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지선 허
5 years ago
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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 19, No. 4 pp , ISSN / eissn 핸드스캐닝작업방법에따라표준모델변형이작업정밀도에미치는정밀스캔에관한연구 신성훈 1, 장성호 2, 송준기 3, 박광식 4, 이희성 2* 1 대성산업 ( 주 ) 기계사업부, 2 경북대학교치의과학과, 3 단국대학교치의학과, 4 대구보건대학교치기공과 A Study on the Accuracy of Scan by the Standard Model Deformation Depending on the Hand Scanning Method Seong-Hun Shin 1, Seong-Ho Jang 2, Joon-Ki Song 3, Kwang-Sig Park 4, Hee-Sung Lee 2* 1 Daesung Industrial Co., Ltd. 2 Department of Dental Science, Graduate School, Kyungpook National University 3 Department of Prosthodontics, Graduate School, Dankook University 4 Dept. of Dental Technology, Daegu Health College 요약본연구는치과분야에서가장큰변화를가져온자동화시스템의보급화로 CAD/CAM이사용됨에따라, 로스트왁스테크닉기법시스템을대체하고있다. 이에따라인상재를이용하여구강을채득하는방법에서구강스캐너를활용하여디지털데이터로치과보철물을제작하고있다. 그러나구강스캐너의스캐닝방법에따라디지털데이터의정밀도가많을영향을받고있는실정이다. 이에본연구의목적은구강스캐너 (Intraoral scanner) 의스캔작업방법에따라나타날수있는왜곡현상및데이터정확도를평가하고자한다. 데스탑 3D 모형스캐너로임상에서사용된석고모델을이용하여표준스캔데이터를만들고동일한모델을사용하여구강스캐너로세가지다른방법의 (AS그룹, ZS그룹, OS그룹 ) 스캔방법으로구분하여각 5회씩그룹별로스캔데이터를만들었고, ZS그룹에서 0.121mm, AS그룹 0.172mm, OS그룹 0.423mm 정확도를보여 ZS그룹에서가장높은정확도를보였고, 최대오차값은 ZS그룹 0.113mm, AS그룹 0.169mm, OS그룹 0.246으로최대오차는 ZS그룹이가장낮고 OS그룹이가장높게측정되었다. 세가지의스캔방법은정확도나재현성에있어확실한차이를보였으며임상에서도역시의미있는결과로보였다. Abstract This study was conducted to evaluate the distortion and data accuracy that may occur depending on the methods employed by the oral scanner (intra-oral scanner). Deseutap 3D models employing a plaster model used clinically as a scanner to create a standard scan data using the same model, separated by oral scanners in three different ways (AS Group, ZS group, OS group) How to scan each 5 times made the scan data for each group, it shows the mm, mm AS group, OS group mm accuracy in ZS group. The ZS group showed the highest accuracy, with maximum error values of mm, mm and being observed for the ZS, AS and OS group, respectively. The three scanning methods showed a clear differences in accuracy and reproducibility and also appeared to be meaningful in clinical practice Keywords : Intra oral scanner, Scanning method, Standard model, CAD/CAM, Digtal data 이논문은정부 ( 미래창조과학부 ) 의재원으로정보통신기술진흥센터의지원을받아수행된연구임.( , ICT 기반의의료용 3D프린팅응용SW플랫폼및서비스기술개발 ) * Corresponding Author : Hee-Sung Lee(Kyungpook Univ.) Tel: yhs6770@knu.ac.kr Received December 18, 2018 Revised (1st January 24, 2018, 2nd March 19, 2018, 3rd March 22, 2018) Accepted April 6, 2018 Published April 30,

한국산학기술학회논문지제 19 권제 4 호, 2018 1. 서론치과분야에서는심미적이고생체친화적인다양한치과재료가개발되고이에대한수요가증가함에따라새로운가공기술이날이갈수록발전을하고있다 [1-3].

2 한국산학기술학회논문지제 19 권제 4 호, 서론치과분야에서는심미적이고생체친화적인다양한치과재료가개발되고이에대한수요가증가함에따라새로운가공기술이날이갈수록발전을하고있다 [1-3]. 그중최근치과분야에서가장큰변화를가져온자동화시스템의보급화로 CAD/CAM (Computer aided design / Computer aided manufacturing) 은널리사용되고있고, 오랜기간지켜오던로스트왁스테크닉기법 (Lost-Wax Technique) 시스템을대체하고있다 [ , 5]. 1980년대부터 CAD/CAM system은본격적인개발이시작되었고, 1971년에는 Duret 박사로인해광학적인상을통한기능적형태크라운을제작하기시작하여현재 CAD/CAM system에영향을미치는 Sopha System을개발했다 [4, 6, 7]]. 그후 CEREC SYSTEM 개발자인 Moermann 박사는환자옆에서구강내카메라 (intraoral scanner) 를사용하고소형밀링기로세라믹블록을가공하여인레이를만들었다 [9, 8, 10]. 이시스템은오늘날에진료실에서 CAD/CAM을이용하여치료하는 chair side system (CSS) 의시작점이라볼수있다 [10, 11]. 그로인해치과영역에서는 CAD/CAM에대한관심과연구가활발하게진행중에있다 [10, 12, 14, 15]. 그중에디지털구강스캐너로지대치변연부에대한연구는많이진행되고있지만치아전체아치를대상으로스캔방법에따른측정방법에대한연구는많이이루어지지많지않았다 [10, 12]. 구강스캐너를이용하여치과보철물을제작하게되면치과보철물제작시간을줄일수있고, 인상재를이용하여제작하는보철물보다높은정확도를얻을수있기때문에치과보철물의수명을증진시킬수있다. 최근에는역설계소프트웨어를이용해스캔데이터를 Alignment를진행하여데이터의정확도를확인하기도한다 [16]. 하지만아직 scanning에대한환경적인요소변화에다양한요소에대해서포함하여다루는연구가많지않고 [8, 13, 17], 임상에서는구강스캐너의다양한문제로활용을많이못하고있는실정이다 [13, 15]. 그대표적인예가스캔시나타나는왜곡현상이라할수있다 [14, 18]. 구강스캐너의정밀도와정확도를평가하는방법이연구자들마다다르며 [19, 20], 다양한평가모델들을통해서정밀도와정확도가측정되고있기때문에결과해석에서차이가있을수있다 [21]. 본연구의목적은구강스캐너 (Intraoral scanner) 의 스캔작업방법에따라나타날수있는왜곡현상및데이터정확도를평가하고자한다. 2. 연구재료및방법 2.1 연구재료 실험용임상모형디지털모형제작은구강의재현성을위해서 DT11(DTP Model, JK DENS, Korea) 의모델을준비하였다 D 디지털스캐너 a) 데스탑 3D 모형스캐너 Impression을통해제작되어진석고모형을스캐너내부에넣고데스크탑위에서사용하는스캐너이다. 3세대데스크탑 3D 스캐너로 Dual 1.3 Megapixel 카메라및블루 LED스캔기술을사용하고약 10microns의정확도를갖고있으며출력파일은 3shape file format으로 DCM 확장자를사용한다. Fig. 1. D750 (3shape, Denmark) b) 구강스캐너 (Intraoral scanner) Fig. 2. Trios (3shape, Denmark) 손으로들어서환자구강내에직접스캐너프로브 (probe) 를움직이며실시간렌더링방식으로동영상촬 198

3 핸드스캐닝작업방법에따라표준모델변형이작업정밀도에미치는정밀스캔에관한연구 영방식의스캐너다. 타액이있어도스캔이되므로구강내에따로스프레이를분사하지않아도되고출력파일은 3shape file format으로 DCM 확장자를사용한다. 2.2 연구방법 스캔방법구강스캐너의스캔작업방법에따른데이터를비교하기위해서먼저데스크탑 3D 모형스캐너로 (D750, 3shape, Denmark) 실험용임상모형을높은 pixel의정밀스캔하여기준 CS그룹으로정한후동일한모형에구강스캐너 (Trios, 3shape, Denmark) 를이용하여아치방향으로스캔 (Fig 3.) AS 그룹과치아장축으로지그재그스캔 (Fig 4.) 을 ZS그룹그리고방향을고려하지않고기준없이스캔을 OS그룹까지총세가지다른작업방법으로스캔하였다. 동영상촬영방식인 Trios 의스캔데이터에서미비한곳이있으면추가적으로스캔을하면서작업방법에따라 5회씩스캔을진행하였고출력된 file은 Excange 2012 (Delcam, United Kingdom) 를통하여 dcm을 file을 In put하고 stl (Stereolithography) file로 converter 하여 Out put을통해 open file format으로만들어 Geomagic (3D systems, USA) 로스캔데이터를각그룹별로 alignment를하였다 측정스캔을통해획득한 3D 스캔데이터의정확도를평가하기위하여측정항목을설정하였다. 이측정을위해최근국내에서치과용보철물디자인프로그램으로많이사용되고있는 Dental Digital Design Systems (Daesung Industrial Co., Ltd, Korea) 를이용하여측정하였다. 측정항목은스캔데이터상에서최후방치아인하악좌측 6 번대구치협측및설측간의거리및하악좌측중절치의순측및설측간의거리, 하악우측 6번대구치협측및설측간의거리로총 3군대의값을구하고각치아별로평균을 AS, ZS, OS 로구분하고, 똑같은치아대상으로교합면정확도차이를 OG로구분하여측정하였다 통계분석구강스캐너의작업방법에따라정확도를평가하기위해각측정항목에기준값과중간값을비교하고재현성을보기위해최대편차값을분석하였다. 통계분석에사용된프로그램은 Windows 용 SPSS 22 (SPSS Inc., USA) 으로통계분석을진행하였다. 3. 연구결과 데스크탑 3D 모형스캐너로스캔한컨트롤그룹에대한오차가가장적은스캔방법은 ZS그룹이다. (Table. 1) ZS그룹은컨트롤그룹에대한모든측정값에서최대오차 0.157mm 였으며, AS그룹에서는 0.238mm, OS그룹은 0.423mm 순으로오차를보였다. Fig. 3. AS Group Table 1. Error measurement table according to scanning method n=5 unit : (mm) AS ZS OS Med * Max- Min ** Med Max- Min Med Max- Min LM LI RM OG Fig. 4. ZS Group * Median value ** maximum value - Minimum value 199

4 한국산학기술학회논문지제 19 권제 4 호, 2018 모든그룹중에앞서최대오차값과같은결과로 ZS 의최대편차가 0.113mm 으로가장우수한측정값을보였고, 그와반대로 OS에서 0.246mm로재현성을포함해서모든수치가높게측정되었다. (Fig. 5.) Fig. 5. Error measurement graph according to scanning method 4. 고찰 디지털스캐너는치과분야에서인상 (Impression) 을대신하는경우가점차많아지고있고진료과정에중요한비중을차지하고있다 [3, 8, 15,]. 치과에서 Analog 방법으로하던인상방법은환자의구강내에인상을채득하는과정이나인상후에발생하는인상재및석고의변형에대한문제가있고 [7], 이동중에분실이나파손의위험을갖고있다 [7, 19]. 최근에는구강스캐너를이용한구강내인상법으로 Digital 시스템을활용해이메일이나, FTP등실시간데이터전송시스템을통해서실시간으로데이터가전송이되어진료실및치과기공소등진료시간이나인상재와오가는시간및인상재의파손위험성에대해서리스크가줄었을뿐아니라작업과정도줄면서손으로는제작하기힘들었던다양한치과재료를사용할수있게되었다 [12, 15]. 치과내에서는 CEREC SYSTEM으로환자가체어에있는상태에서바로구강스캐너를통해스캔을하고그데이터를바로옆캐드디자인소프트웨어를이용하여환자에맞게디자인을한후에 Milling machine을통 Inlay 나 Onlay 등상대적으로작은보철물을레진이나세라믹등으로바로가공하여 One day system으로긴기간을투자하지 않아도하루에환자는편하게치과진료를받게되어환자의불편함이많이감소되었다 [13]. 하지만치과에서사용되는구강스캐너의비중은상대적으로적은편이다 [8, 11]. 이는구강스캐너의정확도에있어서충분한검증과스캔된데이터의왜곡의보상에대한해결방법이아직이루어지지않아서이다 [10, 11]. Digital CAD/CAM SYSTEM은임상가의숙련도나다른환경적인요소로인해스캔데이터의영향을미칠수있고이는최종보철물에영향을미치게된다 [15, 16]. 한연구에서 3D Laser scanner로스캔한데이터의정확도는 Alignment에서각도, 해상도, 반사, 온도, 습도등다양한환경적요소를받는다고한다 [5, 8, 17]. 치과분야에서구강스캐너를이용하여구강내풀아치를스캔방법에따라스캔데이터의정확도와재현성을비교하는연구는많지않았다 [16, 17]. 스캐너의정확도는데스크탑스캐너를이용하여 Ailgnment를통해보이는편차를기준으로평가된다 [16, 14, 18]. 그러나정확도의측정에있어기준스캔의왜곡된스캔데이터가만들어질수있다 [18, 22]. 따라서이번연구는정합과정에서나타날수있는왜곡된현상을최대한줄이기위해서스캔방향및속도를일률적으로진행하였다. 본연구는임상과정에서발생할수있는스캔데이터의왜곡현상을검증하기위해 3shape의데스크탑 3D 모델스캐너로기준모델을만들어하나의오류의검증대상일수있어기준모델에한해서는반복오차정밀을통해상대적으로오차가적음을확인하여연구를진행하였고한종류의구강스캐너로세가지방법의스캔데이터중첩으로연구한결과오차값을찾았으므로추후에는스캐너마다스캔하는알고리즘이나데이터처리기법이다르므로다양한스캐너로연구가필요하다고생각된다. 이번연구를통해핸드스캐닝이구강스캔의방법에따라각치아별오차를보였으며치아에근, 원심, 협, 설측또한모양이나크기위치에따라다르게나타나는것을확인할수있었다. 핸드구강스캐너의스캔방향이스캔데이터의정확도및재현성이미치는영향이의미있음을보였고이에대한평가로디지털구강스캐너를사용하고있는많은사람들이관련다양한연구를위해다양하고새로이출시되는 CAD/CAM에도꾸준한관심과이해가필요할것으로보인다. 200

5 핸드스캐닝작업방법에따라표준모델변형이작업정밀도에미치는정밀스캔에관한연구 5. 결론 구강스캐너를이용하여세가지방법으로스캔하여정확도와재현성을비교하고스캐너의방법이데이터의정확도에미치는형향을평가하고다음과결론을내릴수있었다. 1. 스캐너의정확도는 ZS그룹에서 0.121mm로가장정확도가좋게나타났고, AS그룹 0.172mm, OS그룹 0.423mm 순서로 OS그룹에서는정확도가가장좋지않았다. 2. 재현성에서 ZS그룹이가장뛰어났고, AS, OS순서대로였다. 세가지의스캔방법은정확도나재현성에있어확실한차이를보였으며 ZS방법을이용하여스캔을하면임상에서높은정확도값을도출할수있을것으로예상되어진다. References [1] A. J. Raigrodski, G. L. Chiche, The safety and effi ciency of anterior ceramic fixed partial dentures: a review of the literature, J Prosthet Dent, vol. 86, no. 5 pp , DOI: [2] A. J. Raigrodski, Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: A review of the literature, J Prosthet Den, vol. 92, no. 6 pp , DOI: [3] T. MIYAZAKI, Y. HOTTA, J. KUNII, S. KURIYAMA, Y. TAMAKI, "A review of dental CAD/CAM: current status and future perspectives from 20 years of experience", Dental materials journal, vol. 28, no. 1 pp , DOI: [4] K. B. KIM, J. H. Kim, W. C. Kim, H. Y. Kim, J. H. Kim, Marginal fit evaluation of 3 unit fixed dental prostheses fabricated by rapid prototyping method, Journal of Korean Academy of Dental Technology, 2012, vol. 34, no. 2, pp , DOI: [5] W. Boehler, M. B. Vicent, A. Marbs, Investigating laser scanner accuracy, Int Arch Phot Rem & Sens, vol. 21, no. 114, pp , DOI: [6] T. Hironori, K. Tatsuya, N. Hironori, H. Kiyoshi, "A method of tooth superimposition on MRI data for accurate measurement of vocal tract shape and dimensions", Acoustical science and technology, vol. 25, no. 6, pp , DOI: [7] C. Nardy, W. Alon, P. Nathan, S. Amir, L. Joshua, "Navigation surgery for dental implants: assessment of accuracy of the image guided implantology system." Journal of oral and maxillofacial surgery, vol. 62, no. 2 pp , DOI: [8] T. M. Arendorf, D. M. Walker, "The prevalence and intra-oral distribution of Candida albicans in man", Archives of Oral Biology, vol. 25 no. 1 pp. 1-10, DOI: [9] T. Warnke, F. R. Carls, H. F. Sailer, "A new method for assessing the temporomandibular joint quantitatively by dental scan", Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery, vol. 24, no. 3 pp , DOI: [10] W. H. Moörmann, "The evolution of the CEREC system", The Journal of the American Dental Association, vol. 137, no. 1, pp. 7S-13S, DOI: [11] N. Martin, N. M. Jedynakiewicz, "Clinical performance of CEREC ceramic inlays: a systematic review," Dental Materials, vol. 15, no. 1, pp , DOI: [12] J. B. Ludlow, M. Ivanovic, "Comparative dosimetry of dental CBCT devices and 64-slice CT for oral and maxillofacial radiology", Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology, vol. 106, no. 1, pp DOI: [13] Y. Arai, E. Tammisalo, K. Iwai, K. Hashimoto, K. Shinoda, "Development of a compact computed tomographic apparatus for dental use," Dentomaxillofacial Radiology, vol. 28, no. 4, pp , DOI: [14] T. MIYAZAKI, Y. HOTTA, J. KUNII, S. KURIYAMA, Y. TAMAKI, "A review of dental CAD/CAM: current status and future perspectives from 20 years of experience", Dental materials journal, vol. 28, no. 1, pp , DOI: [15] R. Luthardt, A. Weber, H. Rudolph, C. Schöne, S. Quaas, M. Walter, "Design and production of dental prosthetic restorations: basic research on dental CAD/ CAM technology", International journal of computerized dentistry, vol. 5, no. 2-3 pp , [16] C. Tais, D. Nikolaj, F. Rune. V. Barthe, "Method and apparatus for three-dimensional optical scanning of interior surfaces," U.S. Patent, [17] B. M. Patzelt, S. Vonau, S. Stampf, W. Att, "Assessing the feasibility and accuracy of digitizing edentulous jaws", The Journal of the American Dental Association, vol. 144, no. 8, pp , DOI: [18] M. Figliuzzi, F. Mangano, C. Mangano, "A novel root analogue dental implant using CT scan and CAD/CAM: selective laser melting technology", International journal of oral and maxillofacial surgery, vol. 41, no. 7, pp , DOI: [19] X. Lin, T Chen, J Liu, T Jiang, D Yu, S. G. Shen, 201

한국산학기술학회논문지제 19 권제 4 호, 2018 "Point-based superimposition of a digital dental model on to a three-dimensional computed tomographic skull: an accuracy study in vitro", Br J Oral Maxillofac Surg, vol.

H. Lee, K. S. Lee, "A method for mandibular dental arch superimposition using 3D cone beam CT and orthodontic 3D digital model", Korean J Orthod, vol. 42, no. 1, pp. 169-181, 2012. DOI: https://doi.

m, S. H. Oh, S. H. Uhm, B. K. Min, Evaluation of Comparable Scanning Accuracy in Various Intraoral Scanner Systems: An Example of ADA 132 Standard Model", Korean Journal of Dental Materials, vol.

rmée, J. L. Coudert, "Precise dental implant placement in bone using surgical guides in conjunction with medical imaging techniques", The Journal of oral implantology, vol. 26, no. 4, pp.

6 한국산학기술학회논문지제 19 권제 4 호, 2018 "Point-based superimposition of a digital dental model on to a three-dimensional computed tomographic skull: an accuracy study in vitro", Br J Oral Maxillofac Surg, vol. 53, no. 1, pp , DOI: [20] T. J. Park, S. H. Lee, K. S. Lee, "A method for mandibular dental arch superimposition using 3D cone beam CT and orthodontic 3D digital model", Korean J Orthod, vol. 42, no. 1, pp , DOI: [21] J. H. Kim, S. H. Oh, S. H. Uhm, B. K. Min, Evaluation of Comparable Scanning Accuracy in Various Intraoral Scanner Systems: An Example of ADA 132 Standard Model", Korean Journal of Dental Materials, vol. 44, no. 3, pp , DOI: [22] T. Fortin, G. Champleboux, J. Lormée, J. L. Coudert, "Precise dental implant placement in bone using surgical guides in conjunction with medical imaging techniques", The Journal of oral implantology, vol. 26, no. 4, pp , DOI: :PDIPIB>2.3.CO;2 신성훈 (Seong-Hun Shin) [ 정회원 ] 2015 년 2 월 : 우송대학교대학원컴퓨터과학 ( 공학석사 ) 2015 년 12 월 ~ 현재 : 대성산업 ( 주 ) 기계사업부 송준기 (Joon-Ki Song) [ 정회원 ] 치과보철학, 임플란트학 1991 년 2 월 : 단국대학교대학원치의학과 ( 치의학석사 ) 1998 년 8 월 : 단국대학교대학원치의학과 ( 치의학박사 ) 1991 년 8 월 ~ 현재 : 지산치과대표원장 2016 년 7 월 ~ 현재 : ( 주 ) 제이케이덴스대표이사 박광식 (Kwang-Sig Park) [ 정회원 ] 치과재료학, 치과보철학 2007 년 8 월 : 단국대학교대학원구강보건학과 ( 구강보건학석사 ) 2013 년 8 월 : 단국대학교대학원구강보건학과 ( 구강보건학박사 ) 2010 년 3 월 ~ 현재 : 대구보건대학교치기공과교수 CAD/CAM, 치과디자인 SW 장성호 (Seong-Ho Jang) [ 정회원 ] 2016 년 8 월 : 경북대학교대학원치의과학과 ( 치의과학석사 ) 2018 년 3 월 ~ 현재 : 경북대학교대학원치의과학과 ( 치의과학박사 ) 2014 년 9 월 ~ 현재 : 엘에이치케이팀장 이희성 (Hee-Sung Lee) [ 정회원 ] 치과재료학, 치과보철학 2014 년 2 월 : 영남대학교대학원보건학과 ( 보건학석사 ) 2018 년 2 월 : 경북대학교대학원치의과학과 ( 치의과학박사 ) 2018 년 2 월 ~ 현재 : 울산정보산업진흥원연구원 치과재료학, 치과보철학 202

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