前牙瓷貼面美學修復體比色的影響因素

王胤霖,張馨月,李明星,傅柏平

近年來,患者對前牙美觀的需求正在穩步增長。研究表明,在美國有34%的成年人對自身牙齒顏色感到不滿意,在中國這一比例高達52.6%[1]。與全冠修復相比,瓷貼面修復在少量磨牙或無需磨牙的情況下完成,是一種更加微創的口腔美學修復方法。除了標準的牙體預備和精細的印模技術外,準確的比色在實現前牙瓷貼面修復的出色美學效果方面扮演著至關重要的角色。然而,在口腔領域內,顏色是一種較難理解和評估的視覺效應。Munsell在1904年引入三種具有顏色屬性的維度,即明度(lightness)、飽和度(saturation)和色調(hue)[2]。國際照明委員會(Commission Internationale de l’Eclairage,CIE)在1931年定義了顏色的測量標準[3]。但人眼對顏色的感覺并不只由光的波長決定,同時受心理和生理的影響,具有一定的主觀性。在宏觀的基本比色法中,顏色應當是在近日光光源的強光下,在中灰色背景上對表面平坦、不透明且尺寸較大的材料進行查看[4]。但即使光源和背景符合條件,牙面、瓷貼面本身的大小、彎曲及其半透明性難以滿足以上要求,使得準確比色更為困難。同時隨著口腔數字技術的不斷革新,數字化方法也逐漸運用于瓷貼面修復的比色中。本文通過文獻綜述,從視覺方法和數字化方法角度,呈現瓷貼面比色的相關影響因素,以期指導臨床,為貼面的美學修復治療提供依據。

1 天然牙的顏色特點

當進行比色時,我們需要考慮天然牙的顏色特點。天然牙的顏色取決于牙體硬組織內在的顏色和外表面可能形成的色素沉著的綜合影響,即牙釉質、牙本質等硬組織顏色和外在染色的綜合呈現。牙釉質在一定程度上決定整體比色的明度,牙本質決定整體比色的色調[5]。正常牙釉質是乳白色半透明的,且礦化程度越高,透明度越高;牙本質則呈不透明淡黃色[6]。前牙切端大部分為牙釉質,顏色偏白且透明;而越靠近頸部,牙釉質越薄,顏色越黃[7-8]。不同牙位的顏色也不盡相同:從牙冠中1/3看,中切牙明度最大,側切牙其次;尖牙明度最小,但飽和度最高[7]。

外部來源的色素沉著因口腔清潔不到位而在牙齒的舌側或鄰面形成[9],且通常由如下原因造成:吸煙、攝入富含單寧的物質或使用部分陽離子試劑如氯己定和金屬鹽類[10-12]。另外,在釉質表面并非完全均一表象,牙釉質常常存在白斑病變,這一般是由牙釉質脫礦引起[13]或釉質發育不良導致的有機基質缺陷造成[14]。若患牙的鄰牙存在釉質的散在白斑,在無法模擬唇面白斑的情況下,可以考慮選擇相對偏白的比色以更好地協調鄰牙。

比色之前牙面應保持一定濕潤程度,否則脫水后會導致牙齒明度明顯增加,飽和度、色調及半透明性降低[15]。牙齒在脫水后1 min顏色變化即超過可感知閾值,在脫水10 min時即可產生顯著變化[16],而脫水后即使再次補水15 min,仍有90%的牙齒表現出大于可感知閾值的顏色變化[17]。在牙備后基牙的顏色與先前完全不同,僅能提供牙本質色和薄層牙釉質色,故應在治療開始或在牙齒脫水前進行比色。

2 視覺比色

口腔內的比色方法包括視覺方法和數字化方法,二者在比色的方式、精度和使用條件上都有一些區別,這可能導致比色選擇的差異。視覺方法提供了快速的比色方式,而數字化方法則提供了更準確的、可追蹤的數據,有助于實現更精細的修復。根據具體情況,可以選擇合適的方法或將它們結合使用以實現最佳的比色效果。目前,視覺方法是臨床上最常用的比色方法。

2.1 錯視覺

比色的環境會影響比色的結果,一般建議醫生在標準色溫的連續光源下進行比色[18]。然而當看到連續顏色相近的前牙時,大腦會自動對圖像的色調和明度進行調節,從而產生錯覺,即契可尼效應(Chevreul Illusion)[19]。前牙的線角被定義為從頰舌面過渡到近遠中的線[20],即由頸部發出并與接觸區連接而成。牙齒的近遠中彎曲表面的尺寸影響觀察者的視覺感知,從正面觀察前牙時,近遠中的線角均略微彎曲;而從矢狀面觀察時,線角是直的。對于前牙美學區瓷貼面的修復,當平行光線照射在前牙唇側時,中間區域可以直接反射光線,若前牙唇面的線角不同,唇面近遠中彎曲程度大時,外側區域的光線偏轉較多,光學寬度也隨之變小,進入觀察者瞳孔的光線變少,顏色隨之變化,即稱為錯視覺[20]。因此在對前牙進行瓷貼面修復時,除了上述的天然牙理論上明度和色調顏色特點外,若修復患牙本身顏色就與鄰牙存在明顯差異,則修復體應做好顏色的銜接,并利用錯視覺以減小明顯的色差。

2.2 角度

光源與材料的相互作用以及光投射到觀察者眼中的效果,取決于光源的光譜、材料反射或投射的光譜和觀察者三個光譜觀察特征[21]。根據CIE的標準,人在觀察圓形圖像時,該圖像與觀察者的眼睛形成2°的立體角,這種觀察模式被稱為CIE 2° 1931標準色度觀察者[22],也叫CIE 2度標準色度系統。而CIE 1964補充標準色度觀察者的觀察特征,則是眼睛和圖像之間形成10°立體角的圖像,并建議用大于4°的對向角場,處于近距離觀察的更常見的觀察模式[23]。人眼對顏色分辨能力受到視場的影響,小視場觀察顏色時辨別差異能力較弱,當視場由2°增加至10°時,顏色匹配的精確度和辨別能力均能提高,更能準確模擬人眼的顏色感覺,但視場再增大則無明顯提升。因此,在使用視覺比色時,需要控制合理的視角以獲得更好的比色效果。

2.3 比色光源

CIE定義了光源的顯色指數(color rendering index,CRI)作為衡量光源與理想或自然光源相比正確顯露不同物體顏色的能力,即估計感知顏色的準確程度的量。由于與自然光不同,故建議使用色溫≥5 500 K和CRI≥90 Ra的光源進行口腔瓷貼面的比色[24-25]。比色使用的光源應具有足夠的光強,以平衡可見光波長,反射光線分布均勻,減少光線失真以觀察牙齒細節[26]?？谇槐壬珖H標準化光源是華盛頓特區6月中午12點至下午1點,晴天,少天氣自然散射光;在無自然日光條件下則推薦使用全光譜D55標準光源,色溫為5 500 K,CRI≥90 Ra[27]。

2.4 顏色感知選擇

人類對于牙齒顏色的感知是一種較為復雜的現象,受到入射光的類型、牙對光線的反應、觀察者的適應狀態以及比色牙齒所處的背景等因素的影響。不同的光源會改變牙齒比色時視覺陰影選擇的準確性。牙齒對光線的反應則受到牙齒的鏡面透射、表面鏡面反射、表面漫反射、光在硬組織中的吸收和散射以及牙釉質厚度及礦物含量等因素的影響[28]。對于比色時的背景,顏色感知的明度隨背景亮度變化而變化,感知的色調隨背景光色調變化而變化。另外,患牙的鄰牙、嘴唇、牙齦、皮膚的形態和顏色同樣影響對顏色的感知[29-30],患牙周圍結構與患牙之間的對比度增加會導致該結構對牙齒顏色感知影響的增加。如對紅紫色的牙齦的感知會導致對患牙只存在黃綠色的印象。故在比色前,應去除嘴唇及皮膚上的化妝品和患牙上的橡皮障等[31],同時避免艷麗的衣物、眼鏡和其他轉移視覺物品的干擾[32]。

另外,因前牙的比色通常從牙面的切端至齦方三等分進行比色,然而天然牙顏色特征較為豐富,醫師比色時應當避免長時間聚焦觀察,在產生視覺疲勞的同時,有可能會對牙面觀察特征產生放大效應[33],從而導致錯誤的比色。同時,若前后鄰牙顏色差異較大時,甚至可以將修復患牙的近遠中再三等分進行比色,減小誤差。對于醫生而言,醫生的性別、年齡、視覺疲勞、語言交流手段以及比色的經驗等均會影響其對顏色的感知和匹配能力[34-35]。對于患者而言,隨著年齡增長,牙齒顏色會變暗[36]、偏紅或偏黃[37-38]。有研究對180名受試者進行比色挑選,發現年長者偏好更深的顏色[39],而年輕患者傾向于更白的比色[40]。有學者推測,比起擁有最白的牙齒,患者可能只是希望與同齡人相比擁有更白的牙齒[41]。

2.5 比色板

視覺方法除了上述的一些影響因素之外,還包括比色板的選擇。不同的材料和品牌的比色板會表現出不同的顏色和光學特性[42]。臨床上常見的比色板包括VITA classical A1-D4、VITA Toothguide 3D-Master、VITA Linearguide 3D-Master、Chromascop、Bioform IPN、Portrait IPN、Bioblend IPN等[43],這些比色板并不基于CIELab的色彩空間,而是基于視覺效果[44]。有研究報告了使用不同比色板均可導致不被接受的超過肉眼可察覺的顏色閾值的誤差,其中VITA 3D-Master和Vintage Halo NCC的誤差相對較小[45-46]。因此,通過視覺方法進行比色時,需在光線、比色背景等因素合理的情況下,選擇較為合適的比色板進行比色。

3 數字化比色

3.1 數碼相機(digicam)

對于使用數碼相機攝影比色的影響因素則需考慮相機設置和成像條件。設置包括光線強度、相機與物體之間距離、鏡頭直徑、相機閃光燈、光圈大小、快門速度和傳感器對光的靈敏度(ISO)等[50]。由于口腔內拍攝的景深小,一般使用F22等小光圈進行對焦,快門速度至少1/125以避免患者不自主移動及相機抖動產生畫面模糊[51],在上述條件均控制的情況下手動對焦比自動對焦更精確[52]。同時,前牙貼面的修復比色照不提倡使用環形閃光燈[53]。在條件控制良好的情況下可以使用數字攝影比較治療前后口腔狀況和比色,學者建議使用百萬像素的數碼相機調整閃光燈與牙齒距離和功率以獲得合適的曝光,并以此進行比色以傳達牙齒形態、表面紋理和顏色分布等數據[54]。同時,可使用具有特定CIELab值的標準灰度參照卡,或通過圖像處理軟件以灰度模式進行校準以糾正拍攝期間的顏色變化,傳達準確的術前術后顏色結果[55]。故使用帶環閃或雙閃的數碼相機,配合圖像處理軟件和標準比色卡照,以及CIELab空間顏色校準可以進行準確比色。

除了上述數字、非偏振閃光燈攝影外,則可使用交叉偏振攝影(cross-polarization photography,CP),這是一種通過對齊兩組相互垂直的偏振器來去除牙齒表面高光和眩光的拍攝技術[56]。它通過一個偏光鏡連接到光源上,另一個偏光鏡在相機鏡頭前面,其余設置與非偏振閃光燈攝影相近,該技術可在口腔中幫助消除不可靠的環境照明、非固定的相機-物體距離以及平衡設置,減小對比色的影響。

3.2 色度計(colorimeters)

3.3 分光光度計(spectrophotometry)

分光光度計由于其準確可靠,可被認為是口腔比色的臨床標準之一[64]。它可以通過評估物體的光譜反射率或透射率曲線,將其轉換為顏色坐標[65]。部分品牌的口腔分光光度計可以將口腔與外部光隔離以消除環境光對顏色測量的影響[47]。無論分光光度計是通過平均牙齒表面顏色信息的全牙面測量,還是獲得單一區域顏色的點測量,均可能導致比色不準確[66-67]。有學者發現SpectroShade分光光度計對不同牙位進行測量時發現其可重復性受到牙位以及牙齒表面近遠中斜面位置的影響[62]。同時,比色時應注意相對的牙齒、嘴唇和舌頭[68],避免口內探頭因呼吸起霧,防止患者在比色過程中的輕微移動,并使用定制的丙烯酸夾具以獲得正確的探頭位置和<3°的理想采集角度,從而得到正確比色圖像。另外,由于設備顏色分析軟件將CIELab格式轉換為陰影引導,故儀器的比色陰影引導模式也可能是分光光度計比色的影響因素[69]。

3.4 口內掃描儀(intra oral scanner)

口內掃描儀最初用于數字化印模,但可通過在掃描儀中增加高清相機以輔助比色。近年來國內外開發了許多用于比色的口內掃描儀,包括3Shape TRIOS、CEREC Omnicam和CEREC Primescan等[70]?？趦葤呙鑳x可以選取聚焦圖像,通過將對比信息與聚焦面的位置轉換為牙齒表面相關的三維信息來重建數據[71]。它的比色不受操作員的性別及經驗影響[72],并可從牙面不同角度與位置進行測量,提供詳細的顏色信息。與分光光度計相比,使用Vita classical或者3D-Master模式的口內掃描儀可能會受到不同照明條件的影響[73]。當陰影引導模式為VITA 3D Master色調時,口內掃描儀的準確度甚至與分光光度計具有可比性[74]。一般來說,口內掃描儀比色可能受到操作不準確、環境光、圖像捕獲系統和所使用的陰影引導模式的影響,另外,Yoon等[75]發現口內掃描儀測定的L*和b*值偏低,顏色與色度計測定ΔE偏差較大,需要結合其他方式進行輔助比色。故盡管口內掃描儀發展迅速,但主要仍用于數字化印模,目前對于比色僅作為輔助參考。

4 總 結

前牙瓷貼面美學修復體的比色選擇過程,受到多種因素的影響。除了綜合考慮天然牙本身的顏色特點外,視覺比色的影響因素包括客觀的光源、角度、比色板和主觀的錯視覺、顏色感知的選擇等;數字化比色的影響因素則主要在于儀器設備的各種參數和性能,大大降低了主觀因素的影響。對這些影響因素的綜合評估和有效利用,可以幫助臨床醫生選擇合適的比色方案,以實現美學區瓷貼面與天然牙的協調一體化,從而提高瓷貼面前牙美學修復體的美學效果、臨床成功率及患者滿意度。但在目前研究中,對于前牙美學區瓷貼面比色的量化方法仍然有待改進,需要更加全面、準確和高效的比色手段來提高前牙美學修復的質量。