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문제 정의
- 이 연구는 인접면 초기 우식증을 진단하고자 임상에서 사용 가능한 DD와 DDpen의 진단학적 능력을 비교하였다. 연구 결과를 통해 DDpen이 DD보다 교익 방사선 사진과 비슷한 진단 능력을 가지는 것으로 나타났다.
- 이에 이 연구에서는 유치열과 영구치열의 인접면 우식에 대해교익 방사선 사진을 기준으로 DD와 DDpen의 인접면 우식 진단능력을 비교하여 두 기기의 정확성을 비교하고, 민감도와 특이도의 확인을 통해 우식 깊이를 예측하기 위한 최적의 절단값을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 1B, DDpen, KaVo Biberach, Germany)을 이용하여 각각 인접면우식 검사를 시행하였다. DD는 probe A를 사용하였고, DDpen은 approximal probe를 사용하였다. 제조사의 지시에 따라 calibration을 시행하였고, 건전 치질(주로 상악 중절치 또는 유중절치 순면)을 기준으로 영점을 설정하였다.
- 05)를 시행하였다. DD와 DDpen의 진단능력 비교를 위해 receiver operating characteristic (ROC) 곡선 분석을 시행하여 곡선 하방의 면적인 area under the curve (AUC)를 확인하였고, 민감도와 특이도를 확인하였다. 통계 분석은 SPSS ver 23.
- 제조사의 지시에 따라 calibration을 시행하였고, 건전 치질(주로 상악 중절치 또는 유중절치 순면)을 기준으로 영점을 설정하였다. Probe를 치면에 접촉시킨 상태에서 회전시키며 다양한 각도로 측정하였고, 각 치면 당 2회의 측정을 시행하여 가장 높게 나온 값을 기록하였다.
- 레이저 형광 기기를 이용한 검사를 시행하기에 앞서 위양성 결과를 최소화하기 위해 검사 대상이 되는 치면을 초음파 스케일러를 이용하여 치석제거를 시행하고 저속 핸드피스와 브러쉬로 치면세마를 시행한 뒤 인접면에 치실을 사용하였다.
- 유치열에서는 좌, 우측 각각 1장 씩, 총 2장의 교익 방사선 사진을 촬영하였고, 영구치열에서는 좌, 우측 각각 소구치부 1장, 대구치부 1장, 총 4장의 교익 방사선 사진을 촬영하였다. 방사선 사진의 촬영은 구내 방사선 촬영기인 Heliodentplus (Sirona, Bensheim, Germany)와 디지털 센서인 FONA CDR (FONAdental, Bratislava, Slovakia)를 사용하여 60kVp, 7mA로 설정하고 0.10s의 노출시간으로 촬영을 시행하였다. 촬영한 방사선 사진을 저장하여 1인의 검사자가 27인치 LED 모니터(Samsung, Seoul, Korea) 상에서 판독을 시행하였다.
- 연구대상에 포함된 치면에 두 가지 기기 DIAGNOdent® (Fig.1A, DD, KaVo Biberach, Germany) 및 DIAGNOdent® pen (Fig.1B, DDpen, KaVo Biberach, Germany)을 이용하여 각각 인접면우식 검사를 시행하였다.
- 촬영한 방사선 사진을 저장하여 1인의 검사자가 27인치 LED 모니터(Samsung, Seoul, Korea) 상에서 판독을 시행하였다. 유치열에서 방사선투과상이 없는 경우 pR0, 법랑질 내에 국한된 방사선 투과상은 pR1, 상아질을 침범한 방사선 투과상은 pR2로 분류하였다. 영구치열에서 방사선투과상이 없는 경우 PR0, 법랑질 두께 1/2미만으로 국한된 방사선투과상은 PR1, 법랑질 두께 1/2이상이나 법랑질 내에 국한된 방사선투과상은 PR2, 상아질을 침범한 방사선투과상은 PR3로 분류하였다.
- DD는 probe A를 사용하였고, DDpen은 approximal probe를 사용하였다. 제조사의 지시에 따라 calibration을 시행하였고, 건전 치질(주로 상악 중절치 또는 유중절치 순면)을 기준으로 영점을 설정하였다. Probe를 치면에 접촉시킨 상태에서 회전시키며 다양한 각도로 측정하였고, 각 치면 당 2회의 측정을 시행하여 가장 높게 나온 값을 기록하였다.
- 10s의 노출시간으로 촬영을 시행하였다. 촬영한 방사선 사진을 저장하여 1인의 검사자가 27인치 LED 모니터(Samsung, Seoul, Korea) 상에서 판독을 시행하였다. 유치열에서 방사선투과상이 없는 경우 pR0, 법랑질 내에 국한된 방사선 투과상은 pR1, 상아질을 침범한 방사선 투과상은 pR2로 분류하였다.
대상 데이터
- 2017년 6월부터 2017년 9월까지 전북대학교 치과병원 소아치과에 내원한 3세 이상의 환자들 중 최근 3개월 이내에 불소도포를 받은 적이 없는 자의 제1유구치 원심면, 제2유구치 근심면 및 원심면이 연구 대상에 포함되었다. 연구대상에 포함된 치면중 아말감, 레진, 기성금속관 등을 이용한 인접면을 포함한 수복 물이 있는 치면과 이에 인접한 치면, 우식와동이 형성되어 육안으로 확인이 되는 치면, 인접치아가 결손되어 접촉점이 없는 치면, 제1대구치가 맹출되지 않아 접촉점이 형성되지 않은 제2유구치 원심면, 치근흡수가 진행되어 동요도가 있는 유구치의 치면은 연구 대상에서 제외되었다.
- 1. Laser fluorescence devices used in this study. (A) DIAGNOdent® (DD, KaVo, Biberach, Germany) and probe A, (B) DIAGNOdent®pen (DDpen, KaVo, Biberach, Germany) and approximal probe.
- 같은 기간 동안 전북대학교 치과병원 소아치과에 내원한 12세 이상의 환자들 중 전신질환이 없고 최근 3개월 이내에 불소도포를 받은 적이 없는 자의 제1소구치 원심면, 제2소구치 근심 면 및 원심면, 제1대구치 근심면 및 원심면, 제2대구치 근심면이 연구 대상에 포함되었다. 연구대상에 포함된 치면 중 아말감, 레진, 인레이, 크라운 등의 인접면을 포함하는 수복물이 있는 치면과 이에 인접한 치면, 우식와동이 형성되어 육안으로 확인이 되는 치면, 인접치아가 결손되어 접촉점이 없는 치면, 교정치료 등의 목적으로 밴드가 장착된 치면과 이에 인접한 치면은 연구 대상에서 제외되었다.
- 58)세였다. 유치열군의 총 264개 치면 중 제외 기준에 따라 100개의 치면이 제외되어 164개의 치면이 연구대상에 포함되었으며, 영구치열군의 총 524개 치면 중 86개 치면이 제외되어 438개 치면이 연구대상에 포함되었다(Table 1).
- 유치열에서는 좌, 우측 각각 1장 씩, 총 2장의 교익 방사선 사진을 촬영하였고, 영구치열에서는 좌, 우측 각각 소구치부 1장, 대구치부 1장, 총 4장의 교익 방사선 사진을 촬영하였다. 방사선 사진의 촬영은 구내 방사선 촬영기인 Heliodentplus (Sirona, Bensheim, Germany)와 디지털 센서인 FONA CDR (FONAdental, Bratislava, Slovakia)를 사용하여 60kVp, 7mA로 설정하고 0.
데이터처리
- 방사선사진 상 우식 깊이에 따른 DD의 측정값 사이의 차이와 DDpen의 측정값 사이의 차이는 Kruskal-Wallis test (α = 0.05)를 시행하였다.
- DD와 DDpen의 진단능력 비교를 위해 receiver operating characteristic (ROC) 곡선 분석을 시행하여 곡선 하방의 면적인 area under the curve (AUC)를 확인하였고, 민감도와 특이도를 확인하였다. 통계 분석은 SPSS ver 23.0 (Chicago, IL, USA)와 MedCalc ver 14.8.1(MedCalc Software, Mariakerke, Belgium)을 이용하였다.
성능/효과
- 검사 완료 1주일 후에 방사선 사진의 판독을 다시 시행하여 첫 번째 검사 결과와 비교한 검사자 내 신뢰도는 0.984 (0.982 -0.987)로 높게 나타났다. 2회에 걸친 판독의 결과가 달랐던 경우에는 둘 중 더 낮은 점수를 최종 결과로 기록하였다.
- 이 연구에서 시행한 유치열군에서 DD와 DDpen 측정값은 모두 방사선학적 우식 깊이에 따른 그룹들 간에 서로 유의한 차이를 보여 두 기기는 유치열 인접면 우식 검사에 적용할 수 있음을 확인하였다. 반면, 영구치열에서 DD의 법랑질 외측 1/2의 우식과 법랑질 내측 1/2의 우식 사이에 측정값의 유의한 차이가 없었고, 법랑질 내측 1/2의 우식과 상아질 우식 사이의 측정값도 유의한 차이가 나타나지 않았다. DDpen은 법랑질 외측 1/2의우식과 법랑질 내측 1/2의 우식 사이에서 유의한 차이가 없었다.
- 이 연구는 인접면 초기 우식증을 진단하고자 임상에서 사용 가능한 DD와 DDpen의 진단학적 능력을 비교하였다. 연구 결과를 통해 DDpen이 DD보다 교익 방사선 사진과 비슷한 진단 능력을 가지는 것으로 나타났다. DDpen은 영구치열과 유치열에서 인접면 우식 검사에 사용될 수 있는 반면, DD는 영구치열의 우식검사에 사용하기에는 부적절하다.
- 영구치 구치부 인접면에서 DDpen을 이용하여 건전치질과 법랑질 외측 1/2의 우식을 구분하는 절단값은 5(민감도 =0.83, 특이도 = 0.70), 법랑질 외측 1/2과 내측 1/2의 우식을 구분하는 절단값은 10(민감도 = 0.77, 특이도 = 0.89), 법랑질 내측 1/2과 상아질 우식을 구분하는 절단값은 12(민감도 = 0.90, 특이도 = 0.91)로 나타났다.
- 영구치열군에서 건전치질과 얕은 법랑질 우식 사이를 구분하는 경계(PR1 threshold)를 기준으로 한 ROC 곡선(Fig. 3A), 얕은 법랑질 우식과 깊은 법랑질 우식 사이를 구분하는 경계(PR2 threshold)를 기준으로 한 ROC 곡선(Fig. 3B), 법랑질 우식과 상아질 우식 사이를 구분하는 경계(PR3 threshold)를 기준으로 한 ROC 곡선(Fig. 3C) 세 가지 모두 DDpen은 DD 보다 높은 AUC를 나타내었고, PR1 threshold와 PR3 threshold에서만 두 기기 간에 통계적으로 유의한 차이가 있었다(Table 4).
- 이번 연구에서 유치열과영구치열 모두 각각의 우식 깊이에 따른 ROC 곡선에서 DDpen이 DD보다 더 높은 AUC를 나타내 인접면 우식 검사에 더 정확한 결과를 보였다. 영구치열에서는 법랑질 우식과 상아질 우식에서 DDpen이 유의하게 더 높은 AUC를 나타내었으나, 유치열에서는 법랑질 우식과 상아질 우식 모두 AUC의 유의한 차이를 보이지 않았다. 이는 유치의 접촉점이 영구치에 비하여 긴밀하지 않기 때문에 비교적 팁이 두꺼운 DD를 이용하여도 DDpen만큼 정확한 인접면 우식 검사가 가능했던 것으로 생각된다.
- 이 연구는 다른 연구와 같은 방법으로 민감도와 특이도의 합이 최대가 되는 절단값을 최적의 절단값으로 설정하였다. 유구치 인접면에서 DDpen을 이용하여 건전치질과 법랑질 우식을 구별하는 최적의 절단값은 5(민감도 = 0.85, 특이도 = 0.78), 법랑질 우식과 상아질 우식을 구분하는 절단값은 9(민감도 = 0.84, 특이도 = 0.87)로 나타났고, DD를 이용하여 건전치질과 법랑질 우식을 구분하는 최적의 절단 값은 2(민감도 = 0.91, 특이도 = 0.68), 법랑질 우식과 상아질 우식을 구분하는 절단값은 5(민감도 = 0.80, 특이도 = 0.89)로 나타났다. 영구치 구치부 인접면에서 DDpen을 이용하여 건전치질과 법랑질 외측 1/2의 우식을 구분하는 절단값은 5(민감도 =0.
- 유치열군에서 건전치질과 법랑질 우식 사이를 구분하는 경계(pR1 threshold)를 기준으로 한 ROC 곡선(Fig. 2A)과 법랑질 우식과 상아질 우식 사이를 구분하는 경계(pR2 threshold)를 기준으로 한 ROC 곡선(Fig. 2B)에서 모두 DDpen은 DD보다 높은 AUC를 나타내었으나, 두 기기 사이에 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다(Table 4).
- 유치열과 영구치열에서 각각 방사선학적 우식 깊이에 따른 두 가지 레이저 형광법을 이용한 기기의 측정값이 Table 2와 3에 나타나있다. 유치열군에서 두 기기는 우식의 깊이가 깊어질수록 높은 측정값을 나타내었고, 우식 깊이에 따른 세 집단(pR0, pR1, pR2) 사이의 측정값의 차이는 모두 통계학적으로 유의하였다(p< 0.05). 영구치열군에서도 두 기기는 우식깊이가 깊어질수록 높은 측정값을 나타내었다.
- 두 가지의 우식 진단 기기를 비교할 기준으로 교익 방사선 사진이 사용되었는데, 방사선 사진이 초기 우식에서 민감도가 떨어져 실제로 존재하는 초기우식을 발견하지 못할 수 있다는 점에서 한계를 가진다. 이 연구에서 DD와 DDpen은 깊은 우식 보다 초기 우식에 서 더 낮은 AUC 값을 나타냈다. 비교의 기준이 방사선 사진이었기 때문에 우식 진단 기기가 방사선 사진과 일치하는 결과를 가질수록 높은 AUC를 나타내는 것이고, 반대의 경우 낮은 AUC를 나타내는 것이다.
- 이 연구에서 시행한 유치열군에서 DD와 DDpen 측정값은 모두 방사선학적 우식 깊이에 따른 그룹들 간에 서로 유의한 차이를 보여 두 기기는 유치열 인접면 우식 검사에 적용할 수 있음을 확인하였다. 반면, 영구치열에서 DD의 법랑질 외측 1/2의 우식과 법랑질 내측 1/2의 우식 사이에 측정값의 유의한 차이가 없었고, 법랑질 내측 1/2의 우식과 상아질 우식 사이의 측정값도 유의한 차이가 나타나지 않았다.
- 이 연구에서 확인한 DD와 DDpen의 진단의 정확도를 높이기 위한 최적의 절단값은 제조사에서 제시하였던 절단값보다 낮게 나타났다. 이 절단값을 임상에 적용할 경우 제조사에서 제시한 절단값을 적용하는 것보다 민감도가 높아지고 특이도가 낮아져 더 많은 위양성결과를 포함할 수 있다.
- 양성우도비는 위양성에 대한 진양성의 비율로, 초기 법랑질 우식에 대해서 방사선 사진보다는 DDpen이 더 신뢰할 수 있는 진단방법임을 뜻한다. 이것은 이 연구에서 DDpen이 상아질 우식에 비하여 법랑질 우식에서는 비교적 낮은 AUC를 나타내 교익 방사선사진과는 다소 차이가 있는 결과를 나타냈으나, 실제로는 초기우식에 대하여 DDpen 검사가 방사선 사진 보다 더 정확한 검사일 수 있음을 암시한다. 이 연구의 한계점을 보완하기 위해서는 발거대상이 되는 치아에 대한 우식 검사와 조직학적 평가를 통해 레이저 형광 원리를 이용한 기기의 정확성을 평가하는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 0) 검사로 구분하였다. 이번 연구에서 유치열과영구치열 모두 각각의 우식 깊이에 따른 ROC 곡선에서 DDpen이 DD보다 더 높은 AUC를 나타내 인접면 우식 검사에 더 정확한 결과를 보였다. 영구치열에서는 법랑질 우식과 상아질 우식에서 DDpen이 유의하게 더 높은 AUC를 나타내었으나, 유치열에서는 법랑질 우식과 상아질 우식 모두 AUC의 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 제조사에서 지시한 절단값을 이 연구에 적용하였을 때 나타나는 민감도와 특이도, 그리고 ROC 곡선 분석을 통하여 민감도와 특이도의 합이 최대가 되는 최적의 절단값에서의 민감도와 특이도가 유치열군과 영구치열군에 대해 각각 Table 5와 6에 나타나 있다. 제조사에서 제시한 절단값을 적용할 경우에는 낮은 민감도와 높은 특이도를 보였고, 이 연구에서의 최적의 절단값은 유치열과 영구치열 모두 제조사가 제시한 값보다 낮은 것으로 나타났다.
후속연구
- 그러나 유치열에서는 DD도 DDpen과 비슷한 정도의 우식 진단 능력을 보여주었다. 따라서 유치열에 한하여 인접면 우식의 진단에는 프로브가 부러지기 쉬운 DDpen을 대신하여 DD도 활용이 가능할 것으로 생각된다.
- 이 절단값을 임상에 적용할 경우 제조사에서 제시한 절단값을 적용하는 것보다 민감도가 높아지고 특이도가 낮아져 더 많은 위양성결과를 포함할 수 있다. 따라서 이번 연구 결과의 절단값을 임상에 적용할 경우에는 치아 우식증 확인을 위한 선별검사로써 활용하는 것이 적절할 것이다. 초기 우식을 암시하는 측정값을 나타낼 경우에는 적극적인 예방치료를 시행하고, 깊은 우식을 암시하는 측정값을 나타낼 경우에만 방사선 촬영과 같은 특이도가 높은 검사로 우식의 확진을 시행한다면 환자의 방사선 피폭량을 줄일 수 있을 것으로 생각한다.
- 이 연구의 한계점은 교익 방사선 사진이 완벽한 우식 검사 방법이 아니라는 점이다. 완벽한 우식의 확진을 위해서는 검사한 치아를 발치하여 조직학적으로 분석하는 것이 가장 타당할 것이나, 초기 우식을 가진 치아를 발치하는 것은 윤리적 문제를 가진다.
- 이것은 이 연구에서 DDpen이 상아질 우식에 비하여 법랑질 우식에서는 비교적 낮은 AUC를 나타내 교익 방사선사진과는 다소 차이가 있는 결과를 나타냈으나, 실제로는 초기우식에 대하여 DDpen 검사가 방사선 사진 보다 더 정확한 검사일 수 있음을 암시한다. 이 연구의 한계점을 보완하기 위해서는 발거대상이 되는 치아에 대한 우식 검사와 조직학적 평가를 통해 레이저 형광 원리를 이용한 기기의 정확성을 평가하는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 따라서 이번 연구 결과의 절단값을 임상에 적용할 경우에는 치아 우식증 확인을 위한 선별검사로써 활용하는 것이 적절할 것이다. 초기 우식을 암시하는 측정값을 나타낼 경우에는 적극적인 예방치료를 시행하고, 깊은 우식을 암시하는 측정값을 나타낼 경우에만 방사선 촬영과 같은 특이도가 높은 검사로 우식의 확진을 시행한다면 환자의 방사선 피폭량을 줄일 수 있을 것으로 생각한다.
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