UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FACULDADE DE ODONTOLOGIA
COMPARAÇÃO DE CORRESPONDÊNCIA DE CORES IN
VIVO ENTRE MÉTODOS VISUAIS, ESCANER INTRAORAL E
COM ESPECTOFOTÔMETRO.
Niterói 2018
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FACULDADE DE ODONTOLOGIA
COMPARAÇÃO DE CORRESPONDÊNCIA DE CORES IN
VIVO ENTRE MÉTODOS VISUAIS, ESCANER INTRAORAL E
COM ESPECTOFOTÔMETRO.
WALLESKA FEIJÓ LIBERATO
Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia da Universidade Federal Fluminense, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre, pelo Programa de Pós-Graduação em Odontologia.
Área de Concentração: Clínica Odontológica
Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Tiossi
Niterói 2018
BANCA EXAMINADORA
Prof(a). Dr(a). Rodrigo Tiossi
Instituição: Faculdade de Odontologia da UEL
Decisão: _________________________Assinatura: ________________________ Prof(a). Dr(a). Luis Felipe Jochims Schneider
Instituição: Faculdade de Odontologia da UFF
Decisão: _________________________Assinatura: ________________________
Prof(a). Dr(a). Eduardo José Veras Lourenço Instituição: Faculdade de Odontologia da UVA
DEDICÓRIA
Este trabalho é dedicado em primeiro lugar a Deus, pois sem Ele nada seria possível e tudo depende de sua graça e misericórdia. Posso me considerar uma pessoa abençoada, pois realizo um sonho de poder cursar o Mestrado em Clínica Odontológica na Faculdade de Odontologia da Universidade Federal Fluminense, ao qual tenho a honra de chamar de minha segunda casa e que é uma das melhores faculdades do país.
Também dedico aos meus pais, Valdemilson Liberato e Cristina Liberato e ao meu irmão Liberato Junior, pelo apoio incondicional e pelo incentivo, não me deixando desanimar nunca durante toda minha jornada e com quem eu sempre posso contar, pois são o meu porto seguro.
Por último, dedico à minha cunhada Vanessa Saab Liberato, por sua paciência em sanar minhas dúvidas de formatação e ao meu amado noivo, Jonathan Lee, que suportou meus dias difíceis retribuindo com carinho e paciência,
AGRADECIMENTOS
Sou imensamente agradecida ao meu prof. orientador Rodrigo Tiossi, que acreditou em mim, dando-me apoio e incentivo desde o período da graduação. Agradeço por sempre estar presente, por seu zelo e dedicação e por ser meu exemplo na vida acadêmica.
Agradeço ao prof. Welson Pimentel pelo apoio durante toda a pesquisa, cedendo seu tempo, consultório, material e seu conhecimento clínico e em pesquisa. À Isadora Barreto, aluna de iniciação científica, pela sua dedicação e aos alunos e amigos que participaram com voluntários de pesquisa, sou imensamente grata por sua contribuição com a ciência e principalmente, pela amizade.
Agradeço ao professor participante da Banca de Defesa, prof. Luis Felipe Jochims Schneider, bem como aos professores participantes da Banca de
Qualificação, prof. (a) Larissa Maria Assad Cavalcante e prof. (a) Cristina Costa Almeida, por serem além de meus avaliadores, exemplos acadêmicos com quem
tive a honra de ser aluna durante minha graduação e que almejo seguir no futuro. Agradeço também ao professor externo participante da Banca de Defesa, prof. Eduardo José Veras Lourenço, pela disposição e empenho para avaliar esse
trabalho ao qual tenho orgulho de apresentar.
Não poderia me esquecer de agradecer a prof.(a) Laiza Poskus, coordenadora do PPGO e a toda equipe do Programa de Pós Graduação em Odontologia, que sempre responderam ás minhas inúmeras perguntas e dúvidas, com atenção e cordialidade e pelo excelente trabalho que realizam.
A todos que de alguma forma me ajudaram nessa jornada até aqui: MUITO OBRIGADA!
“Faça o seu melhor, na condição que você tem, enquanto você não tem condições melhores,
para fazer melhor ainda.” (Mario Sergio Cortella)
RESUMO
Liberato WF. Comparação de correspondência de cores in vivo entre métodos visuais, escaner intraoral e com espectofotômetro [dissertação].
Niterói: Universidade Federal Fluminense, Faculdade de Odontologia; 2018.
O método visual de seleção de cor dentária é subjetivo e causa de preocupação para os clínicos. Diferentes dispositivos de medição foram desenvolvidos para auxiliar na seleção da cor do dente e obter melhores resultados estéticos. O objetivo deste estudo foi comparar a confiabilidade de diferentes métodos visuais e instrumentais para a seleção de cor dental. A seleção de cor pelo método visual foi realizada por 3 clínicos experientes usando 2 diferentes escalas de cor (VITA Classical A1-D4 e VITA Toothguide 3D-MASTER com 29 guias) com e sem o auxílio de um dispositivo de correção de luz (Smile Lite). Scanner intraoral (Trios) e espectrofotômetro (VITA Easyshade Advance 4.0) também foram utilizados. Os métodos instrumentais foram repetidos três vezes para determinar sua confiabilidade. A seleção de cor para cada método foi realizada sob iluminação controlada no terço médio do incisivo central superior direito de 28 participantes. O teste estatístico Fleiss Kappa foi utilizado para avaliar a confiabilidade de cada método. O teste estatístico Kappa ponderado foi utilizado para avaliar a concordância entre as tonalidades selecionadas pelos diferentes métodos (α = 0,05). Os métodos instrumentais foram mais precisos que os métodos visuais. O melhor desempenho foi encontrado para o scanner intraoral configurado para a escala 3D-MASTER (Fleiss Kappa: 0,874) e para o espectrofotômetro configurado para a escala Clássica (Fleiss Kappa: 0,805). O melhor método visual foi encontrado com a escala VITA Classical associada ao dispositivo de correção de luz (Fleiss Kappa .322). A escala VITA Classical, sem o dispositivo de correção da luz, apresentou a confiabilidade mais baixa (Fleiss Kappa, 177) (P <0,05). Os métodos instrumentais para seleção da core dentária foram mais confiáveis do que os métodos visuais testados.
ABSTRACT
Liberato WF. Comparison of color matching in vivo between visual methods, intraoral scanner and spectrophotometer [dissertation].
Niterói: Universidade Federal Fluminense, Faculdade de Odontologia; 2018
The visual method of selecting dental color is subjective and a cause of concern for clinicians. Different measuring devices have been developed to aid in the selection of tooth color and obtain better aesthetic results. The aim of this study was to compare the reliability of different visual and instrumental methods for dental color selection. Color selection by the visual method was performed by 3 experienced clinicians using 2 different color scales (VITA Classical A1-D4 and VITA Toothguide 3D-MASTER with 29 guides) with and without the aid of a light correction device (Smile Lite ). Intraoral Scanner (Trios) and spectrophotometer (VITA Easyshade Advance 4.0) were also used. The instrumental methods were repeated three times to determine their reliability. The color selection for each method was performed under controlled lighting in the middle third of the right upper central incisor of 28 participants. The Fleiss Kappa statistical test was used to evaluate the reliability of each method. The weighted Kappa statistical test was used to evaluate the agreement between the tonalities selected by the different methods (α = 0.05). Instrumental methods were more accurate than visual methods. The best performance was found for the intraoral scanner configured for the 3D-MASTER scale (Fleiss Kappa: 0.874) and for the spectrophotometer configured for the Classical scale (Fleiss Kappa: 0,805). The best visual method was found with the VITA Classical scale associated with the light correction device (Fleiss Kappa .322). The VITA Classical scale, without the light correction device, showed the lowest reliability (Fleiss Kappa, 177) (P <0.05). Instrumental methods for tooth core selection were more reliable than the visual methods tested.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Tabela 1- Grupos avaliados ... 14
Figura 1- Kit de cartões do Teste Ishihara (2006) ... 15
Figura 2A - Escala de cores Vitapan Classical® (VITA Zahnfabrik) ... 16
Figura 2B - Seleção de cor pelo método visual utilizando a escala Vitapan Classical® ... 16
Figura 3A- Escala de cores Vita 3-D Master® (VITA Zahnfabrik) ... 17
Figura 3B- Seleção de cor pelo método visual utilizando a escala Vitapan 3D-Master® ... 17
Figura 4A- Smile Lite® (Smile Line, St-Imier, Suiça) ... 18
Figura 4B- Seleção de cor pelo método visual utilizando a escala Vitapan Classical® associado ao Smile Lite®. ... 18
Figura 4C- Seleção de cor pelo método visual utilizando a escala Vitapan 3D-Master® associado ao Smile Lite® ... 19
Figura 5A- Easyshade® (VITA Zahnfabrik) ... 19
Figura 5B- Seleção de cor pelo método instrumental Easyshade® ... 20
Figura 6A- Scanner Intraoral Trios® (3Shape A/S, Copenhagen, Dinamarca) ... 20
Figura 6B- Seleção de cor utilizando o método instrumental de scaneamento pelo Scanner Intraoral Trios® ... 21
Tabela 2- Reprodutibilidade do método para seleção de cores de dentes (teste estatístico Fleiss Kappa) ... 40
Tabela 3- Concordância entre as seleções de cores correspondentes (teste estatístico Kappa Ponderada) por cada método, de acordo com o guia de cores VITA Classical. ... 40
Tabela 4- Concordância entre a seleção de cores por cada método de acordo com o guia de cores VITA 3D-MASTER (teste estatístico Kappa Ponderada). ... 41
SUMÁRIO 1- Introdução ... 11 2- Metodologia ... 13 3- Artigo Produzido ... 22 Abstract ... 24 Clinical Implications ... 25 Introduction... 25
Materials and methods ... 27
Results ... 28 Discussion ... 29 Conclusions... 31 References ... 32 Table 1 ... 35 Table 2 ... 36 Table 3 ... 37 Figure 1 ... 38 Figure 2 ... 38 4- Resultados ... 39 5- Discussão ... 41 6- Conclusões ... 43 7- Referências ... 44
Anexo A - Certificado de Aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa... 46
Anexo B - Termo de Consentimento e Ficha de Avaliação Individual ... 50
Anexo C - Tabela completa de seleção de cor ... 52
Anexo D - Documento Comprobatório de Subimissão de Artigo ... 53
11 1 - INTRODUÇÃO
A seleção de cor dentária é principalmente um método de tentativa e erro influenciado pela experiência do clínico, pela fadiga visual e pela fonte de luz externa.26 A reprodução acurada de cores com um material restaurador é um desafio.1;10;12;18;22;25 Além disso, as exigências estéticas e as expectativas no tratamento protético reabilitador também aumentaram, atualmente.4,11,23
A seleção de cor em Odontologia pode ser realizada tanto por métodos visuais como escala de cores, quanto por métodos instrumentais como espectrofotômetro, colorímetro e mais recentemente, scanner digital intraoral.12,15,26 A técnica mais popularmente utilizada para este fim, em função do custo e praticidade, é o método visual, que consiste na comparação de cor de um dente do paciente com uma referência (escala de cor).19
A cor pode ser definida como onda eletromagnética, descrita como energia radiante visível, cujo comprimento de onda o aparelho visual humano está apto a distinguir e interpretar. No entanto, para que haja percepção da cor, são necessários três elementos: uma fonte de luz, um objeto e um observador.5
O olho humano contém na retina células fotorreceptoras do tipo cones e bastonetes, que por meio de pigmentos fotossensíveis, absorvem a luz e a transformam em estímulo para que o cérebro perceba a cor. Existem três tipos de célula cone, cada uma contendo um pigmento diferente sensível á determinada extensão de comprimento de onda: correspondentes às cores vermelho, verde e azul. Os bastonetes são sensíveis em toda a extensão do comprimento de onda e não diferenciam as cores, sendo responsáveis pela visão onde há baixa luminosidade. A luz refletida é captada pelos olhos e age nos receptores da retina, sendo que os impulsos vindos dessa área são enviados ao nervo óptico e ao córtex visual para interpretação. 5,15
Um objeto, portanto, não possui cor própria. A cor que é percebida está na dependência dos comprimentos de onda que são refletidos, e a cor que o ser humano percebe, na verdade, só existe mentalmente.A seleção de cor depende da avaliação e interpretação individual, que é subjetiva, o que dificulta clinicamente o processo de equiparação. Essa é, portanto, uma das razões para a necessidade do desenvolvimento de padronização na comunicação da cor e de instrumentos que facilitem sua medição.2,6,7,16,17,19,21
12 O olho humano é muito eficiente na detecção de pequenas diferenças de tonalidades no elemento dentário. Entretanto, existe uma ampla gama de diferentes tons, translucidez, opacidades e caracterizações que podem não ser detectadas. Além disso, a tomada de cor pelo método visual está sujeita a inúmeras variáveis como idade, sexo, experiência, tipo de escala utilizada que pode influenciar na percepção da cor e induzir a erros graus diferentes de exposição à luz, fadiga do olho e variáveis fisiológicas, como o daltonismo, que podem levar a inconsistências. Portanto, a determinação da cor por meios visuais é considerada altamente subjetiva.1,15,16,17,18
Para diminuir as interferências externas, estão disponíveis aparelhos corretores de luz. Um exemplo é o aparelho de mão equipado com emissão de luz (LED) calibrada de 5500K, que delimitam uma janela retangular ao redor da área de interesse, para proporcionar claridade natural e neutra auxiliando na seleção de cor pelo método visual, como o Smile Lite, Smile Line®, que foi utilizado nesse estudo.8,22
Espectrofotômetros intraorais portáteis também estão disponíveis para auxiliar na seleção de cores de dentes. A peça de mão do espectrofotômetro ilumina o dente com uma luz de 6500K e exibe os resultados com base nas escalas de cores visuais. Os scanners intraorais foram recentemente introduzidos na prática odontológica, e alguns são capazes de capturar imagens coloridas e fazer uma distinção clara entre estruturas de tecidos moles e duros.26 Os resultados das seleções de cores dos scanners intraorais também são baseados em escalas visuais de cores.
A escala de cor mais utilizada pelos profissionais é a escala Vitapan Classical®, lançada em 1956, mas que não representa o completo espectro da cor dentária, e a falta de uma organização padrão de cores pode dar inconsistência ao processo de seleção12. A necessidade da descrição de modo científico fez com que fossem criados sistemas que especificassem a cor de maneira sistemática. Em odontologia, os modelos mais utilizados são o modelo de Munsell e o sistema Cielab de terminologia industrial para descrever a cor. Contudo, o modelo de cor proposto pela Comissão Internacional de Iluminação (CIE - Comission Internationale de LÉclairage), tem sido amplamente utilizado em pesquisas odontológicas. O modelo CIE L* a* b* 2000, fornece informações, por meio de fórmulas, sobre a localização
13 da cor no espaço tridimensional e a magnitude da diferença de cor entre dois objetos (ΔE). As coordenadas, obtidas por medidas de refletância espectral, proporcionam descrição numérica da posição da cor num diagrama tridimensional.15
Alguns estudos comparando métodos visuais e instrumentais têm mostrado melhores resultados para espectrofotômetros do que para as escalas de cores visuais.3,12 Espera-se, portanto, que os dispositivos de medição de cores aumentem a precisão da combinação de cores e a interpretação e fabricação de restaurações dentárias.12
Poucos estudos clínicos investigaram o uso de imagens coloridas digitais obtidas com um scanner digital intraoral para seleção de cores, em comparação com outros métodos disponíveis.8,12 Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar a confiabilidade de métodos visuais (diferentes escalas de cores com e sem o auxílio de um dispositivo de correção de luz) e instrumental (espectrofotômetro e scanner intraoral) para a correspondência de cores de dentes. A hipótese nula era de que não haveria diferenças significativas na confiabilidade da seleção visual e instrumental repetida.
2 - METODOLOGIA
O protocolo do estudo foi apresentado e aprovado pelo Comitê de Ética da Faculdade de Odontologia da Universidade Federal Fluminense, sob o protocolo número: 1.388.597. Todos os indivíduos foram convidados a participar como voluntários de pesquisa assinaram um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, depois de serem informados sobre o experimento. O grupo de avaliadores foi constituído por três dentistas (D1, D2 e D3), com experiência em seleção de cores (ISSO TR 28642:2011)13 (sendo, um professor sênior, um doutorando e uma mestranda), que foram submetidos ao teste simplificado de Ishihara (Figura 1) para verificar a presença de algum tipo de deficiência para visualização e diferenciação de cores14. O critério de exclusão dos avaliadores foi a obtenção de cinco ou mais respostas incorretas, porém não houveram respostas incorretas.
14
Grupos Avaliação
Scanner (Escala Vita 3D) D2 Avaliador - 3 medições Scanner (Escala Vita Clássica) D2 Avaliador - 3 medições EasyShade (Escala Vita 3D) D2 Avaliador - 3 medições EasyShade (Escala Vita Clássica) D2 Avaliador - 3 medições
Escala Vita 3D Avaliadores D1, D2 e D3
Escala Vita Clássica Avaliadores D1, D2 e D3
Escala Vita 3D+SmileLine Avaliadores D1, D2 e D3 Escala Vita Clássica+SmileLine Avaliadores D1, D2 e D3
Tabela 1: grupos avaliados
Este trabalho foi precedido de um estudo piloto realizado com doze voluntários de pesquisa (homens e mulheres jovens entre 20 e 35 anos, moradores do Estado do Rio de Janeiro), seguindo este mesmo protocolo. Foram avaliados os seguintes métodos visuais e instrumentais para a seleção de cor: Escala Vitapan Classical® (Figura 2 A e B) e 3D-Master® (VITA Zahnfabrik, Bad Säckingen, Suíça) (Figura 3 A e B), associadas ou não à um dispositivo corretor da iluminação, o Smile Lite® (Smile Line, St-Imier, Suíça) (Figura 4 A, B e C) além do Easyshade® (VITA Zahnfabrik) (Figura 5 A e B) e do scanner intraoral (Trios®, 3Shape A/S, Copenhagen, Dinamarca) (Figura 6 A e B). Foram avaliados vinte e oito sujeitos de pesquisa de ambos os sexos entre 20 e 40 anos de idade, moradores do Estado do Rio de Janeiro, apresentando incisivo central superior direito hígido, livre de restaurações e de aparelhos ortodônticos.
A seleção pelo método visual foi realizada separadamente por cada um dos avaliadores (D1, D2, D3) e para cada indivíduo em ambiente clínico com iluminação natural, com o auxílio de um terceiro profissional que tomou nota dos resultados, anulando o viés de influência. Todos os participantes foram avaliados no mesmo período do dia e no mesmo consultório odontológico, com paredes de cores neutras e com janela com entrada de luz natural. Também foi utilizado equipamento auxiliar (Smile Lite®), com emissão de luz calibrada de 5500 K, que se propõe a pronunciar claridade natural e neutra para auxiliar a tomada de cor pelo método visual. Esta ferramenta delimita uma janela retangular ao redor da área de interesse, para que as influências externas a essa área sejam eliminadas. Os avaliadores foram orientados a selecionar a cor do terço médio do incisivo central superior direito (#11) tendo como parâmetro as escalas de cores Vitapan Classical® e 3D-Master® (VITA Zahnfabrik) na organização de fábrica.
15 Apenas um dentista calibrado (D2) avaliou o método instrumental, em que foram utilizados os mesmos dentes e realizadas três mensurações repetidas, com cada equipamento, para avaliar o índice de repetibilidade e confiabilidade dos equipamentos instrumentais avaliados. Foi inicialmente utilizado o espectrofotômetro (Easyshade®), e posteriormente o scanner intraoral (Trios®).
O teste estatístico Fleiss Kappa para múltiplas medições foi utilizado para avaliar a confiabilidade dos métodos. O teste estatístico Kappa ponderado avaliou a concordância entre as seleções de cores pelos diferentes métodos testados. O tamanho da amostra necessária para alcançar um poder de 90% com um nível de significância de 5% foi de 26 participantes (Crítica z = 1,96).
Figura 1 – Kit de cartões do Teste Ishihara (2006). Fonte: Google imagens
16 Figura 2 A – Escala de cores Vitapan Classical®
. Fonte: Google imagens
Figura 2B: Seleção de cor pelo método visual utilizando a escala Vitapan Classical®.
17 Figura 3A: Escala de cores Vita 3D-Master® (Zahnfabrik Bad Sackingen, Suiça).
Figura 3B: Seleção de cor pelo método visual utilizando a escala Vitapan 3D-Master®.
18 Figura 4A: Smile Lite® (Smile Line, St-Imier, Suiça).
Fonte: Google imagens
Figura 4B: Seleção de cor pelo método visual utilizando a escala Vitapan Classical® associado ao Smile Lite®.
19 Figura 4C: Seleção de cor pelo método visual utilizando a escala Vitapan 3D-Master® associado ao Smile Lite®.
Figura 5A: Easyshade® (VITA Zahnfabrik). Fonte: Google imagens
20 Figura 5B: Seleção de cor pelo método instrumental Easyshade®.
Figura 6A: Scanner Intraoral (Trios®, 3 Shape A/S, Copenhagen, Dinamarca).
21 Figura 6B: Seleção de cor pelo método instrumental de scaneamento pelo Scanner Intraoral Trios®.
22 3 - ARTIGO PRODUZIDO
A comparison between visual, intraoral scanner, and spectrophotometer shade
matching: A clinical study
Walleska Feijó Liberato, DDS, MSca Isadora Carvalho Barreto, DDS,b Priscila Paganini Costa, DDS, PhD,c Cristina Costa de Almeida, DDS, PhD,d Welson Pimentel, DDS, MSc,e Rodrigo Tiossi, DDS, PhDf
Fluminense Federal University; Fluminense Federal University; State University of Londrina; Fluminense Federal University; Brazilian Dental Association—São Gonçalo Division; State University of Londrina.
a
PhD Student, Fluminense Federal University, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil.
b
Private practitioner, Fluminense Federal University, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil.
c
Assistant Professor, Department of Dental Medicine and Pediatric Dentistry, School of Dentistry, State University of Londrina, Londrina, Paraná, Brazil.
d
Associate Professor, Fluminense Federal University, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil.
eEspecialization Course Director, Brazilian Dental Association—São Gonçalo
Division, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil.
f
Assistant Professor, Department of Restorative Dentistry, School of Dentistry, State University of Londrina, Londrina, Paraná, Brazil.
Corresponding author:
23 Department of Restorative Dentistry, School of Dentistry, State University of Londrina Rua Pernambuco, 540, Centro, Londrina, PR, Brazil. 86020-120. Telephone number: +55 43 3371-6749; fax number: +55 43 3371-6755. E-mail: rtiossi@uel.br
Keywords: color, dental aesthetics, dental prosthesis
Acknowledgments
The authors would like to thank statistical consultant Osvaldo Anacleto Junior, PhD (Assistant Professor at the Department of Applied Mathematics and Statistics of the Institute of Mathematics and Computer Science at the University of São Paulo, São Carlos, SP, Brazil) for the assistance with selecting the statistical methods used to analyze the data found in this research study.
24 JPD-17-897
A comparison between visual, intraoral scanner, and spectrophotometer shade matching: A clinical study
ABSTRACT
Statement of problem. Visual shade matching is subjective and a cause of concern
for clinicians. Different measurement devices have been developed to assist in tooth color selection and to achieve better esthetic results. However, consensus is lacking as to which method of tooth shade selection provides more predictable results.
Purpose. The purpose of this clinical study was to compare the reliability of different
visual and instrumental methods for dental shade matching.
Material and methods. Visual shade matching was performed by 3 experienced
clinicians using 2 different shade guides (VITA Classical A1-D4 and VITA Toothguide 3D-MASTER with 29 tabs) with and without the aid of a light-correcting device (Smile Lite). An intraoral scanner (Trios) and a spectrophotometer (VITA Easyshade Advance 4.0) were also used for color shade matching. The instrumental methods were repeated 3 times to determine repeatability. Shade matching sessions for each method were performed under controlled lighting on the middle third of the maxillary right central incisor of 28 participants. The Fleiss Kappa statistical test was used to assess the reliability of each method. The weighted Kappa statistical test was used to assess the agreement between the shades matched by different methods (α=.05). Results. Instrumental methods were more accurate than visual methods. The best
performance was found for the intraoral scanner configured for the 3D-MASTER scale (Fleiss Kappa value .874) and for the spectrophotometer configured for the
25 Classical scale (Fleiss Kappa value .805). The best visual shade matching method was the VITA Classical scale associated with the light-correcting device (Fleiss Kappa value .322). The Classical scale without the light-correcting device showed the poorest reliability (Fleiss Kappa value .177) (P<.05).
Conclusions. Instrumental methods for color shade matching were more reliable
than the visual methods tested.
CLINICAL IMPLICATIONS
The reliability of the instrumental methods compared strongly suggests the supplementary use of shade matching instruments to visual shade guides in clinical practice.
INTRODUCTION
Tooth shade matching is mostly a trial and error method influenced by clinician proficiency, visual fatigue, and surrounding light source.1Accurate color reproduction with a restorative material is challenging.2-7 Furthermore, patient expectations for the outcomes of the restorative treatment are often high.8-10 Shade selection in dentistry can be performed by using both visual methods with a shade guide and instrumental methods such as a spectrophotometer, a colorimeter, and, more recently, an intraoral digital scanner.1,4,11
The human eye is efficient in detecting small differences in tooth color.12,13 However, communicating such differences to the dental technician is complex.12 The wide range of different tones, translucency, opacities, and characterizations of a tooth may not be detected. Visual shade matching is subject to variables such as age, sex, experience, type of scale used, different degrees of light exposure, eye
26 fatigue, and physiological variables such as color deficiency, which may lead to inconsistencies.14-21
Light-correcting devices are available to minimize lighting interference and to allow neutral clarity to assist the visual method of shade matching.6,22An example is a handheld lamp with light-emitting diode- (LED-) based technology with a color temperature of 5500K.23 The device has a light source similar to that of the internal light source of the most commonly used dental spectrophotometer.23 The device corrects for varying light conditions such as the time of day, season of the year, and type of light sources in the dental office.23Such devices reduce reflected light to allow for a more accurate assessment of dental translucency and therefore provide more reliable visual shade matching.6
Portable intraoral spectrophotometers are also available to assist tooth shade matching. The spectrophotometer handpiece illuminates the tooth with a 6500K light for color matching and displays the results based on visual shade guides. Intraoral scanners have recently been introduced in dental practice, and some are able to capture colored images and make a clear distinction between soft and hard tissue structures.1 Shade color results from intraoral scanners are also based on visual shade guides.
Studies comparing both visual and instrumental methods have mostly shown better results for spectrophotometers than visual shade guides.4,24 Color measuring devices are therefore expected to enhance the accuracy of shade matching and the interpretation and fabrication of dental restorations.4
Few clinical studies have investigated the use of digital color images obtained with an intraoral digital scanner for shade selection as compared with other available methods.4,23 Therefore, the purpose of the current study was to evaluate the reliability
27 of visual (different shade guides with and without the aid of a light-correcting device) and instrumental (spectrophotometer and intraoral scanner) methods for tooth shade matching. The null hypothesis was that no significant differences would be found in the reliability of repeated visual and instrumental shade matching.
MATERIAL AND METHODS
The study protocol was approved by the Ethics Committee of the Fluminense Federal University School of Dentistry (Approval no. 1.388.597). All participants received verbal and written information about the study and signed an informed consent before inclusion. Three experienced clinicians (WP, RT, and WL) with superior color matching competency (ISO TR 28642:2011)25 participated in the study. Each clinician had been screened for color deficiencies using the Ishihara plates.26 Exclusion occurred when 5 or more incorrect answers were found. The study sample included 28 volunteers aged between 20 and 40 years with a sound right maxillary central incisor and without any severe enamel anomaly or pigmentation.6
Visual shade matching was carried out separately by each clinician at the same time of the day and in the same dental office, with walls of neutral colors and a window with natural lighting and under a light source with a color temperature of 5500 K.24 Each patient was seated on the dental chair, and each examiner performed the shade matching procedure with only a dental assistant present to record the selected tooth shade. Each examiner was blinded to the shade color selected by the other examiners. Shade matching was performed on the middle third of each participant’s maxillary right central incisor by using 2 shade guides (VITA Classical A1-D4 and VITA Toothguide 3D-MASTER with 29 tabs; VITA Zahnfabrik) with and without the aid of a light-correcting device (Smile Lite; Smile Line) (Fig. 1).
28 Instrumental shade matching was performed by a previously calibrated examiner (WP) with an intraoral scanner (Trios; 3Shape A/S) and a spectrophotometer (VITA Easyshade Advance 4.0; VITA Zahnfabrik) (Fig. 2). Three short-term instrumental shade assessments were made on each participant’s right maxillary central incisor. Both instrumental methods were configured to provide results by using the 2 visual shade guides tested (VITA Classical A1-D4 and VITA Toothguide 3D-MASTER). Statistical analysis was performed using statistical software (IBM SPPS Statistics v24; IBM Corp). The Fleiss Kappa statistical test for multiple measurements was used to assess method reliability. The weighted Kappa statistical test assessed the agreement between the shades matched by the different methods tested. The sample size needed to achieve a power of 90% with a significance level of 5% was 26 participants (Critical z=1.96).
RESULTS
Twenty-eight participants were enrolled to account for possible exclusions and dropouts. Table 1 presents the reliability of the different shade matching methods. The instrumental methods showed a higher reliability than the visual methods. The highest Fleiss Kappa values were found for the intraoral scanner configured for the VITA 3D-MASTER (.874) shade guide and for the spectrophotometer configured for the VITA Classical shade guide (.805). Visual shade matching without a light-correcting device was the least reliable method for tooth shade matching (VITA Classical: .177; VITA 3D-MASTER: .206). The use of a light-correcting device increased the reliability of the visual shade method.
Tables 2 and 3 show the agreement between the shades matched by each method. The highest agreement for the Vita Classical shade guide was found
29 between the shades matched by the visual shade method and by the visual shade method associated with the light-correcting device (Weighted Kappa value .725), followed by the agreement between the intraoral scanner and the spectrophotometer (Weighted Kappa value .546) (Table 2). The highest agreement for the Vita 3D-MASTER shade guide was also found for the visual shade method and by the visual shade method associated with the light-correcting device (Weighted Kappa value .515) (Table 3).
DISCUSSION
The results found in this study support rejection of the tested null hypothesis since significant differences were found in reliability between repeated visual and instrumental shade matching. Instrumental methods were more reliable than visual methods. The best performance was found for the intraoral scanner configured for the 3D-MASTER scale (Fleiss Kappa value .874) and for the spectrophotometer configured for the Classical scale (Fleiss Kappa value .805). Interpretation of the Fleiss Kappa values ranges from .20 to .40 (fair), .40 to .75 (intermediate to good), and above .75 (excellent).4
The VITA Classical scale is currently the most taught and used shade guide.4,12 The results of this study showed that the VITA Classical scale was the least reliable shade guide tested (Fleiss Kappa value .177), followed by the VITA 3D-MASTER shade guide (Fleiss Kappa value .206). This shows the difficulties faced by clinicians with esthetic restorations. The poor results found for visual shade matching in this study are consistent with those of earlier studies.2,4,5,21 Training for tooth shade selection could affect the results and lead to more predictable outcomes for visual shade matching methods.4,8,9,13,24
30 A light-correcting device (Smile Lite) was used with the visual shade guides and provided some improvement in tooth color selection. This is consistent with an earlier study22 that found better shade matching ability with the use of a light-correcting device. The same study22 also reported that the results were not further improved after attaching a polarization filter to the light-correcting device.
Agreement between the shades matched by each method was higher when the VITA Classical guide was used. The highest agreement was found between visual shade matching and visual shade matching with a light-correcting device (Weighted Kappa value .725). The same was found for the VITA 3D-MASTER shade guide (Weighted Kappa value .515). This was somewhat expected because the same raters were responsible for each shade matching for both groups. Agreement was poor when the instruments were configured for the VITA 3D- MASTER shade guide. This could be due the greater shade availability compared with the VITA Classical shade guide—the higher shade availability led to a higher variance in the shades that were matched by each method tested (both visual and instrumental). The poor color matching agreement found between the different methods was also reported in a previous study.10 The authors also suggested that instrumental shade matching seems not to reflect human shade matching perception.10
In this study, instrumental methods were more reliable compared with visual methods. This is consistent with an earlier study that suggested the use of color matching instruments as a supplementary tool to improve the outcome of esthetic restorations.4 Other studies have suggested that tooth color selection using instrumental methods has greater agreement and effectiveness when compared with visual methods.6,14 Another study stated that an intraoral scanner could not be the primary method for tooth color selection because of differences in color parameters
31 with the colorimeter.1 Advantages of instrumental shade matching include more uniform communication between professionals and more accurate color selection.6,14 Such devices give control over external light conditions, and the photo-optic measurement allows color quantification.6,14 However, the high cost of the equipment still limits its more widespread use in clinical practice.19
A limitation of the present study was that no time limit was set for each shade matching process. Eye fatigue could therefore have occurred. The examiners were instructed to rest their eyes on a neutral color background22 to minimize fatigue and error. A future study could limit the time for each shade matching session to better understand the influence of the time limit in the shade matching process. Another limitation is that no standard scanning method has been suggested for shade matching with a digital scanner, and variables such as scan angle and distance, light source, and experience of the operator could be hard to control.1 Future studies could test different clinical situations with different scanning angles and distances to clarify this issue.
CONCLUSIONS
Based on the findings of this clinical study, the following conclusions were drawn: 1. Instrumental methods for tooth color selection were more reliable than the
visual method.
2. The VITA 3D-MASTER shade guide showed a better interrater agreement than the VITA Classical shade guide.
3. The use of a light-correcting device associated with the visual shade guides provided some improvement in interrater agreement.
32 REFERENCES
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35 TABLES
Table 1. Method reproducibility for tooth shade matching (Fleiss Kappa statistical test).
Fleiss Kappa
Intraoral scanner (VITA Classical) .639
Spectrophotometer (VITA Classical) .805
Visual shade matching (VITA Classical) .177
Visual shade matching (VITA Classical+Light-correcting device) .322
Intraoral scanner (VITA 3D-MASTER) .874
Spectrophotometer (VITA 3D-MASTER) .700
Visual shade matching (VITA 3D-MASTER) .206
36 Table 2. Agreement between shades matched (Weighted Kappa statistical test) by each method according to VITA Classical shade guide.
Intraoral scanner Spectrophotometer Visual shade matching Visual shade matching + Light-correcting device Intraoral scanner 1.000 .546 .342 .491 Spectrophotometer .546 1.000 .158 .279 Visual shade matching .342 .158 1.000 .725 Visual shade matching + Light-correcting device .491 .279 .725 1.000
37 Table 3. Agreement between shades matched (Weighted Kappa statistical test) by each method according to VITA 3D-MASTER shade guide.
Intraoral scanner Spectrophotometer Visual shade matching Visual shade matching + Light-correcting device Intraoral scanner 1.000 .152 -.151 -.082 Spectrophotometer .152 1.000 .041 -.015 Visual shade matching -.151 .041 1.000 .515 Visual shade matching + Light-correcting device -.082 -.015 .515 1.000
38 FIGURES
Figure 1. Shade matching with light-correcting device (Smile Lite).
Figure 2. Shade matching with spectrophotometer (VITA Easyshade Advance 4.0; VITA Zahnfabrik).
39 4- RESULTADOS
Vinte e oito participantes foram inscritos para contabilizar possíveis exclusões e desistências. A Tabela 2 apresenta a confiabilidade dos diferentes métodos de seleção de cores. Os métodos instrumentais mostraram uma maior confiabilidade do que os métodos visuais. Os maiores valores de Kappa de Fleiss foram encontrados para o scanner intraoral configurado para o guia de cores VITA 3D-MASTER (.874) e para o espectrofotômetro configurado para a escala de cores VITA Classical (.805). As seleções visuais sem um dispositivo de correção de luz foram os métodos menos confiáveis para seleção de cores de dentes naturais (VITA Classical: .177; VITA 3D-MASTER: .206). O uso de um dispositivo de correção de luz aumentou a confiabilidade do método de seleção visual.
As tabelas 3 e 4 mostram a concordância entre as seleções de cores combinadas por cada método. A maior concordância para a escala de cores Vita Classical foi encontrada entre as cores combinadas pelo método de seleção visual e pelo método de seleção visual associado ao dispositivo de correção de luz (valor de Kappa Ponderado: .725), seguido pela concordância entre o scanner intraoral e o espectrofotômetro (valor de Kappa Ponderado .546) (Tabela 3). A maior concordância para a escala de cores Vita 3D-MASTER também foi encontrada para o método de seleção visual e pelo método de seleção visual associado ao dispositivo de correção de luz (valor de Kappa Ponderado .515) (Tabela 4).
40
Métodos Estudados Fleiss Kappa
Scanner intraoral (VITA Classical) .639 Espectrofôtometro (VITA Classical) .805 Seleção Visual (VITA Classical) .177 Seleção Visual (VITA Classical+Polarizador de luz) .322 Scanner intraoral (VITA 3D-MASTER) .874 Espectrofôtometro (VITA 3D-MASTER) .700
Seleção Visual (VITA 3D-MASTER) .206
Seleção Visual (VITA 3D-MASTER+ Polarizador de luz) .306
Tabela 2. Reprodutibilidade do método para seleção de cores de dentes (teste estatístico Fleiss Kappa).
Scanner Intraoral
Espectofotômetro Seleção Visual Seleção Visual + Polarizador de luz Scanner Intraoral 1.000 .546 .342 .491 Espectofotômetro .546 1.000 .158 .279 Seleção Visual .342 .158 1.000 .725 Seleção Visual + Polarizador de luz .491 .279 .725 1.000
Tabela 3. Concordância entre as seleções de cores correspondentes (teste estatístico Kappa Ponderada) por cada método, de acordo com o guia de cores VITA Classical.
41
Scanner Intraoral
Espectofotômetro Seleção Visual Seleção Visual + Polarizador de luz Scanner Intraoral 1.000 .152 -.151 -.082 Espectofotômetro .152 1.000 .041 -.015 Seleção Visual -.151 .041 1.000 .515 Seleção Visual + Polarizador de luz -.082 -.015 .515 1.000
Tabela 4. Concordância entre a seleção de cores por cada método de acordo com o guia de cores VITA 3D-MASTER (teste estatístico Kappa Ponderada).
5- DISCUSSÃO
Os resultados encontrados neste estudo apoiam a rejeição da hipótese nula testada, uma vez que foram encontradas diferenças significativas na confiabilidade entre as seleções visuais e as instrumentais. Os métodos instrumentais foram mais confiáveis que os métodos visuais. O melhor desempenho foi encontrado para o scanner intraoral configurado para a escala 3D-MASTER (valor de Fleiss Kappa 0,874) e para o espectrofotômetro configurado para a escala Clássica (valor de Fleiss Kappa 0,805). A interpretação dos valores de Kappa de Fleiss varia de 0,20 a 0,40 (razoável), 0,40 a 0,75 (intermediário a bom) e acima de 0,75 (excelente).13
A escala VITA Classical é atualmente a escala de cores mais utilizada nas universidades e pelos cirurgiões dentistas.6,13 Os resultados deste estudo mostraram que a escala VITA Classical foi a escala testada menos confiável (Fleiss Kappa valor 177), seguida pela escala VITA 3D-MASTER (valor Fleiss Kappa .206). Isso mostra as dificuldades enfrentadas pelos clínicos com restaurações estéticas. Os resultados ruins encontrados para seleção de cores visuais neste estudo são consistentes com os de estudos anteriores.1,13,20,22O treinamento para a seleção da cor do dente pode afetar os resultados e levar a resultados mais previsíveis para os métodos de combinação de cores visuais.3,4,13,24,25
42 Um dispositivo de correção de luz (Smile Lite) foi usado com as guias de cores visuais e proporcionou melhorias na seleção da cor do dente. Ratificando um estudo anterior que encontrou melhor capacidade de seleção de cor com o uso de um dispositivo de correção de luz.10 O mesmo estudo também relatou que os resultados não foram melhorados após a conexão de um filtro de polarização ao dispositivo de correção de luz.10
A concordância entre as seleções de cores a cada método foi maior quando a escala VITA Classical foi utilizada. A concordância mais alta foi encontrada com a combinação de seleção de cores com um dispositivo de correção de luz (valor de Kappa Ponderado .725). O mesmo foi encontrado para a escala de cores VITA 3D-MASTER (valor de Kappa Ponderado .515). O que já era esperado porque os mesmos avaliadores eram responsáveis por cada seleção de cores para ambos os grupos. A concordância foi mais desfavorável quando os instrumentos foram configurados para o guia de cores VITA 3D-MASTER. Isto pode ser devido à maior disponibilidade de tonalidades em comparação com a escala de cores VITA Classical - a maior disponibilidade de tonalidade levou a uma maior variação nas tonalidades que foram selecionadas por cada método testado (tanto visual quanto instrumental). A fraca concordância da seleção de cores encontrada entre os diferentes métodos também foi relatada em um estudo anterior.11 Os autores também sugeriram que a seleção de cores instrumentais parece não refletir a percepção da correspondência de tons humanos.11
Neste estudo, os métodos instrumentais foram mais confiáveis em comparação com os métodos visuais. Isso corrobora com um estudo anterior que sugeriu o uso de instrumentos de seleção de cores como uma ferramenta complementar para melhorar o resultado de restaurações estéticas.12 Outros estudos sugeriram que a seleção da cor do dente com métodos instrumentais tem maior concordância e eficácia quando comparada com métodos visuais.2,22 Outro estudo afirmou que um scanner intraoral não poderia ser o método primário para a seleção da cor do dente devido às diferenças nos parâmetros de cor com o colorímetro.26 As vantagens do método instrumental de seleção de cores incluem uma comunicação mais uniforme entre os profissionais e maior precisão.2,22 Tais dispositivos dão controle sobre as condições de luz externa, e a medição foto-óptica
43 permite a quantificação de cores.2,22 No entanto, o alto custo do equipamento ainda limita que seu uso seja mais difundido na prática clínica.17
Uma limitação do presente estudo foi que não houve nenhum limite de tempo definido para cada processo de seleção de cores, desta forma, fadiga ocular poderia ter ocorrido. Os examinadores foram instruídos a descansar os olhos em um fundo colorido neutro para minimizar a fadiga e o erro.9 Um estudo futuro poderia limitar o tempo de cada sessão de seleção de cores para melhor compreender a influência do limite de tempo no processo de correspondência de tonalidades. Outra limitação é que nenhum método de varredura padrão foi sugerido para a seleção de cores com o scanner digital, e variáveis como ângulo de varredura e distância, fonte de luz e experiência do operador podem ser difíceis de controlar.26 Estudos futuros poderiam testar diferentes situações clínicas com diferentes ângulos de varredura e distâncias para esclarecer esta questão.
6 - CONCLUSÕES
Segundo a metodologia empregada e com base nos resultados obtidos neste estudo clínico, pode-se concluir que os métodos instrumentais para seleção de cor do dente é mais confiável e mais reprodutível quando comparado ao método visual. Além disso, a escala VITA 3D-Master® apresentou melhor concordância entre os avaliadores do que a escala VITA Classical®. E que o uso de um dispositivo de correção de luz, associado às escalas de cores proporcionou alguma melhora na concordância entre os avaliadores. Desta forma, a combinação dos métodos visuais e instrumentais é recomendada para a adequada seleção de cor de dentes naturais.
44 7 – LISTA DE REFERÊNCIAS
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46
50
ANEXO B – Termo de Consentimento e Ficha de Avaliação Individual
Universidade Federal Fluminense Faculdade de Odontologia
Orientador: Rodrigo Tiossi
Pesquisadora Responsável: Walleska Feijó Liberato Fone: (21) 987287381
E-mail: walleskaliberato@hotmail.com
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
O (A) Sr. (a) está sendo convidado (a) como voluntário (a) a participar da pesquisa “AVALIAÇÃO DOS MÉTODOS VISUAL, SCANNER INTRAORAL E COM EASYSHADE PARA SELEÇÃO DE COR DE DENTES NATURAIS.” Neste estudo pretendemos comparar a precisão e a eficácia da seleção de cor pelos métodos visual e instrumental (uso de scanner intraoral e espectrofotômetro).
Eu,
_________________________________________________________________, portador do documento de Identidade ____________________, nascido em ____/____/____, ______________ (Cidade), _______________ (País), declaro que concordo em participar desse estudo de forma voluntária.
Pesquisadora: _______________________________________________________________ Voluntário de Pesquisa: _______________________________________________________________ Niterói, _________ de __________________________ de 2016 .
51 Nome:
___________________________________________________________________ Idade: _______________
Avaliação pelo Método Visual Profissional Escala de cores
Vitapan® Classical Escala de cores Vita 3D-Master® Smile Lite® + Escala de cores Vitapan® Classical Smile Lite® + Escala de cores Vita 3D-Master® Rodrigo Tiossi Welson Pimentel Walleska Liberato
Avaliação pelo Método Instrumental
Easyshade® 1 Easyshade® 2 Easyshade® 3 Scanner Intraoral Trios® 1 Scanner Intraoral Trios® 2 Scanner Intraoral Trios® 3
52 ANEXO C Tab e la: S e leç ã o d e c o r pe los m é to d o s t e st a d o s. L e g e n d a : P : S u jeito s d a p e s q u isa ; S : e sc a n e a m e n to ; E S : e s p e ct o fo tô m e tro; D1: a va lia d o r 1 ; D2: a v a lia d o r 2 ; D3: a va lia d o r 3 ; V C: e sca la V ita Classic a l; 3 D: e sca la V ita 3 D; S L : p o la ri za d o r de lu z.
53
54
