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제작방법에 따른 임플란트 수술 가이드의 정확성비교: stereolithography와 positioning device로 제작한 수술 가이드
Evaluation of the accuracy of two different surgical guides in dental implantology: stereolithography fabricated vs. positioning device fabricated surgical guides 원문보기

대한치과보철학회지 = The journal of Korean academy of prosthodontics, v.50 no.4, 2012년, pp.271 - 278  

권창렬 (연세대학교원주의대 치과보철과) ,  최병호 (연세대학교원주의대 구강악안면외과) ,  정승미 (연세대학교원주의대 치과보철과) ,  주상돈 (대구예치과)

초록
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연구 목적: 최근 정확하면서도 외상이 적은 임플란트 식립을 위해 임플란트 수술용 가이드가 많이 쓰이고 있다. 그 중 대표적인 방식이 stereolithography 방식과 positioning device로 제작한 방식이다. 본 연구는 이 두 가지 방식의 정확성을 비교하기 위하여 4 가지 형태의 치아상실 모델에서 실험 후 정확성에 관하여 분석하였다. 연구 재료 및 방법: 4가지 형태 치아 결손 모델 각각에 대하여 stereolithography 방법과 positioning device를 이용한 방법으로 수술 가이드를 제작하였다. 제작된 수술 가이드를 제작에 사용되었던 치아모델에 장착하여 수술 가이드의 내면과 모델의 치아표면 사이 공간크기를 측정하여 가이드의 적합도를 평가하였다. 또한 이 수술 가이드를 이용하여 총 40개 모델에서 임플란트 시술을 진행하고, 시술 후 모델을 다시 cone-beam computed tomography촬영 하여 수술 전후 영상을 중첩시켜 계획 상의 임플란트와 실제 시술한 임플란트의 위치를 비교하였다. 통계학적인 검증을 위하여 PASW Statistics$^{(R)}$ 18.0을 이용하여서 Mann-Whitney U 검정을 사용하였다. 결과: 수술 가이드 내면과 모델 사이 공간크기가 stereolithography는 $1.4{\pm}0.3mm$이고, positioning device는 $0.4{\pm}0.3mm$로 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(P<.05). Stereolithography는 오차가 근원심 측에서 $3.9{\pm}1.6^{\circ}$, 협설 측에서 $2.7{\pm}1.5^{\circ}$, 깊이에서 $1.9{\pm}0.9mm$였다. 반면 positioning device는 오차가 근원심 측에서 $0.7{\pm}0.3^{\circ}$였고, 협설측에서 $0.3{\pm}0.2^{\circ}$, 깊이에서 $0.4{\pm}0.2mm$였다. 두 수술 가이드 제작방법은 모든 방향에서의 오차에서 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(P<.05). 결론: 본 연구의 결과는stereolithography방법보다 positioning device를 이용하여 수술 가이드를 제작할 때 C.T.와 임플란트 치료 계획 프로그램을 이용하여 미리 계획한 임플란트 식립 위치와 방향으로 더 정확하게 식립 할 수 있음을 보여 주었다.

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Purpose: Recently implant surgical guides were used for accurate and atraumatic operation. In this study, the accuracy of two different types of surgical guides, positioning device fabricated and stereolithography fabricated surgical guides, were evaluated in four different types of tooth loss model...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 11,21 본 연구에서는 동일 치아모형에서 비교 평가하였고 다양한 결손모델 각각의 경우에도 비교하였다. 수술 가이드의 정확성을 비교 평가하는데 중요한 또 다른 요인은 시술 전후 영상을 중첩시키는 방법이다.
  • 4가지 형태 치아 결손 모델 각각에 대하여 stereolithography 방법으로 제작된 5개의 수술 가이드와 positioning device로 제작된 5개의 수술 가이드를 이용하여 총 40개 모델에서 각각 무피판임플란트 시술을 진행하였다. Positioning device로 제작된 수술 가이드는 이 가이드를 위해 제작된 Anyguide 수술키트(MegaGen, Seoul, South Korea)로, stereolithography로 제작된 수술 가이드는 Quick Guide 수술키트(Osstem, Seoul, South Korea)로 진행하였다.
  • 제작한 방사선 가이드를 모델에 장착한 상태에서1번만 CBCT 촬영을 하였다. DICOM 파일을 Simplant (Materialise, Leuven, Belgium) 소프트웨어로 옮긴 뒤 최종 보철 수복물과 골의 형태를 고려하여 임플란트 위치를 결정하였다(Fig. 4B). 가이드 핀과 기준점을 이용하여 결정된 임플란트 위치에 대한 x, y, z 좌표 값을 구하였다.
  • 7. Measuring the gap between the surgical guide and the model to evaluated the fitness.
  • 4가지 형태 치아 결손 모델 각각에 대하여 stereolithography 방법으로 제작된 5개의 수술 가이드와 positioning device로 제작된 5개의 수술 가이드를 이용하여 총 40개 모델에서 각각 무피판임플란트 시술을 진행하였다. Positioning device로 제작된 수술 가이드는 이 가이드를 위해 제작된 Anyguide 수술키트(MegaGen, Seoul, South Korea)로, stereolithography로 제작된 수술 가이드는 Quick Guide 수술키트(Osstem, Seoul, South Korea)로 진행하였다. 드릴링은 임플란트의 길이와 직경에 따라 수술키트에 있는 드릴 순서대로 진행하였다(Fig.
  • Stereolithography 방법과 positioning device를 이용한 방법으로 4가지 형태 치아 결손 모델 각각에 대하여 각각 5개씩 총 20개의 수술 가이드를 제작하였다.
  • 하악의 경우 좌 우 제1, 2 대구치가 모두 결손인 모델과 좌측 제2 소구치와 제1, 2 대구치와 우측 제2 소구치, 제1 대구치가 결손인 모델을 준비하였다. 그래서 싱글 케이스와 부분 무치악인 경우와 Kennedy class II인 후방연장 케이스와 Kennedy class III인 케이스 그리고 상악과 하악을 각각 준비하여서 각 경우를 비교할 수 있도록 했다(Fig. 1A). 실리콘으로 치은 부위를 만들고, Misch 골밀도 분류 D3에 15 해당하는 골질의 나무재질로 치조골 부위를 만들었다.
  • 두 수술 가이드의 구강 내 적합성과 오차를 비교 및 각 모델에 따른 오차를 비교하였다. 통계모집단이 정규분포를 따르지 않아서 Mann-Whitney U 검정을 사용하였다.
  • Positioning device로 제작된 수술 가이드는 이 가이드를 위해 제작된 Anyguide 수술키트(MegaGen, Seoul, South Korea)로, stereolithography로 제작된 수술 가이드는 Quick Guide 수술키트(Osstem, Seoul, South Korea)로 진행하였다. 드릴링은 임플란트의 길이와 직경에 따라 수술키트에 있는 드릴 순서대로 진행하였다(Fig. 6).
  • 레진을 이용하여 4가지 형태로 치아가 결손 된 모델을 만들었다. 모델은 상악의 경우 우측 중절치, 측절치, 좌측 중절치, 측절치 4개가 결손인 모델과 좌측 중절치 하나만 결손인 모델을 각각 제작하였다.
  • 먼저 방사선 가이드를 제작하였다. 실험 모델을 복제하여 석고모형을 만들어 Orthocryl® (Dentaurum, Ispringen, Germany) 레진을 부어 레진 템플레이트를 만들었다.
  • 모델 바닥의 10개의 기준점, 3차원 영상을 이용하여 원래 계획하였던 임플란트의 위치와 현재 임플란트의 위치를 입력 후 수술 전후 모델의 영상중첩을 시행하였다. 모델 바닥의 10 개의 기준점들을 각각 연결한 선을 기준삼아서 근 원심, 협설 각도 및 수직 깊이의 오차를 측정했다(Fig. 8).
  • 술후 모델을 CBCT촬영하여 Simplant 프로그램에서 불러왔다. 모델 바닥의 10개의 기준점, 3차원 영상을 이용하여 원래 계획하였던 임플란트의 위치와 현재 임플란트의 위치를 입력 후 수술 전후 모델의 영상중첩을 시행하였다. 모델 바닥의 10 개의 기준점들을 각각 연결한 선을 기준삼아서 근 원심, 협설 각도 및 수직 깊이의 오차를 측정했다(Fig.
  • 3 mm의 오차를 보이는 부정확한 방법이라고 보고하였다. 본 연구에서는 미리 모델 제작 시 모델 바닥에 10개의 기준점을 만들어 영상중첩에 사용하여 수술 전후 모델의 영상을 정확하게 중첩시키도록 하였고, 그래서 술 후 분석을 위한 영상중첩에서 객관적 기준을 마련하여 그 정확성을 높였다.
  • 수술 가이드를 치아모델에 장착하고, 최후방 치아 중간까지 수술용 가이드를 삭제 후 가이드의 내면과 모델 사이에 생긴 최대 공간크기를 캘리퍼스를 이용하여 공간의 수직높이로 측정하였다(Fig. 7).
  • 1A). 실리콘으로 치은 부위를 만들고, Misch 골밀도 분류 D3에 15 해당하는 골질의 나무재질로 치조골 부위를 만들었다.
  • 실험 모델을 복제하여 석고모형을 만들어 Orthocryl® (Dentaurum, Ispringen, Germany) 레진을 부어 레진 템플레이트를 만들었다.
  • 실험 모델을 복제하여 석고모형을 만들어 투명한 Orthocryl®레진을 부어 레진 템플레이트를 만들었다.
  • # (Implant Position System, SchutzDental GmbH, Rosbach, Germany) 테이블 위에 모형을 얹고 영점의 위치를 잡았다. 영점의 위치에서 타이타늄 재질의 가이드핀(길이 10 mm, 두께 3 mm)을 임플란트를 식립할 부위마다 위치시키고 레진으로 고정한 뒤 gutta-percha marker (직경 1 mm) 2개를 레진 템플레이트에 표시하여 CT영상 분석 시에 기준점으로 사용할 수 있게 하였다(Fig. 4A).
  • 이 2개의 DICOM (digital imaging and communications in medicine) 파일을 Osstem Quickguide® (Osstem, Seoul, Korea) 소프트웨어로 옮겨서 표시해두었던 10개의 gutta-percha marker를 기준으로 두 영상을 중첩한 뒤 수술 가이드를 디자인하였다(Fig. 2B).
  • 2B). 이 데이터를 쾌속 조형(rapid prototyping) 기계에 입력하여, 레이저로 레진을 경화 시켜 가이드의 실물을 만들면서 임플란트의 식립 위치와 방향에 임플란트와 드릴이 통과할 수 있도록 원통형의 공간을 만들어 준다. 이 부위에 금속 슬리브를 장착하여 수술 가이드를 완성하였다(Fig.
  • 이렇게 제작된 방사선 가이드를 모델에 장착한 상태에서 cone beam computer tomography (Vatech, HwaSung, South Korea) 촬영을 한 다음 방사선 가이드만 다시 한번 더 촬영하였다. 이 2개의 DICOM (digital imaging and communications in medicine) 파일을 Osstem Quickguide® (Osstem, Seoul, Korea) 소프트웨어로 옮겨서 표시해두었던 10개의 gutta-percha marker를 기준으로 두 영상을 중첩한 뒤 수술 가이드를 디자인하였다(Fig.
  • 정확도를 객관적으로 비교하기가 어려웠다. 이에 본 연구에서는 4가지 형태의 치아상실 모델 20개를 준비하여 각 모델에서 stereolithography와 positioning device를 이용하여 수술 가이드를 제작하고 이를 이용하여 각 치아모형에서 임플란트를 시술하여 제작방법에 따른 수술 가이드의 정확성에 관하여 비교 분석하였다.
  • 임플란트 식립 전후 모델의 영상을 중첩시켜 정확성을 영상에서 측정하기 위해 모델 바닥에 깊이와 너비가 1 mm gutta-percha marker 10개를 만들었다(Fig. 1B).
  • 실험 모델을 복제하여 석고모형을 만들어 Orthocryl® (Dentaurum, Ispringen, Germany) 레진을 부어 레진 템플레이트를 만들었다. 템플레이트의 형태는 모든 치아와 치은점막을 덮는 형태로 제작을 하며, 10개의 guttapercha marker (직경 1 mm)를 분산 만들었다(Fig. 2A).

대상 데이터

  • 레진을 이용하여 4가지 형태로 치아가 결손 된 모델을 만들었다. 모델은 상악의 경우 우측 중절치, 측절치, 좌측 중절치, 측절치 4개가 결손인 모델과 좌측 중절치 하나만 결손인 모델을 각각 제작하였다. 하악의 경우 좌 우 제1, 2 대구치가 모두 결손인 모델과 좌측 제2 소구치와 제1, 2 대구치와 우측 제2 소구치, 제1 대구치가 결손인 모델을 준비하였다.

데이터처리

  • 두 수술 가이드의 구강 내 적합성과 오차를 비교 및 각 모델에 따른 오차를 비교하였다. 통계모집단이 정규분포를 따르지 않아서 Mann-Whitney U 검정을 사용하였다. 유의수준은 0.
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