두부방사선규격사진과 광학사진의 중첩적합도에 관한 측면 합성영상과 정면 합성영상의 비교

Abstract

[한글]

The standardized lateral cephalometric radiograph and the computerized video imaging technique enabled superimposition between the cephalometric radiograph and facial photo. This composite image allowed visualization of the underlying skeletal and dental hard tissues and soft tissues of the face at the same time. Unlike the lateral aspect, there were many limitations in taking standardized frontal cephalometric radiograph and photo. They were the difficulty in reproducing constant head posture over time and the difficulty in identifying landmarks. Even the superimposition between the frontal radiograph and photo was not useful because of the lack of common landmarks to make a reference structure. As more patiens are aware of their facial esthetics and the increase of patient''s demand about the correction of facial asymmetries, the use of frontal composite image of photo and radiograph is needed for precision diagnosis and treatment planning. For the present study, 25 subjects with no discernable facial asymmetry were selected and six metal markers were placed on the subject''s right side face representing Glabella, right Zygoma, Philtrum, right Gonion, and Menton before taking standardized lateral and frontal radiographs and photos. The Head Posture Aligner(HPA), Pupil Position Marker(PP marker) and the standardized camera set up were adopted to obtain photos and radiographs in a standardized manner. The linear, angular, and area differences were measured after the superimposition of radiograph and photo using the metal markers on the Image Analyzer. The paired t-test and the percentage of difference were used to compare the fitness of metal markers between lateral and frontal composite images. The results showed certain strengths and weaknesses for both superimposed images.

1. The superimposition of frontal photo and radiograph indicated the overall enlargement of the radiograph. The difference was great on the gonion resulting in lateral and downward displacement of gonial angle area.

2. On the lateral superimposition, the measurements related to the profile were well matched. However, the Zygoma and Gonion on the facial photo displaced forward and downward respectively.

3. When the linear measurements were compared between lateral and frontal composite images, the lateral measurements showed less differences than frontal measurements. And all of the radiographic measurements were greater than photo in the frontal composite image.

4. The overall differences were greater on the lateral composite image when the angular measuements were compared. The gonial angle measuements on the frontal composite image showed great differences compared to other frontal measurements. The lateral angular measurements revealed generalized differences.

5. The differences were similar in frontal and lateral area measurements. The Gonial area on the frontal and the Zygoma and Gonial area on the lateral showed significant differences.

Standardized photos and radiographs could be obtained with the HPA and standardized camera set up. The PP marker allowed precision superimposition between the frontal photo and radiograph. The results suggested that the frontal composite image can be used effectively with the similar rate of distortion as lateral.

[영문]

측모 두부방사선규격사진은 재현도가 높고 표준화가 용이하여 중요한 진단 및 평가도구로 이용되고 있으며, 광학사진과의 합성을 통해 측면에서의 경조직과 연조직에 대한 평가와 함께 치료 후의 결과에 대한 가시적 정보를 제공해 주고 있으나 정면의 경우 일정한 두부자세의 반복적인 재현이 쉽지 않고 정면의 광학사진과 정모 두부방사선규격사진간에 공통적으로 나타나는 신뢰할만한 기준선이 없어 표준화된 정면 광학사진과 정모 두부방사선규격사진의 채득 및 합성영상 제작에 어려움이 있다.

외모에 대한 관심이 증가하고 있는 현대의 시대적 변화와 증가하는 안면비대칭 환자의 진단과 치료계획의 수립, 그리고 치료결과의 예측을 위해서는 정면 광학사진과 두부방사선규격사진의 합성영상을 통한 정확한 평가가 필수적인 바 본 연구에서는 일정한 두부자세의 재현을 위한 두부자세재현기, 동공의 위치를 정모 두부방사선규격사진상에 나타내기 위한 동공위치지시기, 표준화된 얼굴사진을 촬영하기 위한 두부촬영기를 제작한 후 두드러진 안면비대칭이 없는 25명을 연구대상으로 하여 이마, 우측관골부, 인중, 우측우각부, 이융기부, 그리고 이하부에 metal marker를 부착하여 정면과 측면의 표준화된 광학사진과 두부방사선규격사진을 각각 채득하였다. Image analyzer상에서 측면의 경우 코와 상순 부위를, 정면의 경우 동공점을 각각 중첩 기준으로 사용하여 광학사진과 두부방사선규격사진을 중첩한 후 두 사진 상에 나타나는 marker 위치의 오차를 정면과 측면의 경우를 구분하여 선계측, 각도계측, 그리고 면적계측을 통해 측정한 후 각각의 광학사진과 두부방사선규격사진간의 적합도를 paired t-test와 오차백분율을 산출해 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 정면에서의 광학사진과 정모 두부방사선규격사진 중첩시 전반적인 정모 두부방사선규격사진의 확대현상이 관찰되었으며 특히 우각부에서의 차이가 크게 나타나 정모 두부방사선규격사진 상의 우각부가 광학사진보다 측방 및 하방으로 확대되어 나타났다.

2. 측면에서의 광학사진과 측모 두부방사선규격사진 중첩시 얼굴윤곽선 상에 있는 계측점간의 측정치는 서로 잘 일치하고 있었으나 광학사진 상의 관골부와 우각부계측점이 각각 전방 및 하방으로 확대되는 양상을 보였다.

3. 정면 합성영상과 측면 합성영상에서의 선계측치 비교시 전반적으로 측면의 계측항목들이 정면의 항목들보다 더 잘 일치하는 것으로 나타났으며 정면의 경우 모든 항목에서 정모 두부방사선규격사진상의 계측치가 크게 나타났다.

4. 각도계측을 통한 정면 합성영상과 측면 합성영상 비교시 정면의 계측항목들이 측면에 비해 전반적으로 두부방사선규격사진과 광학사진간의 차이가 작게 나타났다. 정면 합성영상의 경우 우각부에서 큰 차이를 보인 반면 측면 합성영상의 경우 여러 항목에서 두드러진 차이를 보였다.

5. 면적계측을 통한 정면 합성영상과 측면 합성영상 비교시 정면의 계측항목들이 측면에 비해 두부방사선규격사진과 광학사진간의 차이가 작은 양상을 보였으며 정면에서는 우각부의 오차가 심하게 나타난 반면 측면에서는 관골부와 우각부 모두에서 큰 차이를 나타냈다.

본 연구결과 두부자세재현기와 두부촬영기를 통한 표준화된 정면 광학사진과 정모 두부방사선규격사진의 채득과 동공위치지시기를 이용한 정면 광학사진과 정모 두부방사선규격사진의 중첩이 가능함을 알 수 있었으며, 정면과 측면의 합성영상을 비교하였을 때 광학사진과 두부방사선규격사진의 차이가 측면에 비해 정면에서 더 크게 나타나지 않으므로 정면 광학사진과 정모 두부방사선규격사진의 합성이 임상에서 효과적으로 이용될 수 있음을 시사하였다.