數(shù)碼攝影在口腔科比色中的運用

沈曉艇，范 翌，劉 麗，章燕珍

(1.浙江大學醫(yī)學院附屬口腔醫(yī)院，浙江杭州310006;2.浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院口腔矯形科，浙江杭州310009)

隨著生活的不斷改善，人們對口腔中修復體的要求也不斷提高。而修復體的顏色最受關注，修復體顏色和口腔環(huán)境協(xié)調(diào)與否是成功的關鍵。雖然口腔科醫(yī)師已經(jīng)意識到修復體比色的重要性，比色技術也已經(jīng)不斷完善和發(fā)展，但由于天然牙有其特有的個性，目前的比色技術仍然無法完整體現(xiàn)天然牙的整體顏色。另外，口腔科醫(yī)師和技工之間溝通存在一定障礙，也常常導致修復體顏色不佳。繼續(xù)尋找能較好體現(xiàn)天然牙顏色的比色方法有其必要性。本研究運用數(shù)碼相機，在特定光源下對Vitapan 3D-Master比色板及天然牙進行拍攝，然后運用Photoshop軟件進行分析，提供一種新的比色方案。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器 Nikon D700單反相機，Nikon 105G micro微距鏡頭，Nikon R1c1環(huán)形閃光燈，標準灰板，三腳架。

1.2 實驗對象 Vitapan 3D-Master比色板;25～30歲人群的健康恒牙。

1.3 顏色系統(tǒng) 國際照明協(xié)會(CIE)推薦的CIE1976Lab顏色系統(tǒng)，在該系統(tǒng)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。在Photoshop軟件中，L值的有效范圍在0～100，a和 b值的有效范圍在 -128～127。

1.4 測試方法 在相同的光源下，經(jīng)測光后，將單反相機設置為ISO200、光圈F32、快門1/200 s，環(huán)形閃光燈為手動1/4輸出。將相機固定于三腳架上，將vita比色板按順序置于標準灰板上，調(diào)整鏡頭與比色板的垂直距離為31.4 cm，實行1∶1大小拍攝。實驗對象將下頜固定于另一三腳架上，使用張口器后調(diào)整上切牙的唇面與鏡頭方向垂直，確定垂直距離為31.4 cm，實行1∶1大小拍攝。將拍攝的照片導入電腦，使用Photoshop CS4進行Lab的測量。將Vita比色板及天然牙按9分法劃分區(qū)域，選擇中1/3區(qū)域中隨機選取5個點測Lab值。

2 結果

如表1所示，Vitapan 3D-Master比色板按明度劃分的5組比色片各組內(nèi)的L值相近，組間L值由1到5依次減小。各組內(nèi)的 a值L1.5和L2.5最小，R1.5和R2.5最大，M1～M3則居中，組間由1到5依次增大。各組的比色板b值依次增大。如表2所示，天然牙的L、a值較Vitapan 3D-Master比色板大。

表1 Vitapan 3D-Master比色板的Lab值Table 1 The L*a*b* values of Vitapan 3D-Master shade guide

表2 天然牙的Lab值Table 2 The L*a*b* values of natural teeth

3 典型病例

圖1 天然牙及2M2比色片F(xiàn)ig.1 Natural teeth and 2M2 shade guide

4 討論

隨著人們對口腔科牙齒比色的迫切要求，比色技術不斷被嘗試，例如比色板、色度計、分光光度計、數(shù)字化比色系統(tǒng)等。由于條件的限制，目前最常被采用的還是比色板比色。比色板比色即視覺直觀比色，依靠視覺挑選與天然牙顏色最接近的比色板以確定天然牙顏色。但是，比色板比色較為主觀，受到很多因數(shù)的影響，如光線條件、觀察者的主觀感覺、情緒、視覺疲勞、患者的年齡、性別、膚色等［1］。有研究表明，比色者是否有經(jīng)驗對比色結果的影響無顯著差異，光線的影響最大［2］。Hasan等研究也表明，不同色溫的光源對比色有所影響［3］。雖然比色板不斷地改進，覆蓋的分色區(qū)域越來越廣，使用越來越簡單，但比色結果仍不太理想，常導致修復體的失敗。

由于比色板比色的可重復性較低，近年來分光光度計比色、色度計比色以及數(shù)字化顏色分析系統(tǒng)逐漸被應用于臨床。分光光度計比色較為精確，但由于其設備過于復雜和昂貴限制了它的臨床推廣。色度計的濾光器雖不能完整的模擬CIE標準觀察者的光譜三刺激值曲線，但它對弱光比較敏感，使其的精確性明顯優(yōu)于分光光度計［4］。分光光度計及色度計的原理都是利用光源對牙體進行照射，然后通過接收并分析反射光進行比色。該方法易產(chǎn)生體積反射，使被探測頭檢測到的光線損失，引起邊緣缺失現(xiàn)象從而影響比色的精確性。James等認為，牙齒的顏色受到牙齒外型、表面質(zhì)地、光潔度、透光度、熒光現(xiàn)象及被測部位等的影響［5］。由于牙齒表面的不規(guī)則，使得探測頭不能完全記錄牙齒的顏色，只能測量有限的部位，無法完整地體現(xiàn)牙體的顏色［6］。

不論是比色板比色還是儀器比色，都有其優(yōu)缺點。如何將比色板比色和儀器比色相結合，形成一種重復性較高且可以完整反映牙體顏色的比色方法，有待進一步研究。攝影和電腦技術的不斷發(fā)展，為比色技術的完善帶來了可能。近年來臨床上常運用數(shù)碼照片作為病例資料加以保存，圖像資料在真實記錄患牙的同時還能反應口腔整體情況，包括鄰牙的顏色及形態(tài)、牙齦形態(tài)和笑線等。數(shù)碼照片可以較完整地反映口腔真實情況，運用其進行比色，能給技工傳遞更多語言和文字無法完全表達的信息，有助于修復體的加工制作。相關的圖像處理軟件也不斷地出現(xiàn)，如ClearMatch系統(tǒng)，它將高分辨率的牙齒數(shù)字圖像與色彩數(shù)據(jù)庫進行比對，以確定牙齒的整體顏色［7］。Cal等使用Photoshop軟件分析在3種比色板數(shù)碼圖像中的L和RGB值，結果表明Photoshop軟件可以區(qū)分每個比色片的顏色，可用于比色片的顏色分析［8］。Denissen等使用 Photoshop 軟件，測量比色板及牙齒數(shù)碼圖像中的Lab值，并分析其色差值(△E)，結果表明Lab值較穩(wěn)定，可以使用△E來確定與天然牙相近的比色片［9］。

本研究運用單反數(shù)碼相機及定焦鏡頭，對Vitapan 3D-Master比色板及天然牙進行1∶1大小拍攝，并在同一光源下運用環(huán)形散光燈盡量使拍攝條件保持一致以減少誤差。在Photoshop軟件中對比色片及天然牙進行Lab值的測量，由于Vitapan 3D-Master比色板的色彩主要體現(xiàn)在中1/3，所以試驗中的測量區(qū)域選擇9分法后的中1/3，選擇5個點進行測量并記錄。如表1所示，比色片組內(nèi)具有相近的L值，且隨著L值由1到5依次減小，表明明度不斷降低，且明度接近等距，這與溫寧等［10］的研究相符。比色片的a值L1.5和L2.5最小，R1.5和 R2.5最大，M1～M3則居中，由于Photoshop軟件讀數(shù)a、b值都為整數(shù)，無法很好得到體現(xiàn)，但大致可以說明L比色片色調(diào)偏黃色，R比色片色調(diào)偏紅色。Lab值的測量軟件還有待進一步改進，以增加測量的精確性。本研究中選擇的天然牙為健康的年輕恒牙，顏色以2M1和2M2為主。如表2所示，天然牙的L值普遍高于比色片，說明天然牙的明度相對較高，天然牙的a、b值較比色片大，可見天然牙在數(shù)碼照片中呈現(xiàn)出偏紅偏黃。研究中所得的天然牙Lab值普遍高于與其相近的比色片，可能是由本研究所使用的光源或兩者的結構差異引起的。如何將天然牙與比色片的Lab值相關聯(lián)來確定牙體顏色以完成比色，可以從嘗試不同的光源著手，以確定能使比色片和天然牙的Lab值接近的光源，或者在特定的光源下收集大量天然牙的Lab值數(shù)據(jù)以尋找一定的規(guī)律。

綜上所述，數(shù)碼攝影可以在比色時為技工傳達更多的信息，也可以將比色片及天然牙的顏色轉化為具體的Lab值，使比色的結果更具客觀性。但由于比色片和天然牙存在結構上的差異、數(shù)碼照片拍攝條件的不同以及Photoshop軟件讀取Lab值時的精確度較差，使得本研究中天然牙和比色片還無法精確地對應。然而，隨著圖像軟件的開發(fā)和天然牙數(shù)據(jù)的不斷積累，數(shù)碼攝影將成為一種簡單、精確和客觀的比色方法。

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