胡潔瓊,李青奕

面部軟組織、面部骨骼以及牙列是正畸中的三要素[1],而覆蓋于硬組織之上的軟組織往往比硬組織本身更有意義[2]。如今正畸醫(yī)生遇到越來越多基于美學(xué)要求前來就診的患者,治療需求的轉(zhuǎn)變意味著正畸醫(yī)生需將診斷治療重點(diǎn)放在面部軟組織上,這要求醫(yī)生對(duì)于面部軟組織特征有更深層次的理解[3]。頜面軟組織分析與正畸治療的美學(xué)效果和治療穩(wěn)定性關(guān)系密切[4]。正畸醫(yī)生通常通過攝影圖片來輔助進(jìn)行美學(xué)診斷以及評(píng)估患者矯正前后的美學(xué)情況。以前正畸醫(yī)生通常使用二維成像圖片來進(jìn)行診斷,但二維圖像無法獲得面部結(jié)構(gòu)的深度信息。三維立體攝影測(cè)量技術(shù)從舊的攝影測(cè)量技術(shù)演變而來,可以對(duì)患者進(jìn)行更全面和準(zhǔn)確地評(píng)估。該技術(shù)成像可從任何角度觀看并測(cè)量,并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了新一代的計(jì)算機(jī)立體攝影測(cè)量技術(shù),可以使捕獲和成像過程更快、更簡(jiǎn)單、更準(zhǔn)確[5]。綜上,立體攝影測(cè)量技術(shù)是正畸醫(yī)生進(jìn)行診斷與分析的重要工具,因此了解其原理、應(yīng)用、精確程度、優(yōu)缺點(diǎn)以及未來發(fā)展方向?qū)τ谡t(yī)生來說很有必要。

1 發(fā)展史

三維攝影技術(shù)是將不同角度拍攝的一個(gè)物體的多個(gè)圖像組合成一個(gè)三維形貌,自1922年開始應(yīng)用于口腔領(lǐng)域[5]。Thalmann于1944年首次報(bào)道其在臨床中用作正畸診斷輔助工具,它記錄了正畸治療后的面部變化。但在當(dāng)時(shí),由于拍攝過程耗時(shí)、圖像質(zhì)量不佳以及難以預(yù)估的損耗,口腔科未將其作為普遍使用的工具。20世紀(jì)60年代,Burke等[6]受等高線的啟發(fā),提出從二維照片中提取面部深度來對(duì)面部進(jìn)行三維分析,后Cutting等[7]對(duì)通過表面成像獲得的三維模型進(jìn)行了首次測(cè)量。1988年,數(shù)字工具的發(fā)展逐漸使獲得高清圖像成為可能。具有虛擬手術(shù)室(virtual operating room,VOR)的三維虛擬規(guī)劃軟件程序于20世紀(jì)80年代末被引入信息技術(shù)革命,使這些軟件模塊得到了重大改進(jìn)。三維成像技術(shù)在20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展并且在口腔科中,特別是在正畸科中占據(jù)了非常重要的地位(圖1)[8]。2001年,白玉興等研發(fā)了可應(yīng)用于正畸臨床診斷的數(shù)字化三維重建和測(cè)量系統(tǒng),進(jìn)行頜面部軟組織結(jié)構(gòu)的三維測(cè)量研究[9]。Hajeer等[10-11]在2002年開始運(yùn)用立體攝影技術(shù),對(duì)正頜術(shù)后的患者組織進(jìn)行掃描評(píng)估。2013年Skvara等[12]介紹了一種由法國(guó)Valbonne公司開發(fā)的新三維攝像機(jī)技術(shù)(LifeVizTM),該軟件基于絕對(duì)標(biāo)定的立體視覺技術(shù),用了一種獨(dú)特的雙閃光系統(tǒng)(專利申請(qǐng)中),采用了所謂的“反交叉偏振”,在很大程度上避免其他立體攝影測(cè)量系統(tǒng)中常見的鏡面反射引起的問題。在過去的20年里,包括結(jié)構(gòu)化照明和立體攝影測(cè)量在內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)步,使得三維表面成像耗時(shí)更少,能夠生成精確的三維表面圖像,有效地處理大量數(shù)據(jù)格式,并且更容易獲取患者信息。近年來,四維技術(shù)得到發(fā)展,用以研究面部表情的動(dòng)力學(xué)。這些最新技術(shù)為通過疊加軟組織、面部骨骼以及牙列來構(gòu)建虛擬患者的新嘗試鋪平了道路[13]。三維成像技術(shù)經(jīng)過一百年的發(fā)展,如今得以在正畸領(lǐng)域中廣泛且日常應(yīng)用。

由兩個(gè)同步的Rolleiflex 6006 SLX組成,相距50 cm固定在支架上,并以15°的角度相向放置[14]

2 原 理

三維攝影基本技術(shù)分為結(jié)構(gòu)光和立體攝影兩類,因結(jié)構(gòu)光技術(shù)不是本文闡述重點(diǎn),故不作具體介紹。立體攝影又分為三種不同的模式:主動(dòng)式、被動(dòng)式以及混合式[12]。在現(xiàn)代三維立體攝影中,光學(xué)傳感器從不同角度捕獲二維圖像,然后將之重建為數(shù)字模型。一個(gè)物體表面的三維重建最少需要兩張二維圖像。當(dāng)兩個(gè)傳感器(S1,S2)的相對(duì)位置和方向確定時(shí),圖像表面特定點(diǎn)的位置,便被定義為與連接兩個(gè)焦點(diǎn)(F)的基線的距離(H)。該距離由兩幅圖像(D1,D2)之間的視差得出,通過擴(kuò)展運(yùn)用該原理便可以得到圖像表面特定點(diǎn)的3D(x,y,z)坐標(biāo)。在由以點(diǎn)為單位構(gòu)成的圖像中,物體表面由單個(gè)空間位置的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集描述,也稱為點(diǎn)云。而在基于多邊形網(wǎng)格的圖像表示中,三維曲面被劃分為網(wǎng)格單元,那么曲面便可以被描述為由直線段包圍的空間點(diǎn)和面的集合。由此產(chǎn)生的數(shù)字模型稱為網(wǎng)格。在這種數(shù)字模型中,空間點(diǎn)被稱為頂點(diǎn),連接相鄰頂點(diǎn)的線段被稱為邊。三維模型的質(zhì)量高低取決于構(gòu)成表面的網(wǎng)格單元的數(shù)量和大小。為了能夠客觀分析圖像,數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化非常重要,所以需要進(jìn)行圖像的預(yù)處理。預(yù)處理方法通常包括分析前網(wǎng)格的一致性識(shí)別、修復(fù)、清除、重采樣和配準(zhǔn)。在需要使用的區(qū)域中網(wǎng)格應(yīng)沒有偽影。因此,三維網(wǎng)格的評(píng)估最好在采集之后立即進(jìn)行,以便能夠及時(shí)重新拍攝圖像。之后就可以對(duì)獲得的模型進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)對(duì)象的大小和系統(tǒng)的分辨率,網(wǎng)格由不同數(shù)量的頂點(diǎn)組成。通過重新設(shè)定網(wǎng)格,每個(gè)圖像可以用相同數(shù)量的頂點(diǎn)表示。對(duì)于大多數(shù)分析方法,輸入的數(shù)據(jù)需要具有一致的格式[15]。

3 使用方法

三維成像系統(tǒng)是一個(gè)模塊化的三維圖像捕獲系統(tǒng),旨在捕獲和處理立體圖像。一般來說,系統(tǒng)由兩個(gè)艙組成,每個(gè)艙內(nèi)包含數(shù)臺(tái)攝像機(jī)和閃光燈或者是投影儀[2,16]。

拍攝照片時(shí),要求患者摘取可能干擾拍攝過程的珠寶首飾,將頭發(fā)別于耳后或佩戴尼龍防護(hù)帽,以防遮住耳朵和額頭,同時(shí)患者處于自然頭位,睜開眼睛,輕閉嘴唇,面部表情自然放松[17]。為了使患者處于自然頭位和并保持習(xí)慣性咬合,可以讓患者進(jìn)行吞咽并使下頜保持在吞咽時(shí)的位置,同時(shí)用日常的表情看著鏡子中的自己。

拍攝完畢后,使用相應(yīng)的軟件程序打開圖像,確定拍攝圖像達(dá)到要求后,導(dǎo)出為“Wavefront Object”文件(.obj文件),以便在相應(yīng)的圖像處理軟件上進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量分析[2]。

數(shù)據(jù)處理取決于系統(tǒng)的類型、設(shè)置和主題,為了客觀分析,數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化是至關(guān)重要的。因此某些主動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)比如Vectra-3D系統(tǒng)需要校準(zhǔn),通常每天進(jìn)行1次,每次需要2～3 min[18]。

如今隨著三維立體攝影測(cè)量技術(shù)的臨床應(yīng)用增加,市面上三維攝影測(cè)量設(shè)備多種多樣,目前使用的主流設(shè)備包括CAM3D、C3D、Axis Three、Canfield Scientifield、CRISALⅨ、DI3D和3dMDFace(表1)。由于三維表面成像系統(tǒng)在技術(shù)和工藝上差異很大,因此需要醫(yī)生根據(jù)應(yīng)用來選擇合適的機(jī)器[16]。

表1 三維表面成像系統(tǒng)的比較[12]

4 精確度分析

在將三維立體攝影測(cè)量技術(shù)運(yùn)用于臨床之前,有必要對(duì)其系統(tǒng)的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性進(jìn)行評(píng)估。準(zhǔn)確性是指測(cè)量值與參數(shù)的真實(shí)值之間的一致性,可重復(fù)性是指使用同一技術(shù)對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量的相似程度[11]。

不同三維立體攝影測(cè)量設(shè)備系統(tǒng)精確度均在臨床可接受范圍內(nèi)。高鵬程等[19]發(fā)現(xiàn),正畸正頜聯(lián)合治療可接受1.0 mm左右的面部測(cè)量精度誤差,基于立體攝影技術(shù)的三維照相系統(tǒng)的測(cè)量誤差在臨床可接受范圍內(nèi),他們基于最短曲面距離對(duì)3dMD的測(cè)量精度和穩(wěn)定性進(jìn)行分析,表明該系統(tǒng)精度較高、穩(wěn)定性較好,可以較好地滿足臨床需求。在臨床應(yīng)用中,認(rèn)為偏差<1.5 mm的面部模型是可接受的[14]。Metzger等[3]證明3dMD對(duì)人體模型頭部測(cè)量的平均整體誤差為0.2 mm,頭部和相機(jī)的位置都不會(huì)影響這些參數(shù),且系統(tǒng)的新參考平面也不會(huì)影響精度和準(zhǔn)確性。Liu等[20]研究認(rèn)為,Bellus3d的真實(shí)性稍差于3dMD,均為臨床可接受;3dMD與直接人體測(cè)量對(duì)比,具有極好的真實(shí)性,被認(rèn)為是立體測(cè)量領(lǐng)域的金標(biāo)準(zhǔn)。Zhao等[21]針對(duì)面部畸形獲得的立體攝影和結(jié)構(gòu)光面部掃描儀的相應(yīng)3D精度分別為(0.58±0.11)mm和(0.57±0.07)mm,兩者之間的精確性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,兩臺(tái)面部掃描儀的實(shí)際精度低于其標(biāo)稱精度,但均滿足口腔診所使用要求。Quinzi等[22]發(fā)現(xiàn)固定式立體攝影測(cè)量設(shè)備的平均精度為0.087～0.860 mm,便攜式立體攝影測(cè)量掃描儀為0.150～0.849 mm,智能手機(jī)為0.460～1.400 mm。立體攝影測(cè)量與智能手機(jī)掃描技術(shù)都能復(fù)制準(zhǔn)確的數(shù)字人臉模型,但是智能手機(jī)準(zhǔn)確率較低,特別是在測(cè)量深度方面,iPadpro2020系統(tǒng)是最不準(zhǔn)確的。

不同面部區(qū)域的三維照相系統(tǒng)測(cè)量誤差有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.05)[19]。精確性受畸形形態(tài)及面部區(qū)域的影響,面部畸形越復(fù)雜,精確性越低[21],多數(shù)情況下測(cè)量值偏大。Zhao等研究發(fā)現(xiàn)面中部的精度最高[21,23]。高鵬程等[19]推測(cè)面部?jī)蓚?cè)區(qū)域測(cè)量誤差偏大的比例增大,可能與采集光線角度與系統(tǒng)內(nèi)算法聯(lián)合作用有關(guān),越靠近面部中間區(qū)域的特征線距,其測(cè)量值越接近標(biāo)準(zhǔn)值,測(cè)量偏差百分比也越小,其原因可能與三維照相系統(tǒng)構(gòu)架有關(guān)。而Plooij等[2]發(fā)現(xiàn)識(shí)別成對(duì)的標(biāo)志點(diǎn),如耳(成對(duì)的外耳道上緣中點(diǎn)、孔和成對(duì)的耳屏)和鼻(成對(duì)的鼻翼和成對(duì)的鼻翼彎曲)等不太準(zhǔn)確。

綜上所述,大部分三維立體攝影測(cè)量設(shè)備具有臨床可接受的精確度及可重復(fù)性,但二維攝影與三維攝影體系均存在夸大或縮小畸形程度的誤差偏倚,因此,在應(yīng)用二維攝影和三維攝影分析面部畸形時(shí)需考慮這些偏倚,以期更客觀地進(jìn)行面容評(píng)價(jià)[24]。

5 應(yīng) 用

三維攝影測(cè)量技術(shù)能精確顯示面部三維解剖結(jié)構(gòu),在正畸治療的各個(gè)過程都有應(yīng)用。

5.1 生長(zhǎng)發(fā)育過程中的日常監(jiān)測(cè)

首先,三維立體攝影是最穩(wěn)定的定量測(cè)量?jī)和B面形態(tài)的方法[4],不僅可以用來發(fā)現(xiàn)異于正常的結(jié)構(gòu),還可以分析隨著時(shí)間進(jìn)展而發(fā)生的面部變化[25],量化面部結(jié)構(gòu)并檢測(cè)生長(zhǎng)發(fā)育過程中面部形態(tài)的變化及一些綜合征患者面部異常的特征[14,26],從而評(píng)估正?；虍惓ＩL(zhǎng),來進(jìn)行矯治適應(yīng)證的篩選。

5.2 正畸前準(zhǔn)備

三維立體攝影可以評(píng)估治療前的軟組織狀況[4],作為正畸前檢查以協(xié)助進(jìn)行病史記錄[3]、面部形態(tài)評(píng)估[27]、正畸的診斷、確定及完善設(shè)計(jì)方案[28]。對(duì)于患者而言,直觀的攝影分析也可以讓其更容易進(jìn)行審美維度的需求衡量,同時(shí)醫(yī)生也可以通過三維照片為患者提供干預(yù)治療后的效果模擬演示[29],并且三維立體攝影測(cè)量系統(tǒng)還可以作為客觀系統(tǒng)來評(píng)估不同的面部重塑程序的有效性[30]。謝柳萍等[9]通過定義一個(gè)可供計(jì)算機(jī)參考的面中部參考平面,可以測(cè)量唇腭裂患者的面部對(duì)稱性,從而使得三維立體攝影成為首選的唇腭裂軟組織測(cè)量方法[17],在唇腭裂序列治療中發(fā)揮著重要作用[31]。

5.3 正畸治療中和治療后

在正畸治療過程中,三維立體攝影測(cè)量技術(shù)可以監(jiān)控治療過程中產(chǎn)生的軟組織變化,便于在矯治過程中對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整[4]。而在階段性或者全部正畸治療完成后,可以評(píng)估軟組織變化,從而進(jìn)行治療效果的比較與評(píng)價(jià),便于日后總結(jié)與改進(jìn)治療方案與過程[32]。它可以提供變化的局部分析,突出顯示有差異性的結(jié)構(gòu)。如徐陸等[33]通過三維立體攝影比較骨性Ⅲ類錯(cuò)牙合畸形患者雙頜手術(shù)前后面部各區(qū)域軟組織的變化特點(diǎn);蔣健羽等[4]則用3dMD拍攝照片,對(duì)正畸患者拆除托槽前后的軟組織進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)唇側(cè)托槽拆除后患者的雙側(cè)口角上下唇中點(diǎn)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的內(nèi)收量;Staderini等[34]開辟了立體攝影測(cè)量法的新用途,量化和評(píng)估上頜快速擴(kuò)張后面中部下1/3的即時(shí)變化。此外,立體攝影測(cè)量也可進(jìn)行治療結(jié)果的長(zhǎng)期評(píng)估。

5.4 其他

此外,通過立體攝影還可以求得不同種族人群的平均面容,從而作為研究不同人群間和面部軟組織差異的手段之一[35]。同時(shí),隨著立體攝影技術(shù)的發(fā)展,能夠簡(jiǎn)化大數(shù)據(jù)研究并且更新對(duì)之有幫助的深度學(xué)習(xí)方法[15]。

如前所述,面部軟組織、面部骨骼以及牙列是正畸中的三要素,那么將三維立體攝影測(cè)量技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合起來就可以將這三要素同時(shí)展現(xiàn)以進(jìn)行全面的診斷和治療計(jì)劃。Alshammery等[13]將CBCT和三維面部圖像采集相結(jié)合,可以形成一個(gè)虛擬的三維患者,可以幫助正畸醫(yī)生評(píng)估患者的顱面部骨骼和軟組織。Ayoub等[36]為了使不同的數(shù)據(jù)能夠疊加,使用AMIRA軟件程序(TGS Europe,Merignac Cedex,France)將CT掃描生成的三維骨組織數(shù)據(jù)和立體攝影測(cè)量處理軟件生成的頜面部軟組織數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用的三維文件格式,如.obj、.stl等。Joda等[37]總結(jié)了三要素相關(guān)系統(tǒng)的不同組合方法,發(fā)現(xiàn)只有兩個(gè)病例報(bào)告是將面部軟組織、面部骨骼以及牙列這三要素全部合并。由此可以得出結(jié)論,這種最復(fù)雜的疊加技術(shù)仍處于起步階段。此外,還必須開發(fā)有效的精度測(cè)試,以便對(duì)不同的疊加技術(shù)進(jìn)行比較。從經(jīng)濟(jì)的角度來看,還必須考慮到實(shí)施這些新的應(yīng)用程序和設(shè)備需要額外的成本。

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來,口腔頜面部定點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)化逐漸發(fā)展,這可供正畸醫(yī)生對(duì)面部畸形患者的診斷、治療計(jì)劃、矯正后的結(jié)果評(píng)估參考[9]。樊永杰等[28]通過一種使用三維立體攝影測(cè)量技術(shù)測(cè)量面部軟組織的新方法,建立了正常蒙古族成人面部軟組織的數(shù)據(jù)庫(kù)。Delft University of Technology開發(fā)了一個(gè)三維表面人體測(cè)量的開放數(shù)據(jù),命名為DINED人體模型。大型開源軟件平臺(tái),如3DSlicer和ParaView,為研究人員提供了一個(gè)共享數(shù)據(jù)處理、分析和可視化方法的平臺(tái)[15]。

6 評(píng) 價(jià)

6.1 優(yōu)點(diǎn)

三維立體攝影之所以能得到廣泛使用,是因?yàn)樗袃?yōu)于其他儀器以及系統(tǒng)之處?？偟膩碚f,三維立體攝影測(cè)量具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)可以實(shí)時(shí)評(píng)估手術(shù)前后骨骼及相關(guān)軟組織變化的情況[32];(2)減少數(shù)據(jù)丟失的可能性以及口腔情況記錄的椅旁時(shí)間,提高建立跨學(xué)科交流知識(shí)庫(kù)的可能性[13];(3)提高臨床醫(yī)生的診斷能力[3];(4)避免患者暴露于輻射之中[3];(5)捕獲時(shí)間快;(6)應(yīng)用程序簡(jiǎn)單;(7)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及存檔可靠[38];(8)采集速度快,并且在1次拍攝中具有高表面覆蓋率,減少了采集對(duì)象運(yùn)動(dòng)的影響,對(duì)于嬰幼兒患者友好[38];(9)不需要與采集對(duì)象面部直接接觸,從而避免了軟組織變形的影響;(10)有更好的再現(xiàn)性及精確性[34];(11)生成數(shù)字面部模型,可以旋轉(zhuǎn)、平移或放大圖像,并可以同時(shí)查看多個(gè)圖像以方便分析[39];(12)開發(fā)規(guī)范數(shù)據(jù)集可以大大減少耗時(shí)和人力[23];(13)一些軟件,如Bellus3d允許患者自己操作某一單元,圖像可以存儲(chǔ)并發(fā)送給醫(yī)生,無需患者前來就診,解決了在疫情期間無法面診的問題[20];(14)三維圖像提供簡(jiǎn)略信息,使得醫(yī)患溝通變得高效[13]。

6.2 缺點(diǎn)

但三維立體攝影技術(shù)也存在一定的局限性:(1)與CT相比,它無法顯示掃描物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),無法分離軟硬組織層次[10];(2)大多數(shù)專業(yè)的立體攝影測(cè)量掃描儀比較昂貴,對(duì)于私人牙科診所來說太占用空間,對(duì)于家庭操作來說又不夠便攜[17];(3)由于組織反射,頭發(fā)和眉毛的干擾,在成像過程中的姿勢(shì)變化降低了圖像的精確性。此外,由于光無法穿透到曲度較大和反射強(qiáng)的表面,因此某些結(jié)構(gòu)(例如眼睛和耳朵)和眼鏡等反光的部分無法給出良好的圖像[8];(4)某些立體攝影測(cè)量相機(jī)需要日常校準(zhǔn)[27];(5)熟練掌握三維立體攝影測(cè)量軟件需要一定的時(shí)間[29]且對(duì)這些圖像的處理和定量評(píng)估通常會(huì)受到操作者主觀認(rèn)知的影響[5];(6)便攜式面部掃描系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影[22];(7)面下部異常因素在拍攝過程中極易受角度偏斜、光影對(duì)比、色差變化、光學(xué)畸變等因素干擾,精確性受到影響[40];不同數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)存在顯著性差異,因此在使用不同測(cè)量方法收集數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)謹(jǐn)慎。這提示我們?cè)谂R床使用時(shí),需要根據(jù)數(shù)據(jù)需求,合理選用[17]。

7 展 望

針對(duì)現(xiàn)存的問題,三維立體攝影測(cè)量技術(shù)仍有發(fā)展的空間。對(duì)于面部成像方面,減少在裂隙以及鼻部區(qū)域的相機(jī)視野受損,解決常見的因鏡面反射造成的問題以及識(shí)別不受面部表情影響的可靠標(biāo)志點(diǎn)都應(yīng)作為未來技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)。如前所述,三維圖像數(shù)據(jù)庫(kù)逐漸發(fā)展,但需要代表所有患者人口統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),以建立準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)集。未來針對(duì)幼兒和多族裔群體的數(shù)據(jù)資源還需進(jìn)行多方收集并拓寬獲得和使用途徑[17]。另外,對(duì)于疊加軟組織、面部骨骼和牙列來構(gòu)建虛擬患者方面,未來應(yīng)注重于完整結(jié)合三要素以進(jìn)行虛擬建模,以提高精度[37]。同時(shí)加入三維模型的時(shí)間序列,可以建立四維面部成像,不僅對(duì)靜止圖像進(jìn)行三維捕捉,還要對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行三維捕捉[22]。這有利于定量測(cè)量治療前后面下部軟組織的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)幅度變化[31]。如今3dMD和DI3D都提供了4D捕獲系統(tǒng)[12]。將以上兩者結(jié)合,便可以通過精心設(shè)計(jì)的研究來創(chuàng)建實(shí)時(shí)的4D虛擬患者。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,三維立體攝影測(cè)量系統(tǒng)也可以逐漸朝著自動(dòng)化方向發(fā)展。有希望在未來開發(fā)新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法,針對(duì)具體患者,預(yù)測(cè)不同治療的短期和長(zhǎng)期效果,并建立顱面部模型和進(jìn)行比較,同時(shí)無偏倚的三維形態(tài)分析和自動(dòng)化映射方法在這一領(lǐng)域中也有其應(yīng)用前景[38]。因?yàn)橄到y(tǒng)和軟件分析很大程度上依賴于操作者,所以必須對(duì)成像軟件進(jìn)行功能提升,從臨床醫(yī)生的角度來看,需要一個(gè)用戶友好、高效和準(zhǔn)確的軟件,使用戶能夠在輸入圖像后,提供自動(dòng)處理和分析[15],還應(yīng)完善診斷思維效能(測(cè)試三維頭影測(cè)量是否有助于診斷)和治療效能(測(cè)試三維頭影測(cè)量是否有助于治療計(jì)劃和患者管理)的研究,從而更加有力地證明三維頭影測(cè)量對(duì)正畸治療計(jì)劃和患者的益處[41]。最后,在醫(yī)患溝通交流方面,未來應(yīng)利用智能手機(jī),將近景攝影測(cè)量和面部標(biāo)志機(jī)器學(xué)習(xí)檢測(cè)相結(jié)合,同時(shí)發(fā)展便攜式攝影設(shè)備以及使用個(gè)體化定制設(shè)備對(duì)患者進(jìn)行治療[25]。三維立體攝影測(cè)量技術(shù)與正畸聯(lián)系緊密,它的發(fā)展也將推動(dòng)著口腔正畸學(xué)的新進(jìn)展。