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[세미나포커스/백형선교수]성인교정심포지엄/3차원 레이저 스캐너를 이용한 연조직 분석

교정 진단과 치료 계획 수립시 환자의 안면 및 구강내 사진, 치아 모형과 방사선 사진, 기능 분석과 같은 자료들은 3차원적 해부학적 형태를 정확하게 이해하고 평가하여 환자에게 적합한 최선의 개선을 하고자 하는 것이다.


이제까지 두부 규격 방사선 사진이 두개 악악면 구조의 크기와 형태를 측정하고 평가하기 위해 가장 널리 사용되어 왔지만 3차원적인 두개 악안면부의 구조를 정확하게 평가하는 데는 제한이 있었다. 즉, 2차원적인 방사선 사진 상에서 임의의 점과 선을 선택하여 측정할 때, 길이, 각도, 형태의 왜곡 현상으로 인한 오차가 발생할 수 있기 때문이다. 또한 2차원적인 방사선 사진 상에서 두개안면부의 연조직의 형태는 단지 연조직의 외곽만을 확인할 수 있어 안면 연조직의 비대칭과 같은 3차원의 복잡한 연조직의 형태의 평가하기가 어려웠다.


최근에는 두개안면 기형 환자 뿐 아니라 일반 교정 환자에서도 과거보다 연조직의 심미성에 대한 관심이 더욱 증가되고 있다. 3차원적인 연조직의 분석을 위해 가시광선이나 레이저를 이용한 3차원 스캐닝 방법 등으로 안면의 입체 영상을 구성하면 컴퓨터 조작을 통해 측정이 용이하도록 원하는 위치로 영상의 회전과 축의 조정이 가능하여 안모의 연조직 분석 및 평가를 정확하게 할 수 있다. 그러나 이제까지 3차원 영상을 이용한 연조직 분석법이나 정상인에 대한 연구가 미흡하여 표준화된 기준값이 없으며, 간편하게 접근할 수 있는 진단 프로그램도 아직 없어서 객관적으로 임상에 적용하기가 어려운 실정이었다.


이에 저자는 3차원 레이저 스캐너(Vivid 900(Minolta, Japan)와 Rapidform 프로그림 (Inus Techonlogy Inc., Seoul, Korea)을 이용하여 악안면 기형 및 부정교합 환자의 3차원 연조직 계측 및 분석법을 개발하고자 하였으며, 연구 내용은 다음과 같다.

1) 레이저 스캔을 이용한 3차원 영상의 정확도 분석:
 마네킨의 3차원 영상을 채득하여 촬영 과정의 오차는 X 축은 0.16mm, Y축은 0.15mm, Z축은 0.15mm 였다. 마네킨의 실측치와 Rapidform 프로그램에서의 3차원 레이저 스캔 영상에서의 계측치를 비교하여 본 결과 평균오차 0.37mm, 확대율 0.66%로 나타났다.
2) 3차원 연조직 분석을 위한 재현성 있는 안면 연조직 계측점 제안:
연조직 계측점의 평균 오차가 2.0mm를 넘지 않았으며, Glabella, soft tissue nasion, Endocanthion, Exocanthion, Pronasa
le, Subnasale, Nasal alare, Upper lip point, Cheilion, Lower lip point, soft tissue B point, soft tissue pogonion, soft tissue menton, Preaurale의 계측점이 평균오차가 적었다.
3) 연조직 분석을 위한 안면의 입체 모델 제안

4) 정상 안모를 가진 한국인 성인 남녀의 3차원 영상에서의 연조직 계측의 정상치 획득:
정상교합자 남녀 각각 30명(남자: 평균 20.1세, 여자:평균 21.7세)을 촬영하여 3차원 영상을 만든 후 3차원 입체 영상에 soft tissue Nasion을 원점으로 하는 좌표계(X축-좌우, Y축-상하, Z축-전후)를 설정하고, 29개의 계측점을 지정하고 거리계측 45개 항목, 각도 8개 항목, 거리비율 29개 항목을 측정하였다.
5) 한국인 성인 남녀의 평균적인 안면 입체 모델 제시:
각 계측점의 좌표와 거리 계측값을 이용하여 한국성인정상교합자의 3차원 안면 모델을 제작하였다.


6) 위의 결과를 이용한 3차원 연조직 분석 프로그램 개발
7) 환자에서의 3차원 연조직 분석 적용 실례
3차원 연조직 분석법 프로그램을 개발하여 이용하면 환자들의 3차원적인 연조직 형태에 대한 정확한 평가를 할 수 있고 교정치료나 악교정 수술 전후의 3차원적인 연조직 변화를 예견할 수 있어 치료 계획시 이를 참조할 수 있을 것이다. 안면 결손부의 재건을 위한 악안면 기형 환자의 3차원적인 재건 수술에도 재건 부위를 3차원적으로 평가 할 수 있어서 보다 더 심미적이고 기능적인 적용도 가능할 것이다. 또한 성장기 아동의 골격 부조화 치료를 위한 protraction facial mask 같은 장치의 악정형 효과를 3차원적으로