随着面部美学在社交认知与心理健康中的作用日益凸显，正畸治疗逐渐成为改善侧貌轮廓的重要临床手段。Arnett et al［1］提出的面部凸度三分法（凸面型、直面型、凹面型）为此类评估提供了核心框架，其中直面型因符合大众审美偏好常作为治疗目标，而凸/凹面型则可能引发心理困扰［2–3］，亟需解析其视觉感知机制。传统研究多依赖主观问卷，存在评估偏差风险；尽管眼动追踪技术通过量化注视行为提升了客观性［4］，但现有成果仍存在显著局限：其一，研究焦点多集中于正面表情或动态咬合变化，对侧貌（凸、直、凹）的系统性眼动模式分析不足；其二，性别与专业背景对注视分布的影响尚未明确，而这两者恰是临床医患沟通的关键变量；其三，实验设计中的图片呈现顺序可能引发审美疲劳，且跨文化样本的缺乏限制了结论的普适性。基于此，该研究创新性地结合高精度眼动追踪技术与标准化问卷，首次系统比较不同侧貌类型的视觉关注规律，并深入探讨性别、专业背景对侧貌注视模式的影响，旨在为个性化正畸方案的制定与医患审美共识的建立提供依据。1材料与方法1.1照片准备研究团队从414名在校大学生志愿者中筛选出符合标准的侧貌照片，由3位经验丰富的正畸医师共同完成筛选。拍摄采用佳能EOS 90D数码相机（曝光时间：1/200 s，光圈：f/8.0，焦距：35 mm，感光度：ISO 200），在光线均匀的白色背景摄影棚内进行。受试者需满足以下条件：无面部发育异常、肿瘤、外伤或炎症；无正畸或整形手术史；头部姿势标准化（法兰克福平面平行于水平面，唇部自然闭合，下颌休息位，额头与双耳完全暴露）。最终选择24岁男性和女性各1名作为模型，通过Photoshop去除痘印、痣等干扰因素，并基于眶耳平面（frankfort horizontal plane，FH）平面生成直面型、凸面型、凹面型三种侧貌，每类调整幅度为6 mm，图像分辨率统一为1 024 × 1 024像素（图1）。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F001图1三种标准化侧面轮廓脸部照片Fig. 1Three types of standardized lateral profile face photos1.2实验设备与流程实验采用头戴式双目光学眼动追踪系统（由中国科学技术大学大数据与决策实验室开发），采样频率为30 Hz，精度为0.71°［5］。在侧貌照片中划分6个兴趣区 （area of interest，AOI）：额头、眼睛、鼻子、嘴唇、下巴、面颊（图2）。实验图像通过iPad Pro（12.9英寸，分辨率1 668 × 2 388像素，刷新率120 Hz）呈现。参与者需在60 cm距离处保持头部水平，校准后随机观看9张图像（初始3张示例，后续6张随机展示），每张展示时间为10 s，系统记录注视时长、首次注视时间、注视频率及首次到达时间（定义为从图像呈现至首次注视AOI的时间）等参数。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F002图2一张男性面部轮廓照片Fig. 2A photograph of a male facial profileLine： The horizontal lines parallel to FH plane；The horizontal lines parallel to FH plane；Point： A： The point of hairline；B： Brow point； C： O. orbitatle；D： The midpoint of the nasolabial fold；E： The crosspoint of jawline and line through F；F： The deepest point of the mentolabial sulcus；G： K point （point connecting neck and chin）；H： Mes. menton of soft tissue；I： The endpoint of the eyebrow J： The point of nasion；K： The point of pronasale.1.3样本量计算及纳入排除标准样本量通过G*Power软件（v3.1.9.2）估算，设定检验效能95%、显著性水平α=0.05、效应量0.4，计算最小样本量为102例。纳入标准：年龄18~45岁，视力或矫正视力正常，无眼部及精神疾病史，能够理解并配合完成实验流程的志愿者。最终纳入136例参与者，其中男性59例，女性77例，年龄（24.1±4.2）岁。按专业背景分为3组：正畸医师36例（26.5%）、非正畸牙科医师36例（26.5%）、非医学专业人士64例（47.0%）。排除标准包括眼球运动障碍、眼部疾病、精神疾病及眼动数据采集异常（如校准错误、数据丢失）。1.4校准与眼动数据采集校准采用红外瞳孔中心反射法，参与者需注视屏幕中央点完成10点校准，由研究员验证精度。数据采集时，系统记录总注视时长、首次注视时长、注视频率及首次到达时间（定义为从图像呈现至首次注视AOI的时间）。实验全程耗时约7 min，包含眼动数据采集与问卷填写，实验流程图如图3所示。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F003图3研究流程图Fig. 3The study flowchart1.5问卷调查设计问卷采用视觉模拟量表（visual analogue scale， VAS）对侧貌美观度进行评分，评分范围为0~10分，其中0~3分为“不美观”，4~6分为“普通”，7~10分为“美观”。受试者根据自身审美标准，在量表上标记出对应分数。同时，问卷还询问了受试者在评估时主要关注的面部区域，并收集了参与者的年龄、性别、教育背景及职业信息。1.6统计学处理数据分析使用SPSS 26.0与GraphPad Prism 6.01软件。数据首先进行Kolmogorov-Smirnov正态性检验及Levene方差齐性检验，以确认数据是否符合参数检验的前提条件。对于符合正态分布且方差齐性的数据，采用独立样本t检验（用于性别差异分析）和单因素方差分析（用于专业背景差异分析）；对于不符合正态分布或方差不齐的数据，则采用非参数检验方法。统计描述指标包括均值（mean）、标准差（standard deviation， SD）、中位数（median）、四分位数间距（interquartile range， IQR）等，根据数据分布类型选择合适的描述指标。眼动数据与问卷结果的一致性通过Kappa系数评估（κ值0.20为“差”，0.21~0.40为“一般”，0.41~0.60为“中等”，0.61~0.80为“良好”，0.81为“优秀”）。1.7伦理与数据管理研究经安徽医科大学伦理委员会批准（编号：T2022020），并在ClinicalTrial.gov注册（伦理注册编号：ChiCTR2200066346）。本研究使用的所有面部照片均获得了参与者的书面知情同意，同意将其肖像用于科学研究和出版目的。数据经去标识化后由本文通信作者保管，需合理申请方可获取。2结果2.1问卷美学评估结果通过问卷调查发现，无论男性面部轮廓还是女性面部轮廓，直面型图像在所有亚组（性别及专业背景）中的评分均显著高于凸面型和凹面型（P0.05），表明直面型的平衡特征更易被广泛接受（表1、2）。面部轮廓性别差异方面，对于男性面部轮廓，观察者无论男女对凸面型的评分显著高于凹面型（P0.05）；而对于女性面部轮廓，观察者无论男女对凸面型与凹面型的评分无统计学差异，提示不同性别参与者对不同性别侧貌的审美容忍度存在差异。值得注意的是，正畸医师、非正畸牙医与非专业人士的评分趋势一致，均偏好直面型；但相比于凹面型，男性凸面型在评分中表现出更高的接受度。这一结果进一步验证了直面型作为临床治疗目标的普遍适用性，同时揭示了被观察者性别对侧貌审美判断的潜在影响。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.T001表 1男性面部轮廓的评价得分 （x¯±s）Tab. 1Evaluation scores for the male facial profiles （x¯±s）IndexnFacial profileF valueP valueConvexStraightConcaveAll samples1364.84 ± 1.647.12 ± 1.30 a3.80 ± 1.54 a，b172.520.001GenderMale595.00 ± 1.627.17 ± 1.37 a3.93 ± 1.64 a，b67.150.001Female774.71 ± 1.667.08 ± 1.25 a3.69 ± 1.46 a，b107.870.001Professional backgroundGeneral dentist364.50 ± 1.217.06 ± 1.26 a3.69 ± 1.77 a，b53.760.001Orthodontist364.06 ± 1.686.85 ± 1.52 a3.03 ± 1.36 a，b64.830.001Layperson645.32 ± 1.607.24 ± 1.20a4.16 ± 1.35 a，b75.000.001aP0.05 vs convex facial profile； bP0.05 vs straight facial profile； The maximum score was 10， and a higher score indicates a higher degree of satisfaction.10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.T002表 2女性面部轮廓的评价得分 （x¯±s）Tab. 2Evaluation scores for the female facial profiles （x¯±s）IndexnFacial profileF valueP valueConvexStraightConcaveAll samples1363.98 ± 1.356.88 ± 1.24 a4.10 ± 1.66b180.040.001GenderMale593.95 ± 1.486.81 ± 1.24 a4.19 ± 1.64b69.600.001Female774.00 ± 1.256.94 ± 1.25 a4.03 ± 1.69b110.400.001Professional backgroundGeneral dentist363.50 ± 0.916.81 ± 1.14 a3.58 ± 1.08b116.380.001Orthodontist363.45 ± 1.006.88 ± 1.36 a3.24 ± 1.30b95.620.001Layperson644.41 ± 1.476.86 ± 1.23 a4.71 ± 1.75b47.600.001aP0.05 vs convex facial profile； bP0.05 vs straight facial profile； The maximum score was 10， and a higher score indicates a higher degree of satisfaction.2.2眼动数据的美学评估使用眼动仪分析轮廓审美的注视模式时，通过以下方法确保数据质量：眼动仪的理论精度为0.5°~1°（受限于人眼生理结构）。通过对30组随机样本的实际测试，系统表现出0.35°~0.85°的实测精度，平均0.64°（标准差0.16°），验证了设备的可靠性。为消除个体差异，本研究采用标准化参数（固定时长/频率）计算注视时长在AOI中的占比，最终通过注视时长数据可视化生成热力图（图4）。这种处理方式在保证数据可比性的同时，直观呈现了不同区域的视觉关注强度分布。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F004图 4固定持续时间热图Fig. 4Heat maps showed fixed durationThe photos of the convex， straight， and concave facial profiles are presented in a left to right order； Red indicates a greater duration and dark blue indicates less duration.2.2.1注视时间比例眼动数据显示（图5），参与者对眼部和鼻部区域的注视时间最长，眼部和鼻部差异无统计学意义（P0.05），其次为嘴部（P0.001），而颊部、颏部及前额的注视时间较少。性别差异分析表明，男性在评估女性凹面型时更关注鼻部（P0.05），而女性在评估男性凹面型时更关注眼部（P0.05）。正畸医师的注视模式具有独特性：其对嘴部的注视时间与眼部和鼻部无显著差异（P0.05），同时对前额的注视时间也相对较长，反映了其临床检查习惯的影响。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F005图 5注视时间比例的差异Fig. 5Differences in fixation duration ratiosA： female convex surfaces； B： female straight surfaces； C： female concave surfaces； D： male convex surfaces； E： male straight surfaces； F： male concave surfaces； *P0.05 between groups； #P0.05 vs eye； ^P0.05 vs nose； $P0.05 vs mouth； @P0.05 vs cheek； %P0.05 vs forehead； &P0.05 vs chin； The line chart and its corresponding statistical difference characters share the same color.2.2.2注视频率比例注视频率与注视时间呈现相似分布模式，眼部和鼻部区域最高，其次为嘴部（P0.05），颊部、颏部及前额区域的注视频率最低（P0.05），且三者无显著差异（图6）。女性直面型的眼部区域（P0.05）及男性凹面型的颊部区域和眼部区域（P0.05）存在性别差异。专业背景差异方面，正畸医师对女性直面型的颊部（P0.05）及男性凸面型的前额区域（P0.05）表现出更高的关注频率，这表明其评估策略受到临床经验的显著影响。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F006图 6注视频率比例的差异Fig. 6Differences in Gaze frequency ratioA： female convex surfaces； B： female straight surfaces； C： female concave surfaces； D： male convex surfaces； E： male straight surfaces； F： male concave surfaces； *P0.05 between groups； #P0.05 vs eye； ^P0.05 vs nose； $P0.05 vs mouth； @P0.05 vs cheek； %P0.05 vs forehead；P0.05 vs chin； The line chart and its corresponding statistical difference characters share the same color.2.2.3首次注视持续时间首次注视持续时间最长的区域为眼部和鼻部（P0.05），其他区域关注较少。除眼睛和鼻子外，口腔正畸医师还关注唇部（P 0.05），进一步体现了其专业特点（图7）。性别差异方面，男性更早注视鼻部，而女性对于鼻子和眼睛的首次注视持续时间并无显著差异（P0.05）。此外，女性直面型的颊部在不同专业背景间存在显著差异（P 0.05），表明评估者的背景特征可能影响初始注意力分配。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F007图 7首次注视持续时间的差异Fig. 7Differences in Duration of first gazeA： female convex surfaces； B： female straight surfaces； C： female concave surfaces； D： male convex surfaces； E： male straight surfaces； F： male concave surfaces； *P0.05 between groups； #P0.05 vs eye； ^P0.05 vs nose； $P0.05 vs mouth； @P0.05 vs cheek； %P0.05 vs forehead； &P0.05 vs chin； The line chart and its corresponding statistical difference characters share the same color.2.2.4首次到达时间前额（300.35±710.48）ms和颏部（384.14±866.20）ms的首次到达时间最短（P0.05），提示其作为审美基线迅速吸引视线（图8）。专业背景差异方面（图9），正畸医师在评估女性直面型时，对眼部区域的首次到达时间显著短于非正畸牙医和普通人群（P0.05），表明正畸医师在评估过程中更快地关注到眼部区域。相反，在评估男性凸面型时，正畸医师对鼻部区域的首次到达时间也长于其他两组（P0.05），这可能与正畸医师在临床实践中对鼻部与咬合关系的重点关注有关。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F008图 8不同部位的首次到达时间Fig. 8First arrival times of different sitesA： scan path used； B： first arrival times for all participants； #P0.05 vs eye； ^P0.05 vs nose； $P0.05 vs mouth； @P0.05 vs cheek； The line chart and its corresponding statistical difference characters share the same color.10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F009图 9首次到达时间的差异Fig. 9Differences in first arrival timesA： female convex surfaces； B： female straight surfaces； C： female concave surfaces； D： male convex surfaces； E： male straight surfaces； F： male concave surfaces； *P0.05 between groups； #P0.05 vs eye； ^P0.05 vs nose； $P0.05 vs mouth； @P0.05 vs cheek； %P0.05 vs forehead； &P0.05 vs chin； The line chart and its corresponding statistical difference characters share the same color.2.3眼动数据与问卷结果的相关性通过Kappa一致性检验（κ =0.868，P0.000 1），眼动数据与问卷结果呈现高度一致性（图10）。参与者自我报告的关注区域（如眼、鼻）与眼动轨迹中高注视时长的区域高度吻合，验证了眼动技术的客观性。正畸医师对嘴部及前额的额外关注与其临床评估习惯一致，进一步支持了研究方法的可靠性。此外，性别与专业背景对首次到达时间的影响（如女性凹面型的前额优先性）与问卷中不同群体审美容忍度的差异相互印证，为临床治疗方案的个性化设计提供了实证依据。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F010图10眼动追踪和问卷调查的一致性测试Fig. 10Consistency test between eye-tracking and questionnaireA： Example of consistency for female straight faces； B： Example of inconsistency for male straight faces； A larger radius of the gaze point indicates a longer duration， and a darker color of the gaze point indicates a faster arrival time.3讨论本研究采用眼动追踪技术，系统揭示了不同人群对侧貌审美的视觉关注模式，并探讨了性别、专业背景等因素的影响。结果显示，参与者在评估侧貌时，目光主要集中在鼻部和眼部区域，其注视时间和频率显著高于其他面部特征。这一发现与以往对面部动态交流的关注模式部分吻合［6］，同时突出了静态侧貌评估的独特性—鼻部作为中线标志可能成为视觉定位的关键锚点，而眼部则因其信息密度高，持续吸引注意力［7］。值得注意的是，尽管参与者能够识别下面部特征，对嘴部的关注度仍显著低于鼻眼区域，这可能与静态评估中动态表情的缺失有关［8］，提示侧貌审美的核心更倾向于整体轮廓的协调性。在首次注视行为中，鼻部区域表现出最长的首次注视持续时间，下颌区域则持续时间最短。这可能反映了面部特征的认知优先级差异，鼻部作为侧貌轮廓的关键支撑结构，直接影响整体美学感知；正畸医师对唇部的首次注视时间显著长于其他群体，这可能与其专业训练中形成的咬合评估习惯有关［9］。而普通人群的注意力更多集中在传统审美焦点区域（如眼鼻），这为临床中平衡专业标准与大众审美提供了依据。性别差异对注视模式的影响显著。关于注视时长的频率方面，男性评估者更关注鼻部区域，尤其是在评估女性凹面型时，而女性评估者则对眼部区域（特别是男性凸面型）表现出更强关注。这种分化可能与社会文化塑造的性别审美标准相关，例如对女性丰满唇部与男性挺拔鼻部的偏好已在多国研究中得到验证［10］，此外，图片呈现顺序也存在潜在影响，首张展示的女性图片在眼部区域的注视时长明显更高，这与既往研究中“首尾试验期注视衰减效应”一致［11］，提示视觉疲劳可能对实验结果产生微妙影响。专业背景的差异进一步塑造了审美评估模式。正畸医师对嘴部和前额区域的关注时长分别是普通人群的1.3倍和1.5倍，这种显著性差异可能源于其遵循Andrews咬合理论的系统性评估框架［12］。在专业视角下，前额－下颌的协调性及口周软组织形态成为重点观察对象，而普通人群的注视模式则更多受传统审美观念驱动。这一发现凸显了临床沟通的重要性，即治疗设计需在专业判断与患者主观诉求间建立动态平衡。本研究采用的头戴式眼动仪具有较高精度和可靠性，实际测试中平均精度达到0.64°。本研究突破了传统桌面设备的空间限制［13］，使参与者在自然姿态下完成评估，提升了实验的生态效度。通过将注视时长转换为百分比值，降低了设备帧丢失（约2.3%）对数据稳定性的影响。10 s/张图片的展示时长既避免审美疲劳，又完整捕捉视觉探索过程，其合理性得到经典研究的支持［14］。本研究也存在一定局限。受试者主要来自中国中东部人群，结论的普适性需在不同地区中进一步验证。尽管采用标准化侧貌照片，发型与肤色等变量仍可能产生干扰，未来可通过3D面部扫描构建中性化模型予以控制。所有图片均采用右侧视角，而左右侧视角可能引发不同的审美宽容度［15］，值得后续探讨。此外，静态评估模式虽有利于控制变量，但与动态现实场景中的审美过程仍有差异，开发融合动态表情的评估范式将是重要方向。