[논문]3차원 중첩 기술 차이에 따른 디지털 치과용 지대치 인상체 및 경석고 모형의 스캐닝 정밀도 평가

전진훈

doi:10.5392/jkca.2018.18.12.639

3차원 중첩 기술 차이에 따른 디지털 치과용 지대치 인상체 및 경석고 모형의 스캐닝 정밀도 평가
Precision Evaluation of Scanning the Digital Dental Abutment Impression and Dental Gypsum Model according to 3-dimensional Superimposing Different Skills 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.18 no.12, 2018년, pp.639 - 645

전진훈 (경동대학교 치기공학과)

초록
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본 연구의 목적은 3차원 중첩 기술 차이에 따른 디지털 치과용 지대치 인상체 및 경석고 모형의 스캐닝 정밀도를 비교 평가하는 것이다. 상악 제1 소구치 지대치 인상체와 경석고 모형를 제작했다. 청색광 스캐너로 스캔하여 stereolithography (STL)을 얻었다. 지대치 인상체와 경석고 모형에 대하여 스캐너 테이블에서 이동하지 않은 채로 10번의 추가 스캔을 수행하였다. no control과 best-fit-alignment 기술을 사용하여 지대치 인상체와 경석고 모형 스캐닝 데이터를 중첩시킴으로써 10개의 color-difference maps과 root mean square (RMS) 데이터를 얻었다. 서로 간의 그룹 사이에 RMS data를 가지고 독립 t 검정을 수행하였다(${\alpha}=0.05$). 지대치 인상체 스캐닝에 있어서 no control과 best-fit-alignment의 RMS${\pm}$StandardDeviation (SD) 값은 $6.86{\pm}0.94$, $5.04{\pm}0.24$로 나타났고, 경석고 모형 스캐닝에 있어서는 $4.98{\pm}1.16$, $3.39{\pm}0.07$로 나타났으며, 모든 그룹 간에 유의한 차이를 보였다(P<0.001). 본 연구 결과를 통해 best-fit-alignment뿐만 아니라 no control은 디지털 치과캐드캠 연구 분야 및 임상 분야에 활용될 수 있다고 생각한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this research was to compare the precision of scanning the digital abutment impression and gypsum model according to 3-dimensional superimposing different skills. There were made with the abutment impression and gypsum model of a maxillary 1st premolar, blue light scanner scanned to obtain the stereolithography (STL) file. After the same process was performed 10 more times without moving them on the scanner table about the abutment impression and gypsum model, respectively (n=11, per types). By superimposing the date of scanning the abutment impression and gypsum model used with no control and best-fit-alignment skills, 10 color-difference maps and root mean square (RMS) data were obtained. The independent t-test was performed to compare RMS data between the each other groups (${\alpha}=0.05$). In the scanning abutment impressions, $RMS{\pm}SD$ of no control, best-fit-alignment showed $6.86{\pm}0.94$, $5.04{\pm}0.24$. in the scanning gypsum model, $4.98{\pm}1.16$, $3.39{\pm}0.07$, all groups showed a significant difference (P<0.001). Trough the this study's result, not only best-fit-alignment but no control is used with digital dental computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) research and clinical part.

주제어

표/그림 (4)

그림 그림 1. Schematic diagram of this research
그림 그림 2. 3-dimensional scan data
그림 그림 3. Qualitative comparison data utilized with three-dimensional color-difference-map of abutment impression and stone model; no control versus best-fit-alignment
표 표 1. Comparisons RMS±SD (㎛) Quantitative Values of Discrepancies of Scanning Abutment Tooth Impression and Stone Model according to Three-dimensional Superimposing Different Skills (n=10, respectively)

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구의 3차원 중첩 기술차이에 따른 지대치 인상체 및 경석고 모형의 스캐닝 정밀도 평가를 통해 디지털 치과 연구 분야 및 임상 분야에 유용한 정보를 제시하고자 한다.

가설 설정

본 연구는 3차원 중첩 기술 차이에 따른 지대치 인상체 및 경석고 모형의 스캐닝 정밀도 평가는 유의한 차이가 없다는 귀무가설로 출발하였다.

제안 방법

3차원 중첩 소프트웨어(Geomagic Verify 2015; 3D Systems, Cary, NC, USA)를 이용하여 지대치 인상체와 모형 스캐닝의 정밀도를 확인방법은 다음과 같다.
각각 인상체와 경석고 모형을 스캐너 테이블 위에 고정시킨 후 반복적으로 각각 11번의 스캐닝 작업을 하였다. 각각 인상체와 경석고 모형의 3차원 STL(stereolithography) file을 얻었다.
마지막으로 복제한 인상체를 이용하여 상악 제1 소구치 지대치 경석고 모형(Snow rock 3D scan stone; DK mungyo, Gimhae, Korea)을 제작하였다.
이 티타늄 지대치 모형 제작 이유는 인상 채득 시 경석고 모형 지대치와 비교해볼 때 표면마모를 최소화 할 수 있으며 정확한 인상채득이 가능하기 때문이다[10]. 이 후 스캐닝 및 정교한 인상채득이 가능한 extra light body의 고무인상재 (Aquasil Ultra plus XLV; Dentsply, St. York, PA, USA)를 이용하여 상악 제1 소구치 지대치 인상체를 제작하였다.
일반적인 있는 그대로의 데이터를 비교하는 검증방법인 no control 검증방법과 두 데이터간의 최소 오차 위치로 보정해주는 best-fit-alignment 검증방법 두 가지를 비교하였다.
지대치 인상체와 모형 스캐닝을 통해 얻은 11개씩의 STL file을 일대일 중첩시킴으로써 위의 두 가지 방법을 활용하여 각각 10개씩의 정성적 데이터인 color-difference-map과 정량적(report) 데이터인 RMS값을 얻었는데 공식은 다음과 같다.
지대치의 길이는 표준화 치열모형을 기준으로 정하였고 협설근원심 치경부는 deep chamfer margin으로 설정하였으며 협측 및 설측 치축면의 삭제량은 1^~1.5mm, 교합면 및 절단면의 삭제량은 1.5^~2 mm로 제작하였다. 협설근원심면은 치축면과 6°의 각도를 이루도록 하였고, margin angle과 point angle은 둥글게 다듬었다[3][6].
합성수지로 제작된 표준화 치열모형(AG-3; Frasaco, GmbH, Tettang, Germany)의 상악 제1 소구치를 선택한 후, 전부도재관을 위한 지대치를 형성하였는데 지대치의 특징은 다음과 같았다.
합성수지를 이용한 상악 제1 소구치 지대치 형성 후 이를 복제 밀링 작업을 통하여 티타늄 지대치 모형을 제작하였다[8][9]. 이 티타늄 지대치 모형 제작 이유는 인상 채득 시 경석고 모형 지대치와 비교해볼 때 표면마모를 최소화 할 수 있으며 정확한 인상채득이 가능하기 때문이다[10].

대상 데이터

지대치는 상악치아 가운데 예비 실험을 통해 스캐닝이 가능한 치아들 가운데 상악 제1 소구치를 대상으로 하였다. 상악 제1소구치는 전치부의 특성과 대구치의 특성을 고루 갖춘 대표적인 치아이므로 본 연구에서 선정하게 되었다. 합성수지로 제작된 표준화 치열모형(AG-3; Frasaco, GmbH, Tettang, Germany)의 상악 제1 소구치를 선택한 후, 전부도재관을 위한 지대치를 형성하였는데 지대치의 특징은 다음과 같았다.
지대치는 상악치아 가운데 예비 실험을 통해 스캐닝이 가능한 치아들 가운데 상악 제1 소구치를 대상으로 하였다. 상악 제1소구치는 전치부의 특성과 대구치의 특성을 고루 갖춘 대표적인 치아이므로 본 연구에서 선정하게 되었다.

데이터처리

3차원 중첩 기술 차이에 따른 지대치 인상체와 경석고 모형 스캐닝의 정밀도 차이 비교를 위하여 각각 10개씩의 RMS 데이터들을 통계 프로그램(IBM SPSS Version 22.0 for win; IBM SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 활용하여 독립 t검정을 시행하였다. 이 때, 제1종 오류 수준은 0.

성능/효과

3차원 중첩 기술 차이 (no control, best-fitalignment)를 이용한 스캐닝 정밀도 평가는 지대치 인상체보다 경석고 모형에서 조금 높은 정밀도를 보였으나, 두 가지 모두 높은 스캐닝 정밀도를 나타내었다. 또한 본 연구 결과를 통하여 best-fit-alignment뿐만 아니라 no control는 디지털 치과캐드캠 연구 분야 및 임상 분야에 활용될 수 있다고 생각한다.
6 ㎛ 정도의 경미한 오차를 보이고 있다. 이 결과는 3차원 중첩 프로그램의 best-fit-alignment 검증 시 지대치 인상체와 경석고 모형 모두 스캐닝 정밀도에 있어서 발생하는 오차를 설명할 수 있다. 왜냐하면 no control은 있는 그대로의 두 데이터 비교를 통해 참값에 가까운 결과를 얻는 중첩기술인데 반해 best-fit-alignment는 두 데이터의 최소 오차 위치로 보정하는 중첩기술이기 때문이다.

후속연구

따라서 앞으로의 연구에서는 스캐너의 인상체 및 경석고 모형 스캐닝에 대한 정밀도 개선에 대한 부분 그리고 3차원 중첩 프로그램에서의 오차 제어 기술에 관한 연구가 필요할 것으로 사료되며, 나아가 디지털 치과 캐드캠 의료장비들의 정밀도 개선을 위한 평가에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 한다고 생각된다.
3차원 중첩 기술 차이 (no control, best-fitalignment)를 이용한 스캐닝 정밀도 평가는 지대치 인상체보다 경석고 모형에서 조금 높은 정밀도를 보였으나, 두 가지 모두 높은 스캐닝 정밀도를 나타내었다. 또한 본 연구 결과를 통하여 best-fit-alignment뿐만 아니라 no control는 디지털 치과캐드캠 연구 분야 및 임상 분야에 활용될 수 있다고 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	3차원 중첩 기술 차이에 따른 지대치 인상체와 경석고 모형의 스캐닝 정밀도 평가의 결과는 어떠하였는가?	3차원 중첩 기술 차이 (no control, best-fitalignment)를 이용한 스캐닝 정밀도 평가는 지대치 인상체보다 경석고 모형에서 조금 높은 정밀도를 보였으나, 두 가지 모두 높은 스캐닝 정밀도를 나타내었다. 또한 본 연구 결과를 통하여 best-fit-alignment뿐만 아니라 no control는 디지털 치과캐드캠 연구 분야 및 임상 분야에 활용될 수 있다고 생각한다.
	캐드캠 장비중 하나인 스캐너는 어떠한 치과 치료에 가장 많이 쓰이는가?	디지털 치과 시대로의 진입과 발맞추어 최신 캐드캠(computer aided design/ computer aided manufacturing, CAD/CAM) 장비들이 등장하였다. 특히 그 중에 스캐너는 치과보철물 제작에 있어 가장 중요한 요소들 중 하나로 손꼽히고 있다[1][2].
	디지털 기술의 발전에 따라 인상체 스캐닝 정밀도와 경석고 모형 스캐닝의 차이점이 있는가?	인상체 스캐닝의 정밀도가 경석고 모형 스캐닝보다 낮다는 연구들이 발표되기도 하였다[2]. 하지만 최근 빠른 디지털 기술의 발전과 발맞추어 스캐너의 정밀도 또한 높아졌으며, 인상체 스캐닝의 정밀도가 경석고 모형의 스캐닝 정밀도와 차이가 없다는 연구결과들이 발표된 바 있다[2][3]. 그럼에도 불구하고 인상체 스캐닝의 정밀도에 관한 연구는 모형 스캐닝의 정밀도에 대한 연구와 비교해 볼 때 아직 부족한 실정이다[1][3].

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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