楊潔 邵水易 芮娜 薛昌敖

【摘 要】目的 評價基于HSB色彩模型的修復體顏色數字化評價方法在美學區(qū)的應用前景。方法 選取2020年12月-2023年3月于南京醫(yī)科大學附屬南京醫(yī)院口腔科就診的接受上前牙修復且修復體效果較好的10例患者為研究對象。本研究利用拾色器工具避開反光區(qū)對修復體及其色彩參照牙的頸部、中部、切緣顏色進行測量，并按公式計算色相（H）、飽和度（S）、亮度（B）的差異系數Hv、Sv、Bv及HSB顏色評分。再由同一名醫(yī)師利用同一張照片，對修復體顏色做出WES評分中的顏色評分。結果 △HSB為（0.02±0.03）分，高于△WES的（0.00±0.00）分，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。WES的顏色評分無法體現各病例中修復體顏色與色彩參照牙顏色的差異性大小，而HSB顏色評分方法不僅能顯示顏色的差異性大小，且能從顏色的色相（H）、飽和度（S）和亮度（B）3個方面評價修復體顏色。結論 基于HSB色彩模型的修復體顏色數字化評價方法較為精細可靠，具有較好的臨床應用前景。

【關鍵詞】HSB色彩模型；數字化；美學修復；顏色評價

中圖分類號：R783.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-4949（2023）12-0016-06

基金項目：南京醫(yī)科大學科技發(fā)展基金（編號：NMUB20220076）

Preliminary Application of Digital Evaluation Method for Prosthesis Color in Aesthetic Area

YANG Jie1， SHAO Shui-yi2，3，4， RUI Na1， XUE Chang-ao1

[1.Department of Stomatology， Nanjing First Hospital， Nanjing Medical University （Nanjing First Hospital）， Nanjing 210006， Jiangsu， China； 2.No.2 Outpatient Department， the Affiliated Stomatological Hospital of Nanjing Medical University， Nanjing 210000， Jiangsu， China； 3.Jiangsu Province Key Laboratory of Oral Diseases， Nanjing 210029， Jiangsu， China； 4.Jiangsu Province Engineering Research Center of Stomatological Translational Medicine， Nanjing 210029， Jiangsu， China]

【Abstract】Objective To evaluate the application prospect of digital evaluation method for prosthesis color based on HSB color model in aesthetic area. Methods From December 2020 to March 2023， 10 patients who received good upper anterior prosthetic treatments and had good prosthetic effect in the Department of Stomatology， Nanjing First Hospital， Nanjing Medical University were collected as the research objects. In this study， the color of the incisal region， middle region， and cervical region of the prostheses and their color reference teeth were measured using a color picker tool， avoiding reflective zones. And the coefficient of variability Hv、Sv、Bv of hue （H）， saturation （S） and brightness （B） and HSB color scores were calculated according to the formula. Then the same doctor used the same photo to score the color of the restoration in the WES score.Results The score of △HSB was （0.02±0.03）， which was higher than that of △WES （0.00±0.00）， and the difference was statistically significant （P<0.05）. The color score of WES could not capture the variability of the prosthesis color from the color reference tooth color in each case， while the HSB color score method could not only show the overall color variability，， but also evaluate the color of the prosthetic from three aspects： hue （H）， saturation （S） and brightness （B）. Conclusion The digital evaluation method of prosthesis color based on HSB color model is more reliable， and has a good prospect of clinical application.

【Key words】HSB color model； Digital； Aesthetic prosthesis； Color evaluation

前牙的外觀很大程度上影響著人們的外在形象，在建立社交形象中起著重要作用[1-3]。對于前牙牙體缺損的患者，前牙區(qū)的美學修復治療至關重要，不僅要恢復前牙的生理功能，還要對患者的牙齒形象進行重塑。隨著經濟的不斷發(fā)展，民眾對于生活質量的要求與日俱增，對于前牙修復體的美學要求也越來越高[4]。而和諧的前牙顏色，對于患者的形象提升和自信心的建立具有重要的作用。既往研究表明[5]，牙齒的顏色受到內部結構和外部紋理的影響。牙本質和牙釉質具有不同的光學性質。其中，牙齒的基本顏色主要由牙本質決定，而其顏色性質如乳光性、亮度、半透明度等則由牙釉質決定[6-9]。不同牙齒組織（牙髓、牙本質和牙釉質）的厚度、鈣化程度、組分和半透明度均有所不同，這些因素最終導致了牙齒的多色特征[10]。因此，臨床醫(yī)師在對患者進行前牙區(qū)美學修復時，需要精確匹配牙齒的顏色，精確復制牙齒的光學特性，才可能使修復體逼真、自然[11]。而評價修復體修復效果，也需要精確測量牙齒的顏色?？陀^細化的修復體色彩評價方法，不僅可以評判美學修復體成功與否，還可廣泛應用于前牙修復領域，尤其是牙齒色彩領域的研究，推動著美學修復的發(fā)展。對于修復體最終修復效果優(yōu)劣的評判，最常應用的方法是白色美學評分（WES）標準。WES評分標準指醫(yī)師通過觀察牙齒形狀、輪廓體積、顏色、表面紋理和透明度對修復體進行評分，但對于顏色的評分較為粗略[12，13]。而這種評判的方法類似于傳統(tǒng)比色法，易受光源和主觀因素（年齡、性別、經驗、色盲和眼睛疲勞等因素）的影響，對牙齒顏色評判常存在誤差[14]。近年來，測量牙齒顏色的數字化方法逐漸興起。有研究報道[15]，使用顏色測量儀器（如分光光度計、色度計、數碼相機等）對牙齒顏色測量的結果誤差小，較為可靠。本研究為減少誤差，基于HSB色彩模型，利用數字化技術測量照片中修復體及其色彩參照牙的色彩參數，用以對修復體的顏色進行評價。與現有的WES評分中的顏色評分標準相比，該方法消除了主觀評價因素，更為客觀，可為技師提供色差信息，用以調整修復體顏色，使修復體顏色更為逼真，更富層次感。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年12月-2023年3月于南京醫(yī)科大學附屬南京醫(yī)院口腔科就診的接受上前牙修復且修復體效果較好的10例患者為研究對象。納入標準：①了解上前牙修復的注意事項及風險，知情并自愿參加本研究并接受上前牙修復；②修復體顏色逼真，修復效果較好；③年齡18～50歲；④修復體的色彩參照牙健康完整且未進行任何治療；⑤無牙齒磨損，牙齦腫脹或退縮，唇腭裂等口腔疾?。虎拗橥獠⒑炇鹬橥鈺?。排除標準：①無法配合拍攝口內照片患者；②在本研究進行過程中無法耐受口內照片拍攝以及惡性嘔吐等不良反應者；③拍攝照片中出現異物遮擋修復體或色彩參照牙等情況。研究對象中男4例，女6例；年齡18～42歲，平均年齡（30.90±8.32）歲。

1.2 試驗設備 相機：Canon EOS 80D（Canon，Japan）；鏡頭：Canon MACRO 100mm（Canon，Japan）；閃光燈：Canon MACRO RING LITE MR-14EXII（Canon，Japan）；軟件：Adobe Photoshop CC 2019（Adobe，USA）。

1.3 方法

1.3.1 圖片處理與參數定義 利用單反相機將修復體及其色彩參照牙拍攝于同一張照片。將照片導入Photoshop軟件，將修復體與其色彩參照牙按頸部（cervical region）、中部（middle region）、切緣（incisal region）三等分，如圖1所示。定義修復體（prosthesis）的頸部、中部、切緣的色相（Hue）數值為Hpc、Hpm、Hpi，定義修復體的頸部、中部、切緣的飽和度（Saturation）數值為Spc、Spm、Spi，定義修復體的頸部、中部、切緣的亮度（Brightness）數值為Bpc、Bpm、Bpi；定義修復體色彩參照牙（reference tooth）的頸部、中部、切緣的色相數值為Hrc、Hrm、Hri，定義修復體色彩參照牙的頸部、中部、切緣的飽和度數值為Src、Srm、Sri，定義修復體色彩參照牙的頸部、中部、切緣的亮度數值為Brc、Brm、Bri。

1.4 觀察指標

1.4.1 HSB評分 將處理后的照片導入Photoshop軟件，利用軟件避開反光區(qū)對修復體及其色彩參照牙頸部、中部、切緣牙體顏色進行測量，每個區(qū)域隨機測量三處，記錄其色相、飽和度與亮度數值，取其均值進行后續(xù)計算；按圖2a公式計算出△Hc，△Hm，△Hi，△Sc，△Sm，△Si，△Bc，△Bm，△Bi；再按圖2b公式計算色相、飽和度和亮度的差異系數（coefficient of variability）Hv，Sv，Bv及HSB顏色評分。

1.4.2 WES評分 由同一名醫(yī)師利用同一張照片，比對修復體與色彩參照牙的顏色，做出WES評分中的顏色評分。WES評分分為0、1、2分3級，顏色無差異記2分，顏色差異較小記1分，顏色差異較大記0分。

1.4.3 HSB評分與WES評分比較 分別計算所有納入患者修復體的HSB評分與WES評分的平均評分。計算每個納入修復體的HSB評分和平均HSB評分差異的絕對值，設為△HSB；計算每個納入修復體WES評分與平均WES評分的差異的絕對值，設為△WES。分析比較△HSB與△WES，以評價兩種評分的評價精度差異。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件進行數據分析，計量資料以（x-±s）表示，行t檢驗；P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 美學修復效果統(tǒng)計 納入的10例患者基本信息如表1所示。對10例患者的13枚美學修復體（圖3）進行了HSB顏色評分與WES的顏色評分。結果如圖4、圖5所示。修復體戴入后，顏色協(xié)調，美學效果良好，患者滿意。

2.2 HSB顏色評分與WES顏色評分比較 10例患者的HSB顏色評分為0.05～0.21分，△HSB為（0.02±0.03）分；WES顏色評分均為2分，△WES為（0.00±0.00）分，見圖4?！鱄SB高于△WES，差異有統(tǒng)計學意義（t=3.201，P =0.008）。其中病例2修復體的HSB評分最低，為0.05分；病例6的修復體HSB評分最高，為0.21例。病例1～10的Hv，Sv，Bv結果見圖5。

3 討論

和諧的前牙顏色，對于患者形象的提升和自信心的建立具有重要的作用。進行前牙區(qū)美學修復時，需要精確匹配牙齒的顏色，精確復制牙齒的光學特性，才可能提升修復體色彩效果。利用數字化方法對牙齒顏色判定需要應用可靠的顏色系統(tǒng)理論。HSB色彩模型是基于孟塞爾顏色系統(tǒng)發(fā)展而來的色彩模型，常用于色彩的描述與判定[16]。在HSB色彩模型中，顏色是通過色相（H）、飽和度（S）和亮度（B）3個維度來描述，而這3個維度也被成為顏色三要素。色相定義了一種顏色，用于區(qū)分一種顏色和另一種顏色。飽和度是指顏色的強度。而亮度是指物體反射的亮度和光量。

本研究即利用HSB色彩模型，從三方面對修復體的顏色進行評價。結果顯示：HSB顏色評分方法不僅可以顯示顏色的差異性大小，而且可以相對客觀的進行色差排序，以判斷各病例中修復體顏色的逼真程度高低。以病例2與病例6為例進行Hv，Sv，Bv結果分析：病例2修復體（11）的Hv，Sv，Bv分別為：-0.03，0.03，0.02，HSB顏色評分為0.05分。其中Hv為-0.03，該系數為負且數值較小，則說明修復體顏色與色彩參照牙顏色相比色相差異小，只略微偏紅；Sv為0.03，該系數為正且數值較小，則說明修復體顏色與色彩參照牙顏色相比飽和度差異小，只略偏高；Bv為0.02，該系數為正且數值較小，則說明修復體顏色與色彩參照牙顏色相比亮度差異小，略偏高。綜上結果，根據公式可得出HSB顏色評分為0.05分，該評分數值較小則說明修復體顏色與色彩參照牙顏色接近。病例6修復體（22）的Hv，Sv，Bv分別為：-0.19，-0.07，-0.07，HSB顏色評分為0.21分。其中Hv為-0.19，該系數為負且數值相對較大，高于病例2，則說明病例6修復體顏色與色彩參照牙顏色相比色相差異大于病例2，色相偏紅；Sv為-0.07，該系數為負且數值略大于病例2，則說明病例6修復體顏色與色彩參照牙顏色相比飽和度差異大于病例2，飽和度偏低；Bv為-0.07，該系數為負且數值高于病例2，則說明病例6修復體顏色與色彩參照牙顏色相比亮度差異大于病例2，且偏低。根據公式可得出病例6的HSB顏色評分為0.21分，高于病例2，則說明病例6修復體的整體顏色差異也大于病例2修復體。由此結合圖4、圖5結果可知，HSB顏色評分較低的修復體，其色相、飽和度和亮度方面相對差異均較小，說明該修復體與色彩參照牙色差較小。而HSB顏色評分較高的修復體，在色相、飽和度和亮度3方面中存在一項或幾項相對差異較大，因此，該修復體與色彩參照牙色差較大。

如前所述，對于修復體最終修復效果的評判，最常應用的方法是白色美學評分（WES）標準。雖然WES評分是從多角度評價修復體的修復效果，但對于修復體顏色的評價的評分標準僅為三級，無法精確評判修復體顏色效果。本研究納入的病例中修復體顏色與色彩參照牙的顏色均較為接近，但仔細對比修復體與色彩參照牙，部分病例的修復體與色彩參照牙顏色仍有細微差異。本研究△HSB與△WES配對t檢驗顯示，△HSB高于△WES，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），表明相較于WES的顏色評分，HSB顏色評分可以更細化的區(qū)分修復體與色彩參照牙的色差大小。因此，在這些修復效果較好的病例中，WES的顏色評分無法很好的體現各病例中修復體顏色與色彩參照牙顏色的差異性，而HSB顏色評分方法不僅可顯示顏色的差異性大小，而且可以相對客觀的進行色差排序，以判斷各病例中修復體顏色的逼真程度高低。因此，相較于WES顏色評分，HSB顏色評分方法在修復體與色彩參照牙的顏色差異評價方面具有一定優(yōu)勢。

除了HSB色彩模型，CIELab系統(tǒng)也常用于牙齒顏色差異的判定[17-19]，CIELab系統(tǒng)由L*（顏色的明暗度）、a*（綠色到紅色的光譜變化）和b*（藍色到黃色的光譜變化）6個坐標定義顏色特性。a*、b*兩個緯度分別表示綠色到紅色和藍色到黃色光譜變化，較為抽象，且沒有相應偏綠或偏藍的牙科材料用以調整修復體顏色，因此CIELab系統(tǒng)，并不利于醫(yī)師與技師交流，也不利于技師根據評價結果對修復體加以調整。而本研究提出的HSB顏色評分體系，從顏色三要素（色相、飽和度與亮度）方面進行評價，更易理解。由上述結果分析可知，HSB顏色評分體系可顯示色相、飽和度與亮度的相對差異，根據結果的正負數值，可判斷修復體相對于色彩參照牙的由紅到黃的色相偏倚，飽和度差異以及亮度差異。因此，若修復體色差較大，需重新制作修復體時，HSB顏色評分體系可幫助技師根據各方面的評分結果對修復體加以調整，使其更接近天然牙色彩。

目前，相關研究[20]將HSB色彩模型應用于臨床修復診療中，并取得了良好的效果；也有研究[16]將HSB色彩模型應用于牙齒比色，證明了其在口腔臨床診療中重要的應用價值。在WES的顏色評分無法精確評判修復體與色彩參照牙的色差的情況下，本研究首次提出基于HSB色彩模型的數字化評判修復體與色彩參照牙色差的方法，該方法可為醫(yī)師和技師在顏色三要素方面分別提供色彩差異結果。本研究結果表明，相較于WES的顏色評分，HSB顏色評分方法在修復體與色彩參照牙的色差評價方面更為精細，更為可靠。該方法不僅可用于評價前牙區(qū)美學修復效果，也可為技師提供色差信息，用以調整修復體顏色，使修復體顏色更為逼真，更富層次感。與此同時，該方法還可對病例中的美學修復體的色彩方面進行客觀評價與排序，并為美學復體色彩恢復成功與否提供客觀評判手段，用以替代主觀評判。但本研究納入病例較少，僅是修復體顏色數字化評價方法在美學修復中的初步應用，仍需擴大病例樣本做進一步研究。因此，未來需基于HSB色彩模型，進一步完善修復體顏色數字化評價方法，進而拓寬前牙美學修復治療中的醫(yī)技交流渠道，推動前牙美學修復技術的發(fā)展。

綜述所述，基于HSB色彩模型的修復體顏色數字化評價方法較為精細可靠，具有較好的臨床應用前景。

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編輯 扶田