數碼攝影在口腔科比色中的運用

沈曉艇，范 翌，劉 麗，章燕珍

(1.浙江大學醫學院附屬口腔醫院，浙江杭州310006;2.浙江大學醫學院附屬第二醫院口腔矯形科，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境協調與否是成功的關鍵。雖然口腔科醫師已經意識到修復體比色的重要性，比色技術也已經不斷完善和發展，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天然牙的整體顏色。另外，口腔科醫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。繼續尋找能較好體現天然牙顏色的比色方法有其必要性。本研究運用數碼相機，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 國際照明協會(CIE)推薦的CIE1976Lab顏色系統，在該系統中，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。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，經測光后，將單反相機設置為ISO200、光圈F32、快門1/200 s，環形閃光燈為手動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分法劃分區域，選擇中1/3區域中隨機選取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組比色片各組內的L值相近，組間L值由1到5依次減小。各組內的 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Fig.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、數字化比色系統等。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、色度計比色以及數字化顏色分析系統逐漸被應用于臨床。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、表面質地、光潔度、透光度、熒光現象及被測部位等的影響［5］。由于牙齒表面的不規則，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，無法完整地體現牙體的顏色［6］。

不論是比色板比色還是儀器比色，都有其優缺點。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展，為比色技術的完善帶來了可能。近年來臨床上常運用數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、牙齦形態和笑線等。數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，如ClearMatch系統，它將高分辨率的牙齒數字圖像與色彩數據庫進行比對，以確定牙齒的整體顏色［7］。Cal等使用Photoshop軟件分析在3種比色板數碼圖像中的L和RGB值，結果表明Photoshop軟件可以區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碼圖像中的Lab值，并分析其色差值(△E)，結果表明Lab值較穩定，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在中1/3，所以試驗中的測量區域選擇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a、b值都為整數，無法很好得到體現，但大致可以說明L比色片色調偏黃色，R比色片色調偏紅色。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，可見天然牙在數碼照片中呈現出偏紅偏黃。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值數據以尋找一定的規律。

綜上所述，數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和天然牙數據的不斷積累，數碼攝影將成為一種簡單、精確和客觀的比色方法。

［1］JAHANGIRI L，REINHARDT S B，MEHRA R V，et al.Relationship between tooth shade value and skin color:an observational study ［J］.J Prosthet，Dent，2002，87(2):149-152.

［2］DAGG H，O＇CONNELL B，CLAFFEY N，et al.The influence of some different factors on the accuracy of shade selection ［J］.J Oral Rehabil，2004，31(9):900-904.

［3］HASAN S G，BULENT P，DOGAN C，et al.Shade matching performance of normal and color visiondeficient dental professionals with standard daylight and tungsten illuminants ［J］.J Prosthet Dent，2010，103:139-147.

［4］TUNG F F，GOLDSTEIN G R，JANG S.The repeatability of an intraoral dental colorimeter［J］.J Prosthet Dent，2002，88(6):585-590.

［5］JAMES F.Shade matching in restorative dentistry:the science and strategies［J］.Int J Periodont Rest Dent，2003，23:467-479.

［6］HAMMAD I A.Intrarater repeatability of shade selections with two shade guides［J］.J Prosthet Dent，2003，89(1):50-53.

［7］RISTIC I，PARAVINA R D.Colormeasuring instruments ［J］.Acta Stomatologica Naissi，2009，25:925-932.

［8］CALE，SONUGELENM，GUNERIP，etal.Application of a digital technique in evaluating the reliability of shade guides ［J］.J Oral Rehabil，2004，31(5):483-491.

［9］DENISSEN H，DOZIC A.Photometric assessment of tooth color using commonly available software ［J］.Eur J Esthet Dent，2010，5(2):204-215.

［10］WEN Ning，WANG Zhong-yi，TIAN Jie-mo，et al(溫 寧，王忠義，田杰謨，等).Analysis of chromatic value of Vitapan 3D-Master shade guide［J］.J Pract Stomatol(實用口腔醫學雜志)，2001，17(4):322-324.(in Chinese)