[논문]비접촉식 구강외 스캐너와 비디오방식 구강내 스캐너를 이용하여 제작된 보철물의 내면정확도 비교

박진영; 김지환; 정일도; 이광영; 김원수

doi:10.14347/kadt.2019.41.4.263

비접촉식 구강외 스캐너와 비디오방식 구강내 스캐너를 이용하여 제작된 보철물의 내면정확도 비교
Comparison of the Internal Fitness of Prostheses Fabricated with Non-Contact Extra-Oral Scanner and Intra-Oral Video Scanner 원문보기

대한치과기공학회지 = The Journal of Korean Academy of Dental Technology, v.41 no.4, 2019년, pp.263 - 269

박진영 (고려대학교 보건과학대학 보건과학연구소) , 김지환 (고려대학교 대학원 보건과학과 치의기공전공) , 정일도 (고려대학교 보건과학대학 보건과학연구소) , 이광영 (원광보건대학교 치기공과) , 김원수 (대전보건대학교 치기공과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The purpose of this study was to evaluate the internal fitness of prostheses fabricated with non-contact extra-oral scanner and those fabricated with intra-oral video scanner, with a comparative accuracy analyses of their precision and trueness. Methods: A polymethyl methacrylate (PMMA) model was fabricated by replicating a master model. The prostheses in the first group were fabricated based on the PMMA model with an intra-oral video scanner (IVS group). Following the fabrication of work models with Type IV Stone that were based on the PMMA model, the prostheses in the second group were fabricated with a non-contact extra-oral scanner (ENB group). The precision and trueness of the prostheses were calculated from comparisons of the three-dimensional images of the internal surfaces of the prostheses and those of the master model. Kruskal-Wallis tests were used to determine the statistical significance, with the level of type 1 error set at 0.05. Results: Trueness (P < 0.009) and precision (P < 0.001) did not differ significantly between the ENB and IVS groups. The IVS group exhibited lower trueness values and larger precision values than the ENB group. Conclusion: Although no significant differences were found in the internal fitness of the prostheses that were fabricated by the two different scanners, the intraoral video scanner-fabricated prostheses had better trueness, whereas the non-contact extra-oral scanner-fabricated prostheses had better precision.

주제어

표/그림 (6)

그림 Figure. 1. A digital workflow of this study.
표 Table 1. Scanner type used in this study
그림 Figure 2. The three-dimensional measurement method for evaluating scanner type.
그림 Figure 3. Accuracy (Trueness, Precision) evaluation of scanner type (IVS, ENB)
그림 Figure. 4. Box plot showing the trueness and precision of prostheses fabricated with blue light scanners and intraoral video scanners.
표 Table 2. Comparison of discrepancies in scanner type

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 문제를 해결하고자 구강스캐너를 이용한 인상채득방식의 중요성이 주목받고 있는 실정이며 많은 개발과 연구가 이루어지고 있다. 따라서 이 연구의 목적은 모델스캐너와 구강스캐너를 이용하여 제작된 보철물의 내면정확도 비교하는 것이다. 귀무가설은 모델스캐너와 구강스캐너의 내면 정확도는 차이가 있다.

가설 설정

따라서 이 연구의 목적은 모델스캐너와 구강스캐너를 이용하여 제작된 보철물의 내면정확도 비교하는 것이다. 귀무가설은 모델스캐너와 구강스캐너의 내면 정확도는 차이가 있다.
009)이므로 차이가 별로 없다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 연구의 귀무가설은 기각되었다.

제안 방법

4축 밀링장비 (Cendres & Metaux SA; Biel-Bienne, Switzerland) 이용하여 Pekkton 하부구조을 5개 반복 밀링 한 후 복합수지 (micro-hybrid resin composite, Gradia Direct; GC, Tokyo, Japan)로 외형을 축성하여 Pekkton 크라운(IVS군)을 제작하였다.
4축 밀링장비(Cendres & Metaux SA; Biel-Bienne, Switzerland)를 이용하여 Pekkton framework을 5개 반복 밀링 한 후 복합수지 (micro-hybrid resin composite, Gradia Direct; GC, Tokyo, Japan)로 외형을 축성하여 Pekkton 크라운(ENB군)을 제작하였다.
Germany)를 이용하여 5번 스캔하여 RST-Cerec 파일을 얻었다. RSTCerec 파일을 가지고 CEREC Connect software 4.3을 이용하여 임상적인 크라운을 디자인하였다. 4축 밀링장비 (Cendres & Metaux SA; Biel-Bienne, Switzerland) 이용하여 Pekkton 하부구조을 5개 반복 밀링 한 후 복합수지 (micro-hybrid resin composite, Gradia Direct; GC, Tokyo, Japan)로 외형을 축성하여 Pekkton 크라운(IVS군)을 제작하였다.
모델스캐너와 구강스캐너를 이용하여 제작된 보철물의 내면을 비 접촉식 청색광 스캐너로 스캔하여 3차원 형상의 디지털 데이터로 변환하였다.
변환된 수많은 점들로 이루어진 point cloud 데이터는 3D 검증 소프트웨어(Geomagic Verify; Geomagic GmbH, Stuttgart, Germany)로 기존파일(CAD Reference file)의 3D-surface 형상을 투영시켜 Color difference map을 얻었다. Color difference map은 차이가 없는 부분을 green color로 나타내었고, 양의 오차를 red color, 음의 오차를 blue color로 나타내었다.
본 연구에서는 모델스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 대조군(Extra-oral scanner & non-contact blue light, ENB군) 과 구강스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 실험군 (Intra-oral scanner & Video streamline,IVS군)들로 실험을 실시하였다.
비 접촉식 청색광 스캐너 (Identica® BLUE; Medit Co. Ltd., Seoul, Korea)를 이용하여 5번 스캔하여 얻어진 파일을 가지고 디자인 프로그램 (Delcam PowerSHAPE Pro®, Delcam Plc; Birmingham)을 이용하여 임상적인 크라운을 디자인하였다.
아크릴 모델 (AG-3 ZPVK 16, Fracaco GmbH, Tettnang, Germany)을 실리콘 (Deguform®; DeguDent GmbH, Hanau-wolfgang, Germany)이용하여 복제한 후 PMMA (JT; Lang Dental Mfg. Co. Inc., Wheeling, IL, USA)를 부어서 주 모형을 얻었다.
제작된 보철물의 3차원 형상의 디지털 데이터를 가지고 3D 검증 소프트웨어를 사용하여 서로 비교할 수 있는 조합 방식으로 각각 겹쳐 내면의 Precision을 비교하였다(Fig. 3).
주 모형을 구강스캐너 (Cerec® omnicam; Sirona Dental System, Bensheim,. Germany)를 이용하여 5번 스캔하여 RST-Cerec 파일을 얻었다.
주 모형을 복제하여 음형의 부위에 type IV 석고(Dentona esthetic-base gold; Dentona AG, Dortmund, Germany)을 주입시켜 연구모형을 얻었다. 비 접촉식 청색광 스캐너 (Identica® BLUE; Medit Co.
그러나 Brosky 등(Brosky et al, 2002) 연구에 의하면 더 이상 디지털 구강 인상채득 방법에서는 선거리 측정이 사용되지 않는다고 보고하였으며, 디지털 모델의 accuracy는 비교하고자 하는 대상을 original geometry와 겹쳐봄으로써 편차를 3차원 거리로 산출할 수 있다고 보고하고 있다(Ender Mehl, 2014). 현 연구에서는 모델스캐너와 구강 스캐너의 두 가지 스캐너를 비교하고자 3-Dimensional Superimposition Techniques을 이용하여 precision과 trueness를 측정하여 Accuracy를 구하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 모델스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 대조군(Extra-oral scanner & non-contact blue light, ENB군) 과 구강스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 실험군 (Intra-oral scanner & Video streamline,IVS군)들로 실험을 실시하였다. 각 군당 5개의 시편을 제작하여 총 10개의 시편을 제작하였다(Table 1, fig. 1).

데이터처리

모델스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 대조군(Extra-oral scanner & noncontact blue light, ENB군)과 구강 스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 실험군 (Intra-oral scanner& Video streamline, IVS군)간 차이의 통계적 유의성을 검정하기 위하여 비모수 검정방법인 Kruskal-Wallis test를 시행하였다.
모델스캐너와 구강 스캐너의 정확도를 평가하기 위하여 기존 파일과 제작된 보철물의 내면의 3차원 형상의 디지털 데이터를 가지고 Trueness 값과 Precision 값을 구하고 정확도의 기술적 통계는 평균, 표준편차로 나타내었다(Table 2). 모델스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 대조군(Extra-oral scanner & noncontact blue light, ENB군)과 구강 스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 실험군 (Intra-oral scanner& Video streamline, IVS군)간 차이의 통계적 유의성을 검정하기 위하여 비모수 검정방법인 Kruskal-Wallis test를 시행하였다.
스캐너를 통하여 얻은 지대치 위에 디자인을 통해 얻은 기존 파일(CAD Reference file)과 제작된 보철물의 내면을 3차원 형상의 디지털 데이터로 변환된 파일을 3D 검증 소프트웨어(Verify; Geomagic GmbH, Stuttgart, Germany)를 사용하여 각각 겹쳐 내면의 Trueness를 비교하였다(Fig. 3).
Color difference map은 차이가 없는 부분을 green color로 나타내었고, 양의 오차를 red color, 음의 오차를 blue color로 나타내었다. 총 Point의 개수는 개당 약 66,554개이고 서로 겹쳐진 기존 파일(CAD Reference file)과 모든 point 사이의 간격 오차를 소프트웨어 상에서 Root Mean Square (RMS)값으로 환산하여 그 평균과 표준편차를 구하였다(Fig. 2).

이론/모형

IVS군의 경우 카메라 봉(wand)을 손으로 잡고 스캔을 해야 하기에 작업자의 숙련도에 따른 오차가 발생한 것으로 볼 수 있다. 또한, 구강 내 스캐너는 단일 이미지를 순차적으로 결합하여 스캔 데이터를 형성하는 스티칭(Stitching) 기술을 사용한다. 스티칭 기술의 경우 이미지가 잘못 결합이 되는 경우 이미지 변형을 일으켜 정밀성(precision)에 부정확한 영향을 준다(Nedelcu & Persson, 2014).

성능/효과

2를 보면 ENB군과 IVS군의 Precision은 전체적으로 green color를 보였으며 마진부위에 약간의 negative discrepancies (blue color) 를 보였다. ENB군과 IVS군의 Trueness는 전체적으로 green color를 보였으나 교합면 부위에서 positive discrepancies (red color)가 강하게 나타났다.
Trueness에서 IVS군이 ENB군보다 작은 값을 보였으며, Precision에서 ENB군이 IVS군보다 작은 값을 보였고, 비모수 검정방법인 KruskalWallis test 시행한 결과 ENB군과 IVS군가 Trueness(P<0.009), Precision (P<0.001)에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다(Table 2, Fig.4).
두 개의 서로 다른 스캐너에 의해 제작된 보철물 내부적합성이 큰 차이가 보이지 않았지만, 구강 내 스캐너가 모델스캐너보다 trueness 값이 우수하였으며, 반면에 precision은 모델스캐너가 더 좋은 값을 보였다. 그리고 두 스캐너 모두 임상적으로 사용한 범위 안에 있다.
모델스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 대조군(Extra-oral scanner & non-contact blue light, ENB군) Trueness값의 평균(표준편차)는 32.92(1.45) µm로 나타났고 Precision값의 평균은 13.16(1.22) µm로 나타났으며, 구강 스캐너를 이용하여 제작된 보철물인 실험군 (Intra-oral scanner& Video streamline, IVS군) Trueness값의 평균은 29.16(1.19)µm로 나타났고 Precision값의 평균은 16.38(1.54) µm로 나타났다(Table 2 and Fig.4).
이 연구의 결과, ENB군이 IVS군보다 Precision이 작은 값을 보여 모델스캐너가 동일한 조건 내에서 연속적인 측정으로 얻어진 결과값이 우수하다는 것을 알 수 있다(Table 2, Fig.4). IVS군의 경우 카메라 봉(wand)을 손으로 잡고 스캔을 해야 하기에 작업자의 숙련도에 따른 오차가 발생한 것으로 볼 수 있다.

후속연구

현 연구에서는 구강의 스캔 시 발생하는 구강 환경적인 요인을 배제함으로써 혼란 변수를 제거하여 스캐너에 따른 정확도를 실질적으로 비교하였다는 점에서 의의가 있다. 그러나 구강 내 스캐너를 이용하여 구강을 직접 스캔하지 못하여 임상적으로 평가하지는 못하였다는 연구의 한계점이 있다. 차후 연구에서는 구강을 고려한 연구가 폭넓게 진행되어야 할 것이다.
그러나 구강 내 스캐너를 이용하여 구강을 직접 스캔하지 못하여 임상적으로 평가하지는 못하였다는 연구의 한계점이 있다. 차후 연구에서는 구강을 고려한 연구가 폭넓게 진행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Video streamline의 특징은 무엇인가?	그리고 구강 스캐너는 환자 치아를 직접 스캔하는 작업으로 3차원 형상의 디지털 모델을 얻을 수 있다(Kim et al, 2014a; Kim et al, 2014b; Jeong et al, 2016). 구강 스캐너 중 Video streamline 스캐너는 파우더 없이 제작할 수 있으며, Video streamline 기술을 이용하여 동영상을 찍듯이 치아의 표면을 스캔하고, 원래의 치아가 가지고 있는 정보인 변색, 아말감 필링, 골드 필링 등의 색상을 그대로 읽어내며, 긴 스팬의 스캔에도 적합하다. 또한, 높은 촬영 심도는 높은 품질과 정밀도의 이미지를 전달해 주며, 치아와 맞닿아 있을 때도 촬영할 수 있다.
	3차원 형상을 얻는 방법은 무엇이 있는가?	3차원 형상을 얻는 방법으로는 모델스캐너와 구강 스캐너가 대표적으로 있다. 모델스캐너는 구강에서 인상 체득한 안상체에 석고를 부어 제작된 석고 모형을 가지고 스캔하여 3차원 형상의 디지털 모델을 얻는다(Jeon et al, 2015a; Jeon et al, 2015b).
	치과보철물의 적합이 중요한 이유는 무엇인가?	부적합한 적합의 경우 치주병변, 플러그 축적, 이차우식, 미세누출, 염증근관 치료, 치주질환을 야기시킨다(Park et al, 2015). 따라서, 보철물의 적합이 중요하며, e Silva의 논문에 따르면 적합한 적합은 인상체득의 정확도와 인상체의 품질에 의존한다고 보고하고 있다(e Silva et al, 2014).

참고문헌 (18)

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저자의 다른 논문 :

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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