[최신치의기공임상학술논문] 구강 스캐너와 구강 외 스캐너를 이용한 디지털 인상의 반복재현성 평가 (Pilot test)
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[최신치의기공임상학술논문] 구강 스캐너와 구강 외 스캐너를 이용한 디지털 인상의 반복재현성 평가 (Pilot test)
  • ZERO 편집팀
  • 승인 2022.04.14 09:56
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Evaluation of repeatability of digital impressions using intraoral and extraoral scanners (Pilot test)

abstract
Purpose: The purpose of this study was to analyze the repeatability of a single tooth obtained by using two types of intraoral scanners and an extraoral scanner.

Materials and methods: Maxillary right central incisor and first molar was prepared and scanned with two types of intraoral scanners and an extraoral scanner(n=3 per group). The datasets obtained from Intraoral and Extraoral scanner via stereolithography (STL) files were exported to three-dimensional analysis software. The repeatability discrepancies between the intraoral scanners and an extraoral scanner was measured and statistically analyzed by using Kruskal-Wallis test (p<.05). 

Results: in #11, the mean RMS value of the Trios 4 group was 14.77μm, the Primescan group was 5.87 μm, and the E4 group was 7.5 μm. In #16, the mean RMS value of the Trios 4 group was 12.4 μm, the Primescan group was 5 μm, and the E4 group was 3.63 μm. between Trios 4 group and Primescan group (P=0.021) in #11 and between Trios 4 group and E4 group in #16 (P=0.021)was statistically significant. (*p<.05).
Conclusion: The E4 group showed the highest repeatability in #16 and the Trios 4 showed the lowest repeatability in # 11. The repeatability between intraoral and extraoral scanners showed a statistically significant difference.

Keyword : Accuracy, Intraoral scanner, precision, repeatability

 

 

서론
구강 스캐너는 환자의 구강 인상을 디지털 기술로 채득하는 장비로 치과에 디지털 워크플로가 도입되면서 임상에서 점점 더 상용화되고 있다. 이에 맞춰 해당 장비의 하드웨어와 소프트웨어가 지속적인 발전을 하고 있다.
구강 스캐너는 전통적인 인상 방식에 수반되던 재료 경화 시간이 소요되지 않고, 치과와 기공소 간의 석고 모형 운송이 필요하지 않아 시간 효율적이며 의사 소통을 원활하게 한다는 장점이 있다. 또한 석고 모형의 분실이나 파손의 위험이 없고 모형 보관에 따른 공간적인 제약을 해소할 수 있다. 탄성 인상재의 변형과 석고의 팽창 같은 기존 인상 방법에서 발생하는 오차를 제거할 수 있으며, 기존 인상재의 맛과 향, 점성으로 인한 구토반사가 심해 인상을 채득하기 어려운 환자에게도 적용이 가능하다.
치과보철물 제작의 성패는 정확한 인상을 얻는 것에서 시작한다. 따라서 구강 스캐너가 얼마나 정확히 인상을 채득하는지를 평가하는 정확도에 관한 평가는 필수이다. 정확도는 진실도와 정밀도로 이루어져 있는데 진실도는 측정된 값들이 실제 대상과 얼마나 가까운지를 수치로 나타내고 정밀도(반복재현성)는 반복 측정된 값들이 서로 얼마나 유사한지를 나타낸다. 이러한 구강 스캐너의 정확도를 측정하는 방법에는 3차원 평가 방법이 있다. 3차원 평가 방법은 CAD/CAM 역설계 소프트웨어를 이용하여 두 데이터를 최적의 점으로 정렬시킨 후 계산된 불일치 값으로 오차를 측정하여 분석한다. 
본 연구에서는 2종의 구강 스캐너와 구강 외 스캐너로 채득한 단일 치아 지대치의 반복재현성을 3차원 평가를 통해 비교, 평가하고자 한다. 귀무가설은 2종의 구강 스캐너와 구강 외 스캐너의 정밀도 간에 차이가 없다는 것이다.

방법
1. 데이터 수집
상악 우측 중절치와 제1대구치의 주모형(D85DP-500B.1, Nissin Dental, Japan)을 연구 모형으로 채택하였다. 2종의 구강 스캐너(Trios 4, 3Shape, Denmark; Primescan, Dentsply Sirona, USA)와 구강 외 스캐너(E4, 3Shape,Denmark)를 사용하여 주모형을 각 3번씩 스캔하였다(n=3)(Fig. 1). 스캔 데이터 파일을 STL파일 형식(standard tessellation language)으로 저장하였다. 정확한 3차원 중첩 평가를 위해서 불필요한 부분을 제거하여 저장하였다. Trios 4는 T4, Primescan은 PR, E4은 E4, 상악 우측 중철치는 11, 상악 우측 제1대구치는 16으로 명명하였다. 

 

2. 3차원 중첩 평가

 

3차원 중첩 평가는 하위 그룹의 각각의 파일을 서로 비교 중첩하였다. 3차원 분석 평가 소프트웨어(GeomagiccontrolX, 3D Systems, USA)를 사용하여 두 스캔 데이터 간의 자동 정렬 옵션을 시행한 다음 알고리즘을 사용하여 최적의 맞춤점을 계산하는 베스트 핏 정렬 옵션을 시행하였다. 편차는 RMS(Root Mean Square)값으로 계산하였고 스캔 데이터 간의 3D 편차는 color-difference map으로 나타내었다(Fig. 2).

3. 통계분석방법
수집된 데이터는 통계 소프트웨어 프로그램(SPSS Statistics v25, IBM, USA)을 사용하여 분석하였다. 통계 분석은 11그룹과 16그룹으로 나누어 하위 T4그룹, PR그룹, E4그룹간에 이루어졌다 Shapiro-Wilk 검정결과 PR-11그룹 및 E4-16그룹이 정규 분포를 따르지 않아 데이터가 정규 분포(P>.05)가 아닌 것으로 나타났다. 따라서 스캐너 간에 정밀도에 차이가 있는지 알아보기 위하여 Kruskal-Wallis 검정과 Bonferroni 보정을 사용한 사후분석을 실시하였다(α=0.05).
결과

 

정밀도 평가 결과는 11번 치아에서 T4그룹의 RMS 값은 14.77μm, PR그룹은 5.87μm, E4그룹은 7.5μm로 도출되었고, 16번 치아에서 T4그룹은 12.4μm, PR그룹은 5μm, E4그룹은 3.63μm로 도출되었다(Table 1). E4-16그룹의 스캔데이터의 정밀도가 가장 높았으며, T4-11그룹에서 가장 낮았다. 그룹간의 차이를 보기 위한 통계 분석 결과 P=0.027로 통계적으로 유의하게 나타났다(*p<.05). 사후 검정 결과 T4-11그룹과 PR-11그룹사이(P=0.021) 및 E4-16그룹과 T4-16그룹사이(P=0.021)에 통계적으로 유의하였다.

고찰 및 결론
 구강 스캐너의 여러 장점으로 인해 임상에서는 전통적인 인상 방식을 대체하고 있고 이에 맞춰 여러 장비 회사들은 연구와 개발을 활발하게 진행하고 있는 추세이다. 하지만 임상에서 쓰이고 있는 구강 스캐너인 Trios 4와 Primescan 그리고 구강 외 스캐너인 E4간의 정확도를 비교하는 논문은 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 정확도의 일부인 정밀도를 선행 평가하였다.
 스캔 데이터들 간의 3차원 중첩을 통한 RMS 값이 낮을수록 두 데이터 간의 편차가 적고 일률적인 스캔데이터를 얻는 것으로 해석할 수 있다. 평가 결과 E4-16그룹의 스캔데이터의 RMS 평균 값이 가장 낮아 정밀도가 가장 높았으며, T4-11그룹에서 값이 가장 커 정밀도가 가장 낮았다고 볼 수 있다. 통계 분석 결과 스캐너 간에 정밀도 값에 통계적으로 유의하게 나타나 ‘적어도 두 집단 간에는 정밀도 값에 차이가 있다’고 할 수 있다. 사후 분석을 통해 T4-11그룹과 PR-11그룹 사이에, T4-16그룹과 E4-16그룹 사이에 정밀도의 차이가 있는 것으로 나타났다. 선행연구에서 술자의 숙련도가 구강스캐너의 정확도에 영향을 미친다는 결과가 있다. 하지만 본 연구의 결과, 구강 스캐너의 발전으로 이와 관련된 변수를 줄일 수 있을 것으로 사려된다.
 본 연구에서는 단일 지대치를 한정하여 정했고 실제 치아가 아닌 모형을 사용하여 치아의 광학적인 특성이나 입안의 습도, 타액, 혈액과 같은 구강환경에 관련한 변수가 배제 되었다. 후속연구에서 이러한 제한점을 포함한 연구가 진행 되어야 할 것이다. 또한 정확도 평가를 위해서 시편의 수를 늘리고 진실도를 포함한 연구가 이루어져야 할 것이다. 

 

 


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