디지털 인상에 의한 작업 모형 평가 = The evaluation of working casts prepared from diital impressions

국문 초록 (Abstract)

최근 3차원 디지털 테크놀러지의 발전과 함께 치과 수복학에서 전통적으로 쓰이던 다양한 아날로그식 과정을 대체하는, 디지털 치과학에서는 기본적으로 CAD/CAM에 바탕을 두고 있다.
1985년 독일 시로나사에서 개발된 CEREC 시스템이 그 최초라고 할 수 있는데, 현재에는 관련 기술들의 비약적인 발전을 통해서 그 보급의 속도가 매우 빨라졌다.
현재로서는 정확도나 실용성 면에서 전통적인 Conventional procedure를 완전히 대체할 만한 수준에 이르기에는 검증도 더 필요하고 시간이 다소 필요할 것으로 보인다.
치의학 영역에서 사용되는 CAD/CAM을 이용한 수복용 시스템은 크게 3가지 구성요소를 가지고 있는데 그 세가지 요소는 data acquisition unit, processing software 그리고, automated milling machine 이다.
Data acquisition은 크게 direct와 indirect로 나뉠 수 있는데, 여기서 direct라 함은 환자의 구강에서 인상을 바로 채득하는 방법이고, indirect라고 하면 환자의 구강에서 전통적인 인상재를 이용해서 인상을 채득하고 stone을 부어 만든 석고 모형을 디지털로 인상을 채득하는 방법을 말한다. Indirect method는 치과에서의 프로시저는 전통적인 방법과 완전히 동일하다. 반면, direct method에서는 구강 안에서 바로 digital mpression을 채득해야 하므로 필수적으로 Intraoral scanner가 필요하게 되고, 이 방법이 현재 수복치과학에서 주요 관심사이자 본 논문의 연구 주제라 할 수 있다.

본 연구에서는 iTero system에 대하여 진행하였다.
이 시스템의 특징을 간단히 정리하면, CEREC과 LAVA의 경우 구강내 스캔을 할 때, 전용 파우더를 뿌려야 하지만, iTERO는 파우더를 뿌릴 필요가 없는 장점이 있다. 파우더의 두께가 인상의 정확성에 영향을 미칠 수 있다는 보고가 있다. 또한 다른 시스템과는 달리 open system으로 스캔된 object를 범용 파일인 stl로 제공하므로 이 파일을 이용하여 여러 다른 소프트웨어에서 사용이 가능하다. 또 다른 특징은 Miling center를 통해 폴리우레탄 재질로 되어 있는 Working cast를 제공해 준다는 점인데, Chairside CAD/CAM을 이용한 보철물의 경우 working cast가 없어 환자에게 바로 try in 하면서 adaptation을 해야 하지만, working cast를 제공하는 경우 working cast 상에서 보철물의 fit을 맞춘 다음 환자에게 시적할 수 있는 장점이 있다. 기존의 방법이든 새로운 방법이든간에 치과수복에서 일련의 모든 과정의 최종 목표 중 하나는 최종 보철물의 정확한 passive fit을 이루는 것이고, 이를 위해서 Conventinal impression에서 그랬듯이 Digital impression 역시 인상의 정확도가 중요하다. 인상의 정확도는 인상 자체의 정확도도 중요하지만, 그 인상체를 이용해서 작업모형, working cast를 만들게 된다면, 이것의 정확도 역시 확보되어야 최종 보철물의 passive fit을 이룰 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 iTero의 digital impression system을 통해 제작된 작업 모형의 정확도를 평가해 보고자 하는 것이었으며, 이를 위해서 오리지날 석고 모형, 가상 모형, 그리고 가상 모형을 통해 제작된 RP 모형 등과 비교를 해 보았다.
실험 재료와 방법으로는, 치과보철학 시간에 실습용으로 상호 채득한 총 100명의 치과대학생들의 상하악 석고모형 중 임상적으로 stable한 교합을 보이는 54개를 선별하여 사용하였다.
3 mm 이상의 총생 혹은 공극이 있거나 제3대구치가 아닌 다른 치아를 상실하였거나 구치부에 수복물 혹은 치료되지 않은 병소를 지닌 치아를 가지고 있는 것으로 판단되는 모형은 모두 제외하였으며 이들을 iTero intraoral scanner를 이용하여 digital pression을 채득하였고, 이를 범용 3D file인 stl 포맷으로 변환하였다. 이 stl file을 먼저 iTero center에 전송하여 폴리우레탄 재질의 작업모형을 만들었다. 또 이 stl file을 사용하여 rapid prototyping achine으로 RP model을 제작하였다. 이로써 original stone casts, virtual casts in form of STL file, polyurethan casts, RP casts의 비교 가능한 네가지 casts 가 제작된다.
각 모델들의 비교 측정을 위해서 Horizontal measurement와 Vertical mesurement를 실시하였다. Horizontal measurement의 경우,cusp tip 사이 거리를 측정하였는데, 전치의 경우는 distal incisal tip을 기준점으로 하였고, 소구치의 경우는 buccal cusp tip, 대구치의 경우는 mesiobuccal cusp tip을 기준으로 삼았다. Vertical measurement의 경우는 견치와 제 2소구치에서 buccal side에서 보이는 cusp tip과 clinical crown의 가장 하방점 치은연 부위를 연결한 직선의 길이를 측정하였다.
앞서 말씀드린 바와 같이 4가지 형태의 모델들에서 실물 모델에서는 캘리퍼스를 이용해서 측정하고, 가상 모형에서는 Rapidform 2004라고 하는 3D 프로그램 내에서 dimension을 측정한 후 상호 비교하였다.
그 결과를 살펴보면, 총 4가지 타입의 모델이 있다보니, 상호간의 비교를 할 때에는 4C2 = 6, 총 6개의 비교조합이 가능하다.
ttable1 에서 우선 본 논문의 주된 관심사였던 iTero system을 이용한 Working cast와 다른 model간의 차이에 대한 비교를 앞 쪽 3 collumn에 배치해 보았다.
전반적으로 iTero working 모델과 다른 모델과의 비교에서 icc가 낮게 나오고 있으며, root mean square error로 표시되는 상호간의 차이가 커서 통계적으로 유의한 표시가 있는 부분이 많음을 보실 수 있다.
이것은 다른 말로 하면, 나머지 세 타입의 모델은 서로 차이가 별로 없었지만, iTero working 모델의 경우는 나머지 세 모델과 차이가 좀 있다는 이야기가 된다. Table2에서 다른 방법의 비교를 해 본 결과이다.
이 테이블에서는 OC 즉 stone으로 된 original cast를 gold standard로 하고, 나머지 세가지 모델과 비교한 것에 대해서 차이의 절대값의 평균과 표준편차 측정한 것이다.
역시 iTero working model에서의 차이가 나머지 두 모델에 비해서 상당히 크다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 알 수 있듯이 iTero system을 사용해서 채득한 전자 인상 (digital pression)과 이를 reconstrucion한 가상 모델은 우수한 정확성을 보였다. 그러나 이를 iTero center에 의뢰하여 제작해온 작업 모형의 경우에는 다른 방법으로 제작된 모형과의 비교에서 만족할 만한 재현성을 보이지 못하였으며, 따라서 이를 이용해서 보철물을 adapation 하거나 조정할 때에는 주의가 필요할 것으로 생각된다.

목차 (Table of Contents)

• Table of Contents
• INTRODUCTION 1
• MATERIALS AND METHODS 4
• RESULTS 9
• DISCUSSION 13
• CONCLUSIONS 18
• REFERENCES 19
• 초록 22