상악골 이동 확인을 위한 악교정 수술에서의 3차원 위치 추적 시스템

국문 초록 (Abstract)

악교정 수술에서 상악골의 미세한 위치 변화는 얼굴의 큰 변화를 가져올 수 있다. 수술 중 상악골의 이동은 중간 장치(intermediate wafer)를 기준으로 시행하고, 구강 내, 구강 외 계측 방법으로 확인한다. 그러나 개인 차가 큰 하악골의 움직임(회전 중심, 악관절 상태 등)과 중심위(central relation) 를 재현하여 3차원적인 상악골 이동을 추적, 확인하는 것은 매우 어렵다. 그래서 현재는 이를 평가하는 수단으로 외과의의 느낌 등이 계측치 측정과 함께 이용되어 주관적 요소가 비교적 강하게 작용한다.
수술 중 상악골의 움직임을 3차원적으로 확인하는 새로운 방법으로 광학식 스테레오 카메라 시스템(MicronTracker, Claron Technology)을 악교정 수술에 적용하였다. 수술 전 후 상악골의 위치를 3차원적으로 추적하여 수술계획과 일치하는지를 평가하고자 하였다.
악교정 수술에 적용하기 위하여 필요한 조건을 확인하고 악골 모형을 이용한 실험 후 악교정 수술에의 적용하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 위치 추적을 위하여 사전에 카메라 보정 및 추적기의 디자인 변경을 시행하고, 추적 대상과 카메라의 거리를 1000mm 이내로 위치시켜 연속 측정값의 평균값을 이용하면 추적 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.
2. 조명이 밝을 경우, 반사에 의해 시스템 마커(marker)의 인식율이 약 10%정도 감소한다. 조명이 어두울 경우 게인(gain) 값의 증가로 인하여 지터(jitter)가 증가할 수 있으나, 수술실 조명 조건에서 지터의 증가는
미미하다.
3. 악골 모형의 단순 위치 변경 실험에서 시스템으로 기록 후 정합하여 위치 추적하였을 때, 기준점에서 평균 0.28mm, 추적점에서 0.64mm 의 오차를 보였다. 또 악골 모형의 상악골을 모의 수술하며 추적하였을 때 레이저 스캔 결과와 비교하면 평균 0.69mm 의 오차를 보였다.
4. 악교정 수술에 적용한 결과 기준점 정합 시 평균 1.66 mm, 상악골의 추적점 정합 시 평균 4.24 mm 의 오차를 보였다. 이 오차는 적절한 환자 머리 고정 방법과 변경된 디자인의 추적기를 사용하여 감소시킬 수 있다.
앞으로 삼차원 컴퓨터 단층 촬영 영상과의 결합이나 검증, 소프트웨어 개발 등을 통하여 악교정 수술에 영상 안내 수술(image-guided surgery)를 도입하는 방향의 연구가 진행되어야 할 것이다.