北京大学学报(医学版) ›› 2022, Vol. 54 ›› Issue (1): 193-199. doi: 10.19723/j.issn.1671-167X.2022.01.031
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邱淑婷1,朱玉佳1,2,王时敏3,王飞龙1,叶红强1,赵一姣1,2,△(),刘云松1,△(),王勇1,2,周永胜1
QIU Shu-ting1,ZHU Yu-jia1,2,WANG Shi-min3,WANG Fei-long1,YE Hong-qiang1,ZHAO Yi-jiao1,2,△(),LIU Yun-song1,△(),WANG Yong1,2,ZHOU Yong-sheng1
摘要:
目的: 探索数字化技术构建姿势微笑(posed smile)位口唇对称参考平面(symmetry reference plane, SRP)的方法,实现姿势微笑位口唇SRP的自动化构建,并评价其初步应用效果。方法: 收集18名研究对象的三维面部和牙列数据,基于赋权普氏分析(weighted Procrustes analysis,WPA)算法和区域迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法,分别构建每位受试者WPA算法和初学者ICP算法的姿势微笑位口唇SRP作为实验组,以专家定义的“真值平面(truth plane,TP)”作为对照组,比较WPA算法和初学者ICP算法确定的SRP与TP间的角度差异。将姿势微笑位下WPA算法自动获得的口唇SRP应用于前牙美学修复的数字化设计,进行临床初步应用评价。结果: 18名受试者姿势微笑位下WPA算法建立的口唇SRP与TP角度差异为1.78°±1.24°,初学者ICP算法建立的口唇SRP与TP角度差异为7.41°±4.31°,二者差异有统计学意义(P<0.05)。在前牙美学设计时,参照姿势微笑位下WPA算法自动获得的口唇SRP进行前牙修复体美学设计,受试者评分为(8.48±0.57)分;常规数字化方案按照原有牙列对称平面进行修复体设计,受试者评分为(5.20±1.31)分,二者差异有统计学意义(P<0.01)。结论: WPA算法自动构建的姿势微笑位口唇SRP较初学者ICP算法更准确,与“真值平面”非常相近,可以为口腔美学分析和设计提供重要参考,参照WPA算法自动构建的口唇SRP进行前牙修复体设计,能有效促进医患交流,提高患者对修复效果的满意度。
中图分类号:
[1] |
Havens DC, Mcnamara JA, Sigler LM, et al. The role of the posed smile in overall facial esthetics[J]. Angle Orthod, 2010, 80(2):322-328.
doi: 10.2319/040409-194.1 pmid: 19905858 |
[2] |
van der Geld P, Oosterveld P, Kuijpers-Jagtman AM. Age-related changes of the dental aesthetic zone at rest and during spontaneous smiling and speech[J]. Eur J Orthod, 2008, 30(4):366-373.
doi: 10.1093/ejo/cjn009 |
[3] |
Kokich V. Esthetics and anterior tooth position: An orthodontic perspective. Part Ⅲ: Mediolateral relationships[J]. J Esthet Dent, 1993, 5(5):200-207.
pmid: 8037970 |
[4] |
Haraguchi S, Iguchi Y, Takada K. Asymmetry of the face in orthodontic patients[J]. Angle Orthod, 2008, 78(3):421-426.
doi: 10.2319/022107-85.1 pmid: 18416611 |
[5] |
O’Grady KF, Antonyshyn OM. Facial asymmetry: Three-dimensional analysis using laser surface scanning[J]. Plast Reconstr Surg, 1999, 104(4):928-937.
doi: 10.1097/00006534-199909020-00006 |
[6] |
Momi ED, Chapuis J, Pappas I, et al. Automatic extraction of the mid-facial plane for cranio-maxillofacial surgery planning[J]. Int J Oral Maxillofac Surg, 2006, 35(7):636-642.
doi: 10.1016/j.ijom.2006.01.028 |
[7] |
Du S, Xu Y, Wan T, et al. Robust iterative closest point algorithm based on global reference point for rotation invariant registration[J]. PLoS One, 2017, 12(11):e0188039.
doi: 10.1371/journal.pone.0188039 |
[8] |
Verhoeven TJ, Nolte JW, Maal TJJ, et al. Unilateral condylar hyperplasia: A 3-dimensional quantification of asymmetry[J]. PLoS One, 2013, 8(3):e59391.
doi: 10.1371/journal.pone.0059391 |
[9] |
Gateno J, Jajoo A, Nicol M, et al. The primal sagittal plane of the head: A new concept[J]. Int J Oral Maxillofac Surg, 2016, 45(3):399-405.
doi: 10.1016/j.ijom.2015.11.013 |
[10] |
Chetverikov D, Stepanov D, Krsek P. Robust Euclidean alignment of 3D point sets: The trimmed iterative closest point algorithm[J]. Image Vis Comput, 2005, 23(3):299-309.
doi: 10.1016/j.imavis.2004.05.007 |
[11] | 朱玉佳, 赵一姣, 郑盛文, 等. 基于赋权形态学分析的三维面部对称参考平面构建方法[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1):220-226. |
[12] | 李立美, 李风兰, 杨红霞. 140名山西籍青年人微笑美学定性指标初步分析[J]. 口腔颌面修复学杂志, 2021, 22(2):129-133. |
[13] | 徐成华, 王蕴红, 谭铁牛. 三维人脸建模与应用[J]. 中国图象图形学报, 2004, 9(8):1-11. |
[14] | 刘云松, 叶红强, 谷明, 等. 患者参与的数字化设计在前牙美学修复中的应用[J]. 北京大学学报(医学版), 2014, 46(1):90-94. |
[15] |
Zhao JM, Ji LL, Han MQ, et al. Lip morphology estimation models based on three-dimensional images in a modern adult population from China[J]. Int J Legal Med, 2021, 135(5):1887-1901.
doi: 10.1007/s00414-021-02559-2 |
[16] |
Zhu Y, Zheng S, Yang G, et al. A novel method for 3D face symmetry reference plane based on weighted Procrustes analysis algorithm[J]. BMC Oral Health, 2020, 20(1):319.
doi: 10.1186/s12903-020-01311-3 |
[17] | 叶红强, 柳玉树, 王冠博, 等. 三维数字化仿真设计与实现技术在前牙美学修复中的应用[J]. 中华口腔医学杂志, 2020, 55(10):729-736. |
[18] | 骆小平. 数字化技术在牙科全瓷美学修复中的应用[J]. 中国实用口腔科杂志, 2017, 10(8):449-451. |
[19] |
McNamara L, McNamara JA Jr, Ackerman MB, et al. Hard- and soft-tissue contributions to the esthetics of the posed smile in growing patients seeking orthodontic treatment[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2008, 133(4):491-499.
doi: 10.1016/j.ajodo.2006.05.042 |
[20] | 王时敏, 李峥, 王冠博, 等. 全程数字化夜磨牙保护牙合垫的制作和初步应用[J]. 北京大学学报(医学版), 2019, 51(1):105-110. |
[21] |
Sun KM, Joo LE, Song IJ, et al. The location of midfacial landmarks according to the method of establishing the midsagittal reference plane in three-dimensional computed tomography analysis of facial asymmetry[J]. Imaging Sci Dent, 2015, 45(4):227-232.
doi: 10.5624/isd.2015.45.4.227 |
[22] |
Young CK. Analysis of facial asymmetry[J]. Arch Craniofac Surg, 2015, 16(1):1-10.
doi: 10.7181/acfs.2015.16.1.1 pmid: 28913211 |
[23] | 黄佳梦, 李娟, 林军. 面部不对称畸形评估的研究进展[J]. 中国医疗美容, 2019, 9(6):121-128. |
[24] | 米雁翎, 西文琼, 邓延伟, 等. 骨性Ⅲ类错伴骨性偏颌的正畸-正颌联合治疗[J]. 中华口腔医学杂志, 2019, 54(6):391-395. |
[25] | 胡祥莹, 肖燕, 王璧霞, 等. 成人错牙合畸形患者正颌手术治疗决策的质性研究[J]. 上海口腔医学, 2019, 28(5):513-517. |
[26] |
Silva BP, Jiménez-Castellanos E, Finkel S, et al. Layperson’s preference regarding orientation of the transverse occlusal plane and commissure line from the frontal perspective[J]. J Prosthet Dent, 2016, 117(4):513-516.
doi: 10.1016/j.prosdent.2016.07.027 |
[27] |
Silva BP, Mahn E, Stanley K, et al. The facial flow concept: An organic orofacial analysis, the vertical component[J]. J Prosthet Dent, 2018, 121(2):189-194.
doi: 10.1016/j.prosdent.2018.03.023 |
[28] | Koseoglu M, Bayindir F. Effect of variations in facial flow curves on the perceptions of smile esthetics by laypeople [J]. J Prosthet Dent, 2021, S0022-3913(21)00320-6. |
[29] |
Gibelli D, Pucciarelli V, Poppa P, et al. Three-dimensional facial anatomy evaluation: Reliability of laser scanner consecutive scans procedure in comparison with stereophotogrammetry[J]. J Craniomaxillofac Surg, 2018, 46(10):1807-1813.
doi: 10.1016/j.jcms.2018.07.008 |
[30] |
Wu J, Heike C, Birgfeld C, et al. Measuring symmetry in children with unrepaired cleft lip: Defining a standard for the three-dimensional midfacial reference plane[J]. Cleft Palate Craniofac J, 2016, 53(6):695-704.
doi: 10.1597/15-053 |
[31] | 卢长宝, 黄桂艳. 过多选择效应:概念演化、发生前提及行为决策机制[J]. 北京工商大学学报(社会科学版), 2017, 32(5):108-117. |
[1] | 刘思民,赵一姣,王晓燕,王祖华. 动态导航下不同深度环钻定位精确度的体外评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2022, 54(1): 146-152. |
[2] | 李怡,王丽瑜,刘晓强,周倜,吕季喆,谭建国. 不同材料及厚度椅旁CAD/CAM瓷贴面的边缘特征[J]. 北京大学学报(医学版), 2022, 54(1): 140-145. |
[3] | 任国勇,吴雪梅,李颖,李婕妤,孙伟平,黄一宁. 大血管闭塞性脑卒中亚急性期磁敏感血管征的表现[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(6): 1133-1138. |
[4] | 李媛,林红,张铁军. 对比传统成像与数字成像对牙科复合树脂X射线阻射性的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(5): 995-1001. |
[5] | 杨刚,胡文杰,曹洁,柳登高. 牙周健康的上颌前牙唇侧嵴顶上牙龈的三维形态分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(5): 990-994. |
[6] | 邵振兴,宋庆法,赵宇晴,崔国庆. 一种结合线袢固定的关节镜下“嵌入式”喙突移位术:手术技术及术后影像学分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(5): 896-901. |
[7] | 吴一凡,张晓圆,任爽,玉应香,常翠青. 基于磁共振的青年男性股四头肌的测量和评估[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(5): 843-849. |
[8] | 李新飞, 彭意吉, 余霄腾, 熊盛炜, 程嗣达, 丁光璞, 杨昆霖, 唐琦, 米悦, 吴静云, 张鹏, 谢家馨, 郝瀚, 王鹤, 邱建星, 杨建, 李学松, 周利群. 肾部分切除术前CT三维可视化评估标准的初步探究[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(3): 613-622. |
[9] | 胡迪,张苗,康惠颖,彭芸. 0~2岁婴幼儿磁共振脑白质模板的建立及验证[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(2): 341-347. |
[10] | 陈迪,徐翔宇,汪明睿,李芮,臧根奥,张悦,钱浩楠,闫光荣,范田园. 熔融沉积成型3D打印盐酸维拉帕米胃漂浮制剂的制备与体外评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(2): 348-354. |
[11] | 黄新瑞,李莎,高嵩. 冷冻电镜成像中噪声的滤波方法进展[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(2): 425-433. |
[12] | 穆海丽,田福聪,王晓燕,高学军. 玻璃体和通用型复合树脂耐磨性的临床对照研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 120-125. |
[13] | 岳兆国,张海东,杨静文,侯建霞. 数字化评估CAD/CAM个性化基台与成品基台影响粘接剂残留的体外研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 69-75. |
[14] | 徐啸翔,曹烨,赵一姣,贾璐,谢秋菲. 数字化个齿托盘制取下颌全牙列全冠预备体印模的体外评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 54-61. |
[15] | 国丹妮,潘韶霞,衡墨笛,屈健,魏秀霞,周永胜. 应用于无牙颌种植修复设计的三维面部扫描配准方法的对比[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 83-87. |
|