3차원 CT 영상을 이용한 정상교합자의 안면 연조직 분석

Abstract

[한글]

최근들어 3차원 전산화 단층 촬영(CT: Computed Tomography)영상을 이용한 진단기법의 개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며 교정 영역 등의 여러 분야에서 3차원적인 두개악안면 분석의 필요성이 증대되고 있다. 특히 교정 치료나 악교정 수술 후의 결과에 있어서 안면 연조직의 분석은 필수적이라 할 것이다.

본 연구에서는 3차원 CT영상을 이용한 정상교합자의 안면 연조직의 분석을 위해 정상교합자의 3차원 CT촬영을 시행하여 안면 연조직 부위의 3차원적인 계측 기준 평면과 계측점을 지정하고 그에 대한 관찰자내의 차이를 평가하였으며, 정상교합자의 정상치를 제시하고 남녀간의 차이를 통계 분석하였다.

정상교합을 가진 성인 남자 12명, 성인 여자 11명의 CT영상을 촬영하여 개인용 컴퓨터 상에서 V works 4.0 프로그램 (Cybermed Inc., Seoul, Korea)을 이용하여 3차원 CT영상을 재구성한 후에 Soft tissue Nasion을 기준원점으로 하는 3차원 좌표평면(x축-좌우, y축-전후, z축-상하)의 좌표계를 설정하여 계측점을 지정하였으며 V surgery 프로그램 (Cybermed Inc., Seoul, Korea)으로 그에 따른 좌표를 구하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. V works 4.0 프로그램의 다면 재구성상을 통해 관상면상, 시상면상, 체 축면상의 각 단면 구조물을 확인하여 정중선상의 Soft tissue Nasion, Pronasale, Subnasale, Upper lip center, Lower lip center, Soft tissue B, Soft tissue Pogonion, Soft tissue Menton등 8개의 계측점과 양측성인 Endocanthion, Alare lateralis, Cheilion, Soft tissue Gonion, Tragus, Zygomatic point등 총 20개의 재현 가능한 안면 연조직의 계측점을 지정하였다.

2. 성인 남녀 정상교합자의 3차원 CT영상을 촬영하여 정상교합자의 안면 연조직의 3차원적인 좌표와 각 계측점까지의 vector값의 평균과 표준편차를 구하였다. 성인 남녀 정상교합자의 좌표값을 분석해보면 각 기준평면으로 부터의 거리를 비교해볼 때 관상 기준 평면으로부터의 높이는 y 좌표값이 표현해주며(+:뒤, -:앞) Prn은 남자 -24.4±2.0, 여자 -23.1±2.8, Ulc는 남자 -17.6±3.7, 여자 -16.0±2.1, Llc는 남자 -17.2±4.0, 여자 -16.0±3.9, Pog은 남자 -14.3±5.9, 여자 -8.6±6.1로 계측되었고, 양측성 계측점인 Zy는 오른쪽은 남자 8.4±4.1, 여자 6.1±1.3, 왼쪽은 남자 8.7±3.3, 여자 4.7±1.6로 계측되었다. 또한 양측성 계측점의 시상 기준 평면으로 부터의 좌우 거리는 x .ㅎ좌표값이 표현해주며(+:좌, -:우) Go’은 오른쪽은 남자 -59.5±5.2, 여자 -58.6±5.9, 왼쪽은 남자 60.1±4.0, 여자 61.2±4.4, Zy는 오른쪽은 남자 -55.4±2.3, 여자 -51.8±3.4, 왼쪽은 남자 55.8±2.1, 여자 52.7±2.1로 계측되었다.

3. 안면 연조직 분석의 3차원적인 이해를 돕기위해 주요 계측점간의 거리계측을 시행하였고, 그 결과 Na’-Sn과 En(Rt)-En(Lt)를 제외한 대부분의 계측값에서 남녀간의 유의한 차이가 있었으며, 그 중 2차원적인 두부규격 방사선사진으로는 정확한 계측이 어려웠던 Na’-Go’(facial depth)의 정상범주는 오른쪽은 남자 130.6±3.1, 여자 118.7±3.6, 왼쪽은 남자 130.5±2.5, 여자 119.4±3.7로 계측되었다.

이상의 자료는 부정교합 환자와 악안면 기형 환자의 3차원적인 진단 및 치료 계획에 참고자료로 사용될 수 있을 것이다.

[영문]Recently the studies for diagnostic analysis using three-dimensional CT(Computed Tomography) images are in progress and needs for the three dimensional craniofacial analysis are increasing in the fields of orthodontics. Especially it is essential to analyze the facial soft tissue after orthodontic treatments and orthognathic surgeries.

In this study three dimensional CT images of normal occlusion patients were obtained to analyze the facial soft tissue of them. The landmarks and reference planes of the facial soft tissue were established, intraobserver error about soft tissue landmarks was evaluated, the norms of normal occlusion patients are presented, and the differences between males and females were statistically analyzed.

Three dimensional CT images are reconstructed from CT images of normal occlusion patients (12 males, 11 females) using V works 4.0 program (Cybermed Inc., Seoul, Korea)in a personal computer. Three dimensional coordinate plane (x axis-left/right, y axis-anterior/posterior, z axis-top/bottom) is established using Soft tissue Nasion as the orgin and the accompanying coordinates of the landmarks is obtained. The landmarks and reference planes are named, then accompanying coordinates were obtained using V surgery program (Cybermed Inc., Seoul, Korea).

The following results were obtained;

1. Using the multiple reconstructive sectional images(axial, sagittal and coronal images) of the V works 4.0 program, total 20 reproducible landmarks of facial soft tissue were obtained: Soft tissue Nasion, Pronasale, Subnasale, Upper lip center, Lower lip center, Soft tissue B, Soft tissue Pogonion, Soft tissue Menton, Endocanthion(Rt/Lt), Alare lateralis(Rt/Lt), Cheilion(Rt/Lt), Soft tissue Gonion(Rt/Lt), Tragus(Rt/Lt), Zygomatic point(Rt/Lt).

2. According to the established landmarks and measuring method, the 3D CT images of adult normal occlusion patients were measured and the normal positinal measurements and vector values of Korean adults were obtained. Y axis data appeared the height from coronal reference plane(+:Posterior, -:Anterior) and the data of Prn were -24.4±2.0(M), -23.1±2.8(F), Ulc were -17.6±3.7(M), -16.0±2.1(F), Llc were -17.2±4.0(M), -16.0±3.9(F), Pog were -14.3±5.9(M), -8.6±6.1(F), and Zy were 8.4±4.1(M/Rt), 6.1±1.3(F/Rt), 8.7±3.3(M/Lt), 4.7±1.6(F/Lt). X axis data appeared the distance from sagittal reference plane(+:Left, -:Right) and the data of Go´ were -59.5±5.2(M/Rt), -58.6±5.9(F/Rt), 60.1±4.0(M/Lt), 61.2±4.4(F/Lt), and Zy were -55.4±2.3(M/Rt), -51.8±3.4(F/Rt), 55.8±2.1(M/Lt), 52.7±2.1(F/Lt).

3. In the linear measurement between landmarks, there was a significant difference between male and female except Na’-Sn and En(Rt)-En(Lt). The normal range of Na’-Go’(facial depth) which was difficult in accurate measurement by 2-dimensional lateral cephalometric analysis were 130.6±3.1(M/Rt), 118.7±3.6(F/Rt), 130.5±2.5(M/Lt) and 119.4±3.7(F/Lt).

These data may be used as references for three dimensional diagnosis and treatment planning for malocclusion and dentofacial deformity patients.