HODNOCENÍ ASYMETRIE OBLIČEJE DOSPĚLÉ ČESKÉ POPULACE

Univerzita Karlova Přírodovědecká fakulta Katedra antropologie a genetiky člověka

HODNOCENÍ ASYMETRIE OBLIČEJE DOSPĚLÉ ČESKÉ POPULACE 3D STUDIE

Bc. Lenka Procházková

Vedoucí diplomové práce: RNDr. Jana Velemínská, PhD. Diplomová práce Praha 2011

Prohlášení Prohlašuji, ţe jsem tuto diplomovou práci vypracovala samostatně s pouţitím citované literatury.

Poděkování Chtěla bych tímto velmi poděkovat za vedení mé diplomové práce a za cenné rady a připomínky RNDr. Janě Velemínské, PhD. Dále bych ráda poděkovala RNDr. Václavovi Krajíčkovi za pomoc při zpracování dat.

ABSTRAKT Faciální asymetrie je individuální charakteristika související se zdravím, fyzickou přitaţlivostí a krásou. Výzkumy v oblasti asymetrie obličeje jsou přínosem pro dentofaciální chirurgii (plánování a hodnocení operací), pro forenzní vědy (identifikace osob), bioarcheologii (sledování vlivu stresu na vývoj bilaterálních znaků) a sociokulturní antropologii (studium atraktivity). V naší práci jsme se zaměřili na sledování direkcionální a fluktuační asymetrie obličeje českých muţů a ţen s ohledem na pohlavní dimorfismus. Vyhodnotili jsme 143 3D modelů obličeje dospělé české populace (58 muţů průměrného věku 22,6 roků, 85 ţen průměrného věku 21,6 roků) skenovaných pomocí přístroje InSpeck 3D Mega Capturator II. Pomocí softwaru RapidForm jsme následně modely vyčistili, upravili a lokalizovali výchozí metrické body. K vyhodnocení asymetrie obličeje byly pouţity metody klasické morfometrie a také geometrické morfometrie, kde byl hodnocen celkový povrch obličeje za pouţití softwaru RapidForm a Morphome3cs. Fluktuační asymetrie se u našeho souboru vyskytovala u vybraných rozměrů častěji neţ asymetrie direkcionální a to u muţů i ţen. U ţen se DA vyskytovala u 42,86% měřených znaků, přičemţ

DA byla, pokud se týká stran, rozloţena rovnoměrně. U muţů se

direkcionální asymetrie vyskytovala u 28,57% měřených znaků, přičemţ byla více orientovaná na levou stranu. Oblast pravého oka byla v rámci DA u obou pohlaví prokázána jako širší, střední obličej a základna ušního boltce na levé straně vyšší. Stranové rozloţení FA bylo rovnoměrné, u ţen se FA vyskytovala více na pravé straně (75%). Při hodnocení celkové asymetrie povrchu obličeje pomocí programu Morphome3cs byla nejvýraznější asymetrie obličeje lokalizována u obou pohlaví ve prospěch levé strany, a to do oblasti spánku, laterální části čela, oblasti oka, nadočnicového oblouku, laterální části středního obličeje a úhlu mandibuly. U muţů byla navíc zaznamenána asymetrie bradového výběţku s orientací na pravou stranu.

Klíčová slova: 3D povrchový model obličeje, direkcionální asymetrie, fluktuační asymetrie

ABSTRACT Facial asymmetry is an individual characteristic connected to health, physical attraction and beauty. Researches concerning asymmetry is very beneficial for dentofacial surgery (especially for planning and evaluating operations), for forensic science (person identification), bioarcheology (monitoring stress effects on the evolution of bilateral traits) and sociocultural antropology (the study of attractiveness). The focus of our thesis lies in monitoring directional and fluctuating face asymmetry, comparing males and females with regard to gender dimorphism. We analysed 143 3D face models among the adult population (58 males with average age 22,6 and 85 females with average age 21,6) and scanned them with InSpeck 3D Mega Capturator II. Then we used the RapidForm software to brush, edit and localize the basic landmarks. The face asymmetry was evaluated through classic morphometry and geometric morphometry. The whole face surface was analysed with Rapidform and Morphome3cs software. In our group of test subjects (in man as well as women), fluctuating asymmetry was found more often than directional asymmetry. Directional asymmetry, among women test subjects, was found in 42,86% cases, among men test subjects it was in 28,57% cases, in which was more oriented to the left side. The right eye area was proved to be more wider, the middle of the face and the base of auricule was higher on the left side. Side layout in the fluctuating asymmetry was equal, in 75% women more to the right side. In the analysis of the whole face surface asymmetry, through the Morphome3cs software, the most significant asymmetry was found in both sexes in the left side of the face in the area of the temple, lateral part of forehead, area of eye, supraorbital arch, lateral part of middle face and angle of mandibule. In addition, men shown asymmetry of the chin on the right side.

Key words: 3D model of face surface, directional asymmetry, fluctuating asymmetr

OBSAH 1. ÚVOD………………………………………………………………….……..………….9 2. CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE ………………………………………………………….11 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED ……………………………………………………………..12 3.1. Definice symetrie a asymetrie ………………………………………………12 3.1.1. Obecná charakteristika symetrie ……………………………………12 3.1.2. Obecná charakteristika asymetrie ……………………………..……13 3.1.3. Rozdělení asymetrie …………….…………………………………..14 3.1.4. Faktory ovlivňující vznik asymetrie………………………...………16 3.2. Lidský obličej ………………………………………………………………..19 3.2.1. Obecná charakteristika obličeje ……………………………….……………19 3.2.2. Prenatální vývoj obličeje …………………………………………………...20 3.2.3. Postnatální vývoj obličeje …………………………………………………..25 3.2.4. Asymetrie obličeje ………………………………………………….28 3.2.5. Pohlavní dimorfizmus ………………………………………….…..30 3.2.6. Symetrie obličeje a atraktivita ……………………………………...32 3.3. 3D metodologie ve vztahu k sledování asymetrie …………………………36 3.3.1. Počítačová tomografie ……………………………………………...37 3.3.2. Strukturované světlo ………………………………………………..38 3.3.3. Laserový skener …………………………………………………….39 3.3.4. Vyuţití 3D zobrazovacích metod …………………………………..40 3.3.5. Inspeck 3D digitizér ………………………………………………...41

6

4. MATERIÁL …………………………………………………………………………...43 5. METODY ……………………………………………………………………………...43 5.1. Vytváření 3D modelů obličeje ………………………………………………..43 5.2. Metodologie hodnocení asymetrie za vyuţití metod klasické morfometrie ….46 5.2.1. Hodnocení antisymetrie …………………………………………….48 5.2.2. Hodnocení direkcionální asymetrie ……………………………...…49 5.2.3. Hodnocení fluktuační asymetrie ……………………………………49 5.3. Hodnocení asymetrie celkového povrchu obličeje metodami geometrické morfometrie ……………………………………………………………………….51 5.3.1. Hodnocení celkové asymetrie za vyuţití softwaru RapidForm …….52 5.3.2. Hodnocení celkové asymetrie včetně její lokalizace za vyuţití softwaru Morphome3cs ………...………………………………...….……55

6. VÝSLEDKY …………………………………………………………………………..58 6.1. Klasická hodnocení asymetrie za pouţití metod klasické morfometrie ……...58 6.1.1. Hodnocení antisymetrie …………………………………………….58 6.1.2. Hodnocení direkcionální asymetrie ………………………………...59 6.1.3. Hodnocení fluktuační asymetrie ……………………………………64 6.2. Hodnocení asymetrie celkového povrchu obličeje metodami geometrické morfometrie ……………………………………………………………………….65 6.2.1. Hodnocení celkové asymetrie za vyuţití softwaru Rapidform ……………..65 6.2.2. Hodnocení celkové asymetrie včetně její lokalizace za vyuţití

softwaru

Morphome3cs ……………………………………………………………………..68 6.3. Hodnocení asymetrie ve vztahu k pohlavnímu dimorfismu ………………….72

7

7. DISKUSE ……………………………………………………………………...………74 8. ZÁVĚR ………………………………………………………………………………...80 9. SEZNAM TABULEK ………………………………………………………………...81 10. SEZNAM OBRÁZKŮ ………………………………….……………………………82 11. POŽITÉ ZDROJE ……………………………………….………………………......84 12. PŘÍLOHY …………………………………………………………………………..101

8

1. ÚVOD Obličej je jedinečnou charakteristikou člověka. Umoţňuje nám komunikaci, ať jiţ verbální nebo neverbální, obličej tak má důleţitou roli v mezilidské interakci. Kaţdý jedinec má zcela originální morfologii obličeje, nenajdeme tak dva jedince, kteří by měli identický obličej, podobně jako je tomu u otisků prstů. Jedná se o hlavní rozpoznávací lidský prvek, jiţ novorozenec dokáţe rozpoznat známé obličeje. Na základě rysů obličeje odhadujeme další vlastnosti jedince, jako je například věk a pohlaví (to je ale v dnešní době velmi ovlivněno kulturními aspekty, jako je kosmetika, úprava vlasů apod.), dále povahové vlastnosti, zdravotní stav, psychický stav atd. Ke zkoumání morfologie obličeje, potaţmo asymetrie obličeje, se vyuţívá jak metod klasické morfometrie tak i geometrické morfometrie, která zaznamenala v poslední době velký rozvoj. Studiem morfologie obličeje pomocí trojrozměrných metod se zabývá mnoho vědeckých oborů. Nachází velké uplatnění v biomedicínských odvětvích, zejména v ortodoncii a dentofaciální chirurgii, kde má velký význam při analýze obličejových deformit, plánování operací a při posuzování efektu chirurgického zákroku, na základě porovnání 3D snímku obličeje před zákrokem a po zákroku (Hejeer et al., 2004, Ayoub et al., 2002). Dále se 3D vizualizace morfologie obličeje pouţívá v klinické genetice, kdy lze pomocí klíčových komponent rozpoznat jednotlivé syndromy (Hammond et al., 2004). Velkou výhodou 3D metod je jejich neinvazivnost, jednoduché a rychlé pouţití, proto je moţná aplikace v klinické praxi. Ve forenzních vědách se pouţívá hodnocení morfologie obličeje k rozpoznávání obličejů, identifikaci osob, či k rekonstrukci obličeje podle popisu pachatele, nebo na základě nalezené lebky (Bowyer et al., 2006, Evison 1996). Dalším odvětvím, kde má studium morfologie a zároveň asymetrie obličeje uplatnění je bioarcheologie. Předmětem je vliv stresu na morfologii a na symetrii obličeje. Jako stres můţeme chápat podvýţivu (Erway et al., 1970, Sciulli et al., 1979), extrémní teploty (Siegel a Doyle, 1975, Siegel et al., 1977), hluk (Sieger a Smookler, 1973), prenatální chemickou léčbu (Brown et al., 1989), diabetické fetální prostředí (Kohl a Bennet, 1986) atd. Systematický stres narušuje vývojovou stabilitu, coţ se odráţí na symetrickém vývoji (DeLeon, 2007).

9

V rámci sociokulturní antropologie je symetrie obličeje spojována s atraktivitou. Za atraktivní obličej je povaţován takový, který vykazuje malou míru asymetrii a to hraje velkou roli při výběru potencionálního partnera. Studium asymetrie přirozených obličejů (např. Grammer a Thornhill, 1994, Mealhy a Bridgestock, 1999) a digitálně manipulovaných podnětů (např. Perrett et al., 1999, Rhode set al., 1998) naznačuje, ţe symetrie obličeje pozitivně koreluje s atraktivitou a to jak u muţských tak u ţenských obličejů (Penton-Voak et al., 2001). Vnímání atraktivity je však velmi individuální a je ovlivněno dalšími faktory, jako je věk, kultura apod. Tato diplomová práce se zaměřuje na sledování asymetrie obličejů dospělých muţů a ţen na základě analýzy 3D snímků obličejů. Byly pouţity metody jak klasické morfometrie, tak i geometrické morfometrie. Cílem bylo vyhodnocení asymetrie mezi pravou a levou polovinou obličeje s ohledem na pohlavní dimorfismus. Metody geometrické morfologie, které byly pouţity, umoţňují zkoumání prostorových částí, a proto je moţné vyhodnotit morfologické variace s ohledem na anatomické souvislosti s jednotlivými strukturami (Bookstein, 1996). Ukazuje tak nejen rozdíl ve velikosti levé a pravé strany obličeje, ale také rozdíly v jejich tvaru a pozici (Schaefer and Bookstein, 2009). Tato práce předkládá přístupy, jakými lze asymetrii obličeje hodnotit.

10

2. CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE Cílem mé diplomové práce, je sledování asymetrie obličeje u souborů dospělých muţů a ţen za pouţití různých metodických přístupů a vyhodnocení. Asymetrie byla sledována na základě analýzy 3D modelů obličeje pořízených pomocí faciálního skeneru Inspeck 3D digitizéru a příslušného softwarového vybavení. Dílčí cíle:  stanovení asymetrie mezi pravou a levou polovinou obličeje na základě klasické morfometrie (rozměrů)  stanovení asymetrie mezi pravou a levou polovinou obličeje na základě geometrické morfometrie  vyhodnocení pohlavního dimorfismu asymetrie

11

3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. DEFINICE SYMETRIE A ASYMETRIE 3.1.1. OBECNÁ CHARAKTERISTIKA SYMETRIE Symetrie je definován jako invariance k jedné nebo více geometrickým transformacím, které mohou být pouţity na objekt a ponechají jej beze změny (kromě zaměnění jeho částí). Transformace, které zanechají symetrický objekt beze změn, se nazývají symetrické transformace a společně charakterizují symetrii objektu. Například zrcadlení kolem osy nebo roviny u bilaterálně symetrických objektů je symetrickou transformací, která zanechá celý objekt neměnný. Nicméně, bilaterální symetrie není jediným typem symetrie u biologických tvarů, existují další typy symetrie (obr. 1.). Například, některé objekty vykazují dvě osy symetrie (např. některé řasy, korály, a květiny), jiné mohou prokázat, rotační symetrii (např. mořští jeţkové a mnoho květin). Tyto základní typy symetrie mohou být kombinovány ve dvou nebo třech rozměrech. Zatím neexistují metody pro analýzu těchto typů symetrie (Savriama and Klingenberg, 2006).

12

Obr. 1. Některé typy symetrie nalezené na útvarech ţivých organismů. A. Řasa, která vykazuje dvě navzájem kolmé osy zrcadlové symetrie (přerušované čáry). B. Květ, který ukazuje rotační symetrii (osa otáčení je zobrazena černou tečkou a úhel rotace je popsaný zakřivenou šipku). C. Rostlina, která vykazuje translační symetrii a zrcadlovou symetrii (zrcadlovou osu symbolizuje přerušovaná čára a výši translace dvojitá šipka). D. Příčný řez krunýřem loděnky, který ukazuje „scaling“ symetrii (osa vinutí je zastoupena černou tečkou, translace černou šipkou a rotace zakřivenou šipkou) (převzato podle Savriama and Klingenberg, 2006).

3.1.2. OBECNÁ CHARAKTERISTIKA ASYMETRIE Asymetrii můţeme definovat jako absenci nebo porušení symetrie (Jan and Jan, 1999). Asymetrie patří mezi základní vlastnosti většiny ţivých organismů. Její projevy, velikost a nápadnost, je pro různé druhy rostlin i ţivočichů odlišná. Některé asymetrie jsou dobře viditelné, jiné jsou na první pohled nepostihnutelné (Fialová, 2004).

Je to forma

morfologické změny, která je často přehlíţena, nicméně intraindividuální rozdíly mohou výrazně přispět k celkové změně populace (DeLeon, 2007). Míra symetrie se můţe do určité míry měnit například v souvislosti s menstruačním cyklem. V období okolo ovulace jsou tváře ţen, ale i jejich prsa symetričtější (Manning et al., 1996, Scutt and Manning, 1996). U muţů byly krátkodobé změny zjištěny ve vztahu k hladinám některých hormonů (např. pozitivní korelace s luteotropním hormonem) (Manning et al., 2002).

13

3.1.3. ROZDĚLENÍ ASYMETRIE 

Jemné asymetrie

Nejznámější z jemných asymetrií je fluktuační asymetrie (FA), termín zavedl německý biolog Wilhelm Ludwig ve své monumentální monografii o biologické asymetrii z roku 1932 (www.biology.ualberta.ca/palmer.hp/palmer.html). Fluktuační asymetrie vyplývá z neschopnosti jedinců podstoupit totoţný rozvoji bilaterálních znaků na obou stranách těla (Van Valen, 1994). Bilaterální variace odráţejí kumulativní účinek malých chyb, které jsou v průběhu vývoje náhodné a mají samostatný vliv na pravou a levou stranu (Palmer and Strobeck, 1992). Pouze distribuce bilaterální variace, která opravdu splňuje tyto prioritní kritéria, je FA. FA si můţeme nejsnadněji na úrovni populace představit, jako variace rozdílů levé – minus – pravé strany (L – R) bilaterálních znaků. Jednotlivé hodnoty FA se nejčastěji hodnotí rozdílem L – R, i kdyţ se běţně pouţívá i řada dalších ukazatelů (Palmer and Strobeck, 2003).



Výrazné asymetrie

Tyto asymetrie jsou snadno viditelné pouhým okem buď jako nesymetrické struktury jinak bilaterálně symetrických ţivočichů (klepeta humrů a krabů, kel jednoroţce, uši sov), nebo

jako

celotělové

asymetrie

(hlemýţď,

platýz)

(www.biology.ualberta.ca/palmer.hp/palmer.html). V případě direkcionální asymetrie (směrová asymetrie) odchylky od symetrie nejsou náhodné ani nezávislé – nadměrné pouţívání jedné strany se typicky vyskytuje důsledně na stejné straně těla (Palmer and Strobeck, 1997), například výraznějším vyuţíváním mimického svalstva jedné strany obličeje (Blaţek and Trnka, 2009). Směrová asymetrie je zaměřena doprava nebo doleva jako například „handedness“ nebo uloţení lidského srdce (Rasmuson, 2002). U antisymetrie jsou odchylky od symetrie náhodné, pokud jde o stranu, ale nejsou nezávislé, ačkoli k nadměrnému pouţívání dochází soustavně na jedné straně, strana se liší náhodně (Baab and McNulty, 2008). V případě antisymetrie

14

má grafické znázornění

bimodální distribuci u rozdílu R-L s průměrem rovným 0, nebo je vrchol rozloţení příliš plochý (Kellner and Alford, 2003). Tyto dva různé druhy výrazné asymetrie mohou signalizovat velmi rozdílné způsoby, jakými je symetrie v průběhu vývoje narušena. Náhodné asymetrie naznačují, ţe symetrie je „narušena“ během vývoje vlivy vnějšího prostředí. Nenáhodné asymetrie, zase naznačují, ţe symetrie je narušena v průběhu vývoje dříve existující vnitřní asymetrií biologických molekul a cytoplazmy buněk. Rozdíly mezi stranami bilaterálně symetrických organismů obecně ukazuje jeden ze tří modelů variace (viz. obr. 2.) (www.biology.ualberta.ca/palmer.hp/palmer.html).

Obr. 2. Běţná distribuce R-L u bilaterálních organismů: a)fluktuační asymetrie b)direkcionální asymetrie c)antisymetrie (převzato podle Palmer, 1994)

15

3.1.4. FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VZNIK ASYMETRIE Obecně nejsou přesně známy příčiny vzniku bilaterální asymetrie. Podle některých prací se asymetrie zakládá brzy v ontogenezi, pravděpodobně jiţ během vývoje embrya a plodu (Schultz, 1937, Pande and Singh, 1971).



Vývojová nestabilita a stres

Vývojová nestabilita zahrnuje sadu procesů, které mají tendenci narušovat přesný vývoj. Jedná se například o malé, náhodné rozdíly ve stupni buněčného dělení, v růstu a změně tvaru buněk. Dále zde hrají roli tepelné účinky na enzymatické procesy a malé rozdíly v úrovni fyziologických procesů mezi buňkami (Palmer, 1994). FA se můţe zvýšit, protoţe je větší vývojový šum nebo proto, ţe se vývojová stabilita sniţuje (Mather, 1953; VanValen, 1962; Palmer and Strobeck, 1992, převzato podle Palmer 1994). FA se pouţívá k hodnocení vývojové nestability v populacích. Vývojová nestabilita je výsledkem vnitřního nebo vnějšího stresu, který narušuje rozvoj struktur podél jejich obvyklé vývojové cesty v daném prostředí a produkuje vývojový „šum“ (Palmer, 1994, Waddington, 1957, Zakharov, 1992). Vývojová nestabilita můţe být myšlena jako kolísání kolem očekávaného (cílového) fenotypu, který by měl být vytvořen konkrétním genotypem v určitém prostředí (Zakharov, 1992) a ukazuje na schopnost produkovat daný fenotyp na základě specifických genetických a ekologických podmínek a souvisí s mechanismy, které odlišují fenotypové odchylky od menších poruch, ke kterým v průběhu vývoje dochází (DeLeon, 2007). Vývojový „šum“ ovlivňuje bilaterální znaky pravé a levé strany odděleně a tak vzniká FA, ale eventuální míra FA znaku závisí na tom, jak jsou úspěšné procesy vývojové stability ve sniţování tohoto „šumu“ (Zakharov, 1992). Přestoţe je vývojový „šum“ teoreticky čistě výsledkem prostředí, jiţ dlouho se předpokládá, ţe je vývojová stabilita alespoň částečně pod genetickou kontrolou (Mather, 1943, Mather, 1953, Palmer, 1994, Zakharov, 1992). FA bylo široce vyuţíváno k porovnání předpokládané úrovně vývojové nestability obyvatel, kteří byli nebo nebyli vystaveni řadě zátěţových faktorů ţivotního prostředí, jako je teplota, výţiva, radiace, chemikálie, hustota obyvatel, hluk, parazité, světelné podmínky, riziko predace, struktura přirozeného prostředí (Hoffmann and Woods, 2003, Møller and

16

Swaddle, 1997). Pracovní hypotéza při takovém srovnávání je, ţe vývojová nestabilita a její nejsnáze pozorovatelný výsledek, FA, bude výraznější u populace vystavené většímu stresu ve srovnání s kontrolní skupinou bez vystavení stresu. Ve skutečnosti byl tento výsledek často zjištěn (Graham et al., 2000, Pankakoski et al., 1992). DeLeon se ve své studii zabývala asymetrií při systematickém nutričním stresu kraniofaciálního skeletu jako indikátor vývojové nestability. Jako model nutričního stresu byly vybrány lebky z křesťanského hřbitova v Kulubnarti (Súdánská Nubie). Dosavadní studie naznačují, ţe jedinci z ranně křesťanského hřbitova byli podrobeni vyššímu vývojovému stresu ve srovnání s jedinci z pozdně křesťanského hřbitova. Výsledky naznačují, jak se očekávalo, ţe lebky z raně křesťanského hřbitova ukazují vetší mnoţství FA, neţ lebky z pozdně křesťanského hřbitova. Tyto výsledky podporují hypotézu, ţe špatná výţiva-systematický stres zvyšuje vývojovou nestabilitu u lidské lebky a ţe zvýšená FA představuje důkaz tohoto stresu (DeLeon, 2007). Zvýšené hladiny FA byly také dokumentovány na zvířecích modelech, které byly podrobeny stresu prostředí např. nutriční stres (Erway et al., 1970, Sciulli et al., 1979), odstraňování vegetace (Badyaev et al., 2005), extrémní teploty (Siegel and Doyle, 1975, Siegel et al., 1977), hluk (Sieger and Smookler, 1973), prenatální chemická léčba (Brown et al., 1989), diabetické fetální prostředí (Kohl and Bennet, 1986) apod.



Genetické faktory

Ve většině studií se předpokládá, ţe FA genetický základ nemá, a ţe rozdíly v úrovni FA mezi populacemi, které byly nebo nebyly vystaveny stresu, jsou čistě důsledkem ţivotního prostředí (Palmer, 1994). Nicméně jestliţe nebyly pouţity geneticky identické populace, můţe úroveň FA také částečně odráţet genotypové rozdíly v reakci na stres (tj. rozdíly vývojové stability). Ve skutečnosti, stres ţivotního prostředí u geneticky proměnlivé populace můţe vést k výběru některých genů, které okamţitě zlepší stres, ale poruší jejich vývojové procesy a to vede ke zvýšení asymetrie. Výborným příkladem tohoto efektu je vidět u populací Australské masařky, Lucilia cuprina, které si vyvinuly odolnost vůči působení některých insekticidů jako je dieldrin, diazinon nebo malathion, ale také ukazují zvýšenou úroveň FA v počtu štětin ve srovnání s vnímavými (nevystavenými) populacemi (McKenzie, 1997, McKenzie, 2003). 17

Zvýšení fluktuační asymetrie můţe mít různé genetické příčiny (např. homozygotnost pro škodlivé recesivní alely, přítomnost některých dominantních mutovaných alel, škodlivé genové kombinace, aneuploidie nebo chromozomální aberace) v kombinaci s různými stresory prostředí (Schaefer et al., 2005). Narušení genetického sloţení koadaptovaných genových komplexů inbreedingem nebo výběrem znaků (potenciál vyrovnávací paměti sniţuje), můţe zvýšit míru vývojové nestability, coţ vede ke zvýšení fluktuační asymetrie (Schaefer et al., 2005). Rozdíly mezi stranami však nemohou vţdy slouţit jako měřítko vývojové stability (Palmer, 1997, Graham et al., 1993). Dva nejběţnější způsoby bilaterální variace, které naznačují vznik z jiných příčin neţ z vývojového „šumu“ jsou direkcionální asymetrie (opakovatelná asymetrie vůči stejné straně) a antisymetrie (opakovatelná asymetrie, která je náhodná vůči jedné straně) (Palmer and Strobeck, 1997). Direkcionální asymetrie naznačuje opakované vlivy ţivotního prostředí nebo genotypu na asymetrii a tak nesplňuje podmínky pro odhad vývojových nepřesností (Schaefer et al., 2005). I kdyţ někteří vědci při pouţití diskutabilního modelu vývoje tvrdili, ţe direkcionální asymetrie nebo antisymetrie můţe vzniknout pomocí procesu jako je „šum“, mělo by být zřejmé, ţe ne všechny formy direkcionální asymetrie nebo antisymetrie jsou důkazem sníţené vývojové stability (Graham et al., 1993). Jsou například samečci krabů, kteří vykazují výraznou nesouměrnost dominantního klepeta, více vývojově nestabilní neţ samičky, jejichţ dominantní klepeto je symetrické (Crane, 1975)? Je zřejmé, ţe bez dodatečných informací o vývojových procesech, jen FA splňuje prioritní kritéria vzniku bilaterálních změn, které lze těţko vysvětlit jinak neţ důsledkem procesu vývojového „šumu“ (Palmer and Strobeck, 1997).

18

3.2. LIDSKÝ OBLIČEJ 3.2.1. OBECNÁ CHARAKTERISTIKA OBLIČEJE Obličej je unikátní vlastností člověka a je hlavním lidským výrazovým prostředkem. Umoţňuje nám verbální a také nonverbální vyjadřování, kdy mimikou, gesty a úsměvem můţeme intenzivně komunikovat (Utíkalová et al., 2008). Je na něj zaměřena primární pozornost při společenském styku a hraje významnou roli při zprostředkování identity a emocí. Identifikace obličejů se zdá být jednoduchá a děje se v průběhu celého ţivota při společenských setkáních. Tato dovednost je poměrně silná, přes velké změny ve vizuálním podnětu vzhledem k výrazu obličeje, podmínkám při pozorování, stárnutí či změnám, jako jsou brýle nebo účesy (Pinto-Elias and Sossa-Azuela, 1998). Lidský obličej představuje, pokud se týká jeho reliéfu, jednu z nejsloţitějších vnějších struktur lidského těla. Snahu o pochopení a popsání zákonitostí jeho tvaru mělo v dřívějších dobách mnoho lidí. V období antiky a renesance to byli umělci, kteří hledali v geometrii a tvaru obličeje zákony estetiky přírody. V 19. a 20. Století zase tvar a rozměry obličeje staly základem pro hodnocení rasové příslušnosti. V dnešní době se snaha o zaznamenání celkového reliéfu obličeje objevuje například v biometrice a kriminalistice (Enlow and Hans, 2008). Tvar obličeje je dán především konfigurací kostěných částí (splanchocranium) a dále svalovou sloţkou (mimické svaly). Lebka je vůbec nejdůleţitějším faktorem, který ovlivňuje výsledný trojrozměrný tvar obličeje. Tento sloţitý komplex 22 kostí poskytuje základní podklad, na který se měkké a tvrdé tkáně upínají (chrupavky nosu, svaly, tuk) (Wilkinson, 2004). Lebka a měkké tkáně určují celkový vzhled (fyziognomii) tváře, charakteristický pro kaţdého jedince. Mimické svaly, které se upínají do kůţe, mění svojí kontrakcí výraz obličeje dle různých pocitů, nálad a stavu mysli (Malínský, 1995). Povrchový reliéf kůţe se rovněţ podílí na vzhledu obličeje. Tahem mimických svalů se tvoří na kůţi ohybové rýhy (lineae flexionis, regulae), které mají různý tvar a průběh. Patří sem například sulcus nasolabialis a mentolabialis, vějířovité rýhy u očních a ústních koutků, vrásky na čele, u kořene nosu, podélné rýhy na očních víčkách apod. Rýhy jsou

19

častější u muţů neţ u ţen a výraznější ve starším věku, kdy se zmenšuje elasticita kůţe a její turgor (Malínský, 1995). Tvar a vzhled obličeje jsou značně rozdílné u muţského a ţenského pohlaví. Tento pohlavní dimorfizmus je ovlivněn jiţ samotnými rozdíly ve tvaru lebky a dalšími sekundárními pohlavními znaky, z nichţ je výrazný např. rozdíl mezi ochlupením obličeje u muţů a u ţen. Kůţe obličeje má typickou histologickou stavbu kůţe tenkého typu s nízkou rohovou vrstvou. Je tenčí neţ ve vlasaté části hlavy, kůţe na očních víčkách představuje nejtenčí typ kůţe na lidském těle. Z přídatných koţních orgánů se vyskytují v kůţi obličeje malé potní ţlázy, vlasy a mazové ţlázy, ústící do vlasových folikulů. Vlasy tvoří obočí, řasy a u muţů vousy, představující silný typ terminálních vlasů (Malínský, 1995).

3.2.2. PRENATÁLNÍ VÝVOJ OBLIČEJE Faciální vývoj nastává mezi čtvrtým a osmým týdnem těhotenství. Vývoj obličeje začíná vznikem pěti vrcholů nebo

primordií okolo stomodea, primitivní ústní dutiny

(Miloro, 2004). Vstup do stomodea má pětiúhelníkový tvar, poněvadţ je ohraničen pěti mezenchymovými výběţky (valy). Párové faciální výběţky jsou derivátem prvého páru faryngových oblouků (Malínský et al., 2005). Pharyngové oblouky jsou struktury sestávající z vnější ektodermální a vnitřní endodermální vrstvy. Mezi těmito vrstvami se nachází mesodermální jádro, které je zpočátku obklopeno neurální lištou (Szabo-Rogers et al., 2009). Faciální výběţky vznikají z buněk neurální lišty a zahrnují jedno mediální frontonasální primordium, párová maxilární primordia a párová mandibulární primordia (Miloro, 2004). Tyto buňky jsou v obličejové a orální krajině hlavním zdrojem komponent pojivových tkání, včetně chrupavky, kosti a ligament (Moore, 2002). Na kaudálním okraji stomodea leţí dva mandibulární výběţky (první ţaberní oblouk), na laterálních stranách dva maxilární výběţky (horní část prvého ţaberního oblouku) a kraniální okraj ohraničuje jeden velký zaoblený val – frontonazální výběţek (obr. 3.) (Malínský et al., 2005). Nedávné studie ukazují, ţe tyto obličejová primordia mohou být

iniciovány

prostřednictvím různých morfogenetických mechanismů. Skládají se z různých buněk

20

neurální lišty, jejich růst je regulován různými geny a odlišně reagují na teratogeny (Miloro, 2004). Nejdříve se ve střední ose sloučí mandibulární primordia a vytvoří bradu a spodní ret (Miloro, 2004). Na laterálních částech frontonazálního výběţku dochází ke ztlušťování ektodermu, čímţ vznikají dva oválné otvory – čichové plandy (nosní plandy, čichové ploténky). Tyto plandy představují základ budoucího čichového epitelu regio olfactoria (Malínský et al., 2005). Zpočátku jsou plandy konvexní, avšak později s jejich roztaţením vzniknou ve středu kaţdé z plakod ploché deprese, vytvoří nosní jamky (čichové jamky). Mezenchym po obvodu plakod proliferuje a vytvoří podkovovité valy – mediální a laterální nosní výběţky (Moore, 2002). Mediální nepárová část původního frontonazálního výběţku má tvar trojúhelníkového políčka – area triangularis (Malínský et al., 2005). V dalším vývoji se zvětšují maxilární výběţky a rostou směrem mediálním. Současně s tím rostou mediální nosní výběţky směrem kaudálním a zasunují se mezi maxilární výběţky. Dalším růstem maxilárních výběţků jsou mediální nosní výběţky stlačovány k sobě, takţe srůstají navzájem mezi sebou a vytvoří tzv. intermaxilární segment, který po stranách srůstá s maxilárními výběţky. Tím vzniká společný základ pro horní ret a dolní čelist (Malínský et al., 2005). Intermaxilární segment vytvoří střední část horního rtu, neboli philtrum,premaxilární část horní maxily s příslušným úsekem gingivy a primární patro (Moore, 2002). Maxilární primordia se pohybují mediálně a sloučí se s mediálním a laterálním nosním primordiem během šestého týdne, čímţ se vytvoří úplný horní ret (Miloro, 2004). Laterální nosní výběţky jsou menší a neúčastní se tvorby horního rtu. Mezi maxilárními výběţky a laterálními nosními výběţky nejprve zůstává hluboká štěrbina – nazolakrimální rýha (Malínský et al., 2005). Tento proces propojí postranní části nosu, tvořené laterálními nosními výběţky, s tváří vzniknuvší z výběţků maxilárních (Moore, 2002). Ektoderm, který vystýlá tuto rýhu, se zanoří do hloubky jako solidní epitelový pruh, oddělený od povrchového ektodermu. Později se tento pruh luminizuje a dává vznik ductus nasolacrimalis a saccus lacrimalis (Malínský et al., 2005). Ve fetálním období se ductus nasolacrimalis otevírá na laterální stěně dutiny nosní v meatus nasi inferior. Úplně se však otevírá aţ po narození (Moore, 2005). Základy zrakového orgánu směřují u mladých embryí nejprve směrem laterálním, s dalším růstem a zvětšováním obličeje se přesunují na ventrální stranu (Malínský et al., 21

2005). Od pátého týdne těhotenství do počátku fetálního období, devátý týden, dochází k mediální migraci očí, která je způsobená rozvojem frontálního a spánkových laloků a větším rozvojem laterálních částí obličeje. Výsledkem je zmenšení vzdálenosti mezi očima (Miloro, 2004). Maxilární výběţky se zvětšují a vytvoří tváře a maxilu (Malínský et al., 2005). Nos vzniká z pěti částí: z nepárové mediální area triangularis vzniká kořen a část hřbetu, z párových mediálních nasálních výběţků zbývající mediální část nosu s hrotem a laterální nosní výběţky dávají vznik nosním křídlům. Prohlubováním nosních (čichových) jamek vznikají nosní otvory, které zpočátku směřují rovně vpřed a dalším růstem nosu a zvedáním jeho hrotu se přesunují na jeho spodní stranu (Malínský et al., 2005). Mandibulární výběţky se spojují v mediální rovině jiţ v prvém období vývoje obličeje (5. Týden) a v dalším vývoji dávají vznik dolnímu rtu a dolní čelisti (Malínský et al., 2005). Mezi prvým (mandibulárním) a druhým (hyoidním) ţaberním obloukem je prvá ektodermální ţaberní vkleslina, která se v dorzální části prohlubuje a dává vznik zevnímu zvukovodu (Malínský et al., 2005). Koncem pátého týdne se počínají tvořit primordia ušních boltců (Moore, 2002). Po stranách vklesliny vzniknou proliferací mezenchymu tři hrbolky z prvého ţaberního oblouku a tři z druhého. Tyto hrbolky dávají vznik ušnímu boltci (Malínský et al., 2005). Zpočátku jsou boltce umístěny v krční krajině, avšak s vývojem mandibuly se posunou po stranách hlavy do úrovně očí (Moore, 2002). Dojde-li k sekundárnímu zániku epitelových přepáţek mezi laloky a výběţky z nichţ vzniká obličej, nebo v případě, ţe se tyto výběţky a laloky primárně nespojí, vznikají vývojové vady různého rozsahu, známé např. jako rozštěp rtu, rozštěp rtu a čelisti apod. Velmi často jsou tyto vady kombinovány s rozštěpem patra (Klika, 1986). Vývoj obličeje se odehrává především mezi 4. - 8. týdnem (Moore, 2002). Koncem embryonálního období je vytvořen jiţ základní tvar obličeje, jehoţ proporce jsou však ještě odlišné od stavu v dospělosti (Malínský et al., 2005). Během rané fetální periody je nos plochý a dolní čelist nedovyvinutá. Svůj tvar získávají aţ s dokončením faciálního vývoje. Zvětšováním mozku vzniká prominující čelo a oči se posunují mediálně (Moore, 2002). I u novorozence je obličej relativně malý a jeho tvar není definitivní. To je způsobeno hlavně těmito faktory: 1. nejsou ještě plně vyvinuty obě čelisti, 2. nejsou ještě prořezány zuby, 22

takţe skus je nízký, 3. nosní dutiny jsou poměrně malé a nejsou vytvořeny paranazální dutiny, jejichţ vývoj se ukončuje aţ v pubertě (Malínský et al., 2005). Změny tvaru obličeje jsou doprovodným jevem proporcionálních změn velikosti hlavy vzhledem k velikosti celého těla. Velikost hlavy u embrya odpovídá polovině celého těla, u novorozence jedné čtvrtině a u dospělého pouze jedné osmině (Malínský et al., 2005).

23

Obr. 3. Vývoj obličeje z ventrálního a laterálního pohledu a podíl ţaberních oblouků na formování jeho tvaru (převzato podle Malínský et al., 2005).

24

3.2.3. POSTNATÁLNÍ VÝVOJ OBLIČEJE Během postnatálního růstu se neurocranium rozvíjí dříve neţ viscerocranium. Zvětšuje se na 30% své konečné dospělé velikosti při narození, na 50% do 6 měsíců věku, na 75% do 2 let a téměř na 90% do 3 let. V 5 letech dosahují orbity téměř 80% jejich dospělé velikosti (Bentley et al., 2002). To je příčina, proč se u dětí tohoto věku zdá neúměrně velká lebka a oči. Po narození se velikost neurocrania zvětšuje asi pětkrát, oproti viscerocraniu, které svou velikost zvětšuje asi desetkrát. Od 10 let věku je růst neurocrania kompletní přibliţně z 90%, zatímco růst obličeje pouze asi z 60% (Miloro, 2004). Několik studií prokázalo, ţe kraniofaciální kosti neubývají, ale spíše se ukazuje kontinuální růst během celého ţivota s rozšířením obličejové výšky a šířky. Nicméně kost dermálního původu, jako je lícní kost, se liší ve svém vývoji od kostí endoskeletálního původu (postkraniální skeleton). Existují trvalé zóny depozice a resorpce kostí, coţ mění jejich tvar (Nicolau, 2010). Růst měkkých tkání obličeje nesouvisí přímo s růstem kostí. Měkké tkáně obličeje jsou u dětí silnější ve srovnání s kostní tkání a to díky podkoţnímu tuku. Silnější vrstva měkkých tkání spolu s relativně retrognatickým postavením mandibuly vytváří během infantilního období a raného dětství více konvexní profil. Tloušťka rtu roste a svého maxima dosahuje na konci pubertálního růstového spurtu, poté v pozdním mladistvém věku a dospělosti klesá (Mamandras, 1988, Nanda et al., 1990). K nárůstu celkové obličejové konvexnosti, nalezené ve věku 5-25 let, dochází důsledkem zvětšení prominence nosu, ve srovnání se zbytkem měkkých tkání během růstu. Ve střední dospělosti, ve věku 45 let, úhel obličejové konvexnosti roste díky většímu vertikálnímu rozšíření špičky nosu, nebo zvýšení prominence brady (Albert et al., 2007). Tyto změny v kombinaci s pokračujícím růstem nosu, anteriorní projekcí mandibuly a brady nechávají rty více v retruzi a nosu a bradě dodávají výraznějšího vzhledu. U starších adolescentů a dospělých se tak vytváří plošší profil obličeje. Tato tendence je v průměru větší u muţů neţ u ţen vzhledem k menšímu mnoţství podkoţního tuku s kombinací s větším růstem nosu a s větší anteriorní projekcí mandibuly a brady u muţů (Miloro, 2004).

25

Během dospívání dochází k výraznému růstu délky nosu, coţ ovlivňuje rovnováhu mezi nosem, rty a bradou (Subtelny, 1959). Ve skutečnosti je vertikální růst nosu mnohem výraznější neţ anterioposteriorní nebo příčný růst. Růst nosu v období dospívání je v první řadě omezen na chrupavky a měkké tkáně, protoţe růst kostí nosu je dokončen jiţ dříve (Miloro, 2004). Horizontální změny lebky se týkají změn tvaru, stejně jako zvětšení určitých rozměrů. U nejvíce kraniofaciálních rozměrů byly zjištěny změny, malé zvětšení, v rozmezí od 1,1 mm do 1,35 mm a 1,60 mm. I kdyţ je zvětšení zdánlivě malé, má významný dopad na to, jak se rysy měkkých tkání obličeje důsledkem kostních posunů v různých směrech změní. Lebeční rozměry, které se zvětšují, zahrnují obvod hlavy, délku hlavy, bizygomatickou šířku a šířku hlavy (Albert et al. 2007). Bylo zjištěno, ţe i některé dentoalveolární změny mění rozměry horního patra a skeletu obličeje (Patterson et al., 2007). Studie rovněţ vedly k objevení zvyšování anteriorní faciální výšky, zejména spodní části obličeje, coţ můţe být spojováno s erupcí zubů v dospělosti (Forsberg et al., 1991). Horní třetina obličeje roste nejrychleji v raném dětství a dosahuje konečné velikosti nejdříve, většinou je růst dokončen do 12 let věku. Výška orbity dosahuje při narození jiţ 55% výšky v dospělosti a 94% do 7 let věku (Scott, 1953). Střední a dolní třetina obličeje jsou méně ovlivněny růstem mozku. Většina růstu střední třetiny je dokončena později během puberty a dolní třetina obličeje roste aţ do dospělosti (Miloro, 2004). V průběhu času dochází ke sníţení výšky obličeje, nejvýrazněji u horní a dolní čelisti, a k mírnému zvětšení šířky obličeje. Vzhledem k remodelaci se celková vzdálenost mezi klíčovými kosterními strukturami můţe měnit a dokonce se v průběhu času zmenšovat. Příkladem toho je horní čelist, kde stárnutím kraniofaciálního skeletu se zvětšují očnice a horní čelist se zmenšuje. Tímto procesem vzniká méně potřebného prostoru pro tkáně, coţ vede k inferiornímu posunutí tukových polštářů tváří a kůţe a dochází tak k prohlubování vrásek (Zimbler et al. 2001). Úbytek kostní hmoty v oblasti čela má za následek vertikalizaci čela a oploštění nadočnicových valů. Kromě velkých změn vyvolaných ztrátou zubů, je pro stárnutí charakteristické ztenčení rtů v důsledku ztráty objemu svalu a permanentní kontraktura musculus superficialis orbicularis oris způsobuje vertikální perorální vrásky a prohlubování bradové rýhy (Nicolau, 2010).

26

Stárnutím se mění také kostra nosu, chrupavka a kryjící měkké tkáně (Guyuron, 1997). Stárnutím se stává střední část čela oploštělá a z laterálního pohledu je otupělý nasofrontální úhel, čímţ vzniká iluze zvýšení nosní délky. Progresivní pokles špičky nosu způsobuje oslabení spojení mezi horní a dolní laterální chrupavkou a tím i prodlouţení nosu (Zimbler et al., 2001). Rychlost jakou morfologické změny hlavy a obličeje nastanou, je velmi variabilní. Faktory jako je pohlaví, původ obyvatel, tělesná velikost, kolísání hmotnosti a všechny individuální vlastnosti mají na rychlost stárnutí vliv (Patterson et al., 2007). Existují pohlavní rozdíly v růstu obličeje, kde pro muţe jsou charakteristické větší objemové změny neţ u ţen. Připouští se, ţe ţeny mají sklon dospívat a stárnout rychleji neţ muţi, není však jasné, zda kraniofaciální pohlavní rozdíly jsou způsobeny rozdíly v rychlosti stárnutí, nebo sexuálním dimorfismem, nebo změnami hormonálních hladin (Albert et al., 2007). Ţeny mají v průměru mnohem menší růst nosu, většinou zde nevykazují pubertální spurt na rozdíl od muţů, u kterých dochází k růstu během celé puberty. U ţen dochází k dřívějšímu růstu měkkých tkání, který následuje po jejich dřívější pubertě, a mají větší tloušťku rtů v kaţdém věku. Zploštění profilu obličeje je u ţen v období dospívání méně dramatické, coţ je přičítáno plnějším rtům, ale také mírnější projekci mandibuly a brady (Miloro, 2004). Hlavními silami odpovědnými za stárnutí obličeje jsou gravitace, maturace měkkých tkání, kostní remodelace, svalová aktivita obličeje a sluneční záření. Kůţe a její adnexa také podstupují charakteristické změny důsledkem pokročilého věku. Mnohé z těchto změn jsou výsledkem gravitace. Kůţe je postupně tenčí, sušší a méně elastická. Genetické faktory ovlivňují umístění a tvar obličejových vrásek. Mnohé z těchto změn nejsou pouze výsledkem stárnutí kůţe, ale jsou pravděpodobněji výsledkem kumulativního poškozování ţivotním prostředím (Zimbler et al., 2001). Kombinace gravitace, ztráty elasticity tkání, úbytku podkoţní tkáně a progresivní kostní resorpce vede k nevyhnutelnému inferiornímu posunutí obočí. S věkem obočí neustále klesá, z původního umístění nad nadočnicovým valem se dostává na nebo pod tento val. Přebytek povolené kůţe a oslabené orbitální septum umoţňuje herniaci intraorbitálního tuku a vytváří se oční váčky. Proti posunu obočí působí oblast čela, coţ

27

vede k chronické kontrakci čela a přispívá tak k hlubším vráskám na čele (Zimbler et al., 2001). Obecně platí, ţe stárnutí měkkých tkání obličeje začíná okolo dvaceti let věku jemnými obličejovými linkami, které se objevují horizontálně na čele, svislé linky vznikají mezi obočím a slabě se vyvíjí linky kolem vnějších koutků očí. Tyto slabé linky se nadále prohlubují kolem 30. roku a kolem 40. roku dochází k dalším velkým změnám. Dochází k poklesu obočí a horního víčka, mandibula se stává méně pevnou, vznikají vrásky kolem úst a tenčí se rty. V 50. letech jsou evidentní výraznější změny měkkých tkání. Přibývají další vrásky a rýhy a více se prohlubují. Pokud dojde ke ztrátě zubů, mohou být tváře vpadlé. Můţe se objevit dvojitá brada. S dalším věkem se změny nadále prohlubují (Albert et al., 2007). Četné studie ukazují, ţe s věkem se zvyšuje svalové napětí, zkracuje se rozsah pohybu a klidový svalový tonus se přibliţuje svalovému tonu kontraktury. Podle některých autorů je to z důvodu adaptace na kostní resorpci a podle jiných autorů je to kvůli prodlouţení kostní základny. Bylo tedy prokázáno, ţe dochází k napínání svalů v obličeji, vznikají permanentní kontraktury, které mají za následek posunutí podkoţního tuku, zvýraznění koţních záhybů a vznik trvalých vrásek (Nicolau, 2010).

3.2.4. ASYMETRIE OBLIČEJE Zdravý lidský obličej není dokonale symetrický a symetrie se liší individuálně. Nicméně průměrná odchylka od dokonalé symetrie není příliš velká (Benz et al., 2002). Evoluční psychologové tvrdí, ţe naše preference pro symetrii lze vysvětlit v souvislosti s volbou partnera, protoţe symetrie je ukazatelem genetické kvality potenciálního partnera. Tyto argumenty předpokládají, ţe asymetrie lidské tváře, je fluktuační asymetrie (FA), protoţe tato forma asymetrie můţe odhalovat vývojovou nestabilitu (Simmons et al., 2004). Absolutní symetrie obou polovin obličeje se vyskytuje velmi vzácně a určitý stupeň pravolevé varianty není výjimkou, ale pravidlem. I kdyţ kaţdý člověk sdílí s ostatní populací mnoho vlastností, existuje dost rozdílů, aby se lidská bytost stala jedinečným jednotlivcem. Rozdíly ve velikosti, tvaru a vztahu zubních, kostních a měkkých tkání

28

struktur obličeje jsou důleţité při poskytování jeho nebo její vlastní identity kaţdého jedince. Okamţik, kdy „normální“ asymetrie se stává „abnormální“ nemůţe být snadno definován (Erickson and Waite, 1974, Cheney, 1961). Řada faktorů jako je rozštěp rtu, hemifaciální microstomie, fraktury čelisti v dětství byla dávána do spojitosti s faciální asymetrií. Tyto předpoklady často vedou k těţké patologické asymetrii obličeje (Proffit, 2000, Bishara et al., 1994). Na druhou stranu, drobná nepatologická asymetrie obličeje, definovaná jako rozdíl ve velikosti mezi levou a pravou polovinou obličeje, je poměrně běţná (Proffit, 2000, Pirttiniemi, 1994, Good et al., 2006). Kraniofaciální asymetrie je běţným nálezem u studií prováděných u dětí a dospělých. V těchto studiích se předpokládá, ţe hlavní příčinou asymetrie je ţvýkací funkce. Tuto hypotézu však vyvrací studie (Rossi et al., 2003), která zkoumala asymetrii i u lebek plodů a kojenců a potvrzuje asymetrii v celém vzorku. Většina studií zabývající se běţnou asymetrií udávají, ţe pravá polovina obličeje je obvykle širší neţ levá polovina obličeje (Shae and Joshi, 1978, Burke, 1979, Koff, 1981, Farkas and Cheung, 1981, Koff et al., 1985, Ferrario et al., 1993). Nicméně některé studie nedokumentovaly ţádné významné rozdíly mezi pravou a levou polovinou obličeje (Pec ket al., 1991, Ferrario et al., 1995), nebo zaznamenaly, ţe bývá širší levá polovina obličeje (Vig and Hewitt, 1975, Chebib and Chamma, 1981). Další studii zas dokládá, ţe dolní třetina obličeje má vyšší stupeň asymetrie neţ ostatní oblasti (Ferrario et al., 1993). Příčiny takových obličejových lateralit zůstávají neznámé. Podobně několik studií udává lateralitu bradového výběţku. Například ve studii zabývající se hodnocením kraniofaciální morfometrie pomocí fotografií došli k výsledkům, ţe u obou pohlaví brada inklinuje více k levé straně neţ k pravé (Ferrario et al., 1993). Avšak toto téma zůstává také kontroverzní (Haraguchi et al., 2008). Většina studií došla k závěru, ţe nejpravděpodobnější příčinou jsou vlivy ţivotního prostředí. Bylo udáváno, ţe časté ţvýkání na jedné straně vede ke zvýšení kostního vývoje na kontralaterální straně (Shah and Joshi, 1978). Na druhé straně, jiné studie zkoumající faciální asymetrii, zdůrazňují vrozené funkční a strukturální rozdíly mezi mozkovými hemisférami. To naznačuje, ţe by nebylo překvapivé, kdyby normální asymetrie obličeje měla původ v mozku a asymetrii lebky (Pirttiniemi, 1998). 29

Ve většině případů můţe být asymetrie obličeje zjištěna na základě srovnání homologních částí obličeje. Etiologie asymetrie zahrnuje genetické a vrozené vývojové vady (např. hemifaciální microsomia, jednostranné rozštěpy rtu a patra), faktory ţivotního prostředí (např. zvyky a traumata) a funkční odchylky (např. mandibulární posun) (Thaputyal et al., 2005). Je ovlivněna růstem a s věkem souvisejícími změnami. Ve studii zabývající se asymetrií obličeje za pomocí laserového skeneru byla zjištěna zřetelná asymetrie odlišná u pohlaví. U muţů bylo zjištěno postavení nosu na levé straně od středové osy, a šířka hlavy byla větší na levé straně. U ţen bylo postavení nosu více na pravé straně a levé oko a levý koutek úst se nacházelo výše a více dozadu. Tyto topografické změny v obličejové asymetrii mezi ţenami a muţi dávají do spojitosti s funkcí mozku a pohlavním dimorfismem v mozkové asymetrii (Hennessy et al., 2006). Asymetrie obličeje se projevuje i při pohybu v obličeji. Touto problematikou, s ohledem na pohlavní dimorfismus a vliv věku na asymetrii, se ve své studii zabývá Sforza et al. (2010). Vlivem stárnutí dochází ke sníţení pruţnosti měkkých tkání, dochází k progresivním posunům ve svislém směru a sniţuje se motorická kontrola. Všechny tyto změny se mohou projevit na symetrii obličeje. Studie tento vliv potvrzuje a zároveň nedokazuje signifikantní vliv pohlaví (Sforza et al., 2010). Asymetrie obličeje je individuální charakteristika, lišící se i mezi identickými dvojčaty (Mealey et al., 1999). Jedinci v populaci projevují širokou škálou variace v míře faciální asymetrie jako i ve zbytku těla (Liu et al., 2001).

3.2.4. POHLAVNÍ DIMORFIZMUS Pohlavní dimorfismus je zčásti důsledkem rozdílných reprodukčních rolí obou pohlaví a silným selekčním tlakem, kterému byli lidé během evoluce vystaveni. Stupeň pohlavního dimorfismu je ovlivněn faktory ţivotního prostředí, liší se tak v kaţdé populaci, ačkoli jsou v průměru muţi vţdy větší, mají robustnější klouby a vyvinutější svalstvo neţ ţeny (Brůţek and Murail, 2006). Lebky muţské a ţenské jeví určité rozdíly v rozměrech a ve tvaru. Rozměry a velikost lebky související s pohlavním dimorfismem ukazují signifikantní interpopulační variabilitu

30

(Kemkes and Göbel, 2006). Hlavně robustnost, gracilita a velikost rozdílů souvisejících s pohlavním dimorfismem závisí na konkrétní populaci (Rösing et al., 2007). Je známo, ţe se pohlavní dimorfismus výrazněji projevuje v závislosti na lepších ţivotních podmínkách a lepším zdravotním stavu dané populace (Lazenby, 2001). Muţi mohou být během vývoje obličeje více citliví na stres, neţ jsou ţeny (Simmons et al., 2004). Obličeje muţů a ţen se trochu liší jiţ od narození, rozdíl začne být více patrný s nástupem puberty. Tyto změny tvaru obličeje a jeho jednotlivých částí jsou výsledkem působení pohlavních hormonů, zejména testosteronu a estrogenů (Alexander and Stimson, 1988, Grossman, 1985), moţná tak jsou muţi vystaveni většímu stresu v období dospívání (Simmons et al., 2004). Důsledkem testosteronu během vývoje je maskulinizace muţských obličejů. Pod vliv testosteronu spadá u muţského obličeje více znaků, jako je růst lícních kostí, mandibuly a brady laterálně, prominence nadočnicových oblouků, hustota obočí, tenké rty, malé oči a hranatost čelistí. Tyto znaky jsou vnímány jako maskulinní (Enlow, 1990, Silvera et al., 1992, Tanner, 1978). Pohlavní hormony představují pro jedince určitou zátěţ, neboť potlačují imunitní systém. Manifestace vysoce sexuálně dimorfních znaků signálem značícím, ţe jedinec má obzvláště účinný imunitní systém, který je schopný se vyrovnat s oslabujícím vlivem vysoké hladiny pohlavních hormonů. (Folstad and Karter, 1992). Dalším rozdílem mezi pohlavími je velikost a konfigurace nosu, coţ vede k topografickým rozdílům dalších struktur obličeje. Nos muţů je proporcionálně širší, neţ nos ţen. Má tendenci více prominovat, být delší, širší, více masivní a má širší nostrily, z profilu má spíše konvexní tvar. Kořen nosu se u muţů nachází výše. Následkem tohoto, se u muţů mění i čelo, nadočnicová část a glabela, které také více prominují. Vzhledem k větší prominenci muţského čela a nosu, jsou oči více zanořeny do hloubky. Ţenské oči se zdají být naopak více posunuty k přední části obličeje. Lícní kosti ţen se také zdají být více prominující ze stejného důvodu, tedy proto, ţe nos a čelo jsou méně výrazné (Enlow and Hans, 2008). Maskulinita a femininita je stejně jako symetrie povaţována za atraktivní (Fink and Penton-Voak, 2002, Rhodos and Zebrowitz, 2002). Pokud symetrie a pohlavní dimorfismus signalizují kvalitu při pohlavním výběru, potom by mohla přítomnost maskulinních znaků u muţů být v souvislosti se schopností produkce symetrických rysů,

31

coţ vede k negativnímu vztahu mezi asymetrií a velikostí znaku. Některé studie, které se touto problematikou zabývají (Gangestad and Thornhill, 2003, Scheib et al., 1999, Little et al., 2004) zjistily malý, ale významný vztah mezi maskulinitou a asymetrií v muţských obličejích, avšak jiná studie (Penton-Voak et al., 2001) toto nepotvrdila (Koehler et al., 2004). Vztah mezi pohlavním dimorfismem a symetrií bývá silnější u muţů neţ u ţen (Little et al., 2004). Další studie (Šmahelová, 2010) vyuţívající při hodnocení pohlavního dimorfismu obličeje geometrickou morfometrii udává, ţe u ţen se vyskytuje kolmější čelo a v mnohem menší míře se vyklenují nadoboční oblouky a oblast glabely. Oči u ţen jsou laterálněji uloţené se širší štěrbinou. Dále mají kratší menší nos vykazujícím plynulejší nasofrontální přechod. Souhrnně lze říci, ţe ţenský obličej se jeví jako relativně širší a menší s nepříliš vyklenutou bradou. Pomocí metody konečných prvků (FESA), která umoţňuje popsat velikostní a deformační rozdíly mezi ţenami a muţi bylo prokázáno, ţe se výrazně pohlavní dimorfismus projevil ve velikosti neţ ve tvaru. Muţi vykazovali zřetelné rozdíly v oblasti nosu (resp. kontur nosních dírek), ústní štěrbiny a v určitých bodech okrajových částí obličeje. Oblast vnitřní strany očnice, nosních dírek, štěrbiny úst a některé body okrajových kontur obličeje vykazovaly největší deformační rozdíly ve prospěch muţů. Muţi měli oproti ţenám ustupující čelo s vyklenutými nadočnicovými oblouky a výraznou glabelou, hlouběji umístěné oči v očnici, větší širší nos s ostřejším zářezem mezi nosními kostmi a čelní kostí a mohutnější dolní obličej se značně zavinutou svalovinou (Šmahelová, 2010).

3.2.5. SYMETRIE OBLIČEJE A ATRAKTIVITA Většina lidí chce mít atraktivní obličej. Za atraktivní obličej je povaţován takový, jehoţ různé části jsou proporcionálně v souladu k jiným částem obličeje (Jacobson, 1995). Existují určité průměrné hodnoty obličeje a profilu. Pokud některé rysy obličeje vybočují z tohoto průměru, musí být kompenzovány jinými rysy tak, aby obličej jako celek působil vyváţeně a harmonicky. Pokud jsou tyto odchylky od průměru příliš výrazné bez moţnosti jejich kompenzace, pak výsledkem je neharmonický a nevyváţený obličej (Rakosi, 1982). Vnímání estetiky obličeje je však velmi rozdílné a je významně ovlivněno dalšími faktory,

32

jako například pohlavím, kulturou, etnickými faktory, individuálními preferencemi a v neposlední řadě je ve velké míře také ovlivněno medii (Utíkalová et al., 2008). Vědci zkoumají symetrii ve vztahu k lidskému chování a fyzické přitaţlivosti (např. Gangestad and Simson, 2000). Například muţi s nízkou úrovní tělesné fluktuační asymetrie

zaznamenávají

více

sexuálních

partnerů

a

jsou

zapojeni

do

více

mimopartnerských sexuálních setkání neţ muţi s vyšší úrovní asymetrie. Asymetrie lidské tváře je významná v rámci fyzické atraktivity obličeje a při hledání potencionálního partnera. Mnoho studií se zabývalo vztahem symetrie obličeje a atraktivity. Studium asymetrie přirozených obličejů (např. Grammer and Thornhill, 1994, Mealhy and Bridgestock, 1999) a digitálně manipulovaných podnětů (např. Perrett et al., 1999, Rhodes et al., 1998) naznačuje, ţe symetrie obličeje pozitivně koreluje s atraktivitou a to jak u muţských tak u ţenských obličejů (Penton-Voak et al., 2001). Preference pro symetrické tváře je obvykle vysvětlována dvěma různými teoriemi. Podle první z nich se jedná o vedlejší produkt fungování našeho zrakového systému, jenţ díky souběţnému zpracování v obou hemisférách můţe snáze zpracovávat symetrické objekty před nesymetrickými (Boothroyd et al., 2005). Podle druhé teorie je preference pro symetrické tváře adaptací pro výběr geneticky kvalitního partnera (Gangestad and Thornhill, 1997). Přesněji řečeno, nízká míra fluktuační asymetrie odráţí tzv. vývojovou stabilitu. Vzhledem k tomu, ţe pravou i levou stranu organismu ovlivňují stejné geny, míra symetričnosti by měla poukazovat na kvalitu exprese genů během vývoje organismu, a zároveň na schopnost vyrovnat se s nástrahami prostředí (patogeny, toxickými látkami apod.). Většina prací, zabývajících se rolí symetrie v hodnocení atraktivity, se zaměřila na fluktuační asymetrii. Mezi odborníky na tuto problematiku však existují spory o to, jak míru asymetrie stanovovat a zda zaznamenané znaky vykazují skutečně fluktuační asymetrii či spíše asymetrii směrovou. Tento spor je významný proto, ţe fluktuační asymetrie by měla odráţet schopnost organismu vyrovnat se s negativními vlivy prostředí, kdeţto asymetrie směrová je spíše důsledkem jeho aktivit (Blaţek and Trnka, 2009). Výsledky studie, jejíţ autoři u jednotlivých měření detailně analyzovali, zda se jedná o symetrii fluktuační či směrovou došli k závěru, ţe atraktivitu ovlivňuje především asymetrie fluktuační, nikoli směrová (Simmons et al., 2004). Mnoţství studií zaloţených na hodnocení atraktivity jednotlivých tváří ukazuje, ţe čím je niţší fluktuační asymetrie, 33

tím je daná tvář hodnocena jako atraktivnější (Grammer and Thornhill, 1994, Fink et al., 2006). Hodnocení atraktivity jednovaječných dvojčat (tj. geneticky totoţných jedinců) ukázalo, ţe symetričtější z nich je v průměru hodnoceno jako atraktivnější (Mealey et al., 1999). Podobně i kompozitní snímky vytvořené ze symetričtějších tváří jsou povaţovány za atraktivnější, neţ snímky vytvořené z jedinců méně symetrických (Perrett et al., 1999) nebo neţ snímky vytvořené z původní fotografie jednotlivce a jejího zrcadlového obrazu, coţ zajistí dokonalou symetrii (Rhodes et al., 1998). Některé studie však vztah mezi symetrií a atraktivitou nezjistily (Swaddle and Reirerson, 2002), v některých případech se však můţe jednat o důsledek pouţívání techniky tzv. zrcadlových fotografií. Symetrická tvář se touto technikou vytvoří rozdělením tváře na poloviny a překlopením jedné či druhé poloviny na druhou stranu. Takto získáme dvě tváře, jednu vytvořenou z pravých polovin původní tváře a druhou z levých. Výsledné fotografie však mohou kvůli nepřesnostem při fotografování vypadat poněkud nepřirozeně, coţ vede ke sníţení jejich atraktivity, a to i přesto, ţe obrazy jsou zcela symetrické (Blaţek and Trnka, 2009). Poněkud překvapivé zjištění přinesla studie, v níţ hodnotitelé viděli vţdy jen polovinu tváře hodnocené osoby (Penton-Voak et al., 2001). Scheib et al. (Scheib et al., 1999) prezentovali údaje, které naznačují, ţe symetrie muţské tváře není v rámci atraktivity důleţitá, ačkoli je tu korelace. Posuzovatelé preferovali obličeje, které původně měly vysokou míru symetrie, i kdyţ byly předkládány pouze levé nebo pravé poloviny obličeje (obličeje byly rozděleny svislou středovou osou půlící nos a ústa). Jelikoţ tyto tváře neměly ţádný nebo minimální odhad symetrie, došel Scheib et al. (Scheib et al., 1999) k závěru, ţe korelace symetrie, která je viditelná pouze na polovině obličeje musí řídit rozhodování ohledně atraktivity. Tvrdí, ţe „maskulinita“ obličeje koreluje s atraktivitou a symetrií a je viditelná na polovině obličeje (Penton-Voak et al., 2001). Tudíţ se ukázalo, ţe i v tomto případě byly jako atraktivnější hodnocení lidé s tváří symetričtější, ačkoli hodnotitelé neměli na polovinách obličejů moţnost symetrii posoudit. Autoři této studie se proto domnívají, ţe míra fluktuační asymetrie musí souviset s jiným atraktivním znakem, např. s pohlavním dimorfizmem (Scheib et al., 1999). Gangestad a Thornhill ve své studii zjistili spolehlivou spojitost mezi maskulinitou obličeje a FA obličeje a těla u muţů, ale ne u ţen. Více symetričtí muţi mívali více muţské rysy, jako je široká čelist, delší brada a uţší (méně otevřené) oči, které jsou pravděpodobně důsledkem rozvoje hřebenu obočí (Gangestad and Thornhill, 2003).

34

Nedávno bylo zjištěno, ţe ţeny preferují náznak symetrie u muţů a relativně muţné tváře muţů během více fertilní (pozdní folikulární a ovulační) fáze menstruačního cyklu neţ během infertilní (např. luteální) fáze. Toto zjištění vyvodilo teorii, ţe pokud je symetrie muţů spojena s muţností jejich tváře, tak muţská symetrie a muţnost obličeje společně podléhají kvalitě. Tato studie zkoumala souvislosti mezi muţskými rysy obličeje a symetrií těla i obličeje ve vzorcích ze 141 muţů a 154 ţen. Jak se očekávalo, jednotlivé rysy obličeje, které oddělují pohlaví a odráţí maskulinitu obličeje, výrazně koreluje se symetrií u muţů. Ţádná významná korelace nebyla pozorována u ţen. Tyto poznatky naznačují, ţe maskulinita obličeje muţů částečně podléhá vývojové stabilitě (Gangestad and Thornhill, 2003). Perrett a Penton-Voak ve své studii (Perrett et al., 1998) zjistili, ţe ţeny ve Velké Británii a Japonsku preferují muţské tváře, které jsou mírně feminizované, ne hypermaskulinní. Spekulovali, ţe feminizované obličeje jsou vnímány jako příslib ochoty vynaloţit při partnerství to nejlepší, to je moţné porovnat se ţenami (Berry and Wero, 1993, Cunningham et al., 1997, Graziano et al., 1997, Johnston et al., 2001), které vybírají partnera s maskulinní tváří, coţ moţná svědčí o dalších cenných vlastnostech (např. sociální dominance, Mazur and Booth, 1998, Mueller and Mazur, 1997, Swaddle and Reierson, 2002). Literatura však v tomto ohledu není v souladu, protoţe jiné studie zjistily, ţe ţeny shledávají maskulinní tváře více atraktivní (např. Johnston et al., 2001), nebo nepreferují maskulinní nebo femininní obličeje, které se nacházejí nad průměrem obličejů (např. Swaddle and Reierson, 2002). Jednou z vlastností atraktivních tváří je jejich určitá průměrovost. To znamená, ţe celková konfigurace tváře se blíţí hypotetickému průměru v dané populaci. Neznamená to tedy, ţe by krásní jedinci měli nejběţnější rysy tváře, ve skutečnosti je to jev spíše řídký. Právě kvůli odlišení průměrnosti, ve smyslu běţného výskytu, od hypotetického průměru tváří v populaci, jemuţ se blíţí krásná tvář, uţíváme nezvyklého označení „průměrovost“ (Costa and McCrae, 1992).

35

3.3. 3D METODOLOGIE VE VZTAHU K SLEDOVÁNÍ ASYMETRIE Kraniofaciální asymetrie byla vyšetřována různými metodami. Nejstarší metodou je přímé měření na suchých lebkách, nejběţnější způsob jsou RTG snímky. Antropometrie a stereofotogrammetrie jsou také pouţívány. Vyuţívání bilaterálních anatomických bodů spojených s anatomickými body ve středové rovině je základem pro kvantifikaci kraniofaciální asymetrie (Rossi et al., 2003). Současné metodiky, které předpovídající rysy obličeje po podstoupení chirurgického zákroku v ortodoncii jsou převáţně 2-D (Peretta et al., 2008). Většina výzkumů v oblasti symetrie obličeje byla zaměřena na fotografie a cephalogramy. Cephalometrické RTG snímky se pouţívají při hodnocení asymetrie kosterních komponent obličeje v mediolaterálním směru, ale neberou v úvahu 3D povahu problematiky (Hajeer et al., 2004). U tradiční cephalometrie jsou 3D kraniofaciální struktury převedeny na 2D radiografický film. Tento proces však vytváří cefalometrické struktury a landmarky, které u pacienta neexistují (Enlow and Hans, 2008). Nedostatečnost 2-D přístupů k predikci změn vyvolaných chirurgickou léčbou, zapříčinilo potřebu zastoupení a úpravu vzorců obsahující 3-D data. Četné metody rekonstrukce obličeje 3-D analýzy byly v literatuře navrţeny. Běţné pouţívání těchto postupů v klinické praxi musí samozřejmě zajistit minimální nebo nulové biologické náklady pro pacienta a prokázat efektivní a přesně předvídatelné chirurgické výstupy (Tuncay et al., 2003). V současné době je povaţována za standartní, v hodnocení asymetrie, konvenční antropometrie. Metoda je jednoduchá, nenákladná a nevyţaduje sloţité instrumenty. Je však časově náročná a vyţaduje velmi dobré vzdělání a zkušenosti vyšetřujícího, coţ je v klinické praxi a pro pacienta velmi náročné (Menezes et al., 2009). Nicméně vývoj obličeje je tří-dimenzionální proces a úsilí indexovat tvar obličeje konvenčními přístupy, jako je lineární antropometrie, se nedaří, protoţe nebere v úvahu základní geometrické aspekty tohoto procesu (Hennessy et al., 2006). 3D metody eliminují potřebu přímého kontaktu s objektem, čímţ se zabraňuje deformacím měkkých tkání. Vyšetřující můţe pouţít souřadnice bodů pro výpočet

36

vzdáleností a úhlů. Kdokoli pak můţe provést nové měření ze stejných bodů, aniţ by bylo potřeba nové kolekce dat (Mezenes et al., 2009). Asymetrii obličeje můţeme potvrdit z měření pomocí roviny symetrie nebo srovnáním párového měření znaků na obou polovinách obličeje (Klingenberg et al., 2002). Rovina symetrie je pouţívána v řadě studií, avšak metody k jejímu určení nejsou jednotné. K určení roviny symetrie se pouţívá například spojnice mezi zornicemi, kdy rovina symetrie představuje kolmici vztyčenou v polovině této spojnice (Haraguchi et al., 2008). Jiná metoda umoţňuje výpočet roviny symetrie pomocí spojnice landmarků entokanthion pravé a levé strany, kdy rovina symetrie je kolmá na tuto spojnici a zároveň prochází philtrem (Liu et al., 2001). K výpočtu roviny symetrie lze pouţít také pouze párové landmarky (Ras et al., 1995) nebo pouze landmarky v mediální rovině (Chatrath et al., 2007, Chow and Lau, 2009). Jinou metodou u 3D dat je vytvoření zrcadlového snímku ke snímku původnímu s následnou registrací těchto snímků. Rovina symetrie je dána jako kolmice vztyčená v polovině vzdálenosti mezi bodem zadaným na původním snímku a jeho zrcadlovým promítnutím (Stauber et al., 2008, Benz et al., 2002, Meyer-Marcotty et al., 2011). Pouţití roviny symetrie je však sporné, protoţe není jednotný pohled na metodu, která by rovinu symetrie, vzhledem k asymetrii objektu, určila (Klingenberg et al., 2002).

3.3.1. POČÍTAČOVÁ TOMOGRAFIE Ke zlepšení došlo zavedením počítačové tomografie (CT), ale jeho přijetí je kontroverzní vzhledem k jeho vysokým biologickým nákladům (Peretta et al., 2008). Hlavní omezení s ohledem na vyuţití CT je vysoká dávka ionizujícího záření, kterému jsou pacienti vystaveni před a po operaci (Nakoneceny et al., 2005). V současné době je sběr dat z CT vyšetření pracný a časově náročný proces shromaţďování sérií měření mezi body. Automatické snímání 3D dat z CT vyšetření, je blízkou záleţitostí ale bohuţel nebude rentabilní (Evison, 1996). Počítačová tomografie se v současné době pouţívá v rekonstrukční chirurgii k vizualizaci tvrdých a měkkých tkání u pacientů s deformitami obličeje. Z těchto skenů je moţné rekonstruovat virtuální model lebky a měkkých tkání. Při plánování rekonstrukce nestačí precizně znát, kde se deformita a pokřivení vyskytuje, ale je také důleţité vědět,

37

kolik tkáně je vyţadováno, kde je jí potřeba, jaký tvar je třeba mít a co existující deformovaná tkáň potřebuje rekonstruovat. Odpovědí na všechny tyto otázky matematického modelování a deformování je simulace virtuálního výstupu operace. Porovnáním tohoto virtuálního koncového bodu s původním 3D obrazem pacienta lze mnoţství a tvar poţadované tkáně odhadnout (Ponniah et al., 2006). S pouţitím dat z CT v 1992 Ono et al. vyvinuli počítačový program, který na monitoru zobrazuje asymetrii lebky. Byl sestaven 3D systém měření pro matematický záznam a vyhodnocení 67 bodů na lebce. Výsledkem je 3D model lebky, který pomáhá chirurgovi při diagnostice kraniofaciální asymetrie (Z′Graggen et al., 2001). Nevýhodou je časová náročnost zadávání všech bodů, coţ můţe trvat déle neţ 30 minut (Ono et al., 1992). Jako alternativa pro účinný postup pro konstrukci 3-D digitálního modelu obličeje s texturami je u pacientů s dentofaciálními malformacemi pouţíván 3-D laserový snímač, který je bez biologických nákladů (Peretta et al., 2008). Technologie zaloţené na strukturovaném osvětlení nepředstavuje ţádné biologické a etické důsledky. Bylo prokázáno, ţe jsou schopné věrně reprodukovat povrchové rysy obličeje tak, aby mohly být vyhodnocovány (Kau et al., 2005a).

3.3.2. STRUKTUROVANÉ SVĚTLO Metoda zaloţená na strukturovaném světle je také známá jako „shape camera“ nebo fotogrammetrická metoda. Pouţívá se konvečních kamer, které jsou namontované v různých úhlech, aby byly zajištěny různé pohledy na daný subjekt. Všechny kamery jsou současně aktivovány a všechny výsledné obrazy jsou nakombinovány do 3D modelu předmětu. Obvykle jen jedna nebo dvě pouţívané kamery jsou barevné kamery a obraz z těchto kamer je zdrojem barvy 3D obrazu (Palomo et al., 2005). „Shape camera“ vyuţívá princip stereofotogrammetrie, coţ je jeden z hlavních způsobů, jak lidé vnímají tvar. Počet kamer pouţívaných ve „shape camera“ se liší v závislosti na výrobci. Na objekt je promítnut svislý pruh nebo vzor mříţky a v tu chvíli dochází k zachycení obrazu. Deformace obrazu tohoto vzoru je zachycena tvarem čočky. Tyto deformace jsou interpretovány počítačovým softwarem jako 3D informace (Tuncay, 2001, Mah and Hatcher, 2003).

38

Vícenásobné obrazy jsou získány pomocí vícekamerového systému, nebo vytvořením sekvence obrazů pouţitím jedné kamery. Více obrazů se potom manuálně, poloautomaticky nebo automaticky přišije dohromady a vytvoří se tak 3D model (Mah a Hatcher, 2003). Vzájemná poloha se určuje pomocí tří nebo více příslušných landmarků překrývajících se obrazů. Poté se pomocí počítačového programu obrazy spojí, odstraní se duplicitní data, vyhladí se okraje modelu, rovnoměrně se smísí barvy, vyplní se otvory, k nimţ mohlo dojít v důsledku stínu nebo odlesku (Palomo et al., 2005).

3.3.2. LASEROVÝ SKENER Metody zaloţené na laseru pouţívají stejné principy jako metody zaloţené na strukturovaném světle. Avšak místo deformace světelného vzoru se pouţívá laserový vzor a jeho deformace je interpretována jako 3D data. Jako u systémů strukturovaného světla, u systémů zaloţených na laseru je dostupný buď jeden pohled objektu, nebo celkový tvar. Další kamera je obvykle nutná k získání informací o barvě a textuře (Mah and Hatcher, 2003). Laserové skenery jsou běţně instalovány na platformě s točnou, nebo jiná počítačově kontrolovaná zařízení umoţňují pohyb objektu vzhledem ke skeneru, nebo naopak. Přísné mechanické skenování platformy umoţňuje produkci vysoce přesných obrazů, ale fixní geometrie průběhu skenování omezuje velikost a typ tvarů, které mohou být skenovány (McCallum et al., 1998). Naskenované údaje mohou být, stejně jako u pouţití přístroje zaloţeném na strukturovaném světle, uloţena v počítači pro další zobrazení a pouţití (Harrison et al., 2004). Získání rozměrově přesných modelů obličeje pomocí strukturovaného světla nebo laserových přístupů je zvláště náročné, protoţe dochází k odrazu na tkáni, překáţí zde vlasy a obočí, mění se poloha mezi jednotlivými zobrazeními a dochází k pohybu v průběhu zobrazování (více u laseru, protoţe je delší čas expozice). Určité struktury, jako jsou oči a uši nejsou zachycovány dobře, kvůli extrémnímu odrazu a/nebo zářezům, které světlo nebo laser nemůţe zaznamenat (Mah and Hatcher, 2003). Zpracování obrazu pomocí softwaru sniţuje tyto problémy a je schopen přinést relativně přesné zobrazení (Palomo et al., 2005).

39

3.3.3. VYUŽITÍ 3D ZOBRAZOVACÍCH METOD Pouţití tří-dimenzionálních (3D) skenovacích systémů k získání 3D modelů objektů má velké upotřebení v průmyslu, počítačové grafice a v medicíně (Bradley et al., 2008). Biomedicínské pouţití 3D skenování zahrnuje plánování ortodontické léčby (Hajeer et al., 2004), výzkum deformací lebky (Hennessy et al., 2005), studie morfologie chrupavky (Trinh et al., 2006), a sběr antropometrických dat (Azouz et al., 2005). Existuje potenciál pro rozšíření ještě většího biomedicínského vyuţití 3D modelů, pokračujícím rozvíjením jednodušších, nákladově výhodných systémů pro získání externích tvarů biologických znaků objektů. Existuje mnoho různých technik pro získávání 3D modelů objektů, všechny s širokým rozmezím ceny hardwaru a rozdílnou úrovní dosaţitelné přesnosti a detailnosti zachycených geometrických modelů (Bradley et al., 2008). Jako předmět výzkumu nabyla 3D analýza lidské tváře významu vzhledem k nedávným technologickým pokrokům 3D zaznamenávacích systémů. S moţností cenově dostupných snímačů, je nyní moţné pouţívat informace o 3D tváři v mnoha oblastech jako je biometrie, animace a lékařské analýzy. Speciálně pro automatické rozpoznávání lidských tváří, porozumění výrazu a problémy s lokalizací rysů obličeje jsou třídimenzionální data lepší alternativou neţ pouţití pouze dvou-dimenzionálních dat (Bowyer et al., 2006). 3D měření a charakteristika anatomie povrchu obličeje má zásadní význam pro objektivní analýzu obličejových deformit. Ortodontisté a dentofaciální chirurgové se zabývají fyzickými vztahy mezi částmi lidské hlavy. Tyto 3D fyzické vztahy se mění během růstu, vývoje a léčby. Proto je analýza výsledků korektivních operací nutná ve třech dimenzích a v ideálním případě by mělo být také moţné vizualizovat očekávané výsledky plánované operace jiţ před operací (Ayoub et al., 2002). Vytvořený 3D model přesně popisuje skutečné funkce tváře pacienta. Navrhovaná metoda lze snadno aplikovat v rutinní klinické praxi, zaznamenává kroky chirurgické léčby, mohou se provádět přesné antropometrické analýzy morfologie obličeje a tak představuje potřebnou databázi pro rozvoj předvídání při chirurgických zákrocích v ortodoncii. Pro modelování obličeje a okluze u ortognatických pacientů byla tato metoda shledána jako efektivní (Peretta et al., 2008).

40

Modely poskytují 3D vizualizaci variace tvaru obličeje, coţ je potencionálně moţné k trénování klinických genetiků v rozpoznávání klíčových komponent jednotlivých syndromů (Hammond et al., 2004). Mnoho dismorfických syndromů zahrnuje kraniofaciální abnormality (Winter, 1996). Zkušení genetici často okamţitě určí diagnózu rozpoznáním charakteristických rysů obličeje daného syndromu (Hammond et al., 2004). Současný vývoj tří-dimenzionálního (3D) digitalizovaného snímání, grafického modelování a animace začaly zasahovat některé docela tradiční oblasti forenzních věd. Forenzní rekonstrukce obličeje slouţí jako příklad, ale mapování, rekonstrukce, modelování a animace nehody nebo místa činu, jsou další oblastí, v nichţ jsou 3D počítačové metody postupně přijímány (Evison, 1996). Nedávno byly vyvinuty počítačové metody pro 3D rekonstrukci obličeje (Ubelaker and O´Donnell, 1992, Vanezis et al., 1989, Shahrom et al., 1996, Miyasaka et al., 1995). Tyto metody pouţívají počítačové programy k transformaci laserově naskenované 3D lebky do obličeje. Pouţívání takovýchto standardizovaných vyobrazení sniţuje vliv jednotlivých tvarů kaţdé lebky, coţ je koneckonců základem osobního vzhledu (Evison, 1996). Metody pracující s trojrozměrnými modely obličeje nacházejí praktické uplatnění v navrhování různých ochranných pomůcek. Díky analýze 3D tvaru obličeje lze vyrábět například ochranné brýle, přilby nebo respirátory přesně vyhovující určitému typu lidí (Hammond et al., 2004).

3.3.4. INSPECT 3D DIGITIZÉR InSpeck 3D Mega Capturor II byl představen v roce 2001. Na základě nejnovějších technologií digitálního fotoaparátu, se digitizér můţe pochlubit velmi rychlým FireWire přenosem dat, který umoţňuje uţivatelům připojit se digitizéru přímo do svých přenosných počítačů. Digitizér je zaloţen na technologii bílého halogenového světla, která je pro člověka naprosto bezpečná. Ve zlomku vteřiny můţe rychle zachytit 3D geometrii (tvar) a texturu (barvu) člověka - mnohem rychleji neţ digitizéry zaloţené na laseru. Digitizér je moţné pouţít pro počítačové animace, vývoj video her, speciální filmové efekty, lékařské zobrazovací techniky a výzkum apod. (http://www.inspeck.com).

41

Tento optický systém promítá na povrch objektu vzor s prouţky. Podle zorného úhlu se prouţky jeví jako zdeformované a analýza zdeformovaných prouţků je pouţita ke spočítání 3D tvaru povrchu (Rolock, 2009). 3D digitalizace je proces pouţívaný k vytvoření 3D digitální kopie fyzického povrchu. V 3D optickém digitalizačním procesu, digitizér získává řadu obrazů, které jsou zpracovány podle modelového softwaru a převedeny na pozice bodů v prostoru. Software EM umoţňuje vytvořit kompletní 3D model a poskytuje mnoho funkcí pro úpravy podle poţadavků. Technologie digitizéru umoţňuje získat najednou tvar povrchu, který je viděn kamerou a také informace o barvě (textuře), která je automaticky přizpůsobena povrchu. To vše je provedeno bezkontaktně a během krátké doby, coţ se dobře hodí pro digitalizaci člověka (http://www.inspeck.com). Technické specifikace digitizéru viz. tab. 1.

Tab. 1. Technické specifikace digitizéru InSpeck 3D Mega Capturor II (http://www.inspeck.com) FOV (Field of View) in mm

370 x 275

DOF (Depth of View) in mm

450

Lateral Resolution (X) in mm

0.6

Lateral Resolution (Y) in mm

0.6

Depth Resolution (Z) in mm

0.5

Stand-off distance in mm

1300

Texture (Pixels)

640 x 480

Acqu. Time (sec)

0.3

42

4. MATERIÁL Jako materiál pro naši práci byl pouţit soubor 143 osob, z čehoţ bylo 58 muţů

(průměrného věku 22,6) a 85 ţen (průměrného věku 21,6). Jednalo se převáţně o studenty Přírodovědecké fakulty UK a Fakulty humanitních studií UK. Všichni probandi byli české národnosti a nevyskytovaly se zde obličejové vady.

5. METODY 5.1. VYTVÁŘENÍ 3D MODELŮ OBLIČEJE Diplomová práce je zaloţená na kvantitativním sledování obličeje prostřednictvím 3D faciálních modelů. Prvním krokem práce bylo získání vstupních dat naskenováním probandů pomocí bezkontaktního skeneru InSpeck 3D digitizéru propojeného s počítačem. Ke snímání byl pouţit software InSpeck FAPS. Při snímání všech probandů byly zajištěny stejné podmínky, aby nedocházelo ke zkreslení výsledků. Snímání bylo prováděno při zatemnění. Proband seděl na ţidli před digitizérem, hlava opřená, kde výška očí musí být shodná s výškou digitizéru, coţ zajišťoval nastavitelný stativ, na kterém byl digitizér umístěn. Hloubka ostrosti přístroje je 110 cm, proto byla zajištěna vzdálenost očí probanda od digitizéru ve stejné vzdálenosti. Při vlastním skenování měl proband neutrální výraz, zavřená ústa, otevřené oči a hlavu v mírném záklonu pro snadnější nasnímání brady a krku. Daná poloha musí být zachována bez jakéhokoli pohybu. Vlasy probanda nesmějí zasahovat do obličejové části, jinak by došlo ke zkreslení výsledného skenu. Pro naskenování celé obličejové části bylo zapotřebí u kaţdého probanda získat jeden sken frontální a dva skeny boční (viz. obr. 4.). Pro získání kompletního 3D modelu obličeje bylo nutné nasnímaná data dále upravit a sloučit.

43

Obr. 4. Frontální a laterální 3D snímky obličeje před úpravou.

Ze softwaru InSpeck FAPS byly exportovány skeny do softwaru InSpeck EM a odtud do programu RapidForm, kde byly skeny dále upravovány. Kvůli nedokonalému zachycení okrajových částí skenů bylo nejprve nutné okraje frontálního a bočních skenů ořezat (viz. obr. 5.).

Obr. 5. 3D snímky obličeje po úpravě, připravené na sloučení.

44

Dále bylo provedeno sloučení všech tří skenů, k čemuţ bylo vyuţito referenčních bodů textury jako je např. ektokanthion, chelion, mateřská znaménka atd. Takto byly získány kompletní 3D modely obličeje. V případě drobných nepřesností při skenování, které se projevily jako díry na skenu, umoţňuje program tyto díry zacelit a dále model vyhladit. Hotový model je znázorněný na obr. 6. S takto upravenými modely jsme dále pracovali.

Obr. 6. 3D snímek vzniklý sloučením tří snímků, po úpravách.

45

5.2.

METODOLOGIE HODNOCENÍ ASYMETRIE ZA VYUŽITÍ METOD KLASICKÉ MORFOMETRIE

V rámci klasické morfometrie bylo vybráno 26 landmarků (viz. obr. 7.), z toho 8 párových

a 10 mediálních. Landmarky byly převzaty z publikace Martin and Saller

(1957). Tyto landmarky jsme lokalizovali pomocí programu RapidForm XOR2. • Glabella (G) - výstupek na spodní části čela, který leţí nad kořenem nosu mezi obočím. Přičemţ jako měrný bod slouţí nejvíce vyčnívající bod v mediální rovině. • Tragion (T) - bod na horním okraji tragu, leţící na místě, kde se kříţí tangenty poloţené jedna na horním a jedna na předním okraji této chrupavky. Tragion leţí 1 - 2 mm pod lehce hmatatelným útvarem spinou helicis. • Nasion (N) - je bod na kořeni nosu, který je protínán mediosagitální rovinou, přičemţ kořenem nosu není myšleno nejprosedlejší místo na hřbetu nosu, leţící v místech ossa nasalia, nýbrţ sutura nasofrontalis. Nasion se nachází na úrovni spodního okraje obočí. • Subnasale (SN) - bod, který se nachází v úhlu mezi spodním okrajem nosní přepáţky a horním rtem Tento bod se vţdy nachází v místě, kde tangenta nosní přepáţky protíná horní ret. Neodpovídá ţádnému pevnému bodu lebky, neboť tloušťka měkkých částí v této oblasti je velká a individuálně rozdílná. • Pronasale (PRN) - dopředu nejvíce vystupující bod špičky nosu v úrovni očí a uší. • Stomion (STO) - průsečík ústní štěrbiny a mediosagitální roviny při zavřených ústech. • Labrale superius (LS) - bod leţící na horním rtu. Jedná se o průsečík mediosagitální roviny a tangenty nejvýše vystouplých míst orbitálního okraje sliznice horního rtu. • Labrale inferius (LI) - bod, kde mediosagitální rovina protíná spodní okraj sliznice spodního rtu. • Gnathion (GN) - bod na spodním okraji dolní čelisti, vystupující v mediosagitální rovině nejvíce kaudálně. • Entokanthion (EN) - bod na mediální části oka, kde se setkává horní a spodní okraj víčka. Bod je poloţen mediálně k caruncula lacrimalis.

46

• Ektokanthion (EX) - bod na laterální části oka, kde se střetává horní a spodní okraj víčka. Jako měrný bod se pouţívá místo, ve kterém se conjunctiva dotýká oční bulvy. • Zygion (ZY) - bod jařmového oblouku, který nejvíce vystupuje do strany. • Alare (AL) - bod nosního chřípí (nosního křídla), který je nejzazším bočním bodem. • Otobasion superius (OBS) - bod, ve kterém se ušní boltec kraniálně dotýká pokoţky na hlavě. Bod tedy odpovídá hornímu konci základny ucha. • Otobasion inferius (OBI) - bod, ve kterém se spodní okraj ušního lalůčku dotýká pokoţky na tváři. Bod tedy odpovídá spodnímu konci ušní základny. • Chelion (CH) - bod ústní štěrbiny, kde se stýkají vnější okraje horní a dolní sliznice rtu.

Obr. 7. Landmarky pouţité v rámci klasické morfometrie.

47

V programu Past jsem bylo vypočteno 14 párových vzdáleností mezi landmarky, přičemţ většina rozměrů byla vztaţena k landmarkům v mediální rovině. Seznam rozměrů udává tab. 2.

Tab. 2. Seznam vybraných párových vzdáleností mezi landmarky VZDÁLENOSTI MEZI LANDMARKY OBS-OBI

SN-CH

EX-EN

PO-CH

N-T

N-OBS

SN-T

SN-OBI

PO-T

STO-CH

N-EX

CH-EN

N-EN

CH-EX

5.2.1. Hodnocení antisymetrie Kaţdý typ asymetrie je charakterizován jinou kombinací střední hodnoty a rozptylu rozdílu L-R. Direkcionální asymetrie odráţí větší rozvoj znaku směrem k jedné straně těla neţ k druhé. Direkcionální asymetrické rysy vykazují průměrné rozdělení rozdílu R-L signifikantně větší nebo menší neţ nula (DA je tedy orientovaná k jedné straně) (Palmer and Strobeck, 1998). V případě antisymetrie se nachází bimodální distribuce rozdílu R-L s průměrem rovným 0, nebo je vrchol rozloţení příliš plochý (Kellner and Alford, 2003). Od předchozích dvou typů asymetrie se liší asymetrie fluktuační, která má normální rozdělení rozdílu R-L, jejichţ průměr se rovná nule (Palmer and Strobeck, 1998).

48

5.2.2. Hodnocení direkcionální asymetrie Pro odlišení direkcionální a fluktuační asymetrie byl pouţit t-test pro závislé soubory. Pomocí párového t-testu rozhodujeme o nulové hypotéze, ţe nějaká míra polohy (střední hodnota) rozdílu náhodných veličin je nulová (Zvára, 2003). Testuje se shoda populačních průměrů u dvojice veličin R a L (Zvára, 1999). V našem případě se jedná o rozměry na pravé a levé polovině obličeje jedinců v souboru. Vypočítáme jako: t=

.

=

kde R jsou naměřené hodnoty pravé a L levé strany, s je směrodatná odchylka a n je počet pozorování. Naše nulová hypotéza říká, ţe populační průměry veličin R a L se neliší. Hodnota p opět vypovídá o platnosti nulové hypotézy. Platnost nulové hypotézy vylučujeme na 5% hladině významnosti testu (p< 0,05, značíme *), 1% (p< 0,01, značíme **) a 0,1% (p< 0,001, značíme ***). Potom lze hovořit o tom, ţe rozdíly mezi populačními průměry rozměru na pravé a levé straně jsou významné a takto zjištěnou asymetrii povaţujeme za direkcionální a to ve prospěch pravé nebo levé strany (Zvárová, 1998).

5.2.3. Hodnocení fluktuační asymetrie V případě, ţe se u rozměru nepotvrdila direkcionální asymetrie nebo antisymetrie, jsme dále ověřovali přítomnost fluktuační asymetrie. K popisu úrovně FA se pouţívá mnoho různých vzorců. Pro naše účely jsme převzali čtyři vzorce z publikace Palmer and Strobeck (1986). Jednotlivé vzorce se liší v citlivosti na určité faktory, jako jsou odlehlé hodnoty, přítomnost direkcionální asymetrie a antisymetrie, velikost znaku a další odchylky od „normálu“. Vzorce FA1 a FA2 nás informují o absolutní asymetrii, tedy jak se absolutní hodnota rozdílu pravé a levé strany u jedinců liší.

49

FA1 = průměr |R-L| Pouţití vzorce je výhodné pro svou jednoduchost, nezkreslený odhad směrodatné odchylky souboru a niţší citlivost k odlehlým hodnotám oproti vzorci FA4. Jako nevýhodu autoři povaţují velké zkreslení výsledku, pokud se vyskytne direkcionální asymetrie nebo antisymetrie. Pokud je soubor příliš malý nebo jsou rozdíly mezi soubory malé, můţe dojít ke sníţení statistické „síly“ testu. Vzorec autoři doporučují pouţívat pro střední aţ velké soubory, minimálně však s 30 probandy. Lze pouţít i u menšího souboru, ale musíme počítat s tím, ţe dojde ke sníţení statistické „síly“. Vzorec se pouţívá jen v případě, ţe není přítomna direkcionální asymetrie a antisymetrie a kde |R-L| nemění celkovou velikost (Palmer, 1994). FA2 = průměr {|R-L|/[(R+L)/2]} Klady a zápory při pouţití tohoto vzorce jsou stejné jako u vzorce FA1. Vzorec by se měl pouţívat pouze tehdy, pokud existuje jasný důkaz o závislosti velikosti |R-L| mezi jedinci uvnitř souboru. Vzorce FA4 a FA6 nás informují o rozdílech mezi pravou a levou stranou zachovávajíc informace o směru asymetrie ve prospěch pravé či levé strany (Palmer, 1994). FA4 = var (R-L) Tento vzorec autoři povaţují jako nejsilnější test rozdílů mezi dvěma soubory. Je efektivnější pro odhad variací mezi stranami neţ vzorec FA1 a není ovlivněn přítomností direkcionální asymetrie. Výhodné je pouţití pouze k porovnání pouze dvou souborů. Jako nevýhoda je pokládána větší citlivost na odlehlé hodnoty neţ u vzorce FA1 a zkreslení výsledků při přítomnosti antisymetrie. Dále je nevhodné jeho pouţití v případě závislosti rozdílu |R-L| na velikosti znaku (Palmer, 1994). Stejné výhody jako u vzorce FA4 můţe nalézt u vzorce FA6. FA6 = var {(R-L)/[(R+L)/2]} Tento vzorec se doporučuje pouţívat pouze tehdy, existuje-li jasný důkaz o závislosti velikosti rozdílu |R-L| mezi jedinci v souboru a bere v úvahu, stejně jako vzorec FA2,

50

celkovou velikost sledovaného znaku. Pokud by se vzorce pouţívaly bez rozlišení, mohou vzorce vyvolávat falešné rozdíly v FA v případě, ţe se soubory liší v celkové velikosti, ale neliší se v průměrných absolutních rozdílech mezi stranami. U FA, kde se snaţíme odhadnout rozptyl, zvýšená chyba měřená tento rozptyl zvyšuje. Čím tedy větší chyba měření je, tím je větší dopad na odhad rozptylu mezi stranami (Palmer, 1994).

5.3.

HODNOCENÍ

ASYMETRIE

OBLIČEJE

CELKOVÉHO

METODAMI

POVRCHU

GEOMETRICKÉ

MORFOMETRIE Metody geometrické morfometrie kombinují silné a flexibilní nástroje vícerozměrné statistiky s ohledem na prostorové vztahy jednotlivých částí a proto je moţné zkoumat morfologické variace se zřetelem na anatomické souvislosti s jednotlivými strukturami (Bookstein, 1996). Asymetrii obličeje lze studovat pomocí roviny symetrie, coţ jak bylo jiţ zmíněno, je metoda sporná, nebo srovnáním obou polovin obličeje. Srovnávání levých a pravých obličejových znaků je méně informativní neţ geometrická morfometrie při odhalování asymetrie (Klingenberg et al., 2002). Geometrická morfometrie poskytuje prostředek pro popis všech způsobů, jak se forma liší od jeho vlastního zrcadlového obrazu najednou. Ukazuje nejen rozdíl ve velikosti levé a pravé strany, ale také rozdíly v jejich tvaru a pozici (Schaefer and Bookstein, 2009). Jedním z postupů je porovnání původního tvaru 3D snímku obličeje s jeho příslušnou zrcadlovou kopií a tím je umoţněno rozdělení tvarové variace na komponenty symetrické a asymetrické (Klingenberg et al., 2002). Digitalizace landmarků získáním 3D souřadnic nám umoţňuje otestovat objekt symetrie záměnou dvojic landmarků s následným porovnáním původního a zrcadlového obrazu (Schaefer et al., 2005). Tato problematika je jednou z oblastí zájmu klinického lékařství. Uplatní se například při studiu změn měkkých tkání spojené s chirurgií. Předchozí studie popsaly změny rozměrů měkkých tkání před a po operaci lineárním měřením mezi landmarky (McCance et al., 1997, Kau et al., 2006a, Kau et al.,2006c). Jiní porovnávali změny před a po léčbě mezi skupinami dospělých osob s faciální disproporcí pomocí porovnávání odchylek na 51

barevných mapách obličeje (Hajeer et al., 2004). Byla měřena odchylka mezi snímky, kde výsledkem je zobrazení barevné škály, která udává procentuální změny odpovídající odchylce tvaru obličeje mezi dvěma snímky (Kau et al., 2006b). Další studie (Kau et al., 2006a) pouţívá tyto mapy odchylek k vytvoření průměrných obličejů u souboru zdravých muţů a ţen. Vytváří tak obličejové šablony, které slouţí k porovnání morfologie obličeje muţů a ţen, dále k porovnání obličejových 3D snímků zdravých jedinců se snímky jedinců s určitou kraniofaciální deformitou či k analýze výsledků léčby u jedinců s disproporcí obličeje. Další oblastí, kde lze takové mapy pouţít je studium velikosti a směru růstu obličeje, jak ve své studii ukazuje například Kau et al. (2005b), který se zabýval růstem obličeje u dvojčat.

5.3.1. Hodnocení celkové asymetrie obličeje za využití softwaru RapidForm V návaznosti na zmíněné studie, bylo dalším krokem vytvoření zrcadlových modelů pomocí programu RapidForm. Nejprve bylo nutné modely zmenšit (decimovat) pro jejich velkou velikost a to přibliţně na hodnotu 3,5 MB. Podle osy x byla vytvořena rovina, na základě které došlo k převrácení modelů, získali jsme tak k původním modelům jejich zrcadlové kopie viz. obr. 8.

52

Obr. 8. Původní a zrcadlový 3D snímek obličeje.

V programu RapidForm došlo ke sloučení původního a zrcadlového modelu pomocí referenčních bodů a pomocí funkce shell deviation byla automaticky vypočtena barevná mapa, znázorňující rozdíly mezi původním a zrcadlovým modelem (viz. obr. 9.), díky kterým lze jedince individuálně hodnotit. Tento postup jsme provedli u všech snímků. Barevná škála udává procentuální změny odpovídající odchylce tvaru obličeje mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje. Červená barva zde znázorňuje oblasti asymetrii ve prospěch původního snímku od snímku zrcadlového, znázorňuje tedy oblasti, kde je povrch obličeje větší oproti druhé polovině obličeje. Modrá barva naopak znázorňuje asymetrii ve prospěch zrcadlového snímku, tedy oblasti, kde je povrch obličeje oproti druhé polovině obličeje menší. Program RapidForm dále umoţňuje barevné zobrazení obličeje, znázorňující odchylky snímků v rámci absolutních hodnot (viz. obr. 10). Na základě tohoto zobrazení, byla u všech původních a zrcadlových snímků vypočtena směrodatná odchylka (SD), průměrná vzdálenost, maximální a minimální odchylka snímků popisující asymetrii obličeje (podle Kau et al., 2004, Kau et al., 2005b, Kau et al., 2006a).

53

Obr. 9. Barevné znázornění rozdílu mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje (červená barva – asymetrie kladná, modrá barva – asymetrie záporná).

Obr. 10. Barevné znázornění rozdílu mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje, zaloţené na absolutních hodnotách odchylek mezi snímky.

54

5.3.2. Hodnocení celkové asymetrie včetně její lokalizace za využití softwaru Morphome3cs K celkovému vyhodnocení asymetrie u skupiny muţů a ţen byl pouţit program Morphome3cs, který byl vyvinut v rámci Skupiny počítačové grafiky na Matematickofyzikální fakultě Univerzity Karlovy. Program umoţňuje vygenerování zrcadlových snímků a na základě ručního zadání landmarků na původním snímku automaticky vypočítá umístění landmarků na snímku zrcadlovém díky invertováním jedné ze souřadnic. Následně je na dvojici snímků s umístěnými landmarky aplikována generalizovaná Procrustovská analýza (GPA), která umoţňuje zarovnání dokonce celé mnoţiny snímků výpočet průměrné polohy zadaných landmarků. GPA minimalizuje vzdálenosti mezi korespondujícími si landmarky a současně zachovává původní definovaný tvar (Zelditch et al., 2004). Tímto je dosaţeno překrytí snímků zbavením parametru pozice, převedením na jednotkovou velikost a pootočením, čímţ je odstraněn i vliv rotace (Rohlf, 1990). Po nalezení nejbliţších bodů na zrcadlovém snímku ke kaţdému vertexu na původním snímku u kaţdého jedince, byla provedena analýza, jejímţ výstupem je tzv. mapa nejkratších vzdáleností mezi snímkem původním a zrcadlovým. Tuto mapu vzdáleností je moţné vizualizovat. Barevně zobrazuje asymetrii jednotlivých modelů obličeje. Takto jsou spočítány mapy vzdáleností pro snímky všech jedinců. Mapa vzdáleností u vybraného snímku je znázorněna na obr. 11. Barevná škála znázorňuje oblasti, kde je povrch obličeje větší oproti druhé straně (ţlutá aţ červená barva) a oblasti, kde je povrch obličeje oproti druhé straně menší (modrá barva). Z obrázku 11. je patrné, ţe povrch obličeje je větší v oblasti čela a středního obličeje ve prospěch pravé strany, naopak oblast bradového výběţku, dolní čelisti a nosu je větší ve prospěch strany levé.

55

Obr. 11. Mapa vzdáleností mezi povrchem původního modelu a jeho zrcadlové kopie (červená barva – asymetrie kladná, modrá barva - asymetrie záporná).

Dalším krokem bylo celkové vyhodnocení asymetrie u skupiny muţů a ţen integrací map vzdáleností získaných pro jednotlivé snímky. Byl aplikován tzv. Dense correspondence algoritmus (Hutton at al., 2001). Celá skupina jedinců, zvlášť muţů a ţen, byla zarovnána pomocí generalizované Procrustovské analýzy. Následně byla pouţita Thin Plate Spline metoda (TPS). Metoda TPS je zaloţena na simulaci deformace tenkého kovového plátu, který, pro názornost, představuje síť souřadnic. Tato síť souřadnic se umístí na referenční snímek a vytvaruje se tak, aby došlo ke shodě s původním snímkem, na základě zadaných landmarků (Richtsmeier et al., 2002). Díky tomuto postupu, byly všechny snímky obličejů navrstveny a zarovnány na sebe. Po tomto zarovnání, byly všechny vertexy snímků dostatečně blízko a byla spočítána Dense correspondence. Jednotlivé povrchové snímky se skládaly z různého počtu trojúhelníčků, neboli faces, a vertexů. Aby bylo moţné sečíst jednotlivé mapy vzdáleností, bylo třeba určit, které vzdálenosti u vertexů na jednotlivých snímcích spolu sčítat, proto bylo nutné nalézt korespondence, zachovat dál pouze úspěšně nalezené korespondující si vrcholy, čímţ se získají snímky o stejném počtu vertexů a se stejným počtem faces. Před provedením Dense correspondence analýzy je třeba na kaţdém snímku zadat referenční landmarky. Mohou být pouţity jiţ zadané landmarky slouţící ke spočítání map vzdáleností. Díky nalezeným 56

korespondencím je moţné jednotlivé délky vektorů mezi vertexy na původních snímcích a nejbliţšími body na zrcadlových snímcích z jednotlivých map vzdáleností sečíst. Tímto způsobem byla provedena integrace asymetrií všech snímků u skupiny muţů a ţen. Díky součtu nejkratších vzdáleností mezi jednotlivými body modelů a jejich zrcadlovými kopiemi, byla získána barevná mapa celkových součtů vzdáleností, znázorňující oblasti, kde se u skupiny muţů a ţen nejvíce asymetrie vyskytuje.

57

6. VÝSLEDKY 6.1. HODNOCENÍ ASYMETRIE ZA POUŽITÍ METOD KLASICKÉ MORFOMETRIE 6.1.1. Hodnocení antisymetrie Pro odlišení antisymetrie bylo pouţito grafického znázornění pomocí histogramů u jednotlivých metrických znaků zvlášť u muţů a ţen. Histogramy odhalí odchylky od normálu. V případě antisymetrie

by mělo grafické znázornění bimodální distribuci u

rozdílu R-L s průměrem rovným 0, nebo by byl vrchol rozloţení příliš plochý. U našeho souboru se bimodální ani ploché rozloţení u histogramu nevyskytovalo, antisymetrie tak nebyla potvrzena ani u jednoho rozměru, tudíţ bylo moţno dále testovat fluktuační asymetrii. Jako příklad je na obr. 12. znázorněný histogram rozdílu R-L u vybraného rozměru (OBS-OBI) u muţů. Křivka má normální rozloţení, nevyskytuje se zde bimodální distribuce ani plochý vrchol. Vrchol je posunut směrem k záporným hodnotám, coţ naznačuje moţnou přítomnou direkcionální asymetrie. Zda se u tohoto rozměru DA vyskytuje, bude testováno v rámci testování rozdílu R-L strany párovým t-testem. Pokud by vrchol křivky histogramu procházel nulou, můţeme vyloučit přítomnost DA a rozdíl mezi stranami by tak byl dán fluktuační asymetrií. Histogramy všech rozměrů muţů i ţen viz příloha 1. a 2.

58

Obr. 12. Histogram rozdílu R-L.

6.1.2. Hodnocení direkcionální asymetrie Pomocí párového t-testu byla odlišena asymetrie direkcionální od fluktuační. U direkcionální asymetrie se nachází významný rozdíl mezi rozměrem pravé a levé strany. Bylo testováno, zda platí nulová hypotéza, to znamená, ţe se rozměry na pravé a levé straně neliší. Vyhodnocení bylo provedeno zvlášť muţe a ţeny. Nulovou hypotézu jsme zamítali na 5% aţ 0,1% hladině významnosti testu a tuto asymetrii můţeme označit jako direkcionální. Výsledky párového t-testu jsou znázorněny v tabulkách 3 a 4. Direkcionální asymetrie je vţdy zaměřena doprava nebo doleva, coţ je v tabulce označeno jako dx a sin. Dále je v tabulce uvedena průměrná hodnota rozměru mezi zadanými landmarky, hodnota t-testu označena jako t a dosaţená hladina testu označena jako p. Výsledky párového t-testu, u muţů jsou zaznamenány v tab. 3. U muţů se direkcionální asymetrie vyskytovala u 28,57% měřených znaků, přičemţ byla více orientovaná na levou stranu. DA orientovaná na pravou stranu se prokázala pouze u rozměru N-EX, na levou stranu pak u rozměrů OBS-OBI, SN-CH a CH-EX. Schematicky znázorněno na obr. 13. Oblast pravého oka (rozměr N-EX) je širší neţ na levé straně. Střední obličej na levé straně je vyšší (CH-EX) a zároveň základna ušního boltec OBSOBI je vyšší neţ na pravé straně.

59

Tab. 3. Výsledky párového t-testu u mužů: průměr [mm], t je hodnota t-testu, p dosažená hladina významnosti testu, dx a sin označují stranovou orientaci asymetrie ROZMĚRY

PRŮMĚR

OBS sin-OBI sin

50,27

OBS dx-OBI dx

47,67

EX sin-EN sin

29,13

EX dx-EN dx

29,45

N-T sin

125,71

N-T dx

124,84

SN-T sin

133,87

SN-T dx

133,25

PO-T sin

147,60

PO-T dx

148,22

N-EX sin

51,04

N-EX dx

51,48

N-EN sin

25,15

N-EN dx

25,72

SN-CH sin

40,49

SN-CH dx

39,56

PO-CH sin

41,22

PO-CH dx

41,63

N-OBS-sin

127,55

N-OBS dx

126,85

SN-OBI sin

124,45

SN-OBI dx

123,38

STO-CH sin

29,59

STO-CH dx

29,01

CH sin-EN sin

68,31

CH dx-EN dx

68,65

CH sin-EX sin

99,82

CH dx-EX dx

72,90

t

p

5,65

0,62x10-5***

-0,70

0,49

0,14

0,89

0,94

0,35

-1,13

0,26

-3,48

0,99x10-3***

-1,42

0,16

3,38

0,14x10-2**

-1,64

0,11

0,76

0,45

0,73

0,47

0,97

0,34

1,47

0,15

7,63

0,40x10-9***

60

Lateralita

sin

dx

sin

sin

Obr. 13. Schematické znázornění výsledků párového t-testu u muţů (červeně označeny landmarky; modře označeny rozměry, kde se projevila DA ve prospěch vyznačené strany).

Výsledky párového T-testu u ţen, jsou znázorněny v tab. 4. U ţen se DA vyskytovala se u

42,86% měřených znaků, přičemţ

DA byla, pokud se týká stran, rozloţena

rovnoměrně. DA orientovaná na pravou stranu byla prokázána u rozměrů N-EX, N-EN a CH-EN, na levou stranu pak u rozměrů OBS-OBI, SN-CH a CH-EX. Graficky znázorněno na obr. 14. Oblast pravého oka (N-EX, N-EN) je širší neţ na levé straně. Střední obličej je blíţe k mediální rovině vyšší na pravé straně (CH-EN) a laterálněji vyšší na straně levé (CH-EX). Základna ušního boltce je u rozměru OBS-OBI vyšší neţ na pravé straně.

61

Tab. 4. Výsledky párového t-testu u žen: průměr [mm], t je hodnota t-testu, p dosažená hladina významnosti testu, dx a sin označují stranovou orientaci asymetrie ROZMĚRY

PRŮMĚR

OBS sin-OBI sin

48,47

OBS dx-OBI dx

46,12

EX sin-EN sin

29,19

EX dx-EN dx

29,12

N-T sin

117,16

N-T dx

118,03

SN-T sin

124,86

SN-T dx

124,86

PO-T sin

138,12

PO-T dx

138,42

N-EX sin

48,99

N-EX dx

50,06

N-EN sin

23,20

N-EN dx

23,64

SN-CH sin

37,76

SN-CH dx

37,52

PO-CH sin

38,28

PO-CH dx

38,61

N-OBS sin

119,21

N-OBS dx

119,53

SN-OBI sin

115,15

SN-OBI dx

116

STO-CH sin

27,4

STO-CH dx

27,42

CH sin-EN sin

63,14

CH dx-EN dx

63,90

CH sin-EX sin

97,35

CH dx-EX dx

68,67

t

p

Lateralita

7,55

0,16x1010***

sin

0,97

0,33

0,95

0,35

1,97

0,05

-1,01

0,31

-4,90

0,35x10-5***

dx

-4,22

0,53x10-4***

dx

2,16

0,03

sin

-0,90

0,37

1,63

0,11

1,66

0,10

0,30

0,77

-3,33

0,12x10-2**

dx

11,75

0,17x1018***

sin

62

Obr. 14. Schematické znázornění výsledků párového t-testu u ţen (červeně označeny landmarky; modře označeny rozměry, kde se projevila DA ve prospěch vyznačené strany).

63

6.1.3. Hodnocení fluktuační asymetrie Párovým t-testem byla odlišena direkcionální a fluktuační asymetrie. U rozměrů, kde se direkcionální asymetrie neprojevila (DA by zkreslovala výsledky), byla dále testována asymetrie fluktuační. K hodnocení FA bylo pouţito čtyř vzorců převzatých podle Palmer and Strobeck (1986). Jednotlivé vzorce se liší v citlivosti na určité faktory, jako jsou odlehlé hodnoty, přítomnost direkcionální asymetrie a antisymetrie, velikost znaku a další odchylky od „normálu“ (viz. výše). Vzorce FA1 a FA2 nás informují o absolutní asymetrii, tedy jak se absolutní hodnota rozdílu pravé a levé strany u jedinců liší. Vzorce FA4 a FA6 nás informují o rozdílech mezi pravou a levou stranou zachovávajíc informace o směru asymetrie ve prospěch pravé či levé strany (Palmer, 1994). Bylo potvrzeno, ţe FA se u rozměrů obličeje vyskytuje častěji neţ DA. Největší hodnoty absolutní odchylky (FA1) bylo v rámci fluktuační asymetrie u muţů prokázáno u rozměrů PO-T a SN-T, u ţen pak u rozměrů SN-T a N-OBS. Hodnoty však nepřesahují hodnotu jednoho milimetru. U ostatních rozměrů nabývá odchylka nízkých hodnot. Vztáhneme-li však průměr a varianci FA k velikosti znaku, jeví se FA jako zanedbatelná, v případě FA2 a FA6 se blíţí k nule. Při porovnání variance FA (FA4) bylo zjištěno, ţe největší variance dosahují u muţů rozměry PO-T (31) a SN-T (24) a u ţen u rozměrů SN-T (46), N-OBS (37) a SN-OBI (33). Pokud se týká stranové orientace FA, u muţů bylo stranové rozloţení rovnoměrné, u ţen se FA vyskytovala více na pravé straně (u 75% rozměrů).

64

Tab. 5. Výsledky vyhodnocení FA podle vzorců převzatých od Palmer a Strobeck (1986). MUŢI OBS-OBI EX-EN N-T SN-T PO-T N-EX N-EN SN-CH PO-CH N-OBS SN-OBI STO-CH CH-EN CH-EX

FA1 DA 0,143 0,058 0,445 0,567 DA 0,265 DA 0,341 0,367 0,347 0,241 0,269 DA

FA2 DA 0,000 0,000 0,036 0,000 DA 0,000 DA 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 DA

ŢENY

FA4 DA -7,87 3,2 24,47 -31,18 DA -14,591 DA -18,754 20,18 19,100 13,271 -14,799 DA

6.2. HODNOCENÍ POVRCHU

FA6 DA -0,005 0,000 0,003 -0,004 DA -0,010 DA -0,008 0,003 0,003 0,008 -0,004 DA

FA1 DA 0,241 0,105 0,541 0,133 DA DA DA 0,062 0,438 0,390 0,064 DA DA

FA2 DA 0,000 0,000 0,023 0,000 DA DA DA 0,000 0,000 0,000 0,000 DA DA

ASYMETRIE OBLIČEJE

FA4 DA 20,753 9,000 46,54 -11,46 DA DA DA -5,301 37,650 33,520 5,512 DA DA

FA6 DA 0,008 0,001 0,004 -0,001 DA DA DA -0,002 0,004 0,003 0,002 DA DA

CELKOVÉHO METODAMI

GEOMETRICKÉ MORFOMETRIE 6.2.1. Hodnocení celkové asymetrie za využití softwaru RapidForm U všech snímků byla pomocí programu RapidForm automaticky vypočtena barevná mapa, znázorňující rozdíly mezi povrchy původního a zrcadlového modelu. Mapy rozdílů mezi povrchy původních a zrcadlových modelů všech jedinců viz. příloha 3. a 4. Barevná škála udává procentuální rozdíly odpovídající odchylce tvaru obličeje mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje. Červená barva zde tedy znázorňuje oblasti asymetrie kladné, modrá barva asymetrii zápornou.

65

Příklad barevné mapy u vybraných modelů muţe a ţeny viz. obr. 15. a 16. U vybraného modelu muţe (viz. obr. 15.) je patrná kladná asymetrie, tedy větší oblast pravé poloviny povrchu obličeje a dále větší oblast nadočnicového oblouku, nosu, rtů a bradového výběţku na levé polovině obličeje. U modelu ţeny (viz. obr. 16.) se vyskytuje kladná asymetrie, tedy větší oblast čela a nadočnicového oblouku na pravé polovině obličeje. Kladnou asymetrii ve prospěch levé poloviny obličeje nacházíme v oblasti středního obličeje, nosu a mandibuly. Podobným způsobem je moţné interpretovat individuální asymetrie u všech jedinců na základě přílohy 3. a 4.

Obr. 15. Barevné znázornění rozdílu mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje u modelu muţe č. 31 (červená barva – asymetrie kladná, modrá barva – asymetrie záporná).

66

Obr. 16. Barevné znázornění rozdílu mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje u modelu ţeny č. 92 (červená barva – asymetrie kladná, modrá barva – asymetrie záporná).

U všech dvojic snímků (původních a zrcadlových) skupiny muţů a ţen byla na základě barevného zobrazení obličeje znázorňující odchylky snímků v rámci absolutních hodnot vypočtena standartní odchylka (SD), průměrná vzdálenost, maximální a minimální vzdálenost mezi povrchem 3D snímku a jeho zrcadlovým obrazem (viz. tabulka 6.). Průměrná vzdálenost ± SD mezi původními a zrcadlovými snímky u muţů a ţen činila 1,68 ± 1,37 mm a 1,73 ± 1,39 mm. U ţen tak byla zaznamenána větší asymetrie neţ u muţů. Maximální dosaţená asymetrie v podobě průměrné maximální vzdáleností mezi snímkem a jeho zrcadlovým obrazem byla větší u muţů. Tab. 6. Průměrné odchylky původních a zrcadlových snímků mužů a žen MUŢI 1,37 1,68 6,37 0,00

Standartní odchylka (mm) Průměrná vzdálenost (mm) Maximální vzdálenost (mm) Minimální vzdálenost (mm)

67

ŢENY 1,39 1,73 6,26 0,00

6.2.2. Hodnocení celkové asymetrie včetně její lokalizace za využití softwaru Morpome3cs Pomocí programu Morphome3cs byly modely přepočítány na stejný počet bodů (vertexů) a dílčích trojúhelníčků (faces). Ke všem modelům pak byly vygenerovány jejich zrcadlové kopie. Dalším krokem pak bylo vygenerování map vzdáleností mezi jednotlivými body originálu a zrcadlové kopie u všech analyzovaných modelů (viz příloha 5. a 6.). Přílohy tak umoţňují podobně jako přílohy předchozí kapitoly sledovat individuální asymetrii jednotlivých probandů. U těchto jednotlivých map byly ale navíc následně sečteny velikosti vektorů v daných bodech a to zvlášť u skupiny muţů a ţen. Výsledkem je průměrná mapa vzdálenosti muţů a ţen. Stupeň asymetrie je znázorněn pomocí barevné škály, kde oblasti nejmenšího rozdílu mezi snímky obličeje, tudíţ malou asymetrii, představuje zelená barva. Oblasti kladné asymetrie jsou znázorněna ţlutou aţ červenou barvou a oblasti naopak záporné asymetrie odstíny modré barvy. Bílá linie uprostřed barevné škály znázorňuje nulovou hodnotu. Průměrná mapa vzdáleností u skupiny muţů je znázorněna na obr. 17., 18. a 19. Z barevného znázornění vyplývá, ţe u muţů je kladná asymetrie, lokalizována do levé poloviny obličeje v oblasti horního a středního obličeje a do pravé poloviny obličeje v oblasti dolního obličeje. Levá strana čela a spánku (oranţová barva) je výrazně větší neţ pravá (modrá barva) Dále více prominuje oblast levého oka a nadočnicového valu. Oblast středního obličeje z laterální strany a úhel mandibuly signifikantně větší na levé straně. Postavení nosu je orientováno taktéţ na levou stranu. Výraznější asymetrie levé poloviny obličeje je pak „vyrovnávána“ asymetrií oblasti brady ve prospěch pravé strany.

68

Obr. 17. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních snímků a jejich zrcadlových kopií u muţů – čelní pohled.

Obr. 18. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních snímků a jejich zrcadlových kopií u muţů – pohled z levé strany.

69

Obr. 19. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních snímků a jejich zrcadlových kopií u muţů – pohled z pravé strany.

Průměrná mapa vzdáleností u skupiny ţen je znázorněna na obr. 20., 21. a 22. Z barevného znázornění vyplývá, ţe u ţen je asymetrie ve prospěch levé poloviny obličeje v oblasti horního a středního obličeje, tj. ţe oranţovoţlutá levá část povrchu obličeje je větší. V dolní části obličeje výraznější asymetrie nebyla zaznamenána. Největší rozdíly se zde vyskytují v laterální oblasti čela a spánku, dále pak laterální části středního obličeje a úhlu mandibuly.

70

Obr. 20. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u ţen – čelní pohled.

Obr. 21. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u ţen – pohled z levé strany.

71

Obr. 22. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u ţen – pohled z pravé strany.

6.3. HODNOCENÍ ASYMETRIE VE VZTAHU K POHLAVNÍMU DIMORFISMU Asymetrie obličeje byla zkoumána zvlášť u souboru muţů a ţen. Výsledky ukázaly, ţe u ţen se DA vyskytovala u více měřených rozměrů (42,86%) neţ u muţů (28,57%). Přičemţ u ţen byla zaznamenána stranová orientace DA symetricky rozloţená na rozdíl od muţů, kde byl výskyt častější na levé polovině obličeje. DA byla shodně u obou pohlaví zaznamenána u rozměru N-EX ve prospěch pravé strany, a u rozměrů CH-EX, OBS-OBI a SN-CH ve prospěch strany levé. Z toho vyplývá, ţe oblast pravého oka byla u obou pohlaví prokázána jako širší, střední obličej a základna ušního boltce je na levé straně vyšší. U ţen byla navíc prokázána DA u rozměrů N-EN a CH-EN ve prospěch pravé strany. Na základě výsledků bylo prokázáno, ţe se u rozměrů obličeje vyskytuje častěji FA neţ DA a to u muţů u 71,43% a u ţen u 57,14% měřených rozměrů. Největších hodnot

72

absolutních odchylek a největší variance FA bylo u obou pohlaví dosaţeno u rozměru POT. Pokud se týká stranové orientace FA, u muţů bylo stranové rozloţení rovnoměrné, u ţen se FA vyskytovala více na pravé straně (u 75% rozměrů). Integrací asymetrie pomocí programu Morphome3cs byla asymetrie obličeje, ve prospěch levé poloviny obličeje, lokalizována u obou pohlaví do oblasti spánku, laterální části čela, oblasti oka, nadočnicového oblouku, laterální části středního obličeje a úhlu mandibuly. U muţů byla navíc zaznamenána asymetrie bradového výběţku s orientací na pravou stranu.

73

7. DISKUZE Diplomová práce byla zaměřena na sledování asymetrie obličeje dospělých muţů a ţen na základě analýzy 3D snímků obličejů. Při hodnocení asymetrie bylo pouţito metod jak klasické morfometrie, tak i metod morfometrie geometrické. Geometrická morfometrie umoţňuje zkoumat prostorové souvislosti mezi anatomickými strukturami a umoţňuje tak studium tvaru jako celku. Cílem bylo vyhodnotit asymetrii mezi pravou a levou polovinou obličeje s ohledem na pohlavní dimorfismus. Klasická morfometrie zaloţená na získání lineárních vzdáleností mezi landmarky je povaţována za běţnou metodu a je pouţívána v řadě studií (např. Sforza et al., 2007, Ferrario et al., 1993). Antropometrie obličeje hraje klíčovou roli v klinických hodnoceních, které poskytují přesnou diagnózu. V současné době je klasická morfometrie nahrazována geometrickou morfometrií, přičemţ znalosti a pouţití těchto technologií je pro lékaře zásadní kvůli analýze informací při plánování a vyhodnocování léčebných postupů (Mezenes and Sforza, 2010). K získání vstupních 3D snímků byl pouţit InSpeck 3D digitizér. Výhodou přístroje byla časová nenáročnost, snadná obsluha a nezatíţení probanda. Bylo nutné získat tři 3D snímky obličeje u kaţdého jedince (čelní, a dva boční), coţ lze povaţovat za nevýhodu přístroje kvůli nutnosti dalšímu zpracování a sloučení snímků do jednoho 3D modelu pomocí dalšího softwaru, coţ je časově velice náročné. Pokud bychom pracovali pouze s frontálními snímky obličeje, docházelo by ke ztrátě důleţitých informací z laterálních částí obličeje. V rámci klasické morfometrie byly digitalizovány landmarky na 3D snímcích obličeje. 3D metody umoţňují pouţití souřadnic bodů pro výpočet vzdáleností. Kdykoli se potom můţe provést nové měření ze stejných bodů, aniţ by bylo potřeba nové kolekce dat (Mezenes et al., 2009). Geometrická morfometrie je uţitečným nástrojem při porovnávání tvarů. To vyţaduje, aby byly landmarky umístěny na přesně definované biologické body na 3D povrchu objektu, v našem případě obličeje. Tyto orientační body pak slouţí k porovnání tvaru. Kaţdý landmark pak odpovídá stejnému bodu při všech testech (Ponniah et al., 2006). Pro spolehlivost analýz je proto nutné zadávat landmarky s velkou přesností a vybírat takové landmarky, u kterých je jejich zadání jednoznačné. Pokud by u některého snímku nebylo moţné některý landmark zadat (například kvůli chybění některé

74

struktury), pak tento landmark ztrácí při hodnocení smysl. V rámci naší práce byly proto landmarky vybírány tak, aby jejich lokalizace byla jednoznačná. Pouze lokalizace landmarku zygion (ZY) byla na 3D snímku obtíţnější, pro nemoţnost palpace. Rozměry mezi landmarky byly automaticky spočítány s pouţitím programu Past. Díky automatickému výpočtu těchto vzdáleností, byla minimalizována chyba, ke které by mohlo docházet při ručním měření. Tato data byla podrobena analýze, která vyloučila přítomnost antisymetrie a díky párovému t-testu odlišila direkcionální a fluktuační asymetrii (Palmer and Strobeck, 1986, Palmer, 1994). Tato metodika je běţně pouţívána při hodnocení asymetrie obličeje. Například Hume and Montgomerie (2001) vyuţili tento postup ve své studii zabývající se hodnocením asymetrie obličeje a atraktivity. Rozměry mezi landmarky však byly vztaţeny k rovině symetrie (RS), na rozdíl od naší práce, kde byly pouţity rozměry mezi párovými landmarky či v kombinaci s landmarky mediálními. Výsledky této studie dokládají přítomnost DA u rozměrů OBI-RS, EX-RS a EN-RS a přítomnost FA u rozměrů OBS-RS, CH-RS a OBS-OBI. Při porovnání s našimi výsledky, pokud pomineme rozdílný postup v pouţití roviny symetrie a mediálních landmarků, jsme došli k podobným závěrům, pokud se DA týká. U našeho souboru byla DA prokázána u rozměrů EX-N (u muţů a ţen) a EN-N (u ţen). DA byla v našem případě potvrzena u více rozměrů a častěji se vyskytovala u ţen (42,86%) neţ u muţů (28,57%). Většina studií došla k závěru, ţe nejpravděpodobnější příčinou direkcionální asymetrie jsou vlivy vnějšího prostředí a funkce. Bylo například zjištěno, ţe časté ţvýkání na jedné straně vede ke zvýšení kostního vývoje na kontralaterální straně (Shah and Joshi, 1978). Na druhé straně, jiné studie faciální asymetrie zdůrazňují vrozené funkční a strukturální rozdíly mezi mozkovými hemisférami. Toto zjištění udává jako zdroj či původ asymetrie obličeje nerovnoměrnost vývoje mozku spojenou s asymetrií lebky (Pirttiniemi, 1998). Ve větší míře se však u měřených rozměrů našeho souboru vyskytovala asymetrie fluktuační, coţ jsme ověřovali vzorci pro výpočet FA převzatých od Palmer and Strobeck (1986). Pouţití těchto vzorců bylo testováno v mnoha studiích (např. Windig and Nylin , 2000, Palmer, 1994) a bylo shledáno jako vhodné při studiu FA. Fluktuační asymetrie se vyskytovala u 71,43% měřených znaků u muţů, respektive u 57,14% znaků u ţen. FA se tedy v našem vzorku projevila ve větší míře u muţů, coţ můţe být důsledkem toho, ţe jsou muţi během vývoje obličeje více citliví na stres, neţ jsou ţeny, jak je uváděno v literatuře (Simmons et al., 2004). 75

Podobně jako Hume and Montgomerie (2001) i další autoři hodnotí symetrii obličeje na základě porovnání lokalizace landmarků vzhledem k ose symetrie. Metody pouţívané pro určení roviny symetrie však nejsou jednotné. Při výpočtu roviny symetrie lze pouţít párových landmarků (Ras et al., 1995) nebo pouze landmarky v mediální rovině (Chatrath et al., 2007, Chow and Lau, 2009), zde však můţe dojít ke zkreslení výsledné roviny symetrie při pouţití landmarků lokalizovaných na mandibule, vzhledem k jejímu odlišnému vývoji a častým stranovým odchylkám. K určení roviny symetrie ve 2D studiích se také pouţívá spojnice mezi zornicemi, kdy rovina symetrie představuje kolmici vztyčenou v polovině této spojnice (Haraguchi et al., 2008). Pouţití roviny symetrie je však sporné, protoţe není jednotný pohled na metodu, která by rovinu symetrie, vzhledem k asymetrii objektu, určila (Klingenberg et al., 2002). Asymetrie celkového povrchu obličeje byla hodnocena softwarem RapidForm a Morphome3cs. S pomocí programu RapidForm byla vypočtena směrodatná odchylka, průměrná vzdálenost, maximální a minimální vzdálenost mezi povrchem 3D snímku a jeho zrcadlovým obrazem. Průměrná vzdálenost ± SD mezi původními a zrcadlovými snímky u muţů a ţen činila 1,68 ± 1,37 mm a 1,73 ± 1,39 mm. U ţen tak byla zaznamenána větší asymetrie neţ u muţů. Maximální dosaţená asymetrie v podobě maximální vzdálenosti mezi snímkem a jeho zrcadlovým obrazem byla větší u muţů. Pro vyhodnocení celkové asymetrie povrchu obličeje a její lokalizace u obou souborů muţů a ţen byl vyvinut speciální modul programu Morphome3cs v rámci Skupiny počítačové grafiky na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy. Tento program umoţňuje nejen vyhodnocení asymetrie u jednotlivých modelů, k čemuţ lze pouţít i program RapidForm, ale zároveň lze vyhodnotit průměrnou asymetrii u celé skupiny jedinců muţů a ţen, coţ program RapidForm neumoţňuje. Základem je vytvoření zrcadlového snímku ke snímku původnímu a následné hodnocení odchylek mezi těmito snímky (Klingenberg et al., 2002, Schaefer et al., 2005, Schaefer and Bookstein, 2005). Jmenovaní autoři však pouţívali danou metodologii pro hodnocení mnoţiny přesně definovaných landmarků, nikoliv pro hodnocení celé polygonové sítě (v našem případě povrchu obličeje). Výhodou tohoto programu je automatické vygenerování zrcadlového snímku ke snímku původnímu a automatické spočítání landmarků na zrcadlovém snímku na základě zadání landmarků na snímku původním. Oproti programu RapidForm, který je ve studiích pro metrickou analýzu odchylek mezi polygonovými sítěmi pouţíván (Kau et

76

al., 2004, Kau et al., 2005b, Kau et al., 2006a), se minimalizuje chyba při dvojím zadávání landmarků a lze vyhodnotit celou skupinu snímků najednou. Na dvojici snímků se zadanými landmarky je aplikována generalizovaná Procrustovská analýza, která umoţňuje zarovnání snímků na sebe a odstranění faktoru velikosti, pozice a rotace. Poté byl proveden součet nejkratších vzdáleností mezi snímkem původním a zrcadlovým, jehoţ výsledkem je mapa vzdáleností. Při integraci asymetrie, neboli při celkovém vyhodnocení asymetrie povrchu obličeje skupiny muţů a ţen, program vyuţívá algoritmu Dense correspondence, který popisuje Hutton et al. (2001). Na skupinu snímků muţů a ţen je aplikována Procrustovská analýza a následně Thin Plate Spline metoda, která přiblíţí snímky dostatečně blízko, aby bylo moţné spočítat

Dense correspondence. Díky nalezeným korespondencím mezi

jednotlivými snímky bylo moţné sečíst jednotlivé délky vektorů mezi vertexy na původních modelech a nejbliţšími body na zrcadlových snímcích z jednotlivých map vzdáleností. Takto byla provedena intergace asymetrií všech snímků u skupiny muţů a ţen byla získána barevná mapa celkových součtů vzdáleností, znázorňující oblasti, kde se u skupiny muţů a ţen nejvíce asymetrie vyskytuje. V rámci vyhodnocení asymetrie pomocí programu Morphometrics nelze zcela odlišit výskyt direkcionální a fluktuační asymetrie. Předpokládáme však, ţe by se na mapách vzdáleností mezi povrchy původních a zrcadlových modelů měla projevit především asymetrie direkcionální, díky jejímu opakovanému výskytu na určité straně. Tuto metodu však nelze srovnávat s výsledky získaných při hodnocení asymetrie za pouţití metod klasické morfometrie, kde se analyzovaly „pouze“ rozměry mezi landmarky. Díky programu Morphome3cs získáváme podrobnější informace o celkové asymetrii povrchu obličeje, nelze však přesně definovat, v jakém směru se asymetrie vyskytuje. Při celkovém vyhodnocení asymetrie povrchu obličeje bylo zjištěno, ţe u skupiny muţů byla asymetrie, lokalizována do levé poloviny obličeje v oblasti horního a středního obličeje a do pravé poloviny obličeje v oblasti dolního obličeje. Největší asymetrie se vyskytovala v laterální části čela a spánku ve prospěch levé strany. Dále byla větší oblast levého oka a nadočnicového valu.

Oblast středního obličeje z laterální strany a úhel

mandibuly byl signifikantně větší taktéţ na levé straně. Postavení nosu bylo orientováno na levou stranu. Výraznější asymetrie levé poloviny obličeje byla pak „vyrovnávána“ asymetrií oblasti brady ve prospěch pravé strany. 77

Při celkovém vyhodnocení asymetrie povrchu obličeje bylo zjištěno, ţe u ţen je asymetrie, lokalizována do levé poloviny obličeje v oblasti horního a středního obličeje. V dolní části obličeje výraznější asymetrie nebyla zaznamenána. Největší rozdíly se vyskytovaly na levé polovině obličeje v laterální oblasti čela a spánku, dále byla větší laterální část středního obličeje a úhel mandibuly. Integrací asymetrie pomocí programu Morphome3cs byla asymetrie obličeje, lokalizována u obou pohlaví na levé polovině obličeje do oblasti spánku, laterální části čela, oblasti oka, nadočnicového oblouku, laterální části středního obličeje a úhlu mandibuly. U muţů byla navíc zaznamenána asymetrie bradového výběţku s orientací na pravou stranu. Většina studií zabývající se běţnou asymetrií udává, ţe pravá polovina obličeje je obvykle širší neţ levá polovina obličeje (Shae and Joshi, 1978, Burke, 1979, Koff, 1981, Farkas and Cheung, 1981, Koff et al., 1985, Ferrario et al., 1993). Další studie nedokumentovaly ţádné významné rozdíly mezi pravou a levou polovinou obličeje (Pec ket al., 1991, Ferrario et al., 1995), nebo zaznamenaly, ţe bývá širší levá polovina obličeje (Vig and Hewitt, 1975, Chebib and Chamma, 1981). Ve studii zabývající se asymetrií obličeje za pomocí laserového skeneru byla zjištěna zřetelná asymetrie odlišná u pohlaví. U muţů bylo zjištěno postavení nosu na levé straně od středové osy, a šířka hlavy byla větší na levé straně. U ţen bylo postavení nosu více na pravé straně a levé oko a levý koutek úst se nacházelo výše a více dozadu (Hennessy et al., 2006). Při porovnání s naší prací jsme došli k výsledkům u skupiny muţů podobným, jako ve studii Hennessy (2006). V rámci asymetrie povrchu obličeje souboru muţů byla zjištěna širší levá polovina obličeje s mírným postavením nosu na levou stranu. Bradový výběţek byl naopak asymetrický ve prospěch pravé strany, coţ je v rozporu s výsledky studie Ferrario et al. (1993) zabývající se symetrií bradového výběţku, podle jejichţ závěru je bradový výběţek častěji orientován (u 60% jedinců) na levou stranu u obou pohlaví. U souboru ţen byly zjištěny podobné výsledky jako u souboru muţů, tedy širší levá polovina obličeje, avšak nebyla zde zaznamenána asymetrie v oblasti bradového výběţku, respektive dolní třetiny obličeje, vyjma asymetrie v oblasti úhlu mandibuly. Toto je opět v rozporu se studií Ferrario et al. (1993), která udává, ţe dolní třetina obličeje vykazuje

78

vyšší stupeň asymetrie neţ ostatní části obličeje, coţ můţe být způsobeno odlišným vývojem a funkcí mandibuly. Studiem asymetrie obličeje se zabývá mnoho vědeckých oborů, avšak přístupy a metodika je různorodá a přináší tak odpovědi na různé otázky. V naší práci nebyla pouţita rovina symetrie při hodnocení asymetrie obličeje, z důvodu nejednotných metod, díky kterým lze rovinu symetrie u asymetrického objektu, v našem případě obličeje, určit. Různé způsoby určení roviny symetrie mohou přinášet odlišné výsledky. V naší práci byly při hodnocení asymetrie obličeje pouţity jak metody klasické morfometrie tak i geometrické morfometrie. Výsledky získané při pouţití metod klasické morfometrie však nelze srovnávat s výsledky získanými při pouţití metod geometrické morfometrie, jak jiţ bylo zmíněno. Srovnávání rozměrů pravé a levé strany nepřináší dostatek informací o povrchu obličeje. V rámci metod geometrické morfometrie získáme podrobnější informace o celkové asymetrii povrchu obličeje. Obě metody tedy přinášejí doplňující se informace o asymetrii obličeje. Hodnocení asymetrie obličeje má velký význam při analýze obličejových deformit, plánování operací a při posuzování efektu chirurgického zákroku v rámci ortodoncii a dentofaciální chirurgie. Nachází také uplatnění v klinické genetice při zkoumání morfologie obličeje u jednotlivých syndromů a ve forenzních vědách např. při identifikaci osob. Dále lze asymetrii studovat v souvislosti s vlivem stresu na lidský organismus, čímţ se zabývá například bioarcheologie a nebo v souvislosti s atraktivitou, coţ je předmětem sociokulturní antropologie. Naše práce by měla být přínosem pro tyto obory a předkládá různé přístupy, jakými je moţné asymetrii hodnotit.

79

8. ZÁVĚR Diplomová práce se zabývala sledováním asymetrie obličeje dospělých muţů a ţen. Základem byla analýz 3D povrchových snímků obličejů 58 muţů (průměrný věk 22,6) a 85 ţen (průměrný věk 21,6). Vstupní data byla získána pomocí InSpeck 3D digitizéru. Při hodnocení asymetrie bylo pouţito metod klasické i geometrické morfometrie. Pomocí grafického znázornění byla v rámci metod klasické morfometrie vyloučena přítomnost antisymetrie, která by při dalším testování mohla zkreslovat výsledky. Antisymetrie se u ţádného rozměru nevyskytovala. Direkcionální asymetrie se u muţů vyskytovala u 28,57% měřených znaků, přičemţ byla více orientovaná na levou stranu. U ţen se DA vyskytovala se u 42,86% měřených znaků, přičemţ DA byla, pokud se týká stran, rozloţena rovnoměrně. DA byla shodně u obou pohlaví zaznamenána u rozměru N-EX ve prospěch pravé strany, a u rozměrů CHEX, OBS-OBI a SN-CH ve prospěch strany levé. Z toho vyplývá, ţe oblast pravého oka byla u obou pohlaví prokázána jako širší, střední obličej a základna ušního boltce byla na levé straně vyšší. U ţen byla navíc prokázána DA u rozměrů N-EN a CH-EN na pravé straně. Fluktuační asymetrie se u rozměrů obličeje vyskytovala častěji neţ DA a to u muţů u 71,43% a u ţen u 57,14% měřených rozměrů. Pokud se týká stranové orientace FA, u muţů bylo stranové rozloţení rovnoměrné, u ţen se FA vyskytovala více na pravé straně (75%). Největších hodnot průměrných absolutních odchylek a největší variance FA bylo u obou pohlaví dosaţeno u rozměru PO-T. Největší asymetrie v rámci povrchu modelu dosahovala průměrných hodnot 1,68 ± 1,37 mm u muţů a 1,73 ± 1,39 mm u ţen. U ţen tak byla v rámci povrchu obličeje zaznamenána větší asymetrie neţ u muţů. Průměrná maximální dosaţená asymetrie byla větší u muţů. Při hodnocení celkového povrchu obličeje, byla u obou pohlaví levá polovina obličeje větší v oblasti spánku, laterální části čela, oblasti oka, nadočnicového oblouku, laterální části středního obličeje a úhlu mandibuly. U muţů byla navíc zaznamenána větší oblast bradového výběţku na pravé straně.

80

9. SEZNAM TABULEK Tab. 1. Technické specifikace digitizéru InSpeck 3D Mega Capturor II. Tab. 2. Seznam vybraných párových vzdáleností mezi landmarky. Tab. 3. Výsledky párového t-testu u muţů. Tab. 4. Výsledky párového t-testu u ţen. Tab. 5. Výsledky vyhodnocení FA podle vzorců převzatých od Palmer a Strobeck (1986). Tab. 6. Průměrné odchylky původních a zrcadlových snímků muţů a ţen.

81

10. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1. Některé typy symetrie nalezené na útvarech ţivých organismů. Obr. 2. Běţná distribuce R-L u bilaterálních organismů. Obr. 3. Vývoj obličeje z ventrálního a laterálního pohledu a podíl ţaberních oblouků na formování jeho tvaru. Obr. 4. Frontální a laterální 3D snímky obličeje před úpravou. Obr. 5. 3D snímky obličeje po úpravě, připravené na sloučení. Obr. 6. 3D snímek vzniklý sloučením tří snímků, po úpravách. Obr. 7. Landmarky pouţité v rámci klasické morfometrie. Obr. 8. Původní a zrcadlový 3D snímek obličeje. Obr. 9. Barevné znázornění rozdílu mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje. Obr. 10. Barevné znázornění rozdílu mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje, zaloţené na absolutních hodnotách odchylek mezi snímky. Obr. 11. Mapa vzdáleností mezi povrchem původního modelu a jeho zrcadlové kopie. Obr. 12. Histogram rozdílu R-L. Obr. 13. Schematické znázornění výsledků párového t-testu u muţů. Obr. 14. Schematické znázornění výsledků párového t-testu u ţen. Obr. 15. Barevné znázornění rozdílu mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje u modelu muţe č. 31. Obr. 16. Barevné znázornění rozdílu mezi původním a zrcadlovým snímkem obličeje u modelu ţeny č. 92. Obr. 17. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u muţů – čelní pohled.

82

Obr. 18. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u muţů – pohled z levé strany. Obr. 19. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u muţů – pohled z pravé strany. Obr. 20. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u ţen – čelní pohled. Obr. 21. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u ţen – pohled z levé strany. Obr. 22. Průměrná mapa vzdáleností mezi povrchy původních modelů a jejich zrcadlových kopií u ţen – pohled z pravé strany.

83

11. POUŽITÉ ZDROJE: ALBERT, A. M.; RICANEK, K.; PATTERSON, E. A review of the literature on the aging adult skull and face: Implications for forensic science research and applications. Forensic Sci Int. 2007, 172. ALEXANDER, J.; STIMSON, W. H. Sex hormones and the course of parasitic infection. Parasitol Today. 1988, 4, 189—193 (cit. dle Simmons et al., 2004). AYOUB, A.; GARRAHY, A.; HOOD, C.; WHITE, J.; BOCK, M.; MATH, B.; SIEBER, J. P.; SPENCER, R.; RAY, A. Validation of a vision-based, three-dimensional facial imaging system. Cleft Palate-craniofac J. 2002, 4, 523—529. AZOUZ, Z. B.; SHU, C.; LEPAGE, R.; RIOUX, M. Extracting main mode soft human body shape variation from 3D anthropometric data. Proc. 5th Int´l Conf. 3-D Digital Imaging and Modeling (3DIM ´05). Ottawa. Ont. Canada. 2005, 335—342. BAAB, K. L.; MCNULTY, K. P. Size, shape and asymmetry in fosil hominins: The status of the LB1 cranium based on 3D morphometric analyses. J Hum Evol. 2008, 15, 1—15. BADER, R. S. Fluctuating asymmetry in the dention of the house mouse. Growth. 1965, 29, 291—300 (cit. dle Swaddle et. al., 1994). BADYAEV, A. V.; FORESMAN, K. R.; YOUNG, R. L. Evolution of morphological integration: developmental accommodation of stress-induced variation. Am Nat 2005, 166, 382—395. BENTLEY, R. P.; SGOUROS, S.; NATARAJAN, K. Normal ganges in orbital volume during childhood. J Neurosurg. 2002, 96, 742—6. BENZ, M.; LABOUREUX, X.; MAIER, T.; NKENKE, E.; SEEGER, S.; NEUKAM, F. W.; HÄUSLER, G. The symmetry of faces. Erlangen Earth Conf. 2002, 20—22. BERRY, D. S.; WERO, J. L. Accuracy in face perception: a view from ecological psychology. J Pers. 1993, 61, 497—503.

84

BIGONI, L.; VELEMÍNSKÁ, J.; BRŮŢEK, J. Three/dimensional geometric morphometric analzsis of cranio-facial sexual dimorphism in a Central European sample of known sex. HOMO – J Comp Hum Biol. 2010, 1—17. BISHARA, S. E.; BURKEY, P. S.; KHAROUF, J. G. Dental and facial asymmetries: a review. Angle Orthod. 1994, 64, 89—98. BLAŢEK, V.; TRNKA, R. Lidský obličej: vnímání tváře z pohledu kognitivních, behaviorálních a sociálních věd. Praha: Karolinum, 2009. 256 s. ISBN 978-80-246-15561. BOOKSTEIN, F. L. Biometric, biomathematics and the morphometric synthesis. B Math Biol.1996, 58, 313—365. BOOTHROYD, L. G.; JONES, B. C.; BURT, D. M.; CORNWELL, R. E.; LITTLE, A. C.; TIDDEMAN, B. P.; PERRETT, D. I. Facial maskulinity is related to perceived age but not perceived health. Evol Hum Behav. 2005, 26, 417—431. BOWYER, K.; CHANG, K.; FLYNN, P. A survey of approaches and challenges in 3D and multi-modal 3D+2D face recognition. Computer Vision and Image Understanding 2006, 101, 1—15. BRADLEY, B. D.; CHAN, A. D. C.; HAYES, M. J. D. A 3D scanning system for biomedical purpposes using the laser light-sectioning method and elliptical fourier descriptors. Med Meas Apl. 2008, 101—105. BROWN, N. A.; HOYLE, C. I.; MCCARTHY, A.; WOLPERT, L. The development of asymmetry: the sidedness of drug-induced limb abnormalities is reversed in situs inversus mice. Development. 1989, 107, 637—642 (cit. dle Gangestad a Thornhill, 2003). BRŮŢEK, J.; MURAIL, P. Methodologz and reliabilitz of sex determination from the skeleton. In: Schmitt, A., Cunha, E., Pinheiro, J. (Eds.), Forensic Anthropology and Medicine: Complementary Sciences from Recovery to Cause of Death. Humana Press, Totowa, NJ. 2006, 225—242. BURKE, P. H. Growth of the soft tissues of middle third of the face between 9 and 16 years. Eur J Orthodont. 1979, 1, 1—13 (cit. dle Haraguchi et al., 2008).

85

CHATRATH, P.; DE CORDOVA, J.; NOURAEI, S. A. R.; AHMED, J.; SALEH, H. A. Objective Assessment of Facial Asymmetry in Rhinoplasty Patients. Arch Facial Plast S. 2007, 9, 184—187. CHEBIB, F. S.; CHAMMA, A. M. Indices of craniofacial asymmetry. Angle Orthod. 1981, 51, 214—226. CHENEY, E. A. Dentofacial asymmetries and thein clinical signifikance. Am J Orthodontics. 1961, 47, 814—829 (cit. dle Thapliyal et al., 2005). CHOW, B.; LAU, A. The Planning of Orthognathic Surgery- The digital Era. Dental Bull. 2009, 14. COSTA, P. T. Jr.; MCCRAE, R. R. Four wals five factors are basic. Pers Indiv Differ. 1992, 13, 653—665. CRANE, J. Fiddler Crabs of the World. Ocypodidae: Genus Uca. Princeton Univ. Pr., Princeton. 1975 (cit. dle Palmer a Strobeck, 1997). CUNNINGHAM, M. R.; DRUEN, P. B.; BARBEE, A. P. Angels, mentors, and friends: trade offs among evolutionary, social, individual variables in physical appearance. Evol Soc Psych. 1997, 109—140. ČIHÁK, M. Anatomie I. 2. vyd., Praha: Grada, 2001. 516 s. ISBN 80-7169-970-5. DELEON, V. B. Fluctuating asymmetry and stress in a medieval nubian population. Am J Phys Antropol. 2007, 520—534. ENLOW, D. H.; HANS, M. G. Essentials of facial growth. Second edition, Philadelphia: Saunders. 2008. ENLOW, D. H. Facial growth. Philadelphia: Harcourt Brace. 1990. ERICKSON, G. E.; WAITE, D. E. Mandibular Asymmetry. J Am Dent Assoc. 1974, 89, 13—69 (cit. dle Thapliyal et al., 2005). ERWAY, L.; HURLEY, L. S.; FRASER, A. S. Congenital ataxia and otolith defects due to manganem deficiency in mice. J

Nutr. 1970, 100, 643—654 (cit. dle Gangestad a

Thornhill, 2003).

86

EVISON, M. P.: Computerised 3D facial Reconstruction. 1996 [cit. 2010-01-10]. Dostupné z <www.assemblage.group.shef.ac.uk/1/evison.html>. FARKAS, L. G.; CHEUNG, G. Facial asymmetry in healthy North American Caucasians. An anthropometrical study. Angle Orthod. 1981, 51, 70—77. FERRARIO, V. F.; SFORZA, C.; MIANI, A.; SERRAO, G A free dimensional evaluation of human facial asymmetry. J Anat. 1995, 186, 103—110. FERRARIO, V. F.; SFORZA, C.; MIANI, A.; TARTAGLIA, G. Craniofacial morphometry by photographic evaluations. Am J Orthod Dentofac. 1993, 103, 327—337. FIALOVÁ, L. Asymetrie dlouhých kostí dolní končetiny u velkomoravské a recentní populace. Praha: Přírodovědecká fakulta UK v Praze, 2004. Diplomová práce. FINK, B.; NEAVE, N.; MANNING, J. T.; GRAMMER, K. Facial symmetry and jungements of attractiveness, health and personality. Pers Indiv Differ. 2006, 41, 491—499. FINK, B.; PENTON-VOAK, I. Evolutionary psychology of facial attractiveness. Curr Dir Psychol Sci. 2002, 11, 154—158. FOLSTAD, I; CARTER, A. J. Parasite, Bright Males, and the Immunocompetence Handicap. Am Nat. 1992, 139, 603—622. FORSBERG, C. M.; ELIASSON, S.; WESTERGREN, H. Face height and tooth eruption in adult – a 20 year follow-up investigation. Eur J Orthodont. 1991, 13, 249—254. GANGESTAD, S. W.; THORNHILL, R. Individual differences in developmental precision and fluctuating asymmetry: a model and its implications. J Evol Biol. 1997, 12, 402—416.

GANGESTAD, S. W.; THORNHILL, R. Facial masculinity and fluctuating asymmetry. Evol Hum Behav. 2003, 24, 231—241. GANGESTAD, S. W.; SIMSON, J. A. The evolution of human mating: trade-offs and strategic pluralism. Behav Brain Sci. 2000, 23, 573—644.

87

GOOD, S.; EDLER, R.; WERTHEIM, D.; GREENHILL, D. A computerized photographic assessment of the relationship between skeletal discrepancy and mandibular outline asymmetry. Eur J Orthodont. 2006, 28, 97—102. GRAHAM, J. H.; FLETCHER, D.; TIGUE, J.; MCDONALD, M. Growth and cevelopmental stability of Drosophila Melanogaster in low-frequency magnetic fields. Bioelectromagnetics. 2000, 21, 465—472. GRAHAM, J. H.; FREEMAN, D. C.; EMLEN, J. M. Developmental stability: A sensitive indicator of populations under stress. 1993, 136—158. In Landis, W. G., Hughes, J. S., Lewis, M. A. Environmental Toxicology and Risk Assessment. American Society for Testing and Materials. Philadelphia. GRAMMER, K.; THORNHILL, R. Human (Homo sapiens) facial attractiveness and sexual selection: the role of symmetry and averageness. J Comp Psychol. 1994, 108, 233— 242. GRAZIANO, W. G.; JENSEN-CAMPBELL, L. A.; TODD, M.; FINCH, J. F. Interpersonal attraction from an evolutionary perspective: women´s reactions to dominant and prosocial men. In: A. Simpson, Kenrick, D. T.: Evolutionary social psychology. 1997, 141—167, Mahwah, N. J.: Lawrence Erlbaum Associates. GREENE, D. L. Fluctuating dental asymmetry and measurement error. Am J Phys Anthropol. 1984, 65, 283—289. GROSSMAN, C. J. Interactions between gonadal steroids and the imunite system. Science. 1985, 227, 257—261. GUYURON, B. The aging nose. Dermatol Clin.1997, 15, 659—664. HAJEER, M. Y.; AYOUB, A. F.; MILLETT, D. T. Three-dimensional assessment of facial soft-tissue asymmetry before and after orthognathic surgery. Brit J Oral Max Surg. 2004, 42, 396—404. HAJEER, M. Y.; MILLETT, D. T.; AYOU, A. F.; SIEBERT, J. P. Applications of 3D imaging in orthodontics: Part I. J Orthod. 2004, 31, 62—70.

88

HAMMOND, P.; HUTTON, T. J.; ALLANSON, J. E.; CAMPBELL, L. E.; HENNEKAM, R. C. M.; HOLDEN, S.; MURPHY, K. C.; PATTON, M. A.; SHAW, A.; TEMPLE, I. K.; TROTTER, M.; WINTER, R. M. 3D Analysis of Facial Morphology. Am J Med Genet A. 2004, 126, 339—348. HARAGUCHI, S.; IGUCHI, Y.; TAKADA, K. Asymmetry of the face in orthodontic patiens. Angle Orthodont. 2008, 78, 421—426. HARRISON, J. A.; NIXON, M. A.; FRIGHT, W. R.; SNAPE, L. Use of hand-held laser scanning in the assessment of facial swelling: a preliminary study. J Oral Maxil Surg. 2004, 42, 8—17. HENNESSY, R. J.; MCLEARIE, S.; KINSELLA, A.; WADDINGTON, J. L. Facial Shape and Asymmetry by Three-Dimensional Laser Surface Scanning Covary With Cognition in a Sexually Dimorphic Manner. J Neuropsych Clin N. 2006, 18, 73—80. HENNESSY, R. J.; MCLEARIE, S.; KINSELLA, A. Facial surface analysis by 3D laser scanning and geometric morphometrics in relation to sexual dimorphism in cerebralcraniofacial morphogenesis and cognitive fiction. J Anat. 2005, 207, 283—295. HOFFMANN, A. A.; WOODS, R. E. Associating environmental stress with developmental stability: problems and patterns. See Polak. 2003, 387—401. HUME, D. K.; MONTGOMERIE, R. Facial attractiveness signals different aspects of „quality“ in women and men. Evol Hum Behav. 2001, 22, 93—112. HUTTON, T. J.; BUXTON, B. F.; HAMMOND, P. Dense Surface Point Distribution Models of the Human Face. Proceeding MMBIA´01 Proceedings of the IEEE Workshop on Mathematical Methods in Biomedical Image Analysis (MMBIA´01), IEEE Computer Society Washington, DC, USA 2001. JACOBSON, A. Radiographic Cephalometry, From Basics to Videoimaging. Berlin, Chicago: Quintessence 1995 (cit. dle Utíkalová et al., 2008). JOHNSTON, V. S.; HAGEL, R.; FRANKLIN, M.; FINK, B.; GRAMMER, K. Male facial attractiveness: evidence for hormone mediated adaptive design. Evol Hum Behav. 2001, 21, 251—267.

89

JAN, Y. N.; JAN, L. Y. Asymmetry across species. Nat Cell Biol. 1999, 1, 42—44. KAU, C. H.; ZHUROV, A.; RICHMOND, S.; CRONIN, A.; SAVIO, C.; MALLORIE, C. Facial templates: a new perspective in free dimensions. Orthod Craniofac Res. 2006a, 9, 10—17. KAU, C. H.; CRONIN, A.; DURNING, P.; ZHUROV, A. I.;SANDHAM, A.; RICHMOND, S. A new method for the 3D measurement of postoperative swelling following orthognathic surgery. Orthod Craniofac Res. 2006b, 9, 31—37. KAU, C. H.; RICHMOND, S.; SAVIO, C.; MALLORIE, C. Measuring Adult Facial Morphology in Three Dimensions. Angle Orthodont. 2006c, 76, 773—778. KAU, C. H.; RICHMOND, S.; ZHUROV, A.; KNOX, J.; CHESTNUTT, I.; HARTLES, F.; PLAYLE, R. Reliability of measuring facial morfology with a 3-dimensional laser scanning system. Am J Orthod Dentofac Orthop. 2005a, 128, 424—30. KAU, C. H.; ZHUROV, A.; BIBB, R.; HUNTER, L.; RICHMOND, S. The investigation of the changing facial appearance of identical twins employing a free-dimensional laser imaging systém. Orthod Craniofac Res. 2005b, 8, 85—90. KAU, C. H.; ZHUROV, A.; SCHEER, R.; BOUWMAN, S.; RICHMOND, S. The feasibility of measuring free-dimansional facial morfology in children. Orthod Craniofac Res. 2004, 7, 198—204. KELLNER, J. R.; ALFORD, R. A. The Onthogeny of Fluctuating Asymmetry. Am Nat. 2003, 161, 931—947. KEMKES, A.; GÖBEL, T. Metric assessment of the „mastoid triangle“ for sex determinativ: a validation study. J Forensic Sci. 2006, 51, 985—989. KLIKA, E. Embryologie. Praha: Avicenum, 1986. 364 s. ISBN 08-111-86. KLINGENBERG, C. P.; BARLUENGA, M.; MEYER, A. Shape analysis of symmetric structures: Quantifying variation among individuals and asymmetry. Evolution. 2002, 56, 1909—1920.

90

KOEHLER, N.; SIMMONS, L. W.; RHODES, G.; PETERS, M. The relationship between sexual dimorphism in human faces and fluctuating asymmetry. Proc R Soc Lond B. 2004, 271, 233—236. KOFF, E.; BOROD, J.; STRAUSS, E. Development of hemiface size asymmetry. Cortex, 1985, 21, 153—156. KOFF, E.; BOROD, J. C.; WHITE, B. Asymmetries for hemiface size and mobility. Neuropsychologia 1981, 19, 825—830 (cit. dle Haraguchi et al., 2008). KOHL, L. A.; BENNET, K. A. Fluctuating asymmetry in fetuses of diabetic rhesus macaques. Am J Phys Anthropol. 1986, 71, 477—483. LAZENBY, R. A. Sex dimorphism and bilateral asymmetry: modeling developmental instability and functional adaptation. Am J Phys Anthropol. 2001, 32, 129—138. LEAMY, J. L.; KLINGENBERG, Ch. P. The genetics and evolution of fluctuating asymmetry. Annu Rev Ecol Evol Syst. 2005, 36, 1—21. LITTLE, A. C.; JONES, B. C.; WAITT, C.;TIDDEMAN, B. P.; FEINBERG, D. R.; PERRETT, D. I.; APICELLA, C. L.; MARLOWE, F. W. Symmetry Is Related to Sexual Dimorphism in Faces: Data Across Culture and Species. PLoS ONE. 2008, 3. LIU, Y.; WEAVER, R. L.; SCHMIDT, K.; SERBAN, N.; COHN, J. Facial Asymmetry: A New Biometric. The Robotics Institute. Carnegie Mellon University. Pittsburgh 2001. MAH, J.; HATCHER, D. Current status and future Leeds in craniofacial imaging. Orthod. Craniofac Res. 2003, 1, 10—16. MALÍNSKÝ, J.; MALÍNSKÁ, J.; MICHALÍKOVÁ, Z. Morfologie orofaciálního systému pro studenty zubního lékařství. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2005. 199 s. ISBN 80-244-1062-1. MALÍNSKÝ, J. Histologie a embryologie orofaciální oblasti. Olomouc: Vydavatelství Univerzity Palackého, 1995. 103 s. ISBN 80-7067-547-0. MAMANDRAS, A., H. Linear changes of the maxillary and mandibular lips. Amer J Orthodontics. 1988, 94, 405—410.

91

MANNING, J. T.; GAGE, A. R.; DIVER, M. J.; SCUTT, D.; FRASER, W. D. Short-term ganges in asymmetry and hormones in men. Evol Hum Behav. 2002, 23, 95—102. MANNING, J. T.; SCUTT, D.; WHITEHOUSE, G. H.; LEINSTER, S. J.; WALTON, J. M. Asymmetry and menstrual cycle in women. Ethol Sociobiol. 1996, 17, 129—143. MARTIN, R.; SALLER, K. Lehrbuch der Anthropologie in Systematischer Darstellung, Stuttgard:Gustav Fischer Verlag, 1957. MASON, L. G.; EHRLICH, P. R.; Emmel, T. C. The population biology of the butterfly, Euphydryas editha. V. Character clusters and asymmetry. Evolution. 1976, 21, 85—91 (cit. dle Swaddle et al., 1994). MATHER, K. Genetical kontrol of stability in development. Heredity. 1953, 7, 297—336 (cit. dle Leamy a Klingenberg, 2005). MATHER, K. Polygenic balance in the canalizetion of developmental. Nature. 1943, 151, 68—71 (cit. dle Leamy a Klingenberg, 2005). MEYER-MARCOTTY, P.; STELLZIG-EISENHAUER, A.; BAREIS, U.;HARTMANN, J.; KOCHEL, J. Three-dimensional perception of facial asymmetry. Eur J Orthodont. 2011, 25, 1—7. MAZUR, A.; BOOTH, A. Testosterone and dominance in me. Behav Brain Sci. 1998, 21, 353—380. MCCALLUM, B. C.; NIXON, M. A.; PRICE, N. B.; FRIGHT, W. R. Hand-held laser scanning in practice. Auckland: Image Vision Comp. NZ. 1998, 17—22. MCCANCE, A. M.; MOSS, J. P.; FRIGHT, W. R.; LINNEY, A. D.; JAMES, D. R. Threedimensional analysis techniques – Part 2: Laser scanning: a quantitative free-dimensional soft-tissue analysis using a color-coding system. Cleft Palate-Cran J. 1997, 34, 46—51. MCKENZIE, J. A. The analysis of the asymmetry phenotype: single genes and the environment. See Polak. 2003, 135—141. MCKENZIE, J. A. Stress and asymmetry during arrested development of the Australian sheep blafly. Proc R Soc London Ser B. 1997, 264, 1749—1756.

92

MEALEY, L.; BRIDGSTOCK, R.; TOWNSEND, G. C. Symmetry and perceived facial attractiveness: A monozygotic co- twin comparison. J Pers Soc Psychol. 1999, 26, 151— 158. MEZENES, M.; ROSATI, R.; ALLIEVI, C.; SFORZA, C. A Photographic Systém for the Three-Dimensional Study of Facial Morphology. Angle Orthod. 2009, 79, 1070—1077. MEZENES, M.; SFORZA, C. Three dimensional face morphometry. Dental Press J Orthod. 2010, 15,13—15. MILORO, M. Peterson′s Principles of Oral and Maxillofacial Surgery. 2nd Ed. Canada: BC Decker Inc., 2004. ISBN 1-55009-234-0. MIYASAKA, S.; YOSHINO, M.; IMAIZUMI, K.; SETA, S. The computer-aided facial reconstruction system. Forensic Sci Int. 1995, 74, 155—165. MØLLER, A. P.; SWADDLE, J. P. Asymmetry, Developmental Stability and Evolution. Oxford: Oxford Univ. Press. 1997. MØLLER, A. P.; POMIANKOWSKI, A. Fluctuating asymmetry and sexual selection. Genetica. 1993, 89, 267—279. MOORE, P. Zrození člověka: Embryologie s klinickým zaměřením. Praha: ISV, 2002. 564 s. ISBN 80-85866-94-3. MUELLER, U.; MAZUR, A. Facial dominance in Homo Sapiens as honest signaling of male quality. Behav Ecol. 1997, 8, 569—579. NAKONECHNY, K. D.; FALLONE, B. G.; RATHEE, S. Novel methods of measuring single scan dose profiles and cumulative dose in CT. Med Phys. 2005, 32, 98—109. NANDA, R. S.; MENG, H.; KAPILA, S.; GOORHUIS, J. Growth changes of the soft tissue profile. Angle Orthod. 1990, 60, 177—190. NICOLAU, P. Anatomy and the Aging Changes of the Face and Neck. Office B Cosm Proced Tech. 2010, 3—6. ONO, I.; OHURA, T.; NARUMI, E.; KAWASHIMA, K.; MATSUNO, I.; NAKAMURA, S.; OHHATA, N.; UCHIYAMA, Y.; WATANABE, Y.; TANAKA, F.; KISHINAMI, T.

93

Three-dimensional analysis of craniofacial bones using free-dimansional komputer tomography. J Craniomaxillofac Surg. 1992, 20, 49—60. PALMER, A. R.; STROBECK, C. Fluctuating asymmetry analyses revisited. See Polak. 2003, 279—319. PALMER, A. R.; STROBECK, C. Fluctuating asymmetry and developmental stability: heritability of observace variation vs. heritability of inferred cause. J Evol Biol. 1997, 10, 39—49. PALMER, A. R. Waltzing with asymmetry. BioScience. 1996, 46, 518—532. PALMER, A. R. Fluctuating asymmetry analyses: a primer. In Developmental Instability: Its Origins and Evolutionary implications, ed. Markow, T. A., 1994, 335—364. Dordrecht: Kluwer. PALMER, A. R.; STROBECK, C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: Implications of non-normal distributions and power of statistical tests. Acta Zool Fenn. 1992, 191, 57—72. PALMER, A. R.; STROBECK, C. Fluctuating asymmetry: measurement, analysis, patterns. Ann Rev Acal Syst. 1986, 17, 391—421. PALOMO, J. M.; YANG, CH. Y.; HANS, M. G. Clinical application of free-dimensional craniofacial imaging in orthodontics. J Med Sci. 2005, 25, 269—278. PANDE, B. S.; SINGH, I. One sides dominance in the upper limb sof human fetuses as evidenced by asymmetry in muscle and bone weight. J Anat. 1971, 109, 457—459 (cit. dle Fialová, 2004). PANKAKOSKI, E.; KOIVISTO, I.; HYVARINEN, H. Reduced developmental stability as an indicator of heavy metal pollution in the comon shrew, Sorex araneus. Acta Zool Fenn. 1992, 191, 137—144. PATTERSON, E.; SETHURAM, A.; ALBERT, M.; RICANEK, K.; KING, M. Aspects of Age Variation in Facial Morphology Affecting Biometrics. Proceedings of the IEEE Conference on Biometrics: Theory, Applications, and Systems, Washington, D.C. 2007.

94

PECK, S.; PECK, L.; KATAJA, M. Skeletal asymmetry in esthetically leasing faces. Angle Orthod. 1991, 61, 43—48. PENTON-VOAK, I. S.; JONES, B. C.; LITTLE, A. C.; BAKER, S.; TIDDEMAN, B.; BURT, D. M.; PERRETT, D. I. Symmetry, sexual dimorphism in facial proportions and male facial attractiveness. Proc Biol Sci. 2001, 7, 1617—1623. PERRETT, D. I.; BURT, D. M.; PENTON-VOAK, I. S.; LEE, K. J.; ROWLAND, D. A.; EDWARDS, R. Symmetry and human facial attractiveness. Evol Hum Behav. 1999, 20, 295—308. PERRETT, D. I.; LEE, K. J.; PENTON-VOAK, I.; ROWLAND, D.; YIOSHIKAWA, S.; BURT, D. M.; HENZI, S. P.; CASTLES, D. L.; AKAMATSU, S. Effects of sexual dimorphism on facial attractiveness. Nature. 1998, 394, 884—887. PERETTA, R.; CONCHERI, G.; COMELLI, D.; MENEGHELLO, R.; GALZIGNATO, P. F.; Ferronato, G. A 3-Dimensional facial Morpho-Dynamic Database in the development of a prediction model in orthognathic surgery. Prog Orthodont. 2008, 9, 8—19. PINTO-ELIAS, R.; SOSSA-AZUELA, J. H. Automatic Facial Feature Detection and Location. 14th International Conference on Pattern Recognition (ICPR´98). 1998, 2, 13— 60. PIRTTINIEMI, P. Normal and increased functional asymmetries in the craniofacial area. Acta Odontol Scand. 1998, 56, 342—345. PIRTTINIEMI, P. M. Associations of mandibula rand facial asymmetries: a review. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1994, 106, 191—200. PONNIAH, A.; WITHEROW, H.; EVANS, R.; DUNAWAY, D.; RICHARDS, R., RUFF, C. Planning reconstruction for facial asymmetry. I. J Simul. 2006, 7, 32—39. PROFFIT, W. R. Contemporary Orthodontics. St. Louis, Mo: Mosby Year Book 2000 (cit. dle Haraguchi et al., 2008). RAKOSI, T. Cephalometric Radiography. London, Wolfe Medical Publications. 1982 (cit. dle Utíkalová et al., 2008).

95

RAS, F.; HABETS, L. L. M. H.; VAN GINKEL, F. C.; PRAHL-ANDERSEN, B. Method for quantifying facial asymmetry in free dimensions using stereophotogrammetry. Angle Orthod. 1995, 65, 233—239. RASMUSON, M. Fluctuating asymmetry – indicator of what? Hereditas. 2002, 136, 177— 183. RHODES, G.; ZEBROWITZ, L. A. Facial attractivenes: evolutionary, cognitive and social perspectives.Wesport, CT: Ablex. 2002. RHODES, G.; PROFFITT, F.; GRADY, J.; SUMICH, A. Facial symmetry and the perception of beauty. Psychonom Bull Rev. 1998, 5, 659—669. RHODES, G.; PROFFITT, F.; GRADY, J.; SUMICH, A. Facial symmetry and the perception of beauty. Psychonom Bull Rev. 1998, 5, 659—669. RICHTSMEIER, J. T.;DELEON, V. B.; LELE, S. R. The Promise of Geometric Morphometrics. Yearb Phys Antropol. 2002, 45, 63—91. ROHLF, F. J. Rotational fit (Procrustes) Methods. Proceeding on Michigan morphometrics workshop. 1990, Special Publication No. 2, The University of Michigan Museum of Zoology, Ann Arbor. ROLOCK, J. The Ins and Outs of the Three-Dimensional World: Two New Systems That Don´t Fall Flat. Capabilities. 2009, 17, 1, 1—2. ROSSI, M.; RIBEIRO, E.; SMITH, R. Craniofacial Asymmetry in Development: An Anatomical Study. Angle Orthod. 2003, 73, 381—385. SAVRIAMA, Y.; KLINGENBERG, CH. P.: Geometric morphometrics of complex symmetric structures: Shape analysis of symmetry and asymmetry with Procrustes methods.

[cit.

2010-01-11].

Dostupné

z WWW:

. SCHAEFER, K; BOOKSTEIN, F. L. Does geometric morphometrics serve the Leeds of plasticity research? J Biosci. 2009, 34, 589—599. SCHAEFER, K.; LAUC, T.; MITTEROECKER, P.; GUNZ, P.; BOKSTEIN, F. L. Dental arch asymmetry in an isolated Adriatic community. Am J Phys Antropol. 2005, 127, 1—12. 96

SCHEIB, J. E.; GANGESTAD, S. W.; THORNHILL, R. Facial attractiveness, symmetry, and cues to good genes. Proc R Soc Lond B. 1999, 266, 1913—1917. SCHULTZ, A. H. Proportions, Variability and Asymmetries of the Long Bone sof the Limbs and the Clavicles in Man and Apes. Hum Biol. 1937, 9, 97—101 (cit. dle Fialová, 2004). SCIULLI, P. W.; DOYLE, W. J.; KELLEY, C.; SIEGEL, P.; SIEGEL, M. I. The interaction of stressors in the induction of increased levels of fluctiating asymmetry in the laboratory rat. Am J Phys Anthropol. 1979, 50, 279—284. SCOTT, J. H. Growth of human face. Proc R Soc Med. 1953, 47, 91—100 (cit. dle Miloro, 2004). SCUTT, D.; MANNING, J. T. Symmetry and ovulation in women. Hum Reprod. 1996, 11, 2477—2480. SFORZA, C.; MAPELLI, A.; GALANTE, D.; MORICONI, S.; IBBA, T. M.; FERRARO, L.; FERRARIO, V. F. The effect of age and sex on facial mimicry: a free-dimensional study in healthy adults. Int J Oral Maxillofac Surg. 2010, 39, 990—999. SFORZA, C.; LAINO, A.; D´ALESSIO, R.; GRANDI, G.; CATTI, F.; FERRARIO, V. F. Three-dimensional facial morphometry of attractive adolescent boys and girl. Prog Orthod. 2007, 8, 268—281. SHAH, S. M.; JOSHI, M. R. An assessment of asymmetry in the normal craniofacial komplex. Angle Orthod. 1978, 48, 141—148 (cit. dle Haraguchi et al., 2008). SHAHROM, A. W.; VANEZIS, P.; CHAPMAN, R. C.; GONZALES, A.; BLENKINSOP, C.; ROSSI, M. I. Techniques in facial identification: computer-aided facial reconstruction using a laser scanner and video superimposition. Int J Legal Med. 1996, 108, 194—200. SIEGEL, M. I.; DOYLE, W. J.; KELLEY, C. Heat stress, fluctuating asymmetry and prenatal selection in the laboratory rat. Am J Phys Anthropol. 1977, 46, 121—126. SIEGEL, M. I.; DOYLE, W. J. The effects of cold stress on fluctuating asymmetry in the dentition of the mouse. J Exp Zool. 1975, 193, 385—389 (cit. dle Gangestad a Thornhill, 2003).

97

SIEGEL, M. I.; SMOOKLER, H. H. Fluctuating dental asymmetry and audiogenic stress. Growth. 1973, 37, 35—39 (cit. dle Gangestad a Thornhill, 2003). SILVERA, A. M.; FISHMAN, L. S.; SUBTEINY, J. D.; KASSEBAUM, D. K. Facial growth during adolescence in early, average ang late maturers. Angle Orthod. 1992, 52, 185—190. SIMMONS, J. W.; RHODES, G.; PETERS, M.; KOEHLER, N. Are human preferences for facial symmetry focused on signals of developmental instability? Behav Ecol. 2004, 15, 864—871. SIMMONS, L. W.; TOMKINS, J. L.; KOTIAHO, J. S.; HUNT, J. Fluctuating paradigm. Roy Soc. 1999, 266, 593—596. STAUBER, I.; VAIRAKTARIS, E.; HOLST, A.; SCHUSTER, M.; HIRSCHFELDER, U.; NEUKAM, F. W.; NKENKE, E. Three-dimensional Analysis of Facial Symmetry in Cleft Lip and Palate Patients Using Optical Surface Data. J Ortofac Orthop. 2008, 69, 268—282. STLOUKAL, M. Antropologie: příručka pro studium kostry. Praha: Národní muzeum, 1999. 509 s. ISBN 80-7036-101-8. SUBTELNY, J. D. A longitudinal study of soft tissue facial structures and thei profile characteristics defined in relation to underlying skeletal structures. Am J Orthod. 1959, 45, 481—507 (cit. dle Miloro, 2004). SWADDLE, J. P.; REIERSON, G. W. Testosterone increases perceived dominance but not attractiveness of human males. Proc R Soc London B. 2002, 269, 2285—2289. SWADDLE, J. P.; WITTER, M. S.; CUTHILL, I. C. The analysis of fluctuating asymmetry. Anim Behav. 1994, 48, 986—989. SZABO-ROGERS, H. L.; SMITHERS, L. E.; YAKOB, W.; LIU, K. J. New directions in craniofacial morphogenesis. Dev Biol. 2009, 84 —94. ŠMAHELOVÁ, D. Hodnocení variability tvaru obličeje u současné české populace. Praha: Přírodovědecká fakulta UK v Praze, 2010. Diplomová práce. TANNER, J. M. Foetus into man: physical growth from conception to maturity. London: Open Books. 1978 (cit. dle Simmons et al., 2004). 98

THAPLIYAL, G. K.; BANDYOPADHYAY, T. K.; KAUSHIK, S. K Non-Syndromal Facial Asymmetry. Med J Arm For Ind. 2005, 61 297—299. TRINH, N. H.; LESTER, J.; FLEMING, B. C.; TUNG, G.; KIMIA, B. B. Accurate measurement of cartilage morfology using a 3D laser scanner. Proc. Of 2nd Int´l ECCV Workshop on Computer Vision Approaches to Medical Image Analysis (CVAMIA ´06). Graz. Austria. 2006, 37—48 (cit. dle Bradley et al., 2008). TUNCAY, O. C.; SLATTERY, J. C.; NUVEEN, M. J. Motion Animation of Dentofacial Structures. Craniofacial Growth Series. Cranio Grow. 2003, 133—166. TUNCAY, O. C. Three-dimensional imaging and motion himation. Sem Orthod. 2001, 7, 244—250. UBELAKER, D. H.; O´DONNELL, G. Computer assisted facial reconstruction. J Forensic Sci. 1992, 37, 155—162. UTÍKALOVÁ, K.; MAREK, I.; KAMÍINEK, M. Změny profilu obličeje ve společenských časopisech v průběhu 20. století. Ortodoncie. 2008, 17, 13—23. VANEZIS, P.; BLOWES, R. W.; LINNEY, A. D.; TAN, A. C.; RICHARDS, R.; NEAVE, R. Application of 3-D komputer graphics for facial reconstruction and comparison with sculpting techniques. Forensic Sci Int. 1989, 42, 69—84. VAN VALEN, L. A study of fluctuating asymmetry. Evolution. 1962, 16, 125—142 (cit. dle Swaddle et. al., 1994). VIG, P. S.; HEWITT, A. B. Asymmetry of the human facial skeleton. Angle Orthod. 1975, 45, 125—129 (cit. dle Haraguchi et al., 2008). WADDINGTON, C. The Strategy of the Genes. New York: Macmillan. 1957 (cit. dle Leamy a Klingenberg, 2005). WILKINSON, C. Forensic Facial Reconstruction. Cambridge: Cambridge University Press. 2004. WINDIG, J. J.; NYLIN, S. How to Compaq fluctuating asymmetry of different traits. J Evol Biol. 2000, 13, 29—37.

99

WINTER, R. M. What´s in a face? Nat Gen. 1996, 12, 124—129. ZAKHAROV, V. M. Population phenogenetics: analysis of developmental stability in natural populations. Acta Zool Fenn. 1992, 191, 7—30. ZELDITCH, M. L.; SWIDERSKI, D. L.; SHEETS, H. D.; FINK, W. L. A geometric morphometrics for biologist: A primer. Elsevier Academic Press, New York and London. 2004. Z′GRAGGEN, M.; SCHIEL, H. J.; KUNZ, C.; LAMBRECHT, T Three-Dimensional Cephalometry Using Individual Skeletal Laser Technology Models. Clin Anat. 2001, 14, 258—268. ZIMBLER, M. S.; KAKOSKA, M. S.; THOMAS, J. R. Anatomy and pathophysiology of facial aging.Facial Plast Surf Clin N Amer. 2001, 9, 179—187. ZVÁRA, K. Biostatistika, 2. vyd., Praha: Karolinum, 2003. 213 s. ISBN 80-246-0739-5. ZVÁRA, K. Statistika v antropologii. Praha: Národní muzeum, 1999. 433—479. ZVÁROVÁ, J. Základy statistiky pro biomedicínské obory, Praha: Karolinum, 1998. ISBN 80-7184-786-0. Elektronické zdroje:

URL: [cit. 2010-4-12]. URL: [cit. 2010-10-11]

100