CAD/CAM을 이용한 간접 부착술식에서 상악 구치부 교두 높이에 따른 브라켓 위치 정확성 비교

Abstract

본 연구의 목적은 CAD/CAM을 이용한 간접 부착술식에서 상악 구치부 교두의 높이에 따른 브라켓 위치의 정확성을 비교하는 것이다. 교두가 마모되지 않은 5명의 상악 석고 모델을 대상으로 구치부 교두(제1소구치, 제2소구치, 제1대구치) 높이를 다르게 형성하였다. 교두첨을 0.5mm 삭제한 대조군과 0.5mm 왁스업한 실험군을 제작하였다. 교두첨을 변형한 석고 모델을 디지털 스캔한 뒤 RP모델로 출력하여, 대조군과 실험군 RP모델로 제작하고, 두 군의 구치부 교두의 높이는 1.0mm 차이가 나도록 하였다. 스캔한 3D 이미지를 3TxerTM 디지털 셋업 프로그램(Orapix, Seoul, Korea)을 이용하여 이상적인 형태로 배열하고 가상의 브라켓을 위치시킨 후, 브라켓의 간접부착을 위한 트랜스퍼 지그를 제작하였다. 실험 모델에 간접 부착술식으로 브라켓을 본딩한 후 이 모델을 3D 스캔하였다. 초기 CAD로 의도된 브라켓 위치와 실제 부착된 브라켓의 위치의 오차를 비교하기 위해, Geomagic○R VerifyTM(3D Systems, Rock Hill, South Carolina) 프로그램을 이용하였다. CAD 상에서 가상의 브라켓이 부착된 모델과 실제로 간접 부착술식을 한 후 브라켓이 본딩된 모델의 스캔 이미지를 최적 중첩하였다. Meshmixer(Autodesk, Inc. San Rafael, California), Geomagic○RDesignTM X, 그리고 Cimatron(3D Systems, Rock Hill, South Carolina)을 이용하여 계획된 브라켓 위치와 실제 본딩후 브라켓 위치의 오차를 측정하였다. 브라켓 위치 오차는 3개의 평면에서 브라켓의 근원심(mesiodistal), 협설측(buccolingual), 수직적(vertical) 거리의 오차와 근원심 경사(angulation), 회전(rotation), 토크(torque)각도 오차를 측정하였다. 통계분석은 Wilcoxon 부호 순위 검정을 실행하였고 유의수준은 p<0.05를 기준으로 하였다. 그 결과 실험군과 대조군 사이의 브라켓 위치의 오차는 근원심, 협설측, 수직적 거리 및 근원심 경사, 회전, 토크 각도에서 유의한 차이를 보이지 않았다. (p>0.05) 대조군 보다 실험군에서 협설측, 수직적 오차 거리가 더 컸으며, 회전과 토크의 각도 오차 또한 대조군 보다 실험군에서 더 큰 경향을 보였다. 거리 오차 수치 중 가장 큰 수치는 0.71mm로 실험군의 수직적 거리의 오차에서 나타났으며, 각도 오차 수치 중 가장 큰 수치는 11.4°로 실험군의 토크 각도의 오차에서 나타났다. 두 군 모두에서 근원심, 협설측, 수직적 거리 오차 수치 중 수직적 오차 값이 가장 컸으며, 근원심 경사, 회전, 토크 각도 오차 중에서는 토크의 오차가 가장 컸다. 거리 오차 한계치를 0.5mm로 정했을 때, 두 군 모두 근원심, 협설측 거리에서 임상적으로 허용할만한 오차를 보였으나, 수직적 거리 오차에서는 대조군 3.3%, 실험군 6.7% 로 실험군에서 한계수치를 넘는 빈도가 더 많았다. 각도에 대한 오차 한계치를 1.0°로 정했을 때, 근원심 경사, 회전, 토크 오차의 빈도는 대조군에서 각각 53.3%, 43.3%, 60%이고, 실험군에서 각각 60%, 60%, 73.3%를 보여 대조군 보다 실험군에서 한계치를 넘는 빈도가 많았다. 교두가 높은 상악 구치부 치아에 대한 CAD/CAM을 이용한 간접 부착술식시에는 브라켓의 수직적 위치와 근원심 경사, 회전, 토크 각도에서 오차 빈도가 높다는 것을 인지하여야 하고, 교두의 높이를 고려하는 것이 바람직하다고 사료된다. ;The purpose of this study was to compare the accuracy of CAD-CAM aided indirect bonding system with different cusp heights in the posterior teeth (1st premolar, 2nd premolar and 1st molar). 5 kinds of upper arch models without attrition were manipulated to a control group with grinding 0.5mm in a cusp tip and an experimental group with 0.5mm high cusp tips formed by wax up. A difference of the cusp height of two groups was 1.0mm. After scanning the two stone models by a 3D scanner (Dental Wings 7 series; Dental wings Inc., Montreal, Canada), both of RP(Rapid Prototype) models (a control group and an experimental group) were printed. With a digital setup program (3TxerTM;Orapix, Seoul, Korea), scan data was used to set up the intended bracket position on the digital model and manufacture transfer jigs of individual tooth brackets for indirect bonding. Actual positioned models of a control group and an experimental group after indirect bonding were scanned by the 3D scanner. 3D programs such as Meshmixer (Autodesk Inc., San Rafael, California), Geomagic DesignTM X and Cimatron (3D Systems, Rock Hill, South California) were used to evaluate the differences between intended digital bracket position and actual bracket position after indirect bonding. The differences were measured in linear (mesiodistal, buccolingual, and vertical) and angular (angulation, rotation, and torque) dimension. For statistical analysis, Wilcoxon signed rank test was conducted and significant level was p<0.05. The result indicated that the control group and the experimental group had no significant difference in errors of intended bracket position and actual bracket position (p>0.05). In the experimental group, mean buccolingual and vertical errors tended to be higher in linear dimension and mean rotation and torque errors were higher in angular dimension than those in the control group. Maximum error in linear dimension was 0.71mm in vertical dimension of the experimental group. Maximum error in angular dimension was 11.4° in torque of the experimental group. Mean vertical errors of both groups were the highest in linear dimension of mesiodistal, buccolingual, and vertical distance. Mean torque errors of both groups were the highest in angular dimension of angulation, rotation, and torque. When an acceptable linear limit was determined less than 0.5mm, frequencies over the limit in mesiodistal and buccolingual error were not shown in both of a control group and an experimental group. However, in vertical error, frequencies over the limit showed 3.3% in a control group and 6.7% in an experimental group. Therefore, frequencies over the linear limit in the experimental group were higher than those in the control group. When an acceptable angular limit was determined less than 1°, frequencies over the limit in angulation, rotation, and torque were 53.3%, 43.3%, 60% in a control group and 60%, 60%, 73.3% in an experimental group. Frequencies over the angular limit in angulation, rotation, and torque were higher in an experimental group than those in a control group. In CAD/CAM aided indirect bonding, orthodontists should anticipate a difference of frequencies over the limits in vertical position and angulation, rotation, and torque angle between a control group and an experimental group. In addition, they should consider the cusp height of posteriors in computer aided indirect bonding.