醫學院正畸科陜西西安710004)

.齒科美容.

西安地區青年骨性II類面型與正常面型顱面形態的三維自動測量研究

宋劍瑋1,周洪2,姜萃長1

(1.長沙市口腔醫院正畸科湖南長沙410005;2.西安交通大學口腔醫學院正畸科陜西西安710004)

目的:利用自主研發的顱面形態三維可視化自動測量系統對西安地區骨性II類與正常面型青年進行面部軟組織三維自動測量比較研究.方法:采用激光掃描獲取顱面部軟組織三維信息,對20例正常面型和20例骨性II類面型進行顱面軟組織自動測量,每個受試對象測量3次,測量結果進行SPSS12.0統計軟件分析.結果:本樣本骨性II類面型表現水平向前額寬、口寬、下頜寬比較窄,下唇弧長相對上唇弧長較短;垂直向面下1/3高、下頜高、頦高較短,下唇較短、下唇紅暴露較多;矢狀向下頜深、下1/3面深均較小.結論:本樣本骨性II類與正常面型之間不僅有矢狀向的不調,顱面部軟組織其他三維測量值也存在較大的差異.

骨性II類;顱面形態;三維自動測量

顱面部形態是人體中最為復雜的形態區域,目前對于面部軟組織的研究一般采用的方法是X線頭影測量和面部照片,不能完全體現顱面結構的三維空間特征,也不能完全精確的記錄其真實情況.本研究將應用自主研發的顱面形態三維可視化自動測量軟件系統[1](相關文章已發表于《中國美容醫學》),對正常面型和骨性II類面型面部軟組織進行三維自動測量比較研究,為顱面畸形診斷提供精確、高效手段,為大樣本研究各類顱面形態提供基礎.

1 材料和方法

1.1 實驗設備:硬件系統:計算機:CPU Celeron3.2,內存512,硬盤160G,顯卡Geforce7300GS,操作系統Windows XP;Minolta VIVID910三維激光掃描儀(美能達公司,日本).軟件系統:Rapidform2004圖像處理軟件,自主研發的顱面形態三維可視化自動測量軟件系統[1].

1.2 樣本選擇:選擇西安地區青年志愿者40例,正常面型20例,骨性II類面型20例,每組男女各10例,年齡18~24歲.正常面型者軟組織直面型,左右對稱,面部形態無異常且無正畸、正頜及外傷史, 2°≤∠ANB≤4°.骨性II類面型要求無正畸、正頜及外傷史,面部左右對稱,磨牙關系安氏II類,∠ANB≥5°.

2.3 面部軟組織三維重建和自動測量:對每個受試者進行正位、左45°、右45°側位面部激光表面掃描,要求受試者自然姿勢位.利用Rapidform2004軟件對獲得的面部正側位圖像進行拼接、匹配、整合重建三維人面圖像,處理后保存為vrnl2.0格式;利用自主研發的顱面軟組織三維自動測量系統顯示重建的人面圖像,并進行52項定點129項自動測量(如圖1~2),每個受試對象行3次全面測量,每個測量項取平均值.

2.4 統計學處理:測量結果經SPSS12.0統計軟件分析,每個測量項目進行兩獨立樣本檢驗.

圖1 正常面型定點測量圖;

圖2 骨性II類面型定點測量圖

2 結果

2.1 該樣本骨性II類面型與正常面型顱面軟組織三維自動測量線距、角度、弧長絕對值有顯著差異的項(見表1).水平向前額寬較小;垂直向:全面高、下面高、下頜高、下唇高、下唇皮膚高、頦部高均明顯短于正常面型者;矢狀向:上1/3面深、上頰深明顯長,下1/3面深、下頜深均小于正常面型者;頦唇角較小,面角較小,面型較凸(見表1).

2.2 該樣本骨性II類面型和正常面型三維自動測量比例指數有顯著差異(見表2).與正常面型相比,骨性II類面型水平指數的前額-面寬指數(ft-ft/zy-zy)、鼻根-眶間寬指數(mf-mf/en-en)較大,前額-顱骨基底寬指數(ft-ft/t-t)、面寬-顱骨基底寬指數(zy-zy/t-t)、下頜寬-面寬指數(go-go/zy-zy)、口寬-上唇弧長指數(ch-ch/ch-ls-ch)、下唇弧長-上唇弧長指數(ch-li-ch/ch-ls-ch)均較小.由此可知,相對面寬前額明顯寬、下頜明顯窄,相對顱骨基底寬前額寬、面寬明顯窄;口寬相對上唇紅弧長窄,下唇紅弧長相對上唇紅弧長較短,鼻根寬相對眶間距大.垂直指數的鼻-下面高指數(n-sn/sn-gn)、上面-全面高指數(n-sto/n-gn)、上唇-下頜高指數(sn-sto/sto-gn)、下唇紅-下唇高指數(sto-li/sto-sl)均較大;下面-全面高指數(sn-gn/n-gn)、下頜-全面高指數(sto-gn/n-gn)、下唇皮膚-上唇皮膚高指數(li-sl/sn-ls)、下唇-上唇高指數(sto-sl/sn-sto)、下唇-下面高指數(sto-sl/sn-gn)、下唇-下頜高指數(sto-sl/sto-gn)、頦-全面高指數(sl-gn/n-gn)、下頜-下面高指數(sto-gn/sn-gn)均較小;可見,相對全面高而言骨性II類面型下面高、下頜高、頦高明顯短,上面高較長,鼻高相對下面較高;上唇高相對下頜明顯長,下唇皮膚高相對上唇皮膚高較短,下唇紅高相對下唇高較長,下唇高比上唇、下面、下頜、頦高明顯小;下頜相對下面明顯短.水平與垂直指數的下頜寬-面高指數(go-go/n-gn)、上面高-口寬指數(n-sto/ch-ch)、鼻高-面寬指數(n-sn/zy-zy)均較大;面指數(n-gn/zy-zy)、下頜指數(sto-gn/go-go)、眶間-上面高度指數(en-en/n-sto)均較小,可知,相對面寬面高較短、鼻高較長,上面高相對口寬明顯大,下頜寬相對面高較寬,下頜高較短,眶間距相對上面高窄.

3 討論

3.1 自動測量:三維掃描激光能快速準確地數字化記錄面部軟組織外形,無創并且操作簡單,已成為學者們對三維測量技術的研究熱點[2-3].本實驗利用自主研發的顱面形態激光掃描三維可視化自動測量軟件系統,進行52個定點129項自動測量,其測量精度基本達到臨床要求[1],本樣本測量結果具有可信度,為大樣本研究骨性II類面部軟組織三維形態測量奠定基礎.

注:*<0.05

3.2 本研究樣本西安地區青年骨性II類面型三維形態特征:垂直高度:絕對值及比例指數自動測量結果均顯示下頜發育不足,下面高、下頜、下唇、下唇皮膚、頦部高度均較短;上唇較高,上唇紅弧長較長,而下唇高度及下唇紅弧長均較短,這與Alf Tor Karlsen[4]關于安氏II類2分類患者的研究中證實的II類患者下前面高相對正常面型較小的結果一致.而該實驗樣本還發現相對下唇下唇皮膚較短而唇紅較高,顯示下唇短但下唇紅暴露較多下唇外翻表現.

矢狀向長度:下1/3面深、下頜深較小,面角比較大、面型較凸,頦唇角比較小頦唇溝深,這與白玉興等[5]在對II類與I類錯牙合面部軟組織三維結構特征比較研究中的結果一致,他們利用數字化面部軟組織三維重建和測量系統對20例II類、I類錯牙合畸形進行測量得出II類錯牙合具面下部深較小,下頜后下旋轉趨勢.

橫向寬度:前額、面寬、下頜較窄;鼻根較寬,上唇紅弧長較長而下頜紅弧長較短;頦唇角比較小,頦唇溝深.在王菲[6]應用Farrkas面部直接測量法對西安地區骨性II類面部軟組織的研究中顯示,骨性II類面型上頜相對下頜前凸,面下1/3較窄、上唇紅較突、下唇紅較平.其中下頜窄與其研究結論一致,本研究還發現下唇較短但下唇紅暴露比較多特征.

綜上所述,本研究樣本西安地區骨性II類青年面型表現為上面高、深較大;下頜寬度、高度、下頜深、下1/3面深均較小;頦部短,上頜前突下頜后縮面型;鼻根寬及鼻高均較大,即鼻尖前突表現;上唇高度較大,下唇高度及下唇紅弧長均較小,下唇紅高度相對下唇皮膚高度較大,顯示下唇紅外翻的特征.與侯玉霞[7]應用Farkas人體測量法對西安地區骨性II類面型青年比例指數研究中得出結果基本一致,但本系統的比例指數項更多更全面,對面型的平衡和協調性分析更全面,準確.

表2 骨性II類與正常面型測量比例指數有顯著差異項列表(%)

骨性II類成因復雜,具有較多的類型和變異,下頜平面角的高、低,下頜升支、下頜體的長短[8]均影響到軟組織表面形態,因此,進一步的研究需要對骨性II類患者進行分類,進行大樣本的測量研究.

3.3 臨床意義:在牙頜畸形的功能和美容診斷中,人體測量方法的應用是一個具有很高價值的輔助方法,運用線距、角度和比例來評價患者狀態將會對傳統的人體美容和頭影測量的評價起到補充作用[9],在正頜外科手術中,可以更加明確手術指征,為手術方案的設計、手術結果的預測、手術過程的監控、手術效果的評價提供定量的依據.由于面部軟組織三維測量結果是被測量者面部的真實情況,用這一方法進行的正常牙合、骨性II類顱面部軟組織三維測量更為準確,獲得的測量值可以為錯牙合面部軟組織的診斷、治療方案制定提供依據,對錯牙合畸形的臨床治療有一定的指導意義.

[1]宋劍瑋,侯玉霞,張艷寧,等.顱面形態三維自動測量精度的比較研究[J].中國美容醫學,2010,19(3):404-407.

[2]袁玲君,房兵.面部軟組織變化規律的激光三維掃描研究[J].中國美容醫學,2011,20(2):330-332.

[3]田華,吳補領,畢振宇,等.激光三維掃描建立頜面部軟組織模型在正畸中的應用[J].南方醫科大學學報,2011,31 (5):864-866.

[4]Alf Tor Karlsen.Craniofacial charactics in children with Angle classII div.2 malocclusion combined with extreme deep bite[J].The Angle Orthodontist,1994,64(2):123-130.

[5]白玉興,郭宏銘,周立新,等.II類與I類錯牙合面部軟組織三維結構的特征與比較研究[J].現代口腔醫學雜志,2002,16 (3):243-245.

[6]王菲,周洪,司新芹,等.西安地區骨性Ⅱ類面型青年顱面部三維測量值的研究[J].中國美容醫學,2005,14(5): 598-600.

[7]侯玉霞,周洪,王菲.西安地區骨性II類面型青年與正常人顱面部比例指數比較[J].中國美容醫學,2004,13(4):442-444.

[8]王菲,周洪,任敏寧,等.西安地區骨性II類長短面型青年的三維測量研究[J].中國美容醫學,2005,14(3):322-324.

[9]KouryME,EpkerBN.Maxillofacialesthetics: Anthropometrics of the maxillofacial region[J].J Oral Maxilliofac Surg,1992,6:50-62.

Compare study on skeletal Class II and normal Class craniofacial morpometry of young adult in Xi'an area with the developed 3D-Auto measuring system

SONG Jian-wei1,ZHOU Hong2,JIANG Cui-chang1
(1.Department of Orthodontics,Changsha Stomatological Hospital,Changsha 410005,Hunan,China; 2.Department of Orthodontics,Stomatological Hospital,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710004, Shaanxi,China)

ObjectiveTo do three-dimensional craniofacial soft tissue morphometry and compare analysis to skeletal class II and normal class young adult in Xi'an Area sample with 3D auto measuring system.Methods 40 young people of skeletal class II andnormal skeletal class were selected,each class including 20 subjects.Every subject was scanned by laser and reconstructed the face form which was measured three times by auto measuring system.The results of measurement were processed by Spss12.0.Results Characteristics of craniofacial morphometry of the skeletal class II were founded compared with those of normal facial form:the lower face lacked of development.In horizontal direction,the forehead width,mandible width,mouth width was narrower;the lower lip arc was shorter.In vertical direction,height of lower third face,mandible,chin,lower lip was shorter.In sagital direction,lower third face depth and mandible depth was shorter.Conclusion Except for the difference in sagital direction,there are many differences in other three-dimensional craniofacial morphometry of skeletal class II to normal skeletal class of the study sample.

skeletal class II;craniofacial morphometry;three-dimensional auto measure

R783.5

A

1008-6455(2014)21-1817-04

2014-07-18

2014-09-15

編輯/何志斌

顱面部三維形態自動測量系統的開發研究;周洪,省攻關2002K10-G1(11)

周洪,教授,主任醫師,研究生導師,院長;Email:zhouhong@mail.xjtu.edu