Active shape model을 이용한 국소의치 설계 자동화

Abstract

1. 목 적 가철성 국소의치를 설계하는데 있어 대부분은 치과의사 본인의 판단에 의존하고 있고, 설계한 결과를 제대로 검증할 수 있는 수단이 없다. 뿐만 아니라 국소의치를 학습하는 학생의 입장에서도 각 증례에 대한 설계 결과를 쉽게 확인할 수 있는 방법이 없다. 따라서 본 논문에서는 부분 무치악을 포함하는 석고 모델이나 교합면 임상 사진을 이용해 자동으로 무치악 부위를 찾아내고, Kennedy 분류를 하여, 국소의치 설계를 하는 알고리즘을 고안하는데 목적을 둔다.

2. 방 법 좌, 우측 중절치부터 제 이 대구치까지 총 14개의 치아가 모두 존재하는 97개의 상악 모델을 수집하였으며, 각 모델에 대해 치아들의 위치와 배열 상태를 기록하였다. 기록한 데이터를 주성분 분석(Principle component analysis)하여 데이터 사이의 변화 정도를 계산하였으며 Active shape model을 이용하여 새로운 데이터의 치열을 찾아냈다. 부분 무치악 석고 모형에서 치아와 무치악 부위의 데이터를 수집해 새로운 데이터가 주어졌을 때 각 치아가 실제로 존재하는지를 서포트 벡터 머신(support vector machine, SVM)을 이용하여 계산하였다. 계산된 결과를 이용해 Kennedy 분류를 하고, 국소의치 설계를 하는 알고리즘을 고안하였다.

3. 결 과 이 논문은 방사선 사진뿐만 아니라 임상 사진에서도 Active shape model을 적용할 수 있음을 보여주었으며 부분 무치악 부위를 인식하고 분류할 수 있으며, Kennedy 분류를 수행하고 다양한 증례의 국소의치 설계가 가능했다. 국소의치를 설계함에 있어 Active shape model을 사용하는 것이 비록 한계점은 갖고 있지만, 임상 사진에 적용하는 것을 응용하면 국소의치 설계뿐만 아니라 교정 진단이나 나이에 따른 치열의 통계 분석 등 다양한 분야로 확장시킬 수 있을 것으로 사료된다.