정량적 마모 측정은 치아 마모 진행을 측정하는 데 점점 더 중요해지는 방법입니다. 여기에서는 신장과 부피 측정에 대해 보고하는 중등도에서 중증의 마모 환자에서 반복적인 생체 내 스캔 치열의 획득 및 중첩을 위한 프로토콜, 정밀도 및 평가자 내 /평가자 간 정밀도에 대해 설명합니다.
정량적 마모 측정은 치아 마모 진행을 측정하는 데 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 그러나 정량적 마모 측정에 대한 대부분의 연구는 시뮬레이션 마모 또는 스캔 석고 캐스트에 중점을 두었습니다. 치과 임상의가 사용할 수 있는 구강 내 스캐너를 통해 생체 내 치아 마모를 분석하는 3D 마모 분석(3DWA) 프로토콜이 개발되었습니다. 이 연구는 최대 높이 손실 (mm) 및 부피 변화 (mm3)를 통해 마모를 측정하기위한 3DWA 프로토콜의 정밀도를 조사했습니다. 55명의 환자로부터의 관찰 전향적 마모 데이터를 0-1-, 0-3- 및 0-5년 간격으로 분석하여 마모율을 결정하고, 편의 샘플을 선택하여 한 번에 두 번 스캔한 치열에 대한 프로토콜의 정밀도와 0-3년 및 0-5년 간격으로 스캔한 스캔에 대한 평가자 내 및 평가자 간 정밀도를 테스트했습니다. 스캔은 구강 내 스캐너(IOS)를 사용하여 수행되었으며 3D 측정 소프트웨어를 사용하여 중첩되었습니다. 구조적 및 랜덤 오차를 결정하기 위해 T-검정을 수행했으며 오류를 해석하기 위해 트리밍된 범위를 계산했습니다. 프로토콜 정밀도의 경우 평균 차이는 높이의 경우 0.015mm(-0.002; 0.032, p = 0.076), 부피의 경우 -0.111mm3(-0.250; 0.023, p = 0.101)이었습니다. 중복 측정 오류는 높이의 경우 0.062mm, 부피의 경우 0.268mm3이었습니다. 높이 측정은 0-3 또는 0-5 년 간격 후 마모를 측정 할 수있을만큼 정확했습니다. 그러나 부피 측정은 절차상의 오류와 작업자 민감도에 취약했습니다. 3DWA 프로토콜은 최소 3년 간격 후 또는 마모 진행이 심한 환자의 치아 높이 손실을 적절하게 측정할 수 있을 만큼 정확하지만 체적 변화를 측정하는 데는 적합하지 않습니다.
치아 마모는 생명을 위협하지는 않지만 생리적, 심리적으로 환자의 삶의 질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다1. 그것은 저작 및 심미 기능뿐만 아니라 삶의 질에 영향을 줄 수 있습니다. 영향의 심각성은 마모의 원인, 진행 및 표현에 따라 다르며 환자2 간에 크게 다를 수 있습니다. 치아 마모의 영향은 인간의 기대 수명 증가, 생활 방식의 변화, 자연 치아를 더 오래 유지하는 사람들로 인해 미래에 증가 할 것으로 예상됩니다3. 따라서 치아 마모를 진단하고 치아 마모의 진행을 정량화하는 것이 환자 치료를 제공하는 데 점점 더 중요 해지고 있습니다.
치아 마모 측정의 중요성에도 불구하고 치아 마모의 절대량에 대한 생체 내 정량적 데이터는 거의 없습니다. 치아 마모 진행에 대한 결과는 사용 된 방법론의 큰 차이로 인해 종종 모순됩니다. 여러 연구에 따르면 생리적 마모 환자에서 상대적으로 낮은 진행률을 보였으며 연간 11에서 29 μm 사이의 신장 손실과 연간 약 0.04 μm3의 부피 손실이 보고되었습니다 4,5,6. 진행된 치아 마모 또는 기존의 부 기능 습관의 경우 연간 68에서 140 μm 사이에서 훨씬 더 높은 진행률이 발견되었습니다 7,8,9. 이러한 측정은 석고 캐스트 및 석고 캐스트 다이를 기반으로 하며 다양한 스캐닝 및 3D 빼기 소프트웨어 또는 현미경으로 수행되었습니다. 이러한 방법은 치과 진료에서 사용할 수 없거나 실용적이지 않기 때문에 아직 임상 치료에 사용하기에 적합하지 않습니다. 그러나 구강 내 3D 스캐닝은 일반 치과 진료에서 빠르게 사용 가능해지고 있으며, 쉬운 저장 및 데이터 공유와 함께 속도와 사용 편의성 측면에서 환자와 작업자 모두에게 이점이 있습니다10. 3D 데이터는 치아 또는 턱의 스캔이 중첩되고 스캔 간의 차이가 측정되는 정량적 마모 측정에도 사용할 수 있습니다. 이것은 높이 또는 부피11,12에서 치아 재료의 손실 진행을 측정하기위한 정량적 옵션을 제공합니다.
정밀도(복제된 측정 간의 일치 근접성)와 정확도(측정된 수량과 실제 값의 차이)에 대한 결과는 스캐너를 사용하여 마모를 감지하고 측정할 때 가변적이었습니다. 정량적 마모 측정은 특히 최소 마모를 처리할 때 종종 알려지지 않았거나 부적절한 정밀도와 정확도를 갖는 시간 소모적인 방법으로 보고되었습니다13,14. 다른 사람들은 구강 내 스캐너가 치아 마모를 감지하고 모니터링 할 수있을만큼 정확하다고보고했으며, 중첩 참조 영역 (최적) 및 소프트웨어 설정이 결과에 큰 영향을 미칩니다15,16.
1) 연조직, 인접한 손상되지 않은 치아 및 치조 과정과 같은 랜드마크를 기반으로 한 랜드마크 정렬, 2) 데이터 클라우드 간의 메쉬 거리 오류를 최소화하는 소프트웨어와의 표준 최적 정렬 또는 3) 작업자가 선택한 영역 선택에 대해 수행된 최적 맞춤으로 참조 최적 정렬. 기준 최적 맞춤형 정렬이 가장 높은 정밀도와 정확도15,17을 갖는 것으로 밝혀졌습니다. 연구에 따르면 정량적 마모 측정의 정밀도와 정확도는 전체 아치18,19 대신 단일 톱니와 같은 더 작은 구조를 비교할 때 증가합니다. 마모를 모니터링하기 위해 3D 스캔 및 정량적 마모 측정을 사용하는 두 가지 자동화 시스템이 도입되었습니다. 하나는 단축 된 아치 또는 단일 치아에 대한 체외 설정에서 테스트되었으며, 다른 하나는 실험실 스캔 캐스트20,21,22와 비교하여 체적 측정을위한 생체 내 사용에 대한 약속을 나타 냈습니다. 정확도와 정밀도에 대한 이러한 연구의 대부분은 스캔된 캐스트 또는 체외 시뮬레이션 마모를 기반으로 하므로 임상 결과로 쉽게 변환되지 않습니다. 따라서 생체 내에서 구강 내 스캔 후 정량적 마모 측정을 수행하기 위해 임상적으로 실현 가능한 프로토콜을 찾는 것은 치아 마모를 모니터링하는데 중요한 다음 단계가 될 것입니다(15).
네덜란드 네이메헌에 있는 Radboud University Medical Center에서는 중등도에서 중증의 치아 마모 환자의 구강 내 스캐너를 사용하여 생체 내 치아 마모를 측정하기 위해 3D 측정 소프트웨어를 사용하는 3DWA(3D 마모 분석) 프로토콜이 개발되었습니다. 생체 내에서 정확도를 측정하는 것은 거의 불가능하기 때문에 이 기사에서는 3DWA 프로토콜의 정밀도를 결정하는 데 중점을 둡니다. 특히, 본 연구는 1) 동일한 세션에서 획득한 동일한 치열의 두 스캔을 중첩하여 스캐너 및 스캐닝 과정(획득)과 후속 중첩의 정밀도(프로토콜 정밀도)를 설명하는 것을 목표로 한다. 또한 3DWA 프로토콜은 0-3년 또는 0-5년 간격으로 수행된 스캔에서 높이(mm)와 부피(mm3) 모두에서 마모 진행을 측정할 때 2) 평가자 간 정밀도에 대해 테스트되었습니다. 스캔은 중등도에서 중증의 마모 환자에서 구강 내 이루어졌으며 정량적 마모 측정은 3DWA 프로토콜을 사용하여 수행되었습니다.
교육 유형이 다른 평가자 간의 일치를 테스트하기 위해 3명의 평가자를 선택하여 교육했습니다. 평가자 1은 3DWA 프로토콜 실행에 대한 광범위한 교육을 받았으며 선택한 중복 측정을 독립적으로 실행하기 전에 스캔 분석 분야에서 1년의 경험을 가진 박사 과정 학생이었습니다. 평가자 2는 최종 학년 치과 석사 학생으로 프로토콜과 소프트웨어 프로그램에 대한 설명을 받은 후 독립적으로 프로토콜을 실행했습니다. 평가자 3은 프로토콜, 소프트웨어 프로그램에 대한 설명 및 두 번의 3-h 교육 세션을 받은 치과 석사 학생이었으며, 그 후 중복 측정을 위해 프로토콜을 독립적으로 실행했습니다. 평가자는 분석 전에 스캔 이외의 피험자에 대한 임상 정보를 가지고 있지 않았습니다. 스캔은 평가자 이외의 연구원이 분석하기 전에 익명화되고 코딩되었습니다. 치아 마모를 분석하고 측정할 때 이전 평가자의 이전 주석은 소프트웨어에서 분석하기 전에 숨겨졌습니다. 다른 평가자의 측정값은 처음에 다른 파일에 저장되었습니다.
네이메헌(네덜란드)에 있는 Radboud 대학 의료 센터 치과에서 Radboud 치아 마모 프로젝트의 치아 마모 진행에 대한 대규모 전향적 관찰 연구에서 55명의 환자 그룹이 포함되었습니다. 이 환자들은 섭취, 1 년 리콜, 3 년 리콜 및 5 년 리콜시 스캔되었습니다. 55 명의 환자 그룹에서 사용 가능한 스캔의 기술 통계는 신장 (mm) 및 부피 (mm3)에 대한 0-1-, 0-3- 및 0-5 년 간격 후 치아 마모에 대해 계산되어 임상 적 관련성 측면에서 치아 마모의 정밀도 분석 결과를 비교하고 해석했습니다.
프로토콜 정밀도를 계산하기 위해 위에서 언급 한 55 명의 샘플에서 두 명의 환자를 무작위로 선택하고 리콜 약속에서 한 번이 아닌 15 분 휴식으로 치열을 두 번 스캔 할 수있는 권한을 요청했습니다. 그런 다음 3DWA 프로토콜은 평가자 1에 의해 실행되었습니다. 두 치열의 높이와 부피 측정 횟수가 많기 때문에(각각 높이 65개, 치열당 부피 16개) 정밀도를 안정적으로 추정하는 데 만족스러운 것으로 간주되었습니다. 1명의 평가자(평가자 내: 평가자 1) 내의 정밀도를 계산하기 위해, 중간 정도의 마모가 있는 한 환자를 선택하고 1개월 후에 반복하였다. 평가자 (평가자 간 : 평가자 1, 2 및 3) 간의 정밀도를 계산하기 위해 4 명의 환자의 편의 샘플을 선택했으며, 2 명의 환자는 중등도이고 2 명의 환자는 심한 마모 진행이있었습니다. 선택한 스캔 사이의 간격은 3년 또는 5년이었습니다. 평가자 1과 평가자 2, 평가자 1과 평가자 3을 비교하여 평가자 간의 결과를 계산했습니다.
중요 단계 프로토콜:
3DWA 프로토콜은 우수한 상호 및 내부 합의로 정확한 높이 측정을 제공하는 것으로 나타났습니다. 그러나 부피 측정의 경우 프로토콜이 적합하지 않습니다. 획득과 중첩의 정밀도를 결정하는 주요 요소는 스캐닝 중 분리와 중첩하는 동안 가장 적합한 것을 찾는 것이었습니다. 중첩은 치아가 변경되지 않았지만 마모가 진행됨에 따라 점점 더 어려워지는 경우, 특히 마모가 쉽게 발견되지 않고 표면의 큰 부분을 포함하는 경우 간단합니다.
임상 상황에서 부정적인 마모 (성장)는 불가능한 결과이기 때문에이 연구에서 수행 된 것처럼 단순히 무시 될 수 있습니다. 타액 방울, 분말 코팅의 두께 또는 플레어링과 같은 스캔 오류는 변하지 않은 치아에서도 문제가 되며 항상 쉽게 감지할 수 있는 것은 아니어 측정 오류의 원인이 될 수 있습니다.
방법의 수정 및 문제 해결
최적 피팅 절차 수행
마모된 치아에 최적 피팅 절차를 수행할 때 RMS(제곱 평균 제곱근) 값 뒤에 있는 알고리즘은 항상 메쉬의 점 사이의 평균 거리를 가능한 한 0에 가깝게 만듭니다. 마모 진행이있는 치아의 경우 마모 된 부위의 거리가 감소하고 마모가 없거나 적은 부위가 증가 할 수 있습니다. 이로 인해 마모가있는 표면의 마모가 과소 평가됩니다. 이것은 중등도에서 중증의 마모가 있는 집단이기 때문에 표준 최적 맞춤 정렬을 수행한 다음 마모의 명확한 면이 있는 교합 영역을 선택 취소하고 최적 맞춤 정렬을 반복하면 거의 항상 표준 최적 맞춤 정렬에 비해 더 나은 맞춤을 얻었으며 이는 이전 문헌에서도 뒷받침됩니다.15,17 . 마모가 있는 교합 표면만 선택 해제하여 가장 적합한 절차에 최대한 많은 관상 표면을 사용할 수 있도록 하는 것이 중요하며, 이후 “수정된 참조 기반 맞춤 기술”22이라고 합니다. 이 모집단에서 최상의 적합치를 얻는 데 따른 어려움은 높이와 부피 측정 간의 정밀도 차이를 설명합니다. 가장 잘 맞는 절차로 인해 불완전한 정렬이 발생하면 높이 측정보다 치아의 부피 차이에 상대적으로 더 많은 영향을 미칩니다. 또한 타액과 같은 인공물이 있는 위치는 높이 측정에서는 피할 수 있지만 부피 측정에서는 피할 수 없습니다.
마모가 가장 높은 지점 선택
일부 이상치는 불분명한 해부학, 마모 또는 수복물로 인한 불일치와 같은 다양한 요인으로 인해 훈련에도 불구하고 남아 있었고 프로토콜을 조정하여 예방할 수 없었습니다. 파란색 영역으로 표시되는 마모를 묘사하는 색상 스펙트럼을 편집하여 개선 지점을 달성했습니다. 스펙트럼을 변경하면 진한 파란색 마모 영역을 가장 진한 파란색 점으로 줄여 마모량이 가장 많은 위치를 정확히 찾아 낼 수 있으므로 마모가 가장 높은 위치를 선택할 때 작업자 감도가 감소합니다.
측정 부피 대 측정 높이
부피 측정의 정밀도는 임상 치아 마모 측정에 충분하지 않았습니다. 이것은 첫째, 가장 적합한 것과 관련하여 앞서 언급 한 문제 때문입니다. 맞춤에 약간의 편차가 있으면 겹쳐진 치아 사이에 큰 차이가 발생할 수 있습니다. 둘째, 타액, 수복물, 분말 및 기타 가능한 인공물은 실제 마모는 아니지만 부피의 변화로 소프트웨어에 의해 측정됩니다. 셋째, 체적 변화에 대한 표면의 선택은 톱니 크기, 모양 및 스캔된 표면의 영향을 받을 수 있습니다. 넷째, 구멍을 채우거나 부피를 계산할 때 소프트웨어 알고리즘이 너무 부정확하여 부피 변화를 정확하게 감지할 수 없습니다. 볼륨 변화 계산은 최적 피팅을 수행한 후 자동으로 수행되기 때문에 볼륨 측정의 부정확성은 최적 피팅을 개선하는 것 외에는 프로토콜의 수정으로 이어지지 않았습니다. 이론적으로, 체적 변화는 단일 데이터 포인트의 이상치 또는 높이 측정(12,17)과 같이 마모에 의해 변하지 않는 영역의 큰 부분에 의해 영향을받지 않기 때문에 체적 변화 측정이 바람직 할 것이다. 그러나 체적 변화는 치아 크기에 따라 달라지며, 체적 변화를보고 할 때 고려해야합니다15. 부가적으로, 높이 측정은 표면 상의 마모 공정의 양호한 인상을 얻는데 유용할 수 있다. 향후 연구에서는 치아 마모의 진행 상황을 결정하기 위해 높이와 체적 변화를 정확하게 측정하는 방법에 초점을 맞추는 것이 중요합니다.
프로토콜의 강점과 한계
이 프로토콜은 재현 가능한 의자 옆 방법을 기반으로합니다. 따라서 연구 결과는 임상의가 구강 내 스캐너를 사용하여 마모를 모니터링하는 방법을 찾을 때 기대할 수있는 것으로 해석됩니다. 3DWA 프로토콜은 정확한 것으로 입증되었으며, 또한 마모 진행이 높거나 낮은 환자(표 2)에서 발견된 마모 수준은 문헌에서 발견된 것과 유사하여 높은 정확도를 시사합니다 4,5,7,8,9.
한계는 또한 임상의가 직면하게 될 한계입니다 : 제한된 입 열림, 타액 또는 스캐닝 분말의 존재 (스캐너 유형에 따라 다름), 무작위 오류 (표면 수준에서 62 μm)를 초래하는 스캔 아티팩트 또는 소프트웨어 오류와 같은 환자 관련 요인은 심각한 치아 마모 환자 (연간 68-140 μm 사이)에서 1 년 후에 예상 할 수있는 마모량과 비교할 때 상당히 상당합니다. 또는 연간 약 30 μm의 생리적 마모가있는 환자의경우 4,5,6,7,8,9. 그러나 중복 측정 오류는 더 긴 간격 또는 더 심각하고 빠르게 진행되는 치아 마모로 인해 마모 범위가 증가할 때 훨씬 덜 중요해집니다. 둘째, 연구 목적으로 DME를 줄이기 위해 측정을 반복 할 수 있습니다. 셋째, 스캐너와 스캐닝 시스템은 지속적으로 수정되고 업데이트되며 정밀도는 앞으로 증가 할 것으로 예상되므로 정확한 높이 및 부피 측정이 가능합니다.
3DWA 프로토콜은 연구에서 치아 마모의 진행에 대한 유용하고 신뢰할 수 있는 정보를 제공하지만 표준 임상 치료에 적용하기에는 여전히 너무 많은 시간과 비용이 소요될 수 있습니다. 정량적 마모 측정에 필요한 소프트웨어는 치과 임상의는 말할 것도없고 연구자도 쉽게 사용할 수 없습니다10. 완전한 치열을 비교하는 것은 평가자의 경험과 마모의 정도에 따라 3 시간에서 6 시간 정도 걸릴 수 있습니다. 따라서 저자는 환자 치료를 개선하는 데 중요한 다음 단계는 검증된 3DWA 프로토콜의 자동화이며, 이를 통해 시간과 비용 효율성을 높일 수 있다고 생각합니다. 마모의 진행을 결정하기 위해 모든 치아와 교두를 측정하는 대신 색인 치아를 사용하는 것과 같은 다른 접근법이 또한 사용될 수 있습니다13.
기존/대체 방법에 대한 방법의 중요성
이 프로토콜은 치아 마모 지수(TWI), 치아 마모 평가 시스템(TWES) 또는 기본 부식성 마모 검사(BEWE)24,25,26과 같이 보다 일반적으로 사용되는 정량적 방법에 비해 치아 마모의 진행에 대한 보다 정량적이고 객관적이며 정확한 데이터를 제공합니다. 이것은 마모를 평가하기 위해 실험실 스캐너 또는 스캔 된 인상을 사용하지 않고 모든 직접 생체 내 스캔에 대해 수행 된 최초의 연구입니다. 이 연구에서는 높이를 측정할 때 적절한 프로토콜 정밀도와 우수한 평가자 내 정밀도가 발견되었습니다. 평가자 간에 약간의 차이만 있었는데, 이는 환자가 안정적이거나 진행성 중등도에서 중증의 마모로 잘못 진단되는 결과를 초래하지 않았습니다. 이 방법은 이전 연구에서 더 신뢰할 수 있다고 주장한 정확한 체적 변화 측정을 제공할 수 없었으며, 해당 분야에서 더 많은 연구가 수행되어야 합니다15.
높이에 대해 식별된 프로토콜 정밀도 0.062mm(임의 오차 또는 DME)는 주어진 측정에 대한 프로토콜의 정밀도를 결정할 때 고려해야 할 유일한 요소는 아닙니다. 체계적인 오류는 무시할 수 있을 만큼 최소화됩니다. 그러나 0.062의 랜덤 오차는 랜덤이므로 모든 측정에서 동일하지는 않습니다. 이것은 최소 정밀도에 대한 단순 임계값의 존재를 제외합니다. 반복 측정이 많은 연구 환경에서는 랜덤 오차의 영향이 최소화됩니다. 그러나 개별 환자에서는 무작위 오류가 적용됩니다. 0.062mm의 랜덤 오차의 중요성은 신장 손실의 실제 값이 병적 치아 마모를 나타내는 것에 달려 있습니다. DME와 결합 된 선택된 임계 값은 병리학 적 치아 마모가없는 경우 측정 가능성을 결정하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 예를 들어, 개별 환자의 경우, 연간 0.070mm의 치아 마모 임계 값이 병리학 적 것으로 결정되고 연간 0.030mm의 치아 마모가 생리 학적으로 간주되는 경우, 0.062mm의 DME는 실제 값이 0.030mm 일 때 식별 된 값이 0.070mm보다 높을 확률을 26 %로 제공합니다. 따라서 환자를 병적 마모가있는 것으로 잘못 분류합니다. 그러나 3 년 후 병리학 적 마모의 임계 값은 0.210mm입니다. 그런 다음 실제 값이 0.090mm(3년당)인 경우 발견된 값이 임계값보다 높을 확률은 2.6%에 불과합니다. 따라서 개별 마모를 정확하게 결정하기 위해 중등도 마모 환자 또는 진행이 의심되는 더 짧은 간격으로 수년간의 치아 마모를 측정하는 것이 좋습니다.
또한 발견된 정밀도를 이전에 보고된 값과 비교하는 것은 매우 어렵습니다. 스캐너의 정밀도와 정확성에 대한 많은 연구가 수행되었지만,이 연구에 사용 된 특정 기술, 즉 전체 아치 (정밀도를 낮추는)를 스캔하지만 단일 치아 (정밀도를 높임)를 비교하면 전체 아치와 단일 톱니18에서 주어진 값을 비교할 수 없습니다. 치아 마모의 진행에 대해 수행된 연구에서 보고된 정밀도는 시뮬레이션된 마모에 대한 시험관 내 결과를 기반으로 하거나 레이저 또는 실험실 스캐너로 수행되었으므로 이 연구의 결과와 비교하기 어렵고 임상 환경에서 관련성이 낮습니다 6,14,17,20,21.
적용의 중요성
전반적으로, 이러한 결과는 구강 내 스캔의 정량적 마모 측정이 높이의 마모 진행을 정량화하는 달성 가능하고 정확한 방법임을 나타냅니다. 결과는 운영자의 경험과 프로토콜에 대한 제한된 교육과 무관 한 것으로 보입니다. 이는 마모를 정량화 및 모니터링하고 주제 기록에 디지털 방식으로 정보를 저장할 수 있는 것과 같은 연구에서 큰 이점이 있습니다. 이 프로토콜은 치료 옵션을 결정하고 인식을 제고하며 환자 중심 치료를 개선하기 위해 치아 마모 관리의 임상 실습에 유용합니다. 현재 수행하기에는 너무 많은 시간이 소요되지만 전체 치열 대신 색인 치아 측정과 같은 임상 실습을 위한 수정된 버전의 프로토콜은 이 문제를 완화하고 프로토콜을 자동화할 수 있습니다. 이는 표준 치료의 일환으로 환자를 정기적으로 스캔하고 마모 진행이 있는 영역을 소프트웨어로 진단하는 미래를 향한 중요한 단계가 될 것입니다.
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 Dutch Journal of Dentistry (Stichting Bevordering Tandheelkundige Kennis, NTVT BV)의 자금 지원을 부분적으로 받았습니다.
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