콘빔CT와 레이저 스캔의 치열영상 중첩시

artifact 부위 제거에 따른 적합도 연구

Biao Yan

전남대학교대학원 치의학과

(지도교수 : 황현식)

(국문초록)

정밀한 치아가 포함된 악안면 3차원 영상 제작을 위해서는 콘빔CT 악안면 영상에서의 치열을 레이저 스캔 치열영상으로 대체하는 것이 필요하며, 보다 정확한 합성 영상 제작을 위해서는 두 영상의 정확한 중첩이 필요하다. 본 연구는 콘빔CT 영상에서 나타난 artifact의 발현 양상을 살펴보는 한편 이의 부위별 제거가 중첩 적합도에 미치는 영향을 평가함으로써 두 영상의 보다 정확한 중첩방법을 찾기 위해 시행되었다.

성인 30명을 대상으로 채득된 악안면 콘빔CT 영상과 상악 석고모형 레이저 스캔 치열영상을 대상으로 하여 3차원 역설계 소프트웨어 프로그램 (RapidformTM 2006, Inus, Seoul, Korea)에서 콘빔CT 영상에 나타난 artifact를 살펴본 후, artifact가 많이 나타난 치아를 편측 또는 양측으로 제거하면서 중첩영역에 따라 여러 가지 경우의 중첩오차 차이를 비교하였다. Artifact가 나타난 치아를 제거할 때 전체적으로 모든 치아를 제거하는 경우와 최후방 치아인 제2대구치를 남기고 중첩하는 경우로 나누어 살펴보았으며, 중첩오차 차이의 요인을 알아보기 위해 전체 치아를 모두 중첩영역으로 설정한 경우를 기준으로 artifact 부위를 일부 제외하여 중첩하는 각각의 경우의 상대적인 변위를 3차원 거리 및 x, y, z 방향 각각으로 분해하여 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 콘빔CT 영상에서 artifact는 주로 구치부, 특히 제1, 제2소구치와 제1대구치  부위에서 현저하게 나타났다.

2. 콘빔CT에서의 치열부위와 레이저 스캔 치열영상의 중첩시 artifact가 많이 나타난 구치부의 편측 또는 양측을 중첩영역에서 제외하고 중첩한 경우 그 오차는 모든 치아를 중첩영역으로 이용한 경우에 비해 증가하는 것으로 나타났다.

3. 구치부의 편측 또는 양측을 중첩영역에서 제거할 때 최후방 구치를 중첩영역으로 포함하고 중첩을 시행한 경우 그 오차는 모든 치아를 중첩영역으로 이용한 경우에 비해 감소하는 것으로 나타났다.

이상의 결과는 콘빔CT 악안면 영상에서의 치열과 레이저 스캔 치열영상의 중첩시 artifact가 있다고 하여 구치부 모두를 중첩영역에서 제거하는 것은 오히려 중첩 적합도 감소를 야기하는 반면 artifact가 나타난 구치부 제거시 최후방 구치 일부를 중첩영역에 포함하면서 중첩을 시행한 경우 그 적합도가 증가함을 보여주었다.

Registration Accuracy According to the Removal of

Artifact Area in the Integration of Laser-scanned Dental Images into Maxillofacial Cone-beam CT Images

Biao Yan

Department of Dental Science

Graduate School, Chonnam National University

(Directed by Professor Hyeon-Shik Hwang)

(Abstract)

The superimposition of dental area of the CBCT image and the laser scan dental image is necessary to integrate 3D CranioFacioDental model, which is composed of skeletal elements, dentition, and soft tissue of the cranioface. This study was aimed to evaluate the aspect of artifact in CBCT image and to evaluate accuracy according to different artifact area.

Thirty adults were scanned by CBCT, and laser scanner system (Orapix, Seoul, Korea) was used to scan their dental casts, respectively. These 3D images were constructed by 3-dimensional reverse engineering software program (RapidformTM2006, Inus, Seoul, Korea). The superimposition area was registered excluding all artifact area and all artifact area leaving the second molar as superimposition area respectively, using regional registration function in the program. The superimposition was performed, and shell/shell deviation value which indicates superimposition accuracy of the two images was evaluated. The relative distance and displacement of the superimposed image was evaluated. The following results were obtained.

1.	In CBCT images, most artifacts were presented in the posterior area.
2.	In the superimposition of dentition of CBCT images and laser scan images, the superimposition error was increased when the artifact area was excluded, compared with the case that entire dentition was included as superimposition area.
3.	In the superimposition of dentition of CBCT images and laser scan images, the superimposition error was increased when all the artifact area were excluded as superimposition area compared with the case that the second molar was included as superimposition area

The results of the present study suggest that registration accuracy can be increased by excluding posterior teeth, the highly affected area by artifact, but including the most posterior tooth on both side in the integration of laser-scanned dental images into the maxillofacial CBCT images.