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구강스캐너 Trios2 와 탁상형스캐너 ineos X5 를이용한 전악인상채득의정확도 연세대학교대학원 치의학과 남대연
구강스캐너 Trios2 와 탁상형스캐너 ineos X5 를이용한 전악인상채득의정확도 지도교수김선재 이논문을석사학위논문으로제출함 2016 년 1 월일 연세대학교 대학원 치의학과 남대연
남대연의석사학위논문을인준함 심사위원심준성인 심사위원김선재인 심사위원박지만인 연세대학교대학원 2015 년 12 월 15 일
감사의글 논문을처음계획했을때는뜨거운여름이었는데, 벌써손발이꽁꽁어는겨울이왔네요. 과연제가논문을쓸수있을까했었는데, 부족하지만논문을썼다는것이기쁩니다. 이는논문은어떻게쓰는것인지처음쓸때부터지금까지항상격려와세심한지도를해주신김선재교수님이계셨기에가능했습니다. 정말감사합니다. 그리고실험결과분석에많은도움을주시고좋은조언을많이해주신서울대학교보철과박지만교수님, 그리고바쁘신가운데정성으로심사를해주신심준성교수님께도감사드립니다. 학교가는길이먼길이었지만여러교수님들과선생님들의배려로석사과정을잘마칠수있게된것같습니다. 감사합니다. 그리고항상할수있다고응원해주신부모님, 누나걱정을해주는희준이, 저를위해항상기도해주신동역자들, 대학원을다닐수있도록배려해주신 직장동료들감사합니다. 무엇보다모든상황을허락하시고, 많은것을깨달을수있도록하시고, 항상 저와함께해주시는하나님께감사드립니다. 2016 년 1 월 남대연씀
차 례 그림및표차례 ⅱ 국문요약 ⅲ Ⅰ. 서론 1 Ⅱ. 재료및방법 3 1. 임플란트를식립한악궁모형의제작 3 2. 환자모형의스캔 4 3. 좌표계설정및좌표값비교 6 4. 투영각비교 8 5. 통계분석 9 Ⅲ. 결과 9 1. 중심좌표값결과 9 2. 투영각결과 12 Ⅳ. 고찰 15 Ⅴ. 결론 18 참고문헌 19 영문요약 23 i
그림차례 Figure 1. Manufactured patient model and intraoral scanning direction 4 Figure 2. Model scanning using ineos X5 5 Figure 3. Model measurement using MICURA 6 Figure 4. Establishment of coordinates system and coordinates value 7 Figure 5. Measurement of projection angles 8 Figure 6. Mean value of standard deviation of each coordinates value 12 Figure 7. Mean value of standard deviation of each projection angle 14 표차례 Table 1. Mean value and standard deviation of each X coordinates 10 Table 2. Mean value and standard deviation of each Y coordinates 11 Table 3. Mean value and standard deviation of each Z coordinates 11 Table 4. Mean value and standard deviation of each XY 13 Table 5. Mean value and standard deviation of each YZ 13 Table 6. Mean value and standard deviation of each XZ 14 ii
국문요약 구강스캐너 Trios2 와탁상형스캐너 ineos X5 를 이용한전악인상채득의정확도 본연구에서는구강스캐너 Trios2와탁상형스캐너 ineos X5를이용하여얻은상악치아모형의디지털인상정보의정확도와정밀도를공학용 3차원측정기로측정한결과와비교하였다. 상악치아모형의좌우견치, 제2 소구치, 제2 대구치위치에임플란트스캔바디가연결된아날로그를고정하고우측구개부에는향후좌표설정의기준점이될직경 7mm의아세탈볼을 3개식립하였다. Trios2와 ineos X5를이용하여각 10번씩환자모형의전악디지털인상을채득하고, 공학용 3차원측정기로스캔바디와아날로그, 그리고좌표설정의기준이되는아세탈볼을접촉식프루브를사용해 10회반복측정하였다. 공학용측정기는분석소프트웨어를, 디지털인상채득 STL 파일은역설계소프트웨어를사용해서각아세탈볼을기준으로설정한좌표에서각스캔바디와아날로그의계면에서형성되는원의중심과 XY, YZ, ZX 평면에대한각아날로그의중심축의투영각을구하였다. 각좌표와투영각의정확도비교를위해 Kolmogorov-Smirnov 검정을통해각측정방법으로얻은좌표값과투영각의정규성을검정후, 일원배치분산분석을 95% 유의수준 (α=0.05) 으로진행하였고, Tukey HSD로사후검증을진행하였다. 각좌표와투영각의정밀도는표준편차를이용해비교하였다. 원의중심값비교에선 Trios2가 ineos X5보다더높은정확도와정밀도를보이는좌표가많았으나, Trios2와 ineos X5 모두공학용 3차원측정기와는 5개의좌표를제외하고는통계학적으로유의한차이를보였다.(p<0.05) iii
투영각비교에서는 50% 에서 Trios2와 ineos X5, 공학용 3차원측정기가통계학적으로유의한차이가없었고, 차이를보이는나머지 50% 에서는 ineos X5가 Trios2보다공학용측정기에더근사한값을보였다. 투영각의정밀도는 Trios2가 ineos X5보다더우수했다. 핵심되는말 : 디지털인상채득, 구강스캐너, 탁상형스캐너, 정확도, 정밀도 iv
Ⅰ. 서론 컴퓨터기술의발전에따라치의학분야에서도 1980 년대부터컴퓨터를이용한 인상채득및보철물제작기술이발전하고있다. 1-4 디지털기술을이용한 보철제작은크게지대치의정보를컴퓨터로처리할수있도록디지털화하는 과정과소프트웨어로보철물을디자인하는과정, 정보를보철물로만드는밀링 과정으로나눌수있다. 3 이중지대치의아날로그정보를디지털정보로 변환하는디지털화하는과정은기존방법에서인상에해당하고, 보철물의 정확성에매우중요하다. 디지털인상채득방법에는크게두가지가있다. 첫번째는전통적인인상채득방법을이용해제작한석고작업모형을제작해서그것을구강밖에서탁상형스캐너로스캔하는방법이다. 기존의전통적인인상방법에서오는오차들이있지만구강밖에서작업을하므로스캔시구강내환경의영향을받지않는다. 전통적인인상방법의오차들은부적절한인상트레이, 인상의오염, 인상트레이와재료의분리, 인상재의중합수축, 석고의경화팽창등과같은이유로생길수있고, 정확도가떨어질수있으나, 임상에서사용할수있는오차범위이다. 6,7 두번째는구강스캐너를이용하는방법이다. 1 Zimmermann 등은기존의전통적인상방법에서오는오차들이거의없고, 인상재료를사용하지않아쾌적하고, 인상채득결과를바로확인할수있어빠르고쉬운재인상채득이가능하다고언급하였다. 또한기공소로데이터를바로전송할수있고, 기공작업을간소화한다고 언급하였다. 8 Joda 등이구강스캐너를이용한인상채득과폴리이서를이용한 인상채득을비교한연구결과를보면, 구강스캐너를사용했을때환자들의 불편감이감소했고만족도가높았다. 9 그러나아직정확도에대해평가한 연구결과가적고, 초기비용이높으며, 새로운기술에대한임상가의 - 1 -
적응과정이필요하다. 구강스캐너는큰팁의크기때문에좁은입안공간등구강환경의영향을받는다. 또전통적인상방법과같이연조직처치나타액의방습, 지혈에유의하여야한다. 이러한이유로임상에서는전통적인방법에비해많이사용되지않고있다. 이에탁상형스캐너를이용한인상방법이구강스캐너를이용한인상방법보다정확성이더높다고생각되고임상에서도더많이사용되고있다. 10 현재까지연구된논문들은탁상형스캐너와구강스캐너를이용한인상채득을직접비교하기보다이를통해만들어진보철물의내면이나, 변연적합, 정확성을연구한논문들이많았다. 그리고범위도단일치및다수치 고정성보철물과같은부분악에관한논문들이많았다. 11-13,24 부분악에서는 탁상형스캐너와구강스캐너를이용한인상채득과보철물을비교했을때, 통계학적으로유의한차이가없고임상에서사용하기에적합하다는연구가 많았다. 14,15 전악에관한연구는아직그수가많지않고, 탁상형스캐너와 구강스캐너를이용한인상채득의정확성을비교한논문들은의견이다양하다. Ender 등은구강스캐너의전악에서의정확성에관한연구에서스캔방법이적절하다면높은정확성을가진다고했다. 또그이후연구에서는정확성이떨어지지만제한된적응증에서는사용할수있다고하였다. Su 등은구강스캐너와탁상형스캐너를비교했을때, 반악이하에서는구강스캐너가수용할수있지만그이상은오차가크다고하였다. Patzelt 등은구강스캐너를이용한전악인상의정확성에관한논문에서단일치에서정확성은높지만, 인상범위가커지면정확성이떨어진다고하였다. 16-20 스캐너의경우, 부분의이미지를연결해서전체이미지를만드는스캔방식을많이사용하는데, 전악을스캔하는경우부분악에비해오차가더많이쌓여정확성이떨어지는 것으로보인다. 10 전악에걸친인상의오차는상하악간에부적절한교합및 악관절관계를가져올수있고, 부정확한보철물을야기한다. 24 이에 - 2 -
전악에서도정확한인상채득이필요한데, 구강스캐너의장점과앞으로의발전가능성을고려했을때, 구강스캐너의전악에있어서의정확도에대한연구가더필요하다. 본실험에서는동영상촬영방식으로스캔이미지를얻는구강스캐너와다중회전식으로스캔한이미지를연결하는탁상형스캐너의인상채득의정확도와정밀도를상악치아모형을이용해비교하고자한다. 정확도는실험군의관측값과실제관측대상과의근접정도를말하고, 정밀도는실험군에서반복측정의재현성을말한다. 귀무가설은구강스캐너, 탁상형스캐너사이에통계학적으로유의한정확도와정밀도의차이가없다는것이다. Ⅱ. 재료및방법 1. 임플란트를식립한환자모형의제작 상악악궁모형 (Dentiform, IL SHIN, Seoul, Korea) 에서좌우견치, 제2소구치, 제2대구치를제거한후, 각위치에임플란트아날로그 (External fixture analog, 4.0 12mm, Dio implant, Busan, Korea) 를자가중합형아크릴레진 (pattern resin LS, GC, Tokyo, Japan) 을이용해치은높이위로아날로그의상부가보이도록고정하였다. 각아날로그에스캔이가능한스캔바디 (External scan adaptor, 5.0 9mm, Dio implant) 를임플란트라쳇을이용하여 10NCm로연결하였다. 3차원좌표계의기준점을형성하기위해상악 10번대구치부구개측으로덴쳐버를이용해 3개의홈을형성한후편차가 ±1/100μm인직경 7mm의구 (Acetal ball, KGC, Seoul, Korea) 를 1/3정도묻히게위치시킨후패턴레진을이용해고정했다 (Fig.1). - 3 -
Fig.1 Manufactured patient model and intraoral scanning direction 2. 환자모형의스캔 예열과정과보정과정을진행한구강스캐너 (Trios2, 3Shape, Copenhagen, Denmark) 를이용해제조사의지시에따라환자모형을상악우측제2대구치부위에서시작하여좌측제2대구치까지교합면을먼저스캔하고, 이어서치아의구개측을좌측에서우측으로스캔하였다. 또이어서치아의협측을우측에서좌측으로스캔하고마지막으로구개부를전치부에서구치부쪽으로스캔하였다. 이때구개부의구가있는쪽을먼저스캔한후좌측으로이동하여스캔하였다 (Fig.1). 형태가명확하게스캔되지않은부위는스캐너의접근방향을변경하여추가로스캔하였다. 이과정을반복하여 10개의 DCM(Digital Imagine Communication in Medicine) 파일을얻었고소프트웨어상에서 STL(Stereo Lithography) 파일로변환하였다. 탁상형스캐너 (ineos X5, Sirona, Bonn, Germany) 의사용시에는스캔용 - 4 -
스프레이 (CEREC Optispray, Sirona, Bonn, Germany) 를환자모형에서 10~15mm 정도떨어진위치에서도포한후, 제조사의지시에따라환자모형을오픈형홀더에고정시킨후, 자동촬영모드로스캔을진행하였다. 자동모드에서스캔이완료된후스캔이정확하게되지않았다고판단된부위는추가로스캔하여 10개의 STL 이미지파일을형성하였다 (Fig. 2). Fig.2 Model scanning using ineos X5 구강스캐너와탁상형스캐너의정밀도를비교하기위한기준값의측정에는 0.9 μm의정밀도를갖는것으로알려진공업용 3 차원측정기 (computerized coordinate measuring machine; MICURA, Zeiss, Oberkochen, Germany) 를 이용하였다. 먼저고정용마운트를측정테이블에고정하고환자모형을마운트에위치시켜측정중환자모형의위치가변하는것을방지하였다. 환자모형을새로측정할때마다 8mm 직경의기준스타일러스 (Reference Stylus; A-5555-3805, Ranishaw plc, Gloucestershire, United Kingdom) 를이용하여측정기를보정하였다. 2mm 직경의스타일러스 (A-5555-053; Ranishaw plc) 를이용해구개측 3 개구의노출된부위를접촉해구형태기본도형과 1mm - 5 -
직경의스타일러스 (A-5555-058; Ranishaw plc) 를사용해임플란트아날로그의축벽과스캔바디하방의경사면을각각 10 번씩측정하여실린더와원뿔형태의기본도형을형성하였다. 한번좌표계산이끝난후에는환자모형을마운트에서제거한후다시장착하였고측정전보정하는과정을시행한후환자모형을측정하였다 (Fig.3). Fig.3 Model measurement using MICURA 3. 좌표계설정및좌표값비교 아날로그의중심좌표값을계산하기위해서 3개의구의중심을연결한평면을 XY평면으로, 우측제 2대구치에가장가까운구의중심을원점으로하였다. 우측제 1대구치의구개측에위치한구의중심과원점을연결하는직선을 Y축으로정했고, 이에수직이며원점을지나는직선을 X축으로정했다. 또한 - 6 -
XY평면에수직이며원점을지나는직선을 Z축으로정했다. 아날로그플렛폼의중심은아날로그와스캔바디의계면에서형성되는원의중심점 (centroid) 과동일한것으로간주하여좌표값을구하였다. 우측제2대구치부위에위치한임플란트아날로그중심부터좌측제 2소구치부위아날로그중심으로이동하면서차례로 C1~C6라하였다. 구강스캐너와탁상형스캐너로얻은 STL 파일에서중심점의각각 x, y, z 좌표값을역설계소프트웨어 (Rapidform2004, Geomagic, Seoul, Korea) 를이용하여구하였다 (Fig.4). Fig.4 Establishment of coordinates system and coordinates value 광학스캐너의정밀도비교를위해공업용 3차원측정기로동일한좌표계를이용하여 6 개임플란트아날로그플랫폼의중심을계산하였다. 실린더와원뿔이만나형성되는원의중심을아날로그플랫폼의중심으로하였다. 모든좌표계산은측정소프트웨어 (Calypso2014, Zeiss, Oberkochen, Germany) 를이용하여계산하였다. 동일한과정을 10 번반복하여 10 개데이터를얻었다. 구강및탁상형스캐너의정확도는스캔된 6 개임플란트아날로그의중심 - 7 -
좌표값을공업용 3 차원측정기로측정한중심좌표값과비교하여평가하였다. 4. 투영각비교 10 번씩측정된데이터를바탕으로각좌표평면에대한투영각을구하였다. 각 6 개스캔바디의중심축을 XY, YZ, XZ 평면에투영하였다. 투영각 XY 는 XY 평면에투영된 Y 축에서부터시계방향각도를의미하고, 투영각 YZ 는 YZ 평면에투영된음의방향의 Z 축에서부터시계방향각도를의미한다. 투영각 XZ 는 XZ 평면에투영된음의방향의 Z축에서부터의시계방향각도를의미한다. 구강스캐너 Trios2, 탁상형스캐너 ineos X5, 공학용 3 차원측정기로측정한이미지파일에서각투영각을구하여비교하였다 (Fig.5). Fig.5 Measurement of projection angles - 8 -
5. 통계분석 구강스캐너 Trios2, 탁상형스캐너 ineos X5, 공업용접촉식 3 차원측정기의 3 가지방법으로구한 6 개임플란트아날로그의중심과투영각을공업용측정기에서구한값을기준으로하여구강스캐너와탁상형스캐너의정밀도를통계소프트웨어 (SPSS, IBM, Armonk, U.S.A.) 를이용하여 95% 유의수준으로비교하였다. Kolmoronov-Smirnov 검정을통해각측정방법으로얻은좌표값의정규성을검정하였다. 일원배치분산분석을 95% 유의수준 (α=0.05) 으로진행하였고, 사후검정은 Tukey HSD 로진행하였다. Ⅲ. 결과 1. 중심좌표값결과 C1에서 C6까지 X,Y,Z 좌표값의비교에서일원배치분산분석시 X1, X2, Z2, Z4, Z5 좌표에서 p값이 0.05보다커서통계학적으로유의한차이가없었고, 나머지좌표값들은모두 p값이 0.05이하로통계학적으로유의한차이가있었다. Tukey HSD방법으로사후검정시, X3, X4, X5, X6에서는구강스캐너가공업용 3차원측정기와통계학적으로유사한차이가있었으나더근사한값을보였다. X1, X2에서는구강스캐너와탁상형스캐너, 공업용 3차원측정기간의통계학적으로유의한차이가없었다 (Table 1). Y좌표는모두통계학적으로유의한차이가있었고, Y1은구강스캐너와탁상형스캐너의수치가근사했다. Y2, Y3에서는모두통계학적으로유의한차이가있었다. Y4, Y5, Y6에서는구강스캐너와공업용 3차원측정기가근사 - 9 -
했다 (Table 2). Z3, Z4, Z5에서는통계학적으로유의한차이가없었고, Z1, Z2, Z6에서는통계학적으로유의한차이가있었다. Z1에서는공업용 3차원측정기와구강스캐너가근사했고, 탁성형스캐너와는차이가났다. Z2, Z6에서는탁상형스캐너가구강스캐너는근사했고공업용 3차원측정기와구강스캐너가근사했다 (Table 3). 모든좌표중탁상형스캐너가구강스캐너보다더정확한곳은 Y1로 1곳뿐이었고, 구강스캐너가더정확한곳은 Z1, X3, X4, Y4, X5, Y5, X6, Y6로 8곳이었다. Table 1. Mean value and standard deviation of each X coordinates(unit: μm ) Desktop scanner Intraoral scanner CMM p value X1 12931.9(52.2) A 12926.4(22.3) A 12902.9(1.8) A.096 X2 12996.3(114.8) A 12992.7(39.9) A 12967.5(2.5) A.067 X3 7736.7(145.4) A 7705.6(53.8) B 7752.4(2.5) B.000 X4-17746.9(358.6) A -17887.6(105.2) B -17648.4(4.2) B.000 X5-22885.5(420.6) A -23044.3(9.5) B -22773.9(4.4) B.000 X6-27822.4(441.2) A -28004.2(70.7) B -27740.8(4.7) B.000 A, B, -groups that exhibited statistically significant differences (p<0.05) - 10 -
Table 2. Mean value and standard deviation of each Y coordinates(unit: μm ) Desktop scanner Intraoral scanner CMM p value Y1 2415.2(54.1) A 2448.4(37.3) A 2399.0(0.7) B.001 Y2 21548.6(50.3) A 21583.1(20.9) B 21457.4(3.6) C.000 Y3 34177.4(41.5) A 34212.1(24.1) B 34063.8(4.3) C.000 Y4 37730.4(232.3) A 37682.5(43.6) B 37655.4(6.3) B.000 Y5 25810.3(293.9) A 25711.0(46.1) B 25795.7(4.2) B.000 Y6 37730.4(0.3197) A 37682.5(0.0545) B 7673.9(0.8) B.000 A, B, C - groups that exhibited statistically significant differences (p<0.05) Table 3. Mean value and standard deviation of each Z coordinates(unit: μm ) Desktop scanner Intraoral scanner CMM p value Z1-673.9(338.7) A -733.3(36.0) B -700.2(2.9) B.000 Z2-2840.6(366.7) A -2992.4(41.0) B -2785.3(2.7) B.000 Z3-3362.4(354.2) A -3528.4(68.8) A -3313.1(4.4) A.051 Z4-18635.7(354.6) A -18637.7(77.2) A -18471.9(2.7) A.159 Z5-23598.4(332.2) A -23473.4(58.6) A -23447.5(3.4) A.769 Z6-18635.7(368.4) A -18637.7(65.6) B -24672.2(2.6) B.011 A, B - groups that exhibited statistically significant differences (p<0.05) - 11 -
μm 400.0 300.0 200.0 100.0 ineos X5 Trios 2 CMM 0.0 X Y Z Fig.6 Mean value of standard deviation of each coordinates value 각측정방법으로 10번씩측정한좌표값들의재현성을알아보기위해각방법별로표준편차의평균을비교하였다. 탁상형스캐너가가장큰값을보이고, 공업용 3차원측정기는가장작은값을보였다. 정밀도는공업용 3차원측정기가가장좋고, 다음으로구강스캐너, 탁상형스캐너순서였다 (Fig.6). 2. 투영각결과 C3를중심으로하는투영각 XY, YZ, C4를중심으로하는투영각 XY, XZ, C5를중심으로하는투영각 XY, YZ, C6를중심으로하는투영각 XY, YZ, XZ 는모두통계학적으로유의한차이가없었다.(p>0.05) 차이가있는투영각들은 ineos X5가 Trios2보다공학용 3차원측정기와더가까운값이많았다. 공학용 3차원측정기를기준으로 XY, YZ, XZ 순으로정확도가우수했다. 세개의투영각이가장정확한아날로그는 C6를중심으로하는 - 12 -
아날로그였다 (Table 4, 5, 6). 정밀도는 Trios2 가 ineos X5 보다우수하였고, XZ, YZ, XY 순으로정밀도가우수했다 (Fig.7). Table 4. Mean value and standard deviation of each XY(unit:degree) Desktop scanner Intraoral scanner CMM p value C1 86.8(2.2) A 87.2(1.4) A 84.6(0) B.005 C2 77.7(1.5) A 79.0(0.8) A 77.7(0) A.008 C3 69.4(1.5) A 69.5(1.2) A 69.4(0) A.802 C4 66.2(1.7) A 66.7(2.1) A 64.8(0) A.067 C5 82.2(2.3) A 82.7(0.8) A 81.7(0) A.518 C6 88.2(1.3) A 88.1(1.8) A 87.8(0) A.876 A,B -groups that exhibited statistically significant differences (p<0.05) Table 5. Mean value and standard deviation of each YZ (unit:degree) Desktop scanner Intraoral scanner CMM p value C1 30.7(0.7) A 29.5(0.5) B 30.1(0) C.000 C2 32.2(1.2) A 32.3(0.6) B 33.2(0) C.032 C3 35.6(1.1) A 34.9(0.7) B 35.8(0) C.012 C4 31.6(1.9) A 30.9(1.1) A 31.5(0) A.214 C5 34.9(0.9) A 33.8(0.6) B 34.1(0) B.001 C6 29.4(0.6) A 29.2(0.7) A 29.1(0) A.190 A, B, C - groups that exhibited statistically significant differences (p<0.05) - 13 -
Table 6. Mean value and standard deviation of each XZ(unit:degree) Desktop scanner Intraoral scanner CMM p value C1 1.9(1.3) A 1.6(0.8) A 3.1(0) B.005 C2 7.8(1.2) A 7.0(0.4) B 8.1(0) A.032 C3 15.1(1.6) A 14.6(0.9) A 15.2(0) A.661 C4 15.2(0.8) A 14.5(1.0) B 16.1(0) C.000 C5 5.5(1.6) A 4.9(0.5) A 5.7(0) A.068 C6 1.0(0.8) A 1.0(1.0) A 1.2(0) A.959 A,B -groups that exhibited statistically significant differences (p<0.05) degree 2 1.5 1 0.5 ineos X5 Trios2 CMM 0 XY YZ XZ Fig.7 Mean value of standard deviation of each projection angle - 14 -
Ⅳ. 고찰 중심좌표값의결과에서구강스캐너 Trios2 와탁상형스캐너 ineos X5 사이에 정확도와정밀도가통계학적으로유의한차이가없다는귀무가설은 X1, X2, Z2, Z4, Z5 좌표를제외하고는기각되었다.(p<0.05) 각좌표값을비교했을때, 기존에사용되어온탁상형스캐너보다구강스캐너가공학용 3차원측정기에더근사한좌표값이많았다. 정밀도는 3차원공학용측정기가가장좋았고, 구강스캐너, 탁상형스캐너순이었다. 기존연구에서탁상형스캐너와구강스캐너를전악에서비교했을때탁상형스캐너의정확성이더높다는결과와는대조적으로본연구에서는구강스캐너가더높은정확성을보이는좌표가많았다. 18,19 정밀도역시구강스캐너가더높았다. 구강스캐너가탁상형스캐너보다더우수한결과를보여준데는여러가지원인을생각해볼수있으나, 탁상형스캐너사용시스캔준비스프레이를 도포한것이오차를늘릴수있다고생각된다. 21 Dehurtevent M. 등에의하면 숙련된치과의사가그렇지않은경우보다더균일하고얇은막의스프레이를 도포할수있다고한다. 22 이에본실험에서도스프레이도포에있어서술자에 따른오차가생길수있다고생각된다. 구강스캐너는한쪽방향부터다른쪽방향으로스캔하는방식때문에처음시작부위에서멀어질수록좌표의오차가커질것이라고예상하였으나, 이에따른차이는보이지않았다. 이는구강스캐너로스캔을할때이미지를각부분별로계속연결하여촬영하므로오차가적은것으로보인다. 또한 Trios2는공초점레이저현미경 (confocal microscopy) 방법을사용한다. 동영상촬영방식으로구강내에서영상을실시간으로이어붙여사진을찍어이를컴퓨터계산을통해이어붙이는 stitch방법의구강스캐너에비해오차가적은것으로생각된다. 이는 Flügge등이탁상형스캐너와구강스캐너의정확성을비교한 - 15 -
논문에서구강스캐너의정확성이탁상형스캐너보다떨어진다는연구결과와상반되는결과이다. 그러나이때사용된 itero 구강스캐너는 stitch방법의구강스캐너로이논문에서도이방식으로인한오차를원인으로제시하고있다. 10 또한기준이되는구의안쪽은언더컷부분으로스캔하기어려울수있는데, 손으로직접스캔하는구강스캐너는모델을기계적으로돌려서스캔하는탁상형스캐너보다더스캔하기쉬워오차가줄어들수있을것으로생각된다. 각평면에대한투영각의경우 18개의투영각중 9개의투영각이탁상형스캐너와구강스캐너, 공업용 3차원측정기간의통계학적으로유의한차이가없었고, 나머지투영각에서는 ineos X5가공학용 3차원측정기와통계학적으로유의한차이가있는투영각은 3개, Trios2가공학용 3차원측정기와통계학적으로유의한차이가있는투영각은 5개였다. 나머지두좌표에서는그관계를알수없었다. 탁상형스캐너가더정확한것으로보이나그차이가많지않다. 이는중심좌표값보다투영각이통계학적으로더유의한차이가없는값들이많았고, 투영각의정확성은 ineos X5가 Trios2보다우수하다는것을보여준다. Trios2와 ineos X5 모두에서투영각이중심좌표값보다더정확한결과를보이는것은전체적으로편차가커지면서통계학적으로차이도없는것으로통계결과가나온것으로보인다. 또 ineos X5가 Trios2보다더정확하다는결과는예상결과와일치한다. 좌표값에서는 Trios2가통상적으로사용된 ineos X5보다정확하다는결과를보여서임상적으로사용할수있다고생각했다면, 투영각에서는절반에서통계학적으로유의한차이가없었으므로 ineos X5, Trios2 모두어느정도신뢰할수있다고생각된다. 탁상형스캐너의경우보통전통적방법을이용해인상을채득한후석고모형을제작하여스캔을진행하게되지만본연구에서는환자모형을직접이용했다. 전통적인상과정에서오는오차들은줄였으나구강스캐너보다정확한좌표값이 - 16 -
적었다. 이에탁상형스캐너가임상에서활용하기에적절하다면구강스캐너도임상에서사용하기에적절하다고생각된다. 기존연구에서는 best-fit algorithm을이용한중첩을통한측정방법이대부분사용하였으나, 본연구에서는특정좌표를잡고직접변이를비교하는 방법을사용하였다. 14,15,18-20 기존에는기준되는이미지파일과비교이미지 파일을겹쳐서삼차원면의한점과가장가까운다른점사이거리를측정하는 방식으로비교하였다. Best-fit algorithm 을이용한방법에서는양과음의 변이가일어나고이것으로부터산술평균을계산하는방식을이용해결과를더 정확한것처럼보이게할수있다. 15 이에비해특정좌표와투영각을이용하는 방식은좌표점과투영각을직접측정하기에더정확한방법이라고생각된다. 그러나본연구는구강밖에서진행된실험으로구강스캐너가구강내에서가질수있는제약을고려하지않았다. 구강내에서는구치부안쪽까지접근이어렵고, 타액이나혈액, 치주건강, 환자의협조도에따라정확성이떨어질수 있다. 23 이러한점을고려하면본연구는임상적재현성이떨어진다. 또본 연구는전악을위한실험이었으나상악에서 6개의좌표와투영각만측정하였다. 전악의위치를모두재현하기에는한계가있었다. 탁상형스캐너로스캔하기전에석고모형을제작해야했으나, 전통적인상에서오는오차들이클것으로생각되어이과정을거치지않은점도임상에직접적용하기에는한계가있다. 이에구강내조건을고려하고, 실제임상과정을재현하는임상실험이더필요하고, 측정점도더설정하여위치에따른차이는없는지에대한연구가더필요하다. - 17 -
Ⅴ. 결론 1. 전악에서측정된중심좌표값은구강스캐너 Trios 2, 탁상형스캐너 ineos X5 모두공학용 3차원측정기와는 5개의측정좌표를제외하면통계학적으로유의한차이를보였다. 2. 전악에서유의한차이가있는좌표값은구강스캐너 Trios2가탁상형스캐너 ineos X5보다더정확한값이많았다. 3. 전악에서측정된투영각의절반은구강스캐너 Trios2, 탁상형스캐너 ineos X5, 공학용 3차원측정기사이에통계학적으로유의한차이가없었다. 4. 통계학적으로유의한차이가있는투영각은탁상형스캐너 ineos X5가구강스캐너 Trios2보다더정확한값이 2개투영각에서더많았다. - 18 -
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Abstract Precision of full-arch digitization using intraoral scanner Trios2 and desktop scanner ineos X5 Dea Yun Nam Dept. of Dentistry The Graduate School Yonsei University Purpose: The aim of the current study was to compare the trueness and precision of full arch digital data gained by an intraoral scanner and a desktop scanner. Materials and Methods: A maxillary dentiform was used as a master model. Six implant analogs with scanbodies were fixed on right and left canines, second premolars, second molars sites after removal of artificial teeth. Three acetyl balls were fixed on the right side of palate to set a part coordinate system. An intraoral scanner (Trios2) was used to scan the master model ten times resulting 10 STL files. Ten additional STL files of master model were obtained using a desktop - 23 -
scanner (ineos X5). A reverse engineering software was used to calculate three dimensional (3D) coordinates of the centroids formed by each analog and its corresponding scanbody. The projection angles onto XY, YZ, and ZX planes were also ten additional data sets and were gained using computerized coordinate measuring machine (CMM) and these data sets were used as reference data. Kolmogorov Smirnov test was performed to check the normality of data sets. One-way Analysis of Variance and Tukey HSD test were used for statistical analysis.(α=0.05) Results: Comparison of centroids showed that the intraoral scanner resulted in significantly higher trueness and precision rather than the desktop scanner. In 13 out of 18 3D coordinates, the data from the intraoral scanner and the desktop scanner were statistically different from the reference data. When comparing projection angles, 9 out of 18 angles were statistically different from the reference angles. Contrast to 3D coordinate, the desktop scanner resulted in significantly higher precision compared to intraoral scanner. However, the intraoral scanner showed statistically significantly higher trueness compared to desktop scanner ineos X5. Conclusion: Both Trios2 and ineos X5 showed significantly lower trueness and precision compared to a computerized coordinate measuring machine. Trios2 showed higher presision and trueness in comparison of 3 dimensional coordinates. Key words: digital impression, intraoral scanner, desktop scanner, trueness, precision - 24 -