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문제 정의
- 따라서 이 연구는 한국인 상악 유전치의 평균 크기와 형태를 3차원적으로 재현하고 이와 같은 자연치를 모델로 현재 임상에서 많이 사용되고 있는 3종의 기성 크라운 즉, 레진관(Celluloid strip crown; CS), 레진피복 금속관(Resin veneered stainless steel crown; RVSS), 지르코니아 크라운(Zirconia crown; ZR)의 크기와 형태를 3차원적으로 계측하여 상호 비교함으로써 한국인 치아에 적합한 형태와 크기를 선택하는데 있어 기본적인 자료를 제공하고, 각 기성 크라운 별 치질 삭제량을 알아보고자 한다.
- 따라서 이 연구는 한국인 유전치의 3차원적 계측을 통하여 평균적인 치아모형을 재현하고 이를 기준으로 기성 크라운의 크기와 형태를 비교함으로써 임상에서 기성 크라운의 크기 선택과치아 삭제를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
- 따라서 이 연구에서는 재현된 한국인 자연치를 기준으로 각 기성 크라운별로 가장 형태가 유사한 크기를 선별한 후 이를 자연치와 중첩시켜 수복시 필요한 치아 삭제량을 구하여 향후 가이드라인 제정에 필요한 기초 자료로 활용할 수 있도록 하였다.
제안 방법
- 300개의 유전치 석고모델을 대상으로 3D 스캐너(IdenticaT500®, MEDIT Inc., Korea)를 이용하여 스캔한 후 컴퓨터 이미지 프로그램(Geomagic® design X, 3D SYSTEMS, Morrisville, NC, USA)에서 유중절치와 유측절치의 형태를 수치화하여 저장하였다.
- 300명의 어린이를 대상으로 상악 유중철치와 유측절치를 3차원 스캔하여 치아의 평균 형태를 재현하였다. 이 연구에서 측정한 치관의 크기는 근원심 너비의 경우 유중절치는 6.
- Geomagic® design X 프로그램을 이용하여 상악 유중절치, 유측절치를 대상으로 각 기성 크라운별로 가장 유사한 크기의 크라운 내면을 중첩하여 크라운 수복에 필요한 치아 삭제량을 평가하였다.
- 각 치관의 순면과 구개면의 최대 풍융부를 연결한 선의 이등분점과 절단연의 중앙을 연결한 선의 중점이 만나는 점을 기준점(reference point)으로 설정하였으며 이 두 점을 연결한 선을 기준선(reference line)으로 하였다(Fig. 2A). 다음 각 치관의 근심면에서 원심면까지, 절단연에서 치경부까지 각각 9개의 평면으로 나누고 이들 평면들이 치관 외면에서 만나는 교점을 치아치관과 기성 크라운들의 중첩을 위한 기준 좌표점(coordinationpoint)으로 설정하였다(Fig.
- , Korea)를 이용하여 스캔한 후 컴퓨터 이미지 프로그램(Geomagic® design X, 3D SYSTEMS, Morrisville, NC, USA)에서 유중절치와 유측절치의 형태를 수치화하여 저장하였다. 각각의 기성 크라운 중 입체적으로 재현된 한국인 표준모델을 기준으로 치관의 높이와 근원심폭이 유사한 3개의 크기를 각 크기 당 10개씩 선정하여 역시 3D 스캔하여 입체적으로 재현하였다(Fig. 1).
- 기성 크라운의 외면은 스캔용 도포제(Easy Scan®, NABAKEM, Asan, Korea)를 바른 후 스캔하였으며 기성 크라운의 내면은 실리콘 인상재로 내부를 양형으로 복제한 후 스캔하였다.
- 2A). 다음 각 치관의 근심면에서 원심면까지, 절단연에서 치경부까지 각각 9개의 평면으로 나누고 이들 평면들이 치관 외면에서 만나는 교점을 치아치관과 기성 크라운들의 중첩을 위한 기준 좌표점(coordinationpoint)으로 설정하였다(Fig. 2B). 컴퓨터 이미지 분석 프로그램인 MATLAB® program (Math Works Inc.
- 생성된 한국인 치아모형에서 치관의 근원심 너비(mesio-distal width), 치관 높이(crown height, 혹은 절단연-치경부 길이 =incisal-cervical length), 치관 ratio(labio-lingual width / mesiodistal width), 순면의 곡률반경(radius of curvature)을 측정하였다. 순면의 곡률반경은 순면을 수평방향과 수직방향으로 나누고 이를 다시 근원심 방향으로 3등분, 절단연-치경부 방향으로 3등분하여 측정하였으며, 이들의 평균값을 각각 횡곡률반경 및 종곡률반경의 값으로 표시하였다.
- 생성된 한국인 치아모형에서 치관의 근원심 너비(mesio-distal width), 치관 높이(crown height, 혹은 절단연-치경부 길이 =incisal-cervical length), 치관 ratio(labio-lingual width / mesiodistal width), 순면의 곡률반경(radius of curvature)을 측정하였다. 순면의 곡률반경은 순면을 수평방향과 수직방향으로 나누고 이를 다시 근원심 방향으로 3등분, 절단연-치경부 방향으로 3등분하여 측정하였으며, 이들의 평균값을 각각 횡곡률반경 및 종곡률반경의 값으로 표시하였다.
- , NABAKEM, Asan, Korea)를 바른 후 스캔하였으며 기성 크라운의 내면은 실리콘 인상재로 내부를 양형으로 복제한 후 스캔하였다. 스캔된 기성 크라운은 각 제조사에서 제시하고 있는 치은연하로 위치될 길이를 차감한 후 입체적으로 재현하였다.
- 한국인 자연치 형태에 대한 평균 모형을 기준으로 위에서 기술한 방법에 의해 3종류의 기성 크라운 별로 모양이 자연치와 가장 유사하다고 평가된 1개의 기성 크라운을 선정하고, 이 기성 크라운 내면을 3차원적으로 측정하여 수복에 필요한 치질 삭제량을 평가하였다. 자연치 치관과 각 기성 크라운 내면을 각각의 기준점과 선 그리고 치경부 마진을 일치시켜 자연치 치관과 기성 크라운 내면을 중첩시킨 후 앞서 설정한 치아내의 가로 세로 각각 9개의 평면에서 치아 삭제량을 측정하였다. 치질 삭제량은 부위별 즉, 절단연, 인접면, 그리고 순설면은 근원심 방향과 절단연-치경부 방향으로 각각 3 분할하여 측정하였다(Fig.
- 3) 각 평가 척도별로 3종류의 기성 크라운을 대상으로 3가지 크기의 크라운을 자연치와 유사한 순서대로 각각 3점, 2점, 1점으로 점수를 매겨 한국인 자연치 모형과 가장 유사한 크기의 크라운을 선정하였으며 각 기성 크라운에서 자연치와 가장 유사하다고 판정된 크기를 대상으로 이를 기성 크라운간의 자연치에 대한 유사성을 서로 비교하였다. 자연치와의 기성 크라운 간의 형태학적 유사성을 평가하기 위해 상기 4개의 평가 척도에 동일한 가중치(25%)를 부여하였다.
- 치관의 근원심 너비, 치관 높이, 치관 ratio, 순면의 곡률반경을 평가 척도로 하여(Fig. 3) 각 평가 척도별로 3종류의 기성 크라운을 대상으로 3가지 크기의 크라운을 자연치와 유사한 순서대로 각각 3점, 2점, 1점으로 점수를 매겨 한국인 자연치 모형과 가장 유사한 크기의 크라운을 선정하였으며 각 기성 크라운에서 자연치와 가장 유사하다고 판정된 크기를 대상으로 이를 기성 크라운간의 자연치에 대한 유사성을 서로 비교하였다. 자연치와의 기성 크라운 간의 형태학적 유사성을 평가하기 위해 상기 4개의 평가 척도에 동일한 가중치(25%)를 부여하였다.
- 치아우식증이나 파절이 없는 건전한 상악 유중절치와 유측절치를 가지고 있는 300명(남자 157명, 여자 143명; 평균 연령4.73 ± 0.89세)의 환자를 대상으로 인상을 채득하여 석고모델을 만들고, 이를 3D 스캔하여 컴퓨터 이미지 프로그램을 이용하여 3차원 모형을 재현하였다.
- 자연치 치관과 각 기성 크라운 내면을 각각의 기준점과 선 그리고 치경부 마진을 일치시켜 자연치 치관과 기성 크라운 내면을 중첩시킨 후 앞서 설정한 치아내의 가로 세로 각각 9개의 평면에서 치아 삭제량을 측정하였다. 치질 삭제량은 부위별 즉, 절단연, 인접면, 그리고 순설면은 근원심 방향과 절단연-치경부 방향으로 각각 3 분할하여 측정하였다(Fig. 4).
- 컴퓨터 이미지 분석 프로그램인 MATLAB® program (Math Works Inc., USA)을 이용하여 스캔된 각 치아의 축과 방향을 일치시킨 후 상기 기준점과 기준선에 의해 치관 외면에 형성된 좌표점을 측정하고 이를 평균하여 한국인 표준 모형을 생성하였다.
- 한국인 상악 유절치의 평균 크기와 형태를 3차원적으로 재현하고 현재 임상에서 많이 사용되고 있는 기성 크라운인 CS, RVSS, ZR 등 3종의 기성 크라운의 크기와 형태를 3차원적으로 계측한 후 이를 치관의 근원심 너비, 치관 높이, 치관 ratio, 순면의 곡률반경 등 4가지 평가 척도에 의해 한국인 자연치 표준모형을 기준으로 기성 크라운의 모양과 치질 삭제량을 비교, 평가하였다.
- 한국인 자연치 형태에 대한 평균 모형을 기준으로 위에서 기술한 방법에 의해 3종류의 기성 크라운 별로 모양이 자연치와 가장 유사하다고 평가된 1개의 기성 크라운을 선정하고, 이 기성 크라운 내면을 3차원적으로 측정하여 수복에 필요한 치질 삭제량을 평가하였다. 자연치 치관과 각 기성 크라운 내면을 각각의 기준점과 선 그리고 치경부 마진을 일치시켜 자연치 치관과 기성 크라운 내면을 중첩시킨 후 앞서 설정한 치아내의 가로 세로 각각 9개의 평면에서 치아 삭제량을 측정하였다.
대상 데이터
- 설면의 경우 RVSS은 0.174 mm(치경부 0.162 mm, 중앙부 0.093 mm, 절단부 0.268 mm), ZR은 0.204 mm(치경부 0.174mm, 중앙부 0.141 mm, 절단부 0.298 mm), CS은 0.254 mm(치경부 0.232 mm, 중앙부 0.187 mm, 절단부 0.343 mm)로 각 기성 크라운 간의 삭제량이 큰 차이를 보이지 않았으며 순면에 비해 삭제량이 적게 나타났다.
- 설면의 경우 RVSS은 0.209 mm(치경부 0.228 mm, 중앙부0.197 mm, 절단부 0.202 mm), ZR은 0.235 mm(치경부 0.214mm, 중앙부 0.182 mm, 절단부 0.308 mm), CS은 0.346 mm(치경부 0.225 mm, 중앙부 0.387 mm, 절단부 0.426 mm)로 각 기성 크라운 간의 삭제량이 큰 차이를 보이지 않았으며 순면에 비해 삭제량이 적게 나타났다.
데이터처리
- 상악 유중절치, 유측절치와 각 기성 크라운의 좌표점 측정은 2명의 검사자가 동일한 방법으로 1회씩 시행하였으며 검사자간의 신뢰도 분석은 intra-class correlation coefficient (ICC)를 이용하여 평가한 결과 0.997로 높은 신뢰도를 보였다. 치아와 기성 크라운의 치수 평가는 t-test를 이용하였으며 기성 크라운의 치아에 대한 유사성 평가는 Kruskall-Wallis test, 사후검정은 Bonferroni correction을 이용하였다.
- 997로 높은 신뢰도를 보였다. 치아와 기성 크라운의 치수 평가는 t-test를 이용하였으며 기성 크라운의 치아에 대한 유사성 평가는 Kruskall-Wallis test, 사후검정은 Bonferroni correction을 이용하였다.
이론/모형
- 5. The shape and dimension of reproduced Koreanmaxillary primary central incisor and lateral incisor models(ROCH : radius of curvature horizontal, ROCV : radius of curvature vertical).
성능/효과
- 3가지 기성 크라운의 같은 크기를 서로 비교할 때 ZR이 RVSS과 CS에 비해 치관의 근원심 너비와 높이가 큰 것으로 나타났으며 곡률반경의 경우 횡방향과 종방향 모두 CS이 크게 나타나 순면이 가장 편평함을 보여주고 있다. 한편 치관 ratio를 비교하였을 때 RVSS이 가장 큰 수치를 보이고 있는데, 이는 순설방향으로 풍융함을 의미하며 그 이유는 순면에 resin층이 덥혀져 있기 때문이라고 생각된다.
- 각 기성 크라운별로 자연치에 가장 근접한 형태를 판별하기 위해 위의 4가지 평가척도에 가중치를 부여하여 종합적으로 평가한 경우 RVSS은 3번, ZR은 2번, CS은 3번이였다. 기성 크라운의 종류에 관계없이 자연치에 가장 유사한 형태를 가진 크라운은 ZR의 2번 크기였다(Table 4).
- 각 기성 크라운별로 자연치에 가장 근접한 형태를 판별하기 위해 위의 4가지 평가척도에 동일한 가중치를 부여하여 종합적으로 평가한 경우 RVSS은 2번, ZR은 1번, CS은 2번이였다. 기성 크라운의 종류에 관계없이 자연치에 가장 유사한 형태를 가진 크라운은 CS의 2번 크기였다(Table 4).
- 8 mm 전후로 이 연구에서보다 더 많은 삭제량을 요구하고 있다. 따라서 한국인을 대상으로 치아를 삭제할 경우 회사에서 제시한 가이드라인보다 더 보존적으로 삭제하는 것이 바람직할 것으로 사료된다. 또한 설면의 경우 풍융한 설면결절을 제외하고는 치아삭제를 최소로 하는 것이 바람직하다고 생각된다.
- 최근에 Park 등[4]은 한국인 치아를 3차원적으로 재현하고 이를 기준으로 ZR의 삭제량을 계측하였는데 전체적인 삭제량이 제조사가 제시한 삭제량보다 20 – 25% 적은 것으로 보고하고 있다. 삭제량을 부위별로 비교해 보면 순설면과 절단연 삭제는 이 연구 결과와 유사하였으나 인접면의 경우 0.5- 0.7 mm, 설면은 거의 삭제를 하지 않는다고 하여 이 연구는 물론 기존의 가이드라인보다 작은 수치를 보이고 있다. ZR 제조회사에서 제시한 삭제량을 이 연구 결과와 비교해 보면 인접면과 순면의 삭제량은 유사하나 절단연의 경우 1.
- 상기 4가지 평가척도, 즉 치관의 근원심 너비, 치관 높이, 치관 ratio, 순면의 곡률반경을 종합하여 치관 모양의 유사성을 평가한 결과, 유중절치와 유측절치 모두 단일척도로 치관의 너비만 이용한 평가 결과와 일치함으로써 임상에서 유절치 치관의 너비가 기성 크라운의 크기를 선택하는데 가장 중요한 척도가 됨을 보여주고 있다.
- 0 mm로 비슷하였으나 RVSS은 이의 1/3 – 1/2 수준으로 삭제량이 더 적었다. 설면에서의 삭제량은 순면에 비해 적었으며 3가지 기성 크라운 간의 차이가 크지 않은 반면 순면의 경우 ZR이 다른 크라운에 비해 2배 이상 크게 나타났다.
- 유중절치에서 절단연의 경우 기존에 알려진 바와 같이 RVSS이나 CS은 1.0 mm 정도의 삭제량이 필요한 것으로 나타났으며 ZR은 1.2 mm로 삭제량이 더 크게 나타났다. 유측절치는 ZR을 제외한 다른 크라운은 유중절치에 비해 절단연의 삭제량이 약 1.
- 이 연구에서 사용한 3차원 스캐너는 치과용으로 7 μm의 정밀도(ISO 12836)를 가지고 있어 유절치 치관과 기성 크라운의 형태를 계측, 비교하기에 충분하다고 사료된다.
- 이 연구에서 측정한 치관의 크기는 근원심 너비의 경우 유중절치는 6.542 mm, 유측절치는 5.349 mm로 유중절치가 유측절치에 비해 1.193 mm더 넓었으며(p < 0.05) 치관 높이는 유중절치는 5.324 mm, 유측절치는 4.732 mm로 유중절치가 유측절치보다 0.592 mm 더 길었다(p < 0.05).
- 이 연구에서 크라운의 형태를 비교하기 위해 치관의 근원심 너비, 치관 높이, 치관 ratio, 순면의 곡률반경 등의 4가지 평가척도를 사용하였는데, 이중 어느 단일 척도가 위 4가지를 모두 고려한 종합 척도에 가장 근접하는가를 조사한 결과 치관의 근원심 너비로 나타났다. 따라서 임상에서 기성 크라운의 크기를 선택하기 위해 가장 먼저 고려해야 할 요소가 수복하고자 하는 치관의 근원심 너비임을 추정해 볼 수 있었다.
- 150 mm로 이 연구에서보다 큰 것으로 보고되고 있다[11]. 이상의 연구, 보고들에서 보듯이 유전치의 크기는 국가 간 혹은 인종적 차이는 있으나 일정한 패턴은 없는 것으로 보인다.
- 치질 삭제량은 절단연의 경우 유중절치와 유측절치에서 모두 ZR이 가장 삭제량이 크게 나타났다. 인접면은 ZR과 CS이 비슷한 삭제량을 보였으나 RVSS에 비해서는 크게 나타났다.
- 크라운의 형태를 비교하기 위한 4가지 평가 척도 중 치관의 근원심 너비가 기성 크라운의 크기를 선택하는데 가장 중요한 척도로 나타났다.
후속연구
- 치아 삭제량에 대한 연구로 ZR의 경우 Clark 등[5]이 4개 종류의 시판 크라운을 대상으로 치아 삭제량을 비교하였는데, Kinder 크라운이 가장 삭제량이 많았고 EZ Pedo 크라운이 가장 적은 삭제량을 보였다고 하였다. 그러나 이 연구는 자연치가 아닌typodont를 사용하였으며 치아 삭제량도 무게로 측정, 평가한 결과이여서 이 연구와 비교하기 어려우며 임상적 활용성도 그리 크지 않다고 사료된다. 국내 연구로 Lee 등[3]이 SS, CS, ZR을 대상으로 치아 삭제량을 조사한 바 있는데, NuSmile ZR crownTM(NuSmile, Houston, TX, USA)을 이용하여 수복할 경우 절단연삭제량은 2.
- 이 연구는 한국인 자연치를 재현하기 위해 300명의 대상을 사용하였으나 정확한 재현을 위해 조사 대상이 부족하다는 점이 한계점으로 지적될 수 있으며 이미지 프로그램 상에서 재현성을 높이기 위한 기준점 설정 방법 등에 대해 더 많은 연구가 필요하다고 생각된다. 또한 앞으로 임상에서의 활용성을 높이기 위해서는 형태 재현의 정확성은 물론 치관의 순설 및 근원심 기울기, 회전 상태, 치간 공간 등 더 다양한 위치적 요소가 추가되어야할 것으로 사료된다.
- 이 연구는 한국인 자연치를 재현하기 위해 300명의 대상을 사용하였으나 정확한 재현을 위해 조사 대상이 부족하다는 점이 한계점으로 지적될 수 있으며 이미지 프로그램 상에서 재현성을 높이기 위한 기준점 설정 방법 등에 대해 더 많은 연구가 필요하다고 생각된다. 또한 앞으로 임상에서의 활용성을 높이기 위해서는 형태 재현의 정확성은 물론 치관의 순설 및 근원심 기울기, 회전 상태, 치간 공간 등 더 다양한 위치적 요소가 추가되어야할 것으로 사료된다.
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