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[임상특강] 덴탈아리랑-대한진단검사치의학회 2018 공동기획 치과 진단 검사 ⑥- 형광을 이용한 치과 진단 검사 장비

형광은 어떤 물체에 빛을 쪼여주었을 때, 그 물체가 빛을 흡수하고 나서 다른 파장대의 빛을 발산하는 현상이다. 이러한 형광 현상은 생물학 분야에서는 육안으로는 관찰하기 힘든 다양한 현상을 규명하기 위해서 일반적으로 현미경에 적용해 활용하고 있다. 구강질환의 탐지를 위해서 형광현상을 활용하는 대표적인 기술로는 큐레이 기술(Q-ray Technology)이 있다. 이 기술은 1982년 스웨덴의 Bjelkhagen과 Sunstrom 등이 최초로 치의학 분야에 소개한 뒤에 현재까지 200편이 넘는 SCI 논문들이 발표돼 왔다.

큐레이 기술에서 사용하는 광선은 인체에 유해한 X-ray와는 달리 파란색 가시광선 중에서 특정 파장의 빛을 사용한다. 큐레이 광선과 최적화된 특수필터로 구성된 큐레이 시스템은 구강 내에서 맨눈으로는 확인하기 어려운 다양한 초기 병소를 형광의 변화로 탐지할 수 있다.

큐레이를 건전한 치아의 법랑질 조직에 비추면 밝은 형광을 탐지할 수 있지만, 법랑질 표면에서 무기질이 소실된 초기 우식 병소는 형광이 감소돼 어둡게 나타난다. 이러한 현상을 이용하면 맨눈으로 확인하기 어려운 초기 우식을 쉽게 탐지할 수 있다. 뿐만 아니라 큐레이를 활용하면 구강 내 다양한 세균들로 구성된 바이오필름 중에서 3일 이상 성숙된 바이오필름에서 붉은 형광을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 성숙된 바이오필름 내에 존재하는 특정 세균들이 생성하는 세균성 포피린(Porphyrin)을 붉은 형광으로 탐지하는 원리다<그림1>. 이러한 형광 현상을 이용하면 치태염색제를 사용하지 않고서도 오래된 바이오필름을 육안으로 쉽게 확인할 수 있다<그림2>.

또한 오래된 바이오필름이 법랑질에 발생한 미세한 틈새인 크랙 라인에 침투할 경우 큐레이로 보면 크랙 라인을 따라 붉은색의 형광이 관찰되는 것을 쉽게 확인할 수 있다<그림3>. 이를 통해 임상현장에서 맨눈으로 확인하기 어려운 크랙을 좀 더 쉽게 확인할 수 있다.

 그외에 큐레이 시스템이 갖고 있는 특징과 장점을 정리하자면 아래와 같다.

 인체에 무해한 가시광선을 사용해 안전함.
 수많은 논문을 통해서 학문적 근거가 확립된 세계적인 기술임.
 치아우식증뿐만 아니라 치태, 치석, 크랙 병소를 탐지하는 것이 가능함.
 예방, 보철, 보존, 치주, 외과 등 다양한 진료 과목에서 활용 가능함.
 형광반응을 통한 시각적 인지 효과가 뛰어나 환자와의 의사소통이 향상됨.

이러한 큐레이 기술을 상용화한 제품은 아이오바이오가 출시한 큐레이뷰씨(Qrayview C)와 큐레이펜씨(Qraypen C)가 있다. 이들 제품은 의료기기 2등급 치아우식진단장치로 허가를 받은 제품으로서 큐레이뷰씨는 405 nm의 광원과 형광을 확인할 수 있는 고글로 구성된 제품이고, 큐레이펜씨는 구강카메라형 제품으로 형광영상을 촬영할 수 있는 기능이 있다<그림5>.
큐레이 기술의 장점 중에 하나는 촬영된 형광영상을 이용해 정량화된 분석을 할 수 있다는 것이다. 큐레이 분석 소프트웨어에서는 크게 두 가지 종류의 형광 영상 정보를 분석할 수 있다. 첫 번째 정보는 법랑질 표면에서 상실된 미네랄의 함량을 Delta F라는 수치로 평가할 수 있다. Delta F는 우식 병소가 정상 법랑질에 비해서 상대적으로 얼마나 형광이 감소했는지를 나타내는 변수인데, 실제로 이 수치는 우식 병소의 깊이를 반영하고 있다<그림6>. 두 번째 정보는 바이오필름을 구성하는 세균의 활성도를 Delta R 수치로 평가할 수 있다. Delta R은 세균의 활성도에 따른 형광 세기의 증가 정도를 나타내는 변수로써 수치가 증가할수록 바이오필름의 병원성과 성숙도가 증가한다고 볼 수 있다.

 지금까지 치의학에서는 1895년에 개발된 X-ray가 유일한 영상진단 도구로 사용돼 왔다. 그러나 X-ray는 와동이 형성된 진행된 우식 병소는 효과적으로 탐지할 수 있지만, 초기 우식 병소나 바이오필름은 확인할 수가 없었다. 큐레이와 같은 형광기반 정량분석 기술은 기존의 X-ray로는 탐지가 어려운 다양한 초기 병소의 시각적 탐지에 유용하게 활용될 전망이다.

덴탈아리랑  arirang@dentalarirang.com

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