Эстетическая стоматология получила распространение в начале первой половины XX века, что обусловлено увеличением внимания общества к внешнему облику человека в связи с эволюцией социальной жизни. Одним из опорных факторов создания красивой улыбки является цвет зубов, который для большинства людей играет не менее важную роль, чем анатомические характеристики. Поэтому положительного результата лечения дисколорита зубов можно добиться только в случае, если он будет соответствовать эстетическим ожиданиям пациента. Точное воссоздание цвета зуба может позволить улучшить внешний вид человека, восстановить психоэмоциональное состояние и, следовательно, стабилизировать общее соматическое здоровье пациента [1—7].
Цель работы — обзор отечественной и зарубежной литературы по существующим методикам определения цвета твердых тканей зубов и применению этих методик на этапах отбеливания зубов.
Восприятие цвета осуществляется глазом, который входит в систему зрительного аппарата человека. Сетчатка глаза состоит из 126 млн клеток, способных различать цвета. Известно, что существует всего 3 типа цветочувствительных клеток, которые реагируют на красный, зеленый и синий цвета. Эти цвета считаются основными, их смешивание дает возможность воспринимать несколько миллионов оттенков.
Ученые разработали достаточное количество теорий световосприятия, в каждой из них объясняется целый ряд факторов, которые влияют на цветоощущение врача. Теория американского ученого Альберта Манселла (рис. 1 на цв. вклейке), разработанная в начале XX века, описывает цвет тремя составляющими, такими как яркость, насыщенность, цветовой тон, которые упорядочиваются в трехмерном пространстве и могут изменяться независимо друг от друга.
Рис. 1. Система цветов Манселла.
Теория CIE Lab (рис. 2 на цв. вклейке), разработанная в 1931 г., заключается в том, что существует 3 базовых цвета, на основе которых формируется весь цветовой спектр. Смешивание зеленого, красного и синего цветов дает все необходимые оттенки от светлого до темного, а порядок сочетания, пропорции этих цветов определяет насыщенность цвета. В данной системе цвет выражается как точка в пространстве, которая имеет координату L, выражающая светлоту, и координаты a и b, представляющие насыщенность цвета и цветовой тон [8].
Рис. 2. Цветовое пространство CIE Lab.
Под цветом в стоматологии подразумевается субъективная оценка зрительного восприятия индивидуальных свойств зуба [9]. Каждый слой в естественных зубах человека имеет физико-оптические характеристики, такие как оттенок, насыщенность, светопроницаемость, метамеризм, флюоресценция, опалесценция, которые необходимо учитывать в клинической практике. Такое явление, как метамеризм, связано с разным восприятием цвета в той или иной ситуации, т.е. зубы выглядят одинаково под одним источником света, но различно под другим, что объясняется параметрами освещения в определенной обстановке, индивидуальным ощущением цвета, углом обзора и т.д. [10—12]. Под флюоресценцией подразумевают способность зубов поглощать волны ультрафиолетового диапазона и испускать видимый синеватый цвет. Опалесценция обозначает свойство эмали зубов издавать мерцание при естественном освещении. Данные параметры зависят от возраста пациента, состояния поддерживающего аппарата зуба, стираемости твердых тканей и других особенностей [13—15]. В связи с этим в современной стоматологии особое место занимает обучение специалистов тонкостям определения цвета, пониманию его происхождения, влиянию окружающих факторов на цветовое восприятие [16]. Определение цвета — довольно сложный процесс, являющийся актуальным аспектом клинической деятельности стоматологов [17, 18]. Основной проблемой данного вопроса является то, что невозможно точно подобрать цвет, можно лишь максимально приблизиться к оттенку естественного зуба [19, 20].
При определении цвета зубов учитывается множество показателей. Окружающие поверхности в стоматологическом кабинете делаются в мягких, постельных тонах, потому как яркие искажают восприятие естественного оттенка зуба. В стоматологии эталонным фоном считается серый цвет, имеющий отражающую способность 18% и не создающий резкого контраста между оттенками зуба. Выпускаются специальные серые карты, которые имеют специальное отверстие в центре, что позволяет провести сравнение зуба с шаблоном. Предпочтение отдается естественному освещению, потому что свет, исходящий от искусственного источника, может искажать цветовое восприятие, чрезмерно освещая выпуклые части и затемняя проксимальные участки коронковой части зуба. Однако ввиду прогресса современных технологий в практику стоматолога альтернативой вошли бестеневые лампы, имеющие необходимые параметры, пригодные для работы [21]. Необходимо учитывать, что тем темнее оттенок зуба, тем в большей степени свет, попадающий на эмаль, поглощается и в меньшей — отражается. Создается благоприятная обстановка без посторонних звуков, вспышек света, с оптимальной температурой для комфортного нахождения в помещении. Подбор необходимого цвета осуществляется при увлажненной поверхности зубов, так как в повседневной жизни она постоянно омывается ротовой жидкостью. Необходимо проводить изоляцию зубов от окружающих тканей при помощи коффердама, перфорированных салфеток и т.д. Учитывая все психологические и производственные тонкости, которые сопровождают практикующего врача, данную процедуру следует выделять в отдельный этап современного стоматологического лечения.
Методы определения цвета подразделяются на визуальные, спектрофотометрические, колориметрические, анализ цифровых фотографий и компьютерный метод. Чаще всего стоматологи используют в своей работе визуальные методы определения цвета, основанные на сравнении исследуемого зуба с цветовыми эталонами, так как они более удобны, просты в использовании и не требуют больших временных затрат [22].
Визуальный метод определения цвета зубов производится с участием врача, ассистента и пациента. В случае расхождения мнений правильным следует считать цвет, который выбрали 2 человека из 3. Необходимо учитывать, что участие пациента при определении цвета является психологическим моментом вследствие необъективности его мнения [23]. Традиционно считалось, что способность подбирать цвета у женщин более выражена, чем у мужчин. Из-за этого женщины должны чаще соглашаться друг с другом, чем мужчины, относительно выбора оттенка зубов. Однако в одном из исследований по проверке различий в восприятии цвета зубов между мужчинами и женщинами с учетом использования разных источников освещения не выявлено статистически значимых различий с использованием трех источников света и двух расцветок для мужчин. Для женщин источник света имел значение. Мужчины как группа продемонстрировали более однородный выбор оттенков (от 63 до 58%), чем женщины [24]. Из-за различий между экспертами объективная оценка цвета зубов считается проблематичной [25].
В клинической практике распространены такие шкалы для выбора цвета зубов, как VITA classical, 3D-MASTER, Chromascop, Lumen, Giassial, Biodent, Vacuum, Vitapan, система GUMY.
«Золотым стандартом» определения цвета зубов в последние десятилетия стала шкала VITA classical, которая включает 16 цветов. Данная шкала изначально использовалась для определения цвета ортопедических конструкций и композиционных реставраций. Но по мере появления и роста популярности отбеливающих систем точную оценку результата проведенной процедуры отбеливания зубов невозможно представить без шкалы Vita [26]. Благодаря простоте использования, шкала получила распространение в клинической практике и остается популярной.
Шкала VITA system 3D-MASTER включает 26 цветов и создана на принципах колориметрии, которые подразумевают несколько параметров, такие как яркость, насыщенность и оттенок. Преимуществом данной шкалы является то, что она имеет достаточное количество цветов, которое минимизирует допущение погрешности в этапе определения цвета зуба.
На основе VITA system 3D-MASTER была выпущена шкала VITA Bleachedquide 3D-MASTER, которая удобна для оценки результата процедуры отбеливания зубов. Ее главными отличительными особенностями являются дополнение яркости промежуточными цветами, наличие только оттенка средней группы М, а также увеличение интенсивности с уменьшением яркости.
Шкала Chromascop является универсальной, ориентированной на практическое применение, в нее входит 20 цветов. Для интерпретации каждого оттенка используют цифры: например белый спектр обозначается 100, желтый — 200, оранжевый — 300, серый — 400, коричневый — 500. Для обозначения интенсивности используется другой набор цифр, например 10 указывает на высокую светлоту с низкой интенсивностью [27].
Однако даже такого многообразия цветовых палитр бывает недостаточно в клинической практике стоматолога. В таком случае зубным техником или самим врачом создаются дополнительные шкалы для индивидуального использования по наиболее часто применяемым комбинациям материалов. Данные цветовые шкалы изготавливаются путем полимеризации небольшого количества пластмассы, керамики или композиционного материала в форме, характерной для центральной группы зубов. Эти шкалы могут быть использованы при высокоинтенсивной окраске зубов у пациентов старшего возраста, а также у ярких молодых зубов.
Объективность результата увеличивается при использовании фотографирования. Высококачественные снимки фронтальных зубов способствуют изучению многообразия цвета твердых тканей зубов. Изображение цвета в большей мере обусловлено свойствами аппаратуры и материалов.
Однако определение цвета зубов при помощи визуальных методов не дает достоверного результата. Это связано с недостаточным количеством оттенков в шкалах, явлением метамерии, невозможностью преобразования полученных данных в цифровые значения и т.д. Для более точного воссоздания цвета зуба прослеживается тенденция использования аппаратных методов, результат которых не зависит от физиологических и производственных факторов, возникающих в процессе работы [28—31].
Данные ряда исследований [32] подтвердили, что цифровой анализ цвета зубов, проведенный с помощью аппаратного метода, является наиболее точным и более последовательным по сравнению с оценкой оттенков человеческим глазом.
В основу этого метода положен компьютерный анализ изображения, полученный при идеальных оптических условиях. Преимущество аппаратного метода перед визуальным состоит в том, что при его использовании не учитывают такие факторы, как острота зрения и индивидуальное восприятие цвета, что позволяет избежать влияния субъективных ощущений. Использование цифровых методов позволяет избежать появления состояния «уставших глаз», которое подразумевает ряд дискомфортных ощущений в глазах, связанных с перенапряжением мышц зрительного нерва [33].
Основными современными цветоизмерительными приборами являются спектрофотометры и колориметры, представляющие собой цифровые системы камер. Эти оптические устройства имеют детектор, формирователь сигнала и программное обеспечение, которые отвечают за переработку информации.
В настоящее время колориметры используют не только в клинической стоматологии, но и в научных исследованиях in vitro и in vivo. Колориметр измеряет цвет, основываясь на 3-компонентной теории цвета, преобразуя свет в красной, синей и зеленой областях видимого спектра, каждая из которых отвечает за свой оттенок [34, 35]. Эта интеграция в три цветовых параметра учитывает метамерический эффект, который может возникать между двумя материалами с разными спектральными характеристиками. Достоинством данного прибора является то, что субъективные аспекты определения цвета зубов сводятся к минимуму, а цвет выражается численно в соответствии с международными стандартами.
Недостатки использования колориметров для измерения цвета зубов заключаются в том, что данные приборы предназначены для измерения плоских поверхностей, а рельеф твердых тканей зубов имеет неровности и поверхностные аномалии — такие как гипоплазия, гиперплазия эмали и флюороз. Помимо этого, данное устройство с малой апертурой подвержено эффекту «потери краев», который выражается неполноценным захватом всей поверхности зуба, при этом край коронки становится своеобразной слепой зоной, что способствует увеличению погрешностей при определении цвета. Колориметры не способны к регистрации спектрального отображения и не имеют высокой точности. Дополнительное негативное влияние оказывает старение фильтров, возникающее по мере эксплуатации аппарата.
Метод определения цвета зубов с использованием цифровой камеры с RGB-устройствами имеет сходство с принципом работы колориметров, так как при использовании аддитивной цветовой модели, которая описывает способ шифрования цвета для цветовоспроизведения, идет опора на основные три цвета [36—38].
Преимуществом получения цифровых изображений с помощью камер с RGB-устройством является возможность уточнять детали по цвету, форме, морфологии и неровностям поверхностей твердых тканей зубов при подборе оттенков [39].
RGB-камеры перерабатывают полученное цифровое изображение для колориметрического и хроматического анализов [40]. Однако программная интерпретация в большей степени зависит от качества захваченной картины, обусловливая появления в процессе анализирования погрешностей и ошибок, что является недостатком этих приборов. В связи с этим указанный метод не получил большого распространения.
Более совершенным прибором по сравнению с колориметром является спектрофотометр [41]. Этот аппарат измеряет и записывает количество видимой энергии излучения для любого цвета в видимом спектре [42].
Информацию, которую получают при использовании спектрофотометров, необходимо перевести из цифровых значений в профессиональные стоматологические кодировки [43].
Примером данного метода служит портативный спектрофотометр Spectro-guide компании «BYK-Gardner» (ГОСТ Р 52663-2006).
Прибор оборудован круговым освещением под углом 45° по аналогии с глазом человека, что обеспечивает максимально точное восприятие оттенков зубов по цветовой системе CIELab, спектральный диапазон которой составляет 400—700 нм, спектральное разрешение — 10 нм [44—47]. Суть работы Spectro-guide заключается в следующем: каждый образец помещается в специальную подложку для центровки с черным матовым дном, сверху накладывается спектрофотометр и проводится измерение цвета, затем прибор смещается по образцу. Таким образом, цвет определяется в трех точках и в последствии высчитывается среднее арифметическое значение, которое считается итоговым результатом определения цвета зубов [48].
Благодаря высокоточному датчику и включению данных при различных условиях освещения спектрофотометр может обеспечить более высокую точность определения цвета зубов по сравнению с той, которую можно получить с помощью трехцветного колориметра [49].
При сравнительной оценке главным отличием указанных методов служит то, что колориметр при определении цвета выдает только числовые данные о цвете в различных цветовых пространствах [50]. Использование спектрофотометра позволяет получить, помимо цифровых значений, график спектральной отражательной способности для этого цвета.
Аппараты для определения цвета зубов имеют высокую технологичность, которая требует наличия множества взаимосвязанных факторов. Ввиду сложности и дороговизны колориметры и спектрофотометры используют в основном в исследовательских целях. Инструментальные измерения с использованием спектрофотометра могут обеспечить наиболее точные результаты сопоставления оттенков. Однако ограничения доступных статей предполагают, что все же необходимы качественные исследования, подтверждающие это утверждение.
В настоящее время активно развиваются инновационные методы определения цвета зубов, основанные на цифровом и компьютерном анализах.
Цифровая стоматология — это современная отрасль, которая направлена на минимизацию субъективности при выборе цвета зубов стоматологом и позволяет добиться высокой точности в эстетическом лечении пациента [51].
К представителям цифрового метода относится технология DSD [52]. Эта технология подразумевает цифровой дизайн улыбки, который служит цифровым инструментом, оценивающим эстетические отношения между десной, зубами, их цветом, лицом и улыбкой, с помощью линий, которые накладываются на цифровые фотографии пациента [53, 54]. Устройство также позволяет добавлять на фотографию один или несколько вариантов шаблонов зубов, менять их размер, количество, а также яркость, при этом регистрируется изначальный оттенок зубов; затем показывают на несколько тонов светлее как итоговый эффект работы [55]. Данный шаблон не является точным результатом, но дает возможность увидеть дизайн улыбки до и после лечения [56].
Стандартный протокол DSD требует выполнения следующих четырех снимков: вида зубов с ретрактором, вида улыбки, вида сбоку, а также фото с позиции на 12 ч условного циферблата [57]. Фото с ретрактором и снимок улыбки предназначены для того, чтобы точно установить позицию срединной линии, зарегистрировать адекватное расположение режущего края, линию улыбки и ее пропорции. Фото с позиции на 12 ч условного циферблата позволяет установить позицию режущего края по отношению к влажно-сухой границе нижней губы, а вид сбоку обеспечивает возможности для анализа позиции и наклона резцов. Благодаря этому цифровому инструменту может быть спроектирован 2D/3D дизайн улыбки.
В ряду с цифровой стоматологией стоит не менее прогрессивная отрасль, такая как компьютерный анализ определения цвета зубов [58]. С целью выявления изменения цвета зубов был использован компьютерный колориметр SHADE EYE NCC («Shofu Inc.», Япония), который в противоположность визуальному, чисто субъективному определению цвета обеспечивает объективные данные о цвете, в которых полностью исключаются факторы, влияющие на восприятие цвета человеческим глазом: освещенность, цвет десны и окружающего фона, понятие и восприятие цвета [59]. Этот прибор определяет состав цвета и адаптирует полученные результаты к палитрам стандартных цветовых систем. С помощью инфракрасного порта полученные результаты могут быть переданы на компьютер. Благодаря использованию компьютерной программы Shade Eye Viewer (программное обеспечение для Shade Eye NCC), установленной на базе программной оболочки Windows 98, стала возможной обработка данных в компьютере, использование цифровой графики, передача всех данных по электронной почте или на диске, а также составление базы данных пациентов и занесения в нее всех проводимых исследований. Описанная технология позволяет создать объемную цветовую картину естественного зуба, состоящую из 256 оттенков.
В практике клинического приема активно используется система ShadeScan (CYNOVAD), которая относится к компьютерному анализу определения цвета зубов. Эта система состоит из оптической головки, самого прибора и компьютерной программы. Головка имеет камеру и световое выходное устройство. Контрольный прибор передает свет через оптическое волокно и настраивает галогенную лампу и электронные компоненты камеры. Прибор соединен с компьютером, содержащим компьютерную программу, имеет монитор и все версии Microsoft Windows с 1995 г. Стерилизуемый колпачок закрывает конец оптической головки. Уже после первого измерения ShadeScan система выдает полное описание изображения зубов [60, 61].
Начиная с 2017 г., при определении цвета зубов стали использовать специальные поляризующие фильтры, которые нейтрализуют окружающее естественное и искусственное освещение, что позволяет добиться частичного исчезновения блеска, тем самым упрощая процесс определения цвета. Температура света данного прибора составляет 5500 К, что соответствует естественному дневному свету. В норме показатели дневного света составляют 5500—6000 К.
Таким образом, аппаратные методы определения цвета твердых тканей зубов значительно повышают точность выбора оттенка будущей эстетической реставрации или ортопедической конструкции, исключая субъективные факторы, однако для их применения требуется обязательная сертификация. Правильная оценка и определение цвета способствуют сокращению случаев дорогостоящего повторного лечения и снижают затратную часть по выполнению гарантийных обязательств. Несмотря на это, визуальные методы с использованием шкал остаются востребованными у практикующих врачей, что обусловлено их невысокой стоимостью и простотой использования.
Среди проанализированной литературы не выявлено стандартизации протокола для определения цвета при отбеливании зубов. Регистрация цвета до и после отбеливания является важным диагностическим этапом, подтверждающим качество проведенного лечения. После сбора анамнеза и полного клинического и рентгенологического обследования переходят к этапу определения исходного цвета зубов и регистрации его в истории болезни. Когда речь идет о результатах отбеливания, требуется общая система измерения белизны. Для этого фирма «Vita Pan» разложила свою шкалу в хроматическом порядке. Принято считать цвет C4 самым темным, а B1 (не A1) — самым белым. И так как этого оказалось недостаточным, «Vita Pan» выпустила еще 3 оттенка для ярко отбеленных зубов. Поэтому существует мнение, что можно добиться изменения цвета зубов максимально до 15 оттенков по цветовой шкале Vita (с C4 по B1). Есть производители, которые изобрели свою шкалу, но при сравнении результатов разных систем отбеливания необходимо использовать стандартную шкалу. В настоящее время это шкала Vita в хроматическом порядке [62].
При определении оттенка зубов после процедуры отбеливания также встречаются данные по использованию спектрофотометра. Однако одна из проблем с подбором оттенков, особенно для исследования результатов отбеливания, — это размещение прибора относительно зуба. Измерение рядом с режущим краем вносит ошибку из-за полупрозрачной эмали, позволяющей пропускать больше света и не давать отражение в устройство. Тем не менее некоторые врачи видят, что спектрофотометр может обеспечить лучшее сравнение изменения оттенка, чем сравнение с расцветкой, так как расцветка нелинейна. Однако новый Vita Bleachguide 3D-Master обеспечивает более равномерное распределение цвета в линейном режиме.
Для мониторинга отбеливания зубов может использоваться также цифровая визуализация [63].
Точность определения цвета зубов при этом зависит от профессионализма стоматолога, а также от правильности фотопротокола. Так, фотография с контрастерами обязательно должна входить в фотопротокол при отбеливании зубов как важный этап при определении исходного цвета зуба и оттенка, полученного после процедуры отбеливания, а также для сравнения полученного результата с исходным [64].
Анализ отечественной и зарубежной литературы позволяет сделать вывод, что наиболее рациональным является комбинированный способ определения цвета твердых тканей зубов, который позволяет исключить недостатки каждого из методов за счет сочетания аппаратных и визуальных методов, тем самым оптимизируя этап определения цвета зубов. Необходимо помнить, что искусство стоматологии всегда будет основываться на индивидуальном обзоре и интерпретациях, а электронные инструменты могут только усовершенствовать этот процесс и повысить процент успешного лечения.
Очевидна необходимость вести дальнейшие исследования в этом направлении для создания стандартизированных протоколов регистрации изменения цвета после процедуры отбеливания зубов не только для выявления результатов воздействия отбеливающего агента, но и для документирования качества выполненной работы и юридической защиты врача.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflict of interests.