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[摘要]目的：利用自主研发的颅面形态三维可视化自动测量系统对西安地区骨性II类与正常面型青年进行面部软组织三维自动测量比较研究。方法：采用激光扫描获取颅面部软组织三维信息，对20例正常面型和20例骨性II类面型进行颅面软组织自动测量，每个受试对象测量3次，测量结果进行SPSS12.0统计软件分析。结果：本样本骨性II类面型表现水平向前额宽、口宽、下颌宽比较窄，下唇弧长相对上唇弧长较短；垂直向面下1/3高、下颌高、颏高较短，下唇较短、下唇红暴露较多；矢状向下颌深、下1/3面深均较小。结论：本样本骨性II类与正常面型之间不仅有矢状向的不调，颅面部软组织其他三维测量值也存在较大的差异。
[关键词]骨性II类；颅面形态；三维自动测量
[中图分类号]R783.5 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2014）21-1817-04
Abstract： Objective To 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 and normal 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.
Key words：skeletal class II；craniofacial morphometry；three-dimensional auto measure
颅面部形态是人体中最为复杂的形态区域，目前对于面部软组织的研究一般采用的方法是X 线头影测量和面部照片，不能完全体现颅面结构的三维空间特征，也不能完全精确的记录其真实情况。本研究将应用自主研 发的颅面形态三维可视化自动测量软件系统[1] （相关文章已发表于《中国美容医学》），对正常面型和骨性II类面型面部软组织进行三维自动测量比较研究，为颅面畸形诊断提供精确、高效手段，为大样本研究各类颅面形态提供基础。
1 材料和方法
1.1实验设备：硬件系统：计算机：CPU Celeron3.2，内存512，硬盘160G，显卡Geforce7300GS，操作系统 Windows XP；Minolta VIVID910三维激光扫描仪（美能达公司，日本）。软件系统：Rapidform2004图像处理软件，自主研发的颅面形态三维可视化自动测量软件系统[1]。
1.2样本选择：选择西安地区青年志愿者40例，正常面型20例，骨性II类面型20例，每组男女各10例，年龄18～24岁。正常面型者软组织直面型，左右对称，面部形态无异常且无正畸、正颌及外伤史，2°≤∠ANB≤4°。骨性II类面型要求无正畸、正颌及外伤史，面部左右对称，磨牙关系安氏II类，∠ANB≥5°。
2.3面部软组织三维重建和自动测量：对每个受试者进行正位、左45°、右45°侧位面部激光表面扫描，要求受试者自然姿势位。利用Rapidform2004软件对获得的面部正侧位图像进行拼接、匹配、整合重建三维人面图像，处理后保存为vrnl2.0格式；利用自主研发的颅面软组织三维自动测量系统显示重建的人面图像，并进行52项定点129项自动测量（如图1～2），每个受试对象行3次全面测量，每个测量项取平均值。
2.4统计学处理：测量结果经SPSS12.0统计软件分析，每个测量项目进行两独立样本t检验。
2 结果
2.1该样本骨性II类面型与正常面型颅面软组织三维自动测量线距、角度、弧长绝对值有显著差异的项（见表1）。水平向前额宽较小；垂直向：全面高、下面高、下颌高、下唇高、下唇皮肤高、颏部高均明显短于正常面型者；矢状向：上1/3面深、上颊深明显长，下1/3面深、下颌深均小于正常面型者；颏唇角较小，面角较小，面型较凸（见表1）。 2.2该样本骨性II类面型和正常面型三维自动测量比例指数有显著差异（见表2）。与正常面型相比，骨性II类面型水平指数的前额-面宽指数（ft-ft/zy-zy）、鼻根-眶间宽指数（mf-mf/en-en）较大，前额-颅骨基底宽指数（ft-ft/t-t）、面宽-颅骨基底宽指数（zy-zy/t-t）、下颌宽-面宽指数（go-go/zy-zy）、 口宽-上唇弧长指数（ch-ch/ch-ls-ch）、下唇弧长-上唇弧长指数（ch-li-ch/ch-ls-ch）均较小。由此可知，相对面宽前额明显宽、下颌明显窄，相对颅骨基底宽前额宽、面宽明显窄； 口宽相对上唇红弧长窄，下唇红弧长相对上唇红弧长较短，鼻根宽相对眶间距大。垂直指数的鼻-下面高指数（n-sn/sn-gn）、上面-全面高指数（n-sto/n-gn）、上唇-下颌高指数（sn-sto/sto-gn）、下唇红-下唇高指数（sto-li/sto-sl）均较大；下面-全面高指数（sn-gn/n-gn）、下颌-全面高指数（sto-gn/n-gn）、下唇皮肤-上唇皮肤高指数（li-sl/sn-ls）、下唇-上唇高指数（sto-sl/sn-sto）、下唇-下面高指数（sto-sl/sn-gn）、下唇-下颌高指数（sto-sl/sto-gn）、颏-全面高指数（sl-gn/n-gn）、下颌-下面高指数（sto-gn/sn-gn）均较小；可见，相对全面高而言骨性II类面型下面高、下颌高、颏高明显短，上面高较长，鼻高相对下面较高；上唇高相对下颌明显长，下唇皮肤高相对上唇皮肤高较短，下唇红高相对下唇高较长，下唇高比上唇、下面、下颌、颏高明显小；下颌相对下面明显短。水平与垂直指数的下颌宽-面高指数（go-go/n-gn）、上面高-口宽指数（n-sto/ch-ch）、鼻高-面宽指数（n-sn/zy-zy）均较大；面指数（n-gn/zy-zy）、下颌指数（sto-gn/go-go）、眶间-上面高度指数（en-en/n-sto）均较小，可知，相对面宽面高较短、鼻高较长，上面高相对口宽明显大，下颌宽相对面高较宽，下颌高较短，眶间距相对上面高窄。
3 讨论
3.1自动测量：三维扫描激光能快速准确地数字化记录面部软组织外形，无创并且操作简单，已成为学者们对三维测量技术的研究热点[2-3]。本实验利用自主研发的颅面形态激光扫描三维可视化自动测量软件系统，进行52个定点129项自动测量，其测量精度基本达到临床要求[1]，本样本测量结果具有可信度，为大样本研究骨性II类面部软组织三维形态测量奠定基础。
3.2本研究样本西安地区青年骨性II类面型三维形态特征：垂直高度：绝对值及比例指数自动测量结果均显示下颌发育不足，下面高、下颌、下唇、下唇皮肤、颏部高度均较短；上唇较高，上唇红弧长较长，而下唇高度及下唇红弧长均较短，这与Alf Tor Karlsen[4]关于安氏II类2分类患者的研究中证实的II类患者下前面高相对正常面型较小的结果一致。而该实验样本还发现相对下唇下唇皮肤较短而唇红较高，显示下唇短但下唇红暴露较多下唇外翻表现。
矢状向长度：下1/3面深、下颌深较小，面角比较大、面型较凸，颏唇角比较小颏唇沟深，这与白玉兴等[5]在对II类与I类错牙合面部软组织三维结构特征比较研究中的结果一致，他们利用数字化面部软组织三维重建和测量系统对20例II类、I类错牙合畸形进行测量得出II类错牙合具面下部深较小，下颌后下旋转趋势。
横向宽度：前额、面宽、下颌较窄；鼻根较宽，上唇红弧长较长而下颌红弧长较短；颏唇角比较小，颏唇沟深。在王菲[6]应用Farrkas面部直接测量法对西安地区骨性II类面部软组织的研究中显示，骨性II类面型上颌相对下颌前凸，面下1/3较窄、上唇红较突、下唇红较平。其中下颌窄与其研究结论一致，本研究还发现下唇较短但下唇红暴露比较多特征。
综上所述，本研究样本西安地区骨性II类青年面型表现为上面高、深较大；下颌宽度、高度、下颌深、下1/3面深均较小；颏部短，上颌前突下颌后缩面型；鼻根宽及鼻高均较大，即鼻尖前突表现；上唇高度较大，下唇高度及下唇红弧长均较小，下唇红高度相对下唇皮肤高度较大，显示下唇红外翻的特征。与侯玉霞[7]应用Farkas人体测量法对西安地区骨性II类面型青年比例指数研究中得出结果基本一致，但本系统的比例指数项更多更全面，对面型的平衡和协调性分析更全面，准确。
骨性II类成因复杂，具有较多的类型和变异，下颌平面角的高、低，下颌升支、下颌体的长短[8]均影响到软组织表面形态，因此，进一步的研究需要对骨性II类患者进行分类，进行大样本的测量研究。
3.3临床意义：在牙颌畸形的功能和美容诊断中，人体测量方法的应用是一个具有很高价值的辅助方法，运用线距、角度和比例来评价患者状态将会对传统的人体美容和头影测量的评价起到补充作用[9]，在正颌外科手术中，可以更加明确手术指征，为手术方案的设计、手术结果的预测、手术过程的监控、手术效果的评价提供定量的依据。由于面部软组织三维测量结果是被测量者面部的真实情况，用这一方法进行的正常牙合、骨性II类颅面部软组织三维测量更为准确，获得的测量值可以为错牙合面部软组织的诊断、治疗方案制定提供依据，对错牙合畸形的临床治疗有一定的指导意义。
[参考文献]
[1]宋剑玮，侯玉霞，张艳宁，等.颅面形态三维自动测量精度的比较研究[J].中国美容医学，2010，19（3）：404-407.
[2]袁玲君，房兵.面部软组织变化规律的激光三维扫描研究[J].中国美容医学，2011，20（2）：330-332.
[3]田华，吴补领，毕振宇，等.激光三维扫描建立颌面部软组织模型在正畸中的应用[J].南方医科大学学报，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]白玉兴，郭宏铭，周立新，等.II类与I类错牙合面部软组织三维结构的特征与比较研究[J].现代口腔医学杂志，2002，16（3）：243-245.
[6]王菲，周洪，司新芹，等.西安地区骨性Ⅱ类面型青年颅面部三维测量值的研究[J].中国美容医学，2005，14（5）：598-600.
[7]侯玉霞，周洪，王菲.西安地区骨性II类面型青年与正常人颅面部比例指数比较[J].中国美容医学，2004，13（4）：442-444.
[8]王菲，周洪，任敏宁，等.西安地区骨性II类长短面型青年的三维测量研究[J].中国美容医学，2005，14（3）：322-324.
[9]Koury ME，Epker BN.Maxillofacial esthetics：Anthropometrics of the maxillofacial region[J].J Oral Maxilliofac Surg，1992，6：50-62.
[收稿日期]2014-07-18 [修回日期]2014-09-15
编辑/何志斌
[关键词]骨性II类；颅面形态；三维自动测量
[中图分类号]R783.5 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2014）21-1817-04
Abstract： Objective To 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 and normal 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.
Key words：skeletal class II；craniofacial morphometry；three-dimensional auto measure
颅面部形态是人体中最为复杂的形态区域，目前对于面部软组织的研究一般采用的方法是X 线头影测量和面部照片，不能完全体现颅面结构的三维空间特征，也不能完全精确的记录其真实情况。本研究将应用自主研 发的颅面形态三维可视化自动测量软件系统[1] （相关文章已发表于《中国美容医学》），对正常面型和骨性II类面型面部软组织进行三维自动测量比较研究，为颅面畸形诊断提供精确、高效手段，为大样本研究各类颅面形态提供基础。
1 材料和方法
1.1实验设备：硬件系统：计算机：CPU Celeron3.2，内存512，硬盘160G，显卡Geforce7300GS，操作系统 Windows XP；Minolta VIVID910三维激光扫描仪（美能达公司，日本）。软件系统：Rapidform2004图像处理软件，自主研发的颅面形态三维可视化自动测量软件系统[1]。
1.2样本选择：选择西安地区青年志愿者40例，正常面型20例，骨性II类面型20例，每组男女各10例，年龄18～24岁。正常面型者软组织直面型，左右对称，面部形态无异常且无正畸、正颌及外伤史，2°≤∠ANB≤4°。骨性II类面型要求无正畸、正颌及外伤史，面部左右对称，磨牙关系安氏II类，∠ANB≥5°。
2.3面部软组织三维重建和自动测量：对每个受试者进行正位、左45°、右45°侧位面部激光表面扫描，要求受试者自然姿势位。利用Rapidform2004软件对获得的面部正侧位图像进行拼接、匹配、整合重建三维人面图像，处理后保存为vrnl2.0格式；利用自主研发的颅面软组织三维自动测量系统显示重建的人面图像，并进行52项定点129项自动测量（如图1～2），每个受试对象行3次全面测量，每个测量项取平均值。
2.4统计学处理：测量结果经SPSS12.0统计软件分析，每个测量项目进行两独立样本t检验。
2 结果
2.1该样本骨性II类面型与正常面型颅面软组织三维自动测量线距、角度、弧长绝对值有显著差异的项（见表1）。水平向前额宽较小；垂直向：全面高、下面高、下颌高、下唇高、下唇皮肤高、颏部高均明显短于正常面型者；矢状向：上1/3面深、上颊深明显长，下1/3面深、下颌深均小于正常面型者；颏唇角较小，面角较小，面型较凸（见表1）。 2.2该样本骨性II类面型和正常面型三维自动测量比例指数有显著差异（见表2）。与正常面型相比，骨性II类面型水平指数的前额-面宽指数（ft-ft/zy-zy）、鼻根-眶间宽指数（mf-mf/en-en）较大，前额-颅骨基底宽指数（ft-ft/t-t）、面宽-颅骨基底宽指数（zy-zy/t-t）、下颌宽-面宽指数（go-go/zy-zy）、 口宽-上唇弧长指数（ch-ch/ch-ls-ch）、下唇弧长-上唇弧长指数（ch-li-ch/ch-ls-ch）均较小。由此可知，相对面宽前额明显宽、下颌明显窄，相对颅骨基底宽前额宽、面宽明显窄； 口宽相对上唇红弧长窄，下唇红弧长相对上唇红弧长较短，鼻根宽相对眶间距大。垂直指数的鼻-下面高指数（n-sn/sn-gn）、上面-全面高指数（n-sto/n-gn）、上唇-下颌高指数（sn-sto/sto-gn）、下唇红-下唇高指数（sto-li/sto-sl）均较大；下面-全面高指数（sn-gn/n-gn）、下颌-全面高指数（sto-gn/n-gn）、下唇皮肤-上唇皮肤高指数（li-sl/sn-ls）、下唇-上唇高指数（sto-sl/sn-sto）、下唇-下面高指数（sto-sl/sn-gn）、下唇-下颌高指数（sto-sl/sto-gn）、颏-全面高指数（sl-gn/n-gn）、下颌-下面高指数（sto-gn/sn-gn）均较小；可见，相对全面高而言骨性II类面型下面高、下颌高、颏高明显短，上面高较长，鼻高相对下面较高；上唇高相对下颌明显长，下唇皮肤高相对上唇皮肤高较短，下唇红高相对下唇高较长，下唇高比上唇、下面、下颌、颏高明显小；下颌相对下面明显短。水平与垂直指数的下颌宽-面高指数（go-go/n-gn）、上面高-口宽指数（n-sto/ch-ch）、鼻高-面宽指数（n-sn/zy-zy）均较大；面指数（n-gn/zy-zy）、下颌指数（sto-gn/go-go）、眶间-上面高度指数（en-en/n-sto）均较小，可知，相对面宽面高较短、鼻高较长，上面高相对口宽明显大，下颌宽相对面高较宽，下颌高较短，眶间距相对上面高窄。
3 讨论
3.1自动测量：三维扫描激光能快速准确地数字化记录面部软组织外形，无创并且操作简单，已成为学者们对三维测量技术的研究热点[2-3]。本实验利用自主研发的颅面形态激光扫描三维可视化自动测量软件系统，进行52个定点129项自动测量，其测量精度基本达到临床要求[1]，本样本测量结果具有可信度，为大样本研究骨性II类面部软组织三维形态测量奠定基础。
3.2本研究样本西安地区青年骨性II类面型三维形态特征：垂直高度：绝对值及比例指数自动测量结果均显示下颌发育不足，下面高、下颌、下唇、下唇皮肤、颏部高度均较短；上唇较高，上唇红弧长较长，而下唇高度及下唇红弧长均较短，这与Alf Tor Karlsen[4]关于安氏II类2分类患者的研究中证实的II类患者下前面高相对正常面型较小的结果一致。而该实验样本还发现相对下唇下唇皮肤较短而唇红较高，显示下唇短但下唇红暴露较多下唇外翻表现。
矢状向长度：下1/3面深、下颌深较小，面角比较大、面型较凸，颏唇角比较小颏唇沟深，这与白玉兴等[5]在对II类与I类错牙合面部软组织三维结构特征比较研究中的结果一致，他们利用数字化面部软组织三维重建和测量系统对20例II类、I类错牙合畸形进行测量得出II类错牙合具面下部深较小，下颌后下旋转趋势。
横向宽度：前额、面宽、下颌较窄；鼻根较宽，上唇红弧长较长而下颌红弧长较短；颏唇角比较小，颏唇沟深。在王菲[6]应用Farrkas面部直接测量法对西安地区骨性II类面部软组织的研究中显示，骨性II类面型上颌相对下颌前凸，面下1/3较窄、上唇红较突、下唇红较平。其中下颌窄与其研究结论一致，本研究还发现下唇较短但下唇红暴露比较多特征。
综上所述，本研究样本西安地区骨性II类青年面型表现为上面高、深较大；下颌宽度、高度、下颌深、下1/3面深均较小；颏部短，上颌前突下颌后缩面型；鼻根宽及鼻高均较大，即鼻尖前突表现；上唇高度较大，下唇高度及下唇红弧长均较小，下唇红高度相对下唇皮肤高度较大，显示下唇红外翻的特征。与侯玉霞[7]应用Farkas人体测量法对西安地区骨性II类面型青年比例指数研究中得出结果基本一致，但本系统的比例指数项更多更全面，对面型的平衡和协调性分析更全面，准确。
骨性II类成因复杂，具有较多的类型和变异，下颌平面角的高、低，下颌升支、下颌体的长短[8]均影响到软组织表面形态，因此，进一步的研究需要对骨性II类患者进行分类，进行大样本的测量研究。
3.3临床意义：在牙颌畸形的功能和美容诊断中，人体测量方法的应用是一个具有很高价值的辅助方法，运用线距、角度和比例来评价患者状态将会对传统的人体美容和头影测量的评价起到补充作用[9]，在正颌外科手术中，可以更加明确手术指征，为手术方案的设计、手术结果的预测、手术过程的监控、手术效果的评价提供定量的依据。由于面部软组织三维测量结果是被测量者面部的真实情况，用这一方法进行的正常牙合、骨性II类颅面部软组织三维测量更为准确，获得的测量值可以为错牙合面部软组织的诊断、治疗方案制定提供依据，对错牙合畸形的临床治疗有一定的指导意义。
[参考文献]
[1]宋剑玮，侯玉霞，张艳宁，等.颅面形态三维自动测量精度的比较研究[J].中国美容医学，2010，19（3）：404-407.
[2]袁玲君，房兵.面部软组织变化规律的激光三维扫描研究[J].中国美容医学，2011，20（2）：330-332.
[3]田华，吴补领，毕振宇，等.激光三维扫描建立颌面部软组织模型在正畸中的应用[J].南方医科大学学报，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]白玉兴，郭宏铭，周立新，等.II类与I类错牙合面部软组织三维结构的特征与比较研究[J].现代口腔医学杂志，2002，16（3）：243-245.
[6]王菲，周洪，司新芹，等.西安地区骨性Ⅱ类面型青年颅面部三维测量值的研究[J].中国美容医学，2005，14（5）：598-600.
[7]侯玉霞，周洪，王菲.西安地区骨性II类面型青年与正常人颅面部比例指数比较[J].中国美容医学，2004，13（4）：442-444.
[8]王菲，周洪，任敏宁，等.西安地区骨性II类长短面型青年的三维测量研究[J].中国美容医学，2005，14（3）：322-324.
[9]Koury ME，Epker BN.Maxillofacial esthetics：Anthropometrics of the maxillofacial region[J].J Oral Maxilliofac Surg，1992，6：50-62.
[收稿日期]2014-07-18 [修回日期]2014-09-15
编辑/何志斌