運(yùn)用HSB模型評(píng)價(jià)冷光美白對(duì)氟斑牙色相、飽和度及亮度的影響及相關(guān)性研究

于陽(yáng)陽(yáng) 劉榮 夏霏 顏雅慧 鄒冬榮

[摘要]目的：運(yùn)用HSB模型評(píng)價(jià)冷光美白對(duì)氟斑牙在飽和度、色相和亮度上的改變效果及其相關(guān)性。方法：選取華北石油管理局總醫(yī)院口腔科2017年11月-2019年11月進(jìn)行冷光美白的110例患者為研究對(duì)象，按照氟斑牙指數(shù)分為輕、中、重氟斑牙及無(wú)氟斑牙四組，應(yīng)用photoshop軟件顏色拾取功能，記錄冷光美白前后切牙的色相值H、飽和度值S、亮度值B，計(jì)算美白前后的色差值I，對(duì)美白前后I、H、S、B及氟斑牙分組進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析、雙偏量相關(guān)分析及多元回歸分析。結(jié)果：運(yùn)用HSB模型測(cè)量各組與VITA比色片的色差值，與無(wú)氟斑牙組相比，美白前后氟斑牙組與比色片色差差異均具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）；運(yùn)用HSB模型測(cè)量各組美白前后H、S、B平均值，美白前，四組H、S、B值組間差異具有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），無(wú)氟斑牙組H值及S值顯著低于氟斑牙組，B值高于氟斑牙組，差異具有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）；美白后，四組H、S、B值組間差異有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），且氟斑牙組H值、B值均較美白前提高，S值較美白前均降低（P＜0.05）。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果，氟斑牙與比色片色差值，美白前與B呈正相關(guān)（r=0.827，P＜0.01），與S呈負(fù)相關(guān)（r=-0.323，P＜0.01）；美白后，與B呈負(fù)相關(guān)（r=-0.318，P＜0.01），與S呈正相關(guān)（r=0.344，P＜0.01）；雙偏量相關(guān)分析結(jié)果，美白后氟斑牙組與比色片的色差值與氟斑牙分組呈正相關(guān)（r=0.548，P＜0.001），與H呈正相關(guān)（r=0.660，P＜0.001），與S呈負(fù)相關(guān)（r=-0.301，P=0.002），與B無(wú)明顯相關(guān)（r=-0.101，P=0.298）；多元回歸分析結(jié)果，以美白后色差值為因變量，以氟斑牙分組、H美白后、S美白后為自變量，構(gòu)建回歸模型，回歸方程為I美白后（Y）=55.995×氟斑牙分組（X1）+14.574×H美白后（X2）-3.056×S美白后-129.509。結(jié)論：運(yùn)用HSB模型可以評(píng)價(jià)冷光美白對(duì)氟斑牙色相、亮度及飽和度的影響，且與無(wú)氟斑牙相比，氟斑牙與VITA比色片的色差值在美白后增大，與色度及飽和度具有相關(guān)性，與亮度無(wú)明顯相關(guān)性。

[關(guān)鍵詞]氟斑牙；冷光美白；HSB模型；色差值

[中圖分類號(hào)]R783.1? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A? ? [文章編號(hào)]1008-6455（2023）08-0151-04

Application of HSB Model to Evaluate the Effect and Correlation of Cold Light Whitening on the Color，Saturation，and Brightness of Dental Fluorosis

YU Yangyang，LIU Rong，XIA Fei，YAN Yahui，ZOU Dongrong

（Department of Oral Medicine，Huabei Petroleum Adiministration Bureau General Hospital，Renqiu 062552，Hebei，China）

Abstract： Objective? To evaluate the effect and correlation of cold light whitening on color， saturation， and brightness of dental fluorosis by HSB model. Methods? 110 patients with dental fluorosis who underwent cold light whitening in the Department of Stomatology， Huabei Petroleum Adiministration Bureau General Hospital from November 2017 to November 2019 were selected and divided into light， medium， heavy dental fluorosis groups and control group according to the dental fluorosis index. The color picking function of photoshop was used to record the H， S and B values of incisors before and after cold light whitening， and the color difference values before and after whitening were calculated. Pearson correlation analysis and multiple regression analysis were performed for color difference， H， S， B values and dental fluorosis before and after whitening. Results? The HSB model was used to measure the color difference between each group and compare with the VITA color comparison plate. Compared with the non dental fluorosis group， there was a significant statistical difference in the dental fluorosis group before and after whitening（P＜0.01）. The HSB model was used to measure the average values of H， S， and B in each group before and after whitening. Before whitening， there were significant differences in H， S and B values among the four groups（P＜0.001）. The H value and S value of the non-fluoridated teeth group were significantly lower than those of the fluoridated teeth group， and the B value was higher than that of the fluoridated teeth group， the difference was statistically significant（P＜0.001）. After whitening， there were significant differences in H， S and B values among the four groups （P＜0.001）. In the dental fluorosis group， H value and B value were higher than those before whitening， and S value was lower than those before whitening （P＜0.05）.Pearson correlation analysis results showed that the color difference between dental fluorosis and color slides was positively correlated with B value （r=0.827， P＜0.01） while negatively correlated with S value （r=-0.323， P＜0.01） before whitening. After whitening， it was negatively correlated with B value （r=-0.318， P＜0.01） while positively correlated with S value （r=0.344， P＜0.01）. The results of double bias correlation analysis showed that after whitening， the color difference between the dental fluorosis group and the color comparison plate was correlated with the degree of dental fluorosis and H value ， as a negative correlation with S ， while no significant correlation with B（r=0.548， P＜0.001，r=0.660， P＜0.001，r=-0.301， P＜0.001，r=-0.101， P＞0.05）.Multiple regression analysis results used the color difference value after whitening as the dependent variable， and fluorosis grouping， H whitening， and S whitening as independent variables， construct a regression model. The regression equation was I after whitening （Y） =55.995× X1 （dental fluorosis group） +14.574×X2（H after whitening ） -3.056×S after whitening -129.509. Conclusion? The HSB model can be used to evaluate the effect of cold light whitening on the color phase， brightness， and saturation of dental fluorosis. Compared with non dental fluorosis， the color difference between dental fluorosis and VITA color chips increased after whitening， which is correlated with hue and saturation， but not with brightness.

Key words： dental fluorosis; cold light whitening; HSB model; color difference

目前針對(duì)氟斑牙的治療，有瓷貼面修復(fù)[1]、全冠修復(fù)、微研磨[2]、滲透樹(shù)脂、Beyond冷光美白、家庭藥物漂白等多種方式可供患者選擇。其中，冷光美白技術(shù)通過(guò)過(guò)氧化物對(duì)牙齒表面的色斑進(jìn)行漂白，使色斑自身顏色與周圍釉質(zhì)顏色接近，且臨床上操作時(shí)間僅30 min即可完成美白過(guò)程，美白效果立竿見(jiàn)影，受到患者的青睞。關(guān)于美白效果的評(píng)價(jià)，Vitapan Classical比色板的使用歷史最久，使用最為廣泛，因此被推薦用于美白療效的評(píng)價(jià)[3]。但由于比色是一項(xiàng)主觀性強(qiáng)的工作，且部分氟斑牙在Vitapan Classical比色板中找不到對(duì)應(yīng)色標(biāo)。如何精確地評(píng)價(jià)氟斑牙美白后在色相、飽和度和明度上改變的效果，評(píng)價(jià)影響冷光美白術(shù)后色差值的因素，是亟待解決的問(wèn)題。本研究應(yīng)用HSB模型，通過(guò)評(píng)價(jià)氟斑牙冷光美白前后的色差值與氟斑牙程度及H、B、S值的相關(guān)性，構(gòu)建多元回歸模型，為評(píng)價(jià)氟斑牙冷光美白術(shù)后在色相、亮度及飽和度上改變的效果提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1? 資料和方法

1.1 研究對(duì)象：選取華北石油管理局總醫(yī)院口腔科2017年11月-2019年11月前來(lái)就診的氟斑牙患者80例，年齡22～40歲，其中男35例，女45例。由兩名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的主治醫(yī)師（統(tǒng)計(jì)無(wú)差異，無(wú)色盲、色弱）依據(jù)Dean診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，其中輕度氟斑牙組30例，中度氟斑牙組32例和重度氟斑牙組18例，選取無(wú)氟斑牙患者（牙齒黃染或因工作求學(xué)需要進(jìn)行冷光美白的患者，且無(wú)7歲前飲水型氟中毒地區(qū)生活史）30例做對(duì)照。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)：符合氟斑牙的診斷標(biāo)準(zhǔn)，既往未接受過(guò)相關(guān)治療，牙釉質(zhì)基本完整，無(wú)大面積實(shí)質(zhì)性損傷，患者治療依從性良好，對(duì)本研究知情同意。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)：前牙或前磨牙發(fā)生大面積齲、牙冠缺損嚴(yán)重、有冠修復(fù)治療史、正接受牙正畸治療、前牙或前磨牙配戴局部義齒、牙周病、妊娠及哺乳期婦女、精神類疾病等。所有患者均簽署冷光美白知情同意書(shū)。術(shù)前1周均進(jìn)行齦上潔治術(shù)。

1.4 方法：治療當(dāng)日先于自然光源下（上午9：00-10：00，下午3：00-4：00））以VITA比色板實(shí)施比色，并以數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行常規(guī)術(shù)前拍照（不使用閃光燈），拍攝口內(nèi)正面觀存檔。然后將牙面吹干，涂抹牙齦保護(hù)劑，光固化燈照射30 s，使保護(hù)劑徹底固化。隔濕、涂抹護(hù)唇油，將遮蓋面紙戴在患者面部，醫(yī)師與患者均佩戴護(hù)目鏡，在患者上、下前牙及第一前磨牙唇側(cè)面仔細(xì)涂抹冷光美白劑（美國(guó)皓齒），厚度（2.5±0.5）mm。照射時(shí)，冷光儀光源盡力貼近牙面，并取垂直角度照射上、下前牙及第一前磨牙唇側(cè)牙面；然后對(duì)涂抹的冷光美白劑進(jìn)行冷光垂直照射，時(shí)間8 min，照射結(jié)束后將美白劑以強(qiáng)吸管吸除。如此往復(fù)3次，即可將牙齦保護(hù)劑取下，對(duì)牙面實(shí)施溫水洗潔，再于自然光源下以VITA比色板進(jìn)行牙比色，并以數(shù)碼相機(jī)再次記錄口內(nèi)正面觀并存檔。

1.5 HSB模式與色差公式

1.5.1 HSB模型：指Photoshop的顏色模式的模型。色相（Hue）：是從物體反射或透過(guò)物體傳播的顏色。在0到360度的標(biāo)準(zhǔn)色輪上，色相是按位置度量的；飽和度（Saturation）：是指顏色的強(qiáng)度或純度，飽和度表示色相中灰成分所占的比例，用從0%（灰色）到100%（完全飽和）的百分比來(lái)度量，在標(biāo)準(zhǔn)色輪上，從中心向邊緣飽和度是遞增的；亮度（Brightness）：通常用從0%（黑）到100%（白）的百分比來(lái)度量。

1.5.2 Nickersons色差公式：依據(jù)Munsell HVC表色系統(tǒng)。Nickersons色差公式為：I=（S/5）×（2ΔH）+6ΔB+3ΔS，其中，S=（S被比色牙+S比色板色片）/2；ΔH=H被比色牙-H比色板色片；ΔS=S被比色牙-S比色板色片；ΔB=B被比色牙-B比色板色片。

1.5.3 色素的提?。涸趐htoshop軟件中提取患者正面照片，選取2顆上頜中切牙中1/3作為色素的提取區(qū)，提取H、S、B值，提取3次，并求取平均值。

1.6 觀察指標(biāo)：將患者2顆上頜中切牙中1/3選定為比色對(duì)象，記錄2顆牙美白前、后的Vita值。顯效：治療后牙Vita值優(yōu)化＞5個(gè)色系；有效：治療后牙Vita值優(yōu)化2～5個(gè)色系；無(wú)效：治療后牙Vita值優(yōu)化色系＜2個(gè)。有效率以顯效率+有效率計(jì)。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：應(yīng)用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料采用x?±s表示。計(jì)量資料經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)后，進(jìn)行單因素方差分析；計(jì)數(shù)資料利用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行比較。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? 結(jié)果

2.1 氟斑牙冷光美白術(shù)后效果視覺(jué)比色法結(jié)果：無(wú)氟斑牙組有效率為83.3%（25/30），氟斑牙組總有效率75.5%（62/80），以重度氟斑牙組最低，為61.1%（11/18）。無(wú)氟斑牙與氟斑牙組間有效率比較差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。見(jiàn)表1。

2.2 運(yùn)用HSB模型測(cè)量四組冷光美白前后與VITA比色片的平均色差值：美白前，重度氟斑牙組與VITA比色板比色片色差值最大，四組間差異具有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）；美白后，無(wú)氟斑牙及氟斑牙組色差值均顯著提高，其中重度氟斑牙組與VITA比色板比色片色差值最大，且四組組間差異具有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）；各組美白前后色差值差異均具有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。見(jiàn)表2。

2.3 運(yùn)用Photoshop軟件中HSB模型測(cè)量四組HSB平均值：美白前，四組H、S、B值組間差異具有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），無(wú)氟斑牙組H值及S值顯著低于氟斑牙組，B值高于氟斑牙組，差異具有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）；美白后，四組H、S、B值組間差異有極顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），且氟斑牙組H值、B值均較美白前提高，S值較美白前均降低（P＜0.05）。見(jiàn)表3。

2.4 氟斑牙程度與冷光美白前后色差值及H、B、S值的pearson相關(guān)性分析結(jié)果：美白前，氟斑牙分組與美白前色差值I呈正相關(guān)（r=0.741，P＜0.01），與H美白前呈負(fù)相關(guān)（r=-0.199，P＜0.05），與B美白前呈正相關(guān)（r=0.827，P＜0.01），與S美白前呈負(fù)相關(guān)（r=-0.323，P＜0.01）。美白后，氟斑牙分組與美白后色差值I呈正相關(guān)（r=0.689，P＜0.01），與H美白后呈負(fù)相關(guān)（r=-0.740，P＜0.01），與B美白后呈負(fù)相關(guān)（r=-0.318，P＜0.01），與S美白后呈正相關(guān)（r=0.344，P＜0.01）。

2.5 雙量偏相關(guān)分析結(jié)果：美白后色差值I，在控制H美白后、B美白后及S美白后，與氟斑牙分組呈正相關(guān)（r=0.548，P＜0.001）；在控制氟斑牙分組、B美白后及S美白后，與H美白后呈相關(guān)（r=0.660，P＜0.001）；在控制氟斑牙分組、H美白后、B美白后，與S美白后呈負(fù)相關(guān)（r=-0.301，P=0.002）；在控制氟斑牙分組、H美白后、S美白后，與B美白后無(wú)明顯相關(guān)性（r=-0.101，P=0.298）。

2.6 美白后色差值多元回歸分析結(jié)果：以美白后色差值I為因變量，以氟斑牙分組、H美白后、S美白后為自變量，構(gòu)建回歸模型?；貧w模型的F=100.776，P＜0.001，復(fù)相關(guān)系數(shù)r=0.860，決定系數(shù)R2=0.740，回歸方程為I美白后（Y）=55.995×氟斑牙分組（X1）+14.574×H美白后（X2）-3.056×S美白后-129.509。回歸標(biāo)準(zhǔn)化殘差的標(biāo)準(zhǔn)P-P圖，見(jiàn)圖1。

3? 討論

關(guān)于氟斑牙等著色牙精確比色的方法，一直是困擾臨床醫(yī)師的問(wèn)題。第一種方法是應(yīng)用比色板進(jìn)行視覺(jué)比色。Vita3D-Master比色板[4]根據(jù)明度分為1～5組，每組中再根據(jù)飽和度分為（1、2、3）或中間度（1.5、2.5）5個(gè)級(jí)別，最后再根據(jù)色相分為M（正常）、L（偏黃）和R（偏紅）三組，以色彩的三要素—亮度、彩度和色調(diào)系統(tǒng)地覆蓋整個(gè)天然牙色區(qū)域，使選色范圍更廣，也更為科學(xué)。既往有學(xué)者[5]使用Vitapan Classical比色板進(jìn)行Beyond冷光美白療效評(píng)估，發(fā)現(xiàn)該比色板色標(biāo)主要集中在色彩空間中正常牙齒所在顏色區(qū)域，而變色牙，尤其是重度四環(huán)素牙和著色較重的氟斑牙顏色很多都不在這一區(qū)域。同樣，徐英新等[6]發(fā)現(xiàn)近2/3的四環(huán)素牙和近1/3的氟斑牙在Vitapan Classical比色板中找不到對(duì)應(yīng)色標(biāo)，認(rèn)為比色板不能有效評(píng)價(jià)牙齒漂白的療效，其對(duì)四環(huán)素牙療效的評(píng)價(jià)最不可靠，其次是氟斑牙。第二種比色方法，是應(yīng)用電腦比色儀和分光光度比色儀比色法。有學(xué)者[7-8]研究應(yīng)用Crystaleye電腦比色儀將牙表面色彩轉(zhuǎn)化成數(shù)字化信息，測(cè)量結(jié)果以CIE Lab格式表示，并精確、客觀地記錄在微電腦中，再經(jīng)過(guò)軟件的轉(zhuǎn)換，可以選出與之相匹配的最佳牙色片。此外，有研究[9-10]使用掃描儀和有LED作為照射光源的分光光度儀進(jìn)行比色，不受光源改變或是探頭的影響，顯示其可在臨床環(huán)境中進(jìn)行精確的顏色測(cè)量，可重復(fù)性高。但因比色儀昂貴，應(yīng)用到著色牙比色方面，臨床上尚未普及推廣。

無(wú)論是視覺(jué)比色還是比色儀比色，其目的都是盡量縮小比色的色差，使比色更準(zhǔn)確。色差是用數(shù)值的方法表示兩種顏色給人色彩感覺(jué)上的差別，其依據(jù)參考的色彩系統(tǒng)，目前主要有兩種計(jì)算方法。第一種是兩個(gè)色樣樣品都按L、a、b標(biāo)定顏色，則兩者之間的總色差ΔE＝[（ΔL）2+（Δa）2+（Δb）2]1/2。美國(guó)國(guó)家度量衡局規(guī)定的色差的單位稱為NBS（National sureau of standards）單位。1個(gè)NBS單位大約相當(dāng)于人眼能分辨色差的平均最小值，色差△E＜1.5時(shí)，肉眼很難察覺(jué)其顏色的差異。美國(guó)國(guó)家計(jì)量局標(biāo)準(zhǔn)把△E=1.5NBS作為鑒別兩色色差的閾值，即把人類肉眼能區(qū)分的兩種顏色差異的最小色差值定為1.5NBS。第二種，是依據(jù)HSB色彩模型計(jì)算色差。章加宇[11]研究表明，HSB色彩模型數(shù)字化高，重組色彩豐富，色相H（Hue）成360種，每種都稱為基本顏色，一種基本顏色中混有白影響色的程度稱為飽和度 S（Saturation），混有黑影響色的程度稱為亮度 B（Bright），令H在0～359取值，S和B在0～100%取值，即HSB色彩模型0≤H≤359，0≤S≤100%，0≤B≤100%。這個(gè)模式定義出360×101×101＝3 672 360種顏色，在數(shù)字化意義下談及HSB模式下的一種顏色，就是在具體談?wù)撘粋€(gè)三元數(shù)（H、S、B）。比較此兩種計(jì)算方法，HSB模式更接近人的視覺(jué)原理，因人腦在辨別顏色時(shí)，不會(huì)把色光分解成R、G、B或者C、M、Y、K，而是按照色相H、飽和度S和亮度B判斷，HSB模型更符合人的視覺(jué)判斷，所以本研究應(yīng)用Nickersons色差公式和Phtoshop軟件來(lái)初步評(píng)價(jià)氟斑牙冷光美白后色差，及其色相、飽和度和明度的變化。

關(guān)于評(píng)價(jià)冷光美白后牙齒在色相、明度和飽和度變化的研究目前較少。朱文昊等[12-13]應(yīng)用分光光度儀評(píng)價(jià)非著色牙齒的切牙頸、中、切三部位冷光美白后的變化，發(fā)現(xiàn)美白后正常牙齒的色差取決于L、a、b值的共同變化，牙齒漂白后L值升高，a值和b值降低，b值變化幅度最大，其次是L值和a值。頸部b值變化量最大，其次是L值和a值；體部b值變化量與L值相同。相關(guān)分析顯示，頸部和體部，基線b值與變化量和ΔE均成正相關(guān)，即b值越高，Δb越大，色差越大。且另有研究發(fā)現(xiàn)[14-15]，對(duì)于無(wú)氟斑牙的正常牙齒漂白滿意程度的主觀評(píng)價(jià)與基線b值明顯相關(guān)，而不是L或a值，在非著色牙齒漂白時(shí)，隨著基線b值的增加，b值變化量也增加，兩者呈正相關(guān)[16-17]。

我們的研究發(fā)現(xiàn)：首先，從美白前后的H、S、B變化的情況上，氟斑牙組與無(wú)氟斑牙存在很大不同，美白后氟斑牙組H值、B值均較美白前提高，而S值較美白前均降低，以重度氟斑牙為著；其次，經(jīng)過(guò)Pearson及雙量偏相關(guān)分析表明，美白后的色差值I，與氟斑牙分組、H、S相關(guān)，與B無(wú)明顯相關(guān)性。由此，以美白后色差值為因變量，以氟斑牙分組、H、S為自變量，構(gòu)建回歸模型。結(jié)果表明氟斑牙程度影響了美白術(shù)后的色相和飽和度，從而影響美白術(shù)后的即刻效果。然限于本次研究中重度氟斑牙樣本量較少，關(guān)于氟斑牙組美白前H、S、B的基線值對(duì)美白后色差值的影響還有待進(jìn)一步深入探討。

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[收稿日期]2023-01-28

本文引用格式：于陽(yáng)陽(yáng)，劉榮，夏霏，等.運(yùn)用HSB模型評(píng)價(jià)冷光美白對(duì)氟斑牙色相、飽和度及亮度的影響及相關(guān)性研究[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué)，2023，32（8）：151-155.