구강 스캔 치관 영상과 콘빔CT 치근 영상을 합성하여 만든 3차원 치아모델을 이용한

교정 치료 중 치아이동 평가의 타당성

: 전 치면 스캔과 설측면 스캔간 비교 연구

임 선 영

전남대학교 대학원 치의학과

(지도교수 : 조진형)

(국문초록)

교정 치료 중 3차원적인 치근 이동 양상을 평가하기 위하여 구강 스캐너로 스캔한 치관 영상과 콘빔CT 치근 영상을 합성하여 개개 치아모델 (Individual composite tooth model)을 제작하는 방법이 제시되어 왔다. 본 연구는 치료 중 치근 이동 평가 시 개개 치아모델 이용의 유용성을 확인하고 구강 스캐너로 전체 치면을 스캔한 경우와 설측면만 스캔한 경우의 정확도를 비교 평가하고자 시행되었다.

상하악 전악 교정 치료가 필요한 10명을 대상으로 초진 시 구강 스캐너로 획득한 치관 영상과 콘빔CT 스캔을 통해 얻어진 치근 영상을 이용하여 구강 스캔 치관 - 콘빔CT 치근 합성 개개 치아모델을 제작하였다. 이후 교정 치료가 1년 이상 진행된 상태에서 구강 스캔을 시행하여 얻어진 치열 영상에 초진 시 제작하여 둔 개개 치아모델을 정합시켜 치료 중 치아모델을 얻었다. 구강 스캔 치관 – 콘빔CT 치근 합성 개개 치아모델을 이용한 교정 치료 중 치근 이동 평가의 유용성을 살펴보고자 치료 중 콘빔CT 스캔 영상의 치근 위치와 비교 평가하였다. 이때 교정 치료 중 구강 스캔 시 설측면만 스캔하는 경우의 평가 가능성을 검증하기 위하여 통상과 같이 전체 치면을 스캔한 경우 외에 설측면만 스캔한 경우를 추가하여 스캔하고 각각의 치근 위치 추정 정확도를 3차원 치근면 영상 차이 및 3차원 치축 각도 차이를 통하여 살펴보는 한편 두 스캔 방법 간 비교 분석을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1.	전체 치면 스캔을 이용한 치료 중 치아모델의 치근 위치 추정 정확도를 평가한 결과 3차원 치근면 영상 차이는 0.29 ~ 0.39mm, 3차원 치축 각도 차이는 1.12° ~ 1.59°의 값을 보였다.
2.	설측면 스캔을 이용한 치료 중 치아모델의 치근 위치 추정 정확도를 평가한 결과 3차원 치근면 영상 차이는 0.27 ~ 0.40mm, 3차원 치축 각도 차이는 1.11° ~ 1.73°의 값을 보였다.
3.	치료 중 치아모델에서의 치근 위치 추정 정확도를 전체 치면 스캔과 설측면 스캔간 비교를 시행한 결과 3차원 치근면 영상 차이 및 3차원 치축 각도 차이 모두 상하악 모든 치아에서 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

이상의 연구 결과 초진 시 구강 스캔 치관 – 콘빔CT 치근 합성 개개 치아모델 (Individual composite tooth model)을 이용하여 치료 중 구강 스캔 영상에 정합시키면 치료 중 치근 위치를 비교적 정확하게 추정할 수 있으며, 구강 스캔 시 설측면 스캔만으로도 치료 중 치근 위치관계를 전체 치면을 스캔한 경우와 같은 정확도로 평가할 수 있음을 알 수 있었다.

Accuracy of root movement estimation using intra-oral scanned crown and cone-beam computed tomography root composite tooth model in live subjects; Comparison between whole surface and lingual surface scan

Sun-Young Lim

Department of Dental Science

Graduate School, Chonnam National University

(Supervised by Professor Jin-Hyoung Cho)

(Abstract)

The aim of this study was to prove the clinical availability of the individual composite tooth model generated in the initial stage to monitoring tooth movement during orthodontic treatment and to verify the usability of the lingual surface scan crown to generate the composite tooth model during orthodontic treatment by comparing the accuracy with the composite tooth model using the whole surface scan crown.

In the initial stage, intraoral scan crown images were acquired by Trios intraoral scanner. And then three-dimensional tooth images including the roots were separated from the cone-beam computed tomography (CBCT) scan image. The individual composite tooth model was fabricated by merging intraoral scan crown and CBCT scan root in the initial stage of the orthodontic treatment. During orthodontic treatment, intraoral scans conducted with two methods; whole surface scan and lingual surface scan. The composite tooth models during orthodontic treatment were generated by registering the individual composite tooth model to the whole surface scan crown. The same registration process was also conducted to the lingual surface scan crown. This composite tooth models generated in the middle of treatment were able to show the estimated root position. In this study, CBCT scans were obtained as gold standards to evaluate the accuracy of the estimated root position during treatment. The average surface distance and root axis discrepancies between the composite tooth model roots and CBCT tooth roots were measured and the statistical comparison between the two scanning methods was performed to obtain the following results:

1.	In case of registering the individual composite tooth model to the whole surface scan crown, the average surface distance ranged from 0.29mm to 0.33mm and the root axis discrepancies ranged from 1.12° to 1.59°.
2.	In case of registering the individual composite tooth model to the lingual surface scan crown, the average surface distance ranged from 0.27mm to 0.40mm and the root axis discrepancies ranged from 1.11° to 1.73°.
3.	When generating three-dimensional tooth model by registering the individual composite tooth model to the whole surface scan crown or the lingual surface scan crown during orthodontic treatment, there were no statistical differences between the two scanning methods

This innovative technique has been demonstrated to be an accurate and reliable method to visualize the three-dimensional position of all teeth, including the roots, without additional radiation exposure. Furthermore, the results of this study indicate that root positions during orthodontic treatment can be evaluated accurately by using the only scanning of the lingual surface.