Abstract

Purpose: The aim of the present study was to evaluatethe reliability and re-producibility of digital shade selec-tion devices, and to correlate the results with conventionalhuman visual shade assessment.Materials and Methods: Tooth color gradation and agree-ment of two different digital shade selection instrumentswere determined by employing a spectro-photometer(ShadePilot, Degudent; Hanau, Germany, Software V.2.41) and a colorimeter (ShadeVision, Ammann Girrbach;Pforzheim, Germany; Software V. 1.20). The devices werecompared with three human examiners with a negativehistory of visual color deficiency, looking at 40 subjectsunder clinical conditions. In one half of the test persons,the visual and digital shade determination was performedon the right maxillary central incisor that was free of anyrestoration, whereas the other half was carried out in sub-jects with single implant-supported PFM crowns in thesame region. The computer-based readings across theregions (incisal, middle, cervical) were recorded two con-

Zusammenfassung

Zielsetzung: Eine Herausforderung für die restaurativeZahnheilkunde besteht im Erfassen, Übermitteln undInterpretieren von Farben. Die visuelle Bestimmung vonZahnfarben gilt als äußerst subjektiv, da die Wahrneh-mung von Farben diversen endogenen und exogenenEinflüssen unterliegt. Die vorliegende Untersuchungwurde durchgeführt, um digitale Farbnahmesysteme aufihre Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit zu untersu-chen und um die Ergebnisse mit denen der konventio-nellen, visuellen Methode zu vergleichen.Material und Methoden: Die Abstufungen bei den Zahn-farben wurden mit einem Spektrofotometer (ShadePilot,Version 2.41; DeguDent, Hanau) und einem Kolorime-ter (ShadeVision, Version 1.20; Ammann Girrbach,Pforzheim) analysiert. Die Ergebnisse der beiden digita-len Farbnahmesysteme wurden auf ihre Übereinstim-mung geprüft. Zum Vergleich wurden drei menschlicheBegutachter herangezogen, die laut Anamnese frei vonFarbfehlsichtigkeit waren. 40 Probanden wurden unter

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Comparison of In Vivo Visual, Spectrophoto-metric and Colorimetric Shade Determina-tion of Teeth and Implant-supported Crowns

Vergleichsstudie zur visuellen, spektrofotometri-schen und kolorimetrischen Farbbestimmung annatürlichen Zähnen und Implantatkronen

P. Gehrkea/ U. Riekebergb/ O. Facklerc / G. Dhomd

a Niedergelassener Zahnarzt in Ludwigshafen

b Niedergelassener Zahnarzt in Moers

c Zahntechniker, Dentallabor in Viernheim

d Professor of Management of Dental and Oral Medicine,Steinbeis-Hochschule, Berlin

a Dentist in Private Practice, Ludwigshafen, Germany.

b Dentist in Private Practice, Moers, Germany.

c Dental Technician, Dental Laboratory, Viernheim, Germany.

d Professor of Management of Dental and Oral Medicine,Steinbeis University, Berlin, Germany.

secutive times. Differences between the computer-basedreadings were evaluated with the χ test (Chiχ).Results: The same shade was obtained by all three humanexaminers in 22.5% (9 of 40 cases), by all colorimetricreadings in 35% (14 of 40 cases), and by all spectropho-tometric readings in 55% (22 of 40 cases). There wasconsiderable agreement between the first and secondreading of the investigated spectrophotometric and col-orimetric shade instruments. The spectrophotometerdemonstrated color matches of the first and second read-ing in 81.7% of the in vivo measurements (coefficient ofcontingency = 0.98; χ test p = 0.99), while the colorime-ter exhibited matches in 70% (coefficient of contingency= 0.96; χ test p = 0.96) of the cases. Hence, the spec-trophotometer exhibited the highest agreement betweenthe two consecutive readings. While no significant influ-ence of the measuring point (incisal, middle, cervical) onthe reproducibility of color results could be ascertained,both the colorimeter and spectrophotometer displayed astatistically significant difference for the frequency distri-bution of color categories for teeth vs PFM crowns (bothχ test p < 0.0001). The measuring results of the col-orimeter showed distinctly lighter shades than those ofthe spectrophotometer. Conclusions: Within the limitations of this study, theresults suggest that spectrophotometric shade determi-nation is more reproducible compared to conventionalvisual shade assessment. It can serve as a reliable additionin color matching and enhances the level of shade analy-sis, communication, interpretation, and fabrication ofdental restorations.

Keywords: shade determination, spectrophotometric,colorimetric, visual human, measurement agreement,implant crown.

Introduction

An accurate and systematic approach is required to eval-uate, diagnose and resolve esthetic problems in dentistrypredictably. Tooth color is obviously essential for the finalresult, although esthetic treatment planning should neverbe focused around shade improvements alone. The ulti-mate goal is the achievement of a pleasing smile archi-tecture considering the proper proportion and relation

klinischen Bedingungen untersucht. Die visuellen unddigitalen Farbbestimmungen wurden jeweils am rechtenmittleren Schneidezahn im Oberkiefer durchgeführt.Diese waren in 20 Fällen unrestaurierte natürliche Zähne,in den anderen 20 Fällen implantatgetragene Metallke-ramikkronen. Die digitalen Einzelmessungen wurdenzweimal in Folge an drei Messpunkten (inzisal, zentralund zervikal) durchgeführt. Unterschiede zwischen dendigitalen Messungen wurden mit dem Chi-Quadrat-Test(χ2-Test) ausgewertet.Resultate: Die drei visuellen Begutachter kamen in 9/40Fällen (22,5 %) auf übereinstimmende Farben. Die kolo-rimetrischen Messungen lieferten in 14/40 Fällen (35 %)und alle spektrofotometrischen Messungen in 22/40 Fäl-len (55 %) übereinstimmende Farben. Zwischen denersten und zweiten Messungen herrschte beim spektro-fotometrischen wie auch beim kolorimetrischen Systemklare Übereinstimmung. Das Spektrofotometer erzieltebei 81,7 % aller In-vivo-Messungen Farbgleichheit zwi-schen der ersten und zweiten Messung (Kontingenzko-effizient = 0,98; χ2-Test: p = 0,99); beim Kolorimeterwaren es 70 % (Kontingenzkoeffizient = 0,96; χ2-Test:p = 0,96). Die Übereinstimmung zwischen den konse-kutiven Messungen war somit beim Spektrofotometeram größten. Keinen signifikanten Einfluss auf die Repro-duzierbarkeit der Farbdaten hatten die verschiedenenMesspunkte (inzisal, zentral, zervikal). Dagegen warendie diversen Farbkategorien beim Kolorimeter als auchbeim Spektrofotometer je nach Zahntyp (natürlicheZähne gegenüber Metallkeramikkronen) signifikantunterschiedlich verteilt (χ2-Test: p < 0,0001 in beiden Fäl-len). Das Kolorimeter lieferte deutlich hellere Farben alsdas Spektrofotometer. Schlussfolgerung: Im Rahmen des Studiendesigns zei-gen die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung einehöhere Reproduzierbarkeit der Farbbestimmung mitspektrofotometrischen Methoden im Vergleich zur visu-ellen Farbnahme. Diese stellen damit eine zuverlässigeErgänzung zum Farbabgleich dar und verbessern dieErfassung, Übermittlung und Interpretation von Zahn-farben bei der Herstellung von Zahnersatz.

Schlüsselwörter: Farbbestimmung, Spektrofotometrie,Kolorimetrie, Visuelle Farbnahme, Übereinstimmungvon Messergebnissen, Implantatkronen.

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according to established principles.1-3 However, one ofthe most challenging aspects of esthetic dentistry is colorassessment and its reproduction. Several factors can mod-ify tooth and porcelain color when light strikes its surface.Surface texture and anatomic form along with marginalintegrity are considered the most critical.4-11 In addition,surface gloss and fluorescence can also modify tooth orcrown shades.12,13 Visual color determination by com-parison of a patient’s tooth with commercially availableshade guides is the most frequently applied method forcolor communication during the fabrication of porcelain-fused-to-metal or all-ceramic restorations on teeth andimplants. Determination of tooth color by visual means isconsidered highly subjective.14-17 There are many vari-ables that affect how a color is perceived. External andinternal parameters such as experience, light conditions,fatigue, age, nutrition, emotions, or visual color deficien-cy lead to inconsistencies.18-22 In addition, standardizedverbal means for the communication of visually assessedcolor characteristics are reported to be limited.23,24 Final-ly, most existing commercial shade guides do not presentthe entire spectrum of tooth color and their color “stan-dard” varies greatly.25-28 These inconsistencies of visualcolor-matching therefore make an objective methoddesirable. By utilizing computer-based color measure-ment, it is generally possible to exclude such sources oferror and thus obtain reproducible results. Based on CIE-Lab parameters (Commission Internationale de L’E-clairage, L = lightness, a = chroma along red-green axis,b = chroma along yellow-blue axis), data obtained fromcomputerized spectrophotometry or colorimetry allow formathematical comparison.29 Color matching methodolo-gy employing computer-aided calculations based on colortheory are widely used in the paint, printing, and textileindustry. Due to the complex anatomical structure anddifferent barrier layers of a tooth, specific requirements tothe instrumental technology are required in dentistry. Inthe case of adjacent metal-ceramic or all-ceramic restora-tions on teeth or implants, shade determination can beclinically challenging. The shade-generating structures ofexisting crowns cause a different color reflection and per-ception of shade. Thus, there is a need to know how shadeselection devices perform in matching and measuringexisting crown color. An increasing number of hand-heldcomputer-based instruments for digital shade selectionhave entered the market. Despite manufacturers’ claims,little is known about whether computer-aided tooth shade

Einleitung

Zur Beurteilung, Diagnose und Behebung von ästheti-schen Problemen sind in der Zahnmedizin exakte syste-matische Herangehensweisen erforderlich. Selbstver-ständlich spielt die Zahnfarbe für das Ergebnis der Be-handlung eine entscheidende Rolle. Dennoch sollte sicheine Behandlungsplanung nicht ausschließlich auf eineVerbesserung der Farbe beschränken. Das ultimative Zielist eine ästhetische Architektur des Lächelns, unterBerücksichtigung der etablierten Grundsätze zu korrek-ten Proportionen und Relationen.1–3 Farben exakt zuanalysieren und reproduzieren, gehört zu den schwie-rigsten Aufgaben der ästhetischen Zahnheilkunde. Jenach einfallendem Licht kann sich die Farbe von Zähnenund Kronen durch verschiedene Parameter verändern.Die wichtigsten davon sind Oberflächentextur, anato-mische Form und Kronenrandschluss.4–11 Auch Ober-flächenglanz und Fluoreszenz können die Farbe beein-flussen.12, 13 Bei der visuellen Farbbestimmung wird dieZahnfarbe im Mund des Patienten mit einem handels-üblichen Farbring verglichen und die ausgewählte Farbean das Dentallabor übermittelt. Dies ist die gängigsteMethode bei der Herstellung von Zahnersatz, gleichgül-tig ob es sich dabei um metall- oder vollkeramische Kro-nen oder Brücken auf Zähnen oder Implantaten handelt.Gleichzeitig wird die visuelle Farbnahme als höchst sub-jektive Methode kritisiert.14–17 Wie eine Farbe wahrge-nommen wird, ist von vielen Faktoren abhängig. Unbe-friedigende Ergebnisse sind die Folge von exogenen undendogenen Faktoren: Defizite in Erfahrung und Farbsich-tigkeit spielen hier ebenso eine Rolle wie unterschiedlicheLichtverhältnisse, emotionale Faktoren, Ernährungs-gewohnheiten, Müdigkeit und Alter des Betrachters.18-22

Berichten zufolge herrschen auch Defizite bei der verba-len Beschreibung von visuell beurteilten Farbmerkma-len.23, 24 Hinzu kommt, dass die meisten handelsüblichenFarbringe nicht das gesamte Spektrum an Zahnfarbenabdecken und ihre „Farbstandards“ großen Schwan-kungen unterliegen.25–28 Da also Zahnfarben mit demfreien Auge nicht konsequent erfassbar sind, wäre einobjektives Verfahren wünschenswert. Mit computerge-stützten Methoden zur Farbmessung ließen sich Fehler-quellen der eben beschriebenen Art beseitigen undreproduzierbare Ergebnisse realisieren. Mittels spektro-fotometrischer und kolorimetrischer Methoden könnenDaten im Rahmen des L*a*b-Farbraums gewonnen und

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techniques are equally effective or clinically superior tovisual color matching.30-32

The aim of the present clinical study was to assess thematch of visually vs computer-aided tooth and crownshade selection in vivo, employing a dental spectropho-tometer and colorimeter. The influence of surface textureand material of the measuring object (tooth vs PFMcrown) on the detected shade results was analyzed. Theaccuracy in reproducibility of color gradation across dif-ferent tooth and crown regions from the incisal, to themidfacial, through the cervical region was another pointof interest.

Materials and Methods

In the present study, tooth color distribution and agree-ment of two different digital shade selection instrumentswere determined by employing a spectrophotometer(ShadePilot, Degudent; Hanau, Germany, Software V.2.41) and a colorimeter (ShadeVision, Ammann Girrbach;Pforzheim, Germany; Software V. 1.20). The devices werecompared with three human examiners (2 dentists and 1dental technician) looking at 40 test persons under clini-cal conditions (Tab. 1). Figure 1 depicts the study design.

Test persons

The subject of the investigation was the region of the max-illary central incisor of all 40 test persons because of itsvisual exposition and therefore highest re-quirements inesthetics. There were 29 female and 11 male patients,with an age range from 17 to 65 years (mean 28 years).The inclusion criteria were as follows: natural maxillaryright central incisor present or replaced by an implant-supported single porcelain-fused-to-metal crown (PFM),no history of orthodontic treatment, no history of toothbleaching, no carious lesions present, and no history ofgingivitis, periodontitis, or periimplantitis. In half of thesubjects (20 test persons), the visual and digital shadedetermination was performed on the right maxillary cen-tral incisor that was free of any restoration, whereas theother half was carried out in subjects with single implant-supported PFM crowns in the same region. The personsto be tested were requested to remove any make-up andto brush their teeth prior to shade selection.

auf mathematischer Basis verglichen werden.29 Dieserwurde von der CIE (Commission Internationale de L’Eclai-rage) definiert und umfasst Helligkeit (L), Farbsättigungentlang der Rot-Grün-Achse (a) und Farbsättigung ent-lang der Gelb-Blau-Achse (b). Farbbestimmungen, dieauf Grundlage von computergestützten Berechnungenim Einklang mit der Farbenlehre erstellt werden, findenin der Farben-, Druck- und Textilindustrie breite Anwen-dung. Aufgrund der komplexen anatomischen Struktu-ren von Zähnen, die unterschiedliche Barriereschichtenaufweisen, bestehen spezielle Anforderungen an diedigitale Farbbestimmung in der Zahnheilkunde. Eine kli-nische Herausforderung stellt die präzise Farbauswahl fürneue Metallkeramik- bzw. Vollkeramikrekonstruktionenauf Zähnen oder Implantaten dar, die neben bereitsbestehenden Versorgungen platziert werden. Die far-benerzeugenden Strukturen dieser bestehenden Kronenführen zu einer unterschiedlichen Reflektion und damitauch zu einer unterschiedlichen Wahrnehmung vonFarbe. Ob und wie akkurat digitale Farbmessgeräte dieFarbe bestehender Restaurationen messen und repro-duzieren können ist dabei von besonderem Interesse. Geeignete Messinstrumente sollten für den Einsatz in derZahnmedizin bestimmte Anforderungen erfüllen. Von derIndustrie wird eine Vielzahl von Handgeräten zur digita-len Farbnahme angeboten. Entgegen den Herstelleraus-sagen gibt es nur wenig gesicherte Erkenntnisse darüber,ob computergestützte Farbbestimmungsmethoden kli-nisch ebenbürtig oder besser sind als die konventionellenMethoden zur visuellen Farbabmusterung.30–32

In der vorliegenden Studie wurde untersucht, welchesMaß an Übereinstimmung zwischen visueller Farbnahmeund computergestützter Technik (Spektrofotometer undKolorimeter) besteht. Zähne und Metallkeramikkronenwurden hierzu in vivo beurteilt. Analysiert wurde auch derEinfluss von Material und Oberflächentextur auf die Far-ben und wie genau die ermittelten Farbabstufungen anverschiedenen Messpunkten (inzisal, zentral und zervikal)reproduziert werden konnten.

Material und Methode

In der vorliegenden Untersuchung wurden die Vertei-lungen und Abstufungen von Zahnfarben mit Hilfe einesSpektrofotometers (ShadePilot, Version 2.41; Degu-Dent, Hanau) und eines Kolorimeters (ShadeVision, Ver-

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Fig 1 Overview of study designAbb. 1 Studienkonzept im Überblick.

Visual assessment of tooth and crown shades

Three experienced examiners (Dentist 1, Dentist 2, Tech-nician 3) with a negative history of visual color deficien-cy independently determined the color shades under day-light conditions, with no time limits for the whole toothor implant-supported crown (subjective average), utiliz-ing the same Vita Classical Shade guide (Vita Zahnfabrik;Bad Säckingen, Germany). Shades were selected withslightly moistened teeth.

Spectrophotometric and colorimetric assessmentof tooth and crown shades

The same examiners (D1, D2, T3) performed computer-aided shade selections on the teeth and implant-sup-ported PFM crowns accordingly (Fig. 2–3, Tab. 2). Prior

sion 1.20; Amann Girrbach, Pforzheim) analysiert. DieErgebnisse der beiden digitalen Farbnahmesysteme wur-den auf ihre Übereinstimmung geprüft. Zum Vergleichwurden die visuellen Farbbestimmungen von drei Unter-suchern (zwei Zahnärzte und ein Zahntechniker) heran-gezogen (Tab. 1). Insgesamt wurden 40 Probanden unterklinischen Bedingungen untersucht (Abb. 1).

Probanden

Gegenstand der Untersuchung war bei allen 40 Proban-den ein mittlerer oberer Schneidezahn, da dieser Zahn-typ am besten sichtbar ist und unter ästhetischen Ge-sichtspunkten die anspruchsvollste Region darstellt. DieStudie umfasste 29 Frauen und 11 Männer im Alter von17 bis 65 Jahren (Durchschnitt: 28 Jahre). Aufgenom-men wurden nur Probanden, deren rechter mittlerer

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Evaluation / Beurteilung

• Match of visually vs computer-aided tooth and crown shade selection • Übereinstimmung zwischen visueller und computergestützter Farbauswahl für Zähne/Kronen • Accuracy in reproducibility of color gradation across different tooth and crown regions • Reproduzierbarkeit der Farbabstufungen an Messpunkten (inzisal, zentral, zervikal)

20 subjects with single implant-supported PFM crownin region of right maxillary central incisor20 Probanden mit implantatgetragener metallkerami-scher Einzelkrone im Bereich des rechten oberenmittleren Schneidezahns.

40 test persons / 40 Probanden

20 subjects with right maxillary central incisor free ofany restoration20 Probanden mit unrestauriertem rechten mittlerenSchneidezahn im Oberkiefer

Computer-based / Computergestützt

• Spectrophotometer /Spektrofotometer(ShadePilot ®)

• Colorimeter / Kolorimeter(ShadeVision ®)

3 Examiners / 3 Begutachter

• Dentist 1 / Zahnarzt 1 (Z1)• Dentist 2 / Zahnarzt 2 (Z2)• Dental Technician 3/ Zahntechniker 3 (T3)

Each examiner 1 visual shade selection with Vita Classical Shade guide / Pro Begutachter eine visuelle Farbnahme mit Farbring (Vita Classical) Each examiner 2 digital shade selections with Spectrophotometer / Pro Begutachter zwei digitale Farbnahmen mit SpektrofotometerEach examiner 2 digital shade selections with Colorimeter / Pro Begutachter zwei digitale Farbnahmen mit Kolorimeter

Shade Selection Farbauswahl

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Vita shade Examiner 1 (D1) Examiner 2 (D2) Examiner 3 (T3)Vita-Farbe Begutachter 1 (Z1) Begutachter 2 (Z2) Begutachter 3 (T3)

N (%) N (%) N (%)

A1 8 20.0% 8 20.0% 6 15.0%A2 9 22.5% 10 25.0% 15 37.5%A3 8 20.0% 3 7.5% 3 7.5%A3.5 1 2.5% 3 7.5% 5 12.5%A4 1 2.5% 1 2.5% 1 2.5%B1 2 5.0% 3 7.5% 1 2.5%B2 4 10.0% 4 10.0% 1 2.5%B3 0 0.0% 1 2.5% 1 2.5%C1 0 0.0% 1 2.5% 1 2.5%C2 4 10.0% 3 7.5% 3 7.5%C3 2 5.0% 2 5.0% 0 0.0%C4 1 2.5% 0 0.0% 0 0.0%D2 0 0.0% 0 0.0% 1 2.5%D3 0 0.0% 1 2.5% 2 5.0%

Total/Gesamt 40 100.0% 40 100.0% 40 100.0%

Table 1 Frequency distribution of visualshade determination independent of colorgradation (incisal, middle, cervical) and mea-suring object (tooth vs crown).Tab. 1 Häufigkeitsverteilung bei visuellerFarbbestimmung, unabhängig vonMesspunkt (inzisal/zentral/zervikal) und Mes-sobjekt (Zahn/Krone).

Fig 2 Color distribution of the individual methods used forshade determination, independent of measuring object (toothvs crown) and tooth third. Abb. 2 Farbverteilung für die einzelnen Methoden derFarbbestimmung, unabhängig von Messobjekt (Zahn/Krone)und Messpunkt (inzisal/zentral/zervikal).

Fig 3 Graphical representation of frequency distribution ofshade determination with colorimeter for teeth vs PFMcrowns.Abb. 3 Grafische Darstellung der Häufigkeitsverteilung bei Farbbestimmung mit Kolorimeter (Zähne gegenüberMetallkeramikkronen).

determined shade / ermittelte Farbe determined shade / ermittelte Farbe

Examiner D1 / Begutachter Z1

Examiner D2 / Begutachter Z2

Examiner T3 / Begutachter T3

dist

rubu

tion

[%]

/ V

erte

ilung

[%

]

dist

rubu

tion

[%]

/ V

erte

ilung

[%

]

Colorimeter / KolorimeterSpectrometer / Spektrometer

teeth / natüliche Zähne

PFM-crowns / Metallkeramikkronen

to this evaluation, the examiners carried out substantialtraining in order to become familiar with the handling ofthe particular technique. The sterilizable adapter of thespectrophotometer’s and colorimeter’s intraoral camerawas positioned on the alveolar process over the respec-tive tooth or implant crown according to the manufac-turer’s instructions. Once the resulting camera image ofthe object was centered in an orthoradial way in the mea-suring grid depicted on the computer hand-held screen,the corresponding data were recorded two consecutivetimes for each of the 20 teeth and implant-supportedcrowns.

Statistical analysis

Differences between the computer-based readings wereevaluated with the χ test (Chiχ), with p < 0.005 consid-ered to be significant. The coefficient of contingency wasutilized as a measure of the strength of dependencebetween the two consecutive readings for each digitalshade instrument (range: -1 to +1). All statistical analy-ses were run on the Statistics Package Statistica (StatSoft;

Schneidezahn im Oberkiefer vorhanden war oder durcheine implantatgetragene metallkeramische Einzelkroneersetzt wurde. Ausschlusskriterien waren: aktuellerKariesbefall, Anamnese kieferorthopädischer Behand-lungen, Zahnaufhellung durch Bleichen sowie Gingivitis,Parodontitis oder Periimplantitis. Alle visuellen und digi-talen Farbbestimmungen wurden jeweils am rechtenmittleren Schneidezahn im Oberkiefer durchgeführt.Diese waren in 20 Fällen unrestaurierte natürliche Zähne,in den anderen 20 Fällen implantatgetragene Metallke-ramikkronen. Alle Probanden wurden vor der Farbnah-me zum Zähneputzen und Entfernen von Make-up ange-halten.

Visuelle Farbbestimmung an Zähnen und Kronen

Drei erfahrene Untersucher (Zahnarzt 1, Zahnarzt 2,Techniker 3), mit negativer Anamnese im Hinblick aufFarbfehlsichtigkeit, führten die visuellen Farbnahmen anden Zähnen und Implantatkronen durch. Dies geschahohne zeitliche Einschränkungen bei Tageslicht und immerunter Verwendung desselben Farbrings (Vita Classical,Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen). Die Zähne waren beider Farbauswahl leicht befeuchtet.

Spektrofotometrische und kolorimetrischeFarbbestimmung

Analog dazu führten dieselben Begutachter (Z1, Z2, T3)auch die computergestützten Farbbestimmungen an denZähnen und implantatgetragenen Metallkeramikkronendurch (Abb. 2 bis 3, Tab. 2). Alle drei hatten sich hierzuin die Thematik eingearbeitet und waren zum Zeitpunktder Messungen entsprechend gut mit beiden Technikenvertraut. Spektrofotometer und Kolorimeter arbeiten miteiner Intraoralkamera, die mit einem sterilisierbarenAdapter ausgestattet ist. Dieser wurde unter Berück-sichtigung der Herstellerangaben auf den untersuchtenZähnen/Kronen in Position gebracht. Das von der Kame-ra erfasste Objekt wurde orthoradial im Messraster derPalmtop-Anzeige zentriert. Danach wurden die Bildda-ten für alle Zähne/Kronen zweimal in Folge aufgezeich-net.

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Table 2 Frequency distribution of shade determination withcolorimeter for teeth vs PFM crowns.Tab. 2 Häufigkeitsverteilung bei Farbbestimmung mitKolorimeter, Zähne gegenüber Metallkeramikkronen (MKK).

Teeth/Zähne PFM crowns/MKK Total/Gesamt

N % N %

A1 140 38.9 53 14.7 193A2 85 23.6 110 30.6 195A3 35 9.7 52 14.4 87A3.5 14 3.9 19 5.3 33A4 2 0.6 6 1.7 8B1 13 3.6 24 6.7 37B2 17 4.7 8 2.2 25B3 8 2.2 22 6.1 30B4 0 0.0 26 7.2 26C1 24 6.7 8 2.2 32C2 2 0.6 0 0.0 2C3 2 0.6 7 1.9 9C4 5 1.4 2 0.6 7D2 2 0.6 7 1.9 9D3 11 3.1 5 1.4 16D4 0 0.0 11 3.1 11

Total 360 100.0 360 100.0 720χ2test p<0.0001

Tulsa, OK, USA). In the present analysis, only qualitativestatements can be made about the agreement of the uti-lized measuring methods because L*a*b* values are onlydelivered by the spectrophotometer (ShadePilot). In addi-tion, according to the manufacturer’s instruction, theseCIE-Lab values would only be suitable for comparisonwithin the system. Consequently, comparisons with otherL*a*b* sources would not be acceptable.

Results

The visual shade selection on 40 teeth and implant-sup-ported PFM crowns by 3 examiners delivered 40 x 3 =120 assessments. The computer-based readings acrossthe regions (incisal, middle, cervical) were recorded twoconsecutive times for each of the 20 teeth and implant-supported crowns, applying a spectrophotometer and col-orimeter. Consequently, the digitally detected data com-

Statistik

Unterschiede zwischen den digitalen Messungen wur-den mit dem Chi-Quadrat-Test (χ2-Test) ausgewertet.Das Signifikanzniveau lag bei p < 0,005. Der Kontin-genzkoeffizient wurde für die digitalen Farbnahmesy-steme errechnet, um die Stärke der Abhängigkeit zwi-schen den beiden konsekutiven Messungen zu ermitteln(Bereich: –1/+1). Alle statistischen Auswertungen erfolg-ten mit dem Softwarepaket Statistica (StatSoft, Inc.,Tulsa, Oklahoma, USA). Aussagen zur Übereinstimmungzwischen den Messmethoden können nur auf qualitati-ver Basis getroffen werden, da lediglich das Spektrofo-tometer (ShadePilot) L*a*b*-Werte ausgibt. Außerdemwürden sich diese CIE-Lab-Werte nach Angaben desHerstellers nur innerhalb des Systems für Vergleiche eig-nen, nicht aber zum Vergleich mit L*a*b*-Werten ande-rer Herkunft. Somit war eine akzeptable Vergleichs-grundlage ohnehin nicht vorhanden.

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Fig 4 Graphical representation of frequency distribution ofshade determination with colorimeter for incisal, middle, andcervical tooth and PFM crown third, in-dependent of mea-sured object (tooth vs crown).Abb. 4 Grafische Darstellung der Häufigkeitsverteilung beiFarbbestimmung mit Kolorimeter je nach Messpunkten(inzisal/zentral/zervikal), aber unabhängig von Messobjekten(Zahn/Krone).

determined shade / ermittelte Farbe

dist

rubu

tion

[%]

/ V

erte

ilung

[%

]

incisal / inzisal

middle / zentral

cervical / zervikal

Table 3 Frequency distribution of shade determination withcolorimeter for in-cisal, middle, and cervical tooth and PFMcrown third, independent of measured object (tooth vscrown).Tab. 3 Häufigkeitsverteilung bei Farbbestimmung mitKolorimeter je nach Messpunkten (inzisal/zentral/zervikal),aber unabhängig von Messobjekten (Zahn/Krone).

Incisal/Inzisal Middle/Zentral Cervical/Zervikal

N % N % N %

A1 100 41.7 57 23.8 36 15.0A2 67 27.9 50 20.8 78 32.5A3 15 6.3 26 10.8 46 19.2A3.5 5 2.1 12 5.0 16 6.7A4 0 0.0 2 0.8 6 2.5B1 11 4.6 20 8.3 6 2.5B2 5 2.1 11 4.6 9 3.8B3 4 1.7 8 3.3 18 7.5B4 23 9.6 2 0.8 1 0.4C1 2 0.8 30 12.5 0 0.0C2 0 0.0 2 0.8 0 0.0C3 0 0.0 1 0.4 8 3.C4 6 2.5 0 0.0 1 0.4D2 0 0.0 5 2.1 4 1.7D3 2 0.8 4 1.7 10 4.2D4 0 0.0 10 4.2 1 0.4

Total 240 100.0 240 100.0 240 100.0χ2test p<0.0001

prised 40 x 3 x 2 x 2 x 3 = 1.440 individual evaluations(total of shade values = 1.560). The same shade wasobtained by all three human examiners in 22.5% (9 of 40cases), by all colorimetric readings in 35% (14 of 40 cases)(Tab. 4–6, Fig. 3), and by all spectrophotometric readingsin 55% (22 of 40 cases) (Tab. 7–11, Fig. 5). There wasconsiderable agreement between the first and secondreading of the investigated spectrophotometric and col-orimetric shade instruments (Tab. 12). The spectropho-tometer demonstrated color matches of the first and sec-ond reading in 81.7% of the in vivo measurements(coefficient of contingency = 0.98; χ test p = 0.99), whilethe colorimeter exhibited matches in 70% (coefficient ofcontingency = 0.96; χ test p = 0.96) of the cases (Tab. 4and 9). Hence, the spectrophotometer exhibited the high-est agreement between the two consecutive readings.Neither the differences between the portions of completematches among the digital devices (p = 0.12) nor the dif-ferences between the visual shade assessment and col-orimetric determination (p = 0.32) were statistically sig-nificant. However, considerable discrepancies werefound between the portions of complete matches of thevisual color assessments and the spectrophotometricreadings (p = 0.0055). While no significant influence of

Resultate

Drei Untersucher führten an jeweils 40 Zähnen undimplantatgetragenen Metallkeramikkronen insgesamt120 Farbbestimmungen durch. Die computergestütztenMessungen wurden pro Zahn und Krone an drei Mess-punkten (inzisal, zentral und zervikal) zweimal in Folgedurchgeführt. Alle Messpunkte wurden sowohl mit demSpektrofotometer als auch mit dem Kolorimeter analysiert.Folglich wurden insgesamt 1440 (40 x 3 x 2 x 2 x 3) Ein-zelmessungen durchgeführt, die insgesamt 1560 Farb-werte erbrachten. Die drei visuellen Begutachter kamenin 9/40 Fällen (22,5 %) auf übereinstimmende Farben.Alle kolorimetrischen Messungen lieferten in 14/40 Fäl-len (35 %) (Tab. 4 bis 6, Abb. 3) und alle spektrofoto-metrischen Messungen in 22/40 Fällen (55 %) über-einstimmende Farben (Tab. 7 bis 11, Abb. 5). Zwischenden ersten und zweiten Messungen herrschte beim spek-trofotometrischen wie auch beim kolorimetrischenSystem große Übereinstimmung (Tab. 12). Das Spektro-fotometer erzielte bei 81,7 % aller In-vivo-MessungenFarbgleichheit zwischen der ersten und zweiten Messung(Kontingenzkoeffizient = 0,98; χ-Test: p = 0,99); beimKolorimeter waren es 70 % (Kontingenzkoeffizient =

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APPLICATION

International Journal of Computerized Dentistry 2009; 12: 000–000

Colorimeter: Agreement of 1st and 2nd assessment independent of measuring object/

Kolorimeter: Übereinstimmung zwischen 1. und 2. Messung, unabhängig von Messobjekten (Zähne/Kronen)

Measuring 1/ Total/Messung 1 A1 A2 A3 A3.5 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D2 D3 D4 Gesamt

A1 81 8 0 0 0 4 3 0 0 1 0 0 1 0 0 0 98A2 4 70 12 0 0 0 1 2 0 1 0 0 0 0 5 0 95A3 0 9 26 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 1 1 42

A3.5 0 0 1 12 2 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 17A4 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3B1 5 0 0 0 0 13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 18B2 2 11 0 0 0 1 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 18B3 0 1 3 1 0 0 0 8 1 0 0 0 0 0 0 1 15B4 0 0 0 1 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0 0 0 13C1 2 0 0 0 0 1 0 0 0 12 0 0 0 2 0 0 17C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1C3 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 4C4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 3D2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 3 0 0 4D3 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 6D4 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3 6

Total 95 100 45 16 5 19 7 15 13 15 1 5 4 5 10 5 360

Table 4 Correlation between firstand second shade assessment withcolorimeter independent of measur-ing object. Results indicated thatthe agreement between the firstand second measurement was 70 %(252 of 360 highlighted in blue;coefficient of contingency = 0.96;χ2 test p = 0.96).Tab. 4 Korrelation zwischen ersterund zweiter Farbbestimmung mitKolorimeter, unabhängig von Mess-objekten. Die Ergebnisse zeigen70 % Übereinstimmung zwischenden ersten und zweiten Messungen(252 von 360, blau hervorgehoben;Kontingenzkoeffizient = 0,96; χ2-Test: p = 0,96).

the measuring point (incisal, middle, cervical) on thereproducibility of color results could be ascertained(Tab. 3/ Fig 4, and Tab 8, Fig 6), both the colorimeter andspectrophotometer displayed a statistically significant dif-ference for the frequency distribution of color categories

0,96; χ-Test: p = 0,96) (Tab. 4, 9). Die Übereinstimmungzwischen den konsekutiven Messungen war somit beimSpektrofotometer am größten. Ein signifikanter Unter-schied beim Anteil der Gesamtübereinstimmungenergab sich weder zwischen den beiden digitalen Syste-

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APPLICATION

International Journal of Computerized Dentistry 2009; 12: 000–000

Colorimeter: Agreement of 1st and 2nd assessment for teeth (region 11)/

Kolorimeter: Übereinstimmung zwischen 1. und 2. Messung, basierend auf natürlichen Zähnen (Regio 11)

Measuring 1/ Total/Messung 1 A1 A2 A3 A3.5 A4 B1 B2 B3 C1 C2 C3 C4 D2 D3 Gesamt

A1 58 5 0 0 0 4 2 0 0 0 0 1 0 0 70A2 4 26 6 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 2 40A3 0 7 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 17

A3.5 0 0 1 5 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 8A4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1B1 3 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 6B2 2 7 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 12B3 0 0 2 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 4C1 2 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 1 0 13C2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1C4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2D2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1D3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 4

Total 70 45 18 6 1 7 5 4 11 1 1 3 1 7 180

Table 5 Correlation between firstand second shade assessment withcolorimeter for teeth in region 11.Results indicated that the agree-ment between the first and secondmeasurement was 66.1 % (119 of180 highlighted in blue; coefficientof contingency = 0.89; χ2 test p =0.98).Tab. 5 Korrelation zwischen ersterund zweiter Farbbestimmung mitKolorimeter für natürliche Zähne inRegio 11. Die Ergebnisse zeigen66,1% Übereinstimmung zwischenden ersten und zweiten Messungen(119 von 180, blau hervorgehoben;Kontingenzkoeffizient = 0,89; χ2-Test: p = 0,98).

Colorimeter: Agreement of 1st and 2nd assessment for PFM crowns (region 11)/

Kolorimeter: Übereinstimmung zwischen 1. und 2. Messung, basierend auf Metallkeramikkronen (Regio 11)

Measuring 1/ Total/Messung 1 A1 A2 A3 A3.5 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D2 D3 D4 Gesamt

A1 23 3 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 28A2 0 44 6 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 3 0 55A3 0 2 17 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 1 25

A3.5 0 0 0 7 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 9A4 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2B1 2 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12B2 0 4 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6B3 0 1 1 0 0 0 0 7 1 0 0 0 0 0 0 1 11B4 0 0 0 1 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0 0 0 13C1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 4C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0C3 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1D2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 3D3 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2D4 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3 6

Total 25 55 27 10 4 12 2 11 13 4 0 4 1 4 3 5 180

Table 6 Correlation between firstand second shade assessment withcolorimeter for implant-supportedPFM crowns in region 11. Resultsindicated that the agreementbetween the first and second mea-surement was 66.1 % (133 of 180highlighted in blue; coefficient ofcontingency = 0.91; χ2 test p = 1). Tab. 6 Korrelation zwischen ersterund zweiter Farbbestimmung mitKolorimeter für implantatgetrageneMetallkeramikkronen in Regio 11.Die Ergebnisse zeigen 66,1 %Übereinstimmung zwischen denersten und zweiten Messungen(133 von 180, blau hervorgehoben;Kontingenzkoeffizient = 0,91; χ2-Test: p = 1).

men (p = 0,12) noch zwischen der visuellen und kolori-metrischen Methode (p = 0,32). Hochsignifikant wardagegen der entsprechende Unterschied zwischen dervisuellen und spektrofotometrischen Methode (p =0,0055). Die verschiedenen Messpunkte (inzisal, zentral,zervikal) zeigten keinen signifikanten Einfluss auf dieReproduzierbarkeit der Farbdaten (Tab. 3/Abb. 4 undTab. 8/Abb. 6). Dagegen waren die diversen Farbkate-gorien sowohl beim Kolorimeter als auch beim Spektro-fotometer je nach Zahntyp (natürliche Zähne gegenüberMetallkeramikkronen) signifikant unterschiedlich verteilt(χ-Test: p < 0,0001 in beiden Fällen). Das Kolorimeterlieferte deutlich hellere Farben als das Spektrofotometer.Unabhängig von der verwendeten Methode wurden amhäufigsten Zahnfarben identifiziert, die gemessen amFarbring (Vita Classical) in die Gruppe A fielen (Abb. 2).Trotz guter Reproduzierbarkeit war die Übereinstim-mungsquote beider digitaler Systeme mit den visuellenBeurteilungen geringer als die Quote zwischen denBegutachtern untereinander (Abb. 7).

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International Journal of Computerized Dentistry 2009; 12: 000–000

Fig 5 Graphical representation of frequency distribution ofshade determination with spectrophotometer for teeth vsPFM crowns.Abb. 5 Grafische Darstellung der Häufigkeitsverteilung beiFarbbestimmung mit Spektrofotometer (Zähne gegenüberMetallkeramikkronen).

determined shade / ermittelte Farbe

dist

rubu

tion

[%]

/ V

erte

ilung

[%

]

teeth / natüliche Zähne

PFM-crowns / Metallkeramikkronen

Fig 6 Graphical representation of frequency distribution ofshade determination with spectrophotometer for incisal, mid-dle, and cervical tooth and PFM crown third. Independent ofmeasuring object (tooth vs crown).Abb. 6 Grafische Darstellung der Häufigkeitsverteilung beiFarbbestimmung mit Spektrofotometer je nach Messpunkten(inzisal/zentral/zervikal), aber unabhängig von Messobjekten(Zahn/Krone).

determined shade / ermittelte Farbe

dist

rubu

tion

[%]

/ V

erte

ilung

[%

]

Table 7 Frequency distribution of shade determination with spectrophotometermeter for teeth vs PFM crowns.Tab. 7 Häufigkeitsverteilung bei Farbbestimmung mit Spektrofotometer (Zähne gegenüber Metallkeramikkronen).

Teeth/ PFM crowns/ Total/Zähne Metallkeramikkronen Gesamt

N % N %

A1 60 16.7 28 7.8 88A2 124 34.4 53 14.7 177A3 44 12.2 75 20.8 119A3.5 18 5.0 21 5.8 39A4 6 1.7 30 8.3 36B1 9 2.5 11 3.1 20B2 19 5.3 23 6.4 42B3 1 0.3 29 8.1 30B4 1 0.3 13 3.6 14C1 18 5.0 14 3.9 32C2 11 3.1 15 4.2 26C3 10 2.8 17 4.7 27C4 1 0.3 0 0.0 1D2 14 3.9 0 0.0 14D3 24 6.7 15 4.2 39D4 0 0.0 16 4.4 16

Total 360 100.0 360 100.0 720χ2test p< 0.0001

incisal / inzisal

middle / zentral

cervical / zervikal

for teeth vs PFM crowns (both chi-square test p < 0.0001).The measuring results of the colorimeter showed distinctlylighter shades than those of the spectrophotometer. Themost frequently identified tooth and crown shade waswithin the shade group A (Vita Classical), regardless ofthe method utilized (Fig 2). In spite of the good repro-ducibility of color determination, the agreement rate ofeach digital device with the examiner group was shownto be lower than the examiners among each other (Fig 7).

Discussion

Owing to the technological advances in dentistry, attemptsto eliminate the subjectivity of shade selection by utilizingcomputer-based instruments have infinite possibilities. It isproven that digital devices are, in principle, capable of deter-mining tooth shades equal or even superior to human visionwhen measured in the laboratory.11,33-35 Attempts have

Diskussion

Den kontinuierlichen Fortschritten in der Dentaltechnikist es zu verdanken, dass heute unendlich viele Mög-lichkeiten zur Verfügung stehen, um mit computerge-stützten Systemen die Subjektivität bei der Farbnahmezu beseitigen. Es ist erwiesen, dass sich Farben mit digi-talen Systemen unter Laborbedingungen mindestensebenso gut bestimmen lassen wie mit dem menschlichenAuge.11, 33–35 Um die Präzision der visuellen Farbabmus-terung zu verbessern, wurden komplexe Farbsystemeeingeführt, die den Behandler zu einer sicheren Auswahlhinsichtlich Charakteristik, Helligkeit und Intensität von

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APPLICATION

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Table 8 Frequency distribution of shade determination withspectrophotometer for incisal, middle, and cervical toothand PFM crown third, independent of measured object(tooth vs crown).Tab. 8 Häufigkeitsverteilung bei Farbbestimmung mit Spek-trofotometer je nach Messpunkten (inzisal/zentral/zervikal),aber unabhängig von Messobjekten (Zahn/Krone).

Incisal/Inzisal Middle/Zentral Cervical/Zervikal

N % N % N %

A1 49 20.4 27 11.3 12 5.0A2 69 28.8 53 22.1 55 22.9A3 39 16.3 34 14.2 46 19.2A3.5 6 2.5 14 5.8 19 7.9A4 12 5.0 9 3.8 15 6.3B1 5 2.1 15 6.3 0 0.0B2 17 7.1 7 2.9 18 7.5B3 11 4.6 4 1.7 15 6.3B4 12 5.0 0 0.0 2 0.8C1 8 3.3 18 7.5 6 2.5C2 0 0.0 8 3.3 18 7.5C3 0 0.0 9 3.8 18 7.5C4 0 0.0 0 0.0 1 0.4D2 2 0.8 11 4.6 1 0.4D3 1 0.4 24 10.0 14 5.8D4 9 3.8 7 2.9 0 0.0

Total 240 100.0 240 100.0 240 100.0χ2test p< 0.0001

Fig 7 Agreement rate for all method combinations (B1 = den-tist 1; B2 = dentist 2; B3 = dental technican 3).Abb. 7 Übereinstimmungsquoten für alle Methodenkombina-tionen (B1 = Zahnarzt 1; B2 = Zahnarzt 2; B3 = Zahntechniker 3).

? / Anteil übereinstimmender Farbwerte

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Spectrophotometer:Agreement of 1st and 2nd assessment independent of measuring object/

Spektrofotometer:Übereinstimmung zwischen 1. und 2. Messung, unabhängig von Messobjekten (Zähne/Kronen)

Measuring 1/ Total/Messung 1 A1 A2 A3 A3.5 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D2 D3 D4 Gesamt

A1 37 5 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 44A2 6 74 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 85A3 0 2 51 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 57

A3.5 0 0 0 16 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 19A4 0 0 0 0 17 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 18B1 1 0 0 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9B2 0 2 0 0 0 1 19 0 0 0 0 0 0 1 0 0 23B3 0 0 2 2 0 0 0 12 1 0 0 0 0 0 0 0 17B4 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 6C1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 13 0 0 0 0 1 0 15C2 0 3 5 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 13C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 11 1 0 0 0 14C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0D2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 5 1 0 7D3 0 5 1 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 1 13 0 24D4 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 9

Total 44 92 62 20 18 11 19 13 8 17 13 13 1 7 15 7 360

Table 9 Correlation between first and second shade assessment with spec-trophotometer independent of measur-ing object. Results indicated that theagreement between the first and secondmeasurement was 81.7 % (294 of 360highlighted in blue; coefficient of contin-gency = 0.98; χ2 test p = 0.99).Tab. 9 Korrelation zwischen ersterund zweiter Farbbestimmung mitSpektrofotometer, unabhängig vonMessobjekten. Die Ergebnissezeigen 81,7 % Übereinstimmungzwischen den ersten und zweitenMessungen (294 von 360, blau her-vorgehoben; Kontingenzkoeffizient= 0,98; χ2-Test: p = 0,99).

Spectrophotometer: Agreement of 1st and 2nd assessment for teeth (region 11)/

Spektrofotometer: Übereinstimmung zwischen 1. und 2. Messung, basierend auf natürlichen Zähnen (Regio 11)

Measuring 1/ Total/Messung 1 A1 A2 A3 A3.5 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D2 D3 D4 Gesamt

A1 24 4 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 29A2 6 49 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 60A3 0 2 17 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 21

A3.5 0 0 0 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9A4 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3B1 1 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4B2 0 1 0 0 0 1 8 0 0 0 0 0 0 1 0 0 11B3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1B4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0C1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 1 0 8C2 0 2 3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 6C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 3 1 0 0 0 6C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0D2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 5 1 0 7D3 0 5 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 7 0 15D4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Total 31 64 23 9 3 5 8 0 1 10 5 4 1 7 9 0 180

Table 10 Correlation between first andsecond shade assessment with spec-tropho-tometer for teeth in region 11.Results indicated that the agreementbetween the first and second measure-ment was 73.9 % (133 of 180 highlight-ed in blue; coefficient of contingency =0.97; χ2 test p = 0.99).Tab. 10 Korrelation zwischen ersterund zweiter Farbbestimmung mitSpektrofotometer für natürlicheZähne in Regio 11. Die Ergebnissezeigen 73,9 % Übereinstimmungzwischen den ersten und zweitenMessungen (133 von 180, blau her-vorgehoben; Kontingenzkoeffizient= 0,97; χ2-Test: p = 0,99).

Farbe führen sollen. So zeigte sich zum Beispiel, dass dasVita 3-D-Master-System (Vita Zahnfabrik) eine höhereGenauigkeit in der Bestimmung und Reproduktion vonZahnfarbe aufweist.37 Während das Vita Classic-Systemeine große Akzeptanz bei den Anwendern hinsichtlichder Farbauswahl gefunden hat, ist das Vita 3-D-Master-System noch immer wenig verbreitet. In der vorliegen-den Studie wurde daher versucht, die konventionelleMethode der visuellen Farbnahme durch das Vita Clas-sic-System, mit den computergestützten Methoden invivo zu vergleichen. Die klinischen Resultate zeigenerhebliche Schwankungen zwischen den Farbbestim-mungen durch einzelne Begutachter und den digitalenMessungen. Allerdings erbrachte das Spektrofotometerdie höchsten Übereinstimmungsquoten zwischen denkonsekutiven Messungen. Somit waren die Ergebnissemit dieser Methode deutlich besser reproduzierbar. DasDesign der vorliegenden Studie berücksichtigt die Repro-duzierbarkeit von Farbwerten, die mit dem Spektrofoto-meter und Kolorimeter ermittelt wurden. Eine Aussagezur generellen Farbgenauigkeit des einzelnen digitalenSystems kann daraus jedoch nicht abgeleitet werden.Daher kann trotz hoher Reproduzierbarkeit der digitalenWerte auch ein „falscher“ Farbwert reproduziert wer-

been made to enhance the accuracy of visual color selec-tion by introducing a comprehensive shade guide and lead-ing the examiner to a better understanding of primary shadecharacteristics, value and chroma. The shade matching abil-ity of the Vita 3D-Master Tooth Guide (Vita Zahnfabrik),

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Spectrophotometer: Agreement of 1st and 2nd assessment for PFM crowns (region 11)/

Spektrofotometer: Übereinstimmung zwischen 1. und 2. Messung, basierend auf Metallkeramikkronen (Regio 11)

Measuring 1/ Total/Messung 1 A1 A2 A3 A3.5 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D2 D3 D4 Gesamt

A1 13 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15A2 0 25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 25A3 0 0 34 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 36

A3.5 0 0 0 8 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 10A4 0 0 0 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15B1 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5B2 0 1 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12B3 0 0 2 2 0 0 0 12 0 0 0 0 0 0 0 0 16B4 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 6C1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 7C2 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 7C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0 8C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0D2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0D3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 6 0 9D4 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 9

Total 13 28 39 11 15 6 11 13 7 7 8 9 0 0 6 7 180

Table 11 Correlation between firstand second shade assessment withspectrophotometer for implant-sup-ported PFM crowns in region 11.Results indicated that the agree-ment between the first and secondmeasurement was 89.4 % (161 of180 highlighted in blue; coefficientof contingency = 0.99; χ2 test p = 1).Tab. 11 Korrelation zwischen ersterund zweiter Farbbestimmung mitSpektrofotometer für implantatge-tragene Metallkeramikkronen inRegio 11. Die Ergebnisse zeigen89,4 % Übereinstimmung zwischenden ersten und zweiten Messungen(161 von 180, blau hervorgehoben;Kontingenzkoeffizient = 0,99;χ2-Test: p = 1).

Table 12 General agreement between 1st and 2nd readingsof digital shade selection devices according to parameter ofinterest.Tab. 12 Allgemeine Übereinstimmung zwischen den erstenund zweiten Messungen mit den digitalen Farbnahmesyste-men je nach Parameter.

Agreement (%) / N Colorimeter/ Spectrophotometer/Übereinstimmung Kolorimeter Spektrofotometer

Total 360 70.0% 81.7%Teeth 180 66.1% 73.9%PFM crowns 180 73.9% 89.4%

Incisal 120 78.3% 86.7%Middle 120 66.7% 80.0%Cervical 120 65.0% 78.3%

Examiner 1 (D1) 120 70.0% 77.5%Examiner 2 (D2) 120 72.5% 89.2%Examiner 3 (T3) 120 67.5% 78.3%

for example, was found to be more reliable than that ofthe Vita Classical Shade Guide.37 Nevertheless, the VitaClassical Guide received a widespread acceptance in colordetermination, while the Vita 3-D Master is yet less fre-quently used. Therefore, in the present study an attemptwas made to compare and evaluate the conventional visu-al assessment with the Vita Classical guide and comput-er-based analysis in shade matching in vivo. The clinical results indicate that there is significant varia-tion in the shade selection by the individual examiners andthe digital readings. However, the spectrophotometerused in the present study showed the highest rates ofagreement between two consecutive readings and there-fore displayed a distinctly superior rate of reproducibility.The current study was designed to test the reliability andreproducibility of a spectrophotometer and colorimeter,not the accuracy of each system in general. Therefore, noconclusions can be drawn from the quality of the valueswith respect to the “right shade”. The level of erroneousmeasurements found in the present study (spectropho-tometer 18%; colorimeter 30%) indicate that even com-puterized data collection is subject to errors. Possible rea-sons for these errors could be misalignment of the opticaldevice, poor quality and angle of incident light, externallight sources as source of irritation, as well as gloss andfluorescence of the tooth or crown. While the digital in-struments are designed to measure flat surfaces, teeth areoften not flat and may have surface anomalies. The sur-face area and texture of a tooth or PFM crown could cre-ate variations in computer-aided shade selection. Directillumination from a light reflected from a glossy surfacecan reduce contrast and therefore cause errors in colormatching.36 Glare may have played a role in the record-ed difference of color determination on teeth and PFMcrowns in the pre-sent evaluation. Consequently, digitalshade determination should always be accompanied byvisual control, in order to obtain the adequate informa-tion required for predictable shade matching. While con-ventional shade selection procedures have enabled adegree of shade transfer, contemporary digital shadeanalysis devices allow for a more standardized, repeatableshade determination and increased accuracy. A limitingfactor of digital shade capture is the inability to use thistechnique on posterior teeth and its restriction to the“esthetic zone”.

den. Der Anteil an Falschmessungen betrug mit demSpektrofotometer 18% und mit dem Kolorimeter 30%.Dies zeigt, dass auch die computergestützte Datenerfas-sung nicht frei von Fehlern ist. Mögliche Gründe hierfürkönnen eine falsche Ausrichtung des optischen Gerätesoder eine schlechte Qualität des einfallenden Lichtes, einungünstiger Einfallswinkel oder Interferenzen durchexterne Lichtquellen sein. Auch Glanz und Fluoreszenzder Zähne und Kronen könnten eine Rolle spielen. Digi-tale Farbnahmesysteme sind zur Messung von flachenOberflächen konzipiert. Zahnoberflächen müssen jedochnicht immer flach sein und können Anomalien aufwei-sen. Größe und Textur könnten ebenfalls schwankendeErgebnisse bei computergestützten Messungen bewir-ken. Fehler können auch durch Kontrastschwächen ent-stehen, wenn Licht von einer glänzenden Oberflächereflektiert wird und direkt auf das Messobjekt ein-strahlt.36 Bei den ermittelten Farbunterschieden zwi-schen Zähnen und Metallkeramikkronen könnten Blen-deffekte wirksam gewesen sein. Folglich sollte die digitaleFarbbestimmung stets mit einer visuellen Farbkontrolleeinhergehen, damit alle notwendigen Informationen fürein zuverlässiges Ergebnis vorliegen. Mit der konventio-nellen Methode der visuellen Farbnahme lassen sichZahnfarben bis zu einem gewissen Grad reproduzieren.Trotzdem ermöglichen die heutigen Methoden der digi-talen Farbanalyse besser reproduzierbare und genauereFarbmessungen. Einschränkend ist hinzuzufügen, dassdigitale Farbmessgeräte aufgrund ihrer Größe nur in der„ästhetischen Zone“, nicht aber im Seitenzahnbereichanwendbar sind.

Schlussfolgerung

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass diespektrofotometrische Farbbestimmung von Zähnen undKronen besser reproduzierbare Ergebnisse liefert als diekonventionelle Methode der visuellen Farbnahme. Siekann damit als zuverlässige Ergänzung zur Farbabglei-chung herangezogen werden. Für die Herstellung vonZahnersatz ist diese präzise Erfassung, Übermittlung undInterpretation von Farben ein Gewinn. Besonders nütz-lich ist die digitale Farbbestimmung für Zahnärzte, dieselbst Schwierigkeiten mit der visuellen Farbnahmehaben.

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Conclusion

The results of the present study suggest that spectropho-tometric shade determination is more reproducible com-pared to conventional visual shade assessment. It canserve as a reliable addition in color matching and enhancesthe level of shade analysis, communication, interpreta-tion, and fabrication of dental restorations. Digital colormatching is particularly useful for practitioners who havedifficulty with shade determination.

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Address/Adresse: Dr. med. dent. Peter Gehrke, Bismarckstr. 27, 67059 Ludwigshafen, GermanyTel: +49-621-68-12-44-44, E-Mail: dr-gehrke@prof-dhom.de

Peter U. Gehrke1991: Completion of graduate studies at the Universityof Berlin, School of Dental Medicine, in Germany 1992: Degree as Dr. med. Dent, license to practice den-tistry After 1992: Postgraduate specialities in Prosthodonticsand Implant Dentistry in Germany, Award of the Scher-ing Pharmaceutical Industries Scholarship. Graduation from New York University College of Den-tistry with international postdoctoral training in the Divi-sion of Restorative and Prosthodontic Sciences Depart-ment of Implant Dentistry. International marketing manager and senior manager inmedical marketing in the implant industry Associate of a private practice limited to implant dentistryand oral surgeryPart-time member of the faculty at the Steinbeis Univer-sity, Berlin, Germany in the program “Master of Sciencein Oral Implantology”.Practices in Germany and the USA.

Peter U. Gehrke1991: Abschluss des Studiums der Zahnmedizin an derKlinik für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde, Freie Uni-versität, Berlin1992: Promotion zum Dr. med. dent., Approbation alsZahnarztAb 1992: postgraduelle Ausbildung in Prothetik undzahnärztlicher Implantologie, Stipendium der ScheringAG, Pharmaceutical IndustriesPostdoktorale Ausbildung an der Abteilung für zahnärzt-liche Implantologie, Bereich restaurative Zahnmedizinund Prothetik, University College of Dentistry, New YorkTätigkeit als internationaler Marketing Manager undSenior Manager Medical Marketing in der Implantatin-dustrie Praktiziert in Deutschland und den USANebenberufliche Lehrkraft im Studiengang Master of Sci-ence in Oral Implantology, Steinbeis-Hochschule, Berlin.