3D 표현에서 상악하악 부위의 형태학적 특성과 눈의 굴절 상태

본 연구는 21세에서 25세 사이의 건강한 젊은 성인을 대상으로 성장 및 발달이 완료된 후 안과 생체 측정 파라미터와 3차원 두개안면 형태 측정 특성 간의 관계를 평가하기 위한 횡단면 관찰 연구로 설계되었습니다. 총 120명의 참가자를 포함할 계획입니다. 참가자는 굴절 상태에 따라 근시, 정시, 원시의 세 그룹으로 나뉘며, 각 그룹에는 성별 균형을 고려하여 대략 동일한 수의 참가자가 포함됩니다. 인구 관련 형태 변이성의 영향을 최소화하기 위해 동일한 민족 배경을 가진 개인만 포함됩니다.

적격 참가자는 최대 교정 시력이 1.0 이상이며 안구 전후절 부위 검사 결과가 정상인 건강한 젊은 성인입니다. 굴절 상태는 객관적 자동굴절검사로 결정되며 표준 임상 지침에 따른 주관적 굴절검사로 확인됩니다. 안구 또는 안면 수술 병력, 두개안면 이상, 상하악 관계에 영향을 미치는 활동적 또는 과거 교정 치료, 사시, 약시, 안구 또는 안면 외상, 또는 안면 형태나 안과 생체 측정 파라미터에 영향을 줄 수 있는 전신 질환 병력이 있는 개인은 제외됩니다. 형태 측정에 대한 일반적인 신체 비율의 잠재적 영향을 줄이기 위해 체질량 지수가 18.5에서 24.9 kg/m² 사이인 참가자만 포함됩니다. 모든 안과 검사는 표준화된 프로토콜에 따라 동일한 의료 기관에서 수행됩니다. 모든 안면 기록 및 랜드마크 식별 절차는 검사자 간 변이성을 줄이고 재현성을 향상시키기 위해 동일한 연구자가 수행합니다.

연구의 모든 절차는 비침습적입니다. 안과 데이터는 최대 교정 시력 측정, 객관적 자동굴절검사, 각막곡률측정을 포함한 표준 임상 방법을 사용하여 수집됩니다. 상세한 안구 생체 측정 파라미터는 IOLMaster 700(Carl Zeiss Meditec AG, Jena, Germany)을 사용한 광학 생체 측정으로 얻습니다. 기록된 생체 측정 변수에는 안축장, 각막 곡률 반경, 전방 깊이, 수정체 두께, 수평 각막 직경(백대백), 계산된 인공수정체 도수가 포함됩니다. 모든 측정은 동일한 기관 내에서 표준화된 프로토콜에 따라 수행됩니다.

3차원 안면 형태는 표준화된 비디오 기반 3D 이미징을 사용하여 평가됩니다. 모바일 장치를 사용하여 카메라가 참가자 주위를 180도를 초과하는 원형 궤적으로 연속적으로 움직이는 동안 비디오 시퀀스를 기록하며, 이는 이온화 방사선 노출 없이 디지털 사진 측량을 사용하여 3차원 안면 표면 모델의 재구성을 가능하게 합니다. 기록 중에는 참가자가 자연스러운 머리 위치에 놓이고 시선은 정면을 향하며 중립적인 안면 표정을 유지합니다. 조명 조건과 카메라 거리는 측정 재현성을 보장하기 위해 표준화됩니다. 기록된 비디오 시퀀스는 3D 안면 모델을 생성하기 위해 처리된 후 분석 전에 보정 및 표준화됩니다. 추가 처리 및 형태 측정 분석은 MeshLab 소프트웨어(Visual Computing Lab, ISTI-CNR, Italy)를 사용하여 수행됩니다.

각 3D 모델에서 표준화된 인류학적 랜드마크는 교정 및 두개안면 분석에 사용되는 확립된 지침에 따라 식별됩니다. 이러한 랜드마크에는 trichion, glabella, nasion, subnasale, labrale superius, stomion, labrale inferius, supramentale, pogonion, menton, gnathion, 우측 및 좌측 zygion, 우측 및 좌측 gonion, 우측 및 좌측 tragion이 포함됩니다. 이러한 랜드마크를 기반으로 수직, 시상, 횡단 및 깊이 관련 안면 비율을 설명하는 선형 거리가 계산됩니다. 수직 측정에는 상부, 중부, 하부 안면 3분할(Tr-G, G-Sn, Sn-Gn), 총 안면 높이(N-Gn), 하부 안면 3분할의 세분화(Sn-Sto 및 Sto-Me)가 포함됩니다. 입술 치수는 Ls-Sto 및 Sto-Li 거리를 사용하여 평가됩니다. 시상 비율은 턱 및 labiomentale 돌출(Sm-Pg)과 하부 안면 돌출(Sn-Pg)을 측정하여 평가됩니다. 횡단 치수에는 양측 광대뼈 너비(ZyR-ZyL)와 양측 턱각 너비(GoR-GoL)가 포함됩니다. 측면 깊이 측정은 tragion과 subnasale 사이의 거리(TrR-Sn, TrL-Sn) 및 tragion과 gnathion 사이의 거리(TrR-Gn, TrL-Gn)로 결정됩니다. 모든 선형 측정은 2차원 기술과 관련된 측정 오류를 줄이기 위해 3D 모델링 환경 내에서 자동으로 계산됩니다.

안과 및 안면 형태 측정 변수 외에도 신장과 체중을 포함한 일반 인류학적 데이터가 기록되며 체질량 지수가 계산됩니다.

표본 크기 추정은 G*Power 소프트웨어(버전 3.1.9.7)를 사용하여 수행되었습니다. 다중 선형 회귀 분석을 위해 효과 크기 R² = 0.10, 통계적 검정력 80%, 유의 수준 α = 0.05를 가정할 때, 4개 예측 변수에 필요한 표본 크기는 113명, 5개 예측 변수에 필요한 표본 크기는 122명입니다. 계획된 표본 크기 120명과 5개 예측 변수로 예상되는 검정력은 78%로, 허용 가능한 것으로 간주됩니다. 균형 설계(n = 각 그룹당 40명)로 세 굴절 그룹 간 비교를 위한 일원 분산 분석을 사용할 경우, 총 표본 120명은 α = 0.05에서 80% 검정력으로 중간 효과 크기(Cohen's f = 0.29)를 탐지할 수 있습니다. 주성분 분석을 사용한 차원 축소가 분산의 상당 부분을 설명하는 약 3개 성분으로 예측 변수 수를 줄이는 경우, 약 103명의 참가자가 80% 검정력을 달성하는 데 필요하며, 120명의 표본은 약 87%의 추정 검정력을 제공할 것입니다.

자동 인류학적 랜드마크 인식의 신뢰도는 총 표본의 10~15%를 포함하는 하위 표본에서 반복된 3D 처리 및 재현성을 평가하기 위한 급내 상관 계수 계산으로 평가됩니다. 기술 통계에는 정규 분포 변수에 대한 평균과 표준 편차, 비정규 분포 변수에 대한 중앙값과 사분위 범위가 포함됩니다. 정규성은 Shapiro-Wilk 검정을 사용하여 평가되고 분산의 동질성은 Levene 검정을 사용하여 평가됩니다. 안구 생체 측정과 안면 형태 측정 변수 간의 이변량 연관성은 정규 분포 변수에 대해 Pearson 상관 계수를, 정규성 가정이 충족되지 않을 때 Spearman 계수를 사용하여 분석됩니다. 성별, 신장, 체질량 지수를 통제한 부분 상관 분석도 일반적인 신체 비율과 독립적인 연관성을 평가하기 위해 수행됩니다. 각 종속 변수에 대해 별도의 다중 선형 회귀 모델이 구성되며, 공변량 포함 가능성이 있습니다. 굴절 범주 간 그룹 차이는 가정이 충족될 때 일원 분산 분석, 분산 이질성이 있을 때 Welch의 ANOVA, 정규성 가정이 위반될 때 Kruskal-Wallis 검정을 사용하여 분석됩니다. 효과 크기는 부분 eta 제곱으로 표현됩니다. 탐색적 주성분 분석은 형태 측정 변수의 차원을 축소하고 변이성의 지배적 패턴을 식별하기 위해 적용되며, 결과 성분은 추가 상관 또는 회귀 분석에 포함될 수 있습니다. 절대 선형 측정 외에도 크기 효과와 형태 효과를 구별하기 위해 표준화된 형태 측정 비율이 계산됩니다. 모든 통계 분석은 SPSS Statistics 25.0을 사용하여 수행되며, 유의 수준은 α = 0.05로 설정됩니다.

본 연구는 헬싱키 선언, ICH-GCP 지침 및 적용 가능한 데이터 보호 규정에 따라 수행됩니다. 윤리적 승인은 Clinical Hospital Center Sestre milosrdnice의 윤리위원회와 University of Zagreb의 School of Dental Medicine 윤리위원회로부터 얻었습니다. 모든 참가자는 포함 전 서면 동의서를 제공합니다. 참여는 자발적이며, 추가 치료나 의료 서비스에 영향을 미치지 않고 언제든지 철회할 권리가 있습니다. 수집된 모든 데이터와 안면 문서는 코드화된 식별자를 사용하여 익명화되고 연구 팀만 접근할 수 있는 안전한 전자 데이터베이스에 저장됩니다. 과학적 출판물이나 박사 학위 논문에서 사진이나 3차원 안면 표현이 사용되는 경우, 식별 가능한 특징이 추가로 보호됩니다. 표준화된 3D 안면 이미징과 일상적인 안과 생체 측정을 포함하는 절차의 비침습적 특성을 고려할 때, 표준 안과 검사와 관련된 위험을 제외한 추가 위험은 예상되지 않습니다. 본 연구는 관찰 연구를 위한 STROBE 지침에 따라 수행 및 보고됩니다.