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편광 치아 영상 장비 개발 및 임상 적용 가능성에 대한 연구 : 치아 수복물 색상 선택, 치태 분포 확인, 치아 미백 평가

Other Titles
 Development of polarization dental imaging modality and its clinical feasibility study : selection of color for tooth restoration, distribution of dental plaque and evaluation of teeth whitening 
Authors
 김은지 
Issue Date
2012
Description
의공학과/석사
Abstract
심미 수복 분야에서 중요한 것은 실제 치아의 색상을 정확하게 측정하고 재현하는 것이다. 이를 위해 객관적(objective), 정량적(quantitative)이며 재현성(reproducibility)이 우수한 색 정보를 획득하기 위한 다양한 분석 방법들이 연구되고 있다. 그 중 디지털 카메라를 이용하여 획득한 영상은 시각화된 정보를 제공하므로 치료 전 ‧ 후의 환자 상담 시 유용한 자료로 사용 가능하다. 그러나 주로 육안에 의해 정성적으로 색을 분석하기 때문에 객관적인 색 평가가 어렵다는 한계가 있다. 이러한 한계를 개선하기 위해 시각화된 정보뿐만 아니라 색에 대한 정보를 정량적으로 제공하는 것이 필요하다. 또한 디지털 카메라로 치아 영상을 획득하게 되는 경우, 치아 표면에서 발생하는 정반사(specular reflection)는 영상 분석 시 오차의 요인으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 빛의 교차편광(cross-polarization) 원리를 이용하여 치아 표면의 정반사를 제거할 수 있는 편광 치아 영상 장비(polarization dental imaging modality)를 개발하였으며, 이를 이용하여 치아 영상의 색 정보를 정량적으로 분석하였다. 또한 편광 치아 영상 장비의 임상 적용 가능성을 확인하기 위해 치아 수복물 색상 선택, 치태 분포 분석 및 미백 평가 연구에 적용하였다.치아 수복물의 색상을 선택하기 위해 상악치 전면부 영상을 획득하였고, 영상처리 기법 중 유역변환(watershed transform)에 의한 분할을 이용하여 하나의 치아만 선택적으로 추출하였다. 치아를 치경부(cervical), 중앙부(middle), 절단부(incisal)로 나누어 각 층별로 치아와 수복물의 최소 유클리드 거리(Euclidean distance)를 계산하여 최적의 치아 수복물 색상을 결정 하였다. 치경부는 4R1.5, 중앙부 3R1.5, 절단부 3M2로 색 견본이 선택되었으며 중앙부와 절단부의 색 견본은 실제 치아 색상과 거의 유사하다는 것을 육안으로도 확인 가능하였다.치태 분포 확인을 위해 착색제로 치태를 착색시킨 후, 상악치 전면부 영상을 획득하고, 비계층적 군집방법(Non-Hierarchical Clustering Method)인 K-평균 군집 방법(K-means algorithm)을 이용하여 전체 치아에 분포하는 치태를 추출하였다. 또한 특정 단일 치아에 분포하는 치태를 정량적으로 평가하기 위해 치태지수를 구하였고, 그 결과는 25.5% 로 계산되었다. 치아 미백 평가는 미백제의 사용 전 ‧ 후의 치아 영상을 획득하고, 미백평가지수(CIE Whiteness Index, WIO)를 이용하여 치아 색 변화를 확인하였다. 그 결과, 미백 시술 후의 WIO 수치는 미백 전보다 감소하였으며, 이를 통해 미백 후 치아의 색상이 밝아졌음을 정량적으로 확인하였다. 미백 효과는 치경부, 중앙부, 절단부에서 약간씩 차이를 보였으며, 특히 WIO 변화량은 절단부에서 가장 크게 나타났다. 또한 영상을 이용하여 임상의가 육안으로 미백 정도를 평가하는 것과 프로그램에 의해 미백을 평가하는 경우의 상관계수는 0.7927로 서로 상관관계가 있음을 확인하였다. 본 연구는 편광 치아 영상 장비를 이용하여 정량적 및 정성적인 색 분석이 가능하도록 하였으며, 치아 수복물의 색상 선택, 치태 분포 확인, 치아 미백 평가 연구를 통해 임상 적용 가능성을 확인하였다.
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1. College of Medicine (의과대학) > Others (기타) > 2. Thesis
URI
https://ir.ymlib.yonsei.ac.kr/handle/22282913/136512
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