유구치에서 Smartooth의 우식 진단 성능 평가: ex vivo 연구

Abstract

본 연구는 발치된 유구치를 대상으로 레이저 형광 기반 우식 진단 장비인 DIAGNOdent pen(LF pen)과 Smartooth(SM)의 진단 정확도를 비교 평가하고, Micro-CT를 gold standard로 하여 유치에 대한 최적 절단값(optimal cut-off)을 도출함으로써 임상적 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 총 79개의 발치된 유구치를 대상으로 시진(ICDAS II), LF pen, SM을 이용한 진단을 시행하였다. 수용자 조작 특성 곡선(ROC curve)에서 Youden's index를 기준으로 최적 cut-off 값을 산출하였고, 민감도, 특이도, 정확도, ROC 곡선 하 면적(Az), 카이제곱 값, Cohen's Kappa 값을 기반으로 진단 성능을 평가하였다. 교합면 우식에서 LF pen은 가장 높은 특이도와 정확도를 보여 위양성을 최소화하였고, SM은 법랑질 우식과 같은 초기 병소에서 가장 높은 민감도와 Az 값을 보여 조기 진단에 효과적인 장비로 평가되었다. 평활면 우식에서는 LF pen이 건전치면을 구별하는 데는 뛰어났으나, 상아질 우식 진단에서 민감도가 낮아 단독 사용에는 한계가 있었다. SM은 법랑질 및 상아질 우식 모두에서 높은 정확도와 일치도를 보여, 독립적인 진단 장비로서의 가능성을 시사하였다. 또한, 본 연구에서 도출된 모든 최적 cut-off 값은 제조사에서 제시한 기준보다 낮게 나타나, 유치의 조직학적 특성을 반영한 유치 전용 cut-off 설정의 필요성을 강조한다. LF pen과 SM은 민감도와 특이도 측면에서 상호보완적인 장점을 지니며, 우식 유형과 진단 목적에 따라 선택적으로 활용될 수 있다. 특히 SM은 임상 친화성과 안전성을 갖춘 장비로 소아치과 임상에서의 활용 가능성이 높다. 본 연구 결과는 유치에 적합한 진단 기준 수립과 더불어, SM의 소아치과 임상 적용 가능성을 뒷받침하는 근거를 제시하였다.

This study aimed to evaluate and compare the diagnostic performance of two laser fluorescence devices—DIAGNOdent pen (LF pen) and Smartooth (SM)—in detecting occlusal and smooth surface caries in extracted primary molars. Using Micro-CT as the gold standard, the study also sought to determine device-specific optimal cut-off values and assess their clinical applicability. A total of 79 extracted primary molars were examined, comprising 172 occlusal and 302 smooth surface sites. Visual examination (ICDAS II), LF pen and SM were used for caries detection. Optimal cut-off values were calculated from receiver operating characteristic (ROC) curves using Youden’s index. Diagnostic performance was assessed through sensitivity, specificity, accuracy, area under the ROC curve (Az), chi-square values and Cohen’s Kappa coefficient. For occlusal caries, the LF pen exhibited the highest specificity and accuracy, effectively minimizing false positives. SM, on the other hand, demonstrated superior sensitivity and Az values in detecting early enamel lesions, indicating its strength in early-stage diagnosis. For smooth surface caries, the LF pen was effective in identifying sound tooth surfaces but showed limited sensitivity for dentin lesions. In contrast, SM achieved high accuracy and Kappa values for both enamel and dentin caries, suggesting its utility as a standalone diagnostic tool. Notably, all optimal cut-off values derived in this study were lower than the manufacturer’s recommended thresholds, underscoring the need for primary tooth-specific diagnostic criteria that reflect their unique histological characteristics. The LF pen and SM each present complementary strengths—specificity and sensitivity, respectively—and may be selectively applied based on lesion type and diagnostic objectives. Particularly, SM offers user-friendly features such as intuitive visual feedback, digital data integration and disposable fiber tips, enhancing both clinical practicality and hygiene in pediatric settings. These findings support the development of diagnostic standards tailored to primary teeth and provide empirical evidence for the clinical application of SM in pediatric dentistry.