Korean Journal of Oral and Maxillofacial Pathology 2017;41(4):147-153 ISSN:1225-1577(Print); 2384-0900(Online) Available online at http://journal.kaomp.org https://doi.org/10.17779/kaomp.2017.41.4.001 전후방두부계측방사선사진과 영상에서의 Menton 편위각도 윤숙자 1), 강병철 1), 이재서 1), 진문환 2), 이은주 3)* 1) 전남대학교치의학전문대학원, 구강악안면방사선학교실, 3) 구강해부학교실, 2) 전남대학교치의학연구소 <Abstract> Menton Deviation in Angle Measurement on Posteroanterior Cephalogram and Computed Tomography Suk-Ja Yoon 1), Byung-Cheol Kang 1), Jae-Seo Lee 1), Jin Mun Hwan 2), Eun Joo Lee 3) 1) School of Dentistry, Chonnam National University, Department of Oral and Maxillofacial Radiology, School of Dentistry,,3) Dental Science Research Institute, Chonnam National University, Department of Oral Anatomy, School of Dentistry, 2) Dental Science Research Institute, Chonnam National University This study aimed to compare chin deviation in angle measurement on posteroanterior(pa) cephalogram and computed tomography (). Chin deviation was assessed as menton(me) deviation in angle measurement on PA cephalogram and images of 35 patients who had orthognathic surgery (19 male and 16 female with average age of 22.1±3.33yr). The difference between the Me deviation was calculated and statistical analysis was performed to compare the deviation direction and asymmetry severity on the two imaging modalities. There was statistically significant difference in the difference of Me deviation between PA cephalogram and by one-simple t-test (p<.05). The mean difference of Me deviation was 2.21 ± 1.84. The maximum difference of Me deviation was 8.64. There were statistical agreements in the deviation direction (k =0.82, p<.05) and in the severity of facial asymmetry (k =0.37, p<.05). The difference of the deviation direction was detected in 2 patients (5.71 %). The difference of the severity of facial asymmetry was in 15 patients (42.86%). The chin deviation in angle measurement might be different between PA cephalogram and in some patients. Key words : Facial Asymmetry; Anatomic Landmarks; PA cephalogram; Tomography, X-Ray Computed Ⅰ. INTRODUION 안면비대칭의분석은후전방두부계측방사선사진에서전통적으로이루어지고있다. 후전방두부계측방사선사진에서안면부위의계측점을지정하고거리및각도를계측하여, 안면 * Correspondence: Eun Joo Lee, Department of Oral Anatomy, School of Dentistry, Chonnam National University, 33 Yongbongro Bukgu Gwangju, 61186 South Korea TEL: +82-62-530-4821, Fax: +82-62-530-4829 E-mail: gracelee59@chonnam.ac.kr ORCID : 0000-0001-5253-6630 Received: Jun. 21. 2017; Revised: Jun. 30. 2017; Accepted: Aug. 11. 2017 비대칭을진단하여치료계획을수립하고치료과정을평가한다 1-3). 후전방두부계측방사선사진은일반방사선사진으로서, 촬영이간단하고, ( 전산화단층촬영, computed tomography) 영상에비해서방사선노출량이낮기때문에, 치료과정중에주기적인방사선사진평가가필요한교정치료에사용된다. 그러나환자의두부, 방사선원, 영상검출기간의거리및각도에의해서영상이결정되고영상의왜곡및확대가불가피하다는단점이있다 4,5). 영상은후전방두부계측방사선사진에비해서방사선노출량이높지만, 영상의왜곡및확대가없으며, 촬영후영상재구성소프트웨어에의해서영상을다양한각도
에서평가할수있기때문에수술이필요한악교정환자에서진단및술후평가를위해사용되고있다 5-8). Menton(Me) 편위정도는많은연구자들에의해안면비대칭평가에서기준으로사용되고있다 1-4,5,8-14). 기존연구들에서는후전방두부계측방사선사진에서 Me 편위정도를측정하여, 영상에서비대칭군과대칭군을분류하는데적용되어오고있다 5,8-14). 후전방두부계측방사선사진에서는 Me 편위정도는안면중앙선으로부터떨어져있는거리를측정하거나 2) 편위각도를측정하기도 1,3,5,13,15) 한다. Me 편위정도를후전방두부계측방사선사진에서측정하여그대로 영상에서적용하는것에문제가없는지에대해서는연구가거의없었다. 최근 Me 편위거리를후전방두부계측방사선사진에서측정한결과가 영상에서측정한결과와차이가있다는보고가있었다 16). 그러나아직까지 Me 편위각도에대해서는후전방두부계측방사선사진과 영상에서의비교연구가없었다. 전후방두부규격방사선사진에서측정되는 Me의편위각도의정도와방향, 비대칭의심도가 영상에서와동일하다는것은확인되지않았다. 이에본연구는전후방두부규격방사선사진과 영상에서 Me의편위각도와편위방향및비대칭심도를비교연구하고자하였다. Ⅱ. MATERIALS and METHODS 연구대상자는 2000년부터 2007년사이에하악전돌증을주소로악교정수술을받기위하여전남대학교치과병원을내원한악교정수술환자중두부규격방사선사진과 영상을모두촬영한 35명 ( 남자 19명, 여자 16명, 평균연령 22.1±3.33 세 ) 을대상으로하였다. ANB는골격성 Class Ⅲ으로서모두 (-) 값을보였다 ( 평균 ANB -3.63 ±2.65 ) 16). 두부규격방사선사진은방사선사진촬영장비 Cranex 3+ (Soredex, Helsinki, Finland) 를사용하여촬영하였으며, 방사선원- 환자두부거리 150cm, 방사선원 -필름거리 15cm, 전류 7-8mA, 전압 80kVp, 촬영시간 1.2-1.7 초였다. 안면중앙선은 Cg-ANS 으로하였고, 안면중앙선과 Me-ANS 가이루는각도를 편위각도 (θ 1 ) 로하였다. 이때 Cg는 crista galli의최상방점이며, ANS 는전비극의첨부이며, Me은하악결합부의최하방점으로하였다 3,5,13,15). 영상은나선형 촬영장비 Light Speed QZ/I(GE Medical Systems, Milwaukee, WI, USA) 를사용하여촬영하였으며, 512 512 matrix, 120 kv, 200mA, gantry angle 0 조건으로하였다. Digital imaging and communication in medicine(dicom) 영상파일로개인용컴퓨터에저장한후, 재구성소프트웨어 Vwork 4.0+V surgery(cybermed, Seoul, Korea) 를사용하여 3차원입체형 영상으로재구성하였다. Midsagittal reference plane을위해 Cg, ANS, Op, 세점이지나는평면을만들었다. 이때 Op는 foramen magnum 의후방경계의최후방점으로하였다. Horizontal reference plane 은우측 Or과좌측 Po를지나면서, midsagittal reference plane 에대해서수직인평면으로만들었다. 이때 Or은안와의최하방점이며, Po는외이도의최상방점으로하였다. Coronal plane 은 Op를지나면서 midsagittal과 horizontal reference plane에대해모두수직인평면으로하였다. Me 편위각도는 Me과 ANS를연결한선을 coronal reference plane 에투사하여형성된선이 midsagittal reference plane에대해서이루는각도 (θ 2) 로하였다 5,17) (Table 1, Figure 1). 안면비대칭의심도는 2 미만의경우는정상으로하였고, 2 이상 4 미만은경도 (mild), 4 이상 8 미만은중등도 (moderate), 8 이상을심도 (severe) 로구분하였다 3). 또한각환자에서 Me의편위방향을좌우측으로확인하였다. 두촬영간의 Me 편위각도의차이 ( θ 1 -θ 2 =Δθ) 를통계비교하기위해서 one-sample t-test를시행하였다. 또한안면비대칭의심도의일치도와 Me의편위방향의일치도를확인하기위해 Cohen's kappa 계수를얻었다. 통계는 IBM SPSS (IBM Corp., Armonk, NY, USA) 를사용하여분석하였다. Ⅲ. RESULTS 본연구는전후방두부규격방사선사진에서와 영상에서의 Me 편위각도를비교하기위하여 35명의악교정수술을치료 148
Table 1. The definition of ME deviation according to the radiographic modality Radiographic modality PA Cephalogram Menton deviation Angle between the line Me-ANS and the line Crista galli-ans Angle between the line Me-ANS projected over coronal reference plane and midsagittal reference plane A B Fig.1. The method for measuring ME deviation in angle is drawn on one patient who showed maximum difference in ME deviation. 1A. PA cephalogram showed 9.64 ME deviation. 1B. Reconstructed volumetric showed 1.0. 받은환자를대상으로시행하였다. Me 편위각도는전후방두부규격방사선사진에서와 영상간에유의한차이를보였다 (p<.05). 영상에서는평균 4.74 ±3.32 였으나전후방두부규격방사선사진에서는 4.74 ± 4.02 로평균 2.21 ±1.84 의차이를보였고 one sample t-test 에서유의한차이를보였다 (p<.05). (Table 2). 안면비대칭의심도를비교했을때는 Cohen's Kappa 계수 0.37로양호한 (fair) 일치도를보였다 (p<.05). 그러나 15명 (42.86%) 에서심도에차이를보였다. 전후방두부규격방사선사진에서정상으로나타난경우 5명에서 영상에서는중등도의안면비대칭으로판정되었고, 전후방두부규격방사선사진에서경도의안면비대칭으로나타난경우 2명이 영상에서는중등도, 1명이 영상에서는심도로판정되었다. 전후방두부규격방사선사진에서중등도로나타난 2명이 영상에서는정상으로, 1명은 영상에서심도로판정되었다. 전후방두부 규격방사선사진에서심도로나타난 1명이 영상에서정상으로, 3명이중등도로판정되었다 (Table 3). 두촬영간의 Me 편위각도의차이 (Δθ) 는 0 이상이면서 2 미만인경우가 20명 (57.14), 2 이상이면서 4 미만은 10명 (28.57%), 4 이상이면서 8 미만인경우가 4명 (11.43%), 8 이상인경우가 1명 (2.86%) 였다. 최대차이 8.64 를보였다 (Table 4). 편위방향에서는 Cohen's Kappa 계수 0.82로우수한 (excellent) 일치도를보였다 (p<.05) 그러나 2명 (5.71%) 에서편위방향에서차이를나타내었다. 전후방두부규격방사선사진에서우측으로편위로나타난 2명이 영상에서는좌측으로편위된것으로판정되었으며, 전후방두부규격방사선사진에서 Me이 0으로서, 편위가없는 3명이 영상에서는 1명에서는우측, 2명에서는좌측으로편위된것으로판정되었다 (Table 5). 149
Table 2. Comparison of Me deviation between PA Cephalogram and on measurements PA Cephalogram (θ 1) (θ 2) Difference ( θ) Mean ± SD Mean ± SD Mean ± SD 4.74 ± 4.02 4.74 ± 3.32 2.21 ± 1.84 * *statistically significant by one-sample t-test (p<0.05) Table 3. The severity of facial asymmetry on PA cephalogram and PA Cephalogram Normal (0 θ 2<2 ) Mild (2 θ 2<4 ) Moderate (4 θ 2<8 ) Severe (8 θ 2) Total Normal (0 θ 1<2 ) 7-5 - 12 (34.3%) Mild (2 θ 1<4 ) - - 2 1 3 (8.6%) Moderate (4 θ 1<8 ) 2-9 1 12 (34.3%) Severe (8 θ 1) 1-3 4 8 (22.9%) Total 10 (28.6%) 19 (54.3%) 6 (17.1%) 35 (100%) Cohen's Kappa coefficient 0.37(p<.05) Table 4. The difference of ME deviation (Δθ) between PA cephalogram and Δθ 0 <2 2 <4 4 <8 8 Total n (%) 20 (57.14) 10 (28.57) 4 (11.43) 1 (2.86) 35 (100) Table 5. The direction of ME deviation on Cephalogram and Cephalogram Right 0 Left Total Right 14 2 16 0 1 2 3 Left 16 16 Total 15 20 35 Cohen's Kappa coefficient 0.82(p<.05) Ⅳ. DISCUSSION Me 편위정도는안면비대칭판정의기준으로가장일반적으로사용된다 1-5,8-17). 따라서 Me 편위정도의정확한분석법이 안면비대칭분석의기본이된다. Me 편위정도는후전방두부계측방사선사진에서측정된값이그대로 영상에서도적용되어왔다 5,9-14). 편위정도의분석방법은후전방두부계측방사선사진에서안면중앙선으로부터거리를측정하거나 2) 또는각 150
도를측정하는방법 1,3,5,15) 으로분류될수있다. 후전방두부계측방사선사진에서사용되어온방법을그대로 영상에적용할수있는지에대한연구는거리측정으로인한 Me 편위정도분석법에대해서는평가가되어있지만 16), 아직까지는각도측정방법의정확도에대한연구는없었다. 따라서본연구는각도측정방법의정확도에대하여연구하는것을목적으로하였다. 본연구에서사용된동일한연구대상을사용한 Lee 등의연구에서 16) 후전방두부계측방사선사진과 영상에서 Me 편위거리가유의한차이가있었고, 안면비대칭의심도와방향에도차이를보였다. 두촬영간의편위거리는평균 2.45±2.03mm의차이를보였고 (p<.05), 19(54.3%) 명에서안면비대칭의심도의차이를나타냈다. 안면비대칭의심도는정상, 경도, 중등도, 심도로구분되었고, 후전방두부규격방사선사진에서정상으로나타난 6명이 영상에서는경도의안면비대칭, 1명에서중등도, 1명에서심도의안면비대칭이판정되었다. 후전방두부계측방사선사진에서중등도의안면비대칭을보이는 2명에서 영상영상에서정상으로, 3명에서경도의안면비대칭, 1명에서심도의안면비대칭이판정되었다. 또한후전방두부계측방사선사진에서심도를보인 1명이 영상영상에서는정상, 4명이중등도로판정되었다. 편위방향에서는두촬영간에좌우측이다른경우가 3명 (8.6%) 이었고, 후전방두부계측영상에서는편위가없던 3명에서 영상에서는좌측또는우측으로편위가판정되었다 16). 후전방두부계측영상과 영상에서의편위거리의차이가나타나는이유로고려되는것은다음과같았다. 첫째, 후전방두부계측영상에서안면중앙선을그릴때사용하는계측점으로안와가 oblique orbital line과만나는점 (Lo, Lo') 와 Cg을사용한다 2). 이때의 Lo와 Lo' 는실제해부학적구조에존재하지않으며, 3차원구조를 2차원영상으로촬영하게되면서구조물의중첩에의해서만들어지는점이다. 또한 oblique orbital line 역시실제해부학적으로존재하지않는선이다. 2차원영상에서방사선의방향과두개저의관계에의해서나타나는선이다 18,19). Cg 역시후전방두부계측방사선사진에서는 Crista galli의최상방점이지만, 실제해부학구조에서는이러한하나의점은존재하지않는다. 따라서후전방두부계측방사선사진에서는이러한해부학적으로존재하지않으면서도 2 차원방사선사진상에서나타나게되는계측점을사용하는한계가있었다. 두번째로, 2차원방사선사진에서는환자의두부, 방사선원, 영상검출기간의거리및각도에의해서영상이결정되어, 영상의왜곡및확대를피할수없다는문제가있다. 따라서 Me의위치가실제후전방두부계측방사선사진과 영상에서일치하다는것을보장할수없다. 이러한이유들에의해 Me의편위거리가두촬영간의차이를만들어내는것으로추측되었다 16). 본연구에서는두촬영간에편위각도의차이가있는지를연구하였다. 그결과, 전후방두부규격방사선사진에서와 영상간에평균 2.21 ±1.84 의차이로통계적으로유의한차이를보였다 (p<.05).(table 2). 안면비대칭의심도를비교했을때는 15명 (42.86%) 에서안면비대칭의심도에차이를보였다. 전후방두부규격방사선사진에서정상으로나타난경우 5명에서 영상에서는중등도의안면비대칭으로판정되었고, 전후방두부규격방사선사진에서경도의안면비대칭으로나타난경우 2명이 영상에서는중등도, 1명이 영상에서는심도로판정되었다. 전후방두부규격방사선사진에서중등도로나타난 2명이 영상에서는정상으로, 1명은 영상에서심도로판정되었다. 전후방두부규격방사선사진에서심도로나타난 1명이 영상에서정상으로, 3명이중등도로판정되었다 (Table 3). 두촬영간의 Me 편위각도의차이 (Δθ) 는최대 8.64 를보였다 (Table 4). 편위방향에서는 2명 (5.71%) 에서차이를나타내었다. 전후방두부규격방사선사진에서우측으로편위로나타난 2명이 영상에서는좌측으로편위된것으로판정되었으며, 전후방두부규격방사선사진에서 Me이 0으로서, 편위가없는 3명이 영상에서는 1명에서는우측, 2명에서는좌측으로편위된것으로판정되었다 (Table 5). 이러한편위각도의차이를나타내는이유를고려해볼필요가있다. 본연구에서는후전방두부규격방사선사진과 영상을비교하기위해서, 두영상모두에서 Cg와 ANS 를공통적으로안면중앙선과 midsagittal reference plane을위해사용하였다 3,5,13,15,17). 이때 Cg는실제해부학적으로점으로존재하지않는다 16). 따라서 Cg가두영상에서동일하다고할수없다. 또한 2차원방사선사진에서불가피한영상의왜곡에의해 ANS, Me의위치가 영상과차이가있을수있다는것을 151
생각할수있다. 본연구는 영상에서안면비대칭진단을위해서후전방두부계측영상을기준으로사용해서는안되고, 영상에서자체적인평가가필요하다는 Lee 등의연구 16) 를재확인해주는결과가되었다. 후전방두부계측영상은 3차원두부구조를 2차원의평면상으로획득하게되므로, 해부학적구조물의왜곡을피할수없고, 또한실제해부학적구조상에는존재하지않는선과점이방사선의조사방향과해부학적구조물의위치관계에의해서영상에나타나게된다. 따라서 영상에서는이러한선과점을찾을수없게되므로, 영상에서의두부계측결과가다를수있다. 그럼에도불구하고, 영상은높은방사선노출량때문에주기적인촬영이필요한교정치료에일반적으로사용할수없으며, 두부계측방사선사진을촬영이사용된다. 따라서치과의사는두부계측방사선사진의단점을이해하면서계측하여야한다. 결론적으로, 본연구에서는후전방두부계측방사선사진과 영상에서 Me의편위각도의차이가있을수있다는것을확인하였다. 치과의사는후전방두부계측방사선사진과 영상의장단점을이해하고안면비대칭분석에적절히사용할것을권고한다. REFERENCES 1. Grummons DC, Kappeyne MA: A frontal asymmetry analysis. J Clin Orthod 1987;21:448-465. 2. Haraguchi S, Takada K, Yasuda Y: Facial asymmetry in subjects with skeletal Class III deformity. Angle Orthod 2002;72:28-35. 3. Ferguson JW: Cephalometric interpretation and assessment of facial asymmetry secondary to congenital torticollis. The significance of cranial base reference lines. Int J Oral Maxillofac Surg 1993; 22:7-10. 4. Matteson SR, Bechtold W, Phillips C, Staab EV: A method for three-dimensional image reformation for quantitative cephalometric analysis. J Oral Maxillofac Surg 1989;47:1053-1061. 5. Hwang HS, Hwang CH, Lee KH, Kang BC: Maxillofacial 3-dimensional image analysis for the diagnosis of facial asymmetry. Am J Ortho Dentofacial Orthop 2006;130:779-785. 6. Kragskov J, Bosch C, Gyldensted C, Sindet-Pedersen S: Comparison of the reliability of craniofacial anatomic landmarks based on cephalometric radiographs and three-dimensional scans. Cleft Palate Craniofac J 1997;34:111-116. 7. Cavalcanti MG, Vannier MW: Quantitative analysis of spiral computed tomography for craniofacial clinical applications. Dentomaxillofac Radiol 1998;27:344-350. 8. Ahn JS, Hwang HS: Relationship between perception of facial asymmetry and posteroanterior cephalo- metric measurements. Kor J Orthod 2001;31: 489-498. 9. Kwon TG, Park HS, Ryoo HM, Lee SH: A comparison of craniofacial morphology in patients with and without facial asymmetry-a three-dimensional analysis with computed tomography. Int J Oral Maxillofac Surg 2006;35:43-48. 10. Baek SH, Cho IS, Chang YI, Kim MJ: Skeletodental factors affecting chin point deviation in female patients with class III malocclusion and facial asymmetry: a three-dimensional analysis using computed tomography. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2007;104:628-639. 11. Jung YJ, Kim MJ, Baek SH: Hard and soft tissue changes after correction of mandibular prognathism and facial asymmetry by mandibular setback surgery: threedimensional analysis using computerized tomography. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2009;107:763-771. 12. You KH, Lee KJ, Lee SH, Baik HS: Three- dimensional computed tomography analysis of mandibular morphology in patients with facial asymmetry and mandibular prognathism. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2010;138:540.e1-e8. 13. Kim EJ, Palomo JM, Lee KM, Hwang HS: Maxillofacial characteristics affecting chin deviation between mandibular retrusion and prognathism patients. Angle Orthod 2011;81:988-993. 14. Kim SJ, Lee KJ, Lee SH, Baik HS: Morphologic relationship 152
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