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3D 양악수술, 정확도를 높이는 핵심 기술: CT와 STL 이미지 분석

  • 작성자 사진: Dr. Park
    Dr. Park
  • 2024년 10월 26일
  • 2분 분량

최종 수정일: 2024년 10월 31일

턱 교정 수술, 즉 양악수술은 얼굴뼈의 위치와 모양을 바로잡아 심미적, 기능적 개선을 목표로 하는 고난도 수술입니다. 수술의 성공을 위해서는 정확한 수술 계획과 실행, 그리고 장기적인 안정성 확보가 필수입니다. 특히 계획대로 정확하게 수술을 실행하는 것은 환자의 만족도를 높이고 부작용 발생 가능성을 줄이는 데 중요한 역할을 합니다.

과거에는 2차원적인 엑스레이 사진에 의존하여 수술 계획을 수립했기 때문에 수술 중 예측 불가능한 변수 발생 가능성이 높았고, 수술 결과의 정확성이 떨어질 수밖에 없었습니다. 하지만 의료 기술의 발전과 함께 3D 기술을 접목한 3D 양악수술이 등장하면서 수술의 정확도와 안전성을 획기적으로 높일 수 있게 되었습니다.


3D 양악수술이란 무엇일까요?

3D 양악수술은 3차원 CT 촬영을 통해 환자의 얼굴뼈를 입체적으로 분석하고, 컴퓨터 프로그램을 이용하여 가상 수술 계획을 수립합니다. 그리고 환자에게 딱 맞는 수술 도구, 가이드, 금속판 등을 3D 프린팅 또는 CAM 기술로 제작하여 수술에 사용합니다. 3D 양악수술은 수술 오차를 최소화하고 예측 가능성을 높여 수술 계획대로 정확하게 수술을 진행할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 신경 손상 등의 위험을 줄이고, 개인 맞춤형 수술을 제공하여 환자 만족도를 높일 수 있습니다.


3D 양악수술, 술전 술후 CT 비교만으로 충분할까요?

3D 양악수술을 했다고 하더라도 수술이 계획대로 되었는지 검증하는 과정이 필요합니다. CT를 이용하여 환자의 얼굴뼈를 입체적으로 분석하고 진단할 수 있지만, 가상 수술 계획은 CT 이미지가 아니라 STL(STereoLithography/Standard Tessellation Language) 이미지로 변환시켜서 작업하기 때문에 수술이 계획대로 되었는지 확인하는 것도 STL 이미지로 변환해서 해야 정확합니다.



3D 양악에서 술전 술후 CT 비교와 STL 비교는 어떤 차이가 있을까요?

CT 이미지를 이용하면 수술 전후 턱뼈의 위치 변화, 절골선의 위치, 보형물의 위치 등을 확인할 수 있습니다. 하지만 양악수술 계획에서 상악, 하악을 얼마나 이동시키는지 구체적인 수치가 있는데, CT로는 이 수치대로 수술이 진행되었는지 검증하는 데 한계가 있습니다.

이러한 한계를 보완하기 위해 STL 비교가 필요합니다. STL 파일은 3D 모델의 표면을 삼각형 메쉬로 표현하기 때문에 실제 뼈의 형태와 완벽하게 일치하지는 않지만, CT 이미지에서 확인하기 어려운 수치적인 변화를 정량적으로 비교할 수 있습니다. 즉, CT와 STL 이미지를 함께 활용하면 수술의 정확도를 다각적으로 평가하고 개선할 수 있습니다.



실제 환자 사례를 통해 알아보는 3D 양악수술의 정확성

실제 환자 사례를 통해 3D 양악수술의 정확성을 확인해 보겠습니다.

양악수술계획

  • 상악중절치: 우측으로 0.7mm, 상방으로 6.5mm, 전방으로 0.5mm 이동

  • #16: 상방으로 4.01mm 이동, #26: 상방으로 4.08mm 이동

  • A point: 후방으로 1.92mm 이동

  • 양악역회전을 통해 아래턱(pogonion) 전방으로 4.5mm 이동

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윤곽 수술 계획: 턱끝전진술, 사각턱축소술, 광대축소술


CT 이미지 비교

3D 양악수술
3D 양악수술

 

3D 양악수술
3D 양악수술


3D Orthognathic Surgery
3D Orthognathic Surgery

술전 술후 CT 이미지를 통해 골격적 중심선에 맞춰 수술이 진행된 것을 확인할 수 있었습니다

STL 이미지 비교: 

3D 양악수술
3D 양악수술

술전 술후 STL 이미지를 비교하여 각 지점의 3차원적인 위치 변화를 정량적으로 분석했습니다.

동영상으로 보시면 변화 확인이 더욱 용이합니다.





수술 오차 분석: STL 이미지 분석 결과, 모든 측정값의 절대값 평균 오차는 0.27mm였습니다.


3D 양악수술
3D 양악수술

치아 부위만 분석했을 때는 절대값 평균 오차가 0.22mm였습니다.

average absolute error of 0.22mm.
average absolute error of 0.22mm.


결론:

3D 양악수술은 CT와 STL 이미지 분석을 통해 수술의 정확도를 객관적으로 평가하고 개선할 수 있는 첨단 수술 기법입니다. 3D 기술은 수술 계획 단계부터 결과 분석까지 전 과정에 걸쳐 유용하게 활용되며, 앞으로도 의료진의 끊임없는 노력과 기술 발전을 통해 더욱 정밀하고 안전한 수술이 가능해질 것으로 기대됩니다. 보다 전문적인 내용이 궁금하신 분은 아래 포스팅 참고 부탁드립니다.



 
 
 

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