全顎無歯顎におけるオプティカルスキャンデータとレントゲンデータをマージするための画像登録法の精度の比較

Comparison of the Accuracy of Image Registration Methods for Merging Optical Scan and Radiographic Data in Edentulous Jaws.

• Hyun-Wook Woo
• Hang-Nga Mai
• Du-Hyeong Lee

抄録

目的:

コンピュータガイド下でのインプラント手術を行うためには、光学スキャンとレントゲン画像との画像照合が不可欠である。本研究は、完全無歯顎におけるコンピュータガイド下インプラント手術の画像登録の精度に及ぼす画像マッチング条件の違いの影響を評価することを目的とした。

PURPOSE: The image registration of optical scans to radiographic images is essential for performing computer-guided implant surgery. This study aimed to evaluate the effect of different image matching conditions on the accuracy of image registration for computer-guided implant surgery in completely edentulous jaws.

材料および方法:

完全無歯顎試験モデルの光学スキャン画像を，小点（SP），大点（LP），全面（ES）の3種類の画像マッチング条件を用いて，それぞれのコーンビームCTデータに登録した．SP群とLP群では，ベーステンプレートに直径1.0mmと3.0mmのグッタパーチャマーカーを貼り付け，ES群ではテンプレートの凹版面に放射線不透過性印象材を再線引きした．各群で得られた画像について、2週間の間隔で20名の術者により画像登録を行い（各群n=20名）、無歯弓画像の整列位置を算出することで登録精度を評価した。各群間の結果を比較するために Tukey post hoc 検定を用いた一方向分散分析を行った（α = 0.05）．

MATERIALS AND METHODS: The optical scan image of a completely edentulous study model was registered to the respective cone-beam computed tomography data using three different image matching conditions: small point (SP), large point (LP), and entire surface (ES). For the SP and LP groups, gutta-percha markers (1.0 and 3.0 mm in diameter) were attached to a base template, and a radiopaque impression material was relined on the intaglio surface of template in the ES group. Image registration was performed by 20 operators in the images obtained from each group at an interval of 2 weeks (n = 20 in each group), and the registration accuracy was assessed by calculating the aligned position of the edentulous arch image. One-way analysis of variance with Tukey post hoc tests was used to compare the results among the groups (α = 0.05).

結果:

平均レジストレーション誤差は、SP群（0.52±0.19mm）がLP群（0.29±0.08mm）、ES群（0.27±0.06mm）に比べて有意に大きかった（F = 24.689、p < 0.001）。LP群とES群では差は認められなかった。イメージマッチングの不一致は、ES群では他の群よりもアーチ上に均一に分布していた。

RESULTS: The mean registration error was significantly larger in the SP group (0.52 ± 0.19 mm) than in the LP group (0.29 ± 0.08 mm) and ES group (0.27 ±0.06 mm) (F = 24.689, p < 0.001). No difference was found between the LP and ES groups. The image matching discrepancy was more homogeneously distributed on the arch in the ES group than in the other groups.

結論:

画像登録の精度は、光学スキャン画像とレントゲン画像に示された一致領域の大きさに影響されます。完全無歯顎のインプラント計画のための画像登録においては、全表面ベースのマッチング法は、小点ベースのマッチング法に比べて精度が高いことを示した。

CONCLUSION: The accuracy of image registration is affected by the size of the congruent area shown in the optical scan and radiographic images. The entire surface-based matching method is more accurate as compared to the small point-based matching method in the image registration for implant planning in full edentulous jaws.

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