邱淑婷，朱玉佳，王時(shí)敏，王飛龍，葉紅強(qiáng)，趙一姣,2△，劉云松△，王 勇,2，周永勝

(北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院1. 修復(fù)科， 2. 口腔醫(yī)學(xué)數(shù)字化研究中心， 3. 義齒加工中心，國家口腔醫(yī)學(xué)中心，國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國家工程實(shí)驗(yàn)室，口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

微笑是一種最具表現(xiàn)力的無聲交流方式，微笑的過程中牙齒的顯露程度增加，包括牙齒、牙齦以及上下唇組織在內(nèi)的前牙美學(xué)區(qū)域是否協(xié)調(diào)直接影響面部的美觀[1]。姿勢微笑(posed smile)位是指由升上唇肌適度收縮形成的微笑位置，是照相或社交場合有意識(shí)的靜態(tài)面部表情，與情緒無關(guān)，具有較高的個(gè)體可重復(fù)性，可作為研究微笑的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)[2]。前牙美學(xué)修復(fù)中，修復(fù)醫(yī)生需要對(duì)患者面部進(jìn)行分析，并通過水平和垂直參考線來標(biāo)識(shí)，以便將牙列和口唇在三維空間相互聯(lián)系。面中線往往是醫(yī)生最先關(guān)注的垂直參考線，但是當(dāng)患者出現(xiàn)面下1/3歪斜、牙合平面偏斜或微笑時(shí)上唇軟組織不對(duì)稱等情況，眉間點(diǎn)、鼻尖和下頦尖端不在一條直線上，面中線便不再是準(zhǔn)確的參考線，而口唇對(duì)稱平面(正面觀時(shí)口唇中線)則成為前牙修復(fù)較為理想的參考平面[3]，可以指導(dǎo)確定前牙美學(xué)修復(fù)時(shí)的切緣平面。但是，姿勢微笑位口唇對(duì)稱平面的確定并非易事，需要觀察者具有較好的臨床經(jīng)驗(yàn)，熟練掌握解剖和美學(xué)知識(shí)，否則易受到外界因素影響，產(chǎn)生誤差。隨著數(shù)字化診療技術(shù)的發(fā)展，三維面部對(duì)稱性分析成為口腔正頜、正畸矯治制定治療計(jì)劃的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是口腔美學(xué)修復(fù)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)[4-5]。

三維面部對(duì)稱參考平面(symmetry reference plane, SRP)的構(gòu)建是三維面部對(duì)稱性分析的前提和關(guān)鍵。在建立面部SRP的研究中，迭代最近點(diǎn)(iterative closest point，ICP)[6]算法在本領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用較早，它不依賴于解剖標(biāo)志點(diǎn)，軟件可自動(dòng)化完成本體和鏡像三維面部模型間的全數(shù)據(jù)最優(yōu)匹配重疊，但對(duì)于復(fù)雜面部畸形的情況，臨床上還需人工輔助對(duì)面部非畸形區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，稱為“區(qū)域ICP算法”[7]。區(qū)域ICP算法[7]通過人工選取對(duì)稱性良好的面部區(qū)域進(jìn)行本體和鏡像重疊運(yùn)算，一定程度上改進(jìn)了ICP算法的臨床適合性，通過人為干預(yù)，提高了準(zhǔn)確性[8-10]。目前很多研究認(rèn)為，以專家ICP算法確定的SRP可以作為“真值平面”[6,10]，具有較好的臨床認(rèn)可度。近來，朱玉佳等[11]通過三維面部數(shù)據(jù)分析，建立了一種基于三維形態(tài)學(xué)分析的賦權(quán)普氏分析(weighted Procrustes analysis，WPA)算法，實(shí)現(xiàn)了面部SRP的自動(dòng)化構(gòu)建，這項(xiàng)研究為口腔臨床診療提供了重要參考。

本研究在既往建立的區(qū)域ICP算法和WPA算法的基礎(chǔ)上，探索數(shù)字化技術(shù)自動(dòng)構(gòu)建姿勢微笑位口唇SRP的方法，比較初學(xué)者ICP算法和WPA算法確定的口唇SRP與專家定義的“真值平面”間的角度差異。在臨床初步應(yīng)用中，本研究使用WPA算法自動(dòng)獲取口唇SRP，并以此為參照進(jìn)行美學(xué)設(shè)計(jì)，評(píng)價(jià)其相對(duì)于常規(guī)數(shù)字化美學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

以2021年1—6月在北京大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科就診咨詢前牙美學(xué)修復(fù)的18名患者作為研究對(duì)象，其中男性8名，女性10名。本研究獲得北京大學(xué)口腔醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(PKUSSIRB-202054042)，所有參與者都簽署了知情同意書。

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)均有改善上前牙美觀的意愿；(2)年齡≥18歲；(3)面部軟組織無異常；(4)頜面部無外傷，無手術(shù)治療史；(5)咀嚼肌發(fā)育基本對(duì)稱，無神經(jīng)肌肉系統(tǒng)疾??；(6)具備完全自主的行為能力和表達(dá)能力。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)顏面部創(chuàng)傷影響面部數(shù)據(jù)的獲取和測量；(2)嚴(yán)重牙齒錯(cuò)牙合畸形；(3)先天性面部發(fā)育異常；(4)神經(jīng)肌肉系統(tǒng)疾??；(5)牙面粘有正畸附件；(6)不具備完全自主行為能力和表達(dá)能力。

根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(本研究招募的前3名研究對(duì)象)，假設(shè)試驗(yàn)組WPA組的平面角度差異平均為3.52°，初學(xué)者ICP組為8.48°，標(biāo)準(zhǔn)差為3.13°，按把握度(Power=1-β)=80%，顯著性水準(zhǔn)雙側(cè)α=0.05，20%的脫落率，采用PASS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算樣本量，經(jīng)過計(jì)算，實(shí)驗(yàn)至少需要12名研究對(duì)象，最后本研究共納入18名研究對(duì)象。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及軟件

數(shù)字化三維面部模型的獲?。菏殖质?D掃描儀Artec(Space Spider，盧森堡)的數(shù)據(jù)捕獲速度為100萬點(diǎn)/s，3D重建速度為7.5幀率，3D掃描精度為 0.05 mm，3D分辨率為0.1 mm，工作距離為0.2～0.3 m，掃描角度范圍為30°×21°，紋理分辨率為130萬像素。

數(shù)字化三維牙列模型的獲?。翰捎每趦?nèi)掃描儀(3ShapeTRIOS，3ShapeA/S，丹麥)。

研究使用的軟件包括三維數(shù)據(jù)處理軟件采用逆向工程軟件(Geomagic Studio 2015，3DSystem，美國)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件(Dental System 2018，3Shape公司，丹麥)以及統(tǒng)計(jì)分析軟件(IBM SPSS Statistics 26，IBM公司，美國)。

1.3 數(shù)字化三維面部數(shù)據(jù)的獲取和處理

受試者戴帽子將頭發(fā)包住，采取端坐位坐于牙椅上，頭靠牙椅頭托，雙眼平視前方，保持眶耳平面與地平面平行。掃描前指導(dǎo)受試者對(duì)著鏡子自然微笑或發(fā)英文字母“E”音輔助練習(xí)[12]，達(dá)到姿勢微笑位，重復(fù)練習(xí)數(shù)次以確保獲得穩(wěn)定的姿勢微笑位。由一名受過訓(xùn)練的研究者使用手持式3D掃描儀對(duì)受試者進(jìn)行三維面部掃描(圖1)。采用同樣方法掃描受試者拉鉤狀態(tài)下牙尖交錯(cuò)位咬合時(shí)的面部數(shù)據(jù)。三維面部掃描是一個(gè)實(shí)時(shí)曲面配準(zhǔn)的過程，掃描過程中，受試者姿態(tài)的變化會(huì)干擾配準(zhǔn)的準(zhǔn)確度[13]，因此在掃描開始前與受試者充分溝通，交代掃描過程中的注意事項(xiàng)，防止掃描過程中姿態(tài)變化、說話或抖動(dòng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)配準(zhǔn)失敗而影響準(zhǔn)確度。

圖1 姿勢微笑位三維面部數(shù)據(jù)獲取過程Figure 1 Three dimensional facial data acquisition process of posed smile

三維面部數(shù)據(jù)采納的標(biāo)準(zhǔn)為有效顯示面部輪廓、分辨率高、沒有明顯的移動(dòng)。使用逆向工程軟件Geomagic Studio 2015對(duì)采集的患者面部三維數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理，包括刪除多余數(shù)據(jù)(如裁減帽子、頸部)和修補(bǔ)孔洞。調(diào)整原始三維面部模型空間位姿至自然頭位，使自然頭位坐標(biāo)系的眶耳平面與全局坐標(biāo)系XZ平面重合，矢狀面與全局坐標(biāo)系YZ平面重合，保存為 .OBJ文件。

1.4 數(shù)字化三維牙列模型的獲取和處理

使用3Shape TRIOS口內(nèi)掃描儀分別掃描受試者上下頜牙列及牙齦，前牙區(qū)精細(xì)掃描，獲得上下頜牙列三維圖像。在牙尖交錯(cuò)位咬合時(shí)掃描雙側(cè)牙列后牙區(qū)頰側(cè)，以此關(guān)系進(jìn)行配準(zhǔn)，獲得具有咬合關(guān)系的上下頜數(shù)字化三維牙列模型，導(dǎo)出為 .stl格式，將數(shù)字化三維牙列模型轉(zhuǎn)化為帶有顏色紋理的 .dcm格式文件(圖2)。

圖2 數(shù)字化三維牙列模型Figure 2 Scanning data of 3D digital dentition model

1.5 數(shù)字化三維牙列模型與面部模型的整合

將受試者姿勢微笑狀態(tài)、拉鉤狀態(tài)下的面部三維模型和具有咬合關(guān)系的牙列模型導(dǎo)入Geomagic Studio 2015軟件，使用2014年本課題組使用的配準(zhǔn)方法[14]，將牙列模型與暴露牙列狀態(tài)的拉鉤面部模型利用特征點(diǎn)進(jìn)行對(duì)齊并精細(xì)調(diào)整，其中牙列模型固定，拉鉤狀態(tài)下的面部三維模型浮動(dòng)，通過“手動(dòng)注冊”和“全局注冊”將兩個(gè)面部三維模型基于面中、上部區(qū)域進(jìn)行配準(zhǔn)，其中，拉鉤狀態(tài)下的面部三維模型固定，微笑狀態(tài)三維面部模型浮動(dòng)。隱藏拉鉤狀態(tài)面部三維模型，得到微笑狀態(tài)下復(fù)合了面部軟組織和牙列的三維數(shù)字化模型[14]。

1.6 WPA算法口唇SRP的構(gòu)建

由口腔修復(fù)專業(yè)的初學(xué)者(從業(yè)時(shí)間<1年)經(jīng)過培訓(xùn)熟練使用逆向工程軟件Geomagic Studio 2015，在每個(gè)受試者姿勢微笑位面部模型中進(jìn)行本體標(biāo)志點(diǎn)的選取，選取鼻下點(diǎn)(sbunasale，Sn)、人中重點(diǎn)(mid philtrum，Mp)、上唇凸點(diǎn)(labial superius，Ls)、下唇凸點(diǎn)(labial inferius，Li)、左右唇峰點(diǎn)(left/right christa philtra，LCph/RCph)、左右口角點(diǎn)(left/right cheilion，LCh/RCh)[15]共計(jì)8個(gè)解剖標(biāo)志點(diǎn)(中線4個(gè)、雙側(cè)各2個(gè))，標(biāo)志點(diǎn)如圖3所示。記錄選取的本體標(biāo)志點(diǎn)集，保存點(diǎn)坐標(biāo)為 .CSV文件。

每個(gè)受試者模型的標(biāo)志點(diǎn)集均含有8個(gè)本體標(biāo)志點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，將18個(gè)受試者的本體標(biāo)志點(diǎn)集分別輸入基于python語言編制的WPA算法程序[11]，該程序首先需要對(duì)本體標(biāo)志點(diǎn)集基于YZ平面鏡像獲得鏡像標(biāo)志點(diǎn)集，基于加權(quán)最小二乘法實(shí)現(xiàn)本體和鏡像標(biāo)志點(diǎn)集間配對(duì)標(biāo)志點(diǎn)的加權(quán)重疊效果，最終獲得本體和鏡像標(biāo)志點(diǎn)集的加權(quán)最優(yōu)重疊位置[16]，并對(duì)坐標(biāo)變換后的鏡像標(biāo)志點(diǎn)集與本體標(biāo)志點(diǎn)集中的對(duì)應(yīng)標(biāo)志點(diǎn)(8對(duì))通過求解方程來擬合SRP，標(biāo)記為“WPA”。

1.7 初學(xué)者區(qū)域ICP算法口唇SRP的構(gòu)建

在Geomagic Studio 2015軟件中分別打開18個(gè)本體模型，由口腔修復(fù)專業(yè)初學(xué)者(從業(yè)時(shí)間<1年)手工選取本體模型上面部對(duì)稱性良好的區(qū)域，對(duì)本體模型基于YZ平面獲得鏡像模型，根據(jù)選取區(qū)域進(jìn)行ICP配準(zhǔn)[7]，本體與鏡像模型的初學(xué)者定義區(qū)域重疊后，獲得本體-鏡像聯(lián)合模型并計(jì)算SRP，標(biāo)記為“ICP”。

Sn, sbunasale; Mp, mid philtrum; Ls, labial superius; Li, labial infe-rius; RCph, right christa philtra; LCph, left christa philtra; RCh, right cheilion; LCh, left cheilion.圖3 8個(gè)解剖標(biāo)志點(diǎn)示意圖Figure 3 Eight anatomic landmarks used in this study

1.8 真值平面

以往研究表明，基于專家定義的具有良好對(duì)稱性的區(qū)域，可以對(duì)面部不對(duì)稱情況表現(xiàn)出足夠的適應(yīng)性，基于專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)算法的三維面部SRP可以被認(rèn)為是“真值平面”[6,10,16]。從原始和鏡像模型中，由高年資口腔修復(fù)專家(從業(yè)時(shí)間>10年)使用Geomagic Studio 2015軟件手動(dòng)選擇面部對(duì)稱性好的區(qū)域，并對(duì)兩個(gè)模型進(jìn)行區(qū)域配準(zhǔn)，通過合并原始模型和鏡像模型，分別構(gòu)建每個(gè)患者面部數(shù)據(jù)的SRP，標(biāo)記為“真值平面”。同一三維面部數(shù)據(jù)基于上述WPA算法和初學(xué)者ICP算法構(gòu)建的SRP及真值平面效果如圖4所示。

Green plane represents WPA algorithm, yellow plane represents ICP algorithm, red plane signifies truth plane(TP). WPA, weighted Procrustes analysis; ICP, iterative closest point.圖4 一例受試者由WPA算法、ICP算法構(gòu)建的口唇對(duì)稱參考平面及其真值平面Figure 4 Abstracting the symmetry reference plane based on WPA algorithm, ICP algorithm, and truth plane of a subject

1.9 平面角度測量

通過Geomagic Studio 2015軟件分別顯示18名受試者的面部三維模型，每個(gè)面部三維模型均包含通過WPA算法、ICP算法和真值平面確定的3個(gè)SRP，比較WPA算法和ICP算法構(gòu)建的SRP與真值平面的夾角，分別記作角-WPA和角-ICP，并計(jì)算各算法平面角度誤差的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

1.10 姿勢微笑位口唇SRP的數(shù)字化設(shè)計(jì)

通過3Shape Dental System 2018軟件分別對(duì)18名受試者的牙列三維模型采用臨時(shí)冠設(shè)計(jì)模式。修復(fù)體設(shè)計(jì)時(shí)分別采用兩種方法：方法一，按照常規(guī)數(shù)字化美學(xué)設(shè)計(jì)方法[17-18]，參照原有牙列對(duì)稱平面設(shè)計(jì)修復(fù)體，不改變牙齒原有對(duì)稱平面，只在牙齒原有位置上改善牙間隙、切端缺損等問題；方法二，按照WPA算法構(gòu)建的姿勢微笑位口唇SRP設(shè)計(jì)修復(fù)體，改善牙間隙、切端缺損等問題。數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)完成后，得到修復(fù)后的三維牙列模型，將設(shè)計(jì)好修復(fù)體的三維牙列模型與患者姿勢微笑位面部三維模型配準(zhǔn)(方法同前)，得到患者修復(fù)后的三維面部效果圖(圖5)。

A, abstracting the symmetry reference plane based on WPA algorithm (green plane); B, three-dimensional prediction of esthetic outcome based on conventional digital design; C, three-dimensional prediction of esthetic outcome based on WPA. WPA, weighted Procrustes analysis.圖5 數(shù)字化美學(xué)修復(fù)體的設(shè)計(jì)Figure 5 Design of digital aesthetic restoration

1.11 姿勢微笑位口唇SRP的修復(fù)效果評(píng)價(jià)

在A4紙上打印36條10 cm長的線段，每條線段的前端編號(hào)，此號(hào)與受試者的編號(hào)一一對(duì)應(yīng)，每條線段分別作為每張照片的視覺模擬尺度[19]。由每位受試者對(duì)自己的兩種修復(fù)體設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)[17,20]，通過采用視覺模擬評(píng)分法(visual analogue scales，VAS)標(biāo)記每例修復(fù)體的主觀滿意程度。線段兩端分別標(biāo)出“滿意”和“不滿意”，受試者自己評(píng)價(jià)修復(fù)體的滿意等級(jí)，在對(duì)應(yīng)的線段劃豎線標(biāo)記。研究者用電子數(shù)顯卡尺測量每條線段的間距(近似值取0.5 mm)，并得出分值。每條線段測量3次，取均值，這種方法可以將受試者的主觀判斷轉(zhuǎn)換為用數(shù)字表達(dá)的分?jǐn)?shù)[19]。

1.12 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將WPA算法和ICP算法構(gòu)建的SRP與真值平面的夾角進(jìn)行K-S正態(tài)性檢驗(yàn)，采用t檢驗(yàn)對(duì)兩組平面角度差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α均取雙側(cè)0.05。統(tǒng)計(jì)每例修復(fù)體滿意程度的VAS得分，得出常規(guī)數(shù)字化設(shè)計(jì)和參照WPA算法口唇SRP設(shè)計(jì)的滿意度評(píng)分，采用t檢驗(yàn)比較兩種前牙美學(xué)設(shè)計(jì)主觀評(píng)分均值的差異性，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α均取雙側(cè)0.05。

2 結(jié)果

本研究共納入18名受試者，分別測量WPA算法和初學(xué)者ICP算法確定SRP與真值平面的角度誤差，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 WPA算法和ICP算法構(gòu)建SRP的平面角度誤差Table 1 The angle error of SRP based on WPA and ICP algorithm

WPA組和初學(xué)者ICP組的SRP角度差異均服從正態(tài)分布，WPA組的平面角度差異為1.78°±1.24°，初學(xué)者ICP組為7.41°±4.31°，樣本數(shù)據(jù)分布如圖6所示。

WPA, weighted Procrustes analysis; ICP, iterative closest point.圖6 WPA算法和ICP算法確定SRP平均角度差異Figure 6 The average angle error of SRP based on WPA and ICP algorithm

WPA組的平面角度差異明顯小于初學(xué)者ICP組(t=-5.881，P<0.05)，表明18例患者的面部數(shù)據(jù)經(jīng)WPA算法構(gòu)建的姿勢微笑位口唇SRP與真值平面非常相近。

受試者對(duì)常規(guī)數(shù)字化設(shè)計(jì)的評(píng)分和參照WPA算法口唇SRP設(shè)計(jì)的評(píng)分均服從正態(tài)分布。常規(guī)數(shù)字化設(shè)計(jì)修復(fù)體的平均分為(5.20±1.31)分，參考WPA算法口唇SRP設(shè)計(jì)修復(fù)體的平均分為(8.48±0.57)分，二者主觀評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=10.328，P<0.001)，樣本數(shù)據(jù)分布如圖7所示。

WPA, weighted Procrustes analysis; OSP, original symmetry plane.圖7 參考WPA算法和OSP設(shè)計(jì)修復(fù)體平均分Figure 7 The average score based on WPA and OSP algorithm

3 討論

面部在發(fā)育過程中受到生物因素及環(huán)境因素的影響，幾乎沒有絕對(duì)的雙側(cè)對(duì)稱，臨床表現(xiàn)具有多樣化和復(fù)雜性，且多見于面下1/3[21-23]。面下偏斜時(shí)，往往也會(huì)伴隨牙合平面的偏斜。改善面部偏斜及牙合平面偏斜的問題，通常需要正畸正頜聯(lián)合治療[24]，但是其治療療程長，費(fèi)用昂貴，具有較高的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，而且很多患者只有前牙美觀的訴求，并沒有其他不適癥狀[25]。

牙合平面偏斜常在微笑牙齒暴露時(shí)顯現(xiàn)，牙齒暴露、口唇偏斜與牙合平面偏斜相互作用，影響患者的總體美學(xué)效果?？诖狡迸c牙合平面、前牙切緣平面偏斜相近或者一致時(shí)，可在一定程度上使牙合平面偏斜的美觀效果得到改善[26]。因此，在制作前牙修復(fù)體時(shí)，可以參考姿勢微笑位口唇SRP進(jìn)行修復(fù)設(shè)計(jì)，以獲得個(gè)性化的美觀效果，此時(shí)，修復(fù)醫(yī)生關(guān)注的重點(diǎn)在于口唇區(qū)局部的對(duì)稱性，而不是面部整體的對(duì)稱性。

對(duì)于面部中線與口唇中線不協(xié)調(diào)的情況，Silva等[27]的研究認(rèn)為，面部中線不能使用純直線進(jìn)行分析，當(dāng)一個(gè)人微笑時(shí)，可以在眉間、鼻梁、人中和下巴之間畫一條線，但不總是筆直的，該研究將這條線稱為“面部流線(facial flow)”，視為整個(gè)面部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，牙列可根據(jù)面部流線設(shè)計(jì)，使得面部整體形貌更加和諧與平衡。Koseoglu等[28]通過拍攝二維照片標(biāo)記面部流線，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在不對(duì)稱面部中，牙齒中線遵循面部流動(dòng)曲線的圖像比牙齒中線與面部流動(dòng)曲線不重合的圖像具有更高的美學(xué)評(píng)分。但是，由于上述研究中均采用二維照片進(jìn)行面部標(biāo)記，無法改變?nèi)讼窠嵌龋糠纸Y(jié)構(gòu)可因視角關(guān)系而與實(shí)際尺寸相比有所變形，定點(diǎn)時(shí)存在一定的偏差。隨著數(shù)字化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，面部數(shù)據(jù)可以通過三維面部掃描技術(shù)獲取，其精度較高、獲取便捷、便于觀察、誤差較小[29]。

本研究中分別采用Zhu等[16]建立的WPA算法和Du等[7]建立的ICP算法進(jìn)行姿勢微笑位下口唇三維SRP的獲取，并以真值平面作為參照。Wu等[30]的研究表明，兩平面角度差異大于6°時(shí)易被人感知。本研究中，初學(xué)者ICP算法確定的SRP與真值平面之間的差異較大，達(dá)到7.41°±4.31°。WPA算法構(gòu)建姿勢微笑位口唇SRP是通過選取口唇區(qū)8個(gè)解剖標(biāo)志點(diǎn)，進(jìn)行姿勢微笑位口唇SRP的自動(dòng)獲取。鼻下點(diǎn)為面下1/3的起始點(diǎn)，人中重點(diǎn)為鼻下點(diǎn)與上唇凸點(diǎn)的中點(diǎn)，上唇凸點(diǎn)、下唇凸點(diǎn)為姿勢微笑位上下唇最為對(duì)稱點(diǎn)，左右唇峰點(diǎn)和左右口角點(diǎn)描繪了上下唇形態(tài)，這8個(gè)點(diǎn)的標(biāo)記對(duì)臨床經(jīng)驗(yàn)要求低，在三維模型中相較于對(duì)稱平面更易于辨識(shí)，初學(xué)者即可以完成標(biāo)記。本研究最終獲得的口唇SRP與真值平面非常接近，差異僅為1.78°±1.24°，表明WPA算法構(gòu)建口唇SRP的準(zhǔn)確性幾乎等同于高年資專家的定義。

口腔修復(fù)的臨床工作中，醫(yī)生在進(jìn)行常規(guī)數(shù)字化修復(fù)體設(shè)計(jì)時(shí)，由于沒有面部信息，只能參考原牙列對(duì)稱平面進(jìn)行設(shè)計(jì)[17-18]。由于以往的研究發(fā)現(xiàn)，初學(xué)者ICP算法確定的SRP與真值平面之間差異較大，實(shí)用性不高，所以臨床驗(yàn)證時(shí)比較了常規(guī)數(shù)字化設(shè)計(jì)和參考WPA算法構(gòu)建口唇SRP的修復(fù)體設(shè)計(jì)，修復(fù)效果評(píng)價(jià)時(shí)更為直觀，避免出現(xiàn)過多選擇效應(yīng)[31]，便于臨床推廣。常規(guī)數(shù)字化修復(fù)體設(shè)計(jì)的受試者評(píng)分為(5.20±1.31)分，參照WPA算法構(gòu)建口唇SRP的修復(fù)體設(shè)計(jì)評(píng)分為(8.48±0.57)分，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明受試者對(duì)參考WPA算法構(gòu)建口唇SRP的修復(fù)體設(shè)計(jì)更滿意。

本課題組前期已經(jīng)初步建立了前牙美學(xué)缺陷病例全程數(shù)字化的治療流程[14,17]，整合了面部掃描三維數(shù)據(jù)，為前牙美學(xué)修復(fù)體的設(shè)計(jì)、預(yù)測和制作提供參考。本研究在以往建立的數(shù)字化流程基礎(chǔ)上，通過姿勢微笑位三維面部數(shù)據(jù)計(jì)算口唇SRP，可以進(jìn)一步提升前牙美學(xué)修復(fù)的準(zhǔn)確性，滿足患者的個(gè)性化需求。

本研究存在一些局限性，目前收集樣本量較少，暫時(shí)無法探索姿勢微笑位口唇SRP與面部SRP間的關(guān)聯(lián)及差異，后期可以加大樣本量進(jìn)一步探索，為不同程度面部偏斜的患者提供更準(zhǔn)確的SRP，促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)在口腔美學(xué)修復(fù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

綜上所述，基于WPA算法構(gòu)建姿勢微笑位口唇SRP的方法極大地降低了確定前牙美學(xué)修復(fù)對(duì)稱平面的難度，通過數(shù)字化設(shè)計(jì)可以使患者更直觀地看到修復(fù)體與口唇區(qū)域的聯(lián)系，能有效促進(jìn)醫(yī)患交流，提高患者對(duì)修復(fù)效果的滿意度。