Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Phương pháp nghiên cứu nhân trắc trên ảnh chuẩn hóa Sơ lược lịch sử nhân trắc học Nhân trắc là ngành khoa học tồn tại từ rất lâu, tuy nhiên phải đến đầu thế kỉ XX ngành học này mới thực sự phát triển. Khi mà Ronald Aylmer Fisher sáng lập môn duy truyền quần thể, xây dựng nên môn thống kê toán học ứng dụng vào y học và Rudolf Martin đề ra hệ thống phương pháp cùng dụng cụ đo kích thước cơ thể người vào những năm 20 của thế kỉ XX. Lúc này nhân trắc mới trở thành môn khoa học với đầy đủ ý nghĩa của nó: là một ngành khoa học nghiên cứu về các phương pháp đo trên cơ thể người và sử dụng toán học để phân tích những kết quả đo được nhằm tìm hiểu quy luật về sự phát triển hình thái giải phẫu ở người.
Hệ phương pháp nghiên cứu này cho phép tìm hiểu được những đặc trưng số lượng về những biến dị của các cá thể tùy thuộc vào giới tính, lứa tuổi, dân tộc, nghề nghiệp cũng như các yếu tố tự nhiên khác. Tính chất định lượng các dấu hiệu nhân trắc đặc trưng bao gồm các kích thước rộng, vòng, dọc, ngang, số đo góc, lực cơ. và các chỉ số, hệ thông số. Các chỉ số nhân trắc được đo ở trạng thái và tư thế khác nhau phỏng theo trạng thái và tư thế hoạt động của người đó nhằm thiết lập lại trong trường hợp có tổn thương khiếm khuyết cần chỉnh sửa để đưa lại về vị trí ban đầu.
Các chỉ số này còn là cơ sở khoa học cho những đánh giá khách quan vẻ đẹp của cơ thể và khả năng thích ứng của con người đối với môi trường sống. Phương pháp đo đạc nhân trắc trên ảnh chuẩn hóa Có nhiều phương pháp được sử dụng với mục đích đánh giá hình thái khuôn mặt, phổ biến là: đo nhân trắc trực tiếp, đo đạc trên ảnh chuẩn hóa, trên phim X quang sọ hay qua hình ảnh 3D dựng trên máy tính. 4 - Việc đánh giá bằng cách đo trực tiếp trên khuôn mặt có thể cho biết kích thước thật nhưng thường mất nhiều thời gian, yêu cầu dụng cụ chuyên dụng có chất lượng cao, phụ thuộc vào kỹ năng và kinh nghiệm của người điều tra để đảm bảo tính chính xác của phép đo đạc [27]. Phần lớn các kích thước (KT) nhân trắc của phức hợp sọ mặt có thể được đo đạc chỉ với một số dụng cụ tiêu chuẩn như: thước đo góc chuyên dụng; dây đo; thước cặp/thước kẹp loại đo khoảng cách theo đường thẳng và loại đo đường cong, đường tròn.
Tại Việt Nam, khi tìm hiểu đặc điểm hình thái dưới hình thức đo trực tiếp nhiều tác giả lựa chọn kết hợp với ảnh chụp kỹ thuật số, điển hình là một số nghiên cứu của Võ Huỳnh Trang năm 2005 [12], Võ Trương Như Ngọc năm 2010 [6]. - Ưu điểm của việc đo trên phim X quang là cho phép đánh giá mô xương bên dưới, mối tương quan giữa mô cứng và mô mềm, song vấn đề đánh giá mô mềm lại hạn chế hơn. Trên thực tế với việc có một số bệnh nhân sợ tiếp xúc với tia X, yêu cầu cần có một phương án thay thế. Để trả lời nhu cầu này, xuất hiện một hệ thống chẩn đoán không dùng tia X là Dolphin Imaging, với sản phẩm thương mại là Digigraph.
Hệ thống này đem lại nhiều tiện ích, tuy nhiên chi phí sử dụng đắt đỏ nên khó phổ biến rộng rãi. - Với sự phát triển của công nghệ, phân tích khuôn mặt trong ba chiều không gian là một trong những phương pháp khá thu hút. Tuy nhiên, phương pháp này đắt tiền và đòi hỏi có nhiều kinh nghiệm về công nghệ thông tin [57], [60], [64]. Ảnh chuẩn hóa kỹ thuật số Ảnh chụp khuôn mặt cung cấp một khối lượng lớn thông tin, giúp tìm ra các đặc điểm nhân trắc học ở một nhóm đối tượng cụ thể; cho phép phân tích dữ liệu đo đạc nhằm tìm kiếm những khung giá trị và mốc chỉ số.
Qua đó, giúp việc chẩn đoán các bất thường được dễ dàng hơn, góp phần đưa ra kế hoạch điều trị tốt nhất cho bệnh nhân chỉnh nha hay phẫu thuật hàm mặt [26], [45].1 Các kiểu ảnh chụp gương mặt ở tư thế nghỉ với chế độ hiển thị lưới định vị của máy ảnh. A: ảnh mặt thẳng. B: ảnh mặt nghiêng. C: ảnh mặt bên.
(Nguồn: Facial Aesthetics, 2011 [46]) - Với sự trợ giúp của máy tính, phương pháp nghiên cứu nhân trắc trên ảnh chuẩn hóa có nhiều ưu điểm: + Thao tác đơn giản, dễ lưu trữ và trao đổi thông tin, dễ đánh giá về sự cân xứng vùng mặt. Tiết kiệm thời gian, nhân lực khi đo đạc và phân tích bằng phần mềm được lập trình sẵn. + Những mốc giải phẫu thuộc mô mềm như cánh mũi, mép hai môi, khóe mắt. những điểm rất khó xác định trên phim chụp sọ nghiêng nhưng dễ xác định hơn trên ảnh chụp màu.
+ Việc đánh giá thẩm mỹ khuôn mặt chủ yếu là qua quan sát trực tiếp và phân tích qua ảnh. Mà ảnh chụp là một phương pháp có tương quan tốt giữa chi phí-hiệu quả và đáng tin cậy để xác định mốc mô mềm; cho phép ghi lại những chi tiết với số lượng đủ để phân tích [32]. - Tư thế đầu, trạng thái tâm lý, tình trạng dinh dưỡng và tuổi tác là những 6 yếu tố có thể làm thay đổi hình thái mô mềm khuôn mặt [44], [55], [58]. Do đó có một số vấn đề cần lưu ý khi sử dụng phương pháp này: tư thế đầu của bệnh nhân cần được giữ ổn định trong lúc chụp ảnh; nguồn cấp sáng không đủ, tiêu cự ống kính - đối tượng không canh chuẩn có thể làm biến dạng ảnh dẫn đến sai số; và đôi khi các nhà lâm sàng cần phải dành thời gian để xác định, đánh dấu một số điểm mốc giải phẫu trước khi chụp ảnh.
Để có được ảnh chụp tốt, thuận tiện cho việc chuẩn hóa và phân tích, bác sĩ điều trị cần dành thời gian để kiểm tra, đảm bảo thiết lập được những yêu cầu về bố cục không gian chụp, tư thế của người được chụp. Vị trí đầu ở tư thế tự nhiên là chìa khóa cho các phép phân tích qua ảnh chụp đạt tính chính xác, do đường tham chiếu được chọn là trục ngoài sọ mặt thay vì trục trong sọ. Theo Clanman và cộng sự, ảnh chụp chuẩn hóa phải đảm bảo khung ảnh bao quanh đỉnh đầu và xương đòn, khoảng cách từ khóe mắt ngoài đến đường tóc ở mang tai bằng nhau ở cả hai bên, đường nối hai đồng tử và đường nối từ khóe mắt ngoài đến đỉnh tai song song với sàn nhà, song song với mặt phẳng Francfort [23]. Các món đồ trang sức của người được chụp cũng cần phải gỡ ra, buộc lại tóc (nếu tóc dài) nhằm để lộ tai và cổ.
Khoảng cách giữa người chụp và người được chụp phải được giữ nguyên, bệnh nhân giữ yên tư thế/vị trí đầu tự nhiên, hàm răng khép nhẹ ở tư thế nghỉ, các cơ mặt được thả lỏng. Chiều cao đặt máy ảnh phải phù hợp với người được chụp. Việc hiển thị khuôn lưới (đường định vị ngang và dọc) trên màn hình máy ảnh cũng rất hữu ích. Tư thế đầu tự nhiên Trong y văn có hai thuật ngữ thường được sử dụng thay thế qua lại một cách nhầm lẫn.
Đó là "natural head position" và "natural head posture", mặc dù chúng khác nhau và không phù hợp để hoán đổi cho nhau. "Natural head position" được mô tả là cách định hướng đầu trong không gian được chuẩn hóa và có khả năng lặp lại khi đối tượng tập trung vào một vật ở xa đặt ngang tầm 7 mắt - các nhà lâm sàng xem đây là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá thẩm mỹ gương mặt. Còn "natural head posture" là thuật ngữ được giới thiệu bởi các nhà nghiên cứu khi nói về bộ dạng của đầu, với mục đích tìm hiểu đặc điểm hình thái sọ-cổ, hình thái và chức năng răng-mặt, đặc biệt là các mối liên quan đến tiến trình hô hấp. Với quan niệm ngày nay, tư thế đầu tự nhiên có thể thay đổi liên tục trong các hoạt động chức năng.
Chính vì vậy, một khái niệm mới ra đời, định hướng đầu tự nhiên (natural head orientation), kĩ thuật này được giới thiệu nhằm khai thác tối đa ưu điểm của tư thế đầu tự nhiên trong công tác phân tích ảnh chụp chuẩn hóa. Định hướng tư thế đầu tự nhiên được định nghĩa là sự can thiệp định hướng tư thế đầu của chủ thể qua nhận thức khách quan của tác nhân ngoại biên là bác sĩ [59]. Một số phương pháp định hướng đầu phổ biến: - Định vị đầu tự cân bằng: bệnh nhân tự cảm nhận đầu mình ở trạng thái cân bằng tự nhiên. - Định vị đầu với gương soi: đối tượng được hướng dẫn sao cho đầu ở tư thế thoải mái khi nhìn thẳng đến ảnh ảo của chính đôi mắt họ qua một tấm gương nhỏ ở xa đặt ngang với tầm mắt.
- Định vị đầu cho ảnh chụp: người được chụp giữ yên với tư thế đầu mà họ thấy tự nhiên và nhà lâm sàng có thể chỉnh sửa một ít tư thế này đến khi đầu ở vị trí được cho là đúng với người chụp. Trên thực tế phương thức này tốn ít thời gian nhất. Việc bác sĩ lâm sàng cần tinh chỉnh một chút vị trí đầu là vì bệnh nhân thường có xu hướng bù trừ tư thế đầu để phù hợp với tâm lý thẩm mỹ của họ [17]. Ví dụ: bệnh nhân sai lệch khớp cắn hạng II hay ngẩng đầu lên để tăng độ nhô của cằm, bệnh nhân loại III có thể nghiêng đầu xuống để giảm độ nhô của cằm.
Bệnh nhân có sai hình xương hạng II cũng có thể có xu hướng đưa hàm dưới ra trước. Với một số bệnh nhân đã quá quen với các tư thế này, mức thay 8 đổi có thể lên đến 10 mm, rất dễ khiến cho bác sĩ lâm sàng đánh giá sai tình trạng. Hai hàm khép quá mức cũng là một trường hợp cần chú ý, điều này đặc biệt phổ biến ở những bệnh nhân có xương hàm trên kém phát triển [51].2 Ảnh biến dạng Hình 1.3 Ảnh biến dạng do đầu quá ngả ra phía sau. do đầu cúi về phía trước.4 Tư thế đầu thay đổi dẫn đến đánh giá sai hình thái đầu mặt.
(Nguồn: Standardized portrait photography for dental patients, 1990 [23]) Các điểm mốc nhân trắc trên khuôn mặt Aleš Hrdličkat - bác sĩ người Cộng hòa Séc, một nhà tiên phong của nhân trắc học hiện đại, đã nhấn mạnh rằng cơ sơ của phép đo là nhận biết chính xác các điểm giải phẫu nhất định trên khuôn mặt. Điều này cũng được khẳng định 9 thêm bởi Leslie G.