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(wěn)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(dá)52.6%[1]。與全冠修復(fù)相比,瓷貼面修復(fù)在少量磨牙或無需磨牙的情況下完成,是一種更加微創(chuàng)的口腔美學(xué)修復(fù)方法。除了標(biāo)準(zhǔn)的牙體預(yù)備和精細(xì)的印模技術(shù)外,準(zhǔn)確的比色在實(shí)現(xiàn)前牙瓷貼面修復(fù)的出色美學(xué)效果方面扮演著至關(guān)重要的角色。然而,在口腔領(lǐng)域內(nèi),顏色是一種較難理解和評估的視覺效應(yīng)。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(diào)(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(biāo)準(zhǔn)[3]。但人眼對顏色的感覺并不只由光的波長決定,同時(shí)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(yīng)當(dāng)是在近日光光源的強(qiáng)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(jìn)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(zhǔn)確比色更為困難。同時(shí)隨著口腔數(shù)字技術(shù)的不斷革新,數(shù)字化方法也逐漸運(yùn)用于瓷貼面修復(fù)的比色中。本文通過文獻(xiàn)綜述,從視覺方法和數(shù)字化方法角度,呈現(xiàn)瓷貼面比色的相關(guān)影響因素,以期指導(dǎo)臨床,為貼面的美學(xué)修復(fù)治療提供依據(jù)。
當(dāng)進(jìn)行比色時(shí),我們需要考慮天然牙的顏色特點(diǎn)。天然牙的顏色取決于牙體硬組織內(nèi)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(zhì)、牙本質(zhì)等硬組織顏色和外在染色的綜合呈現(xiàn)。牙釉質(zhì)在一定程度上決定整體比色的明度,牙本質(zhì)決定整體比色的色調(diào)[5]。正常牙釉質(zhì)是乳白色半透明的,且礦化程度越高,透明度越高;牙本質(zhì)則呈不透明淡黃色[6]。前牙切端大部分為牙釉質(zhì),顏色偏白且透明;而越靠近頸部,牙釉質(zhì)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(cè)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(cè)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(zhì)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(zhì)表面并非完全均一表象,牙釉質(zhì)常常存在白斑病變,這一般是由牙釉質(zhì)脫礦引起[13]或釉質(zhì)發(fā)育不良導(dǎo)致的有機(jī)基質(zhì)缺陷造成[14]。若患牙的鄰牙存在釉質(zhì)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(xié)調(diào)鄰牙。
比色之前牙面應(yīng)保持一定濕潤程度,否則脫水后會導(dǎo)致牙齒明度明顯增加,飽和度、色調(diào)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(shí)即可產(chǎn)生顯著變化[16],而脫水后即使再次補(bǔ)水15 min,仍有90%的牙齒表現(xiàn)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(zhì)色和薄層牙釉質(zhì)色,故應(yīng)在治療開始或在牙齒脫水前進(jìn)行比色。
口腔內(nèi)的比色方法包括視覺方法和數(shù)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(qū)別,這可能導(dǎo)致比色選擇的差異。視覺方法提供了快速的比色方式,而數(shù)字化方法則提供了更準(zhǔn)確的、可追蹤的數(shù)據(jù),有助于實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的修復(fù)。根據(jù)具體情況,可以選擇合適的方法或?qū)⑺鼈兘Y(jié)合使用以實(shí)現(xiàn)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(huán)境會影響比色的結(jié)果,一般建議醫(yī)生在標(biāo)準(zhǔn)色溫的連續(xù)光源下進(jìn)行比色[18]。然而當(dāng)看到連續(xù)顏色相近的前牙時(shí),大腦會自動對圖像的色調(diào)和明度進(jìn)行調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生錯覺,即契可尼效應(yīng)(Chevreul Illusion)[19]。前牙的線角被定義為從頰舌面過渡到近遠(yuǎn)中的線[20],即由頸部發(fā)出并與接觸區(qū)連接而成。牙齒的近遠(yuǎn)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(shí),近遠(yuǎn)中的線角均略微彎曲;而從矢狀面觀察時(shí),線角是直的。對于前牙美學(xué)區(qū)瓷貼面的修復(fù),當(dāng)平行光線照射在前牙唇側(cè)時(shí),中間區(qū)域可以直接反射光線,若前牙唇面的線角不同,唇面近遠(yuǎn)中彎曲程度大時(shí),外側(cè)區(qū)域的光線偏轉(zhuǎn)較多,光學(xué)寬度也隨之變小,進(jìn)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(jìn)行瓷貼面修復(fù)時(shí),除了上述的天然牙理論上明度和色調(diào)顏色特點(diǎn)外,若修復(fù)患牙本身顏色就與鄰牙存在明顯差異,則修復(fù)體應(yīng)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(jù)CIE的標(biāo)準(zhǔn),人在觀察圓形圖像時(shí),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(biāo)準(zhǔn)色度觀察者[22],也叫CIE 2度標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。而CIE 1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)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(shí)辨別差異能力較弱,當(dāng)視場由2°增加至10°時(shí),顏色匹配的精確度和辨別能力均能提高,更能準(zhǔn)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(shí),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(shù)(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(jì)感知顏色的準(zhǔn)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(jìn)行口腔瓷貼面的比色[24-25]。比色使用的光源應(yīng)具有足夠的光強(qiáng),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(xì)節(jié)[26]。口腔比色國際標(biāo)準(zhǔn)化光源是華盛頓特區(qū)6月中午12點(diǎn)至下午1點(diǎn),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(biāo)準(zhǔn)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(fù)雜的現(xiàn)象,受到入射光的類型、牙對光線的反應(yīng)、觀察者的適應(yīng)狀態(tài)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(shí)視覺陰影選擇的準(zhǔn)確性。牙齒對光線的反應(yīng)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(zhì)厚度及礦物含量等因素的影響[28]。對于比色時(shí)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(diào)隨背景光色調(diào)變化而變化。另外,患牙的鄰牙、嘴唇、牙齦、皮膚的形態(tài)和顏色同樣影響對顏色的感知[29-30],患牙周圍結(jié)構(gòu)與患牙之間的對比度增加會導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)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(dǎo)致對患牙只存在黃綠色的印象。故在比色前,應(yīng)去除嘴唇及皮膚上的化妝品和患牙上的橡皮障等[31],同時(shí)避免艷麗的衣物、眼鏡和其他轉(zhuǎn)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(jìn)行比色,然而天然牙顏色特征較為豐富,醫(yī)師比色時(shí)應(yīng)當(dāng)避免長時(shí)間聚焦觀察,在產(chǎn)生視覺疲勞的同時(shí),有可能會對牙面觀察特征產(chǎn)生放大效應(yīng)[33],從而導(dǎo)致錯誤的比色。同時(shí),若前后鄰牙顏色差異較大時(shí),甚至可以將修復(fù)患牙的近遠(yuǎn)中再三等分進(jìn)行比色,減小誤差。對于醫(yī)生而言,醫(yī)生的性別、年齡、視覺疲勞、語言交流手段以及比色的經(jīng)驗(yàn)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(jìn)行比色挑選,發(fā)現(xiàn)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(xué)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(xiàn)出不同的顏色和光學(xué)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(bào)告了使用不同比色板均可導(dǎo)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(jìn)行比色時(shí),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(jìn)行比色。
3.1 數(shù)碼相機(jī)(digicam)
對于使用數(shù)碼相機(jī)攝影比色的影響因素則需考慮相機(jī)設(shè)置和成像條件。設(shè)置包括光線強(qiáng)度、相機(jī)與物體之間距離、鏡頭直徑、相機(jī)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(nèi)拍攝的景深小,一般使用F22等小光圈進(jìn)行對焦,快門速度至少1/125以避免患者不自主移動及相機(jī)抖動產(chǎn)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(shí),前牙貼面的修復(fù)比色照不提倡使用環(huán)形閃光燈[53]。在條件控制良好的情況下可以使用數(shù)字?jǐn)z影比較治療前后口腔狀況和比色,學(xué)者建議使用百萬像素的數(shù)碼相機(jī)調(diào)整閃光燈與牙齒距離和功率以獲得合適的曝光,并以此進(jìn)行比色以傳達(dá)牙齒形態(tài)、表面紋理和顏色分布等數(shù)據(jù)[54]。同時(shí),可使用具有特定CIELab值的標(biāo)準(zhǔn)灰度參照卡,或通過圖像處理軟件以灰度模式進(jìn)行校準(zhǔn)以糾正拍攝期間的顏色變化,傳達(dá)準(zhǔn)確的術(shù)前術(shù)后顏色結(jié)果[55]。故使用帶環(huán)閃或雙閃的數(shù)碼相機(jī),配合圖像處理軟件和標(biāo)準(zhǔn)比色卡照,以及CIELab空間顏色校準(zhǔn)可以進(jìn)行準(zhǔn)確比色。
除了上述數(shù)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(shù)[56]。它通過一個偏光鏡連接到光源上,另一個偏光鏡在相機(jī)鏡頭前面,其余設(shè)置與非偏振閃光燈攝影相近,該技術(shù)可在口腔中幫助消除不可靠的環(huán)境照明、非固定的相機(jī)-物體距離以及平衡設(shè)置,減小對比色的影響。
3.2 色度計(jì)(colorimeters)
3.3 分光光度計(jì)(spectrophotometry)
分光光度計(jì)由于其準(zhǔn)確可靠,可被認(rèn)為是口腔比色的臨床標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)換為顏色坐標(biāo)[65]。部分品牌的口腔分光光度計(jì)可以將口腔與外部光隔離以消除環(huán)境光對顏色測量的影響[47]。無論分光光度計(jì)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(qū)域顏色的點(diǎn)測量,均可能導(dǎo)致比色不準(zhǔn)確[66-67]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)SpectroShade分光光度計(jì)對不同牙位進(jìn)行測量時(shí)發(fā)現(xiàn)其可重復(fù)性受到牙位以及牙齒表面近遠(yuǎn)中斜面位置的影響[62]。同時(shí),比色時(shí)應(yīng)注意相對的牙齒、嘴唇和舌頭[68],避免口內(nèi)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(shè)備顏色分析軟件將CIELab格式轉(zhuǎn)換為陰影引導(dǎo),故儀器的比色陰影引導(dǎo)模式也可能是分光光度計(jì)比色的影響因素[69]。
3.4 口內(nèi)掃描儀(intra oral scanner)
口內(nèi)掃描儀最初用于數(shù)字化印模,但可通過在掃描儀中增加高清相機(jī)以輔助比色。近年來國內(nèi)外開發(fā)了許多用于比色的口內(nèi)掃描儀,包括3Shape TRIOS、CEREC Omnicam和CEREC Primescan等[70]。口內(nèi)掃描儀可以選取聚焦圖像,通過將對比信息與聚焦面的位置轉(zhuǎn)換為牙齒表面相關(guān)的三維信息來重建數(shù)據(jù)[71]。它的比色不受操作員的性別及經(jīng)驗(yàn)影響[72],并可從牙面不同角度與位置進(jìn)行測量,提供詳細(xì)的顏色信息。與分光光度計(jì)相比,使用Vita classical或者3D-Master模式的口內(nèi)掃描儀可能會受到不同照明條件的影響[73]。當(dāng)陰影引導(dǎo)模式為VITA 3D Master色調(diào)時(shí),口內(nèi)掃描儀的準(zhǔn)確度甚至與分光光度計(jì)具有可比性[74]。一般來說,口內(nèi)掃描儀比色可能受到操作不準(zhǔn)確、環(huán)境光、圖像捕獲系統(tǒng)和所使用的陰影引導(dǎo)模式的影響,另外,Yoon等[75]發(fā)現(xiàn)口內(nèi)掃描儀測定的L*和b*值偏低,顏色與色度計(jì)測定ΔE偏差較大,需要結(jié)合其他方式進(jìn)行輔助比色。故盡管口內(nèi)掃描儀發(fā)展迅速,但主要仍用于數(shù)字化印模,目前對于比色僅作為輔助參考。
前牙瓷貼面美學(xué)修復(fù)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(diǎn)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(shù)字化比色的影響因素則主要在于儀器設(shè)備的各種參數(shù)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(yī)生選擇合適的比色方案,以實(shí)現(xiàn)美學(xué)區(qū)瓷貼面與天然牙的協(xié)調(diào)一體化,從而提高瓷貼面前牙美學(xué)修復(fù)體的美學(xué)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(xué)區(qū)瓷貼面比色的量化方法仍然有待改進(jìn),需要更加全面、準(zhǔn)確和高效的比色手段來提高前牙美學(xué)修復(fù)的質(zhì)量。
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