眼動儀在口腔醫學臨床中的研究
時間:2022-09-03 03:09:45
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【摘要】眼動儀是一種可以記錄人在處理視覺信息時的眼動軌跡特征的儀器,是心理學基礎研究的重要儀器。在口腔醫學審美研究中,眼動儀能反映觀察者客觀的審美眼動模式,并揭示背后的審美心理規律,是目前口腔醫學審美研究中的熱點。本文概述了口腔醫學審美的主要研究方法,以眼動探測法為重點,對其在口腔醫學審美的前沿研究進行述評。眼動探測法描述了不同口腔相關人群對面孔有著不同的眼動模式規律,以及同一人群觀察口腔患者和正常人群面部的不同眼動模式的現象,表明觀察者的人格特征、個人經歷、所處的社會環境以及被觀察對象的特征性面部特點等因素會影響眼動模式,此現象揭示了影響不同個體和人群審美觀形成差異的因素和背后的心理機制。
【關鍵詞】口腔頜面部;美學;審美心理學;正畸
伴隨現代醫學模式的興起,醫學與美學日益繁榮。在此背景下,口腔醫學審美的理論和實踐研究日益受到重視。近幾年,本團隊利用問卷法(questionnaire)、功能磁共振法(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)和眼動探測法(eyetrack⁃ingtechnique)等各種研究手段,對口腔頜面部審美的規律進行了研究,為口腔相應臨床工作的開展提供了美學理論依據。本文以眼動探測法為重點,將本團隊以及國內外同行在口腔醫學審美中的研究方法和成果進行總結。
1口腔醫學顏面部審美的研究方法
1.1形態學研究方法。口腔醫學審美的研究中,硬組織和軟組織的客觀記錄和評估是研究的基礎。硬組織的研究手段主要包括X線片測量、錐形束CT(conebeamCT,CBCT)等。軟組織的研究手段主要有X線片測量、云紋照片測量、三維軟組織成像等。軟硬組織的形態學美學的研究逐漸從二維分析發展到三維分析,從靜態分析發展到動態分析。形態學的研究可以與其他研究手段相結合,包括人工智能手段[1]和心理學研究手段[2]等,以達到顏面部與口唇部美學研究的目的。1.2心理學研究方法。問卷法、fMRI法和眼動探測法是心理學常使用的研究手段,同時也是口腔醫學審美的主要研究手段。問卷法作為最經典的研究手段,主要從行為學的角度出發,通過量表研究人們對口腔治療中各美學指標的期望以及影響美學期望的因素和心理等[3]。然而,問卷法易受到問卷問題的主觀誘導,其應用有局限性。fMRI是心理學基礎研究的重要儀器。在審美的研究中,fMRI法從神經美學的角度客觀地描述了審美的腦機制[4]。眼動儀同樣作為心理學基礎研究的儀器,近年來也逐漸被應用在審美認知領域的研究中[5⁃6]。相比其他方法,眼動探測法更直接、客觀地揭示了哪個區域對于被試者而言最為重要,以提供更為客觀的審美規律。審美心理學的研究方法從問卷法逐步深入到研究審美腦機制的fMRI以及客觀眼動規律的眼動探測法,以更加深入和客觀地探究大眾審美的心理機制。1.2.1問卷法口腔醫學審美的研究中,問卷法是最常用和經典的方法。口腔正畸學中主要使用的經典量表包括了OralAestheticSubjectiveImpactScale(OASIS)[7],MalocclusionImpactQuestionnaire(MIQ)[8]等,用于評估口腔健康相關生活質量[9]、審美(如牙科美學指數)[10]或治療期間的疼痛[11]等。筆者團隊通過將經典正畸學相關量表(Psy⁃chosocialImpactofDentalAestheticsQuestionnaire,PIDAQ),結合中國文化改良翻譯為中文版的牙科審美社會心理影響量表進行推廣使用[12]。除了經典量表,研究者可根據研究目的自行設計問卷并結合VAS量表等來進行審美心理研究。筆者團隊通過設計問卷研究了正畸中最常見的審美元素,如普通人群對側貌、中線偏移、中線偏斜和露齦笑的審美偏好和容忍度等。其他研究團隊也通過使用問卷法對各類影響口腔醫學審美的元素進行了大量探究,諸如平面傾斜、頰廊間隙和笑弧線等。這些審美元素的相關研究可為口腔醫生提供美學參考依據。同時,問卷法也可應用于患者心理和臨床決策等研究。1.2.2fMRI法。審美體驗是大腦感知、認知和情感共同處理的結果,而在神經審美領域中,揭示這個現象背后的神經系統的變化是其主要的研究目標[13]。fMRI的原理為通過不同腦區的氧含量變化,研究各腦區(如識別、認知、情緒等腦區)在不同刺激下的激活狀態,以探究審美過程中的神經機制,從中樞神經系統解釋審美模式的普遍共性及個體差異性[14]。fMRI被應用于音樂[15]、繪畫[16]和面部審美[17]等研究。筆者團隊通過fMRI研究普通人對正畸前后面孔,高吸引力與低吸引力面孔的審美模式差異,發現枕葉、顳葉、梭狀回等腦區參與了正畸前后面孔審美的認知過程;正畸前后的面孔以及高吸引力與低吸引力面孔激活的腦區和強度不同:正畸前面孔相對于正畸后面孔顯著引起認知、注意、情緒相關腦區的激活改變,并研究從神經美學機制解釋了面孔審美的差異性和復雜性[18]。1.2.3眼動探測法。眼動儀可通過追蹤瞳孔記錄人在進行各項視覺活動時的視覺軌跡。在視覺刺激后,眼動軌跡受到大腦信號的調控,大腦負責收集及處理視覺信息,因此可一定程度上解釋視覺刺激對觀察者的心理啟示作用[19]。因眼動數據所提示的心理暗示作用,以及檢測的注視密度及注視時長上有高度的可信度及可重復性[20],眼動儀被廣泛地運用于犯罪心理[21]、心理疾病如自閉癥[22]、精神分裂癥[23]等研究中。近年來,眼動儀被逐漸運用于面孔識別和面部審美的研究中,以下將對眼動法應用于口腔醫學審美的研究作詳細闡述。
2眼動儀在口腔醫學審美中的應用
2.1眼動儀應用于口腔醫學審美的工作原理。眼動儀使用視頻處理軟件,利用紅外線或近紅外線跟蹤瞳孔,利用角膜反射記錄視覺變化,以記錄人們觀察面部時的眼球運動。眼動儀可以記錄的眼睛活動指標包括瞳孔直徑大小、眼跳次數、注視點持續時間、注視點數量、眼動軌跡、路徑長度等。眼睛的運動包括注視、眼跳和追隨運動三種形式。這些眼動指標可以直觀的反應觀察者對觀察對象的眼動模式(圖1),同時反映受試的潛意識心理活動。神經認知領域的研究表明,人類的視覺感知和其他物種相似,都是由“顯著特征”驅動的。即在一個視覺場景中,不同的物體之間存在著視覺競爭。這種競爭一方面是由對象本身的“顯著特征”所驅動的,當多種刺激爭奪注意力時,注意層次的變化反映了提取面部信息的認知策略。另一方面,人們將注意力集中在期望的感知特征上,是由自上而下的注意力所驅動的[24],通過追蹤觀察者的注視位置,眼動儀可以直接測量哪些區域可能有助于面部吸引力的判斷[25]。研究表明,觀察者的視線會被感興趣的區域或物品所吸引[24]。注視持續時間越長,表明提取信息越困難或目標更吸引人;首次注視時間越短,表明它越能引起注意等[26]。注視順序也反映了觀察者興趣變化的過程,同時也說明了觀察者對不同區域關注度的變化[27]。同樣,一些研究表明,被認為是信息豐富的區域或對象可能不會影響最初的注視,但會影響注視密度(注視次數)和注視總持續時間,即信息含量高的對象或區域具有更大的注視密度[28]。眼動儀在面部審美評價上有其獨特的優勢。它是一種客觀的審美評價工具,并且可將口腔局部審美與面部整體審美有機結合,在局部和整體審美的相互關系的研究中顯現出獨特的優勢,是對以主觀判斷為主的問卷法和闡述審美腦機制的fMRI法的重要補充。使用眼動探測法研究面部吸引力,是研究者從全新角度挖掘了影響顏面部或口唇部審美偏好判斷的因素。2.2正常面部和口腔患者面部的不同眼動審美規律。2.2.1正常面部的眼動審美規律。之前的眼球追蹤研究已經發現,普通觀察者在觀察正常面孔時的掃描路徑是有特點的。正常面部典型的掃描路徑模式是三角形的,觀察者的注意力主要集中在內部的面部特征上,如眼睛、鼻子和嘴巴,并在典型的掃描路徑模式上獲得了匯聚證據。在一項關于內部面部特征注意力的研究中,觀察者的大部分時間(43%)花在眼睛上,13%時間花在嘴上。另外,人們在觀察面部時的眼動模式是相對保守的,且具有高度的可重復性[29]。2.2.2口腔患者面部眼動審美規律。對于錯畸形、唇腭裂[30]、前牙齲病[31]或使用非美學前牙修復[32]等患者,其顏面部和口唇部的眼動模式有別于正常人。這說明面部的不正常結構使得普通人在觀察其顏面部時出現了審美偏倚,這也許是造成這類患者就診的原因之一。筆者團隊的眼動研究結果表明,正畸就診的患者顏面部眼動模式異常,表現為在微笑時,正畸患者的口唇部得到了更早和更多的注視[33]。多個研究團隊也報道了正畸患者的錯治療需要與眼動模式的異常呈正相關[27,34],有頜骨關系不調的正畸患者,頜骨關系的異常程度也與眼動模式的異常程度高度相關[35]。Theapparentdensityisred,yellowandgreenfromlargetosmallFigure1Eyemovementpatternhotspotmapbasedonfixationduration圖1根據注視時長生成的眼動模式熱點圖而正畸治療可以通過減輕錯畸形的程度恢復患者的顏面部審美模式。筆者團隊的研究結果發現,正畸治療后,患者原本異常的眼動模式得到了糾正[33]。Hickman等[36]研究表明正畸后的患者顏面部各部分并沒有特別的視覺偏倚,而嘴也只有10%左右的關注度。以上結果說明,正畸患者的眼動模式是具有特定規律的。筆者團隊利用這個規律,將機器學習技術用于眼動數據,讓計算機學習各組數據的特征。當新的眼動數據輸入后,計算機即能通過分析數據的特征從而對數據進行分類,根據將機器學習技術與正畸患者眼動規律的結合,筆者團隊提出利用眼動數據從第三方角度客觀判斷正畸需求和評價正畸療效的應用[33]。唇腭裂患者的鼻唇部畸形會改變普通人觀察其顏面部的眼動模式。與非唇腭裂的人相比,普通人更早及更長時間地關注唇腭裂患者的鼻唇部,同時觀察眼睛的時間變短[37],這種異常的眼動審美模式與其唇腭裂的嚴重程度相關[38],唇腭裂手術可以使異常的眼動模式趨于正常化。然而,由于唇腭裂患者先天軟硬組織不足,即使在多學科治療后,眼動研究發現其面部的審美仍會引起第三方的審美偏倚[39]。此外,唇腭裂患者作為觀察者的眼動模式也不同于普通觀察者:無論面部有無唇腭裂結構,唇腭裂觀察者都更關注面孔的鼻唇部,這也可能是唇腭裂患者潛在社會心理障礙的客觀指標。眼動研究從全新角度闡明了口唇局部審美和顏面部整體審美的交互作用[27,34,40]。Richards等[34]學者的研究表明,當口腔正畸治療需要指數(indexoforthodontictreatmentneed,IOTN)達到7以上,口唇部受到的注視程度與眼睛相當。說明正畸患者眼動模式與治療需求相關,即IOTN分級法評判的錯畸形程度越嚴重,眼動數據顯示口唇部得到的注意越多。然而,對于面部吸引力低的女性患者,IOTN7以下時,其口唇部受到女性觀察者的視覺注意并沒有隨著治療需求的增加而增加。這提示,女性觀察者對于女性患者面部的“不吸引”比牙齒的“不美觀”更敏感。而面部吸引力越高的女性患者,女性觀察者對于牙齒“不美觀”程度的接受能力越低[27]。同樣的效應在男性觀察者和男性患者中不明顯。筆者團隊[41]在下頜突度對眼動模式影響的研究中發現,患者的面部吸引力會影響觀察者對于患者下頜突度的容忍度。對于面部高吸引力的患者,引起觀察者注意到下頜突度的閾值高于面部低吸引力的患者,而一旦超過了閾值,高吸引力患者的下頜突度相較于低吸引力患者引起了觀察者更多的關注。這可能提示了普通人對于面部高吸引力患者的下頜突度相較于低吸引力患者有更高的包容度。然而,如果當高吸引力患者下頜突度過大,與面部的高吸引力形成不和諧對比,普通人對高吸引力患者的唇部關注度會迅速升高,提示口唇部過突與面部高吸引力的不和諧使觀察者產生消極的審美心理。以上結果表明,不正常口腔和顏面部外觀會引起眼動模式的變化以及觀察者對其的審美評判。同時,觀察者自身的因素也會深刻影響患者顏面部和口唇部的審美評價。2.3審美觀差異形成原因及其臨床意義2.3.1審美觀差異形成的先天因素。關于人類吸引力的研究表示,人類的面孔偏好在吸收社會環境的審美觀之前就已經初步成型:眼動法研究嬰兒對高吸引力和低吸引力面孔的評價注視時間,結果顯示嬰兒天生就偏愛有吸引力的面孔,因為他們對高吸引力的面孔的注視時間更長[42]。另一個針對嬰兒的眼動研究表明,嬰兒對成人面部吸引力的判斷與成人相似,但又有不同之處,比如嬰兒對對稱性或女性面孔也表現出明顯的視覺偏好,這與一些成人偏好的研究結果一致,對面部不平均程度或特殊性的視覺偏好與成年人的模式相反[42]。以上眼動研究表明先天因素影響了面孔審美偏好。性別因素也是影響審美觀的先天因素之一。由于男性和女性在激素和大腦活躍區域方面等存在差異,他們的審美心理與眼動模式也有所差異[43]。眼動研究表明,男性和女性在面對同樣的面孔時,其眼動模式有所不同:女性對眼睛的視覺注意力明顯多于男性,男性觀察者對嘴部的視覺注意力多于女性[27,34],這說明男性和女性在面部信息的處理上存在差異。另外,男性和女性錯畸形患者面孔的眼動模式也有所不同。關于面部吸引力的問卷研究表明,觀察者對于女性的評價更為苛刻[44],而眼球追蹤研究也支持了這一觀點,即女性錯畸形患者中,最低的牙齒美學(IOTN10)與高面部吸引力之間的“不和諧”使得觀察者(包括男性和女性觀察者)對于女性患者的口唇部注意力迅速提高,而對于男性錯畸形患者并未觀察到此現象[27]。因此,男性和女性無論作為審美評價者還是被評價者都存在差異。2.3.2審美觀差異形成的后天因素。人們的審美觀受后天的環境影響,包括種族、文化、外界環境和人格等因素。后天的種族及文化因素深刻影響人們的審美觀[45]。西方文化強調獨立,來自西方文化的個體往往更善于分析和處理視覺刺激,關注對象及其屬性。相反,東亞文化更加內斂,這使東方人更傾向于視覺信息的整體處理。這些特性也表現在了眼動模式上,西方人和東方人觀察面部的眼動模式有很大差別:西方人在觀察面孔中常采取局部面孔特征篩選策略,而東方人更傾向采取宏觀的、集中于面孔中心點的策略。研究者采取擴展聚光燈技術發現,西方人傾向從眼睛獲得更多的信息,而東方人則從鼻子處獲取更多的信息[46]。面孔吸引力判斷標準受到后天社會因素等環境影響。有眼動研究表明,嬰兒的眼動模式可受到資源困乏環境的影響,包括貧困、營養不良和刺激的缺乏[47]。另外,特征性人群因教育背景、環境等相似性,其眼動模式具有群體特異性。口腔審美評判的多元化群體包括了醫生群體、患者群體等。眼動研究表明,正畸醫生、全科醫生以及患者對于顏面部和口唇部審美偏好以及對錯嚴重程度的感知度皆有所不同[48]。這說明,不同群體和個體的審美偏好受到教育、個人經歷、社會和環境等影響。患者的人格特征也會影響其審美感知。眼動研究表明,健康人通常更注意別人的不吸引的地方和自己的吸引特征(積極審美)。而負面審美表現為,視覺注意力偏向于一個人的不吸引的特征和其他人的吸引特征。身體畸形障礙(bodydys⁃morphicdysfunction,BDD)是一類常見的心理疾病,占人群中的1.7%~2.4%[49]。研究者使用眼動技術來檢測BDD患者相對于健康對照組的視覺注意力,結果表明BDD患者過分關注負面審美元素,這是該疾病的潛在病因之一。相反,健康人對面部審美有更平衡的關注。BDD患者在尋求正畸時表現為過度關心自己的容貌,放大或者無中生有自身的美學缺陷,同時,內心承受著巨大的壓力。更多的眼動研究表明,患有精神疾患的患者,如精神分裂[50]、抑郁癥[51]等患者的面孔識別和審美心理與健康人不同。2.3.3審美觀差異形成的臨床意義。在口腔治療中,審美群體具有多元性的特點。除了患者本人以外,專科醫生、其他牙科醫生以及來自社會上的普通人等,都構成了治療審美評判的群體。口腔臨床中審美群體眾多,各審美群體要達成一致的審美偏好是極困難的。口腔醫生應當引導患者在納入多個審美群體意見的同時形成自己相對穩定的審美意見,使接診醫生和患者本人成為主要的審美主體,從而易于達成較為一致的審美意見。同時,口腔醫生應當正確鑒別患者的審美意見是否來源于其本身,或來源于其他審美主體。求治者中不乏因其他審美群體意見而尋求正畸治療的患者。因此,在青少年患者群體中,需綜合考慮孩子和父母的意見,而在成年患者群體中,需明確其審美意見來源,并主要參考其自身審美意見來制定治療方案。在同一個審美群體中,由于每個人的審美偏好受到先天和后天多種因素的影響,是具有個體差異性的。口腔醫生應當意識到這一點,主動了解并尊重患者的審美觀。而對于與事實明顯不符的審美偏好,口腔醫生應當適當引導患者審美,同時要關注患者的心理因素。如前所述,有心理類疾病的患者的審美偏好與正常人明顯不同,口腔醫師應在治療前對患者進行人格評估,掌握患者的心理狀態及其審美感知需求,針對患者不同的人格特征采取合理的診療措施,對神經質傾向的患者視情況進行必要的心理輔導,以糾正其審美偏移,建立合理的審美心理預期,對有心理疾患的患者應進行正確引導,謹慎進入治療。與其他口腔治療相比,正畸治療具有周期長、復診次數多的特點,患者的審美意見很可能隨著時間和外界因素的變化而改變。筆者的團隊研究表明,正畸醫生的專業知識和觀點一定程度上可以改變患者的審美偏好。而面對來自網絡和生活紛雜的不同聲音,患者的審美偏好也可能受影響。同時,隨著患者年齡的增長,其“感知、理解、想象和情感”等心理功能也會發生程度不同的變化,對同一現象的審美判斷自然也可能會發生改變。在漫長的正畸療程中,正畸醫生也應注意患者審美偏好的變化,及時做出正確的引導或調整治療方案。因此,正畸醫生應當通過與患者的溝通,吸收并接納患者的合理性意見,有針對性地解決主要審美需求。
3小結
本文概述了口腔醫學審美的前沿方法和結論,重點總結了以眼動儀為主要研究手段所揭示的口腔醫學審美特點以及背后的機制,為口腔臨床美學相關的醫患溝通提供相關建議。口腔醫學審美的相關研究將借助數字化和人文學科的發展,深入全面地探討審美背后的社會心理學機制,為臨床實踐提供更堅實的理論依據和指導借鑒。
作者:包柏成 王茜 單位:1.中山大學光華口腔醫學院·附屬口腔醫院正畸科2.廣東省口腔醫學重點實驗室
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