[smlee] An in vitro comparison of the ability of fibre-optic transillumination, visual inspection and radiographs to detect occlusal caries and evaluate lesion depth

의학 용어 정리

occlusal caries : 치아 교합면의 충치

lesion: 병변

occlusal lesion depth: 충치의 치아 내부 침투 정도를 판단하는 병변 길이

 

0. Abstract

본 논문에서는 occlusal lesion depth(충치 병변 길이)에 대한 세 가지 진단 방법의 정확도를 분석 및 비교하고, 그 중요성을 탐구한다.

• 3가지 진단 방식
  1. FOTI (fibre-optic transillumination) : 광섬유 조명을 치아에 비추어 투과되는 빛의 양상 기반 진단
  2. Visual Inspection / Examination : 치과 의사의 시각적 진단
  3. Radiograph (Bitewing) / X-ray : 위아래 치아 엑스라인 사진 기반 진단

↔ 진단 정확도 비교를 위한 기준 - Histology : 치아를 절단하여 현미경으로 관찰하는 조직 검사

1. Introduction

• 충치 진단에는 Visual Inspection과 Radiograph이 고전적으로 사용되어 왔고, 최근 FOTI가 추가됨 (단, 2000년 연구라 최신 근황은 아님)
• lesion (병변)의 관찰과 깊이 판단은 intervention(중재수술, 최소 절개 시술)의 결정에 중요한 요소로 작용하기 때문에 중요함
• 선행연구 : occlusal lesion depth 진단 기술 정확도에 대해
  • Visual Inspection과 Radiograph는 정확도가 떨어짐
  • 최근 등장한 meticulous visual inspection 방식은 정확도가 비교적 높아짐
  • FOTI는 최신 기술이라 기술 정확도 선행연구 부재
• 본 연구에서는 FOTI (메인 판단 주체), 추가로 Detailed Visual Inspection, Radiograph (+ @)를 Histology (조직 검사)와 비교하여 3가지 occlusal lesion depth 진단 방식의 정확도를 판단함

2. Material & Methods

• 치아 샘플 59개
• 3가지 진단 방식에 대해 하단 점수 기준 (0-4, 점수 높을수록 occlusal lesion depth이 큼) 적용

• Methods
  • Visual: 4명의 숙련자가 치아를 말린 상태와 젖은 상태에서 관찰하여 0~4점으로 기록
  • FOTI: 강력한 할로겐 광원을 치아에 비추어 나타나는 그림자의 양상을 보고 0~4점으로 기록
  • X-ray: 비트윙(Bite-wing) 촬영 후 2배율 돋보기를 사용하여 판독
  • 전체 샘플의 1/4 (14개)를 재검사해서 검사 일관성 검증

3. Results

• Table 2: FOTI - Histology 점수 교차분석표
• 점수 기준 (0-4)
  
  • Score 0: 충치 없음
  • Score 1-2: Enamel (법랑질 - 치아 바깥층)에 국한된 충치
  • Score 3-4: Detine (상아질 - 치아 안쪽층)까지 침투한 충치

(참고) 치아 구조

• Table 3: 3가지 진단 방식 - Histological Score 비교
• 기준
  • Sensitivity : 충치를 충치라고 맞게 진단하는 비율 (= TP / TP + FN)
  • Specificity: 충치가 아닌 것을 충치가 아니라고 맞게 진단하는 비율 (= TN / TN + FP)
  • “Sensitivity만큼 충치를 충치라고 맞게 진단하며, Specificity만큼 충치가 아닌 것을 충치라고 오진하지 않는다.”로 해석
• 종합 분석
  • Kendall’s tau b (실제 충치와 진단 유사도) : Visual (0.73) > FOTI (0.71) > X-ray (0.65)
    → X-ray의 Enamel Lesion 진단 능력이 떨어지기 때문
  • Area under ROC Curve (모델 성능 지표): X-ray (0.87) > FOTI (0.85) > Visual (0.83)
    → 큰 차이 없음
• 개별 Cut-Off 지점 분석 → 크게 두 가지 임계점에 대해 분석함
  1. Histological Score 2/3
     1. 의의: Lesion이 Enamel 하부까지 존재하는지(Score 2), 이를 넘어 Dentine 상부까지 침투했는지(Score 3) 판단
     2. 3가지 진단 방식 모두 진단 정확도 낮음
        → 즉, 기존 3가지 방식으로는 Lesion이 Enamel까지만 존재하는지, Dentine의 겉면까지 침투했는지 구별하기 어려움
     3. 그나마 Score 0/1, 1/2, 2/3 지점 중 그나마 Score 1/2 Cut-Off 지점 판단이 가장 정확함
        • Score 0/1: Sensitivity가 우수하나 Specificity가 낮음
        • Score 2/3: Specificity가 우수하나 Senstivitiy가 낮음
  2. Histolgoical Score 3/4
     1. 의의: Lesion이 Detine 상부(Score 3)에만 있는지, 중앙(Score 4)까지 침투했는지 판단
     2. 3가지 방식 모두 진단 정확도 높음
        → 즉, 기존 3가지 방식 모두 충치가 깊은 경우에는 진단 정확도가 높음 (1-b와 비교됨)
        
        

4. Discussion

• 3가지 진단 방식은 Historical 진단과의 Correlation에서 서로 크게 다르지 않으며, 3가지 진단 방식의 유일한 차이는 Radiation의 Enamel 진단 정확도 떨어짐이다.
• 1. 3가지 진단 방식 모두 Lesion이 Enamel의 하부까지 존재하는지, Dentine의 상부 (Outer third of Dentine) 에 도달했는지 구별하는 판단에 어려움을 겪는다.
  2. 반면 3가지 진단 방식 모두 Lesion이 Outer third of Dentine보다 깊숙이 침투한 경우, 진단 정확도가 높았다.
  3. 임계점 2에서의 진단이 restorative treatment (수복 치료: 치아의 손상된 부분을 삭제하고 그 빈 공간을 충전물로 채우는 치료) 결정 여부에 중요한 영향을 미친다.실험 결론
• 본 연구의 재현성이 좋음 → 치과 의사 교육에 사용하기 좋다.
• 구멍이 뚫린 충치는 진단이 쉬우나, 숨겨진 충치 (= 표면이 멀쩡해 보임) 진단이 문제였기에 본 연구의 핵심 과제였다. 다행히 본 연구에서 사용된 Visual / FOTI 방식에서 숨겨진 충치의 오진은 일어나지 않았다.
• FOTI는 Visual만큼 충치 진단 정확도가 높으니, 향후 FOTI의 발달은 교합면 충치 진단의 재현 가능한 정보를 제공해줄 것으로 기대됨. (-> 아마 이때 가장 많이 사용한 시각 진단은 데이터화가 불가해서 이러한 의의를 남긴 듯함)

(참고) Outer third of the dentine