LPG/LTR 및 Preview 제어를 이용한 능동 현가 제어기 설계

전진훈 포항공과대학교 1996 국내박사

LQG/LTR 및 Preview제어를 이용한 능동 현가 제어기 설계

전진훈 포항공과대학교 1996 국내석사

백색광 스캐너를 이용한 수종의 지대치 인상체 스캐닝의 반복측정안정성 평가

전진훈 고려대학교 대학원 2014 국내석사

목적: 백색광 스캐너를 이용하여 지대치 인상체를 반복 스캐닝하여 얻은 디지털 데이터들 간의 반복측정안정성을 비교 평가하고, 또한 지대치의 종류에 따른 디지털 데이터간의 차이가 없는지 3차원 분석 소프트웨어를 이용하여 비교 분석함으로써, 치의학 분야에서 임상적 적용 가능성에 대한 평가와 함께 참고 자료를 제공하는 것이다. 방법: 백색광 스캐너를 이용하여 상악 우측 견치, 제 1소구치, 제 1대구치 지대치 인상체를 각각 8번씩 반복 스캔하여 3차원 형상 데이터(STL file)를 얻었다. 그리고 모든 지대치 모형의 3차원 형상 데이터에서 불필요하고 부정확한 margin 아래쪽 부분은 삭제하였다. 각 지대치 인상체마다 첫 번째 스캔 데이터를 CAD reference model(CRM)로 삼아 대조군으로 정하였다. 나머지 7개 STL파일은 CopyCAD 7.350 SP3를 이용하여 point cloud-ASC file로 변환시킨 후, 이를 실험군으로 정하였다. 이 후, PowerINSPECT 2012를 실행시켰다. PowerINSPECT 2012은 공업용 정밀기계 또는 계측 분야에서 적합도 검증을 할 수 있는 최신 디지털 방식의 프로그램이다. 이 프로그램을 이용하여 3D-surface model로 표현되는 CRM 데이터(STL file)를 불러오고, 그 후 수많은 점들로 이루어진 point cloud 데이터(ASC file)를 불러와 두 개의 데이터를 best fit alignment로 재배열 하였다. 이어서 CRM 데이터 위에 point cloud를 투영시켰다. 서로 겹쳐진 CRM 데이터인 3D-surface model data와 point cloud의 모든 점들 간의 거리를 이용하여 mean값과 standard deviation(SD)값을 구했다. 위와 같은 방법으로 각 치아당 7번씩 반복하여 mean값과 SD값으로 이루어진 데이터를 얻었다. 이어서 Kruskal-Wallis test를 실시하였고, 사후검정은 Wilcoxon rank-sum test를 이용하였으며, Bonferroni adjusted α 적용평가를 하였다. 통계처리 프로그램은 SPSS 20.0을 사용하였으며, 제 1종 오류의 수준은 0.05로 정하였다. 결과: 상악 우측 견치, 제 1소구치, 제 1대구치의 mean값은 각각 6.3 μm (95% confidence interval [CI], 5.4–7.2), 6.4 μm (95% CI, 5.3–7.6), 8.9 μm (95% CI, 8.2–9.5) 이였으므로, 제 1대구치가 다른 치아들에 비해 mean값이 유의하게 나타났다(P<0.05). 또한, SD의 mean값은 각각 16.3 μm (95% CI, 15.3–17.3), 26.7 μm (95% CI, 19.7–33.8), 14.0 μm (95% CI, 12.3–15.7) 이였으므로, 제 1소구치가 다른 치아들에 비해 SD의 mean값의 차이가 유의하게 나타났다(P<0.05). 결론: 백색광 스캐너를 이용한 지대치 인상체 스캐닝의 반복측정안정성은 우수하였다. 한편, 지대치의 종류에 따라서는 디지털 데이터간의 유의한 정도의 차이는 있었지만 치의학 분야에서 임상적으로 허용할만한 수준이었다. 단지, 백색광 스캐너를 이용하여 지대치 인상체를 스캐닝할 때의 좁고 깊은 곳에서 스캐닝의 어려움이 있으므로 이의 개선을 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. Purpose : We aimed to evaluate the repeatability of the digitizing of silicon rubber impressions of abutment teeth by using a white light scanner and compare differences in repeatability between different abutment teeth types. Materials and methods : Silicon rubber impressions of a canine, premolar, and molar tooth were each digitized 8 times using a white light scanner, and 3D surface models were created using the point clouds. The size of any discrepancy between each model and the corresponding reference tooth were measured, and the distribution of these values was analyzed by an inspection software (PowerInspect 2012, Delcam plc., Birmingham, UK). Mean and standard deviation (SD) of absolute values of discrepancies were analyzed by the Kruskal–Wallis test and multiple comparisons (α= .05). Results : The mean discrepancy between the impressions for the canine, premolar, and molar teeth were 6.3 μm (95% confidence interval [CI], 5.4–7.2), 6.4 μm (95% CI, 5.3–7.6), and 8.9 μm (95% CI, 8.2–9.5), respectively. The discrepancy mean of the molar tooth impression was significantly higher than that of other tooth types. The largest variation (as mean [SD]) in discrepancies was seen in the premolar tooth impression scans: 26.7 μm (95% CI, 19.7–33.8); followed by canine and molar teeth impressions, 16.3 μm (95% CI, 15.3–17.3), and 14.0 μm (95% CI, 12.3–15.7), respectively. Conclusion : The repeatability of the digitizing abutment teeth’s silicon rubber impressions by using a white light scanner was high. However, more work is needed to increase the digitizing performance of the white light scanner for deep and slender impressions.

백색광과 청색광 스캐너를 이용한 수종의 지대치 경석고 모형 및 인상체 스캐닝의 반복측정안정성 평가

전진훈 高麗大學校 2016 국내박사

Scanners are increasingly being utilized in the field of dentistry, and evaluation of their repeatability is necessary to confirm their clinical utility. Conventional methods of prosthesis fabrication include the creation of models by pouring dental stone into impressions of the concerned teeth, and the repeatability of the process is determined by comparing digitized models with the stone models. However, these conventional methods are time consuming and expensive. To overcome these disadvantages, a prosthesis fabrication method using intraoral scanners was developed; however, it did not demonstrate a high degree of repeatability. Therefore, methods that can provide 3-dimensional shape data by directly scanning dental impressions using an extraoral scanner are gaining importance. Previous clinical studies evaluating the repeatability of impressions digitized using an extraoral scanner (e.g., touch probe scanner, laser scanner) have not demonstrated any evidence supporting clinical application. The white-light scanner, which has been universal in the dental market until recently, exhibits good scanning speed and repeatability, projects a pattern in the 2-dimensional (2D) mode efficiently, and reads the 3D coordinate data better than the laser scanner. However, an error frequently occurs with a white-light scanner in narrow and deep scans of the impression body. Also, the repeatability of the white-light scanner is lacking. These disadvantages have led to the recent development of the blue-light scanner, which is claimed to produce fewer errors and greater scanning repeatability. Recently, to compensate for the disadvantages of these types of scanners, blue light scanners that can scan impressions with high stability (even in case of narrow and deep shapes) and high speed were developed. However, no study has assessed the repeatability of stone models and impressions digitized using blue light scanners or the repeatability (ISO-12836) of findings for different types of abutment teeth. Therefore, we need that this study evaluated the repeatability of stone models and impressions digitized using a white- and blue-light scanners for the canine, premolar, and molar by comparing discrepancies in repeatability values among scans, thus, there was designed this study . The purpose of the first study is 3-dimensional evaluations that compare the repeatability of the blue-light scanner with that of the white-light scanner are required. Materials and methods were as follows. Impressions of the canine, premolar, and molar abutment teeth were prepared and repeatedly scanned using each scanner type to obtain five sets of 3-dimensional data for each tooth. Point clouds were compared and the error sizes were measured (n=10, per teeth and scanner types). One-way ANOVA with Tukey HSD multiple comparison test and independent t-test were performed to evaluate repeatability (α=0.05). The results of the first study showed mean of discrepancies for canine, premolar and molar teeth were 5.8 μm, 5.9 μm, and 8.6 μm, respectively, using the white light scanner (p<0.001), and 4.4 μm, 2.9 μm, and 3.2 μm, respectively, using the blue light scanner (p<0.001). SD of discrepancies were 15.9 μm, 23.2 μm, and 14.6 μm, respectively, for the white light scanner (p<0.001), and 9.8 μm, 10.6 μm, and 11.2 μm, respectively, for the blue light scanner (p=0.73). Repeatability (mean and SD) of canine, premolar and molar for the white and blue light scanners was statistically significant (mean: p=0.001, p<0.001, p<0.001; SD: p<0.001, p<0.001, p=0.003). The purpose of the second study was to evaluate the repeatability of scans of stone models and impressions of abutment teeth using a blue light scanner and compared the findings between different abutment teeth types. Materials and methods were as follows. For the stone models as well as impression of the canines, premolars, and molars, we generated 10 color-difference-maps and reports for each tooth type (n=10 per tooth type). One-way analysis of variance (ANOVA) and independent t-tests were performed to evaluate the repeatability of scans of the stone models and impressions obtained from a blue light scanner. The results of the second study showed for the stone models, the mean of the discrepancies in the scans of SCs, SPs, and SMs was 2.9 μm, 2.9 μm and 2.6 μm, respectively. No significant differences were observed in the mean of the discrepancies in the scans of the stone models and those in the scans of any tooth type (p=0.64). For the impressions, the mean of the discrepancies in the scans of ICs, IPs, and IMs was 4.4 μm, 2.9 μm and 3.2 μm, respectively. The mean of the discrepancies in the scans of the ICs showed a significant difference when compared to that of the other teeth (p<0.001). The SD of the discrepancies in the scans of SCs, SPs, and SMs was 16.9 μm, 14.8 μm and 15.1 μm, respectively. No significant difference was observed with regard to any tooth type (p=0.80). The SD of the discrepancies in the scans of ICs, IPs, and IMs was 9.8 μm, 10.6 μm and 11.2 μm respectively, with no significant difference observed with regard to any tooth type (p=0.73). The mean of the discrepancies in the scans of the stone models and the impressions of the canines and molars showed a significant difference (p<0.001 and p=0.03, respectively), but there was no significant difference between the stone models and the impressions of the premolars (p=1). Similarly, the SD of the discrepancies in the scans of the stone models and the impressions of the canines and molars showed a significant difference (p<0.05 and p=0.04, respectively), but there was no significant difference between the scans of the stone models and impressions of the premolar (p=0.11). Therefore, the conclusion of these study showed the blue light scanner exhibited greater repeatability than the white light scanner on evaluating the digitized abutment teeth impressions. Meanwhile, our results indicate a high repeatability of scans of stone models and impressions of abutment teeth using the blue light scanner and suggest a possible clinical advantage for scanning impressions of different abutment teeth types. 스캐너는 치과 CAD/CAM 시스템에 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 이러한 스캐너의 스캐닝 안정성을 평가하는데 있어서 반복측정안정성은 필수적으로 확인되어야 하는 요소 중 하나로 꼽힌다. 스캐닝의 안정성 평가방식은 환자의 구강을 인상채득한 뒤, 이 인상체에 경석고를 부어 제작한 모형으로부터 스캐닝을 하고, 이의 반복측정안정성을 확인하는 것이 일반적이었다. 하지만 이러한 방식은 모형제작과정에서 오차가 발생할 수 있으며, 경제적•시간적으로도 손실이 많이 발생한다는 단점들이 있다. 이를 보완하기 위하여 intraoral scanner를 이용한 방법이 등장하였으나, 아직까지 스캐닝 방법에 있어서 반복측정안정성은 높지 않다는 보고가 있다. 이러한 이유로 환자구강에서 채득한 인상체를 extraoral 스캐너로 직접 스캐닝함으로써 3차원 형상 데이터를 얻는 방식에 대한 관심이 높아지고 있다. 지금까지 extraoral 스캐너 중 접촉식 스캐너, 레이저 스캐너 등을 이용하여 경석고 모형과 인상체의 스캐닝의 반복측정안정성을 평가한 연구들은 있었으나, 이것의 임상적 적용에는 어려운 점이 많다는 지적이 있어왔다. 한편 현재 임상에서 주로 사용되고 있는 있는 백색광 스캐너는 2차원 스트라이프 패턴을 투사함으로써, 한 번에 3차원 데이터를 획득하는 방식을 이용함으로써 경석고 모형과 인상체의 스캐닝에 있어서 레이저 스캐너에 비해 스캐닝의 반복측정안정성이 높고 스캐닝 속도도 빠르다고 알려져 있다. 하지만 백색광 스캐너를 이용한 인상체의 스캐닝도 좁고 깊은 곳에서 빈번한 오류가 발생하며 스캐닝의 반복측정안정성이 안정적이지 못하다는 연구가 있었다. 최근 치과분야에 기존의 스캐너들의 단점을 보완하여 출시된 경석고 모형과 인상체의 스캐닝이 가능한 청색광 스캐너가 등장하였고, 이는 경석고 모형의 스캐닝은 물론 인상체의 좁고 깊은 곳에서의 스캐닝 반복측정안정성이 높으며 스캐닝의 속도도 빠르다고 알려져 있다. 하지만 아직까지 청색광 스캐너를 이용한 경석고 모형과 인상체 스캐닝의 반복측정안정성 평가에 관한 연구(ISO-12836)는 없었으며, 또한 경석고 모형과 인상체 스캐닝의 반복측정안정성을 치아별로 비교 평가한 연구도 없었다. 따라서 각 지대치아별 경석고 모형 및 인상체 스캐닝에 있어서 백색광 스캐너와 청색광 스캐너의 반복측정안정성을 비교 평가가 필요한 실정이며 이에 따라 본 연구를 설계하였다. 첫 번째 연구의 목적은 각 지대치별 인상체 스캐닝에 있어서 백색광 스캐너와 청색광 스캐너의 반복측정안정성을 비교 평가하는 것이며 연구 방법은 다음과 같다. 상악 견치, 소구치, 대구치 지대치 인상체를 제작하고, 각 지대치아별로 두 가지 스캐너를 이용하여 각각 5개의 3차원 데이터를 얻었다. 스캐너의 종류에 따라 각 치아별로 포인트 클라우드와의 오차값을 측정하였다. 측정된 데이터들로부터 반복측정안정성의 비교 평가를 위해 일원배치분산분석과 Tukey 사후 분석을 하였고, 반복측정안정성의 평가를 위해 독립표본 t 검정을 실시하였다. 첫 번째 연구 결과는 견치, 소구치, 대구치의 스캐너별 반복측정안정성(mean and SD)은 모두 유의한 차이를 보였다(mean: p=0.001, p<0.001, p<0.001; SD: p<0.001, p<0.001, p=0.003). 백색광 스캐너의 견치, 소구치 대구치의 mean of discrepancies는 각각 5.8 μm, 5.9 μm, 8.6 μm 이었고(p<0.001), 청색광 스캐너의 견치, 소구치 대구치의 mean of discrepancies는 각각 4.4 μm, 2.9 μm, 3.2 μm 이었다(p<0.001). 한편, 백색광 스캐너의 견치, 소구치 대구치의 SD of discrepancies는 각각 15.9 μm, 23.2 μm, 14.6 μm 이었고(p<0.001), 청색광 스캐너의 견치, 소구치 대구치의 SD of discrepancies는 각각 9.8 μm, 10.6 μm, 11.2 μm 이었다 (p=0.73). 두 번째 연구의 목적은 청색광 스캐너를 이용하여 각 지대치아별경석고 모형과 인상체에 대한 스캐닝의 반복측정안정성을 비교 평가하는 것이며 연구 방법은 다음과 같다. 상악 견치, 소구치, 대구치 지대치 인상체를 제작하고, 제작된 인상체에서 경석고 모형을 제작하였다. 청색광 스캐너를 이용하여 지대치아별 모형과 인상체를 각각 5번씩 스캐닝하여 3차원 데이터를 얻었다. 각 치아별 모형과 인상체로부터 얻은 3차원 데이터들을 포인트 클라우드들과 중첩 소프트웨어를 이용하여 중첩 배열하고 서로 간의 오차값을 측정하였다. 측정된 데이터들로부터 반복측정안정성의 평가를 위해 일원배치분산분석과 Tukey 사후 분석을 하였고, 독립표본 t 검정을 실시하였다. 두 번째 연구 결과는 견치, 소구치, 대구치의 경석고 모형과 인상체의 스캐닝 반복측정안정성(mean and SD)은 소구치를 제외하고 견치와 대구치에서 유의한 차이를 보였다(mean: p<0.0001, p=1, p=0.03; SD: p<0.05, p=0.11, p=0.04). 경석고 모형의 견치, 소구치 대구치 mean of discrepancies는 각각 2.9 μm, 2.9 μm, 2.6 μm 으로 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았고(p=0.64), 인상체의 견치, 소구치 대구치 mean of discrepancies는 각각 4.4 μm, 2.9 μm, 3.2 μm 으로 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.001). 한편, 경석고 모형의 견치, 소구치, 대구치 SD of discrepancies는 각각 16.9 μm, 14.8 μm, 15.1 μm 이었고(p=0.8), 인상체의 견치, 소구치 대구치 SD of discrepancies는 각각 9.8 μm, 10.6 μm, 11.2 μm 이었다(p=0.73). 따라서 두 연구 결과를 정리하면 각 지대치아별 인상체에 대한 백색광 스캐너와 청색광 스캐너의 스캐닝 반복측정안정성 비교 평가에 있어서는 청색광 스캐너가 더 높은 반복측정안정성을 보였다. 한편 청색광 스캐너를 이용한 각 지대치아별 경석고 모형과 인상체에 대한 스캐닝의 반복측정안정성은 둘 다 높은 반복측정안정성을 보였는데, 특히 각 지대치아별 경석고 모형은 물론이고 인상체의 스캐닝도 임상적으로 활용 가능성이 높다고 생각된다.