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문제 정의
- 특히 그 형태에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본연구의 목적은 구내 스캔바디의 각기 다른 형태에 따른 임플란트의 디지털 인상 정확도를 비교하고, 구강 내 노출 높이에 따른 라이브러리 중첩 정확도를 비교하기 위함이다.
가설 설정
- 본 연구에서는 각각의 스캔바디를 편의상 A, B, C 로 명명하였다. 각각의 스캔바디는 각기 다른 크기와 형태적 특징을 갖고 있는 것으로 선정하였다. Type A 스캔바디는 티타늄 합금으로 만들어졌으며 길이 10 mm, 너비와 폭은 3.
- 03°의 편차를 보였다. 이를 보아 각각의 세 가지 reference filee 오차 범위 내로 동일하다는 가정을 하고 실험을 진행하였다.
제안 방법
- 4A). 3 가지 스캔바디 각각 다른 reference file의 사용으로 인한 추가적인 변수의 개입을 막기 위해 3 종류의 reference file을 채득한 후 각 스캔바디의 라이브러리를 이용하여 각각의 refer- ence file에서 임플란트 고정체(아날로그)의 platform 중심점 좌표와 장축을 역계산, 비교하였다(Exocad, Darmstadt, Germany). 중심점 비교 결과 A와 B는 9.
- In vitro로 진행한 본 연구에서는 구내 스캔바디의 형태에따른 임플란트 위치의 정확도 및 스캔바디의 구강 내 노출 높이에 따른 라이브러리 중첩의 정확도를 비교 분석하였다. 본연구의 한계 내에서 다음과 같은 결론을 도출하였다:
- 1) 스캔바디의 특정 point의 거리 편차(ΔD) 2) 스캔바디 장축의 각도 편차(ΔA). ΔD는 스캔바디의 상단 flat surface의 각진 모서리를 지정하여 좌표를 구하여 두 파일의 해당 점들 사이의 거리를 계산하였다. ΔA는 두 파일 각각 스캔바디의 장축을 구한 뒤 사이의 각도를 계산하여 도출하였다.
- 실험의 전 과정 동안 torque wrench를 이용하여 15 N의 tightening force가 유지되었다. 각각의 스캔바디를 체결한 주모형을 모델 스캐너(Freedom HD, DOF Inc., Seoul, Korea)로 스캔하여 A, B, C 각 스캔바디 당 하나, 총 3개의 reference file을 생성하였다 (Fig. 4A). 3 가지 스캔바디 각각 다른 reference file의 사용으로 인한 추가적인 변수의 개입을 막기 위해 3 종류의 reference file을 채득한 후 각 스캔바디의 라이브러리를 이용하여 각각의 refer- ence file에서 임플란트 고정체(아날로그)의 platform 중심점 좌표와 장축을 역계산, 비교하였다(Exocad, Darmstadt, Germany).
- 구강 내에서 스캔바디를 체결했을 때 치은 연상으로 노출된스캔바디의 높이에 따른 라이브러리 파일 중첩 정확도에 대한 영향을 알아보기 위해 두 번째 실험을 설계하였다. 한 종류의 스캔바디(TruAbutment, Irvine, CA, USA)를 구강 스캐너로 스캔하여 얻은 스캔 데이터를 CAD 소프트웨어(Mesh- mixer 3.
- 그 보다 적은 양의 노출로 라이브러리 중첩 시도 시 오차가 20 µm 이상 발생할 것이다. 기존의 연구 중 스캔바디의 형태에 따른 스캔 정확도를 비교한 선행 연구가 존재하지만 모델 스캐너를 사용, 전악 임플란트를 기준으로 하였으며 본 연구에서는 구내 스캔바디와 구강 스캐너를 사용하여 정확도를 비교했다는 면에서 기존 연구와 차별화된다. 또한 스캔바디의 구강 내 노출 높이를 상단으로부터 다른 길이로 절단하여 나타냄으로써 실험한 연구는 저자들이 아는 범위에서는 본 연구가 유일하다.
- 새롭게 위치된 라이브러리 파일들 중 7 mm 노출된 스캔바디와 중첩된 라이브러리 파일을 대조군으로 설정했다. 나머지 다섯 가지 파일들을 각각 대조군과 비교 분석하였다. 먼저각각 라이브러리 파일의 하단부 원의 중심점 좌표를 구하여대조군과 실험군의 거리 편차를 계산하였다.
- , San Rafael, CA, USA) 상에서 각기 다른 사이즈로 절단하여 각각이 서로 다른 구강 내 노출 높이를 나타내도록 하였다. 높이는 7, 4.5, 2.5, 1.5, 1.0, 0.5 mm로 총 6 가지를 비교하였으며 각각 치은 높이(Gingival height, GH) 3.5, 6, 8, 9, 9.5, 10 mm를 나타낸다.
- 먼저각각 라이브러리 파일의 하단부 원의 중심점 좌표를 구하여대조군과 실험군의 거리 편차를 계산하였다. 두 번째로 라이브러리 파일의 원기둥 형태를 추출하여, 추출된 원기등의 장축으로 라이브러리 파일의 각도 편차를 계산하였다. 또한 중첩 시 대조군과 실험군의 편차를 컬러맵으로 나타내고, ± 10 µm의 허용 공차 범위를 설정하여 녹색으로 나타내었다.
- 나머지 다섯 가지 파일들을 각각 대조군과 비교 분석하였다. 먼저각각 라이브러리 파일의 하단부 원의 중심점 좌표를 구하여대조군과 실험군의 거리 편차를 계산하였다. 두 번째로 라이브러리 파일의 원기둥 형태를 추출하여, 추출된 원기등의 장축으로 라이브러리 파일의 각도 편차를 계산하였다.
- 라이브러리 파일을 중첩하였다. 스캔 데이터를 기준으로 라이브러리 파일을 불러와 초기 정렬(Initial alignment) 한 후, 최적 정렬(Best fit alignment)을 시행하였다 (Fig. 5). 새롭게 위치된 라이브러리 파일들 중 7 mm 노출된 스캔바디와 중첩된 라이브러리 파일을 대조군으로 설정했다.
- 여섯 가지 스캔바디 높이를 나타내는 스캔 데이터에 스캔바디의 라이브러리 파일을 중첩하였다. 스캔 데이터를 기준으로 라이브러리 파일을 불러와 초기 정렬(Initial alignment) 한 후, 최적 정렬(Best fit alignment)을 시행하였다 (Fig.
- 5 mm, 깊이 10 mm로 drilling hole을 형성해주었다. 이 파일을 3D 프린터(Dentis Inc., Daegu, Ko- rea)로 출력하여 주모형을 생성하였다 (Fig. 1).
- 제작된 주모형의 #36번 치아 부위에 미리 형성된 drilling path를 따라 직경 4.5 mm, 길이 10 mm의 internal hex 임플란트(TS Ⅲ, Osstem Implant Co. Ltd., Seoul, Ko- rea)를 치은 하방 2 mm 깊이로 식립하였다 (Fig. 2).
- 주모형에 스캔바디를 체결하고 모든 면에 scanning spray 를 적용하였다. 실험의 전 과정 동안 torque wrench를 이용하여 15 N의 tightening force가 유지되었다.
- , Rock Hill, SC, USA)로 중첩되었다. 중첩은 하악 모든 치아의 교합면 및 절단 연을 중첩 기준으로 수동으로 범위를 지정한 다음 local best fit alignment를 시행하였다 (Fig. 4C). 중첩된 두 파일을 바탕으로 다음과 같은 수치를 계산하였다.
- 첫번째 실험을 위해 하악 유치악 모형을 3D 프린팅을 이용해 제작하였다. 하악 덴티폼(Nissin Dental Products Inc.
- 총 세 종류의 스캔바디에 대해 실험을 각각 시행하였다 (Fig. 3). 본 연구에서는 각각의 스캔바디를 편의상 A, B, C 로 명명하였다.
- 제작하였다. 하악 덴티폼(Nissin Dental Products Inc., Kyoto, Japan)을 모델 스캐너(Freedom HD, DOF Inc., Seoul, Korea)로 스캔한 파일을 획득하여 CAD 소프트웨어 (Meshmixer 3.5, Autodesk Inc., San Rafael, CA, USA) 상에서 #36번 치아를 삭제하고 그 자리에 임플란트를 식립하기 위해 직경 4.5 mm, 깊이 10 mm로 drilling hole을 형성해주었다. 이 파일을 3D 프린터(Dentis Inc.
- 영향을 알아보기 위해 두 번째 실험을 설계하였다. 한 종류의 스캔바디(TruAbutment, Irvine, CA, USA)를 구강 스캐너로 스캔하여 얻은 스캔 데이터를 CAD 소프트웨어(Mesh- mixer 3.5, Autodesk Inc., San Rafael, CA, USA) 상에서 각기 다른 사이즈로 절단하여 각각이 서로 다른 구강 내 노출 높이를 나타내도록 하였다. 높이는 7, 4.
- , Seoul, Korea)로 스캔하였다. 한명의 숙련된 술자에 의해 각 스캔바디 당 10번의 연속적인 스캔이 제조사 권장 방향에 따라 시행되었다. 이에 따라 각 스캔바디 당 10개의 test file, 총 30개의 test file이 생성되었다 (Fig.
대상 데이터
- 각각의 스캔바디는 각기 다른 크기와 형태적 특징을 갖고 있는 것으로 선정하였다. Type A 스캔바디는 티타늄 합금으로 만들어졌으며 길이 10 mm, 너비와 폭은 3.5 mm와 5 mm였다. 역사다리꼴 형태로 측면에 3개의 편평한 면이 존재한다.
- 역사다리꼴 형태로 측면에 3개의 편평한 면이 존재한다. Type B 스캔바디는 PEEK 재료로 제작되었으며, 길이 12 mm, 폭은 5 mm였다. 원통형 형태로 상부에 둘레로 파인 부위가 있으며, 측면에 1곳의 편평한 면이 존재한다.
- 스캔바디는 구형, 직각평면형, 원기둥형 등2제조사마다 다양한 형태로 제작된다. 본 연구에서는 제한된종류의 스캔바디 형태를 사용하여 실험하였다. 또한 본 연구는 in vitro 실험으로 구강 스캐너를 이용한 실제 구강 내 상황에서 발생하는 데이터 노이즈와 해부학적 구조물로 인한 구강 스캐너의 접근 방향의 제한 등이 고려되지 않았다.
- 5). 새롭게 위치된 라이브러리 파일들 중 7 mm 노출된 스캔바디와 중첩된 라이브러리 파일을 대조군으로 설정했다. 나머지 다섯 가지 파일들을 각각 대조군과 비교 분석하였다.
데이터처리
- Shapiro-Wilk test를 통해 획득 데이터의 정규분포를 조사하였다. 1-way ANOVA를 통해 데이터를 비교 분석하고, Post hoc test (Tukey HSD test)를 통해 95%의 신뢰도로 사후 검정을 시행하였다.
- 7. Result of 1-way ANOVA of angular deviations in three scanbody groups.
- , Armonk, NY, USA) 소프트웨어를 이용하여 다음과 같은 분석을 시행하였다. Shapiro-Wilk test를 통해 획득 데이터의 정규분포를 조사하였다. 1-way ANOVA를 통해 데이터를 비교 분석하고, Post hoc test (Tukey HSD test)를 통해 95%의 신뢰도로 사후 검정을 시행하였다.
성능/효과
- 1. 스캔바디의 각기 다른 형태에 따른 스캔 정확도는 유의한 차이가 없었다.
- 2. 스캔바디의 구강 내 노출 높이에 따라 라이브러리 중첩의 정확도는 증가한다.
- 초록색으로 나타난 부분은 10 µm 이하의 편차로허용 공차 범위를 나타낸다. 4.5 mm와 2.5 mm 그룹의 편차는 허용 공차 범위 내에 있었고, 1.5 mm, 1.0 mm, 0.5 mm 그룹의 편차는 10 µm 이상의 편차를 보였다. 스캔바디의 스캔 영역 각진 부분과 기저부 부위에서 편차가 주로 나타나는것을 볼 수 있다.
- 711)). 각도 편차(ΔA)의 측정 결과는 스캔바디 A에서 0.303 ± 0.112°, 스캔바디 B에서 0.389 ± 0.190°, 스캔바디 C에서 0.478 ± 0.237°의 평균값을 보였다 (Fig. 7). 각 측정치 평균값들 간 통계적으로 유의한 차는 없었다 (A - B (P = .
- 악궁 내에서의 위치, 인접 구조물, 스캐닝 테크닉, 스캔바디의 특성 등의 요소들이 작용한다. 본 연구에서는 스캔바디의 형태에 따른 임플란트 위치의 정확도 및 스캔바디의 구강 내 노출 높이에 따른 라이브러리 중첩의 정확도를 비교 분석하였고, 스캔바디의 각기 다른 형태에 따른 스캔 정확도는 유의한 차이가 없었으며, 스캔바디의구강 내 노출 높이에 따라 라이브러리 중첩의 정확도는 증가함을 보여주었다. 이를 통해 보았을 때 본 실험에 사용된 스캔바디의 형태에 따른 디지털 인상의 오차는 임상적으로 허용 가능한 수준이라고 할 수 있다.
- 스캔바디의 특정 point의 거리 편차(ΔD)의 측정 결과는 스캔바디 A에서 76.6 ± 51.2 µm, 스캔바디 B에서 141.8 ± 108.1 µm, 스캔바디 C에서 97.6 ± 46.2 µm의 평균값을 보였다 (Fig. 6). 각 측정치 평균값들 간 통계적으로 유의한 차는 없었다 (A - B (P = .
- 3 가지 스캔바디 각각 다른 reference file의 사용으로 인한 추가적인 변수의 개입을 막기 위해 3 종류의 reference file을 채득한 후 각 스캔바디의 라이브러리를 이용하여 각각의 refer- ence file에서 임플란트 고정체(아날로그)의 platform 중심점 좌표와 장축을 역계산, 비교하였다(Exocad, Darmstadt, Germany). 중심점 비교 결과 A와 B는 9.2 µm, B와 C는 17.2 µm, C와 A는 11.7 µm의 편차를 보였고, 장축 비교 결과 A와 B는 0.07°, B와 C는 0.11°, C와 A는 0.03°의 편차를 보였다. 이를 보아 각각의 세 가지 reference filee 오차 범위 내로 동일하다는 가정을 하고 실험을 진행하였다.
후속연구
- 본 연구에서는 제한된종류의 스캔바디 형태를 사용하여 실험하였다. 또한 본 연구는 in vitro 실험으로 구강 스캐너를 이용한 실제 구강 내 상황에서 발생하는 데이터 노이즈와 해부학적 구조물로 인한 구강 스캐너의 접근 방향의 제한 등이 고려되지 않았다. 후속 연구에서는 in vivo 환경에서의 실험과 보다 다양한 형태의 스캔바디를 동반한 실험이 필요할 것으로 판단된다.
- 또한 본 연구는 in vitro 실험으로 구강 스캐너를 이용한 실제 구강 내 상황에서 발생하는 데이터 노이즈와 해부학적 구조물로 인한 구강 스캐너의 접근 방향의 제한 등이 고려되지 않았다. 후속 연구에서는 in vivo 환경에서의 실험과 보다 다양한 형태의 스캔바디를 동반한 실험이 필요할 것으로 판단된다.
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