본 연구는 새로운 치과용 색체계 개발을 목적으로 현재 치과에서 사용되고 있는 Vita shade를 사용하는 9 제조사의 12종의 광중합형 복합레진과 1종의 치과용 도재의 색상을 diffuse/$8^{\circ}$ 수광 방식을 사용하는 분광색체계 (MiniScan XE plus, Model 4000S, Hunter Lab, USA)를 이용해 D65 표준광과 10도 관찰자 시야 하에서 CIE $L^*a^*b^*$ 값을 측정하고 색상 범위를 분석하였다. 분석한 정보를 color sorting system을 응용한 CNU Cons Dental Color Chart의 색상 표현 방식인 T###에 치과용 수복 재료들의 범위를 적용하여 다음의 결과를 얻었다. 측정된 $L^*a^*b^*$ 값의 분포를 분석해 보면 $L^*$ 값은 80.40과 52.70 사이에, $a^*$ 값은 10.60과 -3.60 사이에, 그리고 $b^*$ 값은 28.40과 2.21 사이에 분포한다. $L^*$ 값의 평균값은 67.40, 중앙값은 67.30이며, $a^*$ 값은 2.89와 2.91, $b^*$ 값은 14.30과 13.90 이다. 이러한 분석을 토대로 CNU Cons Dental Color Chart의 T###의 첫 번째 숫자에 해당하는 $L^*$ 값의 각 숫자간의 차이는 2.0으로, 그리고 2번째 숫자인 $a^*$ 값의 각 숫자간의 차이는 1, 그리고 세 번째 숫자인 $b^*$ 값의 각 숫자간의 차이는 2로 정하였다. T555에 해당하는 $L^*$ 값의 범위는 66.0이상, 68.0미만으로, $a^*$ 값의 범위는 3이상 4미만으로, $b^*$ 값의 범위는 14이상 16미만으로 결정하였다.
본 연구는 새로운 치과용 색체계 개발을 목적으로 현재 치과에서 사용되고 있는 Vita shade를 사용하는 9 제조사의 12종의 광중합형 복합레진과 1종의 치과용 도재의 색상을 diffuse/$8^{\circ}$ 수광 방식을 사용하는 분광색체계 (MiniScan XE plus, Model 4000S, Hunter Lab, USA)를 이용해 D65 표준광과 10도 관찰자 시야 하에서 CIE $L^*a^*b^*$ 값을 측정하고 색상 범위를 분석하였다. 분석한 정보를 color sorting system을 응용한 CNU Cons Dental Color Chart의 색상 표현 방식인 T###에 치과용 수복 재료들의 범위를 적용하여 다음의 결과를 얻었다. 측정된 $L^*a^*b^*$ 값의 분포를 분석해 보면 $L^*$ 값은 80.40과 52.70 사이에, $a^*$ 값은 10.60과 -3.60 사이에, 그리고 $b^*$ 값은 28.40과 2.21 사이에 분포한다. $L^*$ 값의 평균값은 67.40, 중앙값은 67.30이며, $a^*$ 값은 2.89와 2.91, $b^*$ 값은 14.30과 13.90 이다. 이러한 분석을 토대로 CNU Cons Dental Color Chart의 T###의 첫 번째 숫자에 해당하는 $L^*$ 값의 각 숫자간의 차이는 2.0으로, 그리고 2번째 숫자인 $a^*$ 값의 각 숫자간의 차이는 1, 그리고 세 번째 숫자인 $b^*$ 값의 각 숫자간의 차이는 2로 정하였다. T555에 해당하는 $L^*$ 값의 범위는 66.0이상, 68.0미만으로, $a^*$ 값의 범위는 3이상 4미만으로, $b^*$ 값의 범위는 14이상 16미만으로 결정하였다.
The purpose of this study is to develope new dental color-space system. Twelve kinds of dental composites and one kind of dental porcelain were used in this study. Disk samples (15 mm in diameter, 4 mm in thickness) of used materials were made and sample's CIE $L^*a^*b^*$ value was measur...
The purpose of this study is to develope new dental color-space system. Twelve kinds of dental composites and one kind of dental porcelain were used in this study. Disk samples (15 mm in diameter, 4 mm in thickness) of used materials were made and sample's CIE $L^*a^*b^*$ value was measured by Spectrocolorimeter (MiniScan XE plus, Model 4000S, diffuse/$8^{\circ}$ viewing mode, 14.3 mm Port diameters, Hunter Lab USA) The range of measured color distribution was analyzed. All the data were applied in the form of T### which is expression unit in CNU Cons Dental Color Chart. The value of $L^*$ lies between 80.40 and 52.70. The value of $a^*$ are between 10.60 and 3.60 and $b^*$ are between 28.40 and 2.21. The average value of $L^*$ is 67.40, and median value is 67.30. The value of $a^*$ are 2.89 and 2.91 respectively. And for the $b^*$, 14.30 and 13.90 were obtained. The data were converted to T### that is the unit count system in CNU-Cons Dental Color Chart. The value of $L^*$ is converted in the first digit of the numbering system. Each unit is 2.0 measured values. The second digit is the value of $a^*$ and is converted new number by 1.0 measured value. For the third digit $b^*$ is replaced and it is 2.0 measured unit apart. T555 was set to the value of $L^*$ ranging from 66.0 to 68.0, value of $a^*$ ranging from 3 to 4 and $b^*$ value ranging from 14 to 16.
The purpose of this study is to develope new dental color-space system. Twelve kinds of dental composites and one kind of dental porcelain were used in this study. Disk samples (15 mm in diameter, 4 mm in thickness) of used materials were made and sample's CIE $L^*a^*b^*$ value was measured by Spectrocolorimeter (MiniScan XE plus, Model 4000S, diffuse/$8^{\circ}$ viewing mode, 14.3 mm Port diameters, Hunter Lab USA) The range of measured color distribution was analyzed. All the data were applied in the form of T### which is expression unit in CNU Cons Dental Color Chart. The value of $L^*$ lies between 80.40 and 52.70. The value of $a^*$ are between 10.60 and 3.60 and $b^*$ are between 28.40 and 2.21. The average value of $L^*$ is 67.40, and median value is 67.30. The value of $a^*$ are 2.89 and 2.91 respectively. And for the $b^*$, 14.30 and 13.90 were obtained. The data were converted to T### that is the unit count system in CNU-Cons Dental Color Chart. The value of $L^*$ is converted in the first digit of the numbering system. Each unit is 2.0 measured values. The second digit is the value of $a^*$ and is converted new number by 1.0 measured value. For the third digit $b^*$ is replaced and it is 2.0 measured unit apart. T555 was set to the value of $L^*$ ranging from 66.0 to 68.0, value of $a^*$ ranging from 3 to 4 and $b^*$ value ranging from 14 to 16.
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문제 정의
한다. 그리고, 이러한 분석을 통해 치아의 색상 범위에 적용 가능한 치과용 Color space를 제안하고자 한다.
본 연구는 이러한 새로운 치과용 색체계 개발을 목적으로 현재 치과에서 사용되고 있는 Vita shade를 사용하는 9개의 제조사의 12종의 광중합형 복합레진과 1종의 치과용 도재의 색상을 diffused 수광 방식을 사용하는 분광색체계(MiniScan XE plus, Model 4000S, Hunter Lab, USA)를 이용해 D65 표준광과 10도 관찰자 시야 하에서 CIE L*a*b* 값을 측정하고 색상 범위를 분석하였다. 분석한 정보를 color sorting system을 응용한 CNU Cons Dental Chart의 색상 표현 방식인 T###에 치과용 수복 재료들의 범위를 적용하여 다음의 결과를 얻었다.
하지만 각 색상 code간의 색차가 너무 커 중간값의 표현이 어려워 진다면 이 또한 새로운 문제점으로 제기될 것이다. 본 연구에서는 이러한 code간의 색차이를 이전의 연구들에서 보고된 시각적으로 미약하게 혹은 거의 구별하기 힘든 정도의 색차를 인접한 색상 code간에 가질 수 있도록 범위를 설정하였다. Gross와 Moser18)는 △E*값이 0 내지 2이면 색차를 육안으로 인지할 수 없으나 2 내지 3이면 겨우 인지할 수 있는 정도이고 3 내지 8이면 보통 인지할 수 있으며, 8 이상이면 현저하게 인지할 수 있다고 하였으며, Seghi 등19)은 이상적인 조명 하에서 △E*가 2보다 크면 대부분의 관찰자가 구분해낼 수 있고 l보다 작으면 덜 분명하다고 했다.
본 연구에서는 이러한 이전의 여러 연구자들에 의해 측정된 자연치나 심미 수복 재료들의 색상 범위를 참고하여 , 현재 임상에 적용되는 심미 수복 재료들의 색상을 일정한 조건하에서 Spectrocolorimeter로 분석하여 치과계에서 사용하는 심미 수복 재료의 통상적인 색상 범위를 3차원적으로 재배열하고자 한다. 그리고, 이러한 분석을 통해 치아의 색상 범위에 적용 가능한 치과용 Color space를 제안하고자 한다.
본 연구의 궁극적인 목적은 CNU-Cons Dental Color Chart를 바로 임상에 응용하기 위함은 아니다. 위에서 언급한 것과 같은 문제점 외에 아직 많은 문제점들이 있으리라 생각하며, 본 연구에 적용한 여러 표준화 지표들이 절대적인 것은 아니기 때문이다.
이러한 목적으로 본 연구에서는 현재 일반적으로 색상 표현에 가장 많이 적용되고있는 과학적이고 체계적인 색체계 중 하나인 CIE L*a*b* 색체계를 응용하여 인간의 치아와 치아 색상을 재현하고자 생산된 수복 재료들의 색상 범위를 분석하고, 전체 CIE L*a*b* 색체계 범위 중 일부에 특정 code를 부여해 치과계에서 사용 가능한 색공간을 제시해 보고자 하였다.
가설 설정
4. 이러한 분석을 토대로 CNU Cons Dental Chart의 T###의 첫 번째 숫자에 해당하는 L * 값의 각 숫자 간의 범위는 2.0으로, 그리고 2번째 숫자인 a * 값의 각 숫자 간의 범위는 1로 정하였으며 세 번째 숫자인 b * 값의 각 숫자 간의 범위는 2로 정하였다. L * 값의 T5##에 해당하는 중앙값의 범위는 66.
제안 방법
Color Sorting 방식을 이용해 색공간에 배열된 재료의 색상을 분석하고, 가장 많은 분포를 보이는 L*, a* 및 b* 값을 중앙값으로 결정하고, 그 값을 T### 형태의 기준 code인 T555로 결정하였다. 기준 값을 축으로 분포율의 90% 수준에서 최대값과 최소값을 확인하고, 각 L*, a* 및 b* 값의 범위를 균등한 간격으로 나누고 각 code에 이러한 범위를 적용하였다.
각 치아의 측정된 CTE L*a*b* 값의 평균값, 중앙값, 최소값, 최대값, 및 90% 및 75% 분포 수준에서의 최대 및 최소값을 구하고 균등 범위 대의 분포를 분석하였다.
각각의 시편들은 Spectrocolorimeter (MiniScan XE plus, Model 4000S, Hunter Lab, USA)를 이용해 정확한 위치에 시편을 고정하기 위해 제작한 Barium sulfate 측정판 (* L = 96.54, a* = -0.19, b* = 0.01) 상에 시편을 위치시키고 D65 광원 하에서 10도 관찰자 각도로 각 시편의 CIE L*a*b* 값을 시편 당 3회 측정하여 평균값을 구하였다. 색상 측정에 사용한 MiniScan XE Plus SAV는 14.
결정하였다. 기준 값을 축으로 분포율의 90% 수준에서 최대값과 최소값을 확인하고, 각 L*, a* 및 b* 값의 범위를 균등한 간격으로 나누고 각 code에 이러한 범위를 적용하였다. 이때 이전의 연구에서 육안으로 식별 가능한 색차 범위인 △ E = 2-3 정도의 간격으로 각각의 색분포 공간에 T### 형식의 code를 111 - 999 까지 부여하였다 (Figure 2).
먼저 시감각에 의존하는측색 방법이 아닌 측색 기기에 의한 측색이 이루어져야 하고, 이러한 측색 기기에 따른 측색값의 차이를 줄이기 위해기기를 이용한 측색 시 측색 기기의 측색 조건의 표준화를 시행해야 한다. 본 연구에서는 직경 8 mm의 측색 면적을 사용하는 diffuse/8° 방식의 기기를 사용하였으며 , 측정된 값은 D65 표준광 하에서 10° 관찰자 각도로 측정된 값으로 변환하였다.
유리판 위에 투명한 셀룰로이드지와 테프론 주형을 위치시킨 후 복합레진을 주입하고 기포가 생기지 않도록 레진 충전용 기구로 충전하고 윗면에 다시 셀룰로이드지와 유리판을 위치시키고 C-클램프를 사용해 압축하여 여분의 레진을 제거하고 유리판을 제거한 후 슬라이드 글라스를 위치시켰다. 압축된 레진은 가시광선 중합기 (Optilux 501, 13 mm tip diameter, Demetron, USA)를 사용해 각 면 당 5부분으로 나누어 중앙에서 60초 광중합 후 주변의 4곳을 각각 30초 동안 하였다. 중합된 시편을 주형으로부터 제거한 후 #800, #1000, #1200, #1500 및 #2000 사포 순으로 최종 두께가 4.
유리판 위에 투명한 셀룰로이드지와 테프론 주형을 위치시킨 후 복합레진을 주입하고 기포가 생기지 않도록 레진 충전용 기구로 충전하고 윗면에 다시 셀룰로이드지와 유리판을 위치시키고 C-클램프를 사용해 압축하여 여분의 레진을 제거하고 유리판을 제거한 후 슬라이드 글라스를 위치시켰다. 압축된 레진은 가시광선 중합기 (Optilux 501, 13 mm tip diameter, Demetron, USA)를 사용해 각 면 당 5부분으로 나누어 중앙에서 60초 광중합 후 주변의 4곳을 각각 30초 동안 하였다.
두께는 3 mm 이상 혹은 4 mm 정도가 되어야 한다는 조건에 적합한 데이터도 드물다. 이러한 이유로 본 연구에서 제안하려 하는 색체계의 색상 범위 결정에 이전에 보고된 치아 색상 범위는 참고 자료로 활용하기로 결정했다.
대상 데이터
도재 시편은 각 색상 당 직경 15 mm, 두께 1 mm의 금속판을 제작한 후 wash opaque를 바르고 소성한 후 Opaque porcelain을 얇게 적용하고 다시 소성하였다. 소성이 끝난 시편에 2 mm 두께의 dentin porcelain을 적용하고 최종적으로 소성하였다.
복합레진 시편은 직경 15 mm, 두께 4 mm의 테프론 주형을 이용하여 각 제품의 shade 당 1개의 시편을 제작하였다. 유리판 위에 투명한 셀룰로이드지와 테프론 주형을 위치시킨 후 복합레진을 주입하고 기포가 생기지 않도록 레진 충전용 기구로 충전하고 윗면에 다시 셀룰로이드지와 유리판을 위치시키고 C-클램프를 사용해 압축하여 여분의 레진을 제거하고 유리판을 제거한 후 슬라이드 글라스를 위치시켰다.
본 연구에는 Vita shade를 사용하는 1종의 치과용 도 재와 9 제조사의 12종의 광중합형 복합레진을 사용하였다 (Table 1).
비록 현재까지 치아의 정확한 색상 측정은 치아의 외형, 표면 상태 및 투명도와 같은 치아의 독특한 광학적 특성 때문에 어려움이 많지만 수복재료는 특정 조건만 표준화한다면 동일 색상의 재현이 가능하다. 본 연구에서는 직경 15 mm, 두께 4 mm의 디스크형 시편을 사용하였으며 , 표면의 최종 연마는 2000번 사포로 시행하였다. 두께의 표준화는 측색 시 배경색의 영향을 최소로 할 수 있는 두께가 필요하기 때문이며[4], 표면 연마는 표면 반사광의 영향을 표준화해야 하기 때문이다.
이론/모형
0 nrn이다. 본 연구에서 적용한 CIE L*a*b* 색공간은 측색으로 얻어진 값을 표시하는 방법으로 CIE(국제조명위원회)에서 1976년 정한 것이다. 이 색공간은 측색기로 계측된 3자극치 XYZ 값으로부터 산출된 L*, a* 그리고 b* 값에 의한 3차원 직교 좌표를 이용한다.
성능/효과
1. 측정된 Lab *** 값의 분포를 분석해 보면 * L 값은 80.40 에서 52.70 사이에 분포되어 있으며, a* 값은 10.60에서 -3.60 사이에 분포되며, b * 값은 28.40에서 2.21 사이에 분포한다. L* 값의 평균값은 67.
2. 측정된 Lab *** 값의 분포를 75% 수준에서 분석해 보면 L * 값은 70.기에서 64.6 사이에 분포되어 있으며, a * 값은 1.65에서 4.56 사이에 분포되며, b * 값은 11.93에서 16.81 사이에 분포한다. 75% 분포 수준의 L * 값의 차는 약 7이며, a * 값은 약 2, b * 값은 약 5이다.
3. 90% 분포 수준에서 L * 값은 74.60에서 59.90까지 14.7의 차이를 보이며, a* 값은 5.51에서 -0.15까지 5.66의 차이를 보이며, b * 값은 21.80에서 8.62까지 13.18의 차이를 보인다.
응답자들은 제조 회사의 shade guide들이 적절치 못하다고 대답했으며(Porcelain : 61%, 복합 레진 : 58%), 85%의 응답자들이 새로운 체계적인 shade guide의 개발의 필요성에 대해 동의했다. 새로운 shade guide에 대한 몇 가지 제안에서도 자연치 색상의 전체 범위를 나타내야한다는데 대해 90%가 동의했으며, 특정 색상을 결정하는 요소들에 대한지침을 포함해야한다는 의견에 대해서는.92%, 그리고 Hue에 최소한의 영향을 주면서 Chroma와 Value를 쉽게 변화시킬 수 있는 방법을 갖추어야한다는 의견에 대해서는 96%가 동의했다. 또한 ADA에서 제시한 "The color samples (of the dental shade guide) will be arranged according to a logical order which is explained in the directions.
응답자들은 제조 회사의 shade guide들이 적절치 못하다고 대답했으며(Porcelain : 61%, 복합 레진 : 58%), 85%의 응답자들이 새로운 체계적인 shade guide의 개발의 필요성에 대해 동의했다. 새로운 shade guide에 대한 몇 가지 제안에서도 자연치 색상의 전체 범위를 나타내야한다는데 대해 90%가 동의했으며, 특정 색상을 결정하는 요소들에 대한지침을 포함해야한다는 의견에 대해서는.
후속연구
본 연구에서 제안한 치과용 색체계는 부여된 각 색상 code 간의 색차와 차이의 특성을 인지할 수 있는 반면 새로운 재료에 색상 code를 부여하기 위해 측정 기기, 시편 상태 및 측정자에 대한 표준화가 우선적으로 이루어져야 하리라 사료되며 , 차후 각 재료의 정확한 색상 범위에 대한 분석을 통해 색상 code 범위에 대한 재분석도 필요하리라 생각된다.
이상과 같은 몇 가지 조건을 부여해 만들어진 CNU Cons Dental Color Chart를 1992년 Goodkind와 Loupe15) 가치과 교육자들을 대상으로 한 설문 조사에서 응답자의 대부분이 요구한 새로운 shade guide의 기준으로 사용한다면 응답자들의 요구를 만족시킬 수 있으리라 생각된다. 응답자들은 제조 회사의 shade guide들이 적절치 못하다고 대답했으며(Porcelain : 61%, 복합 레진 : 58%), 85%의 응답자들이 새로운 체계적인 shade guide의 개발의 필요성에 대해 동의했다.
따라서 특정 범위에 특정 code를 부여하여 색상 code의 수를 줄일 필요가 있다. 하지만 각 색상 code간의 색차가 너무 커 중간값의 표현이 어려워 진다면 이 또한 새로운 문제점으로 제기될 것이다. 본 연구에서는 이러한 code간의 색차이를 이전의 연구들에서 보고된 시각적으로 미약하게 혹은 거의 구별하기 힘든 정도의 색차를 인접한 색상 code간에 가질 수 있도록 범위를 설정하였다.
위에서 언급한 것과 같은 문제점 외에 아직 많은 문제점들이 있으리라 생각하며, 본 연구에 적용한 여러 표준화 지표들이 절대적인 것은 아니기 때문이다. 하지만 이러한 연구를 바탕으로 현재 치과계에서 사용하는 색상 code들의 문제점들을 극복할 수 있는 새로운 색체계의 근간을 마련하고, 더 많은 연구를 통해 대부분의 치과 의사들이 만족할 수 있는 색체계를 만들 수 있는 계기가 될 수 있으리라 생각한다.
참고문헌 (21)
Clark EB. An analysis of tooth color. J Am Dent Assoc 18:2093-2103. 1931
Clark EB. Tooth color selection. J Am Dent Assoc 20:1065-1073. 1933
Miller LL. Shade matching. J Esthe Dent 5: 143-153. 1993
Seghi RR. Hewlett ER. Kim J. Visual and instrumental colorimetric asessments of small color differences on translucent dental porcelain. J Dent Res 68: 1760-1764. 1989
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