西安地區(qū)青年骨性II類面型與正常面型顱面形態(tài)的三維自動(dòng)測(cè)量研究

宋劍瑋,周洪,姜萃長(zhǎng)

(1.長(zhǎng)沙市口腔醫(yī)院正畸科湖南長(zhǎng)沙410005;2.西安交通大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院正畸科陜西西安710004)

.齒科美容.

西安地區(qū)青年骨性II類面型與正常面型顱面形態(tài)的三維自動(dòng)測(cè)量研究

宋劍瑋1,周洪2,姜萃長(zhǎng)1

(1.長(zhǎng)沙市口腔醫(yī)院正畸科湖南長(zhǎng)沙410005;2.西安交通大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院正畸科陜西西安710004)

目的:利用自主研發(fā)的顱面形態(tài)三維可視化自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)西安地區(qū)骨性II類與正常面型青年進(jìn)行面部軟組織三維自動(dòng)測(cè)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(duì)20例正常面型和20例骨性II類面型進(jìn)行顱面軟組織自動(dòng)測(cè)量,每個(gè)受試對(duì)象測(cè)量3次,測(cè)量結(jié)果進(jìn)行SPSS12.0統(tǒng)計(jì)軟件分析.結(jié)果:本樣本骨性II類面型表現(xiàn)水平向前額寬、口寬、下頜寬比較窄,下唇弧長(zhǎng)相對(duì)上唇弧長(zhǎng)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(jié)論:本樣本骨性II類與正常面型之間不僅有矢狀向的不調(diào),顱面部軟組織其他三維測(cè)量值也存在較大的差異.

骨性II類;顱面形態(tài);三維自動(dòng)測(cè)量

顱面部形態(tài)是人體中最為復(fù)雜的形態(tài)區(qū)域,目前對(duì)于面部軟組織的研究一般采用的方法是X線頭影測(cè)量和面部照片,不能完全體現(xiàn)顱面結(jié)構(gòu)的三維空間特征,也不能完全精確的記錄其真實(shí)情況.本研究將應(yīng)用自主研發(fā)的顱面形態(tài)三維可視化自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)[1](相關(guān)文章已發(fā)表于《中國(guó)美容醫(yī)學(xué)》),對(duì)正常面型和骨性II類面型面部軟組織進(jìn)行三維自動(dòng)測(cè)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(tài)提供基礎(chǔ).

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備:硬件系統(tǒng):計(jì)算機(jī):CPU Celeron3.2,內(nèi)存512,硬盤160G,顯卡Geforce7300GS,操作系統(tǒng)Windows XP;Minolta VIVID910三維激光掃描儀(美能達(dá)公司,日本).軟件系統(tǒng):Rapidform2004圖像處理軟件,自主研發(fā)的顱面形態(tài)三維可視化自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)[1].

1.2 樣本選擇:選擇西安地區(qū)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(duì)稱,面部形態(tài)無(wú)異常且無(wú)正畸、正頜及外傷史, 2°≤∠ANB≤4°.骨性II類面型要求無(wú)正畸、正頜及外傷史,面部左右對(duì)稱,磨牙關(guān)系安氏II類,∠ANB≥5°.

2.3 面部軟組織三維重建和自動(dòng)測(cè)量:對(duì)每個(gè)受試者進(jìn)行正位、左45°、右45°側(cè)位面部激光表面掃描,要求受試者自然姿勢(shì)位.利用Rapidform2004軟件對(duì)獲得的面部正側(cè)位圖像進(jìn)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(fā)的顱面軟組織三維自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)顯示重建的人面圖像,并進(jìn)行52項(xiàng)定點(diǎn)129項(xiàng)自動(dòng)測(cè)量(如圖1~2),每個(gè)受試對(duì)象行3次全面測(cè)量,每個(gè)測(cè)量項(xiàng)取平均值.

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:測(cè)量結(jié)果經(jīng)SPSS12.0統(tǒng)計(jì)軟件分析,每個(gè)測(cè)量項(xiàng)目進(jìn)行兩獨(dú)立樣本檢驗(yàn).

圖1 正常面型定點(diǎn)測(cè)量圖;

圖2 骨性II類面型定點(diǎn)測(cè)量圖

2 結(jié)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(dòng)測(cè)量線距、角度、弧長(zhǎng)絕對(duì)值有顯著差異的項(xiàng)(見(jiàn)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(zhǎng),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(jiàn)表1).

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

3 討論

3.1 自動(dòng)測(cè)量:三維掃描激光能快速準(zhǔn)確地?cái)?shù)字化記錄面部軟組織外形,無(wú)創(chuàng)并且操作簡(jiǎn)單,已成為學(xué)者們對(duì)三維測(cè)量技術(shù)的研究熱點(diǎn)[2-3].本實(shí)驗(yàn)利用自主研發(fā)的顱面形態(tài)激光掃描三維可視化自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng),進(jìn)行52個(gè)定點(diǎn)129項(xiàng)自動(dòng)測(cè)量,其測(cè)量精度基本達(dá)到臨床要求[1],本樣本測(cè)量結(jié)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(tài)測(cè)量奠定基礎(chǔ).

注:*<0.05

3.2 本研究樣本西安地區(qū)青年骨性II類面型三維形態(tài)特征:垂直高度:絕對(duì)值及比例指數(shù)自動(dòng)測(cè)量結(jié)果均顯示下頜發(fā)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(zhǎng)較長(zhǎng),而下唇高度及下唇紅弧長(zhǎng)均較短,這與Alf Tor Karlsen[4]關(guān)于安氏II類2分類患者的研究中證實(shí)的II類患者下前面高相對(duì)正常面型較小的結(jié)果一致.而該實(shí)驗(yàn)樣本還發(fā)現(xiàn)相對(duì)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(xiàn).

矢狀向長(zhǎng)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(duì)II類與I類錯(cuò)牙合面部軟組織三維結(jié)構(gòu)特征比較研究中的結(jié)果一致,他們利用數(shù)字化面部軟組織三維重建和測(cè)量系統(tǒng)對(duì)20例II類、I類錯(cuò)牙合畸形進(jìn)行測(cè)量得出II類錯(cuò)牙合具面下部深較小,下頜后下旋轉(zhuǎn)趨勢(shì).

橫向?qū)挾?前額、面寬、下頜較窄;鼻根較寬,上唇紅弧長(zhǎng)較長(zhǎng)而下頜紅弧長(zhǎng)較短;頦唇角比較小,頦唇溝深.在王菲[6]應(yīng)用Farrkas面部直接測(cè)量法對(duì)西安地區(qū)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(duì)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(jié)論一致,本研究還發(fā)現(xiàn)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(qū)骨性II類青年面型表現(xiàn)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(xiàn);上唇高度較大,下唇高度及下唇紅弧長(zhǎng)均較小,下唇紅高度相對(duì)下唇皮膚高度較大,顯示下唇紅外翻的特征.與侯玉霞[7]應(yīng)用Farkas人體測(cè)量法對(duì)西安地區(qū)骨性II類面型青年比例指數(shù)研究中得出結(jié)果基本一致,但本系統(tǒng)的比例指數(shù)項(xiàng)更多更全面,對(duì)面型的平衡和協(xié)調(diào)性分析更全面,準(zhǔn)確.

表2 骨性II類與正常面型測(cè)量比例指數(shù)有顯著差異項(xiàng)列表(%)

骨性II類成因復(fù)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(zhǎng)短[8]均影響到軟組織表面形態(tài),因此,進(jìn)一步的研究需要對(duì)骨性II類患者進(jìn)行分類,進(jìn)行大樣本的測(cè)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(cè)量方法的應(yīng)用是一個(gè)具有很高價(jià)值的輔助方法,運(yùn)用線距、角度和比例來(lái)評(píng)價(jià)患者狀態(tài)將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的人體美容和頭影測(cè)量的評(píng)價(jià)起到補(bǔ)充作用[9],在正頜外科手術(shù)中,可以更加明確手術(shù)指征,為手術(shù)方案的設(shè)計(jì)、手術(shù)結(jié)果的預(yù)測(cè)、手術(shù)過(guò)程的監(jiān)控、手術(shù)效果的評(píng)價(jià)提供定量的依據(jù).由于面部軟組織三維測(cè)量結(jié)果是被測(cè)量者面部的真實(shí)情況,用這一方法進(jìn)行的正常牙合、骨性II類顱面部軟組織三維測(cè)量更為準(zhǔn)確,獲得的測(cè)量值可以為錯(cuò)牙合面部軟組織的診斷、治療方案制定提供依據(jù),對(duì)錯(cuò)牙合畸形的臨床治療有一定的指導(dǎo)意義.

[1]宋劍瑋,侯玉霞,張艷寧,等.顱面形態(tài)三維自動(dòng)測(cè)量精度的比較研究[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué),2010,19(3):404-407.

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

[3]田華,吳補(bǔ)領(lǐng),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(yīng)用[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),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(cuò)牙合面部軟組織三維結(jié)構(gòu)的特征與比較研究[J].現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志,2002,16 (3):243-245.

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

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

[8]王菲,周洪,任敏寧,等.西安地區(qū)骨性II類長(zhǎng)短面型青年的三維測(cè)量研究[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué),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(tài)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的開發(fā)研究;周洪,省攻關(guān)2002K10-G1(11)

周洪,教授,主任醫(yī)師,研究生導(dǎo)師,院長(zhǎng);Email:zhouhong@mail.xjtu.edu