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表情动作中口、眼周围面部标记点运动的相互关系的三维定量评价

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摘要

研究目的:
　　面肌联带运动为面瘫常见后遗症，本项研究旨在建立一个利用三维技术手段定量评估面肌联带运动的方法。通过在在面部设立标记点，以标识对应部位面肌的运动。通过对表情动作时面部不同区域标记点的最大移动距离和运动速率相互关系的初步分析，评价其稳定性、可重复性、可行性，并初步获得正常参考值范围。
　　研究方法:
　　使用北京协和医院耳鼻喉科自主设计和开发的基于动作捕捉的面神经功能三维动态定量分析系统;招募健康志愿者35人，其中18-30岁组(G1)13人，平均年龄25.38岁，40-60岁组(G2)22人，平均年龄54.41岁;选择主动运动肌肉附近皮肤标记点作为参考点，而远离此部位的标记点作为观察点，并参考前期实验结果，选择最大移动距离和最大速率作为评价指标;利用三维运动捕捉软件记录和输出标记点对应的空间三维坐标(x，y，z)，以追踪标记点的运动轨迹，求算每个表情运动中设置的参考点和观察点的最大移动距离、最大速率以及对应的帧数;并进行数据统计分析。
　　实验结果:
　　1、本成像系统对于面部表情运动设定的参考点和观察点的最大移动距离和最大速率的测量中，组内相关系数结果良好，即可重复性好。
　　2、表情运动时，观察点与参考点运动达到最大移动距离、最大运动速率的时间具有一致性（P均大于0.05）。
　　3、参考点:最大移动距离和最大速率出现在用力下拉下颌动作的唇中点下，其均值分别为41.791mm(G1)、45.629mm(G2)及226.992mm/s(G1)、254.788mm/s(G2)。观察点:(1)最大移动距离、最大运动速率的最小值，均出现在微笑动作的内眦点和眉弓点，分别为0.71-0.85mm(G1)、0.69-1.05mm(G2)及6.46-7.43mm/s(G1)、7.72-9.99mm/s(G2)。(2)最大移动距离的最大值，G1组出现在用力抬眉动作的口周标记点，为4.85-6.18mm，G2组出现在口周运动的上眼睑点，为4.10-5.02mm。(3)最大速率的最大值，出现在口周运动的上眼睑点，分别为35.53-37.95mm/s(G1)、38.87-50.66mm/s(G2)。
　　4、用在某一表情动作中，参考点达最大移动距离及最大运动速率时，各个观察点移动距离和运动速率与该观察点可达到的最大移动距离和运动速率的比值，即观察点运动“完成度”。(1)距离比例方面:用力抬眉动作的鼻唇沟标记点及口角标记点(＞0.89)，以及用力示齿、用力下拉下颌动作中的外眦标记点和下眼睑标记点(＞0.8)，在参考点达到最大距离时，其运动“完成度”较高。(2)速率比例方面:用力抬眉动作的口周标记点，及用力示齿、用力下拉下颌动作的眼睑点左下、眼睑点右下、外眦点左和外眦点右数值较高，其均值在0.55-0.66。
　　5、用力抬眉（参考点为眉弓点左和眉弓点右）、用力示齿（参考点为口角点右）、用力下拉下颌（参考点为唇中点上）动作中的各观察点，以及用力向右上拉口角动作的右侧面部标记点，其移动距离、速率与相应参考点的移动距离、速率线性相关关系明显(P＜0.05)。
　　6、年龄差异方面:(1)最大移动距离:主动运动区域标记点，即运动参考点中，用力闭眼时左右内、外眦点，用力示齿时左侧口角点，用力向右上拉口角时右侧口角点，用力向左上拉口角时左侧口角点，其差异有统计学意义(P＜0.05)，G1组＞G2组。非主动运动区域标记点，及运动观察点中，用力下拉下颌的左右上眼睑标记点、左右眉弓标记点，及用力向右上拉口角、用力向左上拉口角、微笑时的左侧眉弓标记点的移动距离，差别有统计学意义(P＜0.05)，且G2组＞G1组。(2)最大速率:除用力闭眼时左侧内眦标记点的最大速率G1组＞G2组外，其余均为G2组＞G1组。
　　实验结论:
　　1、本次实验运用三维运动捕捉系统，验证了使用最大距离、速率和设置参考点、观察点的方法是稳定的、可行的分析面部不同部位标记点运动相互关系的方法，将来有希望应用与面部肌肉联带运动的定量评估和诊断。
　　2、在三维空间中获取了正常人表情运动中面部不同区域标记点最大移动距离、最大速率的定量数据，并评价了其相互关系，获取了正常参考值的大致范围，对面肌联带运动患者的临床诊断提供参考依据。
　　3、初步探索及定量分析了年龄对于健康人表情运动时，面部不同区域标记点运动最大距离和速率的影响。

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