眼動儀在口腔醫(yī)學(xué)審美臨床中的研究與應(yīng)用

包柏成， 王茜

中山大學(xué)光華口腔醫(yī)學(xué)院·附屬口腔醫(yī)院正畸科，廣東省口腔醫(yī)學(xué)重點實驗室，廣東 廣州（510055）

伴隨現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式的興起，醫(yī)學(xué)與美學(xué)日益繁榮。在此背景下，口腔醫(yī)學(xué)審美的理論和實踐研究日益受到重視。近幾年，本團(tuán)隊利用問卷法（questionnaire）、功能磁共振法（functional magnetic resonance imaging，fMRI）和眼動探測法（eye tracking technique）等各種研究手段，對口腔頜面部審美的規(guī)律進(jìn)行了研究，為口腔相應(yīng)臨床工作的開展提供了美學(xué)理論依據(jù)。本文以眼動探測法為重點，將本團(tuán)隊以及國內(nèi)外同行在口腔醫(yī)學(xué)審美中的研究方法和成果進(jìn)行總結(jié)。

1 口腔醫(yī)學(xué)顏面部審美的研究方法

1.1 形態(tài)學(xué)研究方法

口腔醫(yī)學(xué)審美的研究中，硬組織和軟組織的客觀記錄和評估是研究的基礎(chǔ)。硬組織的研究手段主要包括X 線片測量、錐形束CT（cone beam CT，CBCT）等。軟組織的研究手段主要有X 線片測量、云紋照片測量、三維軟組織成像等。軟硬組織的形態(tài)學(xué)美學(xué)的研究逐漸從二維分析發(fā)展到三維分析，從靜態(tài)分析發(fā)展到動態(tài)分析。形態(tài)學(xué)的研究可以與其他研究手段相結(jié)合，包括人工智能手段［1］和心理學(xué)研究手段［2］等，以達(dá)到顏面部與口唇部美學(xué)研究的目的。

1.2 心理學(xué)研究方法

問卷法、fMRI 法和眼動探測法是心理學(xué)常使用的研究手段，同時也是口腔醫(yī)學(xué)審美的主要研究手段。問卷法作為最經(jīng)典的研究手段，主要從行為學(xué)的角度出發(fā)，通過量表研究人們對口腔治療中各美學(xué)指標(biāo)的期望以及影響美學(xué)期望的因素和心理等［3］。然而，問卷法易受到問卷問題的主觀誘導(dǎo)，其應(yīng)用有局限性。fMRI 是心理學(xué)基礎(chǔ)研究的重要儀器。在審美的研究中，fMRI 法從神經(jīng)美學(xué)的角度客觀地描述了審美的腦機(jī)制［4］。眼動儀同樣作為心理學(xué)基礎(chǔ)研究的儀器，近年來也逐漸被應(yīng)用在審美認(rèn)知領(lǐng)域的研究中［5-6］。相比其他方法，眼動探測法更直接、客觀地揭示了哪個區(qū)域?qū)τ诒辉囌叨宰顬橹匾?，以提供更為客觀的審美規(guī)律。審美心理學(xué)的研究方法從問卷法逐步深入到研究審美腦機(jī)制的fMRI 以及客觀眼動規(guī)律的眼動探測法，以更加深入和客觀地探究大眾審美的心理機(jī)制。

1.2.1 問卷法 口腔醫(yī)學(xué)審美的研究中，問卷法是最常用和經(jīng)典的方法?？谇徽麑W(xué)中主要使用的經(jīng)典量表包括了Oral Aesthetic Subjective Impact Scale（OASIS）［7］，Malocclusion Impact Questionnaire（MIQ）［8］等，用于評估口腔健康相關(guān)生活質(zhì)量［9］、審美（如牙科美學(xué)指數(shù)）［10］或治療期間的疼痛［11］等。筆者團(tuán)隊通過將經(jīng)典正畸學(xué)相關(guān)量表（Psychosocial Impact of Dental Aesthetics Questionnaire，PIDAQ），結(jié)合中國文化改良翻譯為中文版的牙科審美社會心理影響量表進(jìn)行推廣使用［12］。除了經(jīng)典量表，研究者可根據(jù)研究目的自行設(shè)計問卷并結(jié)合VAS 量表等來進(jìn)行審美心理研究。筆者團(tuán)隊通過設(shè)計問卷研究了正畸中最常見的審美元素，如普通人群對側(cè)貌、中線偏移、中線偏斜和露齦笑的審美偏好和容忍度等。其他研究團(tuán)隊也通過使用問卷法對各類影響口腔醫(yī)學(xué)審美的元素進(jìn)行了大量探究，諸如平面傾斜、頰廊間隙和笑弧線等。這些審美元素的相關(guān)研究可為口腔醫(yī)生提供美學(xué)參考依據(jù)。同時，問卷法也可應(yīng)用于患者心理和臨床決策等研究。

1.2.2 fMRI 法 審美體驗是大腦感知、認(rèn)知和情感共同處理的結(jié)果，而在神經(jīng)審美領(lǐng)域中，揭示這個現(xiàn)象背后的神經(jīng)系統(tǒng)的變化是其主要的研究目標(biāo)［13］。fMRI 的原理為通過不同腦區(qū)的氧含量變化，研究各腦區(qū)（如識別、認(rèn)知、情緒等腦區(qū)）在不同刺激下的激活狀態(tài)，以探究審美過程中的神經(jīng)機(jī)制，從中樞神經(jīng)系統(tǒng)解釋審美模式的普遍共性及個體差異性［14］。fMRI 被應(yīng)用于音樂［15］、繪畫［16］和面部審美［17］等研究。筆者團(tuán)隊通過fMRI 研究普通人對正畸前后面孔，高吸引力與低吸引力面孔的審美模式差異，發(fā)現(xiàn)枕葉、顳葉、梭狀回等腦區(qū)參與了正畸前后面孔審美的認(rèn)知過程；正畸前后的面孔以及高吸引力與低吸引力面孔激活的腦區(qū)和強(qiáng)度不同：正畸前面孔相對于正畸后面孔顯著引起認(rèn)知、注意、情緒相關(guān)腦區(qū)的激活改變，并研究從神經(jīng)美學(xué)機(jī)制解釋了面孔審美的差異性和復(fù)雜性［18］。

1.2.3 眼動探測法 眼動儀可通過追蹤瞳孔記錄人在進(jìn)行各項視覺活動時的視覺軌跡。在視覺刺激后，眼動軌跡受到大腦信號的調(diào)控，大腦負(fù)責(zé)收集及處理視覺信息，因此可一定程度上解釋視覺刺激對觀察者的心理啟示作用［19］。因眼動數(shù)據(jù)所提示的心理暗示作用，以及檢測的注視密度及注視時長上有高度的可信度及可重復(fù)性［20］，眼動儀被廣泛地運用于犯罪心理［21］、心理疾病如自閉癥［22］、精神分裂癥［23］等研究中。近年來，眼動儀被逐漸運用于面孔識別和面部審美的研究中，以下將對眼動法應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)審美的研究作詳細(xì)闡述。

2 眼動儀在口腔醫(yī)學(xué)審美中的應(yīng)用

2.1 眼動儀應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)審美的工作原理

眼動儀使用視頻處理軟件，利用紅外線或近紅外線跟蹤瞳孔，利用角膜反射記錄視覺變化，以記錄人們觀察面部時的眼球運動。眼動儀可以記錄的眼睛活動指標(biāo)包括瞳孔直徑大小、眼跳次數(shù)、注視點持續(xù)時間、注視點數(shù)量、眼動軌跡、路徑長度等。眼睛的運動包括注視、眼跳和追隨運動三種形式。這些眼動指標(biāo)可以直觀的反應(yīng)觀察者對觀察對象的眼動模式（圖1），同時反映受試的潛意識心理活動。神經(jīng)認(rèn)知領(lǐng)域的研究表明，人類的視覺感知和其他物種相似，都是由“顯著特征”驅(qū)動的。即在一個視覺場景中，不同的物體之間存在著視覺競爭。這種競爭一方面是由對象本身的“顯著特征”所驅(qū)動的，當(dāng)多種刺激爭奪注意力時，注意層次的變化反映了提取面部信息的認(rèn)知策略。另一方面，人們將注意力集中在期望的感知特征上，是由自上而下的注意力所驅(qū)動的［24］，通過追蹤觀察者的注視位置，眼動儀可以直接測量哪些區(qū)域可能有助于面部吸引力的判斷［25］。

研究表明，觀察者的視線會被感興趣的區(qū)域或物品所吸引［24］。注視持續(xù)時間越長，表明提取信息越困難或目標(biāo)更吸引人；首次注視時間越短，表明它越能引起注意等［26］。注視順序也反映了觀察者興趣變化的過程，同時也說明了觀察者對不同區(qū)域關(guān)注度的變化［27］。同樣，一些研究表明，被認(rèn)為是信息豐富的區(qū)域或?qū)ο罂赡懿粫绊懽畛醯淖⒁?，但會影響注視密度（注視次?shù)）和注視總持續(xù)時間，即信息含量高的對象或區(qū)域具有更大的注視密度［28］。眼動儀在面部審美評價上有其獨特的優(yōu)勢。它是一種客觀的審美評價工具，并且可將口腔局部審美與面部整體審美有機(jī)結(jié)合，在局部和整體審美的相互關(guān)系的研究中顯現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢，是對以主觀判斷為主的問卷法和闡述審美腦機(jī)制的fMRI 法的重要補充。使用眼動探測法研究面部吸引力，是研究者從全新角度挖掘了影響顏面部或口唇部審美偏好判斷的因素。

Figure 1 Eye movement pattern hot spot map based on fixation duration圖1 根據(jù)注視時長生成的眼動模式熱點圖

2.2 正常面部和口腔患者面部的不同眼動審美規(guī)律

2.2.1 正常面部的眼動審美規(guī)律 之前的眼球追蹤研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，普通觀察者在觀察正常面孔時的掃描路徑是有特點的。正常面部典型的掃描路徑模式是三角形的，觀察者的注意力主要集中在內(nèi)部的面部特征上，如眼睛、鼻子和嘴巴，并在典型的掃描路徑模式上獲得了匯聚證據(jù)。在一項關(guān)于內(nèi)部面部特征注意力的研究中，觀察者的大部分時間（43%）花在眼睛上，13%時間花在嘴上。另外，人們在觀察面部時的眼動模式是相對保守的，且具有高度的可重復(fù)性［29］。

唇腭裂患者的鼻唇部畸形會改變普通人觀察其顏面部的眼動模式。與非唇腭裂的人相比，普通人更早及更長時間地關(guān)注唇腭裂患者的鼻唇部，同時觀察眼睛的時間變短［37］，這種異常的眼動審美模式與其唇腭裂的嚴(yán)重程度相關(guān)［38］，唇腭裂手術(shù)可以使異常的眼動模式趨于正常化。然而，由于唇腭裂患者先天軟硬組織不足，即使在多學(xué)科治療后，眼動研究發(fā)現(xiàn)其面部的審美仍會引起第三方的審美偏倚［39］。此外，唇腭裂患者作為觀察者的眼動模式也不同于普通觀察者：無論面部有無唇腭裂結(jié)構(gòu)，唇腭裂觀察者都更關(guān)注面孔的鼻唇部，這也可能是唇腭裂患者潛在社會心理障礙的客觀指標(biāo)。

眼動研究從全新角度闡明了口唇局部審美和顏面部整體審美的交互作用［27，34，40］。Richards 等［34］學(xué)者的研究表明，當(dāng)口腔正畸治療需要指數(shù)（index of orthodontic treatment need，IOTN）達(dá)到7 以上，口唇部受到的注視程度與眼睛相當(dāng)。說明正畸患者眼動模式與治療需求相關(guān)，即IOTN 分級法評判的錯畸形程度越嚴(yán)重，眼動數(shù)據(jù)顯示口唇部得到的注意越多。然而，對于面部吸引力低的女性患者，IOTN 7 以下時，其口唇部受到女性觀察者的視覺注意并沒有隨著治療需求的增加而增加。這提示，女性觀察者對于女性患者面部的“不吸引”比牙齒的“不美觀”更敏感。而面部吸引力越高的女性患者，女性觀察者對于牙齒“不美觀”程度的接受能力越低［27］。同樣的效應(yīng)在男性觀察者和男性患者中不明顯。筆者團(tuán)隊［41］在下頜突度對眼動模式影響的研究中發(fā)現(xiàn)，患者的面部吸引力會影響觀察者對于患者下頜突度的容忍度。對于面部高吸引力的患者，引起觀察者注意到下頜突度的閾值高于面部低吸引力的患者，而一旦超過了閾值，高吸引力患者的下頜突度相較于低吸引力患者引起了觀察者更多的關(guān)注。這可能提示了普通人對于面部高吸引力患者的下頜突度相較于低吸引力患者有更高的包容度。然而，如果當(dāng)高吸引力患者下頜突度過大，與面部的高吸引力形成不和諧對比，普通人對高吸引力患者的唇部關(guān)注度會迅速升高，提示口唇部過突與面部高吸引力的不和諧使觀察者產(chǎn)生消極的審美心理。

以上結(jié)果表明，不正?？谇缓皖伱娌客庥^會引起眼動模式的變化以及觀察者對其的審美評判。同時，觀察者自身的因素也會深刻影響患者顏面部和口唇部的審美評價。

2.3 審美觀差異形成原因及其臨床意義

2.3.1 審美觀差異形成的先天因素 關(guān)于人類吸引力的研究表示，人類的面孔偏好在吸收社會環(huán)境的審美觀之前就已經(jīng)初步成型：眼動法研究嬰兒對高吸引力和低吸引力面孔的評價注視時間，結(jié)果顯示嬰兒天生就偏愛有吸引力的面孔，因為他們對高吸引力的面孔的注視時間更長［42］。另一個針對嬰兒的眼動研究表明，嬰兒對成人面部吸引力的判斷與成人相似，但又有不同之處，比如嬰兒對對稱性或女性面孔也表現(xiàn)出明顯的視覺偏好，這與一些成人偏好的研究結(jié)果一致，對面部不平均程度或特殊性的視覺偏好與成年人的模式相反［42］。以上眼動研究表明先天因素影響了面孔審美偏好。

性別因素也是影響審美觀的先天因素之一。由于男性和女性在激素和大腦活躍區(qū)域方面等存在差異，他們的審美心理與眼動模式也有所差異［43］。眼動研究表明，男性和女性在面對同樣的面孔時，其眼動模式有所不同：女性對眼睛的視覺注意力明顯多于男性，男性觀察者對嘴部的視覺注意力多于女性［27，34］，這說明男性和女性在面部信息的處理上存在差異。另外，男性和女性錯畸形患者面孔的眼動模式也有所不同。關(guān)于面部吸引力的問卷研究表明，觀察者對于女性的評價更為苛刻［44］，而眼球追蹤研究也支持了這一觀點，即女性錯畸形患者中，最低的牙齒美學(xué)（IOTN 10）與高面部吸引力之間的“不和諧”使得觀察者（包括男性和女性觀察者）對于女性患者的口唇部注意力迅速提高，而對于男性錯畸形患者并未觀察到此現(xiàn)象［27］。因此，男性和女性無論作為審美評價者還是被評價者都存在差異。

2.3.2 審美觀差異形成的后天因素 人們的審美觀受后天的環(huán)境影響，包括種族、文化、外界環(huán)境和人格等因素。后天的種族及文化因素深刻影響人們的審美觀［45］。西方文化強(qiáng)調(diào)獨立，來自西方文化的個體往往更善于分析和處理視覺刺激，關(guān)注對象及其屬性。相反，東亞文化更加內(nèi)斂，這使東方人更傾向于視覺信息的整體處理。這些特性也表現(xiàn)在了眼動模式上，西方人和東方人觀察面部的眼動模式有很大差別：西方人在觀察面孔中常采取局部面孔特征篩選策略，而東方人更傾向采取宏觀的、集中于面孔中心點的策略。研究者采取擴(kuò)展聚光燈技術(shù)發(fā)現(xiàn)，西方人傾向從眼睛獲得更多的信息，而東方人則從鼻子處獲取更多的信息［46］。

面孔吸引力判斷標(biāo)準(zhǔn)受到后天社會因素等環(huán)境影響。有眼動研究表明，嬰兒的眼動模式可受到資源困乏環(huán)境的影響，包括貧困、營養(yǎng)不良和刺激的缺乏［47］。另外，特征性人群因教育背景、環(huán)境等相似性，其眼動模式具有群體特異性。口腔審美評判的多元化群體包括了醫(yī)生群體、患者群體等。眼動研究表明，正畸醫(yī)生、全科醫(yī)生以及患者對于顏面部和口唇部審美偏好以及對錯嚴(yán)重程度的感知度皆有所不同［48］。這說明，不同群體和個體的審美偏好受到教育、個人經(jīng)歷、社會和環(huán)境等影響。

患者的人格特征也會影響其審美感知。眼動研究表明，健康人通常更注意別人的不吸引的地方和自己的吸引特征（積極審美）。而負(fù)面審美表現(xiàn)為，視覺注意力偏向于一個人的不吸引的特征和其他人的吸引特征。身體畸形障礙（body dysmorphic dysfunction，BDD）是一類常見的心理疾病，占人群中的1.7%～2.4%［49］。研究者使用眼動技術(shù)來檢測BDD 患者相對于健康對照組的視覺注意力，結(jié)果表明BDD 患者過分關(guān)注負(fù)面審美元素，這是該疾病的潛在病因之一。相反，健康人對面部審美有更平衡的關(guān)注。BDD 患者在尋求正畸時表現(xiàn)為過度關(guān)心自己的容貌，放大或者無中生有自身的美學(xué)缺陷，同時，內(nèi)心承受著巨大的壓力。更多的眼動研究表明，患有精神疾患的患者，如精神分裂［50］、抑郁癥［51］等患者的面孔識別和審美心理與健康人不同。

2.3.3 審美觀差異形成的臨床意義 在口腔治療中，審美群體具有多元性的特點。除了患者本人以外，?？漆t(yī)生、其他牙科醫(yī)生以及來自社會上的普通人等，都構(gòu)成了治療審美評判的群體。口腔臨床中審美群體眾多，各審美群體要達(dá)成一致的審美偏好是極困難的?？谇会t(yī)生應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)患者在納入多個審美群體意見的同時形成自己相對穩(wěn)定的審美意見，使接診醫(yī)生和患者本人成為主要的審美主體，從而易于達(dá)成較為一致的審美意見。同時，口腔醫(yī)生應(yīng)當(dāng)正確鑒別患者的審美意見是否來源于其本身，或來源于其他審美主體。求治者中不乏因其他審美群體意見而尋求正畸治療的患者。因此，在青少年患者群體中，需綜合考慮孩子和父母的意見，而在成年患者群體中，需明確其審美意見來源，并主要參考其自身審美意見來制定治療方案。

在同一個審美群體中，由于每個人的審美偏好受到先天和后天多種因素的影響，是具有個體差異性的?？谇会t(yī)生應(yīng)當(dāng)意識到這一點，主動了解并尊重患者的審美觀。而對于與事實明顯不符的審美偏好，口腔醫(yī)生應(yīng)當(dāng)適當(dāng)引導(dǎo)患者審美，同時要關(guān)注患者的心理因素。如前所述，有心理類疾病的患者的審美偏好與正常人明顯不同，口腔醫(yī)師應(yīng)在治療前對患者進(jìn)行人格評估，掌握患者的心理狀態(tài)及其審美感知需求，針對患者不同的人格特征采取合理的診療措施，對神經(jīng)質(zhì)傾向的患者視情況進(jìn)行必要的心理輔導(dǎo)，以糾正其審美偏移，建立合理的審美心理預(yù)期，對有心理疾患的患者應(yīng)進(jìn)行正確引導(dǎo)，謹(jǐn)慎進(jìn)入治療。

與其他口腔治療相比，正畸治療具有周期長、復(fù)診次數(shù)多的特點，患者的審美意見很可能隨著時間和外界因素的變化而改變。筆者的團(tuán)隊研究表明，正畸醫(yī)生的專業(yè)知識和觀點一定程度上可以改變患者的審美偏好。而面對來自網(wǎng)絡(luò)和生活紛雜的不同聲音，患者的審美偏好也可能受影響。同時，隨著患者年齡的增長，其“感知、理解、想象和情感”等心理功能也會發(fā)生程度不同的變化，對同一現(xiàn)象的審美判斷自然也可能會發(fā)生改變。在漫長的正畸療程中，正畸醫(yī)生也應(yīng)注意患者審美偏好的變化，及時做出正確的引導(dǎo)或調(diào)整治療方案。因此，正畸醫(yī)生應(yīng)當(dāng)通過與患者的溝通，吸收并接納患者的合理性意見，有針對性地解決主要審美需求。

3 小 結(jié)

本文概述了口腔醫(yī)學(xué)審美的前沿方法和結(jié)論，重點總結(jié)了以眼動儀為主要研究手段所揭示的口腔醫(yī)學(xué)審美特點以及背后的機(jī)制，為口腔臨床美學(xué)相關(guān)的醫(yī)患溝通提供相關(guān)建議。口腔醫(yī)學(xué)審美的相關(guān)研究將借助數(shù)字化和人文學(xué)科的發(fā)展，深入全面地探討審美背后的社會心理學(xué)機(jī)制，為臨床實踐提供更堅實的理論依據(jù)和指導(dǎo)借鑒。