초음파도플러그라피를이용한 치수혈류측정 연세대학교대학원 치의학과 윤민정
초음파도플러그라피를이용한 치수혈류측정 지도박성호교수 이논문을석사학위논문으로제출함 2009 년 6 월일 연세대학교대학원 치의학과 윤민정
윤민정의석사학위논문을인준함 심사위원 심사위원 심사위원 인 인 인 연세대학교대학원 2009 년 6 월일
감사의글 처음접해보는초음파도플러기기를가지고연구를시작할때만해도 부족한지식과수많은시행착오로인해좌절도많이하고힘이들때가 많았습니다. 하지만돌이켜보니그모든것이제게는얼마나귀중하고 의미있는일이었던가새삼깨닫게됩니다. 논문의처음부터완성되기까지따뜻한배려와가르침으로이끌어주신박성호지도교수님께진심으로감사드리며, 귀중한시간을내어부족한논문을살펴주신이승종교수님, 김의성교수님께도감사드립니다. 아울러수련기간동안아낌없는격려와많은가르침을주신이찬영교수님, 노병덕교수님, 정일영교수님, 박정원교수님, 공형규교수님, 신수정교수님께도감사를드립니다. 또한수련생활을하면서서로의지하고많은힘이되어주었던동기들과후배들에게도고맙다는말을전하고싶습니다. 마지막으로언제나저를걱정해주시고큰사랑을베풀어주시는부모님과항상옆에서큰힘이되어주는남편, 멀리서격려해주셨던시부모님, 동생들과이기쁨을나누고싶습니다. 2009 년 6 월저자씀
차례 그림차례... ii 표차례... iii 국문요약... iv I. 서론... 1 II. 연구대상및방법... 4 1. 연구대상... 4 2. 연구방법... 4 3. 통계분석... 7 III. 결과... 8 IV. 고찰... 17 V. 결론... 22 참고문헌... 23 부록... 25 Abstract... 41 i
그림차례 Figure 1. Ultrasound Doppler Graphy and 20MHz Probe... 5 Figure 2. Template for repositioning probe... 6 Figure 3. Examples of Ultrasound Doppler Graphy on Vital and Root filled tooth... 8 Figure 4. Comparison of each variables in Vital and Root filled group... 9 Figure 5. Changes of Vas(Maximum linear velocity, cm/s)... 9 Figure 6. Changes of Vam(Average linear velocity, cm/s)... 10 Figure 7. Changes of Vakd(Minimum linear velocity, cm/s)... 11 Figure 8. Changes of Qas(Maximum volume velocity, ml/min)... 12 Figure 9. Changes of Qam(Average volume velocity, ml/min)... 13 Figure 10. Changes of PI(Pulsation index)... 14 Figure 11. Changes of RI(Circulation resistance)... 15 ii
표차례 Table 1. Definition of Ultrasound Doppler Graphy variables... 7 Table 2. Comparison of Vas between Omin and other times... 10 Table 3. Comparison of Vam between Omin and other times... 11 Table 4. Comparison of Vakd between Omin and other times... 12 Table 5. Comparison of Qas between Omin and other times... 13 Table 6. Comparison of Qam between Omin and other times... 14 Table 7. Comparison of PI between Omin and other times... 15 Table 8. Comparison of RI between Omin and other times... 16 iii
국문요약 초음파도플러그라피를이용한 치수혈류측정 본연구는초음파도플러그라피를이용했을때, 생활치와무수치사이에치수혈류속도에차이가있는지와건강한치아에국소마취를했을때치수혈류속도의변화를측정할수있는지를알아보기위해시행되었다. < 실험 1> 생활치와무수치간에초음파도플러계측항목의차이를알아보기위해, 상, 하악전치부근관치료를시행받은병력이있는자중, 근관치료를시행받은치아의반대편대응치에치아생활력이있는 11 명 ( 평균나이 32.06 세, 남 3 명 / 여 8 명 ) 을연구대상으로하였다. 초음파도플러그라피를이용하여근관치료를받은치아와생활력이있는대응치의치수혈류를측정하였으며, 측정항목은 Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam, PI, RI 등총 7 개항목이었다. < 실험 2> 국소마취전, 후의치수혈류의변화를알아보기위해, 건강한성인지원자 18 명 ( 평균나이 26.7 세, 남 13 명 / 여 5 명 ) 을대상으로 1:80,000 에피네프린이함유된 2% 리도카인 1 앰플을이용하여상악중절치치근단부에침윤마취를시행한후각 5, 10, 20, 30, 45, 60 분후에초음파도플러그라피측정을시행하였다. 측정항목은 Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam, PI, RI 등총 7 개항목이었다. 계측된자료들은 SAS system 프로그램을이용하여통계처리하였으며, 실험 1 에서는각각의계측치마다생활치와무수치그룹의차이를 Paired t-test 를이용하여 0.05 의유의수준에서검정하였다. 실험 2 에서는 mixed procedure 를이용하여전체적인치수혈류의변화를 0.05 의유의수준으로검정하였으며, 다음과같은결과를얻었다. iv
1. 초음파도플러그라피를이용하여치수생활력이있는치아와근관치료를시행한무수치에서초음파도플러계측항목을비교한결과 PI 항목을제외한모든항목 (Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam, RI) 에서생활치와무수치사이에유의성있는차이가있는것으로나타났다 (p<0.05). 2. 18 명의성인을대상으로 1:80,000 에피네프린이함유된 2% 리도카인 1 앰플을이용하여침윤마취전, 후의상악중절치의치수혈류의변화를관찰한결과 Vam, Vakd, Qam 에서는마취후 30 분까지감소하다가 60 분이후에마취이전의상태를회복하였다. Vas, Qas 도마취후 30 분까지감소하다가이후서서히증가하는경향을보이지만, 60 분후에도마취이전의상태를회복하지는못하였다. PI 와 RI 의경우에는마취후 30 분까지증가하다가서서히감소하는양상을보여주었으나, 60 분후에도마취이전의상태로회복되지는않았다. 이번연구를통해초음파도플러그라피를이용하여생활치와무수치를구별하는것이가능하고, 초음파도플러그라피가치수혈류의변화를측정하는데매우유용하게쓰일수있다는것을알수있었다. 핵심되는말 : 초음파도플러그라피, 치수혈류속도, 치수생활력 v
초음파도플러그라피를이용한 치수혈류측정 < 지도교수 : 박성호 > 연세대학교대학원치의학과 윤민정 I. 서론 치수생활력에대한임상적접근은주로냉검사, 전기치수검사 (Electronic Pulp Test) 를통해주로이루어져왔다. 하지만이는혈행공급의건강함을기준으로치수생활력을결정하는것이아니라, 치수신경섬유의상태만을평가하는방법이기때문에, 치수생활력에대한정보를제공하는데있어한계점을가진다. 특히치아가외상을받은경우, 신경말단또는감각신경수용기의전달능력이저하되어냉검사, 전기치수검사에위음성 (false-negative) 반응을보일수있다 (Yu 등, 2009). 1
치수혈류량을측정하기위하여 Kim 등 (1984) 은 Microsphere technique 을이용하여에피네프린이치수혈류량에미치는영향을연구하였는데, 1:100,000 에피네프린이함유된 2% 리도카인을개의견치에마취했을때, 5 분후치수혈류량의 70% 가감소하였고, 약 15 분후정상적인치수혈류량으로복귀되었다. Microsphere technique 은치수혈류량을측정하는데있어매우정확한 방법이지만, 침습적인방법이기때문에임상에서사용하기에적합하지않다. 치수의혈류를관측할수있는또다른방법으로, 움직이는적혈구세포가존재할때레이저광선의주파수가바뀌는도플러원리를이용하는레이저도플러검사 (Laser Doppler Flowmetry) 가있다 (Yu 등, 2009). Orgart 등 (1988) 은탈구손상을입은치아를대상으로레이저도플러검사를시행한결과, 레이저도플러검사가현재사용되고있는간접적인치수생활력검사에비해객관적이고 정확하다고보고하였다. Wilder-Smith 등 (1988) 은치아우식이없는건전한 치아와치아우식증이있는치아에서레이저도플러검사를이용하여치수혈류량의차이를연구하였는데, 법랑질에국한된우식증이나상아질의표층에만진행된우식증의경우우식이없는치아에비해치수혈류량에차이가없었으나, 깊은상아질우식증에서는치수혈류량이증가한다고보고하였다. 또한 Pitt Ford 등 (1993) 은레이저도플러검사를이용하여국소마취용액에포함된아드레날린의역할에대해연구하였는데, 아드레날린이포함되지않은 2% lignocaine 을사람의상악전치부에침윤마취시치수혈류량에는변화가 없었으나, 아드레날린이포함된 2% lignocaine 으로침윤마취를시행했을때에는 30% 정도치수혈류량이감소하였고, 아드레날린이포함되지않은 lignocaine 에비해마취시간도 4 배정도증가한다고보고하였다. 초음파도플러검사 (Ultrasound Doppler Flowmetry) 는의과영역에서오래전부터임상에서광범위하게사용되어온진단기구로, 비침습적이고방사선노출이없는방법이다. 초음파도플러검사에서는젤을통해음향접촉이 2
이루어지며, 음향적, 시각적으로그결과를나타내고, 혈관의종류 ( 동맥또는정맥 ) 를확인할수있고, 연구대상혈관단면에따른다양한속도를알수있다. 초음파도플러검사가치과영역에사용된것은최근의일로, Cotti 등 (2003) 은치근단병소를가지고있는 11 명의환자를대상으로술전초음파도플러검사를이용한진단과술후병소의병리학적소견을비교한결과 11 증례에서모두일치하였고, 초음파도플러검사를이용하여치근단병소의감별진단이가능하다고보고하였다. 또한 Rajendran 등 (2007) 은치근단병소를가진치아의비외과적근관치료후병소의치유정도를초음파도플러검사를이용하여측정한결과, 치근단병소의크기변화및혈관의분포, 혈류량의변화를통해치근단병소의치유여부를판별할수있었다고보고하였다. Lustig 등 (2003) 은 20 명의건강한지원자를대상으로하악의설측공 (lingual foramina) 를지나는혈류의속도와혈관의직경을초음파도플러검사를이용하여측정하였는데, 혈관직경은 0.18`-1.8mm 였고, 혈류속도는 0.7-3.7ml/min 이었다. 이상과같이초음파도플러검사법을이용하여치아주위조직의혈류속도는성공적으로측정하였으나, 치수에대한혈류측정에있어서는치아가단단한조직에둘러싸여있고, 측정시치수혈류흐름이매우미약하여 ( 예, 상악중절치 (Vas) : 0.63cm/s) 재현성이떨어지는한계가있었다. Berson 등 (1999) 에의하면최근 20MHz 이상의고주파수를이용한초음파도플러검사장비가개발되어 0.50mm/s 이하의혈류속도까지측정이가능하다고보고되고있다. 이에본연구는먼저초음파도플러그라피를이용하여생활치와무수치사이에혈류계측치간에차이가있는지알아보고, 또한초음파도플러그라피가국소마취후치수혈류의변화를측정할수있는지연구하기위하여시행되었다. 3
II. 연구대상및방법 1. 연구대상 < 실험 1> 생활치와무수치그룹간의초음파도플러계측항목차이상, 하악전치부근관치료를시행받은병력이있는자로서근관치료를시행받은치아의반대편대응치가치아생활력이있는자중, 지원자 11 명 ( 평균나이 32.06 세, 남 3 명 / 여 8 명 ) 을연구대상으로하였다. 생활치의경우우식이없고, 외상병력이없었으며, 치아생활력여부는냉검사, 전기치수검사에반응여부로확인하였다. 전신적으로심혈관질환이있는경우는제외하였다. < 실험 2> 국소마취전, 후의치수혈류의변화심혈관질환이없는건강한성인지원자 18 명 ( 평균나이 26.7 세, 남 13 명 / 여 5 명 ) 을대상으로, 상악중절치가치아생활력이있고, 우식이나수복물, 외상병력이없으며, 교정치료를시행받은적이없는자를연구대상으로하였다. 본연구는연세대학교치과대학병원임상시험위원회의허가를받았다 ( 허가번호 2-2008-0022). 2. 연구방법 가. 실험기기 치수혈류를측정하기위하여혈류검사용초음파도플러그라피 MM-D-K(Minimax, Russia) 를이용하였다. MM-D-K 의용도는직경이 7mm 4
이하인동맥과정맥뿐만아니라, 직경 3mm 이하의 미세혈관에서의혈류를 비침투적방법으로측정할수있다. 본연구에서는주파수 20MHz 의센서를 이용하였는데, 약 0.8cm 깊이의혈액역학을 측정할수 있다 (Fig. 1). 치수의 혈류상태는프로그램을이용하여 도플러신호의스펙트럼분석데이터에따라 측정하였다. 신호를얻기위하여 접촉매질로초음파젤을이용하였고, 센서는 치아의경부에치은쪽으로약 60 도각도로위치시켰다. Fig. 1. Ultrasound Doppler Graphy(left) and 20MHz Probe(right). 나. 실험방법 < 실험1> 생활치와무수치그룹간의초음파도플러계측항목차이 1명의동일한실험자가 11명의지원자를이용하여 15 개무수치와 15개생활치의치수 대상으로초음파도플러그라피를 혈류상태를측정하였다. 생활치의 경우초음파도플러검사를시작하기전에냉검사, 전기치수검사에 양성반응을 보이는것을확인하였다. 환자의위치, 생리학적인상태등이측정결과에영향을 미칠수있으므로, 측정 시작 10 분 전에충분한휴식을취하였다. 휴식후환자를 앙와위자세로위치시키고, 먼저대상치아의 주변을건조시킨후 초음파젤을 치아경부에적정량을도포하였다. 20MHz의센서를 이용하여근관치료를 시행한무수치와반대측악궁에계측하였다. 있는생활력이있는 대응치의치수혈류를 5
< 실험2> 국소마취전, 후의치수혈류의변화 1명의동일한실험자가 18명의지원자를대상으로, 측정시작 10분전충분한휴식을취한후앙와위자세에서치수혈류를측정하였다. 먼저실험시작하기전에동일한부위에센서를위치시키기위하여 0.5mm 두께의 copyplast (Dentarum, German) 를이용하여 template를제작하였고, 치아의경부에 template 구멍을뚫어센서의위치를정하였다 (Fig. 2). 먼저마취할치아가냉검사, 전기치수검사에양성반응을보이는것을확인한후, 경부에초음파도플러젤을도포한후 20MHz의센서를이용하여국소마취전의치수혈류상태를측정하였다. 이후 1:80,000 에피네프린이함유된 2% 리도카인 1.8 ml(1앰플 ) 을이용하여상악중절치치근단부에침윤마취를시행하였다. 침윤마취후각각 5,10,20,30,45,60분후에마취된치아에냉검사, 전기치수검사, 초음파도플러그라피측정을시행하였다. Fig. 2. Template for repositioning probe. 다. 혈류상태계측항목 본연구에서는초음파도플러그라피를이용하여혈류의최고선형속도 Vas(cm/s), 평균선형속도 Vam(cm/s), 최저선형속도 Vakd(cm/s), 최고부피속도 Qas(ml/min), 평균부피속도 Qam(ml/min) 을측정하였다. 또한혈관벽에서의혈류에대한저항력에대한지표로서맥동지수인 PI, 저항력지수인 RI를측정하였다 (Table 1). PI는심장사이클동안에심장수축기에서의최대속도와심장이완기에서최소속도의차이를심장한사이클동안의평균속도로 6
나눈수치이며, RI 는단순한저항력지표로심장사이클동안의평균속도는 고려하지않고단지최고속도와최저속도의차이를최고속도로나눈수치이다. Table 1. Definition of Ultrasound Doppler Graphy variables. Variables Vas(cm/s) Vam(cm/s) Vakd(cm/s) Qas(ml/min) Qam(ml/min) PI RI Definition Maximum linear velocity during systolic period Average linear velocity during systolic period Minimum linear velocity during diastolic period Maximum volume velocity during systolic period Average volume velocity during systolic period Pulsation index : resilience of blood vessel Circulation resistance 3. 통계분석 계측된자료들을 SAS system 프로그램을이용하여통계처리하였다. < 실험1> 생활치와무수치그룹간의초음파도플러계측항목차이생활치와무수치그룹간에초음파도플러계측항목사이에차이가있는지알아보기위하여, 각각의계측치마다생활치와무수치그룹의평균과표준편차를구한후 Paired t-test를이용하여 0.05의유의수준으로검정하였다. < 실험2> 국소마취전, 후의치수혈류의변화국소마취전 (0분) 과국소마취후 5,10,20,30,45,60분후시간별로각각의계측치의평균과표준편차를계산하였으며, 이를 mixed procedure를이용하여전체적인혈류속도변화를 0.05의유의수준으로검정하였다. 7
III. 결과 1. 실험 1-생활치와무수치그룹간의초음파도플러계측 항목차이 치아생활력이있는생활치와근관치료를시행한무수치그룹을초음파도플러그라피를이용하여계측한결과, 생활치의경우 Vas는평균 0.781cm/s, Vam은 평균 0.274cm/s, Vakd 는평균 0.295cm/s, Qas는평균 0.368ml/min, Qam은 평균 0.129ml/min, PI 는평균 0.958, RI는평균 0.584 로측정되었다. 무수치의 경우 Vas 는 평균 0.368cm/s, Vam 은평균 0.032cm/s, Vakd는평균 0.072cm/s, Qas는평균 0.162ml/min, Qam 은평균 0.015ml/min, PI는평균 1.168, RI는 평균 0.683 으로측정되었다. Fig. 3. Examples of Ultrasound Doppler Graphy on Vital tooth(left) and Root filled tooth(right) 생활치와무수치그룹간에차이가있는지 paired t-test를시행한결과 PI를 제외한계측항목 (Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam, RI) 에서차이가있었다 (p<0.05) (Fig. 4). 8
(* : p<0.05) Fig. 4. Comparison of each variables in Vital and Root filled group 2. 실험 2-국소마취전, 후의치수혈류의변화 (1)Vas(Maximum linear velocity, cm/s) 의경우마취전 (0분) 측정치가평균 0.9763cm/s 였고, 마취후 5분에는평균 0.5171cm/s, 10분에는평균 0.4598cm/s, 20분에는 0.4215cm/s, 30분에는 0.4939cm/s, 45분에는 0.6128cm/s, 60분에는 0.7234cm/s를나타내었다 (Fig. 5). Fig. 5. Changes of Vas(Maximun linear velocity, cm/s) 9
마취후각시간별로측정한 Vas 를마취전 (0 분 ) 과비교했을때, mixed procedure 를실시한결과마취후 5,10,20,30,45,60 분모두에서마취전 (0 분 ) 과 차이가있었다 (p<0.05) (Table 2). Table 2. Comparison of Vas between 0min and other times Vas(cm/s) 5 분 10 분 20 분 30 분 45 분 60 분 Significance S S S S S S S:significant (2)Vam(Average linear velocity, cm/s) 의경우마취전 (0분) 측정치가평균 0.4859cm/s였고, 마취후 5분에는평균 0.1740cm/s, 10분에는평균 0.1287cm/s, 20분에는 0.1194cm/s, 30분에는 0.1274cm/s, 45분에는 0.1499cm/s, 60분에는 0.3368cm/s를나타내었다 (Fig. 6). Fig. 6. Changes of Vam(Average linear velocity, cm/s) 10
마취후각시간별로측정한 Vam 을마취전 (0 분 ) 과비교했을때, mixed procedure 를실시한결과마취후 5,10,20,30,45 분에서마취전 (0 분 ) 과차이가 있었고 (p<0.05), 60 분에서는차이가없었다 (Table 3). Table 3. Comparison of Vam between 0min and other times Vam(cm/s) 5 분 10 분 20 분 30 분 45 분 60 분 Significance S S S S S NS S : significant, NS : No significant (3)Vakd(Minimum linear velocity, cm/s) 의경우마취전 (0분) 측정치가평균 0.4497cm/s였고, 마취후 5분에는평균 0.1401cm/s, 10분에는평균 0.1242cm/s, 20분에는 0.1199cm/s, 30분에는 0.1364cm/s, 45분에는 0.2214cm/s, 60분에는 0.3371cm/s를나타내었다 (Fig. 7). Fig. 7. Changes of Vakd(Minimum linear velocity, cm/s) 11
마취후각시간별로측정한 Vakd 를마취전 (0 분 ) 과비교했을때, mixed procedure 를실시한결과마취후 5,10,20,30,45 분에서마취전 (0 분 ) 과차이가 있었고 (p<0.05), 60 분에서는차이가없었다 (Table 4). Table 4. Comparison of Vakd between 0min and other times Vakd(cm/s) 5 분 10 분 20 분 30 분 45 분 60 분 Significance S S S S S NS S : significant, NS : No significant (4)Qas(Maximum volume velocity, ml/min) 의경우마취전 (0분) 측정치가평균 0.4600ml/min였고, 마취후 5분에는평균 0.2436ml/min, 10분에는평균 0.2165ml/min, 20분에는 0.1985ml/min, 30분에는 0.2255ml/min, 45분에는 0.2887ml/min, 60분에는 0.3336ml/min를나타내었다 (Fig. 8). Fig. 8. Changes of Qas(Maximum volume velocity, ml/min) 12
마취후각시간별로측정한 Qas 를마취전 (0 분 ) 과비교했을때, mixed procedure 를실시한결과마취후 5,10,20,30,45,60 분모두에서마취전 (0 분 ) 과 차이가있었다 (p<0.05)(table 5). Table 5. Comparison of Qas between 0min and other times Qas(ml/min) 5 분 10 분 20 분 30 분 45 분 60 분 Significance S S S S S S S:significant (5)Qam(Average volume velocity, ml/min) 의경우마취전 (0분) 측정치가평균 0.2290ml/min였고, 마취후 5분에는평균 0.0741ml/min, 10분에는평균 0.0658ml/min, 20분에는 0.0662ml/min, 30분에는 0.0601ml/min, 45분에는 0.1047ml/min, 60분에는 0.1587ml/min를나타내었다 (Fig. 9). Fig. 9. Changes of Qam(Average volume velocity, ml/min) 13
마취후각시간별로측정한 Qam 을마취전 (0 분 ) 과비교했을때, mixed procedure 를실시한결과마취후 5,10,20,30,45 분에서마취전 (0 분 ) 과차이가 있었고 (p<0.05), 60 분에서는차이가없었다 (Table 6). Table 6. Comparison of Qam between 0min and other times Qam(ml/min) 5 분 10 분 20 분 30 분 45 분 60 분 Significance S S S S S NS S : significant, NS : No significant (6)PI(Pulsation index) 의경우마취전 (0 분 ) 측정치가평균 0.7200 였고, 마취후 5 분에는평균 1.4467, 10 분에는평균 1.3522, 20 분에는 1.5389, 30 분에는 1.4694, 45 분에는 1.0656, 60 분에는 1.2311 를나타내었다 (Fig. 10). Fig. 10. Changes of PI(Pulsation index) 14
마취후각시간별로측정한 PI 를마취전 (0 분 ) 과비교했을때, mixed procedure 를실시한결과마취후 5,10,20,30,45,60 분모두에서마취전 (0 분 ) 과 차이가있었다 (p<0.05) (Table 7). Table 7. Comparison of PI between 0min and other times PI 5 분 10 분 20 분 30 분 45 분 60 분 Significance S S S S S S S:significant (7)RI (Circulation resistance) 의경우마취전 (0분) 측정치가평균 0.5039였고, 마취후 5분에는평균 0.7972, 10분에는평균 0.7356, 20분에는 0.7839, 30분에는 0.7022, 45분에는 0.6444, 60분에는 0.6833을나타내었다 (Fig. 11). Fig. 10. Changes of RI(Circulation resistance) 15
마취후각시간별로측정한 RI 를마취전 (0 분 ) 과비교했을때, mixed procedure 를실시한결과마취후 5,10,20,30,45,60 분모두에서마취전 (0 분 ) 과 차이가있었다 (p<0.05) (Table 8). Table 8. Comparison of RI between 0min and other times RI 5 분 10 분 20 분 30 분 45 분 60 분 Significance S S S S S S S:significant 16
IV. 고찰 실제혈류는각각의구성요소들이다른속도와방향으로이동하게된다. 즉혈관벽과가까운곳은속도가가장느리며, 가운데부위가가장빠르다. 그러므로혈류속도는일정한값으로나올수없기때문에초음파도플러그라피상의혈류는양적, 질적특성을고려하여측정하게된다. 질적지표는도플러그램의형태, 도플러그램요소들의비율, 스펙트럼에서의주파수분할, 혈류방향, 도플러신호의음향특성등이다. 혈류의양적측정은도플러그램의측정변수 ( 진폭, 주파수, 주파수분할, 펄스변동 ) 와그에기초하여계산되는동맥의탄성특성을반영하는맥박지수, 측정부위에서멀리있는혈류의말초저항을반영하는푸르셀로지수에기초한다 ( 초음파도플러임상자료, 한국전기연구원, 2006). 첫번째실험에서는초음파도플러그라피를이용하여치수생활력이있는치아와근관치료를시행한무수치에서초음파도플러계측항목을비교하였다. 실험결과 PI 항목을제외한모든항목 (Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam, RI) 에서생활치와무수치사이에유의성있는차이가나는것으로나타났다. 무수치에서는생활치보다 Vas 는 47%, Vam 은 12%, Vakd 는 24%, Qas 는 44%, Qam 은 12% 수준으로감소하였고, RI 는생활치보다 85% 증가했음을알수있다. 이는 Laser Doppler Flowmetry 를이용한기존실험과비슷한결과인데, 1988 년 Orgart 등은 Laser Doppler Flowmetry 를이용하여 33 개의치수가괴사된치아를대상으로혈류량을계측한결과치수괴사시에는생활치의 10% 이하수준의계측치가나왔다고보고하였다. 그러나 2004 년 Polat 등은 Laser Doppler Flowmetry 를이용하여생활치와근관치료를시행한치아의 Perfusion Unit(PU) 를비교한결과근관치료를 시행한경우 PU 값이생활치보다 30% 정도만감소했다고보고하면서, Laser 17
Doppler Flowmetry 에서측정되는혈류치는치수가아닌인접조직에서 기인하는것이라고주장했다. 2000 년 Roebuck 은 Laser Doppler Flowmetry 를이용하여치아의혈류량을측정할때 probe 의고정을위해 splint 가사용되기때문에입술이나혀보다는치주인대에서측정되는혈류량이위양성 (false-positive) 반응을보이게하는주된요인이라고보고하였다. 이러한 Laser Doppler Flowmetry 의한계점을극복하기위하여 2005 년 Sasano 는투과되는레이저빛의강도를높혀무수치에서측정되는위양성 (false-positive) 반응을줄이는데성공했다. 첫번째실험에서생활치와무수치사이의초음파도플러계측치를비교하였을때, 무수치의경우 Vam, Vakd, Qam 의경우는 10~20% 수준으로감소하였지만, Vas, Qas 의측정치는각각 47%, 44% 감소하였다. 그림 3 에서와같이무수치를측정하였을때모든경우에서소동맥의특성을나타내는맥박형의파형을나타내지않고, 밋밋하고편평하면서도맥박이없는선형의그래프를보였다. 따라서무수치에서측정된혈류치는치수가아닌주변조직에서연유되었을가능성이크다고볼수있다. 이처럼초음파도플러그라피의경우에도 Laser Doppler Flowmetry 와마찬가지로치아인접조직에서연유되는혈류가측정되기는하지만, 시각과청각을이용하여치수에서연유되는소동맥의파형인지, 주변인접조직의모세혈관에서오는혈류인지혈관의종류를구별할수있기때문에위양성 (false-positive) 의가능성을줄여줄수있다. 두번째실험에서는상악중절치를대상으로 1:80,000 에피네프린이함유된 2% 리도카인 1앰플을침윤마취전, 후의치수혈류의변화를관찰하였다. 요약하면 Vam, Vakd, Qam에서는마취후 5분이지나면서혈류속도가급격히감소하여, 20~30분사이에최저치를보이다가마취후 60분이후에마취이전의혈류속도를회복하였다. Vas, Qas 도마취후 5분이지나면서혈류속도가급격히감소하여, 20~30분사이에최저치를보이다이후서서히증가하는 18
경향을보이지만 60분후에도마취이전의혈류속도를회복하지는못하였다. PI와 RI의경우에는마취후 5분이경과하면서급격히증가한후 20~30분사이에최고치를보인후서서히감소하는양상을보여주었고, 60분후에도마취이전의상태로회복되지는않았다. 마취후치수혈류의변화를관찰한이전의연구에의하면, 1998년 Ahn 등은 10명의사람을대상으로 1:100,000 에피네프린이함유된 2% Xylocaine 0.9ml을침윤마취시행후 Laser Doppler Flowmetry로혈류량을측정한결과마취후 5분이내에급격히치수혈류량이감소하여 60분이내에마취전치수혈류량을회복하였다고보고하였다. 또한 1996년 Chng 등은 10명의사람을대상으로 1:100,000 에피네프린이함유된 3% Prilocaine을침윤마취시행후 Laser Doppler Flowmetry로혈류량을측정한결과마취후 2분이내에급격히치수혈류량이마취전의 33% 수준으로감소하고, 평균 10.5분후치수혈류량이점차회복되었다고보고하였다. 이처럼연구마다국소마취후치수혈류의감소정도나회복시간등에다소차이가있으나, 마취후급격히혈류가감소하여서서히혈류량을회복하는경향성은모두일치하였다. 이처럼국소마취후치수혈류가감소하는것은국소마취제에포함된에피네프린의혈관수축작용때문이다. 에피네프린은혈관의 α-수용체에작용하여혈관을수축시키는역할을한다. 이번실험에서도각계측치마다통계적유의차가동일하진않지만, 혈관의선형속도 (Vas, Vam, Vakd) 와혈관의부피속도 (Qas, Qam) 가마취후급격히감소하여 20~30분이후로증가하는양상을나타내었으며, 이는에피네프린에의한혈관수축효과를초음파도플러그라피를이용하여측정이가능함을확인할수있었다. 뿐만아니라에피네프린에의한혈관수축은혈관의저항값을높이게되는데, 이는이번실험에서관찰된 PI, RI와같은혈관의저항값을나타내는지표의상승으로반영되었다고할수있다. 따라서초음파도플러그라피를이용하여임상적으로치수혈류의변화를측정하는데매우유용하게쓰일수있다. 19
이번실험에서초음파도플러그라피를이용한치수혈류속도측정시피실험자간편차가크게나타났는데, 이는크게전신적인요인과국소적인요인으로나누어생각해볼수있다. 먼저전신적요인으로는환자의위치, 환자의생리학적인상태등이있다. 즉치수혈류는말단의국소적인혈류이므로환자의전반적인심박출량등도영향을미칠수있다. 이런점을배제하기위하여이번연구에서는피실험자선별에서심혈관질환이있는경우를제외하고, 측정시작전에충분한휴식을취한후앙와위상태에서동일인에의하여측정하였으나, 이외에도피실험자의성별, 나이, 마취에따른긴장감등이치수혈류에미친영향을완전히배제하지는못하였다. 국소적인요인으로는실험에서사용된치아마다법랑질과상아질의두께가일정하지않아 20MHz의동일한센서를사용했을때초음파가투과되는깊이가일정하지않은한계점이있다. 이처럼초음파도플러그라피의사용이개인간의차이가높은편이기때문에반드시정상치수에대한측정을하여, 이를기준으로측정하고자하는치아의혈류상태를파악하는것이필요할것이다. 이러한한계점에도불구하고이번연구를통해초음파도플러그라피를이용하여생활치와무수치간의구별이가능하고, 국소마취에따른치수혈류의변화를측정할수있다는것을알수있었다. 이는초음파도플러그라피가치수생활력을평가할수있는임상적진단기구로서효용성이있음을시사한다고볼수있다. 아울러치수의전반적인건강상태와염증상태에따라치수혈류의변화를보이기때문에치수의염증정도를판단하는데많은도움을줄수있을것이며, 외상을입은치아나미완성치근단을가진치아에서와같이통상적인냉검사나전기치수검사로치수생활력을판단하기어려운경우에도초음파도플러그라피를이용할경우보다정확한정보를얻을수있을것이다. 또한초음파도플러그라피는냉검사나전기치수검사와같이주관적인측정이아닌, 객관적인지표이기때문에의사소통이힘든장애인이나소아환자에서도사용할 20
수있을것이다. 앞으로초음파도플러그라피가임상적진단기구로써효용성을갖기위해서는, 먼저정상치수가갖는치수혈류의정상범주에대한연구가선행되어야할것이며, 이러한연구는성별, 나이, 인종, 치아의종류, 치아경조직의두께등에따라세분하여진행되어야할것이다. 이처럼정상치수혈류가갖는정상범주에관한연구가선행된다면, 정상범주와비교한치수의염증상태의정도에따른치수혈류의변화양상, 외상치아가나타내는치수혈류의변화양상에대한연구도뒤이어진행될수있을것으로생각된다. 21
V. 결론 1. 초음파도플러그라피를이용하여치수생활력이있는치아와근관치료를시행한무수치에서계측항목을비교한결과 PI 항목을제외한모든항목 (Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam, RI) 에서생활치와무수치사이에유의성있는차이가나는것으로나타났다 (p<0.05). 그러므로, 초음파도플러그라피를이용하여생활치와무수치를구별하는것이가능하다. 2. 18 명의성인을대상으로 1:80,000 에피네프린이함유된 2% 리도카인 1 앰플을이용하여침윤마취전, 후의상악중절치의치수혈류의변화를관찰하였다. Vam, Vakd, Qam 에서는마취후 30 분까지혈류속도가감소하다가마취후 60 분이후에마취이전의혈류속도를회복하였다. Vas, Qas 도마취후 30 분까지혈류속도가감소하다가이후서서히증가하는경향을보이지만, 60 분후에도마취이전의상태를회복하지는못하였다. PI 와 RI 의경우에는마취후 30 분까지증가하다가서서히감소하는양상을보여주었으나, 60 분후에도마취이전의상태로회복되지는않았다. 3. 에피네프린에의한혈관수축효과가선형속도 (Vas, Vam, Vakd) 및부피속도 (Qas, Qam) 의감소와 PI, RI와같은혈관의저항값을나타내는지표의상승으로반영되었으며, 이를통해초음파도플러그라피를이용하여치수혈류의변화를측정하는데매우유용하게쓰일수있다는것을알수있었다. 22
참고문헌 Ahn J, M. Anthony Porgel, San Francisco. The effects of 2% lidocaine with 1:100,000 epinephrine on pulpal and gingival blood flow. Oral surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1998;85:197-202. Berson M, Gregoire JM, Gens F, Rateau J, Jamet F, Vaillant L, Tranquart F, Pourcelot L. High frequency(20mhz) ultrasonic devices : advantages and applications. Eur J Ultrasound 1999;10:53-63. Chng HS, Pitt Ford TR, McDonald F. Effects of Prilocaine local anesthetic solutions on pulpal blood flow in maxillary canines. Endod Dent Traumatol 1996;12:89-95. Cotti E, Campisi G, Ambu R, Dettori C. Ultrasound real-time imaging in the differential diagnosis of periapical lesions. Int Endod J 2003;36:556-63. Hartmann A, Azerad J, Boucher Y. Enviornmental effects on Laser Doppler Pulpal blood-flow measurements in Man. Arch oral Biol 1996;41(4):333-9. James M. Musselwhite, Bruce Klitzman, William Maixner, Ernest Jefferson Burker Jr.,Burlington, Durham, Chapel Hill. Laser Doppler flowmetry, A clinical test of pulpal vitality. Oral surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1997;84:411-9. 23
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부록 1. Changes of Vas(Maximum linear velocity, cm/s) in experiment 2. <#1> <#2> <#3> <#4> <#5> <#6> <#7> <#8> 25
<#9> <#10> <#11> <#12> <#13> <#14> <#15> <#16> 26
<#17> <#18> 2. Changes of Vam(Average linear velocity, cm/s) in experiment 2. <#1> <#2> <#3> <#4> <#5> <#6> 27
<#7> <#8> <#9> <#10> <#11> <#12> <#13> <#14> 28
<#15> <#16> <#17> <#18> 3. Changes of Vakd(Minimum linear velocity, cm/s) in experiment 2. <#1> <#2> <#3> <#4> 29
<#5> <#6> <#7> <#8> <#9> <#10> <#11> <#12> 30
<#13> <#14> <#15> <#16> <#17> <#18> 4. Changes of Qas(Maximum volume velocity, ml/min) in experiment 2. <#1> <#2> 31
<#3> <#4> <#5> <#6> <#7> <#8> <#9> <#10> 32
<#11> <#12> <#13> <#14> <#15> <#16> <#17> <#18> 33
5. Changes of Qam(Average volume velocity, ml/min) in experiment 2. <#1> <#2> <#3> <#4> <#5> <#6> <#7> <#8> 34
<#9> <#10> <#11> <#12> <#13> <#14> <#15> <#16> 35
<#17> <#18> 6. Changes of PI(Pulsation index) in experiment 2. <#1> <#2> <#3> <#4> <#5> <#6> 36
<#7> <#8> <#9> <#10> <#11> <#12> <#13> <#14> 37
<#15> <#16> <#17> <#18> 7. Changes of RI(Circulation resistance) in experiment 2. <#1> <#2> <#3> <#4> 38
<#5> <#6> <#7> <#8> <#9> <#10> <#11> <#12> 39
<#13> <#14> <#15> <#16> <#17> <#18> 40
Abstract Pulpal blood flow measurement using Ultrasound Doppler Graphy Min Jung Yoon Department of Dentistry The Graduate School, Yonsei University (Directed by Professor Sung Ho Park, D.D.S, M.S.D, Ph.D) This study compared the difference in pulpal blood flow between vital and root-filled teeth, and examined the changes in pulpal blood flow following infiltration anesthesia using ultrasound Doppler graphy. <Experiment 1> To compare the difference in pulpal blood flow between vital and root-filled teeth, 11 patients (mean age 32.06 years, 3 men, 8 women) who had undergone root canal treatment on anterior tooth of the maxilla or mandible and had vital controlateral tooth were examined. Pulpal blood flow measurements were performed on vital and root canal treated teeth using ultrasound Doppler graphy. The variables consisted of Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam, PI and RI, which are indicators of the pulpal blood flow level. <Experiment 2> Eighteen patients (mean age 26.7 years, 13 men, 5 women) were selected to examine the changes in pulpal blood flow after infiltration 41
anesthesia. Before infiltration anesthesia, the pulpal blood flow measurements were performed on the maxillary central incisor using ultrasound Doppler graphy. Local anesthetic solution containing 2% lidocaine with 1:80,000 epinephrine was injected into the submucosa above the tooth. The ultrasound Doppler graphy test was carried out at 5,10,20,30,45 and 60 minutes. The variables were Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam, PI and RI, which are indicators of the pulpal blood flow level. The raw data was analyzed statistically using SAS system. In the fist experiment, the differences between the vital and root-filled teeth were analyzed using a paired t-test at 95% confidence intervals. In the second experiment, the mixed procedure at 95% confidence intervals was used to evaluate the changes in the pulpal blood flow after injection. The results are as follows:. 1.There was significant difference in Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam and RI between the vital and root-filled teeth (p<0.05). 2.Observations of the changes in the pulpal blood flow after infiltration anesthesia using 2% lidocaine with 1:80,000 epinephrine on maxillary central incisor showed a decrease in the Vam, Vakd and Qam values until 30minutes followed by a returned to pre-anesthetic state after 60 minutes. The Vas and Qas values decreased until 30minutes and then increased gradually thereafter. The PI and RI values increased until 30minutes and then decreased gradually thereafter. Ultrasound Doppler graphy can distinguish between the vital and root-filled teeth, and can measure the changes in pulpal blood flow. Key Words : Ultrasound Doppler graphy, Pulpal blood flow, Pulp vitality 42