Mengklasifikasikan Ruang Warna Gigi Alami pada Berbagai Kelompok Etnis
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengklasifikasikan ruang warna gigi alami dari berbagai kelompok etnis dan menilai kesalahan cakupan (CE) dari panduan warna Vita 3D-Master. Sampel yang terdiri dari 490 relawan dari lima latar belakang etnis berpartisipasi, dengan kriteria inklusi ditetapkan untuk orang dewasa berusia 20 hingga 45 tahun dengan gigi alami yang sehat dan sejajar dengan benar tanpa restorasi. Gigi yang menunjukkan karies, restorasi, atau pewarnaan substansial dikecualikan. Warna gigi diukur melalui metode fotografi standar, menggunakan kartu referensi abu-abu dan filter terpolarisasi silang. Perbedaan warna dihitung menggunakan rumus CIEDE2000, dan CE ditentukan. Keandalan pemeriksa diverifikasi, dan data dianalisis dalam perangkat lunak R, dengan signifikansi ditetapkan pada p < 0,05. Hasilnya menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam parameter warna gigi di antara kelompok etnis. Tingkat kecerahan bervariasi secara signifikan, dengan gigi Afrika menunjukkan nilai tertinggi dan Kaukasia terendah. Sementara nilai kemerahan dan kekuningan tumpang tindih di antara beberapa kelompok, gigi Afrika, Timur Tengah, dan Asia Selatan menunjukkan kemerahan yang lebih tinggi, sedangkan gigi Asia Timur dan Asia Selatan lebih kekuningan. Rata-rata CE dari panduan warna Vita 3D-Master adalah 5,1 ∆ E 00 di semua etnis, melebihi ambang batas yang dapat diterima (AT ≤ 1,8). Kelompok Tenggara memiliki CE terendah pada 2,8 ∆ E 00 , sedangkan kelompok Afrika memiliki CE tertinggi pada 6,3 ∆ E 00 . Temuan ini mengungkap bahwa gamut warna gigi alami melampaui cakupan panduan warna yang ada, dengan variasi yang nyata di antara etnis. Hal ini menggarisbawahi perlunya panduan warna yang disempurnakan untuk mencapai pencocokan warna yang andal dalam pengaturan klinis.
1 Pendahuluan
Keberhasilan estetika restorasi anterior sebagian besar bergantung pada reproduksi bentuk alami gigi dan karakteristik optik, seperti warna [ 1 ]. Warna merupakan salah satu parameter paling signifikan ketika mengevaluasi kualitas restorasi anterior [ 2 ]. Berbagai penelitian telah menilai prevalensi warna gigi pada berbagai populasi etnis, dan beberapa mengevaluasi distribusi warna gigi alami menurut usia dan jenis kelamin [ 3 – 6 ].
Pemilihan visual menggunakan panduan warna prefabrikasi, meskipun merupakan teknik pemilihan warna yang paling umum dan konvensional dalam kedokteran gigi, rentan terhadap hasil yang tidak dapat diprediksi dan tidak konsisten mengenai duplikasi warna [ 7 ]. Kegagalan estetika yang terkait dengan kesalahan dalam pencocokan warna digambarkan oleh kapasitas mata manusia yang luar biasa untuk mendeteksi perubahan warna kecil dan kurangnya panduan warna yang tersedia untuk menutupi rentang gigi alami [ 8 – 11 ]. Selain itu, ada perbedaan pendapat yang signifikan dalam literatur mengenai warna mana yang paling umum, seperti yang dilaporkan oleh berbagai penelitian [ 3 , 5 , 7 , 9 ].
Data penelitian warna dalam kedokteran gigi direpresentasikan menggunakan sistem ruang warna tiga dimensi CIELAB (CIE: Commission Internationale de l’Eclairage; International Commission on Illumination) dan dilaporkan dalam simbol yang sesuai: L * (kecerahan), a * (koordinat hijau-merah), b * (koordinat biru-kuning), c * (kroma), h (sudut rona), dan rumus CIEDE2000 (∆ E 00 ) untuk perbedaan warna total [ 9 ]. Kesalahan cakupan (CE), diperkenalkan pada tahun 1991, merepresentasikan nilai rata-rata perbedaan warna minimal dari satu set sampel dari set lainnya [ 12 , 13 ]. Ini dibandingkan dengan ambang batas visual perbedaan warna 50%:50% untuk kedokteran gigi, alat kendali mutu mapan yang direkomendasikan dalam ISO/TR 28 642:2016 [ 9 ]. Ambang batas visual persepsi dan penerimaan (PT & AT) menentukan kecocokan/ketidakcocokan warna, transulensi, dan keputihan dalam kedokteran gigi, dengan PT ≤ 0,8 merupakan kecocokan yang sangat baik dan AT ≤ 1,8 menunjukkan kecocokan yang dapat diterima [ 14 ].
Sistem eLAB adalah alat yang digunakan untuk pengukuran warna dengan memanfaatkan gambar RAW yang diambil dengan filter terpolarisasi silang dan kartu referensi abu-abu. Sistem ini telah divalidasi dalam beberapa penelitian dan mencapai 82% kesesuaian antara evaluasi visual dan instrumental menggunakan jarak Euclidean (∆ E ab ), dengan kinerja yang sebanding dengan perangkat yang banyak digunakan seperti spektrometer foto, kamera multispektral, dan spektrometer tele-radio [ 15 ].
Beberapa penelitian telah menghitung coverage errors (CE) dari beberapa panduan warna komersial untuk warna gigi atau jaringan lunak pada kelompok etnis tertentu [ 7 , 9 , 16 – 21 ]. Pada sebagian besar penelitian ini, panduan warna Vita 3D-Master (Vita 3D) menunjukkan kesalahan paling kecil [ 7 , 9 ] meskipun mayoritas hasilnya melebihi batas yang dapat diterima [ 9 ]. CE untuk Vita 3D berkisar antara 1,8 hingga 6,2 pada beberapa penelitian. Selain itu, telah dilaporkan bahwa panduan warna Vita 3D dikaitkan dengan peningkatan yang signifikan dalam pengulangan intrarater dibandingkan dengan panduan warna Vita Classic [ 22 ].
Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengklasifikasikan ruang warna gigi alami di berbagai kelompok etnis dan mengevaluasi CE dari panduan warna yang paling dapat diandalkan secara ilmiah yang tersedia. Hipotesis nol pertama menyatakan bahwa tidak akan ada perbedaan yang teridentifikasi antara berbagai kelompok etnis, sedangkan hipotesis nol kedua mengusulkan bahwa kesalahan cakupan panduan warna tidak akan melebihi ambang batas perbedaan warna AT dan PT dalam kedokteran gigi.
2 Bahan dan Metode
Sebanyak 490 relawan dari lima kelompok etnis berbeda (Afrika, Kaukasia, Asia Timur, Timur Tengah, dan Asia Selatan) disaring untuk penelitian ini. Para peserta dipilih dan diikutsertakan dalam penelitian ini berdasarkan kriteria berikut:
Kriteria inklusi: orang dewasa berusia antara 20 dan 45 tahun dengan gigi sehat, alami, sejajar dengan benar tanpa restorasi.
Kriteria eksklusi: gigi dengan karies dan lesi non-karies, restorasi gigi, noda yang luas, dan pigmentasi.
Semua peserta menerima penjelasan digital dan lisan tentang tujuan dan ruang lingkup penelitian dan menandatangani formulir persetujuan sebelum diikutsertakan dalam penelitian. Protokol eksperimen mengikuti pedoman dan disetujui oleh Komite Etik Universitas, nomor persetujuan #698.
Protokol fotografi mengikuti petunjuk pabrik, dengan peserta diminta untuk menggerakkan mandibula ke depan ke posisi ujung ke ujung. Semua foto diambil dengan kamera yang sama (Canon D1200, Canon). Kamera diatur ke waktu pencahayaan 1/125 d, aperture F22, dan ISO 100. TTL dimatikan untuk lampu kilat ganda, dan mode manual diatur ke intensitas lampu kilat maksimum 1/1. Filter terpolarisasi silang (Polar_Eye, Bio-emulation) dipasang ke lampu kilat ganda, dan foto gigi anterior diambil dengan kartu referensi abu-abu (Emulasi). Hanya satu foto dalam format RAW yang diambil untuk setiap peserta dalam waktu 3 menit untuk menghindari dehidrasi gigi yang dapat memengaruhi warna gigi [ 23 ]. Protokol fotografi yang sama diterapkan pada panduan warna Vita 3D (Vita Zahnfabrik).
Foto-foto tersebut kemudian diimpor ke perangkat lunak eLAB Prime (eLAB). Foto-foto tersebut dikalibrasi secara otomatis melalui perangkat lunak, dan pengukuran pun dilakukan. Gigi target selalu merupakan gigi seri tengah kanan, dan perangkat lunak secara otomatis memberikan nilai L *, a *, dan b * yang diukur dari gigi target untuk sepertiga tengah gigi yang dipilih.
Perbedaan warna dihitung menggunakan rumus perbedaan warna total CIEDE2000 (Persamaan 1 ), di mana ∆ L *, ∆ C *, dan ∆ H * masing-masing merupakan perbedaan pada setiap parameter, kecerahan, kroma, dan rona untuk sepasang sampel menggunakan CIEDE2000.
CE visual dihitung menggunakan rumus referensi CE (Persamaan 2 ) sebagai rata-rata ∆ E 00 antara setiap gigi target dan kecocokan terbaiknya dengan panduan warna.
Semua analisis statistik dilakukan menggunakan R (versi 4.0.2, R Foundation for Statistical Computing). Nilai p < 0,05 dianggap signifikan secara statistik. Nilai p disesuaikan menggunakan metode Holm–Bonferroni untuk mengoreksi beberapa pengujian.
3 Hasil
Uji perbandingan berpasangan digunakan untuk menilai potensi diferensiasi etnis berdasarkan nilai L *, a *, atau b *. Namun, untuk a * dan b *, asumsi kenormalan residual tidak terpenuhi; oleh karena itu, uji Wilcoxon dilakukan.
Identifikasi kemungkinan hubungan antara L *, c *, dan h * dengan etnisitas sebagai variabel dependen dan pemilihan model yang paling tepat dilakukan dengan metode bertahap, yang mengawali model yang paling rumit yang mencakup semua kemungkinan interaksi. Kriteria pemilihan didasarkan pada Kriteria Informasi Bayesian (BIC), dan model optimal yang diidentifikasi melalui pendekatan ini mencakup interaksi. Tabel 1 merangkum model BIC, termasuk interaksi antara etnisitas, kecerahan ( L *), kroma ( C *), dan sudut rona ( h *). Model dengan interaksi antara L *, C *, dan h * memiliki BIC terendah, yang menunjukkan bahwa itu adalah model yang optimal. Ini menunjukkan bahwa kombinasi interaktif dan non-aditif dari kecerahan, kroma, dan rona paling baik memprediksi etnisitas.
TABEL 1. Model optimal berdasarkan Kriteria Informasi Bayesian.
Untuk tingkat kecerahan ( L *), terdapat perbedaan yang signifikan secara statistik antara semua kelompok etnis. Hal ini menunjukkan bahwa tingkat kecerahan merupakan faktor penting dalam membedakan warna gigi antar etnis. Semua uji berpasangan menghasilkan hasil yang signifikan secara statistik, yang menunjukkan bahwa L * secara efektif membedakan antar etnis. Gambar 1 menunjukkan distribusi L * di antara berbagai etnis, dengan gigi Afrika menunjukkan nilai tertinggi sementara gigi Kaukasia menunjukkan nilai terendah.
GAMBAR 1
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Plot biola yang menunjukkan distribusi nilai L * di berbagai etnis. Hal ini semakin menggambarkan bahwa distribusi L * setiap etnis bersifat unik.
Untuk tanda *, tidak ada perbedaan signifikan antara kelompok Asia Tenggara, Timur Tengah, dan Afrika. Gigi mereka cenderung berwarna kemerahan dibandingkan dengan kelompok Asia Timur dan Kaukasia. Diagram sebar (Gambar 2 ) menunjukkan bahwa kelompok Afrika, Timur Tengah, dan Asia Selatan tumpang tindih, sedangkan Asia Timur dan Kaukasia kurang kemerahan, dengan tumpang tindih minimal. Hal ini menunjukkan bahwa kemerahan gigi sebagian dapat membedakan beberapa etnis. Gambar 3 menunjukkan distribusi tanda * di berbagai etnis.
GAMBAR 2
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Diagram sebar yang menunjukkan hubungan antara nilai a * dan b * pada berbagai etnis.
GAMBAR 3
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Plot biola tentang distribusi * di antara berbagai suku bangsa.
Untuk b *, tidak ada perbedaan signifikan antara kelompok Asia Tenggara dan Asia Timur. Gigi mereka lebih kekuningan dibandingkan dengan kelompok etnis lainnya. Gambar 4 menunjukkan bahwa kelompok Asia Timur dan Asia Selatan memiliki nilai b * yang serupa, lebih kekuningan dibandingkan dengan kelompok etnis lainnya.
GAMBAR 4
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Plot biola dari distribusi nilai b * di antara berbagai etnis.
Nilai CE rata-rata dari panduan warna Vita 3D-Master adalah 5,1 ∆ E 00 (0,4–12,4) untuk semua kelompok etnis. Hasil kesalahan CE berbeda di antara berbagai kelompok etnis. Kelompok tenggara menunjukkan nilai CE terendah sebesar 2,8 ∆ E 00 (0,4–6,5), dan kelompok Afrika menunjukkan nilai CE tertinggi sebesar 6,3 ∆ E 00 (1,5–10). Nilai CE untuk kelompok Kaukasia adalah 5,3 ∆ E 00 (0,7–11,2), 6 ∆ E 00 (1,7–12,4) untuk kelompok Asia Timur, dan 5,3 ∆ E 00 (0,8–10) untuk kelompok Timur Tengah. Nilai CE semua kelompok etnis berada di atas AT ≤ 1,8.
Plot distribusi non-parametrik (Gambar 5 dan 6 ) memvisualisasikan distribusi ruang warna gigi alami dengan panduan warna utama 3D.
GAMBAR 5
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Plot distribusi nonparametrik dari ruang warna gigi alami di lima etnis dengan panduan warna utama 3D antara L * dan C *. Warna yang lebih gelap merupakan 50% nilai di tengah.
GAMBAR 6
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Plot distribusi nonparametrik dari ruang warna gigi alami di lima etnis dengan panduan warna utama 3D antara a * dan b *. Warna yang lebih gelap merupakan 50% nilai di tengah.
4 Diskusi
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis ruang warna gigi alami di antara berbagai kelompok etnis dan mengevaluasi kesalahan cakupan panduan warna Vita-3D Master. Hasilnya menggambarkan bahwa hipotesis nol pertama, yang menyatakan bahwa tidak ada perbedaan dalam ruang warna di antara berbagai kelompok etnis, harus ditolak. Selain itu, kesalahan cakupan panduan warna melampaui ambang batas PT dan AT untuk semua kelompok etnis. Dengan demikian, hipotesis nol kedua harus ditolak.
Memilih warna gigi yang tepat merupakan proses yang rumit dalam kaitannya dengan rehabilitasi prostetik, yang memerlukan pengetahuan dasar tentang warna dan estetika. Meskipun beberapa metode instrumental objektif untuk pemilihan dan pencocokan warna tersedia, yang secara umum dianggap lebih tepat secara klinis, pemilihan warna konvensional masih merupakan metode yang paling umum dalam proses ini [ 24 – 26 ]. Secara intuitif, dokter gigi dan teknisi mengadopsi metode yang lebih menarik meskipun hasil penelitiannya tidak menguntungkan, kecenderungan yang dicontohkan oleh penggunaan panduan warna Vita Classic yang diperluas, yang telah digunakan di seluruh dunia selama lebih dari 50 tahun [ 27 ].
Kriteria utama dalam desain panduan warna gigi untuk mencocokkan warna gigi adalah tab warna menutupi ruang warna gigi alami selengkap mungkin sambil mempertahankan jumlah tab yang dapat diatur [ 28 ] Penelitian sebelumnya merancang panduan warna hipotetis dari populasi warna gigi tertentu yang dijelaskan dalam sistem CIELAB untuk meminimalkan CE rata-rata [ 29 ]. Beberapa kelemahan panduan warna yang terdokumentasi termasuk ketidakseimbangannya dan cakupan warna yang tidak memadai dari kemungkinan warna [ 7 ].
Telah diakui secara luas bahwa Vita-3D Master secara signifikan lebih dapat diandalkan dibandingkan dengan panduan warna Vita Classic [ 27 ]. Menurut pengetahuan penulis, panduan warna Vita Classic menunjukkan CE yang lebih tinggi pada semua penelitian sebelumnya yang membandingkan kedua panduan warna tersebut [ 7 , 9 , 16 ]. Oleh karena itu, penelitian ini hanya berfokus pada Vita-3D Master.
Gigi seri tengah rahang atas adalah gigi yang paling sering digunakan untuk mengevaluasi warna gigi [ 12 ]. Untuk mensimulasikan pengaturan klinis, pengukuran warna diambil dari foto-foto peserta studi karena penggunaan gigi yang dicabut tidak ideal untuk menilai CE, seperti yang dilaporkan dalam studi sebelumnya [ 30 ]. Penentuan ukuran sampel untuk hasil yang signifikan secara statistik untuk studi observasional pada rentang warna dan distribusi gigi manusia tidak langsung karena data didistribusikan ke seluruh populasi [ 12 ]. Namun demikian, ukuran sampel dalam penelitian ini lebih besar daripada penelitian sebelumnya.
Pencocokan warna menggunakan kombinasi kartu white balance dan filter terpolarisasi silang dengan flash close-up menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam menstandardisasi pengukuran warna dengan fotografi digital, yang berkontribusi pada peningkatan keberhasilan restorasi [ 31 , 32 ]. Telah dilaporkan bahwa sepertiga tengah gigi adalah area yang paling baik mewakili warna gigi karena sepertiga insisal lebih tembus cahaya dan, karenanya, dipengaruhi oleh latar belakang rongga mulut, sementara, sebaliknya, sepertiga serviks lebih dipengaruhi oleh dispersi cahaya gingiva [ 33 , 34 ]. Oleh karena itu, sepertiga tengah digunakan untuk evaluasi warna dalam penelitian ini.
Penelitian sebelumnya menyelidiki korelasi antara warna gigi dan warna kulit. Mereka menyimpulkan bahwa keduanya berhubungan terbalik dan bahwa warna kulit dapat menjadi panduan yang berguna ketika menentukan warna restorasi gigi, tanpa memandang usia dan jenis kelamin [ 4 , 35 , 36 ]. Sebaliknya, Al-Dwairi et al. hanya mengamati 50% kesepakatan antara warna kulit dan gigi saat menyelidiki peserta Yordania. Namun, ini dapat dikaitkan dengan pemilihan populasi yang terbatas [ 37 ]. Individu dalam kelompok Afrika dan Timur Tengah menunjukkan nilai yang lebih tinggi, yang konsisten dengan penelitian sebelumnya [ 35 ]. Dalam penelitian ini, lima kelompok etnis yang berbeda disertakan, memberikan perspektif yang lebih luas tentang gamut warna global gigi alami, tidak seperti kebanyakan penelitian, yang hanya berfokus pada satu atau dua kelompok etnis. Hasil analisis menunjukkan bahwa ruang warna berbeda antara kelompok etnis; namun, ada banyak tumpang tindih di antara beberapa dari mereka.
Kesalahan cakupan adalah parameter objektif dan andal yang menggambarkan nilai DE* minimal rata-rata (atau perbedaan warna yang sesuai yang diperoleh menggunakan rumus perbedaan warna lain) antara gigi alami dan tabel yang paling cocok [ 27 ]. Dalam penelitian ini, CE melampaui AT untuk kedokteran gigi [ 38 ] untuk semua kelompok etnis. Temuan ini cocok dengan penelitian terbaru [ 9 ] yang dilakukan pada 195 populasi Kaukasia Spanyol antara usia 18 dan 66 tahun untuk analisis visual dan instrumental. Penelitian lain yang mengevaluasi CE peserta India dengan fotografi digital sampai pada kesimpulan yang sama [ 17 ].
Setelah menilai 197 mahasiswa kedokteran gigi di Iran untuk CE secara keseluruhan, gigi asli berwarna kemerahan jika dibandingkan dengan warna yang cocok pada panduan warna. Disimpulkan bahwa penggunaan panduan warna ini dapat menyebabkan penentuan warna yang tidak akurat pada populasi yang diteliti karena nilai CE dan persentase CE yang tinggi [ 16 ]. Kesimpulan ini sesuai dengan hipotesis bahwa gigi dengan nilai tinggi yang dapat menggambarkan warna kulit yang lebih gelap, seperti pada populasi Afrika, tidak cukup terwakili dalam panduan warna [ 35 ].
Baik metode pengukuran maupun populasi memengaruhi keseluruhan kesalahan cakupan. Namun, perbandingannya sulit dilakukan karena setiap penelitian menggunakan metode yang berbeda dan merujuk pada populasi yang berbeda. Meskipun demikian, fakta bahwa rentang warna gigi alami tidak sepenuhnya tercermin dalam panduan warna saat ini [ 9 , 27 , 28 ] telah dikonfirmasi; oleh karena itu, dapat disimpulkan dari penelitian bahwa beberapa kelompok etnis mungkin menunjukkan kesalahan cakupan yang lebih tinggi daripada yang lain.
Kendala penelitian ini berasal dari tidak mencakup semua kelompok etnis karena terbatasnya jumlah peserta yang tersedia. Keterbatasan lebih lanjut adalah bahwa setiap kelompok etnis yang disertakan diidentifikasi berdasarkan etnisitas yang diidentifikasi sendiri, tanpa pengujian genetik untuk memvalidasi klaim ini.
5 Kesimpulan
Penelitian ini menyimpulkan bahwa gamut warna gigi lebih luas daripada yang terwakili dalam panduan warna. Penelitian ini juga menunjukkan adanya korelasi antara etnis dan warna gigi, yang menunjukkan perlunya perbaikan dalam panduan warna atau penggantian untuk digunakan sebagai alat standar universal bagi metode pencocokan warna guna mencapai hasil yang memuaskan dalam praktik klinis. Peningkatan ini akan menghasilkan hasil estetika yang lebih baik, peningkatan kepuasan pasien, dan pendekatan yang lebih inklusif terhadap perawatan gigi.