교정이나 악교정 수술 후의 연조직, 경조직의 변화를 평가하기 위해 그동안 여러 가지 방법이 사용되어 왔다. 수년 전까지만 해도 이런 변화를 평가하기 위해 2차원 측모두부방사선사진을 많이 사용해 왔기 때문에 정중선의 2차원적 연조직 변화만을 평가할 수 있었다. 최근 들어서는 CBCT나 안면스캐너를 이용하여 치료 전후의 연조직 경조직의 3차원적 변화를 평가한 연구들이 많이 시행되고 있다.
3차원 안면스캐너는 레이저 스캔 방식과 백색광 스캔 방식으로 나뉜다. 대상물체를 256개의 슬릿평면으로 균등 분할하여 측정할 경우, 레이져 스캐너는 256장의 영상획득이 필요하며 초당 10프레임 카메라를 사용한다면 스캐닝 시간이 25.6초가 소요된다.
긴 스캐닝 시간을 단축하기 위해 백색광 스캐너가 생겨났으며, 공간 부호화 기법을 통하여 그림 1과 같은 8장의 영상획득으로 256개의 슬릿 평면을 만든다. 폭을 ½씩 줄여가면서 8가지의 패턴을 영사하고 영사된 8장의 취득영상에서 각각의 화소가 빛을 맞았는지, 차단되었는지를 순차적으로 따져서 몇 번째 슬릿 광인지 파악하여 해당하는 평면 방정식과 이미지 센서의 직선 방정식의 교점으로부터 좌표 값을 구한다.
현재 국내 기술로 만들어진 백색광 안면 스캐너로는 Morpheus 3D®가 있다.(그림 2) 촬영거리 약 60~70㎝ 정도에서 환자의 정면, 좌측면, 우측면을 스캔하며 6개의 포인트 지정을 통해 정합하며, 포인트 주변의 geometry를 분석하여 프로그램 내에서 자동 정합된다.
Morpheus 3D® 소프트웨어 내에 3차원 안면 데이터, 측모두부방사선사진, 정모두부방사선사진, 구내사진, 안면사진, 석고 모형 사진 등을 저장 관리할 수 있으며 3차원 기준점 auto-detection 기능이 있어서 interpupillary line 수직이등분선을 기준으로 profile line을 auto-detection하고 3차원 연조직 기준점을 auto-detection 해 준다. 술자가 부가적인 기준점을 정할 수 있고 치료 전후의 3차원적인 변화를 정량적으로 평가할 수 있다. 측모두부방사선사진과 정모두부방사선사진을 디지털 트레이싱할 수 있으며 Downs, Ricketts, Steiner, McNamara, Jarabak, Tweed 분석 등을 제공한다. 술자가 자신만의 분석법을 사용하고자 한다면 Analysis Wizard 기능을 사용할 수 있다.
특히 Morpheus 3D®는 3차원 안면 데이터와 측모두부방사선 사진의 aligning을 통해 교정 치료와 악교정 수술의 3차원 시뮬레이션 기능을 제공하며 최근 CBCT 데이터와 3차원 안면 스캔데이터를 중첩하고 시뮬레이션 하는 기술을 개발하여 제공하고 있다.
Morpheus 3D®이외에 3차원 안면 스캔 데이터와 CBCT 데이터를 중첩하는 기능을 제공하는 프로그램으로는 Dolphin과 Planmeca가 있다. 치료 전후의 변화된 3차원 안면 스캔 영상 중첩 기능을 제공하는 프로그램으로는 Dolphin, Planmeca, Morpheus 3D®등이 있다.
Planmeca는 시뮬레이션 기능은 제공하지 않으며 Dolphin은 CBCT와 3차원 안면스캔 중첩과 시뮬레이션 기능을 제공하고 Invivo는 CBCT와 2차원 안면사진 중첩과 시뮬레이션 기능을 제공한다.
현재 여러 회사들에서 지속적으로 연구가 진행 중이고 아직은 기술적으로 개선되어야 할 부분들도 많이 있지만 향후 교정 진단 및 치료, 평가에 있어서 3차원 안면 스캔 연조직 영상은 더욱 대중화되고 발전될 것으로 사료된다.
