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Efficacy of computer‑aided navigation in achieving mandibular contour symmetry during bimaxillary orthognathic surgery

60명의 환자를 대상으로 한 이 후향적 코호트 연구는 컴퓨터 보조 내비게이션이 하악 윤곽 형성의 정확도를 유의미하게 향상시켜, 상하악 동시 교정 수술 시 기존의 더블 스플린트 기법에 비해 우수한 수술 후 대칭성 및 안면 미적 점수를 도출한다는 것을 입증한다.

원저자: Ningning Sun, Jian Sun, Zexian Xu, Yanshan Liu, Yupeng Wu, Ming Sun, Qian Yang, Yang Liu, Chen Chen

게시일 2026-07-31

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CC BY 4.0

원저자: Ningning Sun, Jian Sun, Zexian Xu, Yanshan Liu, Yupeng Wu, Ming Sun, Qian Yang, Yang Liu, Chen Chen

원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. ✨ 이것은 아래 논문에 대한 AI 생성 설명입니다. 저자가 작성하거나 승인한 것이 아닙니다. 기술적 정확성을 위해서는 원본 논문을 참조하세요. 전체 면책 조항 읽기

당신의 얼굴을 뼈와 연조직으로 이루어진 복잡한 3차원 퍼즐이라고 상상해 보십시오. 대부분의 사람들에게 이 퍼즐은 완벽하게 들어맞지만, 어떤 이들에게는 턱뼈가 올바르게 정렬되지 않아 부정교합이나 불균형한 미소를 유발하기도 합니다. 바로 이 지점에서 악교정 수술(orthognathic surgery)의 과학이 등장합니다. 이것을 얼굴을 위한 고난도의 리모델링 프로젝트라고 생각하십시오. 외과 의사들은 문과 창문이 일직선이 되도록 집의 틀을 조정하는 목수처럼, 물림(bite)을 바로잡기 위해 턱뼈를 정교하게 절개하고 재배치합니다. 하지만 까다로운 점은 턱이 고정된 나무 블록이 아니라는 것입니다. 턱은 흔들릴 수 있는 관절에 연결된 움직이는 부품이며, 얼굴에는 자로 측정하기 어려운 자연스러운 곡선들이 존재합니다. 이 작업을 더 쉽게 만들기 위해 의사들은 '가상 수술 계획(virtual surgical planning)'을 사용하는데, 이는 단 한 번의 절개도 하기 전에 얼굴의 완벽한 디지털 청사진을 만드는 것과 같습니다. 또한, 뼈를 제자리에 가이드하는 물리적 템플릿 역할을 하는 맞춤형 마우스 가드인 '스플린트(splints)'를 사용할 수도 있습니다. 그러나 두꺼운 장갑을 끼고 완벽한 조각상을 깎으려는 노력처럼, 특히 균형 잡힌 외관을 위해 턱선을 깎아낼 때 대칭을 정확하게 맞추는 것은 여전히 어렵습니다.

이것이 바로 칭다오 대학교의 연구팀이 해결하고자 했던 바로 그 문제입니다. 그들은 '수술용 GPS'라고 불리는 '컴퓨터 보조 네비게이션(computer-aided navigation)'을 추가하는 것이 외과 의사가 전통적인 방식보다 훨씬 더 정밀하게 턱선을 깎는 데 도움이 될 수 있는지 알고 싶었습니다. 연구팀은 턱 재정렬과 턱 윤곽 성형(shaping)이 모두 필요한 환자 60명을 대상으로 연구를 진행했습니다. 이들을 두 팀으로 나누었는데, A그룹은 첨단 기술인 GPS 치료를 받았고, B그룹은 스플린트와 외과의의 경험에 의존하는 표준적인 방식을 따랐습니다.

결과는 직선처럼 명확했습니다. 연구팀은 GPS 유도 그룹(A그룹)이 믿기 힘들 정도로 정확하다는 것을 발견했습니다. 실제 뼈 절개 부위가 디지털 청사진과 얼마나 일치하는지 측정했을 때, 평균 오차는 단 1.91mm였습니다. 반면, 전통적인 방식의 그룹(B그룹)은 평균 오차가 4.03mm였습니다. 이를 비교해 보자면, 전통적인 방식은 첨단 방식보다 두 배 이상 더 '빗나갔음'을 의미합니다. 연구팀은 이를 얼굴의 세 가지 보이지 않는 격자선(중안선, 수평면, 좌우 평면)을 기준으로 확인했으며, GPS 그룹은 모든 면에서 계획에 지속적으로 더 근접했습니다. 예를 들어, 턱 끝(Pg) 지점은 GPS 그룹에서 1.46mm 벗어났으나, 전통적인 그룹에서는 3.48mm 벗어났습니다.

하지만 이것은 단순히 숫자에 관한 것만이 아니라, 환자의 외모에 관한 것이기도 했습니다. 어떤 수술법이 사용되었는지 모르는 독립적인 심사위원들이 환자의 얼굴 아름다움을 0에서 10까지의 척도로 평가했습니다. 수술 전에는 두 그룹 모두 비슷하게(약 3점) 보였습니다. 수술 후에는 두 그룹 모두 훨씬 좋아졌지만, GPS 그룹은 평균 9.55점으로 치솟은 반면, 전통적인 그룹은 7.82점에 머물렀습니다. 연구진은 GPS 방식이 수행 시간이 더 오래 걸리지 않았으며(약 235.5분 대 218.3분), 출혈이나 합병증을 더 많이 유발하지도 않았다고 언급했습니다. 사실, GPS 그룹에서의 유일한 문제는 두 명의 환자가 시스템의 '재보정(re-calibration)'이 필요했다는 것이었으나, 두 번째 시도에서는 완벽하게 작동했습니다.

이 논문은 전통적인 방식이 효과적이긴 하지만, 특히 비대칭을 교정하기 위해 아주 미세한 양의 뼈를 깎아낼 때 외과의의 추측에 너무 많이 의존한다고 시사합니다. 컴퓨터 보조 네비게이션은 외과의에게 실시간 지도로 작용하여, 현재 뼈의 위치가 어디인지, 그리고 얼마나 많은 양을 제거했는지를 정확히 보여줌으로써 목표를 정밀하게 타격할 수 있게 해줍니다. 연구는 환자의 턱선이 완벽하게 대칭되어야 하는 경우, 이 첨단 기술의 가이드가 어려움이 많고 추측에 의존하던 과업을 정밀하고 예측 가능한 절차로 바꾸어 놓는 게임 체인저가 된다고 결론지었습니다.

기술 요약: 하악 윤곽 대칭성에서 컴퓨터 보조 내비게이션의 효능

문제 제기
악교정 수술은 치돌출 및 안면 골격 불균형에 대한 확정적인 치료법이다. 3차원(3D) 영상 기술과 가상 수술 계획(VSP)이 수술 전 예측 가능성을 향상시켰으나, 수술 중 계획을 이행하는 과정, 특히 하악 부위에서의 구현은 여전히 도전적인 과제이다. 하악의 가동성과 턱관절의 특성으로 인해, 상하악 복합체(MMC)를 정확하게 재위치시키고 정밀한 하악 윤곽 성형을 수행하는 것은 종종 외과의의 경험적 판단에 의존하게 된다. 견고한 내부 고정술을 시행하더라도 하악 체부의 고유한 비대칭이 지속될 수 있으며, 이에 따라 부가적인 윤곽 성형(예: 하악각 절제 또는 하악 하연 골성형술)이 필요할 수 있다. 이중 스플린트와 절골 가이드를 사용하는 전통적인 기법은 이러한 윤곽 성형 과정에서 양측 대칭성을 보장하는 데 어려움이 있으며, 이는 종종 불규칙한 윤곽과 가상 계획으로부터의 편차를 초래한다. 기존 문헌에는 양악 수술 중 하악 윤곽 성형술을 안내하기 위한 컴퓨터 보조 내비게이션(CAN)에 대한 정량적 평가가 부족하다.

연구 방법
본 회고적 코호트 연구는 2024년 1월부터 2025년 1월 사이에 칭다오 대학교 부속 병원에서 양악 수술과 하악 윤곽 성형을 함께 받은 성인 환자 60명(그룹당 30명)을 대상으로 평가하였다.

그룹 A (내비게이션 그룹): AccuNav-A 시스템을 사용하여 실시간 가이드를 활용하였다. 수술 전 CT 데이터와 가상 수술 계획(Mimics 소프트웨어를 통해 생성)을 내비게이션 워크스테이션으로 가져왔다. 주사기를 이용해 조립된 개인 맞춤형 내비게이션 스틱(PNS)을 사용하여 하악 피질골에 경피적으로 접근함으로써, MMC의 재위치와 하악각 곡선 절골술(MACO) 및 외측 피질 연마(OCG)를 유도하였다. 골 절제 깊이는 실시간으로 모니터링되었다.
그룹 B (전통적 그룹): 전통적인 이중 스플린트 기법(중간 및 최종 교합 스플린트)과 사전 제작된 절골 템플릿을 사용하여 수술을 받았다. 하악 윤곽 성형은 수술 전 가상 계획을 바탕으로 수행되었으나, 주로 외과의의 경험과 수술 중 시각적 평가에 의해 유도되었다.
평가: 일차 결과는 수술 후 CT와 수술 전 가상 계획 사이의 3D 편차로, 하악 하연의 참조점(RPIBM)을 기준으로 정중면(MSP), 프랭크퍼트 수평면(FH) 및 관상면에 대해 측정하였다. 이차 결과는 눈가림(Blinding) 처리가 된 임상의들에 의해 평가된 안면 미용 점수(0–10 척도)를 포함하였다. 통계 분석에는 독립 표본 및 대응 표본 t-검정이 사용되었다.

주요 결과

정확도: 그룹 A는 그룹 B보다 유의하게 높은 정밀도를 보였다. RPIBM에 대한 평균 3D 편차는 그룹 A가 1.91 mm, 그룹 B가 4.03 mm였다 ( $P < 0.001$ ).
평면별 편차: 그룹 A는 모든 참조 평면에서 유의하게 작은 편차를 보였다. 예를 들어, 정중면으로부터의 평균 편차는 그룹 A가 1.77 mm, 그룹 B가 3.35 mm였다. 그룹 B의 최대 편차는 하악각(Go)에서 정중면(MSP)에 대해 발생하였으며(5.24 mm), 그룹 A의 최대 편차는 2.43 mm였다.
미용적 결과: 수술 후 안면 미용 점수는 그룹 A(9.55 ± 0.81)가 그룹 B(7.82 ± 0.68, $P = 0.01$ )보다 유의하게 높았다. 두 그룹 모두 기저치 대비 유의한 개선을 보였으나, 그룹 A가 더 우수한 대칭성과 윤곽 조화를 달 achievement 하였다.
안전성 및 효율성: 두 그룹 간의 수술 시간(235.5분 vs 218.3분) 또는 추정 출혈량에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 두 그룹 모두에서 주요 합병증, 신경 손상 또는 하드웨어 결함은 발생하지 않았다. 그룹 A의 등록 정확도는 모든 사례에서 성공적이었으며, 단 2건만이 재등록 시도를 필요로 했다.

의의 및 주장
저자들은 컴퓨터 보조 내비게이션이 양악 수술 중 하악 윤곽 성형술의 정확도를 유의하게 향상시킨다고 주장한다. 본 연구는 CAN이 수술 전 가상 계획을 수술 중 실제 상황으로 더욱 충실하게 전달할 수 있게 하여, 전통적인 이중 스플린트 기법에 비해 우수한 수술 후 하악 대칭성과 안면 미용을 결과로 가져온다고 결론짓는다.

본 논문은 CAN이 다음과 같은 구체적인 장점을 제공한다고 강조한다:

실시간 피드백: 골 절제 깊이와 공간적 위치에 대한 지속적인 모니터링을 가능하게 하여 즉각적인 수술 중 교정을 허용한다.
해부학적 한계 극로: 특수화된 경피적 내비게이션 프로브(PNS)를 사용하여, 표준 프로브가 도달할 수 없는 협소한 구강 내 공간(예: 하악각)에서도 광범위한 피부 절개 없이 정확한 윤곽 성형이 가능했다.
비대칭 보정: 이 기술은 상악 재위치 과정에서의 미세한 편차가 기하학적으로 증폭되어 나타날 수 있는 잔류 비대칭을 교정하는 데 용이하다.

저자들은 CAN을 특히 정밀한 대칭적 골 절개가 필요한 복잡한 사례에 유용한 부가적 도구로 제시한다. 단일 센터 설계, 외과의의 눈가림 처리 부재, 비검증된 미용 척도 사용 등의 한계를 인정하면서도, 객관적인 3D 측정값과 눈가림된 임상 평가가 최적의 안면 대칭성을 달성하기 위한 내비게이션 접근법의 우월성을 강력하게 뒷받침한다고 주장한다.

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