微笑是一个人外表和面部吸引力的基本要素。然而，不同性别、种族的微笑特征存在差异，来自不同文化和种族的人群对微笑吸引力的审美偏好也可能不同
[1]。因此，有关微笑美学的研究应该针对特定的人群进行。上颌前牙（maxillary ante-rior teeth，MAT）在微笑中起着关键作用
[2-4]。前牙的大小和比例对口腔美学与面部美学而言都具有重要意义。除了恢复咀嚼功能，患者寻求修复治疗的目标也包括恢复与面部外观相协调的牙齿比例。感知宽度（perceived width）是指上颌前牙在正面视角的可见宽度。学者提出了与上颌前牙感知宽度相关的各种美学宽度比例用于指导临床，包括黄金比例（golden proportion）
[5]、黄金百分比（golden percentage）
[6]、改良黄金百分比（mo-dified golden percentage）
[7-8]、RED（recurring esthetic dental）比例
[9-10]、Preston比例
[11]等。这些美学比例均建立在正面观察个体微笑感知宽度的基础之上。然而，最近的一项系统评价
[12]揭示没有证据支持有任何一种比例能够成功预测上颌前牙的感知宽度。上颌前牙感知宽度之间是否存在比例关系有待进一步探讨。
一般认为，上颌中切牙（maxillary central incisor，MCI）的大小和形状与面部的大小和形状相互协调。研究
[13]表明，上颌中切牙的大小与面部大小相关，口腔医生在制定上颌中切牙修复治疗计划时应该考虑面部大小。也有研究
[14-15]表明，上颌中切牙的形状与面型有关。一些学者
[3,16-17]提出了几种水平向面部尺寸来帮助确定上颌中切牙的宽度，包括颧骨间距、鼻翼间距和内眦间距。Radia等
[18]提出上颌中切牙高度与面高的比值为1∶18，说明上颌中切牙高度与面高之间可能存在一定的比例关系。Levin
[5]认为上颌中切牙切缘将面下1/3高度按黄金比例进行分割，这意味着上颌中切牙的高度可能与面下1/3高度有关。然而，也有学者
[19-21]否定了上颌前牙形态与面型之间的相关性。因此，上颌中切牙和面部尺寸之间的相关性及比例关系仍无定论。考虑到针对我国人群的前牙美学研究不足，上颌中切牙与面部尺寸之间的关系有待进一步研究。
本研究的目的是探讨我国由多个口腔专科医生评估的汉族最具吸引力微笑人群上颌中切牙、侧切牙及尖牙之间的相关性和比例关系，确定水平向尺寸上颌中切牙宽度、内眦间距、颧骨间距和鼻翼间距之间的相关性及比例关系，以及垂直向尺寸上颌中切牙高度、面高及面下1/3高度之间的相关性和比例关系，通过明确牙齿比例的协调性及面部大小形态与中切牙的关系为患者前牙美学修复提供指导。
1 材料和方法
1.1 研究设计与志愿者
本研究属于横断面研究。对88名具有最具吸引力微笑的汉族志愿者（41名男性和47名女性，年龄18~35岁）的上颌前牙感知宽度的左右和性别差异进行评估，对上颌前牙感知宽度之间的相关性进行分析，并对比例关系进行验证；对上颌中切牙高度、宽度与面部尺寸之间的相关性进行研究，并对比例关系进行验证。
研究志愿者的纳入标准：1）汉族；2）18~35岁；3）个体正常（牙合）；4）10名三甲口腔专科医院不同专业方向且有5年以上临床经验的口腔医生，通过视觉模拟量表（visual analog scale，VAS）评分筛选为最具吸引力微笑志愿者。排除标准：1）牙列缺损（第三磨牙缺失除外）；2）前牙缺损；3）颅面畸形、外伤或手术史。
最具吸引力微笑志愿者筛选方法：获取志愿者的社交性微笑正面照、斜45°微笑照及侧面微笑照，由10名5年以上临床经验口腔医生对其是否具备最具吸引力微笑进行VAS量表评分。VAS量表起始侧为“微笑不具有吸引力”，终止侧为“微笑非常具有吸引力”，医生根据微笑照资料，在总长度为100 mm的评分线上，标记志愿者微笑吸引力得分。所有专家评分中，去掉一个最低分和一个最高分，计算志愿者的平均分，根据平均值排序，将VAS评分值大于75分的志愿者纳入研究。
本研究经过四川大学华西口腔医院医学伦理委员会的审查批准（WCHSIRB-D-2018-140）。所有研究志愿者均签署知情同意书。
1.2 数据采集与指标测量
所有纳入研究的志愿者均遵循四川大学华西口腔医院正畸科的标准拍照流程拍摄正面照。拍照背景为白色、无阴影，志愿者目视前方，头部和背部直立，面部肌肉处于自然放松状态，下颌处于休息位，微笑并暴露上颌前牙。拍摄时标尺水平放置于志愿者的面部下方，与前牙处于同一水平，以便将图像中的尺寸转换为实际的尺寸。利用Adobe Photoshop 22.5.6软件在正面照上上颌前牙各相邻牙齿的接触点的最外侧点做垂直标记，测量垂直线之间的距离，利用标尺将图像中的尺寸转换为实际尺寸，即上颌前牙感知宽度（
图1）。
采用口内扫描仪（3Shape TRIOS system，3-Shape公司，丹麦）获取志愿者的上下颌数字化口腔模型。使用Meshlab 2022.02软件测量数字化口腔模型中上颌中切牙的宽度和高度（
图2）。
采用面部扫描系统（3dMDface System，3d-MD公司，美国）获取志愿者的面部3D模型。志愿者佩戴一次性医用帽，暴露发际线，目视前方，头部和背部直立，经过扫描和操作者评估后输出面部3D模型文件。
面部尺寸测量数据来自志愿者的面部3D模型。面部测量指标包括内眦间距、颧骨间距、鼻翼间距、面高和面下1/3高度。内眦间距即两侧内眦之间的距离。颧骨间距为两侧颧突之间的距离。鼻翼间距为两侧鼻翼最外点间的距离。面高为发际点（trichion，Tri）与软组织颏下点（menton of soft tissue，Me’）之间的距离。面下1/3高度为鼻下点（subnasale，Sn）与Me’之间的距离。定点与距离测量均在Meshlab 2022.02软件中完成（
图3）。
志愿者正面照上的上颌前牙感知宽度、数字化口腔模型上的上颌中切牙高度、宽度及面部3D模型的指标均由2名操作员独立进行测量。对2名操作员的测量结果进行组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）信度分析，以评价操作员测量的一致性。将2名操作员测量结果取平均值作为最终测量结果。
1.3 数据分析
采用G*power 3.1.9软件确定样本量。Cohen’s 效应量设置为0.15，α误差设置为0.05，统计功效（1-β）设置为0.9，得出所需的样本量为88。
采用SPSS 26.0软件进行数据分析。所有数据由均值和标准差表示，Kolmogorov-Smirnov检验评估数据的正态性，Levene检验验证方差齐性。采用配对样本t检验评估左右同名牙齿的尺寸之间是否存在差异，独立样本t检验评估不同性别的尺寸之间是否存在差异。采用Pearson相关分析和一元线性回归分析研究上颌前牙感知宽度间的相关性和比例关系，以及上颌前牙的高度、宽度与面部尺寸之间的相关性和比例关系。常规的一元线性回归模型包含常数项（y=ax+b），而这与比例关系的概念（y=ax）不一致，因此本研究的线性回归模型排除了常数项。ICC信度分析验证比例关系的可信程度，P<0.05被认为差异具有统计学意义。
2 结果
本研究88名志愿者中，男性41名，平均年龄（20.47±1.17）岁；女性47名，平均年龄（20.19±1.67）岁。测量方法可靠性ICC为0.88（P<0.05），同一测量者的自身重复性及2名测量者之间的一致性良好。
2.1 上颌前牙的感知宽度及左右侧、性别的差异分析
中切牙的感知宽度为8.353 mm±0.814 mm，侧切牙的感知宽度为6.091 mm±0.721 mm，尖牙的感知宽度为5.197 mm±0.696 mm。左侧和右侧上颌前牙的感知宽度差异无统计学意义（
P>0.05）（
表1），男性和女性上颌前牙的感知宽度差异也无统计学意义（
P>0.05）（
表2）。
2.2 不同上颌前牙间感知宽度的相关性及比例关系
Pearson相关分析表明，中切牙与侧切牙的感知宽度高度相关（r=0.813），侧切牙与尖牙的感知宽度相关性较弱（r=0.389），中切牙与尖牙的感知宽度中度相关（r=0.560），所有相关性均有统计学意义（P<0.001）。
线性回归分析表明，中切牙与侧切牙、侧切牙与尖牙、中切牙与尖牙间感知宽度的非标准化系数（B）分别为0.729、0.845和0.621（
表3）。根据非标准化系数建立回归模型：pLI=CI×0.729，pCA1=LI×0.845，pCA2=CI×0.621。其中，pLI为中切牙预测的侧切牙感知宽度，pCA1为侧切牙预测的尖牙感知宽度，pCA2为中切牙预测的尖牙感知宽度，CI为中切牙实际感知宽度，LI为侧切牙实际感知宽度，CA为尖牙实际感知宽度。
ICC信度分析评估预测变量（pLI、pCA1、pCA2）与实际测量值（LI、CA）之间的一致性，pLI与LI间的ICC值为0.800，表明二者具有高度一致性；pCA1与CA间的ICC值为0.388，表明二者一致性较低；pCA2与CA之间的ICC值为0.535，表明二者具有中度一致性。
2.3 上颌中切牙、面部尺寸的左右侧及性别差异分析
数字化口腔模型中获得的上颌中切牙的高度和宽度结果见
表4。统计分析表明，不论是上颌中切牙的高度还是宽度，其左右侧测量值差异均无统计学意义（
P>0.05），上颌中切牙高度和宽度均取双侧合并后的均值进行后续研究，上颌中切牙的高度均值为9.344 mm±0.981 mm，宽度均值为8.454 mm±0.047 mm。Levene检验显示男性和女性之间的数据具有方差齐性，不同性别间的差异均有统计学意义（
P<0.05）。
面部尺寸中，除内眦间距（
P=0.304）外，其他测量值不同性别间差异均存在统计学意义（
P<0.05）（
表5）。
2.4 上颌中切牙与面部尺寸的相关性及比例关系
在垂直向指标中，男性的上颌中切牙高度与面高存在微弱但具有统计学意义的负相关（r=-0.357，P=0.022），与面下1/3高度之间存在无统计学意义的负相关（r=-0.205）；女性的上颌中切牙高度与面高（r=-0.146）、面下1/3高度（r=0.064）无显著相关性。
在水平向指标中，男性的上颌中切牙宽度与内眦间距、颧骨间距、鼻翼间距均无显著相关性（r分别为0.003、0.167、0.083）；女性的上颌中切牙宽度与内眦间距、颧骨间距、鼻翼间距也无显著相关性（r分别为-0.195，-0.079，0.138）。
将男性与女性数据合并分析，上颌中切牙宽度与鼻翼间距的相关性有统计学意义（r=0.249，P=0.019）。线性回归分析表明，上颌中切牙宽度与鼻翼间距间的非标准化系数（B）为0.209。根据非标准化系数建立回归模型：pCIW=IW×0.209。其中pCIW为鼻翼间距预测的上颌中切牙宽度，IW为鼻翼间距。ICC信度分析评估预测变量（pCIW）与实际测量值（CIW）之间的一致性，ICC值为0.216，表明二者一致性较低。
3 讨论
选择合适的指标预测上颌中切牙的长度与宽度，对于前牙缺失患者的美学修复具有重要意义。研究显示，患者面部尺寸与牙齿的长度和宽度间具有一定的相关性，因此可以根据面部尺寸预测和设计美观的牙齿的长度及宽度。在正畸治疗中为前牙过小牙或牙列缺损预留间隙时，可在制定方案时根据面部尺寸预留合适的间隙用于后期修复，从而使患者获得理想的治疗效果。本研究对上颌前牙感知宽度间的相关性进行分析，发现侧切牙感知宽度与中切牙感知宽度间为0.729的比例关系；对上颌中切牙与面部尺寸的相关性进行分析，发现男性的上颌中切牙高度与面高呈负相关；上颌中切牙宽度与鼻翼间距呈正相关，但无线性比例关系。其余面部尺寸与上颌前牙尺寸相关性不具有统计学意义。
由于牙弓呈曲线排列而不是直线排列，上颌前牙的感知宽度小于其实际宽度
[16]。从美学角度而言，感知宽度与人的视觉感知相对应，上颌前牙感知宽度比实际宽度更重要。多数学者
[5-10] 对上颌前牙比例关系进行研究时采用了感知宽度指标。因此，本研究在对上颌前牙比例关系进行分析时，选择在正面照上测量上颌前牙的感知宽度，而不是采用上颌前牙的实际宽度。在上颌中切牙与面部尺寸关系的研究中，由于在3D模型上进行面部标志点定点测量比在正面照上准确且可重复性好，因此采用了面部3D模型的实际测量值而非感知测量值，相应地，上颌中切牙高度、宽度的测量也采用在数字化口腔模型上进行。
前牙感知宽度是否具有相关关系是美学比例应用的基础。本研究探讨了上颌前牙感知宽度间的比例关系，并对该比例关系的预测能力进行了评估。结果表明，侧切牙与中切牙间的感知宽度之比为0.729，预测的与实际的侧切牙感知宽度间的ICC值为0.800，预测的可靠性较高；尖牙与侧切牙间的感知宽度之比为0.845，预测的与实际的尖牙感知宽度间的ICC值为0.388，预测的可靠性不高；尖牙与中切牙间的感知宽度之比为0.621，预测的与实际的尖牙感知宽度间的ICC值为0.535，预测的可靠性中等。
上颌前牙由中切牙、侧切牙和尖牙组成，三者的尺寸、比例和相互关系在口腔美学中占据核心地位。中切牙位于牙列的中心，是前牙美学的基石。其形态和比例直接影响侧切牙和尖牙的设计与排列。侧切牙和尖牙与中切牙形成协调的比例关系，共同构建前牙的整体微笑美学。通过中切牙的感知宽度预测侧切牙的感知宽度，通过中切牙、侧切牙的感知宽度预测尖牙的感知宽度，可以在牙齿修复或正畸过程中预设合理的牙齿尺寸和比例，使治疗后前牙与面部比例更加协调，达到更好的前牙修复美学效果。本研究结果与杨红霞等
[22]的研究相似，均发现上颌前牙的感知宽度比与Preston比例（0.66、0.84）和改良黄金百分比（22.5%、15.0%、12.5%）更契合，但本研究同时指出尖牙与侧切牙感知宽度的比值的可靠性不高，可能的原因在于，杨红霞等
[22]的研究采用单样本
t检验方法，仅评估样本均数与Preston比例的差异，未进一步分析样本中符合Preston比例的个体数占样本总数的百分比率。吴为良等
[23]在上前牙美学比例分析研究中发现，上前牙宽度比与黄金分割比例、Preston比例的差异均有统计学意义。国外学者对上颌前牙感知宽度比例关系也有大量研究。在西班牙人群样本中，当平均牙宽度比例调整为Preston比例所描述的值时，人群中符合Preston比例的检出率低（3.33%~25%），符合改良黄金百分比的检出率高（50%~68%）
[24]。在英国样本人群中，黄金比例仅存在于少量样本中，RED比例未发现，样本的平均比例与Preston比例相似，然而侧切牙与中切牙感知宽度比、尖牙与侧切牙感知宽度比仅16%和6.5%样本符合Preston比例，绝大多数样本符合改良黄金百分比
[7]。在土耳其人群样本中，未发现黄金比例与RED比例，未对Preston比例及改良黄金百分比进行研究
[25]。综上，今后尚需要更多更深入的与上颌前牙感知宽度相关的各种美学宽度比例的研究。
上颌中切牙的高度、宽度和面部尺寸具有性别差异。因此，本研究对男性和女性的上颌中切牙的高度、宽度和面部尺寸分别进行分析。研究发现，男性上颌中切牙高度与面高呈弱的负相关（
r=-0.357）。男女合并后，上颌中切牙宽度与鼻翼间距呈弱的正相关（
r=0.249）。回归分析显示，上颌中切牙宽度与鼻翼间距之比为0.209，但ICC值（0.216）偏低，表明二者一致性较低，不能认为二者之间存在比例关系。本研究发现，男性上颌中切牙高度与面高呈负相关，与以往的上颌中切牙大小和面部大小协调的研究结论相矛盾。研究
[16,26-28]中关于上颌中切牙高度、宽度与面部尺寸的相关性尚未得到统一的结论，其原因可能是不同地区和种族人群的上颌中切牙尺寸及面部尺寸具有其自身特点，在使用面部尺寸评估上颌中切牙的宽度和高度时需要考虑地域和种族差异。对最具吸引力微笑的男性群体（18~35岁）而言，上颌中切牙高度甚至可能与面高呈负相关。目前国内关于面部尺寸与上颌中切牙宽度、长度的相关性研究尚较少，今后仍需进一步研究和探索。
随着人们的美学素养不断提升，正畸治疗的目标已不仅局限于良好的咬合关系，更要为患者提供更具有美学特征的个性化微笑。本研究验证了上颌前牙感知宽度之间存在稳定比例关系，为前牙美学设计提供了初步数据支撑。美学比例在美学修复中的作用已得到口腔医生的广泛认可，而正畸医生在设计矫治目标时，应在建立健康稳定的咬合关系的过程中，兼顾构筑前牙美学比例。对于有较高美学需求的前牙缺失或发育异常患者，在修复或正畸-修复联合治疗时应兼顾符合整体面部外观的个性化美学治疗方案。本研究对上颌中切牙的高度、宽度与面部尺寸之间的关系进行分析，发现上颌中切牙的高度与男性面高存在负相关，宽度与鼻翼间距存在正相关，但均无可靠的线性比例关系。学者
[13-15]认为，上颌中切牙的大小、形状与面部相关，这点与本研究不完全一致。
本研究的结果在样本人群中通过ICC检验得到了验证，但由于样本人群为由多个口腔专科医生评估的中国汉族最具吸引力微笑人群，虽然其可为上颌前牙美学修复提供参考，但也在一定程度上会存在选择性偏倚，其结果是否可推理到其他人群或具有不同缺牙状况的人群尚未得到验证。此外，本研究的志愿者年龄为18~35岁，在未来的研究中需要纳入更多年龄段的人群进行研究。口腔医生和非口腔专业人群对最具吸引力微笑的感知不同
[20-23]，非口腔专业人士，尤其是涉及美学专业的整形外科医生，他们对最具吸引力微笑的感知和判断也不应被忽视。后续的相关研究应由专业口腔医生和非口腔专业人群共同评分筛选最具吸引力微笑人群，并纳入包含更多年龄段的人群，以增加研究结论的适用范围。
综上，本研究得出如下结论：1）上颌前牙感知宽度之间均存在显著的正相关。其中，侧切牙感知宽度与中切牙感知宽度之间具有比例关系，比值为0.729；2）男性的上颌中切牙宽度与鼻翼间距呈正相关。上颌中切牙高度与面高呈负相关，但不存在比例关系。
京公网安备11010202008535号
PDF
(1423KB)
