任曉雪，林云紅，彭平，謝黎陽，秦浩，王新明，李星星

（1．昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院修復(fù)科 云南 昆明 650000；2. 紅河縣疾病預(yù)防控制中心 云南 紅河 654400）

?齒科美容?

自發(fā)性微笑特征研究的方法探索

任曉雪1，林云紅1，彭平1，謝黎陽1，秦浩1，王新明2，李星星1

（1．昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院修復(fù)科 云南 昆明 650000；2. 紅河縣疾病預(yù)防控制中心 云南 紅河 654400）

目的：探索自然且可重復(fù)的自發(fā)性微笑的獲得方法，為研究不同人群自發(fā)性微笑特征提供方法學(xué)基礎(chǔ)。方法：隨機抽取50名志愿者觀看喜劇短片并對其搞笑程度評分，設(shè)計不同短片先后觀看和同一短片間隔1個月重復(fù)觀看,通過數(shù)碼攝像動態(tài)記錄受試者面部特征，利用視頻編輯和圖像測量軟件分析最大微笑位唇齒美學(xué)指標(biāo)，并進行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果：同一受試者先后觀看不同短片和間隔1個月觀看相同短片時最大微笑位上中切牙暴露量和口角寬度均無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。50名志愿者最大微笑時上唇長度、上唇厚度和口角寬度的動度分別是-30%±8.4%、-40%±14%、32%±7.8%。結(jié)論：建立了可靠的最小干擾狀態(tài)下采集自發(fā)性微笑的方法，為牙頜面部動態(tài)美學(xué)特征研究奠定基礎(chǔ)。

自發(fā)性微笑；動態(tài)美學(xué)；數(shù)碼攝像技術(shù)；計算機輔助；中切牙暴露量；口角寬度；口唇動度

隨著患者和醫(yī)生對牙頜面部美學(xué)的高度關(guān)注，如何再現(xiàn)協(xié)調(diào)的唇齒關(guān)系、還原患者舒心自信的微笑，已成為美學(xué)修復(fù)、種植修復(fù)、正畸、牙周以及頜面整形美容等幾乎所有口腔領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)。目前，關(guān)于國人的微笑的美學(xué)研究多通過誘導(dǎo)受試者微笑同時拍照記錄瞬間特征進行分析[1]，由于微笑本身的動態(tài)特性以及圖像捕捉過程的速度限制，單一圖片捕捉微笑動作的可預(yù)見性和準(zhǔn)確性都比較差。Ackerman等[2]提出了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)碼攝像技術(shù)來記錄患者在微笑及講話時真實可靠的動態(tài)特征?？鞓返摹o意識的自發(fā)性微笑才是真實的微笑，因此，自發(fā)性微笑才是唇齒關(guān)系美學(xué)診斷合理的關(guān)注點[3-4]。本文就如何獲得自然可重復(fù)的自發(fā)性微笑進行方法學(xué)探索。

1　資料和方法

1.1研究對象：隨機抽取昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院醫(yī)護人員和患者50名志愿者，其中男21例，女29例，年齡18～56歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：漢族，年齡≥18歲，五官端正，無正畸治療史，前牙無修復(fù)及充填治療史、無間隙或擁擠、無齲壞、無牙齦及牙周疾病、切緣無過度磨耗，中線正常，牙齒排列整齊者。本課題經(jīng)昆明醫(yī)科大學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)，受試者均自愿參加并簽署知情同意書。

1.2器材及軟件：攝像機（Sony HDR-CX900E）、投影儀、筆記本電腦、三腳架、標(biāo)尺貼、頸部U型枕；視頻編輯專家、Adobe Premiere CS4、Adobe Photoshop CS3、基于Virtual Box的自編測量系統(tǒng)。

1.3研究方法

1.3.1視頻短片的制作及有效性檢驗：通過視頻剪輯專家軟件合成10個放映視頻，每段視頻包括讓人放松的片段和前期篩選出的微笑引發(fā)內(nèi)容,時長10min左右。設(shè)計視頻有效性檢驗實驗，即受試者隨機抽取2個視頻先后觀看，1個月后從第一次觀看的2個視頻中隨機抽取1個再次觀看。受試者采用視覺模擬評分法，用0～10分對觀看視頻進行評分（0分表示不搞笑，10分表示非常搞笑）。

1.3.2面部動態(tài)特征的采集：受試者舒適地端坐于椅子上，背靠椅背，調(diào)節(jié)座椅高度使受試者視線與屏幕高度一致，保持自然頭位[5]。標(biāo)尺貼貼于額頭，U型枕置于受試者頸部并系帶固定，囑觀看視頻過程盡量不要晃動頭部。固定于三腳架的數(shù)碼攝像機置于離受試者1.5m處，高度與受試者前牙合平面平齊[6]，調(diào)整攝像機參數(shù)，錄制受試者觀看放映視頻時整個面部的動態(tài)活動（見圖1）。

1.3.3姿勢位和最大微笑位圖像的篩選和測量：通過軟件Adobe Premiere Pro CS4將采集視頻按每秒25幀的速率單幀導(dǎo)出圖像。兩名研究員同時篩選放松姿勢位和最大微笑位圖像各1張，篩選圖像標(biāo)準(zhǔn)為受試者觀看放松短片時頭部直立、口唇部放松的姿勢位圖像（見圖2）以及微笑時前牙及牙齦顯露量最大的微笑位圖像（見圖3），以Bitmap格式存儲圖像。采用軟件Adobe Photoshop CS3測量定量指標(biāo)的像素值，包括姿勢位和最大微笑位圖像中上唇長度、上唇厚度和口角寬度，最大微笑位時上中切牙暴露量。通過自編軟件“面部測量系統(tǒng)”完成指標(biāo)真實值的換算及數(shù)據(jù)錄入。

1.3.4測量指標(biāo)：上唇長度是指從鼻小柱基底部中點至上唇下緣的距離；上唇厚度是指從唇峰點至上唇下緣的垂直距離；口角寬度是左右側(cè)口角處上下唇移行部在外側(cè)端相接點的距離；上中切牙暴露量是指自發(fā)性微笑時，上中切牙切緣中點與牙齦頂點的垂直距離（左右上中切牙均測量，最終求平均值）；口唇動度是指自發(fā)性微笑位指標(biāo)數(shù)據(jù)與姿勢位指標(biāo)數(shù)據(jù)之差除以姿勢位指標(biāo)數(shù)據(jù)[6-9]（見圖4）。

1.4統(tǒng)計學(xué)分析：采用 SPSS19.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，視頻有效性檢驗采用配對t檢驗，定量指標(biāo)采用均值和標(biāo)準(zhǔn)差進行描述性分析。

圖1　采集場景

圖2　姿勢位圖像

圖3　最大微笑位圖像

圖4　測量指標(biāo)

2　結(jié)果

視頻評分結(jié)果顯示10段放映視頻中有2段評分小于6分，小于6分的視頻不再進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。表1和表2分別顯示不同視頻先后看和同一視頻不同時間時最大微笑位的上中切牙暴露量和口角寬度測量值及配對t檢驗結(jié)果，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。表3顯示從姿勢位到自發(fā)性微笑位的口唇動度，數(shù)據(jù)顯示從姿勢位到自發(fā)性微笑位上唇長度、上唇厚度均明顯減小，口角寬度明顯增加。

表1　最大微笑時中切牙暴露量 （mm,xˉ±s）

表2　最大微笑時口角寬度 （mm,xˉ±s）

表3　自發(fā)性微笑時的口唇動度 （mm,xˉ±s）

3　討論

微笑可以分為社交性微笑（姿勢性微笑）和快樂的微笑（自發(fā)性微笑）兩種類型[10-11]。社交性微笑是自覺的靜態(tài)面部表情，而快樂的微笑是不自覺的，此時上下唇肌最大程度收縮，牙齒和牙齦最大程度顯露[6,12-13]。Van Der Geld等[3-4]認(rèn)為自覺的姿勢性微笑常常會受到情感經(jīng)歷的影響而表現(xiàn)力有限，快樂的無意識的微笑才是真實的微笑，并且證實自發(fā)性微笑和姿勢性微笑兩種微笑狀態(tài)下唇齒美學(xué)參數(shù)間具有顯著性差異。

本研究采用數(shù)碼攝像技術(shù)[11]采集受試者面部動態(tài)活動，利用計算機軟件篩選受試者最大微笑位圖像進行分析。通過視頻評分篩選出自制搞笑視頻8段，每個喜劇短片中有多個笑點，至少有4～5處能引發(fā)受試者微笑，以確保多次再現(xiàn)自發(fā)的快樂的微笑。自然頭位（Natural Head Position, NHP）是指當(dāng)雙眼注視遠(yuǎn)處與眼睛水平的某點時，頭部所處的一個標(biāo)準(zhǔn)的、可重復(fù)的空間位置，NHP被認(rèn)為是分析牙頜面部最合理的生理解剖定位[14]。本項目將記憶棉U型枕置于受試者頸部，根據(jù)受試者頸部形態(tài)調(diào)整系帶松緊，既可以讓受試者在最小干擾下舒服地觀看視頻，又可以起到輔助固定自然頭位的作用。同一受試者前后觀看不同視頻時最大微笑位中切牙暴露量和口角寬度間無統(tǒng)計學(xué)差異，說明篩選的微笑位具有較好的重復(fù)性；同一視頻間隔1個月觀看上述指標(biāo)間同樣無統(tǒng)計學(xué)差異，說明獲得的微笑位具有較好的可靠性。通過觀看搞笑視頻引發(fā)自然微笑，數(shù)碼攝像采集動態(tài)過程不僅減小對受試者的干擾，而且提高捕捉動態(tài)特征圖像的準(zhǔn)確性[15-17]。視頻有效性研究證實篩選出的最大微笑位即為可重復(fù)的、生動自然的自發(fā)性微笑。

采用該方法獲得了受試人群自發(fā)性微笑時口唇部動態(tài)特征，垂直向指標(biāo)上唇長度及厚度因口唇肌收縮而縮短30%和40%，水平向指標(biāo)口角寬度增寬約32%。國內(nèi)學(xué)者武俊杰[7]發(fā)現(xiàn)正常青年人群微笑時男性上唇長度縮短27%，女性縮短29.5%，與本研究結(jié)果基本一致，但后者是采用相機多次拍攝的方法針對姿勢性微笑來進行分析。

本項目作為方法學(xué)研究，還需要進一步擴大研究樣本，將該方法應(yīng)用于不同人群自發(fā)性微笑時動態(tài)美學(xué)特征的研究。

[1]周芳,李子夏,馮潔,等.正常漢族中老年人微笑特征的研究[J]. 山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2014,45(3):229-231.

[2]Sarver DM, Ackerman MB. Dynamic smile visualization and quantification: part 1. Evolution of the concept and dynamic records for smile [J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop , 2003,124(1): 4-12.

[3]Van Der Geld P, Oosterveld P, Berge SJ, et al. Tooth display and lip position during spontaneous and posed smiling in adults [J]. Acta Odontol Scand, 2008,66(4): 207-213.

[4]Van Der Geld P, Oosterveld P, Schols J, et al. 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.

[5]Verma SK, Maheshwari S, Gautam SN, et al. Natural head position: key position for radiographic and photographic analysis and research of craniofacial complex [J]. Oral Biol Cranio fac Res, 2012,2(1): 46-49.

[6]Desai S, Upadhyay M, Nanda R. Dynamic smile analysis: changes with age [J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2009, 136(3):311-321.

[7]武俊杰,段銀鐘,錢紅,等.正常漢族青年人微笑特征的計算機測量研究[J].中國美容醫(yī)學(xué),2005,14(3):331-334.

[8]Chetan P, Tandon P, Singh GK, et al. Dynamics of a smile in different age groups [J]. Angle Orthod, 2013,83(1):90-96.

[9]Zhang YL, Le D, Hu WJ, et al. Assessment of dynamic smile and gingival contour in young Chinese people [J]. Int Dent J,2015,65(4): 182-200.

[10]Walder JF, Freeman K, Lipp MJ,et al. Photographic and videographic assessment of the smile: Objective and subjective evaluations of posed and spontaneous smiles [J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop,2013,144(6):793-801.

[11]Van der Geld PA, Oosterveld P, van Waas MA,et al. Digital videographic measurement of tooth display and lip position in smiling and speech: Reliability and clinical application [J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2007,131(3):301-308.

[12]Sackstein M. Display of mandibular and maxillary anterior teeth during smiling and speech: age and sex correlations [J]. Int J Prosthodont, 2008, 21(2): 149-151.

[13]Maulika C, Nanda R. Dynamic smile analysis in young adults[J]Am J Orthod Dentofacial Orthop,2007,132(3):307-315.

[14]董瑜,秦晨,白石柱,等.自然頭位正面記錄方法及其可重復(fù)性的初步研究[J]. 臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志,2014,30(4):234-236.

[15]張艷玲,張豪,胡文杰,等.自然微笑分析方法的建立及其初步應(yīng)用研究[J]. 中華口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2012, 47(3):169-172.

[16]Liang LZ, Hu WJ, Zhang YL, et al. Analysis of dynamic smile and upper lip curvature in young Chinese [J]. Int J Oral Sci, 2013, 5(1): 49-53.

[17]Hu X, Lin Y, Heberer S, et al. Analysis of soft tissue display in Chinese subjects during an enjoyment smile [J]. Quintessence Int, 2012 ,43(2):105-115.

編輯/李陽利

Exploration on the research method of spontaneous smile characteristics

REN Xiao-xue1, LIN Yun-hong1, PENG Ping1,XIE Li-yang1, QIN Hao1, WANG Xin-ming2,LI Xing-xing1
(1.Department of Prosthodontics, Affiliated Stomatology Hospital of Kunming Medical University, Kunming 650000,Yunnan,China; 2.The Centers for Disease Control and Prevention of Honghe County, Honghe 654400,Yunnan, China)

Objective To explore a method of obtaining the naturally, repeatedly spontaneous smile and to provide methodology basis for spontaneous smile characteristics study of different people. Methods 50 volunteers were selected randomly to watch and score comedy films. Different comedy films were watched successively and the same comedy film was watched again after one month. The dentofacial characteristics of subjects were recorded dynamically by a HD digital video camera and the video editing and image measurement software were used to measure aesthetic parameters of the lips and teeth at the maximum smile, and then the data statistical analysis was done. Results There was no statistical difference of the upper central incisor exposure and intercommissural width at the maximum smile between different films and between different times of the same film (P＞0.05). Upper lip length , upper lip thickness and intercommissural width of 50 subjects at the maximum smile were -30%±8.4%, -40%±14%, and 32%±7.8% respectively. Conclusion A reliable collecting method of spontaneous smile had been established in the minimum interference, which would lay a foundation for the research of maxillofacial dynamic aesthetic characteristics.

spontaneous smile; dynamic Aesthetics; digital videography technology computer-assisted ;display of maxillary central incisors; intercommissural width; mobility of lips and teeth

R782.2

A

1008-6455(2016)11-0088-03

云南省科技廳-昆明醫(yī)科大學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)研究聯(lián)合專項資金項目（編號：2012FB073）

李星星，講師；研究方向：牙科美學(xué)修復(fù)及材料研究；E-mail: xingxing2005099@163.com

2016-09-02

2016-10-20