[국내논문]Digital Imaging Fiber-Optic Trans-Illumination과 Laser Fluorescence를 이용한 평활면 초기우식증의 재광화에 관한 비교 연구 COMPARATIVE STUDY ON THE EFFICACY OF DIGITAL IMAGING FIBER-OPTIC TRANS-ILLUMINATION AND LASER FLUORESCENCE IN MONITORING THE REMINERALIZATION PROCESS OF INCIPIENT SMOOTH SURFACE ENAMEL LESIONS원문보기
본 연구는 Digital Imaging Fiber-Optic Trans-Illumination(DIFOTI)이나 Laser Fluorescence(LF)를 이용한 방법이 평활면 법랑질 초기우식증의 재광화 정도를 정확하게 monitoring 할 수 있는지의 여부를 평가하기 위하여 진행되었다. 우치 법랑질로부터 얻어진 인공 우식 절편을 특별히 제작된 의치에 식립한 다음, 10명의 실험 참가자들이 구강 내에 장착하고 3주 동안 불소 양치용액을 사용하도록 한 다음 Confocal Laser Scanning Microscopy(CLSM)로 측정된 병소 깊이를 gold standard로 사용하여 DIFOTI와 LF로 측정 된 우식 절편의 재광화 정도를 비교 평가한 후 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. DIFOTI에 측정된 광도 백분율이 재광화 기간이 지남에 따라 증가하였으며, CLSM에서 측정된 병소 깊이와 유의한 역상관관계를 보였다(r=-0.683, p<0.01). 2. LF 측정치는 재광화 기간이 경과함에 따라 증가하였으며 CLSM에서 측정된 병소 깊이와 유의한 상관관계를 보였다(p<0.05). 3. CLSM 촬영 결과 500 ppm 불소 양치군이 0 ppm 불소 양치군보다 빠른 속도로 병소 깊이가 감소하는 양상을 보여 주었다.
본 연구는 Digital Imaging Fiber-Optic Trans-Illumination(DIFOTI)이나 Laser Fluorescence(LF)를 이용한 방법이 평활면 법랑질 초기우식증의 재광화 정도를 정확하게 monitoring 할 수 있는지의 여부를 평가하기 위하여 진행되었다. 우치 법랑질로부터 얻어진 인공 우식 절편을 특별히 제작된 의치에 식립한 다음, 10명의 실험 참가자들이 구강 내에 장착하고 3주 동안 불소 양치용액을 사용하도록 한 다음 Confocal Laser Scanning Microscopy(CLSM)로 측정된 병소 깊이를 gold standard로 사용하여 DIFOTI와 LF로 측정 된 우식 절편의 재광화 정도를 비교 평가한 후 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. DIFOTI에 측정된 광도 백분율이 재광화 기간이 지남에 따라 증가하였으며, CLSM에서 측정된 병소 깊이와 유의한 역상관관계를 보였다(r=-0.683, p<0.01). 2. LF 측정치는 재광화 기간이 경과함에 따라 증가하였으며 CLSM에서 측정된 병소 깊이와 유의한 상관관계를 보였다(p<0.05). 3. CLSM 촬영 결과 500 ppm 불소 양치군이 0 ppm 불소 양치군보다 빠른 속도로 병소 깊이가 감소하는 양상을 보여 주었다.
Through out the world dental caries seems to be decreased as it is difficult to make an accurate diagnosis for dental caries. The traditional diagnostic method which is probing and x-ray taking has many limitations to diagnose the early caries, so there were recommendations for the needs of new equi...
Through out the world dental caries seems to be decreased as it is difficult to make an accurate diagnosis for dental caries. The traditional diagnostic method which is probing and x-ray taking has many limitations to diagnose the early caries, so there were recommendations for the needs of new equipments such as laser fluorescence(LF), digital imaging fiber-optic trans-illumination(DIFOTI), and quantitative light fluorescence (QLF) which were developed from various study results. Also confocal laser scanning microscopy(CLSM) and ultrasonics are used for research progression. This study is to evaluate whether it is possible to monitor accurately for remineralization amount of enamel surface early caries using DIFOTI or LF After inducing artificial caries to bovine teeth to 10 participants remineralization was enhanced by 0 ppm and 500 ppm fluoride mouth rinse solution for 3 weeks. Then they were cross sectioned and analyzed using gold standard of the lesion depth measured by CLSM. The following results were obtained: 1. The measured percentage of light intensity(luminosity ratio) by DIFOTI increased with remineralization period, and showed significant reverse correlation with lesion depth measured by CLSM (p<0.01). 2. The measurement of laser fluorescence increased with remineralization period, and showed significant correlation with lesion depth measured by CLSM (p<0.01). 3. To the result for CLSM, 500 ppm fluoride mouth rinse group showed rapid rate for decreased tendency of lesion depth than 0 ppm fluoride mouth rinse group. In conclusion DIFOTI system was used to measure accurately for the remineralization amount of early surface caries, it is a very useful equipment to detect precisely the changes for early enamel caries remineralization during treatments.
Through out the world dental caries seems to be decreased as it is difficult to make an accurate diagnosis for dental caries. The traditional diagnostic method which is probing and x-ray taking has many limitations to diagnose the early caries, so there were recommendations for the needs of new equipments such as laser fluorescence(LF), digital imaging fiber-optic trans-illumination(DIFOTI), and quantitative light fluorescence (QLF) which were developed from various study results. Also confocal laser scanning microscopy(CLSM) and ultrasonics are used for research progression. This study is to evaluate whether it is possible to monitor accurately for remineralization amount of enamel surface early caries using DIFOTI or LF After inducing artificial caries to bovine teeth to 10 participants remineralization was enhanced by 0 ppm and 500 ppm fluoride mouth rinse solution for 3 weeks. Then they were cross sectioned and analyzed using gold standard of the lesion depth measured by CLSM. The following results were obtained: 1. The measured percentage of light intensity(luminosity ratio) by DIFOTI increased with remineralization period, and showed significant reverse correlation with lesion depth measured by CLSM (p<0.01). 2. The measurement of laser fluorescence increased with remineralization period, and showed significant correlation with lesion depth measured by CLSM (p<0.01). 3. To the result for CLSM, 500 ppm fluoride mouth rinse group showed rapid rate for decreased tendency of lesion depth than 0 ppm fluoride mouth rinse group. In conclusion DIFOTI system was used to measure accurately for the remineralization amount of early surface caries, it is a very useful equipment to detect precisely the changes for early enamel caries remineralization during treatments.
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문제 정의
gold standards. 사용하여 DIFOT1의 영상 분석과 LF의 측정 결과를 비교하여 그들의 임상적 효용성을 평가하고자 하였다.
새로운 장비들에 대한 기존 연구列淘에서는 법랑질의 탈회 정도를 평가하는 능력에 대한 민감도(sensitivity)와 특이도 (specificity) 초점이 맞추어져 장비들의 평가가 이루어져 왔으나 임상적으로 불소에 의한 재광화项에 대한 감시(monitorng)가 제대로 이루질 수 있는지에 대한 평가가 매우 미흡하다고 사료되어 본 연구를 계획하게 되었다.
본 연구의 목적상 실험 대상으로 사용될 개체의 변이가 최소화되어야 할 것으로 판단하고 발거 시기와 발거한 개체에 대한나이와 식이 습관에 의한 차이를 배제하기 위하여 우치를 선택하게 되었다. 우치는 대량으로 일시에 구할 수 있는 장점이 있으나 본 연구에 필요한 우치 40개를 준비하기 위하여 소 18마리에서 채취한 200여개의 우치를 활택 연마하였으나, 법랑질표면의 파손, 결절, 변색 , crack, 우식 등 다양한 원인에 의해서배제되면서 52개의 시편을 완성하게 되었다.
제안 방법
Acrylic rod를 수직으로 유지할 수 있도록 고안된 금속 홀더에 끼운 후 320, 600, 1200 grit의 실리콘 카바이드 페이퍼로 100 ㎛정도의 법랑질 표면을 연마하여 시편간의 변이를 최소화하도록 하였다. 이후 30, 1, 0.
실험 참가자들의 상악 인상을 채득하여 가철성 장치를 제작하고 1주간 착용하여 장치의 이상 유무를 확인하였다.
인공 우식 이 유발된 시편을 가철성 장치에 4개씩 sticky wax 로 고정하고(Fig. 2), 동일 조건을 부여하기 위하여 새로 구입한 치약과 칫솔 지급하였다. 불소 양치 용액의 불소 농도는 실험군은 500 ppm, 위약 실험군은 0 ppm으로 설정하고 각각 5 명의 실험 참가자에게 1주일에 개인당 500 cc씩 제조하여 분배하였다.
2), 동일 조건을 부여하기 위하여 새로 구입한 치약과 칫솔 지급하였다. 불소 양치 용액의 불소 농도는 실험군은 500 ppm, 위약 실험군은 0 ppm으로 설정하고 각각 5 명의 실험 참가자에게 1주일에 개인당 500 cc씩 제조하여 분배하였다.
잇솔질은 하루 4회 실시하며 장치를 장착하고 시행하며 실험시편에 직접 잇솔질을 하지 않도록 지시하였으며 , 불소 양치 및잇솔질을 시행한 후 기록지에 기록하도록 하였다.
정상 법랑질 및 탈회/재광화 법랑질이 모두 선명하게 잘 보이도록 DIFOTI의 hand-piece의 위치를 조절하여 모니터에 나타난 영상을 확인한 후 foot pedal switch를 밟아 영상을 컴퓨터에 시편 별로 저장하였다.
촬영된 이미지는 영상 분석 프로그램(Able Image Analyzer V3.6, USA, Fig. 3)을 사용하여 intensity를 측정한 다음 정상 법랑질 (LS) 에 대한 재광화법랑질 (LR) 의 값을 백분율로 계산하였다.
절단된 시편은 슬라이드 글라스에 순간접착제를 이용흐여 고정하고, 320 grit silicate sandpaper를 사용하여 바닥에 수평이 되도록 연마한 다음 600, 1200, 2400 grit silicate sandpaper를 이용하여 활택 한 후 particle size 30, 1, 0.5 ㎛ aluminosilicate powdei■로 최종 활택하였다.
준비된 시편들은 CLSM(FV 300, Olympus, Japan)을 이용하여 재광화 부위를 확인한 후 FLUO-View V4.2 (Olympus, Japan) 프로그램을 이용하여 영상을 저장하였다.
준비된 우치들에서 최대한의 시편을 채취하기 위하여 미국인디아나 치과대학의 Oral Health Research Institute에서사용하는 방법에 따라 선반용 밀링 기계를 개조하여 hollow core drill이 장착된 장비를 개발하였다. 이 장비를 이용하여 한개의 우치에서 2개내지 3개씩의 법랑질 시편을 채취할 수 있었다.
준비된 시편들은 10명의 지원자들의 가철성 구강 장치에 장착하여 불소 양치 용액을 이용하여 21일간 재광화를 진행하였다. 현재 불소를 이용한 재광화 방법이 가장 보편적이며 효과적으로 사용되고 있으나, 앞으로 보다 획기적이고 선택적으로 탈회 부위를 재광화할 수 있는 방법이 모색되어야 할 것이다.
CLSMe Fontana 등3》의 연구에서 시간과 노력을 최소화하면서 TMR에 상응하는 우수한 조직학적 기준을 제공해 준다고 하였으며 이를 바탕으로 본 연구에 도입하게 되었다.
DIFOTI 이미지는 영상 분석 프로그램을 사용하여 정상 법랑질에 대한 탈회/재광화 법랑질의 밝기를 백분율을 구하여 광도백분율(luminosity ratio)이라 명명하였다. DIFOTI 이미지는흑백으로써 0에서 255의 밝기 값을 갖게 되는데 영상 분석 프로그램을 사용하여 관심 부위의 값을 측정할 수 있었다.
착색되는 원리를 이용한 것이다. 본 연구에서는 천연색으로촬영된 CLSM 영상을 흑백으로 전환하여 DIFOTI 영상과 같은 방법으로 영상 분석 프로그램에서 불러 들여 병소 깊이를 측정하였다. CLSM 영싱에서 필요한 것은 Rhodamine B가 침착된 정도를 밝기에 의해서 구분하기 때문에 Red, Green Blue 값과 Intensity 값들로 표현되는 화소값들 중 Intensity 값만을얻고자 흑백으로 전환하여 사용하였다.
본 연구에서는 천연색으로촬영된 CLSM 영상을 흑백으로 전환하여 DIFOTI 영상과 같은 방법으로 영상 분석 프로그램에서 불러 들여 병소 깊이를 측정하였다. CLSM 영싱에서 필요한 것은 Rhodamine B가 침착된 정도를 밝기에 의해서 구분하기 때문에 Red, Green Blue 값과 Intensity 값들로 표현되는 화소값들 중 Intensity 값만을얻고자 흑백으로 전환하여 사용하였다.
DIFOTI 와 LF가 평활면 법랑질 초기우식증의 재광화 정도를 정확하게 monitoring 할 수 있는지 의 여부를 평가하기 위하여, 우치 법랑질에 인공 우식을 유발 시킨 후 10명의 실험 참가자를 대상으로 3주 동안 0 ppm과 500 ppm 불소 양치용액으로 재광화시킨 후 cross section하여 CLSM으로 측정된 병소깊이를 gold standard로 사용하여 평가한 후 다음과 같은 결론을 얻었다.
CLSM을 사용하여 병소 깊이를 측정하기 위해 정상 법랑질과 재광화 법랑질이 모두 포함되도록 low speed saw를 사용하여 시편을 절단하였다(Fig. 4).
대상 데이터
탈회 용액은 자연 발생 초기우시증을 가장 유사하게 재현한다고 알려진 White’ll 방법에 따라 calcium phosphate, 0.1M Lactic acid와 Carbopol C 907로 탈회 용액을 제조하였다.
실험 지원자 중 최근 1년 이내에 불소 처치나 불소 보조제를복용하지 않았고, 글라스 아이오노머 수복 재료로 충전한 경험이 없으며, 결손이나 우식 치아가 없는 실험 참가자 10명을 선발하였다. 참가자의 평균 연령은 23.
되었다. 우치는 대량으로 일시에 구할 수 있는 장점이 있으나 본 연구에 필요한 우치 40개를 준비하기 위하여 소 18마리에서 채취한 200여개의 우치를 활택 연마하였으나, 법랑질표면의 파손, 결절, 변색 , crack, 우식 등 다양한 원인에 의해서배제되면서 52개의 시편을 완성하게 되었다. 결과적으로 우치는 구하기는 쉽지만 법랑질이 약하고 crack이 많아 좋은 시편을 제작하기에는 어려움이 많은 것으로 판단되었다.
drill이 장착된 장비를 개발하였다. 이 장비를 이용하여 한개의 우치에서 2개내지 3개씩의 법랑질 시편을 채취할 수 있었다. 채취된 시편은 다루기 쉽도록 레진 봉에 고정하여 사용하였다.
데이터처리
(6) LF 측정
정상 법랑질 및 재광화 법랑질 표면에서 각각 3회씩 반복 측정하여 평균값을 대표값으로 하여 엑셀 프로그램 (MS-Office, Microsoft, USA)에 측정값을 저장하였다. 재광화 전에 대한재광화 후의 변화량(/F)는 다음과 같이 산출하였다.
CLSM 영상은 영상 분석 프로그램 (Able Image Analyzer V3.6, USA)을 사용하여 병소의 가장 깊은 곳과 가장 낮은 곳그리고 중간 값을 골라 측정한 후 평균값을 대표값으로 선정하여 엑셀 프로그램(MS-Office, Microsoft, USA)에 저장하였다.
0 ppm 및 500 ppm 불소 용액 양치군의 시간 경과에 따른 DIFOTI 영상 측정 결과를 평균과 표준편차로 나타낸 표로써정상 법랑질에 대한 재광화 법랑질의 재광화 정도를 나타내는광도 백분율은 정상 법랑질에 대한 재광화 정도를 백분율로 평가하였다.
0 ppm 및 500 ppm 불소 용액 양치군의 재광화 시작 전과재광화 기간 경과후의 LF 측정치의 평균과 표준 편차와 재광화시작 전에 대한 재광화후의 변화량(4F)에 대한 평균과 표준편차를 구하였다.
3. CLSM 촬영 결과 500 ppm 불소 양치군이 0 ppm 불소양치군보다 빠른 속도로 병소 깊이가 감소하는 양상을 보여 주었다.
막대그래프로 나타낸 재광화 전후의 laser fluorescence의변화량은 재광화 기간이 경과함에 따라 서서히 증가하는 양상을 보여 주었다(Fig. 6).
0 ppm 및 500 ppm 불소 용액 양치군의 병소 깊이를 측정한결과, 불소가 포함되지 않은 군의 초기 단계의 병소 깊이는 148.5± 18.5 ㎛, 1주 후에는 128.1± 13.4 四, 2주 후에는 121.0± 20.8 ㎛ 그리고 3주 후에는 110.7±18.7 ㎛로 측정되었다. 500 ppm 불소 양치액을 사용한 군의 초기 단계 병소깊이는 145.
CLSM에서 얻어진 병소 깊이에 대한 DIFOTI의 광도 백분율과 LF의 상관관계 분석 결과(Table 2) DIFOTI의 광도 백분율에 대한 상관 계수는 -0.683로 역상관관계를 보였으며 (p<0.01), LF에 대한 상관 계수는 0.385로 상관관계가 있음을알 수 있었다(p<0.05).
불소 농도에 관계없이 모든 군에서 시간이 지남에 따라변화가 있음을 보여주고 있다. DIFOTI에서 측정된 광도 백분율의 결과를 보면 불소가 포함되지 않은 군의 회귀식은 Y = 19.3X + 6.2이었고, 500 ppm 불소 양치군은 Y = 20.7X + 7.2로 나타나 불소 양치군의 광도 백분율이 약간 더 빠르게 증가하는 것으로 나타났다. LF의 결과를 살펴보면, 불소가 포함되지 않은 양치 용액군은 회귀식이 Y = 1.
2로 나타나 불소 양치군의 광도 백분율이 약간 더 빠르게 증가하는 것으로 나타났다. LF의 결과를 살펴보면, 불소가 포함되지 않은 양치 용액군은 회귀식이 Y = 1.1X - 0.5이었고, 500 ppm 양치군이 Y = 1.27X + 0.0으로 나타나 500 ppm 양치군이 약간 더 빠르게 LF 값이 증가하는 것으로 나타났다.
우치는 대량으로 일시에 구할 수 있는 장점이 있으나 본 연구에 필요한 우치 40개를 준비하기 위하여 소 18마리에서 채취한 200여개의 우치를 활택 연마하였으나, 법랑질표면의 파손, 결절, 변색 , crack, 우식 등 다양한 원인에 의해서배제되면서 52개의 시편을 완성하게 되었다. 결과적으로 우치는 구하기는 쉽지만 법랑질이 약하고 crack이 많아 좋은 시편을 제작하기에는 어려움이 많은 것으로 판단되었다.
2. Laser fluorescence 측정치는 재광화 기간이 경과함에 따라 증가하였으며 CLSM에서 측정된 병소 깊이와 유의한상관관계를 보였다(p<0.05).
이상의 결과를 종합해 볼 때 DIFOTI 시스템은 평활면 초기우식증의 재광화 정도를 정확하게 측정할 수 있었으며 임상에서 초기 법랑질 우식증의 재광화 치료시 그 변화를 정확하게 감시 할 수 있는 매우 유용한 장비라고 판단된다.
후속연구
현재 불소를 이용한 재광화 방법이 가장 보편적이며 효과적으로 사용되고 있으나, 앞으로 보다 획기적이고 선택적으로 탈회 부위를 재광화할 수 있는 방법이 모색되어야 할 것이다. 재광화 과정은 실험자들이 배당된 불소의 농도를 알지 못하는 상태에서 진행되었다.
촬영된 영상은 컴퓨터 화면에 흑백으로 나타나게 되며 술자가 이 영상을 보고 판독해야 한다. 향후영상 관리 프로그램에 영상 분석 기능이 도입되어 임상에서 실시간으로 진단에 도움을 줄 수 있도록 가상 컬러 (pseudo-col-oring) 혹은 특정 부위의 값을 수치로 표현해 줄 수 있는 소프트웨어적인 보완이 시급하다고 사료되었다.
결론적으로 DIFOTI 시스템은 평활면 초기우식증의 재광화정도를 정확하게 측정할 수 있었으며 임상에서 초기 법랑질 우식증의 재광화 치료시 그 변화를 정확하게 평가 할 수 있는 매우 유용한 장비 라고 판단되며 , 차후 보다 효율적인 초기 우식증재광화 방법 개발과 이에 대한 임상적 평가가 필요할 것으로 사료되 었다.
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