顔面曲線（面）形状の分析／体系化とそれを用いた形成外科手術用テンプレートの開発

顔面再建や性徴の変更を目的とした形成外科手術では，男性／女性として自然な顔に見える整容性という観点が重要である．しかし，医師の熟練度によって術後の顔面形状の完成度が大きく左右される問題がある．よって，男性／女性として自然な顔面形状を形成するためにその特徴や各部位の関連性を分析することは有用である．そこで，本研究は，さまざまな人種の顔断面における曲線を分析することで，人が男性／女性らしさを感じる顔面形状の特徴，さらに人種を超えた男性／女性らしさに共通する特徴を解明することを目的とした．令和４年度は，日本人とアメリカ人の20代男女の顔面を計測し，顔面形状の３次元モデルから対象部分の断面画像を各人100枚生成した．次に，生成した断面画像を入力とし，性別と人種を教師信号とした畳み込みニューラルネットワーク（以下 CNN）を学習させた．さらに，学習済みの CNNが獲得した特徴を Grad-CAMを用いて視覚化し，特徴部分に対する曲線の分析を行った．その結果，鼻尖の尖った形状，目頭から眉弓にかけての隆起，下唇の丸みが男性的特徴であること，瞼から眉弓にかけての丸み，顎の丸みが女性的特徴であることが明らかとなった．ここで，本年度の研究では日本人を含めたアジア人，白人，黒人であったが，実験対象者の各人種における計測人数に偏りがあったといえる．今後はさらに作成したモデルの精度を向上させるため，アジア人以外の人種の顔面計測データを増やすとともに，CNNの学習方法を見直す予定である．なお本研究は，感性工学会への査読付き論文への投稿準備中である．

顔面再建や性徴の変更を目的とした形成外科手術では，男性／女性として自然な顔に見える整容性という観点が重要である．しかし，医師の熟練度によって術後の顔面形状の完成度が大きく左右される問題がある．よって，男性／女性として自然な顔面形状を形成するためにその特徴や各部位の関連性を分析することは有用である．そこで，本研究は，さまざまな人種の顔断面における曲線を分析することで，人が男性／女性らしさを感じる顔面形状の特徴，さらに人種を超えた男性／女性らしさに共通する特徴を解明することを目的とした．令和４年度は，日本人とアメリカ人の20代男女の顔面を計測し，顔面形状の３次元モデルから対象部分の断面画像を各人100枚生成した．次に，生成した断面画像を入力とし，性別と人種を教師信号とした畳み込みニューラルネットワーク（以下 CNN）を学習させた．さらに，学習済みの CNNが獲得した特徴を Grad-CAMを用いて視覚化し，特徴部分に対する曲線の分析を行った．その結果，鼻尖の尖った形状，目頭から眉弓にかけての隆起，下唇の丸みが男性的特徴であること，瞼から眉弓にかけての丸み，顎の丸みが女性的特徴であることが明らかとなった．ここで，本年度の研究では日本人を含めたアジア人，白人，黒人であったが，実験対象者の各人種における計測人数に偏りがあったといえる．今後はさらに作成したモデルの精度を向上させるため，アジア人以外の人種の顔面計測データを増やすとともに，CNNの学習方法を見直す予定である．なお本研究は，感性工学会への査読付き論文への投稿準備中である．