올소치과 권민수 원장의 '건강한 턱 아름다운 얼굴' 이야기

컴퓨터 기술을 이용한 수술(Computer-aided siumulation surgery, CASS)을 통한 턱교정수술의 효율성에 관한 Dr.Schwartz의 논문으로, International Journal of Oral & Maxillofacial Surgery에 게재예정(inpress)인 논문입니다.

International Association of Oral and Maxillofacial Surgeons. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Dr.Schwartz는 은퇴를 앞둔 미국의 구강악안면외과 의사로, 턱교정수술에 관한 많은 업적을 남기신 분입니다.

그런 Senior surgeon이 구강악안면외과의 최신 경향인 CASS대해 집필한 논문이고, CASS는 저의 관심분야라 눈여겨보지 않을 수가 없네요.^^

Schwartz HC. Does computer-aided surgical simulation improve efficiency in bimaxillary orthognathic surgery? Int J Oral Maxillofac Surg, inpress, 2014

'턱교정수술을 준비하고 시행하는데에 있어서 의사에게 필요한 시간'을 계산하여 그 효율성을 고찰하였는데, CASS를 이용할 경우 전통적인 방법으로 할때보다 수술준비에 필요한 시간을 3분의1로 줄일 수 있다고 하셨네요.(3시간->1시간) - 사실 턱교정수술은 수술을 시행하는 시간만큼이나 수술전에 환자의 상태를 정확히 진단하고 치료계획을 세우며, 모형수술을 하는 시간이 꽤 필요합니다.

Schwartz HC. Does computer-aided surgical simulation improve efficiency in bimaxillary orthognathic surgery? Int J Oral Maxillofac Surg, inpress, 2014

수술시간은 전통적인 방법이나 CASS나 비슷하게 걸리지만, 턱교정수술을 준비하는 시간이 적게 걸리므로, 최종적으로 CASS는 전통적인 턱교정수술방법에 비해 효율적이라고 주장하신 내용입니다.

Dr.Schwartz는 주로 전통적이면서도 안전이 검증된 수술방법을 후학들에게 강조하시는 분으로 알고 있는데, 그런 분이 CASS에 대해 내리신 결론이라, 적지않은 의미를 가지고 있는 논문이라고 생각합니다.

-건강한 턱 아름다운 얼굴 이야기, Dr.권민수-

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서울시 강남구 강남대로 560, 3층 (논현역 7번 출구)

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치아교정치료은 치아의 '틀'이되는 턱뼈의 수용범위 내에서 치아만을 움직여 교합을 맞추는 치료이고,

양악수술 같은 턱교정수술 치료는 이 틀(턱뼈)을 움직여 교합과 안모를 맞추어 줄수 있는 치료입니다.

단순히 생각해봐도, 모든 부정교합에 턱교정수술 치료가 필요한 것은 아니겠지요.^^;

교정치료만으로 해결할 수 있는 부정교합 상태가 있고, 치아교정치료나 수술교정치료 중 선택할 수 있는 상태가 있겠지요.

후자의 경우, 턱교정수술을 하지 않고 치아 교정 치료만 했들때가 예전에 말씀드린 절충적 교정치료를 시행하는 경우입니다.

관련된 이전글 :[양악수술 무서워요. 치아교정만으로 어떻게...??- 절충(camouflage)치료]

그러면, 반드시 턱교정수술 치료를 해야하는 경우는 언제일까요?

- 치아교정치료만으로 해소할 수 없는 턱뼈의 골격적 부조화 상태일 경우인데요.

턱교정수술 치료가 필요한 상태를 판단하는 기준은 다음과 같습니다.

1. 전후방 수평적 문제
 보통 앞니가 반대로 물리거나 너무 깊이 물리면 교합의 전후방적 문제가 있다고 생각하는데요.
턱교정 수술 여부를 수평적 판단 기준은  송곳니의 위치입니다. 송곳니는 교합을 이루는 ‘키(Key)’가 되는 치아로, 견치가 정상 위치에서 전후방적으로 5mm 이상 벗어나 있다면 턱교정수술이 필요합니다.

2. 좌우수평적 문제
 위턱은 머리뼈에 위치하고 아래턱은 양측 관절에 의해 머리뼈와 연결되어 위턱에 대합되는 해부학적인 구조를 가지고 있습니다. 따라서 위턱의 치조골은 아래턱의 치열을 받아드릴 수 있는 구조를 가지게 되는데, 위턱이 좁아 위어금니가 아랫 어금니를 적절히 피개하지 못하는 경우(구치부 반대교합)에 턱교정수술이 필요합니다.

[그림]위턱뼈와 아래턱뼈의 수평적 부조화. A, 위턱뼈가 아래턱뼈와 정상의 수평적 관계로 윗니가 아랫니를 적절히 수용하여 피개한 상태. B, 윗턱뼈가 상대적으로 좁아 아랫니를 적절히 수용하지 못하고 어금니 부위에서 반대교합을 보이는 부정교합 상태.

3. 수직적 문제
 위턱뼈가 수직적으로 길게 자란 경우, 보통 다른 구조물이 정상인데도 활짝 웃을때 잇몸이 4mm 이상 보이는 경우 턱교정수술이 필요합니다. 특히 위턱뼈의 수직적인 골격이상은 어금니를 다물었는데도 앞니가 다물어지지 않는 경우(전치부 개방교합)나 위앞니가 아래앞니를 과도하게 피개하는 경우(전치부 과개교합)를 동반하기도 하므로 정상교합과 조화로운 얼굴을 위해 턱교정수술을 고려해야합니다.

4. 비대칭적 문제
 얼굴의 정중선에 대해 아래턱끝의 중심선이 틀어져 있는 경우, 턱교정수술이 필요합니다. - 보통 4mm 이상 틀어져 있으면 일반인도 비대칭이 있다고 인식한다고 합니다. 비대칭의 경우는 대부분 부정교합을  동반하기 때문에, 치아검사를 통해 치아위치와 방향에 따라 수술 계획을 세워야합니다.

위에 말씀드린 정도로 골격적인 부조화가 있는 상태라면,

치료를 위해 수술교정치료가 반드시 고려되어야 합니다.

-건강한 턱 아름다운 얼굴 이야기, Dr.권민수-

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턱교정 수술을 받은지 1년이 다 되어가는 한 환자 분이 계셨습니다.

이 분은 얼마 전에 치아교정치료도 끝났고

안모는 매우 조화롭고 이맞물림은 아주 안정적인 상태였습니다.
이런 경우에는 대부분 더 이상의 치료는 필요없고 정기적인 체크만 받으면 됩니다.

그런데 환자 말씀이,

“제가 수술받을 때 뼈 고정용으로 사용했던 금속판을 빼고 싶어요.”

[관련된 이전글: 양악수술 후 핀제거수술 - 턱교정수술 후 금속판제거술]

사실 금속판을 빼지 못할 상황도 아니지만, 그렇다고 반드시 빼야하는 상황도 아니었기 때문에
제가 환자분께 금속판을 제거하고 싶은 이유를 되물었지요.
그랬더니 돌아오는 대답은....

“여행 갈때 공항검색대에서 검사받을때 금속탐지기에 감지되 소리라도나면

양악수술한거 설명해야하고, 그러면 창피할 것 같아서요”

“........” (어색함에 의한 순간적인 정적)

한번 생각해보겠습니다.

큰 맘먹고 떠나는 즐거운 해외여행...
그 시작이 될 공항 출국심사장 검색대에서 금속탐지기에 의한 검색을 받을때 다른 곳은 다 괜찮았는데 얼굴을 지나는 순간, “삐~이~~!!”
그러면 공항직원이 한쪽으로 따로 불러서
‘얼굴에서 금속이 탐지됩니다. 추가 검사를 하겠습니다.’ 이렇게 말하고,
환자분은 ‘얼굴뼈 수술을 받아 금속판이 들어있는데 그게 탐지된거 같다’고 설명하고... 

[출처: 구글이미지]

이런 일들이 실제로 일어날까요?
턱교정수술을 받고 금속판을 제거하지 않으면 금속탐지기에 금속판이 감지될까요?

대답은 ‘아니오‘ 입니다.

금속탐지기는 자성(磁性)을 띄는 금속의 성질을 이용해서, 이를 신호로 감지하여 금속의 여부를 판단하는 원리를 가지고 있습니다. 그런데 턱교정수술 혹은 뼈의 골절 치료에 이용되는 의료용 금속판은 주성분이 티타늄으로, 이 금속판은 자성을 띄지 않습니다.일반적으로 인체에 사용되는 의료용 금속은 자기장의 영향을 받는 것을 사용할 수 없습니다.- 치아 보철치료에 이용되는 금속, 치아교정장치 다 마찬가지이지요...^^

턱교정수술에 사용된 금속판은 공항검색대의 금속탐지기에 감지되지 않습니다.

같은 이유로 MRI(Magnetic Resonance Imaging, 자기공명영상)검사할 때도 위험하지 않습니다.
다만 MRI나 CT 검사하였을때 문제가 되는 것은
체내에 삽입된 금속 주변 영상의 화질에 영향을 미칠 수 있다는 점이지,

MRI촬영시에 몸속에 있던 금속이 큰 자석인 MRI검사장치에 빨려들어간다는 것은 터무니 없는 '상상'입니다. 

[사진] 턱교정수술에 사용되는 의료용 금속판과 나사

턱교정수술은 ‘치료‘입니다.
금속판은 치료를 위한 고마운 의료도구이구요.
창피하게 생각하실 필요없습니다.
게다가 금속탐지기에 감지되지도 않습니다.
그러니 공항검색대 통과하실 때 당당하게 지나가세요....^^;

-건강한 턱 아름다운 얼굴 이야기, Dr.권민수-

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 이전 글에서도 소개드린 바와 같이, 최근에는 의료용 단층촬영 정보의 처리기술과 3차원 가상 수술에 관한 기술을 이용하여 턱교정수술 환자의 진단과 치료 계획이 컴퓨터 3D 가상 공간에서 이루어지고 이러한 치료계획에 따라 환자를 수술하는 것이 가능한 상태입니다.

관련된 이전글[정밀한 턱교정수술을 위한 준비 - 3차원 컴퓨터프로그램을 이용한 진단과 수술계획의 수립]

관련된 이전글[정밀한 턱교정수술을 위한 준비 - CT, 컴퓨터단층촬영]

 그런데 여기에서 한걸음 더 나아가 컴퓨터 가상공간에 존재하는 수술 전후의 환자 골격을 3D 프린팅 기술을 이용하여 실제 크기의 모형으로 만들어낼 수 있으며, 이러한 환자 모형은 환자를 직접 수술할 때 구강악안면외과 의사에게 많은 유용한 정보를 제공하고 있습니다.

[그림] 3D 프린터. 물체의 컴퓨터화된 입체 정보만 있으면 문서를 출력하듯 입체물을 출력할수 있다.(구글이미지 발췌)

 3D 프린팅은 CAM(Computer Aided Manufacturing)의 일종으로, 만들고자하는 3차원 물체의 입체정보를 프린터에 입력하면 이 정보를 통해  연속적인 계층의 물질을 쌓아올리는 방식(축성방식)으로 만들어내는 기술입니다.

 따라서 물체의 입체정보만 있으면 어떠한 것이든 만들어 낼수 있으며, 이렇게 출력된 입체모델은 RP(Rapid Prototyping)모델이라고 칭하기도 합니다.

 얼마전 미국대통령 오바마 미국대통령이 의회 연설에서 제조업의 차세대 혁명 도구라고 했을 만큼 획기적인 제조방법으로 여겨지고 있습니다.

 이러한 기술력을 턱교정수술에 적용하면, 환자 얼굴뼈의 단층촬영 정보를 입체표면을 나타내는 정보로 바꾸고 이를 3D프린팅을하면 환자 개개인의 수술전 골격상태를 실제와 같은 모형으로 만들어 낼수 있습니다. 또한 컴퓨터프로그램을 통해 가상수술한 골격의 입체정보를 3D 프린터로 보내 수술후 골격모양을 만들어 낼 수도 있습니다. 

[사진]A.환자 CT데이터를 이용해서 3D 프린터로 출력한 얼굴뼈 RP모델. B.턱교정수술을 위해 수술에 필요한 정보를 RP모델에 직접 mapping한 모델.

또 단순히 모형을 뽑아내는 것 이외에도 모형의 표면에 계측선을 부여한다거나 실제 수술에 필요한 정보를 mapping한다면 실제 수술에 앞서 의사에게 더 많은 정보를 제공할 수 있기 때문에, 구강악안면외과의사는 더욱 정확하고 안전한 턱교정수술을 시행하는 것에 많은 도움을 받을 수 있습니다.

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환자의 단층사진(CT나 MRI) 정보와 3차원 재구성 프로그램을 이용하면, 촬영된 구간의 구조물을 재구성해서 촬영된 단면 뿐만 아니라 임의로 설정된 어느 단면도 재구성된 화면에서 관찰 할수 있습니다.

예전에 포스팅한 적이 있는데, 턱교정수술을 위해 촬영된 CBCT 영상을  DICOM file 형식으로 저장해서, 이미지 재구성 프로그램을 사용하면 환자의 상태를 훨씬 더 정확히 파악할 수 있습니다.

관련된 이전글[2013/07/18 - 정밀한 턱교정수술을 위한 준비 - CT, 컴퓨터단층촬영]

또한 가상수술이 가능한 프로그램을 사용하면 가상의 공간에서 환자의 얼굴뼈를 잘라보고 이동시켜 볼수 있습니다.

 예전에는 턱교정수술의 치료계획을 세울때 두부방사선계측 사진을 이용해서 얼굴 뼈의 윤곽을 종이에 옮겨그려서 이것을 잘라 여러방향으로 이동시켜보면서(Paper surgery라고 합니다.) 치료계획을 세웠습니다. Paper surgery를 통한 치료계획의 수립은 아직도 많이 사용되고 있습니다.

 하지만 단층촬영 정보의 3차원 재구성과 3차원 가상 시뮬레이션에 관한 컴퓨터 프로그램의 발달되면서, 2차원의 두부방사선 필름을 이용한 paper surgery 방식을 대신해, 3차원 CT를 이용한 simulation surgery를 이용해서 치료계획을 수립하려는 노력들이 수 년전부터 시도되어 왔습니다.

 이러한 선학들의 노력으로 요즘은 3차원 CT를 이용해 환자의 상태를 진단하고 수술계획을 세울수 있게되었으며 수술에 의한 이동량을 소수점 둘째자리까지 정확하게 표현이 가능한 정도입니다.

 얼굴뼈 자체가 입체라는 당연한 사실을 생각한다면 이러한 기술을 이용한 진단과 치료계획의 수립은 이전의 방식보다 더 정확하고 예지성 높은 결과를 가져올수 있다는 것은 부정할수 없는 사실이되었습니다.

[그림] 수술전 환자의 턱뼈영상과 컴퓨터 프로그램을 이용해 가상수술을 거치 환자 얼굴뼈 영상. CBCT와 3차원 관련 프로그램을 통해 얻을 수 있음.

[그림] 수술전후 영상을 중첩해서 수술 직후 골격의 변화량을 정확히 예상할수 있음.

-건강한 턱 아름다운 얼굴 이야기, Dr.권민수-

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