Investigação original

 

Determinação da cor de diferentes escalas por dois métodos espectrofotométricos – estudo in vitro

Determination of the color of different shade guides by two spectrophotometric methods – an in vitro study

 

Susana Dias, Duarte Marques^*, João Silveira, Daniela Corado, Rita Alves, António Mata

Grupo de Investigação em Biologia e Bioquímica Oral, LIBPhys-FCT UID/FIS/04559/2013, Faculdade de Medicina Dentária da Universidade de Lisboa

 

^*Correspondence to:

 

http://doi.org/10.24873/j.rpemd.2017.10.023

 

Resumo

Objetivos: Avaliar e comparar in vitro a validade e reprodutibilidade de dois instrumentos de determinação de cor dentária em duas escalas de cor.

Métodos: Foram testados dois espectrofotómetros, Spectroshade Micro (SS) e VITA Easyshade (ES). Foram realizadas 60 medições de cada guia de cor para as escalas VITA Classical (VC) e VITA 3D‑Master (VM). A reprodutibilidade foi avaliada através da concordância interoperador, intra‑aparelho e inter‑aparelho, pelo coeficiente kappa. As diferenças de validade entre aparelhos foram determinadas a partir do índice de exatidão das curvas ROC, utilizando z‑test (two‑way), com significância de 0,05.

Resultados: Foram realizadas 1920 medições para VC e 3480 para VM. Os dois aparelhos são testes de diagnóstico de qualidade, obtendo valores de exatidão no ES para a VC de 98,7% e de 97,6% para a VM. Para o SS, os valores determinados foram de 98,6% para a VC e de 99,1% para a VM, com diferenças estatisticamente significativas entre aparelhos para VM. A concordância intra‑aparelho para o ES foi superior (VC=93%, VM=95%), comparativamente ao SS (VC=76%, VM=83%). Verificou‑se uma concordância inter‑aparelho para a VC (75%) inferior à VM (82%).

Conclusões: De acordo como os resultados obtidos neste estudo, ambos os aparelhos apresentam indicação para serem utilizados como métodos de diagnóstico da determinação da cor dentária nas escalas utilizadas, embora com valores de reprodutibilidade superiores para a VM. Deverão ser realizados estudos in vivo comparando estes aparelhos com a determinação visual de modo a aferir o eventual benefício.

Palavras-chave: Cor, Escala de cor, Espectrofotometria, Perceção da cor, Sensibilidade e especificidade

 

Abstract

Objectives: To evaluate and compare the diagnostic performance of two shade‑matching instruments in the determination of the color of two dental shade guides.

Methods: Two spectrophotometers were tested: Spectroshade Micro (SS) and VITA Easyshade (ES). 60 measurements were performed for each shade tab for VITA Classical (VC) and VITA 3D‑Master (VM). Reproducibility was assessed based on the inter‑operator, intra‑device and inter‑device agreement using the kappa coefficient. The differences in validity between devices were determined by the accuracy index of the ROC curve analysis using the z‑test (two‑tailed) at a significance of 0.05.

Results: 1920 measurements were performed for VC and 3480 for VM. The two devices proved to be high‑quality diagnostic tests. The obtained accuracy values in ES were 98.7% for VC and 97.6% for VM. In SS, values were 98.6% for VC and 99.1% for VM, showing significant differences between devices for VM. The intra‑device agreement for ES was superior (VC=93%, VM=95%), compared to SS (VC=76%, VM=83%). The inter‑device agreement was lower for VC (75%) than VM (82%).

Conclusions: According to the results obtained, both devices are indicated to be used as diagnostic methods for shade selection with the guides used, although attaining higher values of reproducibility for VM. In vivo studies comparing these devices with the visual determination should be performed to assess the possible benefit of their use. (Rev Port Estomatol Med Dent Cir Maxilofac. 2017;58(3):168-174)

Keywords: Color, Shade guide, Spectrophotometry, Color perception, Sensitivity and specificity

 

Introdução

A cor é um fenómeno de perceção visual, que corresponde à luz refletida ou transmitida por um objeto.¹ A determinação e comunicação da cor dentária é de extrema relevância para a medicina dentária.^2-5 Com a crescente exigência dos padrões estéticos e clínicos, surgiram vários métodos de avaliação de cor, como os espectrofotómetros, que segundo os seus fabricantes seriam mais objetivos e fiáveis do que as técnicas anteriores com base na seleção visual da cor com escalas padronizadas.^4,6

A seleção visual de cor, por comparação do dente com escalas, é o método mais utilizado em medicina dentária, sendo considerado hoje em dia o referencial.^{7, 8} Este método baseia‑se na utilização de escalas padronizadas, compostas por amostras representativas da média de cores presentes na dentição humana. ^{7 ,9 ,10} Embora sejam universalmente aceites para a identificação e comunicação da cor dentária, as escalas apresentam várias limitações,^11,12 uma vez que o material e estrutura são diferentes dos dentes naturais,¹³ para além da maioria das escalas possuírem uma variedade de guias que não é consistente com a gama de cores dos dentes naturais, apresentando uma distribuição arbitrária no espaço de cor. ^{2 ,14 -16} Associado a estes factos, existem vários fatores que podem influenciar e causar inconsistências na seleção da cor dentária, como a acuidade visual individual e as condições de iluminação. ^{2 ,15 -18}

Para obter uma classificação mais objetiva da cor, foi desenvolvido pela Comissão Internacional de Iluminação, o sistema de cores CIE L*a*b*, que representa tridimensionalmente a cor pelas coordenadas L*, a* e b*. Através destas coordenadas é possível quantificar a diferença de cor entre duas amostras, ΔE.¹⁹ Em condições clínicas, a diferença de cor mínima possível de ser detetada pelo olho humano situa‑se entre 2,0 e 3,7. ^{6 ,9 ,20}

Existe uma enorme variabilidade entre os vários tipos de escalas disponíveis, dificultando a comunicação entre pacientes, clínicos e técnicos de prótese. ^{18 ,21 ,22} As escalas Vitapan Classical (VC, Vident, Brea, California) e Vitapan 3D‑Master (VM, Vident, Brea, Califórnia) são, atualmente, as escalas mais utilizadas.^23,24 Na escala de cores VC, o matiz é classificado com letras (A aD) e o croma e valor são classificados de 1 a 4.23

Na década de 90, a Vident introduziu a escala de cores VM advogando que a mesma diminuía a subjetividade envolvida na avaliação da cor, através da determinação da cor pela seguinte ordem: 1.º valor, 2.º croma e 3.º matiz.^23,24

Em virtude da subjetividade associada aos métodos de seleção visual da cor, foram lançados para o mercado sistemas eletrónicos baseados em aparatologias espectrofotométricas ou colorimétricas, visando obter determinações reprodutiveis. ^1,25 Estes aparelhos baseiam‑se na aquisição da cor através do sistema de cores CIE L*a*b*, convertendo a medição numa escala contínua de valores, sendo depois traduzidos nos códigos das escalas, tornando seleção da cor mais fácil e objetiva. ^{17 , 20 ,22 ,26 ,27} Estes aparelhos de medição de cor podem ter diferentes sistemas de leitura: medição por ponto, como VITA Easyshade (ES), ou medição completa do dente, como Spectroshade Micro (SS).²⁰ No entanto, não se sabe quais os valores de

L*a*b* registados para a conversão nos diferentes espectrofotómetros,^15,20 podendo os mesmos interferir na determinação da cor. Deste modo é necessário aferir se estes sistemas realizam uma correspondência correta com as escalas de cor padronizadas, através da avaliação da sua precisão, de forma a compreender a sua verdadeira utilidade clínica. ^{1 ,4 ,6}

O presente estudo de diagnóstico in vitro pretende determinar e comparar a reprodutibilidade e a validade de dois espectrofotómetros (ES e SS) na medição da cor de cada guia das escalas, VC e VM. A hipótese nula (H0) é: os dois espectrofotómetros (ES e SS) não apresentam diferenças significativas na sua validade e reprodutibilidade na medição das guias de cor das duas escalas (VC e VM).

Materiais e métodos

Foram avaliados dois instrumentos espectrofotométricos de determinação de cor dentária, Spectroshade Micro (SN:HDL3973, MHT Spa, Verona, Itália) e Easyshade (SN:602649, Vita, Säckingen, Alemanha) (Figura 1). Estes foram calibrados e utilizados de acordo com as instruções do fabricante.

 

 

Foram medidas as guias de cor de duas escalas comerciais: (1) Vitapan Classical (SN:B027C, Vident, Brea, California), com 16 guias de cor e (2) Vitapan 3D‑Master (SN:B360ASP, Vident, Brea, California), com 29 guias (foram incluídas as 3 guias da VITA Bleached Shade Guide).

Simularam‑ se as condições clínicas para cada medição, a guia de cor para medição foi colocada no centro de uma matriz gengival (Shofu Gummy, Shofu Dental Corporation, USA) com guias de cor idênticas de cada lado. As medições foram efetuadas dentro de uma caixa preta mate (26,0x12,5x9,5cm), simulando as condições de luz da cavidade oral, segundo metodologia previamente descrita.28 Foi utilizado um jig posicional para permitir a colocação da guia de cor a medir no mesmo local, dentro da caixa (Figura 1).

Dois operadores calibrados efetuaram 30 medições consecutivas para cada guia. Entre cada 2 medições, os operadores removeram, completamente, a ponta da sonda ou a peça ótica da guia.²⁸

A reprodutibilidade foi avaliada através das concordâncias interoperador, intra‑aparelho e inter‑aparelho, pelo coeficiente kappa com erro padronizado assintótico (ASE). Este coeficiente foi classificado como mau (0‑20%), mínimo (21‑39%), fraco (40‑59%), moderado (60‑79%) e forte (>80) segundo metodologia previamente estabelecida.²⁹

A validade de cada aparelho foi determinada sob a forma de curvas ROC (receiver operating characteristic), que têm em consideração a relação entre a sensibilidade e a especificidade determinadas para cada guia de cor das diferentes escalas.³⁰

A validade foi expressa através do índice de exatidão calculado a partir da área sob a curva.³⁰ A diferença de desempenho (índice de exatidão) entre aparelhos foi determinada através da realização de um z‑test (two‑way).³¹ A significância estatística foi estabelecida a α <0,05. A análise dos dados e os resultados foram calculados através do software estatístico SPSS (IBM SPSS Statistics v.²³, Inc, Chicago, IL, EUA).

Resultados

Foram efetuadas um total de 2700 medições por aparelho, correspondendo a 60 medições de cada uma das 45 guias de cor, totalizando 5400 medições no estudo.

Foi calculado o coeficiente kappa para a concordância interoperador (Tabela 1), resultando num valor médio de 0,95±0,01, classificado como forte.²⁹ Deste modo, os dados dos dois operadores foram analisados conjuntamente, resultando num total de 60 medições para cada guia de cor.

 

 

As concordâncias intra e inter‑aparelho são apresentadas na Tabela 1. A concordância intra‑aparelho do ES é classificada como forte. O SS obteve valores inferiores, para ambas as escalas, com um kappa moderado para VC e forte para VM. A concordância inter‑aparelho para VC foi moderada e para VM foi classificada como forte.

Nas Tabelas 2 e 3 sao apresentados os valores de sensibilidade e especificidade para cada uma das guias da escala VC e VM, respetivamente. Os resultados obtidos não foram iguais em todas as guias de cor, sendo que o ES, ao medir as guias da VC, demonstrou valores de sensibilidade e especificidade baixos para a guia de cor C1, e o SS, apresentou mais falhas nas guias C1, D4, B3 e B4. Na VM, o ES obteve valores mais baixos de sensibilidade e especificidade para as guias 3M2 e 4M2, enquanto que o SS apresentou piores resultados para um maior numero de guias, 2M2, 2M3, 3M2, 4M2 e 4R1,5.

 

 

 

Nas Figuras 2 e 3 estão representadas as curvas ROC dos dois aparelhos, para as escalas VC e VM, respetivamente. Nas tabelas 4 e 5 estão especificadas as áreas sob a curva para ambas as escalas. Verifica‑se uma área sob a curva superior para a escala VC no ES comparativamente ao SS. Para a escala VM o ES apresentou um índice de exatidão ligeiramente inferior ao do SS.

 

 

 

 

 

Ao comparar o ES com o SS, a diferença de área sob a curva para a escala VC é de 0,001, com um valor de z‑test de 0,22 (p=0,824). Para a escala VM a diferença entre aparelhos é de ‑0,015, com um valor de z‑test de ‑3,70, sendo esta diferença estatisticamente significativa, (p=0,001).

Discussão

Neste estudo foram analisadas as cores detetadas de duas escalas distintas, VC e VM, por um aparelho de medição por ponto, ES, e por um aparelho de medição da superfície total, SS.

Ao analisar os valores de reprodutibilidade e validade dos dois espectrofotómetros foram detetadas diferenças significativas na validade dos aparelhos para a escala VM, pelo que a hipótese nula foi rejeitada.

Após análise da validade dos aparelhos, ambos apresentam valores de desempenho superiores a 90%, o que, de acordo com a literatura, permite a sua utilização como testes de diagnóstico.^30,31

A reprodutibilidade permite a avaliação da consistência do aparelho ao medir a mesma guia de cor. A reprodutibilidade intra‑aparelho e inter‑aparelho foi similar, com valores que variaram de moderado a forte.²⁹ Dentro desta amplitude de resultados, obtiveram‑se valores inferiores de concordância intra‑aparelho no SS, comparativamente ao ES. Estes resultados são úteis na comparação destes espectrofotómetros num ambiente controlado, permitindo aferir a previsibilidade dos aparelhos.¹ Os erros aleatórios influenciam a reprodutibilidade, o que pressupõe que a concordância entre aparelhos seja menor que a concordância intra‑aparelho,^32,33 como verificado neste estudo. Obteve‑se uma maior reprodutibilidade inter‑aparelho para a VM (82%), que para a VC (75%), classificadas, respetivamente, como concordâncias forte e moderada.²⁹

Comparativamente ao método visual, a literatura refere uma concordância que ronda os 41% para VC e 41,5% para VM, sendo que os resultados deste estudo com métodos espectrofotométricos apresentam valores superiores. ^{12 ,18 ,26 ,34}

Embora se tenha registado um maior número de falhas nas guias da VM, verificaram‑ se valores médios de sensibilidade e especificidade mais elevados do que na VC. Quando analisadas as falhas nas guias, verifica‑se que os dois aparelhos apresentaram mais falhas nas guias de matiz C e D da escala VC e M da escala VM. Estes erros podem estar associados a diferenças entre valores L*a*b* intrínsecos do aparelho e as escalas. No entanto, será de referir que neste estudo estamos perante as condições ótimas de aquisição da cor, uma vez que o referencial da guia se encontra estandardizado, sendo espectável uma maior variabilidade perante dentes naturais policromáticos.⁸

A validade define a capacidade de os aparelhos determinarem a cor correta, considerando um padrão conhecido. Os valores obtidos revelam algumas diferenças entre os valores de índice de exatidão dos aparelhos.³⁵ Segundo estudos prévios,³⁶ os erros sistemáticos são difíceis de controlar nestes aparelhos e afetam a sua validade. Estas diferenças podem estar relacionadas com a variação do valor L*a*b* entre as guias de cores,³⁷ sendo que os aparelhos identificam cada guia de cor através de intervalos de ΔE determinados pelo fabricante.

Uma vez que não se sabe quais os valores utilizados nos aparelhos, a consistência entre diferentes fabricantes não pode ser avaliada.^9,20 Verificaram‑se diferenças significativas de validade, entre os aparelhos, para a escala VM, o que pode estar relacionado com o número de guias de cor da VM (29) ser superior ao da VC (16), resultando numa amostra total maior.

Quando consultada a literatura existente, verifica‑se que existem poucos estudos que comparam o desempenho destes aparelhos, seja in vivo ou in vitro. Estudos similares relataram níveis de concordância semelhantes aos obtidos neste estudo e uma maior reprodutibilidade do ES quando comparado com o SS.^1,35

No entanto, estes dados podem ter sido influenciados pelo facto do ES fazer uma medição de uma área de 5mm de diâmetro, na região central do dente, segundo um jig posicional.

O SS, ao medir uma amostra, pode apresentar os resultados de 3 formas: pela cor média do dente, por terços, ou através de mapas cromáticos detalhados. Neste estudo, foi utilizada a cor média do dente, podendo este cálculo reduzir a consistência do aparelho.

Ainda não foi proposto um protocolo estandartizado para a avaliação destes instrumentos de determinação de cor, no entanto, foi proposto que as escalas de cor, servem como padrão na medição da cor dos dentes.⁶ As guias de cor permitem fazer uma representação do dente natural, em termos de tamanho, cor e contorno. No entanto, podem ocorrer diferenças entre as guias de diferentes fabricantes. Além disso, a superfície irregular da guia de cor pode afetar a reflexão da luz espectral no aparelho e originar uma leitura errada.²⁸ As escalas de cor são a forma de comunicação entre médico dentista e técnico de prótese. Esta comunicação é independente de registo da cor, seja pelo método visual ou por um aparelho eletrónico, podendo originar erros. Estes erros podem ocorrer tanto na seleção de cor pelo médico dentista, como na sua replicação pelo técnico de prótese.^28,38

Os resultados deste estudo permitem a comparação entre os dois aparelhos testados, num ambiente in vitro controlado.

A análise do desenho do estudo, tamanho da amostra, calibração dos operadores e as condições padronizadas corroboram a validade interna do estudo. Quanto à validade externa, é de referir que poderão existir alguns viéses, associados ao facto de as medições terem sido realizadas em guias de cor e não em dentes naturais, que possuem uma natureza policromática e das condições de luz poderem não ser representativas das existentes em contexto clínico. Acrescenta‑se que não foi feita a comparação destes métodos com a determinação visual da cor, o atual gold standard, não permitindo realizar conclusões acerca do desempenho clínico real destes aparelhos. São necessários estudos in vivo comparando estes aparelhos com a determinação visual, de modo a aferir o eventual benefício da sua utilização e o impacto das diferenças de leitura verificadas.

Conclusões

Considerando as limitações deste estudo, é possível concluir que:

– Os espectrofotómetros ES e SS apresentaram um bom desempenho geral para todos os parâmetros nas duas escalas, VC e VM.

– A reprodutibilidade dos 2 espectrofotómetros apresentou valores de concordância com classificação de moderado para VC e forte para VM.

– A sensibilidade e especificidade não foram iguais em todas as guias de cor das escalas VC e VM, verificando‑se valores médios mais elevados na VM.

– A validade apresentou diferenças significativas entre os aparelhos para a escala VM, com um índice de exactidão do ES ligeiramente inferior ao do SS.

 

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^*Corresponding author:

Duarte Nuno da Silva Marques

Correio eletronico: duartemd@yahoo.co.uk

 

Responsabilidades éticas

Proteção de pessoas e animais. Os autores declaram que para esta investigação não se realizaram experiências em seres humanos e/ou animais.

Confidencialidade dos dados. Os autores declaram que não aparecem dados de pacientes neste artigo.

Direito à privacidade e consentimento escrito. Os autores declaram que não aparecem dados de pacientes neste artigo.

 

Conflito de interesses

Os autores declaram não haver conflito de interesses.

 

Historial do artigo:

Recebido a 6 de Agosto de 2017

Aceite a 2 de Outubro de 2017

On-line a 17 de Outubro de 2017