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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
Decisão: _________________________Assinatura: ________________________
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,
sempre me incentivando a continuar seguindo meus sonhos.
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.
Palavras chave: cor, estética dentária, prótese dentária.
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.
Keywords: color, dental aesthetic, dental prosthesis
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
Anexo E - Documento Comprobatório de Aceite do Artigo................................................................... 54
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). Fonte: Google imagens
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.
aPhD Student, Fluminense Federal University, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil.
bPrivate practitioner, Fluminense Federal University, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil.
cAssistant Professor, Department of Dental Medicine and Pediatric Dentistry, School
of Dentistry, State University of Londrina, Londrina, Paraná, Brazil.
dAssociate Professor, Fluminense Federal University, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil.
eEspecialization Course Director, Brazilian Dental Association—São Gonçalo
Division, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil.
fAssistant Professor, Department of Restorative Dentistry, School of Dentistry, State
University of Londrina, Londrina, Paraná, Brazil.
Corresponding author:
Dr. Rodrigo Tiossi
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
Visual shade matching (VITA 3D-MASTER+Light-correcting device) .306
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.1,13,20,22 O 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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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
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