Automatic Evaluation of Dental Implant Fixture Placement using Alveolar Bone Density Analysis

Abstract

치과 임플란트 수술과정에서 식립체 사양 선택은 매우 중요한 문제이다. 환자의 잇몸 환경에 얼마나 적합한 식립체를 선택하는가는 전체 임플란트 시술의 성공여부를 결정하고, 시술 후의 부작용 여부에 크게 영향을 미치기 때문이다. 본 연구에서는 임플란트 식립체 주변의 치조골 밀도 값을 HU값의 단위로 미리 계산하여, 식립체 사양의 적합도를 수치 로 표현하여 사용자에게 제시하는 프로그램을 제안하고자 한다. 본 프로그램을 구현하기 위하여, 먼저 환자의 치조골 밀도 값에 해당하는 HU값을 구현된 프로그램을 통하여 추출을 한다. 추출된 HU값을 평가하기 위하여, 계산하는 방법에 따른 평가 항목과 영역에 따른 평가 항목을 제시하였다. 평가 지수라는 사용자 정의함수를 이용하여 각 평가 항목을 종합적으로 반영할 수 있도록 하여 임플란트 식립체의 적합도를 표현하였다. 여기에 사용자인 치의사가 각 평가 항목에 가중치를 부여할 수 있도록 하여, 최종 결과에 실제 치의사의 의견을 반영할 수 있도록 하였다. 구현된 프로그램을 사용하여 서로 다른 4명의 CT data를 직접 치의사가 작업을 함으로써 프로그램의 검증을 하였다. 프로그램을 사용한 경우와 그렇지 않은 경우에 선정된 임플란트 식립체 사양, 그리고 선정하기까지의 경과 시간을 비교함으로써, 본 프로그램의 편리함과 유용성을 검증하였다. 본 연구를 통해 구현된 프로그램은, 실제 수술 현장에서 적절한 임플란트 식립체를 선택하는데 합당한 가이드라인을 사용자에 제시하여, 임플란트 식립 수술에 도움이 될 것으로 기대된다.

The selection of implant fixtures is crucial for dental implant installation. How well a fixture is fitted to the patients implant site directly determines the success of the entire implant operation and determines whether or not adverse effects are induced. In this study, we propose a program that provides users information on the adequacy of a fixture in terms of a Hounsfield Unit (HU) value that is calculated from the alveolar bone density around the implant fixture. To implement this program, we present the criterion to evaluate the HU value and the index as a user-defined function. Therefore, the fixtures suited to certain conditions are suggested to dentists through this program. When using this program, a dentist can apply the weights to the evaluation function, and the program uses these weights to calculate the evaluation index as final result. Finally, the program can suggest that a fixture is adequate for the given conditions of the patients alveolar bone. Also, we confirmed that this program is convenient and useful in verifying the results obtained through the four different sources of patient CT data. Although this program needs further modification and improvement, it is expected to be helpful for implant procedures by providing users with feasible guidelines, suggesting specific values in actual clinical practice.