牙科比色板颜色的计算机分析
作者：黄常伟 程辉 卢友光 郑明
单位：福建医科大学 附属口腔医院,福州 350002
关键词：比色板；颜色分析
福建医科大学学报000323
摘要: 目的 研究比色板颜色分布情况。 方法 选用CIE1976Lab 颜色系统,按照JISZ8722标准,采用数码相机和计算机技术,在标准光源下采集、测试、分析VITA比色板各区域的色度值。 结果 比色板颈部、中部、切端部色度值不一样,比色板色度值范围是:L:61.0～86.7,a:-2.3～7.6,b :8.3～24.7。A、B、C、D四组色片缺乏统一的规律。 结论 比色板的色度值依研究手段不同而不同。数码相机和计算机技术是牙冠色彩研究的一种新手段,值得进一步推广运用。
, 百拇医药
中图分类号: R446; R783.1; R783.6; R783.3 文献标识码: A
文章编号:1000-2235(2000)03-0274-04
Computer Analysis of the Color in Dental Colormeter Plate
HUANG Chang-wei CHENG Hui LU You-guang
(The Affiliated Stomatologic Hospital, Fujian Medical University, Fuzhou 350002, China)
ABSTRACT: Objective To study the color in colormeter plate. Methods The values of color degree of the cervical,body and incisor in the VITA colormeter plate were measured with the digital-camera and computer used CIE1976 Lab system and JISZ8722 standard. Results The values of color degree was different in cervical,body and incisor. The color range of VITA colormeter plate were L:61.0～86.7,a:-2.3～7.6,b:8.3～24.7. There was no same rule in A,B,C,D. Conclusion The values of color degree was different following this research methods. The digital-camera and computer is a new method in the field of dental color study.
, http://www.100md.com
KEY WORDS: colormeter plate; color analysis
比色板是临床选色、技工室配色的主要参考,比色板是否能准确、有效地指导临床选色、技工室配色,直接影响到修复效果,因此有必要全面了解比色板的颜色分布规律。国内曾有学者对比色板的色度及天然牙的颜色进行测量分析[1,2],但均仅测量分析比色板及天然牙牙冠中1/3区域,不能全面反映颜色分布情况。笔者采用数码摄影和计算机技术对目前常用的VITA比色板分成9个象限进行颜色测量分析,揭示比色板颜色分布规律。
1 材料与方法
1.1 材料 (1)联想电脑:奔腾Ⅱ处理器,内存128 MB,硬盘10 G,sRGB颜色系统,24位真彩色,1024768屏幕分辨率,17英寸彩色显示器,Adobe Photoshop 5.0软件。Olympus数码照相机:C-2000Z,16001200象素。(2) 实验光源:经测光表测定,矫正光源色温为6500°K。(3)VITA MK95比色板(简称VITA比色板,德国维他公司)。(4)颜色系统:采用国际照明组织委员会(CIE)推荐的CIE1976Lab 颜色系统[3],该系统中L代表明度、+a代表红色、-a代表绿色、+b代表黄色、-b代表蓝色。ab值决定物体色相。
, http://www.100md.com
1.2 方法 依照JISZ8722的标准从被验物的垂直方向进行测色,光源照射角度与测色方向成45°夹角[4]。首先在暗房中设置好光源及数码相机,色板背面垫上一层黑纸,以模拟口腔内暗背景。按上述角度分别依次拍摄比色板每一色片。拍摄结果通过计算机接口输入计算机,在Window 98下运行Adobe Photoshop 5.0,在Window菜单中选择Information,在RGB菜单中选择Lab。将比色板每一色片分成上中下、左中右9个象限(图1),ⅠⅡⅢ为颈部、ⅣⅤⅥ为中部、ⅦⅧⅨ为切端部。读取每一象限中心点的Lab数值。
图1 色片9象限
2 结 果
2.1 比色板各个象限Lab值见表1。对9个象限Lab值比较,发现ⅠⅡⅢ之间、ⅣⅤⅥ之间、ⅦⅧⅨ之间的Lab值均无统计学差异(P>0.05)。ⅠⅡⅢ的均值可代表颈部颜色,ⅣⅤⅥ的均值可代表体部颜色,ⅦⅧⅨ的均值可代表切端部颜色。
, 百拇医药
2.2 比色板各色片颈部、体部、切端部的L、a、b值见表2。
2.3 比色板各色片颈部、体部、切端部的L、a、b散点图见图2。
表1 比色板各色片九象限L、a、b值 色片
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
, 百拇医药
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Ⅷ
Ⅸ
L
a
b
L
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b
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, http://www.100md.com b
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, 百拇医药
19
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75
-1
13
75
0
13
74
0
11
表2 比色板各色片颈部、中部、切端部L、a、b值 色片
, 百拇医药
颈部
体部
切端部
L
a
b
L
a
b
L
a
, 百拇医药
b
A1
85.7
0.3
11.7
81.7
1
13.3
74.7
-0.3
8.7
A2
, 百拇医药 83.7
2.3
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16.7
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2.7
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A3
83.7
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, 百拇医药
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2.7
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A3.5
79.6
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, 百拇医药
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B1
86.7
-1.3
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22.7
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1.7
, 百拇医药
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C1
86.7
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80.3
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80.3
, 百拇医药
0.3
15
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0.3
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15
C3
77.7
1
16.7
73.3
, 百拇医药
0
19.0
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C4
85.3
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D4
82.7
0.3
17.3
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1.7
18
74.7
-0.3
12.3
3 讨 论
3.1 数码摄影和计算机技术测色方法的评价 目前,学者们多采用分光光度仪或色度仪在非标准光源下测色。由于仪器的光导纤维探头是平面圆形、直径均>2 mm,而牙冠中部较平直,其他部分多为曲面,探头若放置于曲面处,探头的边缘可能发生光线泄漏,所以学者们无法详细测定牙冠表面的色彩,只能测量牙冠中部[1,2,5,6]。本研究在标准光源下采用数码摄影及计算机处理分析技术,可全面测量、比较、研究牙冠的颜色分布情况。为口腔色彩研究领域提供了一种新的方法和技术。
, 百拇医药
3.2 比色板各色片L、a、b分布情况 从表2和图1的结果可以看出,比色板A、B组内随着色阶的递增,颈部、体部、切端部的L值均呈递减状态,a值和b值均呈递增状态;C组中L值依次是C1>C4>C2>C3,a、b值依次是C1423;D组变化无规律。每一色片内L、b值从颈部递减到切端部,而a值变化无统计学意义(P>0.05)。
根据CIE1976Lab颜色系统,L代表亮度,a和b代表物体在红绿及黄蓝色度上的颜色分布情况。可见,比色板A、B组内随色阶的递增亮度递减、色相向红、黄递增,C组中C1亮度最高。彩度最低,C3亮度最低、彩度最高。每一色片从颈部到切端部的变化规律是亮度递减,黄色相也递减,红色相基本不变。
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3.3 不同测试方法及条件所得比色板色度值范围的比较见表3。
图2 VITA比色板各色片颈部、体部、切端部的L、a、b散点图
◆:颈部L； ■：颈部a; ▲: 颈部b; ×:体部L; ※:体部a; ●:体部b; +:切端L; -:切端a;—: 切端b.
表3 不同测试方法及条件所得比色板色度值范围 仪 器
色 温
测定区域
L
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a
b
CR-100色度仪
未注明
牙冠中1/3
56.2～68.6
-0.2～2.7
7.8～17.2[1]
CS-5型分光光度计
未注明
牙冠中部
58.6～69.6
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-1.0～2.5
6.6～17.4[6]
数码相机及计算机
6500
Ⅴ象限
68.0～83.0
-1.0～8.0
11.0～25.0
不同测试方法及条件对比色板色度值范围的测试结果影响很大。而牙冠的色泽从颈部到切端部是不一致的,因此,以牙冠中部的色度值代表整个牙冠的色度值有失全面,难免使测试结果(色度值范围)较窄。可见,应用数码相机及计算机技术对牙冠颜色进行定点、定量采集、测试是一种较全面客观的研究手段。如何将该手段应用到天然牙牙冠颜色的测量方面有待进一步研究。
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3.4 比色板颜色分布情况与天然牙及金属烤瓷冠的不同 由于天然牙冠是由牙髓、牙本质、牙釉质构成,金属烤瓷冠由金属底层冠和瓷构成,它们的结构均不同于比色板,结构的差异必然造成颜色的差别。临床比色时,医生应考虑到比色板与天然牙结构的差异;技工室制作时,技师应考虑到比色板与金属烤瓷冠结构上的差异。学者们指出,两者难以完全一致[1,2]。可以认为,采用比色板比色、金属烤瓷冠修复的方法不可能完全再现天然牙的颜色,医生应向病人作必要的说明,以取得病人的理解,避免发生医疗纠纷。
基金项目:福建省科委重点课题资助项目(98-I-2)
作者简介:黄常伟(1966～),男,主治医师.
参考文献:
[1] 孙 剑,王忠义,余建军. Vita比色板色度学分析及临床应用的合理性[J]. 实用口腔医学杂志, 1998,14:175.
, http://www.100md.com
[2] 朱津荣,赵云凤,朱 红.410颗上颌活体前牙的颜色测量及分析[J]. 中华口腔医学杂志, 1998,33:297.
[3] 片山伊九右门. 牙齿颜色的测定与表示法[J]. 中华口腔医学杂志, 1999,34:307.
[4] 高承志,王 靖,胡兴学,等. 三种常用光敏树脂的色度学评价[J]. 上海口腔医学, 1997,(增刊):64.
[5] 陆支越,赵云凤. PLAT铸造陶瓷着色剂颜色混合的研究[J]. 中华口腔医学杂志, 1994,29:189.
[6] 吴效民,宋世卿. VITA比色板色度分析[J]. 中华口腔医学杂志, 1996,31:227.
收稿日期:2000-03-03, 百拇医药
单位：福建医科大学 附属口腔医院,福州 350002
关键词：比色板；颜色分析
福建医科大学学报000323
摘要: 目的 研究比色板颜色分布情况。 方法 选用CIE1976Lab 颜色系统,按照JISZ8722标准,采用数码相机和计算机技术,在标准光源下采集、测试、分析VITA比色板各区域的色度值。 结果 比色板颈部、中部、切端部色度值不一样,比色板色度值范围是:L:61.0～86.7,a:-2.3～7.6,b :8.3～24.7。A、B、C、D四组色片缺乏统一的规律。 结论 比色板的色度值依研究手段不同而不同。数码相机和计算机技术是牙冠色彩研究的一种新手段,值得进一步推广运用。
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中图分类号: R446; R783.1; R783.6; R783.3 文献标识码: A
文章编号:1000-2235(2000)03-0274-04
Computer Analysis of the Color in Dental Colormeter Plate
HUANG Chang-wei CHENG Hui LU You-guang
(The Affiliated Stomatologic Hospital, Fujian Medical University, Fuzhou 350002, China)
ABSTRACT: Objective To study the color in colormeter plate. Methods The values of color degree of the cervical,body and incisor in the VITA colormeter plate were measured with the digital-camera and computer used CIE1976 Lab system and JISZ8722 standard. Results The values of color degree was different in cervical,body and incisor. The color range of VITA colormeter plate were L:61.0～86.7,a:-2.3～7.6,b:8.3～24.7. There was no same rule in A,B,C,D. Conclusion The values of color degree was different following this research methods. The digital-camera and computer is a new method in the field of dental color study.
, http://www.100md.com
KEY WORDS: colormeter plate; color analysis
比色板是临床选色、技工室配色的主要参考,比色板是否能准确、有效地指导临床选色、技工室配色,直接影响到修复效果,因此有必要全面了解比色板的颜色分布规律。国内曾有学者对比色板的色度及天然牙的颜色进行测量分析[1,2],但均仅测量分析比色板及天然牙牙冠中1/3区域,不能全面反映颜色分布情况。笔者采用数码摄影和计算机技术对目前常用的VITA比色板分成9个象限进行颜色测量分析,揭示比色板颜色分布规律。
1 材料与方法
1.1 材料 (1)联想电脑:奔腾Ⅱ处理器,内存128 MB,硬盘10 G,sRGB颜色系统,24位真彩色,1024768屏幕分辨率,17英寸彩色显示器,Adobe Photoshop 5.0软件。Olympus数码照相机:C-2000Z,16001200象素。(2) 实验光源:经测光表测定,矫正光源色温为6500°K。(3)VITA MK95比色板(简称VITA比色板,德国维他公司)。(4)颜色系统:采用国际照明组织委员会(CIE)推荐的CIE1976Lab 颜色系统[3],该系统中L代表明度、+a代表红色、-a代表绿色、+b代表黄色、-b代表蓝色。ab值决定物体色相。
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1.2 方法 依照JISZ8722的标准从被验物的垂直方向进行测色,光源照射角度与测色方向成45°夹角[4]。首先在暗房中设置好光源及数码相机,色板背面垫上一层黑纸,以模拟口腔内暗背景。按上述角度分别依次拍摄比色板每一色片。拍摄结果通过计算机接口输入计算机,在Window 98下运行Adobe Photoshop 5.0,在Window菜单中选择Information,在RGB菜单中选择Lab。将比色板每一色片分成上中下、左中右9个象限(图1),ⅠⅡⅢ为颈部、ⅣⅤⅥ为中部、ⅦⅧⅨ为切端部。读取每一象限中心点的Lab数值。
图1 色片9象限
2 结 果
2.1 比色板各个象限Lab值见表1。对9个象限Lab值比较,发现ⅠⅡⅢ之间、ⅣⅤⅥ之间、ⅦⅧⅨ之间的Lab值均无统计学差异(P>0.05)。ⅠⅡⅢ的均值可代表颈部颜色,ⅣⅤⅥ的均值可代表体部颜色,ⅦⅧⅨ的均值可代表切端部颜色。
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2.2 比色板各色片颈部、体部、切端部的L、a、b值见表2。
2.3 比色板各色片颈部、体部、切端部的L、a、b散点图见图2。
表1 比色板各色片九象限L、a、b值 色片
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
, 百拇医药
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
L
a
b
L
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, http://www.100md.com b
L
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L
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L
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20
75
3
18
68
3
12
67
3
14
67
2
13
A3.5
, http://www.100md.com
78
5
24
81
5
24
80
6
23
76
6
22
74
6
, http://www.100md.com
24
72
5
23
68
3
13
67
5
15
65
3
14
A4
, 百拇医药
76
8
20
78
6
21
75
6
19
67
7
22
68
8
, 百拇医药
24
67
8
21
61
4
19
62
5
21
60
4
20
B1
, 百拇医药
85
-1
12
88
-1
10
87
-2
11
79
0
10
79
-1
, http://www.100md.com
11
78
-2
11
72
-1
7
70
-1
6
71
-1
8
B2
, http://www.100md.com
83
-1
13
85
1
12
83
1
11
76
1
15
78
2
, http://www.100md.com
16
75
1
14
71
-1
11
70
0
10
69
-1
11
B3
, 百拇医药
83
2
22
85
2
24
84
2
22
77
3
22
77
4
, http://www.100md.com
22
76
3
24
74
2
16
73
2
17
75
2
17
B4
, http://www.100md.com
81
2
24
86
1
24
85
2
20
77
3
25
79
4
, http://www.100md.com
25
80
3
24
72
1
18
73
2
19
74
2
17
C1
, http://www.100md.com
86
0
15
87
-2
13
87
-1
14
79
-1
14
81
-1
, http://www.100md.com
15
81
-2
13
75
-3
9
75
-2
10
76
-2
11
C2
, 百拇医药
79
1
16
82
-1
14
80
1
15
74
0
19
75
0
, http://www.100md.com
18
76
1
17
68
-1
15
69
-1
16
68
-2
14
C3
, 百拇医药
76
1
16
79
2
17
78
0
17
73
0
19
73
1
, 百拇医药
18
74
-1
20
68
2
13
69
1
14
65
-1
12
C4
, 百拇医药
84
1
14
87
0
12
85
-1
13
76
0
13
80
-1
, http://www.100md.com
13
82
-2
11
72
-1
8
73
-1
8
74
-1
9
D2
, 百拇医药
83
3
17
84
3
16
83
2
18
78
0
15
78
2
, 百拇医药
17
78
1
16
72
1
8
73
0
10
71
1
8
D3
, 百拇医药
82
2
17
83
2
16
82
3
15
78
2
13
77
2
, 百拇医药
14
77
3
14
73
0
10
72
0
12
72
0
10
D4
, http://www.100md.com
82
1
19
84
0
17
82
0
18
79
2
17
80
2
, 百拇医药
19
78
1
18
75
-1
13
75
0
13
74
0
11
表2 比色板各色片颈部、中部、切端部L、a、b值 色片
, 百拇医药
颈部
体部
切端部
L
a
b
L
a
b
L
a
, 百拇医药
b
A1
85.7
0.3
11.7
81.7
1
13.3
74.7
-0.3
8.7
A2
, 百拇医药 83.7
2.3
15.3
75.7
3.3
16.7
6.7
2.7
13
A3
83.7
3.3
19.3
, 百拇医药
75
3.7
19
67.3
2.7
13
A3.5
79.6
5.3
23.7
74
5.7
23
, 百拇医药
66.7
3.7
14
A4
76.3
6.7
20
67.3
7.6
22.3
61
4.3
20
, http://www.100md.com
B1
86.7
-1.3
11
78.6
-1
10.7
71
-1
7
B2
83.7
0.3
, http://www.100md.com
12
76.3
1.3
15
70
-0.7
10.7
B3
84
2
22.7
76.7
3.3
, http://www.100md.com
22.7
74
2
16.7
B4
84
1.7
22.7
78.6
3.3
24.7
73
1.7
, 百拇医药
18
C1
86.7
-1
14
80.3
-1.3
14
75.3
-2.3
10
C2
80.3
, 百拇医药
0.3
15
75
0.3
18
68.3
-1.3
15
C3
77.7
1
16.7
73.3
, 百拇医药
0
19.0
67.3
0.7
13
C4
85.3
0
13.0
79.3
-1
12.3
73
, http://www.100md.com
-1
8.3
D2
83.3
2.7
17
78
1
16
72
0.7
8.7
D3
, http://www.100md.com
82.3
2.3
16
77.3
2.3
13.7
72.3
0
10.7
D4
82.7
0.3
17.3
, http://www.100md.com
79
1.7
18
74.7
-0.3
12.3
3 讨 论
3.1 数码摄影和计算机技术测色方法的评价 目前,学者们多采用分光光度仪或色度仪在非标准光源下测色。由于仪器的光导纤维探头是平面圆形、直径均>2 mm,而牙冠中部较平直,其他部分多为曲面,探头若放置于曲面处,探头的边缘可能发生光线泄漏,所以学者们无法详细测定牙冠表面的色彩,只能测量牙冠中部[1,2,5,6]。本研究在标准光源下采用数码摄影及计算机处理分析技术,可全面测量、比较、研究牙冠的颜色分布情况。为口腔色彩研究领域提供了一种新的方法和技术。
, 百拇医药
3.2 比色板各色片L、a、b分布情况 从表2和图1的结果可以看出,比色板A、B组内随着色阶的递增,颈部、体部、切端部的L值均呈递减状态,a值和b值均呈递增状态;C组中L值依次是C1>C4>C2>C3,a、b值依次是C1
根据CIE1976Lab颜色系统,L代表亮度,a和b代表物体在红绿及黄蓝色度上的颜色分布情况。可见,比色板A、B组内随色阶的递增亮度递减、色相向红、黄递增,C组中C1亮度最高。彩度最低,C3亮度最低、彩度最高。每一色片从颈部到切端部的变化规律是亮度递减,黄色相也递减,红色相基本不变。
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3.3 不同测试方法及条件所得比色板色度值范围的比较见表3。
图2 VITA比色板各色片颈部、体部、切端部的L、a、b散点图
◆:颈部L； ■：颈部a; ▲: 颈部b; ×:体部L; ※:体部a; ●:体部b; +:切端L; -:切端a;—: 切端b.
表3 不同测试方法及条件所得比色板色度值范围 仪 器
色 温
测定区域
L
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a
b
CR-100色度仪
未注明
牙冠中1/3
56.2～68.6
-0.2～2.7
7.8～17.2[1]
CS-5型分光光度计
未注明
牙冠中部
58.6～69.6
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-1.0～2.5
6.6～17.4[6]
数码相机及计算机
6500
Ⅴ象限
68.0～83.0
-1.0～8.0
11.0～25.0
不同测试方法及条件对比色板色度值范围的测试结果影响很大。而牙冠的色泽从颈部到切端部是不一致的,因此,以牙冠中部的色度值代表整个牙冠的色度值有失全面,难免使测试结果(色度值范围)较窄。可见,应用数码相机及计算机技术对牙冠颜色进行定点、定量采集、测试是一种较全面客观的研究手段。如何将该手段应用到天然牙牙冠颜色的测量方面有待进一步研究。
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3.4 比色板颜色分布情况与天然牙及金属烤瓷冠的不同 由于天然牙冠是由牙髓、牙本质、牙釉质构成,金属烤瓷冠由金属底层冠和瓷构成,它们的结构均不同于比色板,结构的差异必然造成颜色的差别。临床比色时,医生应考虑到比色板与天然牙结构的差异;技工室制作时,技师应考虑到比色板与金属烤瓷冠结构上的差异。学者们指出,两者难以完全一致[1,2]。可以认为,采用比色板比色、金属烤瓷冠修复的方法不可能完全再现天然牙的颜色,医生应向病人作必要的说明,以取得病人的理解,避免发生医疗纠纷。
基金项目:福建省科委重点课题资助项目(98-I-2)
作者简介:黄常伟(1966～),男,主治医师.
参考文献:
[1] 孙 剑,王忠义,余建军. Vita比色板色度学分析及临床应用的合理性[J]. 实用口腔医学杂志, 1998,14:175.
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[2] 朱津荣,赵云凤,朱 红.410颗上颌活体前牙的颜色测量及分析[J]. 中华口腔医学杂志, 1998,33:297.
[3] 片山伊九右门. 牙齿颜色的测定与表示法[J]. 中华口腔医学杂志, 1999,34:307.
[4] 高承志,王 靖,胡兴学,等. 三种常用光敏树脂的色度学评价[J]. 上海口腔医学, 1997,(增刊):64.
[5] 陆支越,赵云凤. PLAT铸造陶瓷着色剂颜色混合的研究[J]. 中华口腔医学杂志, 1994,29:189.
[6] 吴效民,宋世卿. VITA比色板色度分析[J]. 中华口腔医学杂志, 1996,31:227.
收稿日期:2000-03-03, 百拇医药