成人面部形态的三维测量

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1、成人面部形态的三维测量---英国威尔士大学医学院，生物学，健康和生命科学，牙齿健康生物科学等单位的专家，学者以及学生摘要目的：评价应用一种激光成像系统测量三维面部形态的可靠性。设计：前瞻性临床试验材料与方法：选择39例成年受试对象，平均年龄24.5岁，分析其在基线时软组织的变化（T1），在一周内再次测量（T2），利用两种商业用激光扫描装置合成立体像，再将左右侧影像合并形成整个面部影像，将这些影像重叠，评估两面部影像在T1和T2时的误差。结果：结果显示，在T1时，男性和女性左右侧扫描的平均外形误差分别为0.32±0.08mm和0.30

2、±0.09mm;在T2时，男性和女性的左右侧扫描的平均外形误差分别为0.34±0.08mm和0.32±0.09mm。T1和T2合并的复合影像重叠后，男性和女性平均误差分别为0.37±0.07mm和0.35±0.09mm。配对t检验显示平均误差为0.02mm,没有显著性统计学差异（p>0.5）。当对齐的影像公差为90％时，男性和女性的重复性误差分别为0.7mm和0.8mm。讨论：应用所描述的技术，获取面部软组织形态在最初记录后一周内是可重复的。关键词：三维的，激光扫描，面部形态引文：三维测量领域在过去的几十年里快速发展，从而促进了相关

3、新设备和高端软件的创造发展。这些先进的设备和软件为临床及实验室提供了快速，充分，高效的应用程序。同样，医学影像也已从二维技术（射线照片，彩色照片）上升到更加复杂的三维技术。目前，利用这些复杂的工具，面部组织再现能够达到更加精确的程度。激光扫描仪可以用作软组织扫描，并且是系列三维成像设备的一部分。应用这种技术，已经创建了标准化人口和横断面增长变化的数据库，还为外科临床结果以及头颈部非外科治疗的评估创建了数据库。评估软组织模拟的准确性其实是非常复杂的，所有系统要受肌张力的变化、鼻呼吸、受试者头测量的姿势的影响。以前的报告发现，儿童面部形

4、态的三维测量是具有可重复性。但迄今为止，还没有研究有效地量化成人面部形态三维测量的误差。以前的研究报告了美能达700和900扫描仪的有效性和高精度，并发现它们能精确到1.9±0.8mm和1.1±0.3mm的水平。独立研究的作者表明，美能达900可以精确到0.56±0.25毫米水平，并且左右侧形态在电脑化扫描登记中的误差为0.13±0.18mm.因为已有关于扫描系统有效性的评估，所以本研究旨在量化随时间推移成人三维激光扫描的可重复性。材料与方法受试对象邀请一群具有正常面部比例的成年牙科学生，参加由Cardiff大学牙科学院3D成像实验

5、室开展的纵向研究。该研究获得了受试对象和相关伦理委员会的认可，这是面部增长项目更重要的一部分。此外，也获得了所有参与此项目主体积极的书面材料。三维成像系统激光扫描系统包括两个高分辨率美能达VI9003D摄像机，使用所报告的0.1毫米制造精度，即可拍出高质立体像。每个摄像机发出一无害视力的class1激光（FDA），此激光为波长690nm的中波。扫描对象和扫描仪之间距离为600至2500mm，快速扫描模式的时间为0.3秒。该系统采用一半帧传输电荷耦合装置，一次能获得307000个数据点。扫描仪的输出数据是640x480像素、红绿蓝的3

6、D数据，数据由具有两兆赫奔腾4处理器的台式机工作站记录。对于表面登记，使用的是美能达14.5毫米焦距的中程镜头。摄像机置于受试对象1350毫米距离处。扫描仪由多重扫描软件控制（Cebas计算机有限责任公司，Eppelheim软件，德国），数据以VVD文件格式保存。信息被传输到一个反向建模软件包Rapidform2004-RF4（INUS科技有限公司，韩国汉城），由RF4对其进行分析。该软件提供九个不同的3D工作活动区，并同时运用高质多边形网格及准确任意非均匀的B曲面原理，生成完美的几何立体模型。RF4生成的数据作为绝对平均外形偏差，

7、同时作为外形重叠、最大和最小范围图以及最终彩图的标准误差。所有线性测量均以毫米为单位。数据采集技术使用一个定制的便携式工作室，因为这有助于获得标准化的光照条件。该工作室集中小巧，可以非常容易地适合教室或医疗室的一个角落，并且轻松安置所有必要的设备。这项研究采用自然头位（NHP），因为此位已被临床证实具有可重复性。受试者坐在可自我调节的凳子上，注视着一面具有标准水平线和垂直线标记的镜子。他们的眼睛需与水平线一齐，面部中线与垂直线一齐。调整座位高度，以协助受试者实现NHP。指导受试者做吞咽动作，要求他们在扫描之前下颌放松位置。在相同的时

8、间间隔扫描，总扫描时间约7.5秒。如果受试者在扫描时移动，则重复扫描程序。每一个受试者产生一个原始数据集，包括左，右侧激光扫描，扫描基线（T1），和一个星期内的扫描（T2）。左，右面部扫描的数据处理由一个内部开发的软件子程序删除多余的