콘빔CT 악안면영상과 레이저 스캔 치열영상의 합성시 정확도에 관한 연구

김	고	운

전남대학교 대학원 치의학과

(지도교수 : 황현식)

(초록)

콘빔CT 도입으로 3차원 악안면 영상이 교정 진단에 큰 도움이 되고 있는 반면, 치아 및 치열은 정확도가 떨어져 CT 영상에서의 치열 부분을 석고모형 레이저 스캔 영상으로 대체하여 악안면-치열 합성영상을 제작하는 것이 필요하다.

본 연구는 콘빔CT 악안면영상과 치열부분을 레이저 스캔 치열영상으로 대체한 악안면-치열 합성영상의 계측치 비교를 통하여 그 정확성을 확인함으로써 이를 임상에 적용할 수 있는지 판단하고자 시행되었다.

성인 40명을 대상으로 두경부 콘빔CT를 촬영하는 한편, 상하악 석고모형을 레이저 스캐너(Orapix, Seoul, Korea)로 각각 스캔 한 후 3차원 역설계 소프트웨어 프로그램(RapidFormTM2006, Inus, Seoul, Korea)으로 치열영상을 제작하였다. 컴퓨터 프로그램의 중첩기능을 이용하여 콘빔CT 영상에 레이저 스캔 치열영상을 중첩하였는데, 중첩기준 영역에 따라 협면, 설면, 그리고 협설면 모두의 3가지 방법으로 중첩을 시행하였다. 중첩 후 각각 레이저 스캔 치열영상으로 대체한 후, 골격에서 치아부위까지의 거리 계측항목과 x, y, z 평면에서 치열이 기울어지는 정도를 나타내는 각도 계측항목으로 나누어 각각 이들의 계측치를 원래의 콘빔CT 영상에서의 계측치와 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 기준영역에 관계없이 악안면-치열 합성영상 계측치를 콘빔CT 영상에서의 계측치와 비교한 결과, 거리 계측항목에서는 0.01-0.54mm, 각도 계측항목에서는 0.01-0.25˚ 범위로 비교적 작은 차이를 보였다.

2. 중첩기준 영역별로 나누어 비교한 결과, 협면을 기준으로 중첩한 합성영상은 모든 계측항목에서 콘빔CT 계측치와 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

3. 중첩기준 영역별로 나누어 비교한 결과, 설면을 기준으로 중첩한 합성영상은  전치의 수직 위치와 전치 및 구치의 전후방 위치를 나타내는 거리 계측항목 제외한 모든 항목에서 콘빔CT 계측치와 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

4. 협설면 모두를 기준으로 중첩한 합성영상은 전치와 견치의 위치를 나타내는 거리 계측항목을 제외한 모든 항목에서 콘빔CT 계측치와 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

5. 기준 영역에 관계없이 악안면-치열 합성영상은 모든 계측항목에서 콘빔CT 영상과 높은 상관도를 보였다.

이상의 연구 결과, 악안면-치열 합성영상과 콘빔CT 영상의 계측치 차이가 크지 않고, 특히 협면을 기준으로 중첩한 경우는 모든 계측항목에서 유의한 차이를 보이지 않아, 컴퓨터 프로그램 상의 중첩기능을 이용한 콘빔CT 악안면영상과 레이저 스캔 치열영상의 합성을 임상적으로 유용하게 사용할 수 있음을 시사하였다.

Accuracy of Superimposition

of Maxillofacial Cone-Beam CT data and  Laser Scan Dental Image

Go-Woon Kim

Department of Dental Science

Graduate School, Chonnam National University, Gwangju, Korea

( Directed by Professor Hyeon-Shik Hwang )

(Abstract)

Although cone-beam CT (CBCT) image is very useful in orthodontic diagnosis, there are some limitations because of the inaccuracy of the teeth and dentition in a CBCT image. Therefore it is necessary to replace the dentition in maxillofacial CBCT by a laser scan image.

The purpose of this study was to investigate the validity of composite skull model that was generated by superimposition of a maxillofacial CBCT data and a laser scanned dental image.

After maxillofacial CBCT images from 40 adults were scanned, their equivalent maxillary and mandibular plaster casts were scanned by laser scanner system (Orapix, Seoul, Korea). Three-dimensional images were reconstructed by using three-dimensional reverse engineering software program (RapidForm 2006, Inus, Seoul, Korea). The superimposition between CBCT and laser scanned image was done by using regional registration function in the program according to three registration areas (buccal, lingual, or both buccal and lingual). After the superimposition, composite skull model was made by procedure that replace dentition in the CBCT by laser scan dental image. Thirteen measurements (10 linear measurements and 3 angular measurements) were measured in order to evaluate correspondence of composite skull model with original CBCT image. The following results were obtained.

1. Regardless of registration area, the differences between composite skull model and the original CBCT image was 0.01-0.54 mm in the linear measurements,  0.01-0.25˚ in the angular measurements.

2. There was no statistically significant difference between composite skull model by buccal registration area and the CBCT image.

3. There was no statistically significant difference between composite skull model by lingual registration area and the CBCT image except for 4 linear measurements that represent vertical and anteroposterior location of the incisors and anteroposterior location of molars.

4. There was no statistically significant difference between composite skull model by buccal and lingual registration area and the CBCT image except for 4 linear measurement that represent vertical locations of incisors and canines.

5. Regardless of registration area, correlations of composite skull model measurement with original CBCT image proved to be high.

The results of this study suggest that the superimposition of maxillofacial CBCT data and laser scan dental image are combined accurately and the resultant composite skull model can be used feasibly in the diagnosis and treatment planning of dentofacial deformity patients.