三種電腦比色儀測色性能的比較

[摘要]目的:比較Vita Easyshade、ShadeEye NCC、Shadepilot 3種電腦比色儀的測色性能。方法:分別用3種比色儀，對85例患者右上中切牙和5塊Vita Classical比色板進行測色，根據色差理論計算各比色儀測每顆牙的正確色調，比較3種比色儀Vita Classical顏色輸出的準確率、重復率及測自然牙的L*a*b值有無差異。結果:在使用Vita Classical顏色系統輸出時，Vita Easyshade和ShadeEye NCC的準確率無顯著差異(P>0.05)，但二者的準確率均顯著低于Shadepilot(P<0.001)。3種比色儀測色的重復率均較高，彼此間無顯著差異(P>0.05)。3種比色儀測得的自然牙L*a*b值存在顯著差異(P<0.01)。結論:3種比色儀Vita Classical顏色系統測色的可靠性均較好，但測色的準確性和L*a*b值存在顯著差異。3種比色儀中只有Shadepilot測色的準確率和重復率均超過75%。

[關鍵詞]電腦比色儀;比色;比色板;牙齒顏色

[中圖分類號]R783 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-6455(2010)03-0383-03

Comparison of three computer-aid shade matching instruments for measuring tooth color

YUAN Kun，CHEN Ji-hua，SUN Xiang，WANG Hui

(Department of Prosthodontics，School of Stomatology，Fourth Military Medical University，Xi'an 710032，Shaanxi，China)

Abstract:ObjectiveThe purpose of this study was to evaluate the performance of three computer-aid shade matching instruments (Vita Easyshade，ShadeEye NCC and Shadepilot).MethodsColor parameters of the maxillary right central incisors of 85 patients and five Vita Classical shade guides were measured with the three shade-matching instruments.L*a*b* values and shade matches to Vita Classical shade guide system were determined for all teeth. The CIELAB colorimetric system was used for the study to calculate the accurate tooth color that each instrument theoretically supposed to be displayed.Reliability and accuracy were then calculated for each instrument.ResultsWhen output in Vita Classical shade guide system，no significant difference was revealed between the accuracy of Vita Easyshade and ShadeEye NCC(P>0.05)，but both of these two instruments produced a significant lower accuracy than Shadepilot(P<0.001). The reliability of all the instruments were great，and there was no significant difference among them(P>0.05). L*a*b values with the three shade-matching instruments were significant different(P<0.01).ConclusionThis in vivo study showed a varying degree of reliability，accuracy and L*a*b values for the three shade-matching instruments.Although all the three devices tested in the study had high shade matching reliability， only Shadepilot had both accuracy and reliability values greater than 75%.

Key words:computer-aid shade matching instruments;shade matching;shade guides;tooth color

牙齒顏色的準確測定是口腔美學修復的關鍵問題，目前主要有視覺法和儀器法。視覺法運用比色板比較測定牙齒的顏色，受多種主客觀因素(如環境、光照、經驗、年齡、視覺疲勞、心理等)的影響。儀器測色不受這些因素的影響，結果客觀、定量[1]。隨著技術的發展，很多公司都推出了可用于牙科臨床對在體牙進行測量的電腦比色儀[2]，但是有關電腦比色儀比色的準確性及可靠性目前尚無定論。本實驗通過測量在體自然牙的方法，比較3種電腦比色儀的測色性能，為其臨床應用提供依據。

1材料和方法

1.1材料與儀器:ShadeEye NCC比色儀(Shofu Inc，日本);Vita Easyshade比色儀(Vita Zahnfabrik，德國);Shadepilot比色儀(DeguDent GmbH，德國);Vita Classical比色板(Vita Zahnfabrik，德國);Shofu Gummy牙齦色板(Shofu Inc，日本);Vita SonicII超聲清潔機(Vita Zahnfabrik，德國);自制12cm×12cm黑色背景框。

1.2方法

1.2.1測試對象:選擇85例(男45例，女40例)在第四軍醫大學口腔醫學院修復科就診的患者，要求右上中切牙無特殊染色及軟、硬組織缺陷，平均年齡(33±11)歲。

1.2.2比色儀測色:上述對象的右上中切牙用牙膏清潔1min后，由同一名受過專業訓練且能熟練運用各儀器的操作者，分別使用Vita Easyshade、ShadeEye NCC和Shadepilot 3種電腦比色儀對其測色，測色部位為牙齒唇面中1/3中心區域。記錄Vita Classical顏色系統輸出的色調及測得的L*a*b值(L*a*b值為3次相近值的均值)。

1.2.3比色儀測Vita Classical比色板各色調的L*a*b值:Vita Classical比色板的比色片超聲清潔5min后，置于Shofu Gummy牙齦色板中。由上述操作者，分別用3種比色儀測量5塊Vita Classical比色板各比色片的L*a*b值。測色部位位于比色片唇面的中1/3中心區域，測量在黑色背景框內完成。每塊比色板重復測3次，取5塊比色板的均值為各色調最終的L*a*b值。

1.2.4計算準確率:根據色差理論及公式ΔE=[(L1-L2)2 +(a1-a2)2 +(b1-b2)2]1/2 ，計算各比色儀測每顆牙的L*a*b值與其自身所測得的Vita Classical比色板各色調的L*a*b值間的色差值(ΔE)。由于Vita Classical比色板有16種色調，因此對于每種比色儀，每顆牙可算得16個ΔE ，最小的ΔE所對應的比色板色調即為該比色儀測這顆牙理論上的正確色調。各比色儀對每顆牙測量一次，所測得的Vita Classical色調與其自身測這顆牙理論上的正確色調一致者，記為準確。色調準確率(%)= 各組的準確數/自然牙的總數×100%。

1.2.5計算重復率:各比色儀對每顆牙測量兩次，前后兩次測得的Vita Classical色調，無論是否與正確色調一致，其結果相同者記為重復。色調重復率(%)=各組的重復數/自然牙總數×100%。

2結果

實驗中共測量了85顆自然牙，各組的準確率及重復率見表1，使用Spss17.0進行χ2檢驗(分割法)，檢驗水準α=0.0125，統計結果見表2。在使用Vita Classical顏色系統輸出時，Vita Easyshade和ShadeEye NCC的準確率無顯著差異(P>0.05)，但二者的準確率均顯著低于Shadepilot(P<0.001)。3種比色儀測色的重復率均較高，彼此間無顯著差異(P>0.05)。圖1～3分別為各比色儀測自然牙的L、a、b值，結果在Spss17.0中行Levene方差齊性檢驗，總體方差均不齊(P<0.10)，采用非參數檢驗方法Friedman M檢驗對結果進行分析，3種比色儀測得的L*a*b值均存在顯著差異(P<0.01)。

3討論

有關電腦比色儀測色性能的研究，以往多是以比色板的比色片為測色對象，將比色片作為標準色調，來比對比色儀測色的準確性及穩定性[3-5]。但是天然牙的顏色是牙釉質、牙本質共同決定，且受到口腔軟組織顏色的影響，相對于比色片，其顏色的變化更加復雜，比色片的顏色范圍不能涵蓋天然牙的色彩空間[1，3]。天然牙具有不同的形態、表面特征和透明度，這些信息也是比色片難以反映及模擬的。因此需以自然牙為測色對象對各比色儀的測色性能加以比較。本研究采用1976年國際照明組織委員會(CIE)推薦的L*a*b顏色系統對采集的數據進行處理。該系統中，L*代表明度，+a*代表紅色，-a*代表綠色，+b*代表黃色，-b*代表藍色。色差(ΔE)表示物體間的顏色差異，ΔE=[(L1-L2)2 +(a1-a2)2 +(b1-b2)2 ]1/2，兩物體間ΔE越小二者顏色越接近[3]。

比色儀測色時，顏色信息可表達為臨床常用比色板的色調和CIE L*a*b值(或X、Y、Z三刺激值)。本實驗根據色差理論及公式計算3種比色儀測每顆牙各自理論上的正確色調，通過計算準確率和重復率來比較其測色的準確性和穩定性。Okubo SR等運用類似的方法評估了色度計Colortron II測色的準確性，但是其測色對象為Vita Classical比色片[3]。本實驗中，各比色儀測色的重復率均較高，說明各儀器測色的可靠性較好。3種比色儀測色準確率與L*a*b*值存在顯著差異，分析原因可能與比色儀的測色原理、系統設計及測色方式有關。各比色儀測色時均使用自帶光源對樣本照射。Vita Easyshade 和Shadepilot為分光光度計型，通過傳感器對反射光譜進行測定，分析而得出顏色信息[1，6]。ShadeEye NCC為色度計型，通過傳感器測定物體紅、綠、藍三原色含量[1，6]。這些顏色信息進一步轉換成臨床常用比色板的色調，轉換方法的不同也會導致結果的不一致與偏差。

Vita Easyshade和ShadeEye NCC的測色方式為點測[6]，測量探頭的末端均為平面型，這兩種儀器被設計為測量平整的表面，牙齒的表面并不是平的且存在各種弧度變化，其缺陷是存在顯著的邊緣丟失效應，因此測量時會產生誤差[1]。Shadepilot的測色方式為全牙面測量，不存在邊緣丟失效應，這可能也是其Vita Classical顏色系統測色的準確率高于另兩種比色儀的原因之一。從切端到齦端，牙齒的顏色存在一定范圍的變化，通常只有中1/3的顏色才能代表牙齒的基本色[1]。在使用ShadeEye NCC和Vita Easyshade時，難以保證測量點相同，不同的測量點會有不同的測量結果。在使用Shadepilot時，很難保證測量窗口與牙齒唇面所構成的角度相同，從而導致光源照射角度的不一致。這些因素都會導致各比色儀測色準確率及重復率的降低。此外，Vita Classical色調在顏色空間的不均勻分布[3]，也會使各比色儀產生錯誤結果。

3種比色儀測得自然牙的L*a*b值彼此間存在顯著差異(P<0.01)，進一步揭示了各儀器測色準確性存在顯著差異的原因，也說明牙齒的顏色信息尚不能單一地通過儀器測量而確定下來。目前尚無法辨別哪種儀器測得自然牙的L*a*b值更加真實客觀，但色度計比分光光度計更易受儀器老化的影響[7]。雖然儀器法測色與視覺法相比有著理論上的優勢，但是天然牙的特殊染色帶、色斑和透明度等，尚需借用視覺法或攝影描述出來。Shadepilot具有數碼攝影的功能，對牙齒色彩信息的表達更具優勢，但成像質量尚需提高。

總之，儀器比色是將來臨床比色的發展趨勢，但是目前儀器比色還不能完全代替視覺比色。人牙齒的顏色共有800余種，各比色板、比色片的數量與之相比是遠遠不夠的[8]。因此，儀器比色的發展不僅依賴于各儀器測色的準確性和可靠性的提高，還依賴于顏色系統的更加合理化。目前臨床比色時，可將比色儀比色與視覺法比色相結合，以提高比色的準確性。

[參考文獻]

[1]Andrew Joiner.Tooth colour: a review of the literature [J].J Dent，2004，32:3-12.

[2]Burkard Hugo，Tobias Witzel，Bernd Klaiber.Comparison of in vivo visual and computer-aided tooth shade determination[J].Clin Oral Invest，2005，9:244-250.

[3]Okubo SR，Kanawati A，Richards MW，et al.Evaluation of visual and instrument shade matching[J].J Prosthet Dent，1998，80(6):642-648.

[4]Kim-Pusateri S，Brewer JD，Dunford RG，et al.In vitro model to evaluate reliability and accuracy of a dental shade-matching instrument[J].J Prosthet Dent，2007，98(5):353-358.

[5]Kim-Pusateri S，Brewer JD，Davis EL，et al.Reliability and accuracy of four dental shade-matching devices [J].J Prosthet Dent，2009，101(3):193-199.

[6]郭 航，劉 峰(譯).口腔美學比色[M].北京:人民軍醫出版社，2008:85-99.

[7]Paravina RD，Powers JM.Esthetic color training in dentistry [M].St. Louis:Elsevier，2004:17-28，169-170.

[8]郭天文.牙科比色板與比色儀的研究進展[J].中國美容醫學，2005，14(4):390-391.

[收稿日期]2010-01-26 [修回日期]2010-02-28

編輯/何志斌