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문제 정의
- 따라서 본 연구는 치아우식을 유발할 수 있는 모든 요인이 종합적으로 작용하여 이루어진 치면의 최초의 변화 즉, 법랑질 초기우식증의 정도를 아르곤 레이저를 이용한 형광법으로 조기에 탐지 할 수 있는 지를 평 가하고 또한 이 와같은 방법이 향후 개인에서의 우식이 유발될 수 있는 가능성을 예측할 수 있는 우식 활성 검사법으로서의 이 용가능성을 평 가하고자 하였다.
- 따라서 본 연구의 목적은 아르곤 레이저의 치면에서의 형광 특성을 이용하여 각 개개인의 구강 내에 존재하는 세균, 당류 섭취 상태, 그리고 각 개개 치아의 광화 상태라는 요소가 복합적으로 관여하여 발생시키는 초기의 우식상태를 조기에 감지하여 수치화 하므로써 이를 우식활성검사법으로 활용할 수 있는지의 여부를 규명하는데 있다.
- 본 연구에서 레이저 형광법이 우식병소의 깊이를 어느 정도 민감하게 감지할 수 있으며 깊이에 따른 정량화가 가능한지의 여부를 평가하고자 하였다. 레이저 형광법을 이용한 방법은 초기의 치아우식증을 시각적으로 감지하기 쉽고 조직학적 병소의 깊이가 증가됨에 따라 레이저 조사시 병소의 광밀도가 증가함을 보여 주었다(Table 6).
가설 설정
- 첫째, 치아우식이 완전히 진행된 경우에만 발견이 가능하다. 둘째, 계속되는 탈회의 결과 일어나는 광물질 소실의 작은 변화를 감지할 수 없다. 셋째, 소실된 광 물질을 양적으로 측정을 할 수 없다는 것이다.
- 둘째, 계속되는 탈회의 결과 일어나는 광물질 소실의 작은 변화를 감지할 수 없다. 셋째, 소실된 광 물질을 양적으로 측정을 할 수 없다는 것이다. 치 아우식증은 법랑질의 광물질이 용해되어 소실된 상태를 말한다气 따라서 대부분의 치아우식증의 진단은 이런 광물질의 변화를 측정하는 과정이라 할 수 있다.
제안 방법
- 나누어 시행하였다. 1단계는 아르곤 레이저 형광법을 이용한 우식병소의 탐지감도를 평가하였으며 2단계는 이를 실제 임상에서 아동들에게 적용하여 초기우식병소의 수를 측정하고 이와 같은 수치가 기존의 구강환경 검사법 즉, 우식경험치아의 수 (DdFfTt), 우식활성검사(Cariescreen® test) 등과 상관성 여부를 알아보기 위해 상관관계를 분석하였다. 3단계는 이와 같은 레이저 형광 법을 이용한 데이터를 기준으로 한 우식 활성 검사법의 민감도, 특이도, 그리고 진단력을 평가하였다.
- 2 가지 기존의 구강환경검사를 기준으로 레이저 형광법을 이용한 우식활성검사법의 진단학적 민감도, 타당도, 진단력을 분석하기 위해 Axelsson'3> 이 고안한 다음과 같은 scoring criteria system을 작성하여 검증하였다(Table 1-6).
- 1단계는 아르곤 레이저 형광법을 이용한 우식병소의 탐지감도를 평가하였으며 2단계는 이를 실제 임상에서 아동들에게 적용하여 초기우식병소의 수를 측정하고 이와 같은 수치가 기존의 구강환경 검사법 즉, 우식경험치아의 수 (DdFfTt), 우식활성검사(Cariescreen® test) 등과 상관성 여부를 알아보기 위해 상관관계를 분석하였다. 3단계는 이와 같은 레이저 형광 법을 이용한 데이터를 기준으로 한 우식 활성 검사법의 민감도, 특이도, 그리고 진단력을 평가하였다.
- 488nm, 연속파장의 아르곤 레이저 (HGM, SPECTRUM®) 와 600m 직경의 광섬유를 사용하여 0.6W의 출력으로 인공적으로 유발시킨 초기 우식병소의 표면에 레이저 빛을 조사하였다. 이때 치아에서 산란되는 청색의 레이저 빛을 차단하고 순수한 형광 빛만 관찰하기 위해 520~540nm의 빛만 투과시키는 주황색 필터를 CCD 카메라에 장착하고 촬영한 형광상을 컴퓨터의 영상 file로 전송하여 초기우식병소의 표면의 광 밀도를 영상분석 프로그램 (Image pro plus®, Media cybernetics Co, U.
- 488nm, 연속파장의 아르곤 레이저(HGM, SPECTRUM™) 와 600m 직경의 광섬유를 사용하여, 0.6W의 출력으로 대상 아동의 치아 협면과 인접면에 조사하였으며, 520~540nm의 빛만 투과시키는 주황색의 특수 유리 filter를 사용하여 형광 상의 검은 빛, 즉 초기 치아우식병소를 관찰하였다. 각 개인 당 초기 우식병소가 관찰된 치 아의 수를 집 계하였다.
- 6W의 출력으로 대상 아동의 치아 협면과 인접면에 조사하였으며, 520~540nm의 빛만 투과시키는 주황색의 특수 유리 filter를 사용하여 형광 상의 검은 빛, 즉 초기 치아우식병소를 관찰하였다. 각 개인 당 초기 우식병소가 관찰된 치 아의 수를 집 계하였다.
- 구강환경검사의한 방법으로 우식이 있는치아, 수복이 되어있는 치 아, 그리고 탈락된 치 아등을 조사하여 각 개인적으로는 우식의 정도 그리고 집단으로는 우식의 유병율을 평가할 수 있는 방법인 우식경험치아의 수(dmft 혹은 DMFT)를 사용하고 있는데, 본 연구에서는 이와 같은 방법들을 약간 변형한 dDfFtT를 사용하였다. 일반적으로 위와 같은 검사는 유치와 영구치를 구별하여 평가하는 것이 일반적이지만, 본 실험에서는 7~9세 사이의 한정된 연령층의 소아를 대상으로 하였기 때문에 치아의 개수가 22~24개로 비교적 일정하고 또한 전체적인 유병율을 평가하는 역학적 인 조사가 아니라 각 개인의 우식활성도와 관련하여 실제 유발된 우식병소의 수를 평가하고자 하였기 때문에 dDfFtT Index나 dDfFtT Rate를 사용하지 않았으며 유치와 영구치를 통합하여 단순히 우식경험치아의 수를 표시하는 dDfFtT를 이용하였다.
- 대상 아동에게 제조회사의 지시대로 파라핀 왁스를 주어 약 5분간 씹게 한 후 자극성 타액 2ml를 배양액이 담긴 용기에 담고 용기의 뚜껑을 덮은 후 위 아래로 천천히 흔들어 잘 혼합되도록 한다. 다음 배지가 담긴 용기에서 배지판이 달린 뚜겅을 꺼낸 후 배양액 용기 뚜껑과 바꾸어 위치시키도록 한다.
- 레이저 형광법에 의해 광밀도를 측정한 후 시편을 병소의 중앙부가 지나도록 diamond wheel saw(South Bay Tech., U.S.A.)로 절단한 후 240~600 grit 연마지가 부착된 연마기 (OMNILAP 2000™, South Bay Tech., U.S.A.)로 연마하였다. 시편을 증류수와 초음파 세척기로 세척한 후 편광현미경 (X100)으로 병소의 깊이를 관찰·측정하였다.
- 레이저 형광법이 실제 초기 우식병소를 어느 정도 정확하게 감지할 수 있는지의 여부를 평가하기 위해 소의 치아를 사용하여 초기 인공우식병소를 유발시키고 우식이 유발된 법랑질 표면을 레이저 형광법으로 광 밀도를 측정한 군과 시편을 cross section한 후 편광현미경으로 실제 조직학적 깊이를 측정한 군사 이의 상관관계를 분석한다.
- 상기의 자료를 통계 분석하여 각 테스트들 간의 상관관계를 구한 다음 이를 기본자료로 하여 레이저 형광법을 이용한 새로운 우식활성검사의 활용 가능성을 평가하였다.
- )로 연마하였다. 시편을 증류수와 초음파 세척기로 세척한 후 편광현미경 (X100)으로 병소의 깊이를 관찰·측정하였다. 병소의 깊이는 표면에서부터 가장 깊은 부위까지의 거리로 하였다.
- 아르곤 레이저의 치아에서의 형광현상을 이용하여 초기우식병소를 관찰하여 이를 각 개개인의 우식활성도를 평가하는 지표로 사용할 수 있는지의 여부를 규명하기 위해 연구를 3단계로 나누어 시행하였다. 1단계는 아르곤 레이저 형광법을 이용한 우식병소의 탐지감도를 평가하였으며 2단계는 이를 실제 임상에서 아동들에게 적용하여 초기우식병소의 수를 측정하고 이와 같은 수치가 기존의 구강환경 검사법 즉, 우식경험치아의 수 (DdFfTt), 우식활성검사(Cariescreen® test) 등과 상관성 여부를 알아보기 위해 상관관계를 분석하였다.
- 6W의 출력으로 인공적으로 유발시킨 초기 우식병소의 표면에 레이저 빛을 조사하였다. 이때 치아에서 산란되는 청색의 레이저 빛을 차단하고 순수한 형광 빛만 관찰하기 위해 520~540nm의 빛만 투과시키는 주황색 필터를 CCD 카메라에 장착하고 촬영한 형광상을 컴퓨터의 영상 file로 전송하여 초기우식병소의 표면의 광 밀도를 영상분석 프로그램 (Image pro plus®, Media cybernetics Co, U.S.A.)으로 측정하였다(Fig. 1).
- 사용하였다. 일반적으로 위와 같은 검사는 유치와 영구치를 구별하여 평가하는 것이 일반적이지만, 본 실험에서는 7~9세 사이의 한정된 연령층의 소아를 대상으로 하였기 때문에 치아의 개수가 22~24개로 비교적 일정하고 또한 전체적인 유병율을 평가하는 역학적 인 조사가 아니라 각 개인의 우식활성도와 관련하여 실제 유발된 우식병소의 수를 평가하고자 하였기 때문에 dDfFtT Index나 dDfFtT Rate를 사용하지 않았으며 유치와 영구치를 통합하여 단순히 우식경험치아의 수를 표시하는 dDfFtT를 이용하였다.
- 치과용 진료대하에서 시진과 탐침 등을 통하여 연구대상 아동들의 우식치아 혹은 우식으로 인해 충전된 치아의 수를 검사하였다.
- 24mM sodium-tripolyphosphate, pH at 4.2 with sodium hydroxide) 에 담구어 371! 항온기에 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 36시간, 48시간, 60시간동안 각각 20개씩 위치 시켜 시간경과에 따라 깊이가 서로 다른 인공우식병소를 유발하였다.
대상 데이터
- 발거된 소의 전치부중 stereoscope상에서 협설면이 건전한 치아 50개를 선정하였다. 본 연구에 사용한 레이저는 488nm 파장, continuous wave의 아르곤 레이저(HGM, SPEC-TRUM®)이며 600m 직경의 광섬유, 520~540nm의 파장만 통과시키는 특수 유리필터를 사용하였다.
- 50개를 선정하였다. 본 연구에 사용한 레이저는 488nm 파장, continuous wave의 아르곤 레이저(HGM, SPEC-TRUM®)이며 600m 직경의 광섬유, 520~540nm의 파장만 통과시키는 특수 유리필터를 사용하였다.
- 소의 전치중 법랑질이 건전한 치아 50개를 선정하여 약 5 X 5mm 넓이, 5mm두께의 치아 절편을 제작하고, 제작된 140개의 치 아절편을 acrylic plate에 고정하였다.
- 조선대학교 부속치과병원 소아치과에 내원한 아동중 7~9세 사이의 어린이 30명을 대상으로 하였다.
데이터처리
- Table 7. Pearson s correlation coefficients between lesion depth measured by polarizing light microscopy and optical density measured by laser fluorescence.
- SAS program을 이용하여 시 간경 과에 따른 조직 학적 우식 병소의 깊이와 레이저 형광을 이용하여 측정한 우식병소의 광 밀도의 유의성 검증과 이들 변수간의 상관관계를 구하였다.
성능/효과
- 1. 초기 우식병소의 조직학적 깊이가 증가될수록 병소 표면에서의 광밀도가 증가하였다 (P<0.05).
- 2. 초기 우식병소의 조직학적 깊이와 병소표면에서의 광 밀도 사이에는 높은 상관관계(7=0.7015)를 나타 내었다 (P<0.05).
- 3. 회귀분석 결과 초기우식병소의 깊이와 광밀도와 사이에는 정비례 관계의 직선을 보였다.
- 4. 레이저 형광법을 이용한 우식활성검사법은 Cariescreen® test(7=0.57), 우식경험치아 수3=0.68)등과 높은 상관관계를 나타냈다 (P<0.05).
- 5. 레이저 형광법을 이용한 우식활성검사법은 우식 경험 치아 수를 기준으로 48%의 민감도, 52%의 특이도, 45%의 진단력을 보였으며 Cariescreen® test를 기준으로는 48% 의 민감도, 51%의 특이도, 36%의 진단력을 보였다.
- 05)(Table 6). t-test를 이용한 각 탈회시간 군 간의 비교에서, 병소깊이는 모든 군에서는 유의한 차이가 있었지만 광 밀도는 24시간 군과 36시간 군에서는 유의할 만한 차이가 없었다(Fig. 2).
- Anova test 결과 탈회 시간이 증가될수록 우식병소의 깊이와 광 밀도가 증가되었다. 그러나 t-test 결과 레이저 형광법에 의해 측정한 의한 광 밀도는 24~36시간 군과 군에서 유의한 차이를 보이지 않아 편광현미경을 이용한 실제 조직학적 병소의 깊이 평가보다 감도가 떨어짐을 알 수 있었다(Table 6). 본 실험에서 영상의 표준화를 위해 레이저의 조사 거리와 CCD camera의 거리를 일정하게 하였으나 실제 실험상의 오차가 야기될 수 있는 점도 이러한 탐지 감도에 영향을 줄 수 있는 요인으로 사료된다.
- 05)로 높은 상관관계를 보여 주었다(Table 7). 또한 이들 사이의 관계는 회기분석 결과 정비례의 직선형태를 나타냄으로써 광 밀도를 측정하여 조직학적 깊이, 즉 탈회정도를를 추정할 수 있는 가능성을 보여주었다(Fig. 4). 따라서 레이저 형광법을 이용하여 비 침습적으로 초기 치아우식증을 쉽게 감지함과 동시에 병소의 깊이를 정확히 추정하여 재광화시킬 것인지 혹은 와동을 형성하고 수복을 시행할 것인지를 판단할 수 있는 기준을 삼을 수 있을 것으로 사료된다.
- 레이저 형광법에 의한 초기치아우식증이 관찰된 치아의 개수는 dDfFtT와 상관계수(7)가 0.68, Cariescreen® test와는 0.55으로 비교적 높은 상관관계를 나타내었다(Table 9). 이와같이 레이저 형광법을 이용한 초기우식정도에 관한 측정 수치는 Mutans streptococci으、활성 도를 이용한 Cariescreen® test와 비교적 높은 상관관계를 보임으로써 향후 우식활성검사로의 응용 가능성이 높은 것으로 사료된다.
- 레이저 형광법으로 관찰하여 초기 우식증이 있는 치아의 개수와 우식경험치아의 수(dDfFtT) 사이의 상관계수(7)는 0.68, Cariescreen®test와의 상관계수는 0.57로 비교적 높은 상관관계를 나타내었다(Table 9).
- 평가하고자 하였다. 레이저 형광법을 이용한 방법은 초기의 치아우식증을 시각적으로 감지하기 쉽고 조직학적 병소의 깊이가 증가됨에 따라 레이저 조사시 병소의 광밀도가 증가함을 보여 주었다(Table 6).
- 또한 기존의 우식활성측정법들은 오직 구강 내에 존재하는 세균의 활성도만 측정하므로 실제 치아우식에 관여하는 다른 요소들, 특히 중요한 인자로 작용하는 개개 치아의 석회화, 타액의 성분 및 점조도 등을 배재한 상태이므로 검사의 신뢰도와 타당성에 문제가 있다. 레이저 형광법을 이용한 우식활성 검사는 각개 개인의 구강내 존재하는 세균의 활성도와 또한 각 개개 치아의 석회화도 등 여러가지 요소가 복합적으로 작용하여 발생시키는 최초의 치아표면의 변화를 포착하여 이를 수치화 하므로써 그 신뢰도와 타당성 면에 있어 기존의 방법보다 우수할 것으로 사료된다. 이 방법은 절차가 간단하고 검사결과를 즉석에서 알 수 있으며, 또한 검사시간이 매우 짧고 비용이 많이 들지 않는다는 점등을 장점으로 사료된다.
- 깊게 형성되어 이를 확인할 수 없었다. 본 실험에서는 시간 경과에 따른 인공우식 병소의 깊이가 60代n 차이 이내일 경우 광 밀도의 차이가 없었다(P>0.05). 일부학자들은2。33汕는 염료를 병용한 레이저 형광법이 단지 레이저 형광법만을 이용하는 것보다 감지능력이 우수하다고 보고한 바 있다.
- 본 연구에서 레이저 형광법을 이용한 우식활성검사법에 대한진단력을 선학들이 제시한 방법3에 의해 비교·분석한 결과 dDfFtT 검사를 기준으로 45%의 민감도, 55%의 특이도, 48%의 진단력을 보였으며 Cariescreen® test를 기준으로 할 경우는 36%의 민감도, 63%의 특이도, 48%의 진단력을 보임으로서 우수한 진단학적 지표를 나타내었다. 본 연구에서는 레이저 형광법을 이용한 우식활성검사의 scoring criteria를 dDfFtT의 scoring criteria와 일치하게 하였으나 이와 같은 scoring criteria를 변화시키면 민감도, 특이도, 진단력이 변화되므로 향후 더욱 좋은 우식활성검사 모델을 개발하기 위해서는 scoring criteria에 대해서도 더욱 많은 연구가 필요하리라 사료된다.
- 본 연구에서는 레이저 형광법의 초기 우식병소의 탐지 감도가 매우 우수함을 보여주고 있다. 1991년 Hafstrom 등锅은 동물실험에서 레이저 형광법의 우식 감지 능력에 대해 보고하였는데 15~20일간 sucrose를 섭취한 쥐 50마리를 검사한 결과 일반광선 하에서 관찰된 우식병소는 쥐 한 마리 당 29.
- 05). 분산분석 결과 탈회 시간에 따른 병소깊이와 광 밀도는 유의성 있는 차이를 보였다(P<0.05)(Table 6). t-test를 이용한 각 탈회시간 군 간의 비교에서, 병소깊이는 모든 군에서는 유의한 차이가 있었지만 광 밀도는 24시간 군과 36시간 군에서는 유의할 만한 차이가 없었다(Fig.
- 05). 시편의 광 밀도(단위: pixel)는 0.274에서 0.541의 범위로 나타났으며 탈회 시간이 증가됨에 따라 광 밀도가 증가되었다(P<0.05). 분산분석 결과 탈회 시간에 따른 병소깊이와 광 밀도는 유의성 있는 차이를 보였다(P<0.
- 시편의 시간경과에 따른 인공우식병소의 광 밀도와 편광현미경으로 관찰한 실제 병소의 조직학적 깊이사이의 상관관계 분석 결과 두 빙-법간에 Pearson의 correlation coefficients(7) 가 0.7015로 높은 상관관계를 보였다(P<0.05) (Table 7). 회귀분석을 시행한 결과 결정계수가 0.
- 이상의 결과를 종합하면 레이저 형광법을 이용하여 측정한 초기 우식병소의 광밀도는 실제 초기 우식병소의 조직학적 병소의 깊이를 평가하는데 높은 신뢰도를 보여 주므로써 레이저 형광 법을 이용한 우식활성검사법에 대한 타당성을 제공하고 있으며, 또한 레이저 형광법을 이용하여 관찰한 초기 우식병소의수를 이용한 우식활성검사 모델은 기존의 우식활성 검사 및 구강 환경 검사와 높은 상관관계, 우수한 진단학적 지표를 보여주므로써 향후 임상적으로 신뢰도와 타당성이 높은 우식 활성 검사법으로서의 활용성이 높은 것으로 사료된다.
- 인공우식용액에 담구어 탈회시킨 시편의 탈회시간에 따른 병소의 깊이는 96知~977m였으며 탈회 시간이 증가됨에 따라증가되는 양상을 보였다(PC0.05). 시편의 광 밀도(단위: pixel)는 0.
- 그러나 이와 같은 많은 시도들이 있었지 만 몇 가지의 한계점이 있다. 첫째, 치아우식이 완전히 진행된 경우에만 발견이 가능하다. 둘째, 계속되는 탈회의 결과 일어나는 광물질 소실의 작은 변화를 감지할 수 없다.
후속연구
- 4). 따라서 레이저 형광법을 이용하여 비 침습적으로 초기 치아우식증을 쉽게 감지함과 동시에 병소의 깊이를 정확히 추정하여 재광화시킬 것인지 혹은 와동을 형성하고 수복을 시행할 것인지를 판단할 수 있는 기준을 삼을 수 있을 것으로 사료된다.
- 일부학자들은2。33汕는 염료를 병용한 레이저 형광법이 단지 레이저 형광법만을 이용하는 것보다 감지능력이 우수하다고 보고한 바 있다. 따라서 앞으로 이런 탐지력을 높이기 위해 염료를 병용하는 방법에 있어서도 연구가 계속적으로 이루어져야 할 것으로 생각된다. Anova test 결과 탈회 시간이 증가될수록 우식병소의 깊이와 광 밀도가 증가되었다.
- 이 방법은 절차가 간단하고 검사결과를 즉석에서 알 수 있으며, 또한 검사시간이 매우 짧고 비용이 많이 들지 않는다는 점등을 장점으로 사료된다. 또한 이 방법을 응용할 경우 다수인의 치아우식활성도를 짧은 시간 내에 측정할 수 있으므로 지역이나 국가단위 대단위 역학조사도 간단히 이루어질 수 있으리라 전망된다.
- 본 실험에서 영상의 표준화를 위해 레이저의 조사 거리와 CCD camera의 거리를 일정하게 하였으나 실제 실험상의 오차가 야기될 수 있는 점도 이러한 탐지 감도에 영향을 줄 수 있는 요인으로 사료된다. 또한 치아의 법랑질의 굴곡에 의해 빛의 조사 및 반사 방향에 따라 오차가 발생될 수 있을 것으로 추정된다.
- 우수한 진단학적 지표를 나타내었다. 본 연구에서는 레이저 형광법을 이용한 우식활성검사의 scoring criteria를 dDfFtT의 scoring criteria와 일치하게 하였으나 이와 같은 scoring criteria를 변화시키면 민감도, 특이도, 진단력이 변화되므로 향후 더욱 좋은 우식활성검사 모델을 개발하기 위해서는 scoring criteria에 대해서도 더욱 많은 연구가 필요하리라 사료된다.
- 55으로 비교적 높은 상관관계를 나타내었다(Table 9). 이와같이 레이저 형광법을 이용한 초기우식정도에 관한 측정 수치는 Mutans streptococci으、활성 도를 이용한 Cariescreen® test와 비교적 높은 상관관계를 보임으로써 향후 우식활성검사로의 응용 가능성이 높은 것으로 사료된다.
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