Analýza odstínu zubů a sdílení získaných informací: 2012

Přestože na toto téma již bylo napsáno mnoho článků, a dokonce publikovány celé knihy, zubní technici uvádí ve stovkách průzkumů chybný výběr barvy jako druhý důvod k předělávání protetiky, přičemž prvním jsou problémy při preparaci a otiskování.

Na této nepříjemné skutečnosti se podílí mnoho faktorů: parametry použitého osvětlení ovlivňující vnímání barevných odstínů; existence celé řady systémů pro určování odstínů barev, se kterými barevně nekorespondují různé systémy materiálů; odlišnosti v individuálním vnímání barev; nedostatečné chápání zákonitostí týkajících se barev, zejména pokud jde o odstíny zubů; a schopnost přenést informaci o přesném odstínu barvy do způsobu vrstvení keramiky. Každému z uvedených témat by bylo vhodné věnovat samostatný článek. V odborné stomatologické literatuře, a nejen tam, existuje k problematice barvy a jejího vnímání mnoho odkazů. Cílem tohoto článku není podat vyčerpávající přehled těchto témat, ale poukázat na základní aspekty správného určení odstínu barvy a jeho sdělení všem zúčastněným.

Tento článek se zaměřuje na:
• pochopení toho, jak umělé osvětlení ovlivňuje vnímání barev, a zejména na nejvhodnější způsob eliminace jeho nepříznivého vlivu;

• pochopení těch parametrů barev, které jsou nejdůležitější při určování barevného odstínu, a způsobu, jak k těmto parametrům přistupovat v souvislosti s barvou zubů;

• ideální nastavení a používání moderních vzorníků barev;

• použití digitální fotografie pro sdílení informací;

• využití zařízení na počítačovou analýzu barev při určování odstínu zubů a sdílení získaných informací s dalšími zúčastněnými stranami.

Pochopení vlivu umělého osvětlení na vnímání barev
Vnímání barev je ovlivněno třemi základními faktory:
• charakterem světla
• pozorovatelem
• vnímaným objektem

Změněné podmínky u kteréhokoliv ze tří uvedených faktorů způsobí změnu ve vnímání barvy. Změněné podmínky při pozorování jako je změna světla nebo změna pozice mohou ovlivnit vnímání. 8 Není možné vybírat barvu pomocí vzorníku pod každým typem osvětlení a při každé poloze pacienta. Takový výběr by měl probíhat za podmínek co nejpodobnějších podmínkám, za nichž bude zubní náhradu vnímat okolí. Pokud jde o polohu pacienta při výběru, nejpřirozenější je pozice vestoje ve vzdálenosti jako při běžném rozhovoru. Až příliš často je správný odstín vybírán při poloze vleže, čímž se zvyšuje riziko omylu. Důvodem jsou odlišné optické vlastnosti vzorníků barev a přírodních zubů. Při pohledu z různých úhlů se odstín stejného zubu jeví různě a může se stát, že při pouhé změně úhlu nebude původní zvolený odstín odpovídat.

Výběr odstínu – pravidlo 1
Při výběru barvy pacient sedí v „konverzační“ vzdálenosti, oči pozorovatele i pacienta jsou ve stejné výšce.

Každý člověk se za různých situací pohybuje v různých typech světla. Stejně tomu bude i u vašich pacientů a zubních náhrad, které zhotovíte. Barevné vzorníky jsou při výrobě srovnávány se standardem za přesně stanovených světelných podmínek. Pokud jde o teplotu chromatičnosti (barevnou teplotu) použitého světla, názory se různí, přičemž její hodnota se pohybuje od 5000 K přes 5500 K až po 6500 K. 9–12 Většina barevných vzorníků je vyrobena tak, aby odstínům přírodních zubů odpovídala při použití světelného zdroje 5500 K. Jak už bylo řečeno, vzorníky barev nemají stejné optické vlastnosti jako přirozené zuby. Znamená to, že za všech světelných podmínek neodráží světlo stejným způsobem jako by tomu bylo u zubu odpovídajícího odstínu. Výběr barvy zubu okem podle vzorníku by tedy měl probíhat výhradně v prostředí s osvětlením o teplotě chromatičnosti přibližně 5500 K. Dle mé zkušenosti, pokud je vzorník barev kalibrován při 5500 K, lze jej vhodně použít u většiny typů světla. Pokud je však kalibrován při specifických podmínkách (například světlo s posílenou modrou složkou), bude odstín zubní náhrady odpovídat pouze v takovém typu světla.

Existuje celá řada firem dodávajících zářivkové osvětlení. Plnospektrální světelné zdroje s teplotou chromatičnosti okolo 5500 K jsou pro výběr barvy okem nejvhodnější. V ideálním případě je vhodné vybavit pracovní prostor tímto typem osvětlení, finančně nenáročným řešením je však použití dvou lamp OttLite (obr. 1) ve vzdálenosti 61 cm od pacienta ve výši zubů. Ve stomatologii je rovněž k dispozici několik přístrojů z oblasti osvětlení. Pro tento účel dobře vyhovuje zařízení Optilume Trushade (výrobce Optident Dental Products) se zvětšovacím hledáčkem (obr. 2).

Existuje celá řada dalších aspektů, které by při volbě vhodných pozorovacích podmínek mohly být brány v úvahu. Velmi důležité je množství světla a hydratace zubů. Při výběru barvy podle vzorníku v každém případě eliminujte všechny viditelné stíny jak na zubech, tak na vzorníku, a barvu nevybírejte za silného světla, které by vytvářelo odlesky. Rovněž je třeba, aby zuby nebyly suché. Slinný povlak na zubech rychle usychá, zejména při použití retraktoru. K navlhčení zubů a vzorníku použijeme středně viskózní glazovací tekutinu (Smile Line Glaze Liquid, Smile Line USA). Je důležité navlhčit jak zuby, tak vzorník, protože rozdíl v povrchové struktuře může způsobit odlišné vnímání barvy. Použití stejné tekutiny může tento jev eliminovat (obr. 3).

Výběr odstínu – pravidlo 2
Použití plnospektrálního osvětlení, přiměřeně vlhký vnitřek úst po celou dobu výběru barvy.

Pochopení těch parametrů barev, které jsou důležité při výběru správného odstínu
Pro správné posouzení odchylek od vzorníku barev a sdělení všech informací o barvě zubu zubnímu technikovi je nezbytná základní znalost terminologie z oblasti barev. Pojem barva byl až do dnešní doby definován mnoha různými způsoby. Nejrozšířenější systém určování a popisu barev používaný ve stomatologii, zavedl Munsell, který definoval barvu pomocí tří parametrů:

• barevný tón (hue) – specifická vlnová délka světelné energie, která je označena jako červená, zelená nebo modrá a vše mezi těmito barvami

• intenzita (chroma) – koncentrace nebo množství daného odstínu (například světle modrá nebo sytěji žlutá)

• jas (value) – neboli světlost či tmavost barvy

Jinými slovy, jestliže zrakem vnímáme intenzivnější světlo odražené od nějakého předmětu, předmět se bude jevit jako zářivější, neboli s vyšším jasem. Oproti tomu, je-li intenzita odraženého světla nízká, předmět se jeví jako tmavší neboli s nižším jasem.

U barvy existuje i čtvrtý parametr, translucence, která je důležitá při posuzování odstínu zubů, protože zuby jsou translucentní a translucence přímo souvisí s vnímáním jasu. Při výběru barvy je nejdůležitějším parametrem jas, ihned následovaný translucentními zónami. V hodnocení důležitosti následují barevné intenzity v posuzovaných zubech. Nejméně důležitým parametrem při výběru barvy podle vzorníku je barevný tón. U přírodních zubů je rozsah odstínů velmi malý a podle mojí zkušenosti není volba specifického odstínu důležitá, pokud jsou správně zvoleny hodnoty jasu/translucence a intenzity. V diskusi o vzornících barev a jejich použití uvedu podrobný postup určování jasu, translucence a intenzity při výběru barvy.

Ideální nastavení a používání současných vzorníků barev
VITA Classical Shade Guide (VITA) se jako standardní vzorník pro výběr barvy používá již několik desítek let. Pro stejný účel se později objevil vzorník VITA 3D-Master Shade Guide a v poslední době i jeho významně inovovaný nástupce VITA Linearguide. 14 Vzorníky 3D-Master a Linearguide vychází ze spektrofotometrické analýzy přírodních zubů 15 a používám je nejraději. 50 % zubních lékařů však stále používá vzorník Classical, a proto popíšu jeho optimální nastavení a použití. Poté se budeme podrobně věnovat použití novějších vzorníků.

Vzorník VITA Classical Shade Guide
Každý zubní lékař a technik dobře zná vzorník VITA Classical. Jeho první verze se objevila už před několika desítkami let, přičemž naposledy byl modifikován v šedesátých letech minulého století. Ve své době odpovídal potřebám, ale analýza tohoto vzorníku ukazuje na několik problémů vedoucích k celé řadě stále se opakujících chyb ve výběru barvy. Zaprvé, uvedený vzorník nedostatečně pokrývá celé barevné rozpětí přirozených zubů. 16 Tuto skutečnost nelze eliminovat jinak než použitím jiného vzorníku. Druhým problémem je uspořádání jasu. Informace uváděné v této souvislosti výrobcem neodpovídají výsledkům měření. 16 Obrázky 4 a 5 ukazují uspořádání jasu tak, jak jsme jej změřili jak v šedé škále, tak na barevných snímcích. Námi naměřená hodnota jasu u A1 je vyšší než u B1 a hodnota jasu D2 je nižší než u A3. Pravděpodobně si všimnete, že na barevné fotografii bude uspořádání jasu stěží uvěřitelné, protože u odstínů, které jsou umístěny hned vedle sebe a mají významně odlišnou hodnotu intenzity, se hodnoty jasu jeví jako velmi odlišné, přestože jsou ve skutečnosti velmi podobné. Uvedený problém je způsoben nedostatkem v lidském vnímání, který dosud nebyl ve stomatologii diskutován: pokud dva objekty mají podobnou hodnotu jasu, ale rozdílnou sytost, pozorovatel bude u objektu s vyšší sytostí vnímat nižší jas, přestože jeho hodnota nižší není. K tomuto jevu dochází právě při srovnání A1 a B1 (obr. 5). Jak již bylo uvedeno, u A1 je intenzita vyšší než u B1, a jas se tudíž u tohoto odstínu jeví jako nižší, i když opak je pravdou. Ke stejnému zkreslení dochází i v dalších oblastech vzorníku Classical. Podle mého názoru se jedná o hlavní důvod chyb při výběru barvy s jeho pomocí.

Prvním krokem k minimalizaci tohoto problému a efektivnímu používání tohoto vzorníku je seřazení odstínů podle jasu tak, jak je zde uvedeno. Jak již bylo řečeno, nejdůležitějším je určení správného jasu stejně jako zaznamenání jednotlivých zón jasu u posuzovaného zubu. Po seřazení vzorníku podle jasu lehce navlhčete zuby a vzorník čirou glazovací tekutinou. Nejlepším způsobem výběru barvy není okamžité hledání nejvhodnějšího odstínu, ale naopak nalezení zřetelně odlišných odstínů a jejich vyřazení ze vzorníku. Cílem je vyřazení dostatečného počtu odstínů tak, aby u zbývajících odstínů byl jeden s mírně vyšším a jeden s mírně nižším jasem. Podle zkušeností k výběru takového rozpětí jasu jsou potřeba nejméně čtyři odstíny (obr. 6). Další kapitola obsahuje několik snímků znázorňujících tento postup včetně vysvětlení významu kalibrovaných snímků. Kromě toho, pro zúžení a zjednodušení volby intenzity a barevného tónu používám běžným způsobem druhý vzorník VITA Classical, tj. skupiny A, B, C a D. V této fázi jsem zjistil, že mohu pracovat pouze se skupinami A a B. Přiložením k zubům posoudím odstíny A, které jsou v červeno-žluté (oranžové) škále, a pak odstíny B. Určím, zda se barevný tón zubů jeví spíše jako oranžový nebo žlutavý. V případě žlutavého barevného tónu použiji skupinu B. Pokud se zuby jeví jako červenavé nebo do oranžova, použiji odstíny A. Poté přiložením k zubům zvolím mezi odstíny A nebo B vhodnou úroveň intenzity a zhotovím snímek pro posouzení tohoto parametru (obr. 7).

Vzorníky VITA 3D-Master a Linearguide
Vzorník 3D-Master byl vyvinut tak, aby pokrýval celé rozpětí odstínů přirozených zubů. 15 Stejný výrobce o něco později přišel se vzorníkem Linearguide. Obsahuje stejné odstíny jako 3D-Master, avšak jejich uchycení v nosiči je praktičtější a umožňuje přesnější polohování a tím i posouzení. Vzhledem k podobnostem obou vzorníků popíši jejich použití současně. Díky více než desetileté osobní zkušenosti považuji tento systém pro výběr barvy za nejlepší.

Vzorníky jsou seřazeny tak, aby nejprve proběhl výběr jasu, který je zde v šesti úrovních. Ty jsou odstupňovány v intervalu 5 ΔE v barevném prostoru. 14 ΔE je matematická jednotka vzdálenosti mezi dvěma body v barevném prostoru – lidské oko dokáže odlišit pouze body, které jsou od sebe vzdáleny nejméně 2 ΔE.

Zjistil jsem, že odstíny L a R lze ze vzorníku vyřadit a ponechat pouze odstíny M (obr. 8). Tímto způsobem se významně zjednoduší celý pracovní postup. Nejlepší je provést výběr jasu vyřazováním popsaným výše. Výsledkem jsou dvě nebo tři nejpravděpodobnější skupiny jasu, a to od lehce vyššího po lehce nižší jas v porovnání s posuzovanými zuby (obr. 9). U vzorníku Linearguide je tento postup ještě jednodušší. Každá ze šesti skupin jasu je v samostatném nosiči, a jednotlivé odstíny lze proto posuzovat snadněji (obr. 10). Opět doporučuji eliminovat nejméně pravděpodobné odstíny a zvolit dva nebo tři nejbližší (obr. 11). Poté zhotovte několik snímků k posouzení jasu.

Dalším krokem je určení úrovně intenzity, přičemž u většiny odstínů M nalezneme tři. Jsou označeny čísly 1, 2 a 3 (obr. 12). Nejlépe je opět použít proces eliminace a zaznamenat nejpravděpodobnější volbu, případně si všimnout, že se pohybujeme mezi dvěma úrovněmi intenzity. Úrovně intenzity jsou od sebe v barevném prostoru naprosto stejně vzdáleny. U vzorníku Linearguide jsou různé úrovně intenzity všech barevných tónů ve zvláštním nosiči (obr. 13). Použití tohoto systému usnadňuje určení případů, kdy se příslušná intenzita pohybuje mezi dvěma hodnotami. Přiložím k sobě nejpravděpodobnější sadu intenzit ze vzorníku a měřené zuby, přičemž vyfotografuji dvě hodnoty, které se jeví jako nejbližší (obr. 14).

Posledním krokem je volba barevného tónu. Zkušenost ukazuje na to, že jestliže je správně zvolen jas a intenzita, pozorovatel si nevšimne špatně zvoleného barevného tónu, pokud se pohybuje v běžném barevném rozpětí přirozených zubů. Stojí však za povšimnutí, zda zuby mají červenavý, naoranžovělý nebo žlutavý barevný tón. Existují tři specifické barevné tóny: střední (naoranžovělý), který odpovídá střední škále přirozených zubů, žlutější a červenější barevný tón, které mají od středního úplně stejnou vzdálenost v barevném prostoru. Jako první bych posoudil barevný tón M u vybrané nejpravděpodobnější hodnoty jasu (obr. 14), přičemž bych rozhodl, zda odpovídá, nebo je červenější, případně žlutější. Hodnotu zvoleného barevného tónu zaznamenám. Konečné určení barevného tónu bude provedeno z fotografie a počítačové analýzy popsané v následujících kapitolách. Specifické charakteristiky (jako jsou praskliny nebo odvápnění) lze zaznamenat pomocí kvalitní fotografie.

Digitální fotografie jako nástroj sdílení informací o odstínu barvy
Druhá část mého pracovního postupu pro zjišťování odstínu zubů je použití digitální fotografie pro zhotovení již dříve popsaných snímků pro analýzu intenzity a jasu. Podrobné informace ohledně fotoaparátů, výběru blesku a specifického nastavení fotografického přístroje jsou k dispozici z mnoha zdrojů. Je však třeba, aby čtenář věnoval pozornost i referencím. 17–19

Zde jsou nejdůležitější body:
• použijte digitální zrcadlovku s výměnnými objektivy
• ukládejte snímky ve formátu RAW
• pokud možno ručně kontrolujte expozici a vyvážení bílé při specifické vzdálenosti blesku od fotografovaných objektů

Pro sdílení informací o odstínu zubu se zubním technikem jsou třeba čtyři snímky. Jeden snímek obsahuje dvě nebo tři nejpravděpodobnější úrovně jasu ze vzorníků 3D-Master nebo Linearguide přiložené k posuzovaným zubům (obr. 9). V případě vzorníku Classical by na takovém snímku měly být čtyři nejbližší úrovně jasu (obr. 6). Mějte na paměti, že cílem je pracovat s určitým rozpětím jasu. V ideálním případě by jeden odstín měl mít lehce vyšší a jeden lehce nižší úroveň jasu. Druhý snímek obsahuje dvě úrovně intenzity, které jsou k daným zubům nejbližší. I v tomto případě má jeden odstín o něco vyšší a jeden o něco nižší úroveň intenzity. Na třetím snímku zaznamenejte nejbližší hodnotu jasu, a to s použitím digitální šedé referenční karty připevněné k jednomu z odstínů vzorníku (lze to udělat i u prvního snímku k posouzení jasu). Referenční kartu připevňuji pomocí vosku (obr. 6). Použití této karty mi dává možnost korigovat barevné zkreslení, které je nevyhnutelné, protože všechny fotografické blesky mají lehce odlišnou teplotu chromatičnosti (barevnou teplotu) a úroveň nabití kapacitoru blesku může tuto hodnotu také ovlivnit. Tento postup korekce probereme později. Čtvrtým snímkem (obr. 15) je snímek navlhčeného připraveného zubu s přiloženým vzorníkem. Slouží k tomu, aby zubní technik viděl preparační barvu a mohl tak podle potřeby upravovat build-up nebo základní barvu, a korigovat tak preparační barvu.

Je nezbytné, aby všechny snímky byly zhotovené se vzorníkem a zuby ve stejné vertikální rovině, protože objekty blíže k fotoaparátu budou vnímány jako jasnější a vzdálenější objekty jako tmavší. Jak už bylo zmíněno, vzorník i zuby by měly být navlhčeny glazovací tekutinou. Tyto fotografické informace budou zubním technikem použity k vizualizaci kontrastů mezi vzorníkem a přirozenými zuby.

Program Photoshop pro práci se snímky
Existuje mnoho způsobů použití programu Photoshop (Adobe) ke správě a úpravě snímků. Rozsah tohoto článku mi neumožňuje popsat ovládání tohoto softwaru pro zmíněnou problematiku. Photoshop nebo jeho součásti se při analýze barvy zubů a sdílení získaných informací používají pro dva konkrétní účely.

Chcete-li provést korekci vyvážení barev, otevřete snímky s jednotlivými odstíny barev v zásuvném modulu Camera Raw a poté klikněte na tlačítko „select all“. Klikněte na nástroj k vyvážení bílé (white balance tool – obr. 16) v levém horním okně aplikace Camera Raw a poté na šedou referenční kartu na obrázku. Pokud je na snímku barevné zkreslení, dojde k opětovnému vyvážení barev. Stejný postup opakujte u všech snímků.

Program Photoshop je ideálním nástrojem pro izolování odstínů vzorníku a analyzovaných zubů od jejich pozadí (obr. 17). Čtenář může pro tento účel využít dříve publikovaný podrobný pracovní postup. 18

Využití zařízení pro počítačovou analýzu odstínů
Třetí a stejně významný aspekt mého postupu při výběru barvy zubů je využití počítačové technologie vyvinuté pro tento účel. Počítače, internet a veškeré digitální technologie pronikají do všech oblastí života, přičemž stomatologie není výjimkou. V tomto oboru již bylo představeno několik technologií pro výběr barvy. Dnes bychom nebyli bez jednoho z digitálních systémů pro výběr barvy schopni pracovat, vývoj těchto systémů však zatím nedosáhl takové úrovně, aby mohl nahradit lidské vnímání. V článku tohoto typu by nebylo vhodné podrobně se věnovat vědeckým a technologickým aspektům různých systémů, spíše je na místě se zmínit o jejich praktickém využití při moderní analýze barvy zubů a předávání takto získaných informací.

Počítačové systémy testované u nás na pracovišti umí lépe vyhodnotit základní odstín než jejich průměrný lidský protějšek. Člověk je však schopen lépe odhalit jemné odlišnosti barvy zubů. Na základě zkušeností proto soudíme, že počítače lze využít k analýze základních odstínů, poté je však na místě vizuální posouzení a kvalitní digitální fotografie. Výsledkem těchto tří způsobů využitých společně budou přesné informace o barvě zubu pro zubního technika. Sám vizuální posouzení provádím jako první ještě před počítačovou analýzou odstínu, aby nedocházelo k ovlivnění mého vnímání. Na univerzitě UCLA (University of California, Los Angeles) máme několik systémů; VITA Easyshade (Vident), Shade-X a Shade-Rite (oba vyrábí X-Rite) a Crystal Eye (Minolta), přičemž na trhu je i několik dalších. Všechny tyto systému fungují do jisté míry. Na základě zkušenosti jsme dospěli k názoru, že zařízení by mělo být jednoduché a dávat přesný základní odstín. Easyshade (obr. 18) je dle našeho testování pro výběr základního odstínu nejjednodušší a ukázalo se, že jeho výsledky jsou u základního odstínu přesnější než výsledky průměrné vizuální analýzy provedené skupinou zubních lékařů. Pokud nejsou zhotoveny fotografie (což se nedoporučuje), zařízení Crystal Eye rovněž podá dobré informace o odstínu včetně digitálního snímku, systém je však mnohem nákladnější. Na obrázcích 19 a 20 vidíme střední řezák zhotovený s použitím této technologie před a po nasazení.

Shrnutí
Tento článek podrobně popisuje třífázový systém výběru barvy zubů a sdělení získaných informací dalším zúčastněným stranám. Všechny tyto fáze spolu vzájemně souvisí a jsou-li používány společně, redukují nutnost předělávání protetiky v Centru estetické stomatologie UCLA o 80 %.