KR20240079675A - 반려동물의 치태의 정량적 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (a) 정량적 광-유도 형광(Quantitative light-induced fluorescene, QLF)을 이용하여 반려동물의 치아 사진을 촬영하는 단계; (b) 상기 촬영된 사진에서 치아 이외의 부분을 제거하는 단계; 및 (c) 상기 사진의 치아 부분에서 치태가 형성된 부분의 면적을 정량화 하는 단계를 포함하는, 반려동물의 치태의 정량적 측정 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 반려동물의 치태의 정량적 측정 방법에 관한 것이다.
현대 사회에서 1인 가구의 증가, 고령화 현상 등으로 개, 고양이 등 반려동물의 숫자는 꾸준히 증가하는 추세이다. 특히 반려동물이 가족화 되면서 반려동물의 건강은 중요한 이슈로서 떠오르고 있으며, 관련 산업도 급속하게 성장하고 있다.
반려동물에게 있어 구강 건강은 매우 중요한 요소이다. 반려동물의 치태(plaque)는 치석 및 치아 전체의 변색을 초래하며 종국에는 치아가 빠지거나 잇몸 질병을 발생시키는 원인으로 작용한다.
구체적으로, 치태는 반려동물이 먹이를 섭취하면서 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)가 대사과정을 통해 다량의 유산을 생성함에 따라 치아의 표면에 점착성의 당단백질 피막을 형성하고, 당단백질 피막에 구강 내 세균이 부착하여 집락군을 형성하여 치면에 세포막을 덮고 치아 표면을 탈회시킨다. 치석은 상기 치태에 여러 가지 미네랄이 결합되어 석회화된 것을 의미한다.
사람의 경우 스스로 양치질을 통해 구강을 관리할 수 있으나, 반려동물은 스스로 양치질을 하지 못함은 물론 이를 사람이 대신하여 주는 것도 쉽지 않다. 따라서 주기적인 스케일링을 통해 치태를 물리적으로 제거하거나, 치태 형성 억제에 도움을 주는 구강 기능식(처방식)을 통해 이를 관리하고 있는 실정이다.
기존에는 반려동물의 치태를 확인하기 위해 치면착색제(Disclosing Solution)를 사용해 왔다. 치면착색제는 치아의 치태를 진한 분홍색으로 염색하는 시약인데, 치태가 없는 곳에도 착색이 이루어져 구별이 쉽지 않으며 경계선을 확인하는 것이 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 최근 식품의약품안전처가 치면착색제를 의약외품으로 분류하면서 이를 수입, 판매하는 국내 업체들이 판매를 중단하여 쉽게 구할 수 없게 되었다.
또한 사람의 경우 치과에서 고가의 장비를 통해 치태를 정확하게 확인할 수 있지만, 건강보험이 적용되지 않는 반려동물에게 상기 장비를 사용하여 치태를 확인하는 것은 반려동물의 보호자에게 큰 부담을 안기는 실정이다.
따라서 기존의 방법들을 대체하여 반려동물의 치태를 보다 쉽고 정확하게 확인할 수 있는 새로운 방법이 필요하다.
EY Lee & MK Kang. (2018). Efficacy of self-applied plaque disclosing solution in oral care. Journal of Korean society of Dental Hygiene, 18(5), 853-62.
본 발명의 목적은 치면착색제나 고가의 장비를 사용하지 않고도 쉽게 반려동물의 치태를 확인할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 반려동물의 치태를 정량적으로 측정할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서 (a) 정량적 광-유도 형광(Quantitative light-induced fluorescene, QLF)을 이용하여 반려동물의 치아 사진을 촬영하는 단계; (b) 상기 촬영된 사진에서 치아 이외의 부분을 제거하는 단계; 및 (c) 상기 사진의 치아 부분에서 치태가 형성된 부분의 면적을 정량화 하는 단계를 포함하는, 반려동물의 치태의 정량적 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 반려동물의 치태의 정량적 측정 방법에 따르면 기존의 방법보다 쉽고 정확하게 치태를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 치태를 정량적으로 측정할 수 있으므로 반려동물의 스케일링 전후 또는 구강 기능식 섭취 전후 치태의 양을 수치를 통해 비교할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량적 광-유도 형광(Quantitative light-induced fluorescene, QLF)을 이용하여 촬영한 반려동물의 치아 사진(a)과 치면착색제를 이용하여 촬영한 반려동물의 치아 사진(b)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 QLF를 이용하여 촬영한 치아 사진에서 치태 부분의 면적을 계산하는 예시 사진이다.
도 3은 본원 발명을 이용하여 치태 형성 억제 기능식의 효능을 평가한 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 QLF를 이용하여 촬영한 치아 사진에서 치태 부분의 면적을 계산하는 예시 사진이다.
도 3은 본원 발명을 이용하여 치태 형성 억제 기능식의 효능을 평가한 결과이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 (a) 정량적 광-유도 형광(Quantitative light-induced fluorescene, QLF)을 이용하여 반려동물의 치아 사진을 촬영하는 단계; (b) 상기 촬영된 사진에서 치아 이외의 부분을 제거하는 단계; 및 (c) 상기 사진의 치아 부분에서 치태가 형성된 부분의 면적을 정량화 하는 단계를 포함하는, 반려동물의 치태의 정량적 측정 방법을 제공한다.
상기 '정량적 광-유도 형광(quantitative light-induced fluorescence, QLF)'은 청색 광원을 조사하여 치아 내 발형광단(fluorophore)에 의하여 발현되는 자가 형광을 디지털 카메라(digital camera)를 통해 시각화하는 광학적 기술이다.
건전한 치아의 경우 380nm 내지 420nm의 청색광을 조사했을 때 광선이 상아법랑경계까지 투과한 뒤 반사되면서 녹색의 자연형광이 발생한다. 반면 치태에는 세균의 대사 과정 중에 생기는 '포피린(Porphyrin)'이라는 물질이 존재하고, 이는 청색광을 조사했을 때 붉은색 형광 현상을 일으킨다. 따라서 본 발명에서는 상기 QLF 기술을 이용하여 치태의 발생 유무를 치면착색제 등을 사용하지 않고도 손쉽게 파악할 수 있다. 또한 붉은색 형광 현상을 나타낸 치아의 면적을 계산하여 치태의 정량적 측정을 가능하게 한다.
상기 (a) 단계에서 치아 사진을 촬영할 때, 붉은색 형광이 더욱 잘 보일 수 있도록 특수 필터를 이용하여 촬영할 수 있다. 구체적으로, 600nm 내지 700㎚ 영역에서 높은 투과도를 가져 치태 부위에서 발산되는 붉은색 형광을 통과시켜 육안으로 관찰 가능하게 하는 특수 필터를 사용할 수 있다.
상기 필터는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이면 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로 붉은색 형광을 두드러지게 하기 위하여 노랑색, 주황색 및/또는 빨강색 필터를 사용할 수 있으며, 예를 들어 Find (yellow) 필터(Dentmate Technology Co., Ltd., Taiwan), Elliptic (orange) 필터(Dentmate Technology Co., Ltd., Taiwan), Medes (red) 필터(Medes, 한국), Dentalo (red) 필터(Dentalo, Korea) 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 치아 사진은 반려동물의 얼굴 정면을 기준으로 좌측 및/또는 우측에서 촬영한 것일 수 있다. 개와 고양이 같은 대부분의 반려동물에 있어 치태 및 치석은 주로 측면 어금니 주변에 형성되고, 앞니는 다른 치아에 비해 그 면적이 작으므로, 측면 부분을 중심으로 치태를 확인하는 것이 보다 유용하다. 그러나 필요에 따라 정면, 구강 안쪽 등 다양한 각도에서 촬영한 치아 사진을 사용할 수도 있다.
본 발명에서 (b) 상기 촬영된 사진에서 치아 이외의 부분을 제거하는 단계는, 이후 (c) 단계에서 프로그램 등을 사용하여 치아의 면적 계산 시 치아가 아닌 부분이 치아 범위로 계산되거나, 잇몸의 붉은색으로 인해 치태 부분을 잘못 식별하는 오류 등을 방지하고자 하는 단계이다. 예를 들어 Adobe Photoshop(Adobe, USA), Image J(National Institutes of Health, USA), AutoCAD(Autodesk, Inc., USA) 및/또는 Image-Pro Plus(MediaCybernetics, USA) 와 같은 프로그램을 사용하여 치아 이외의 부분을 제거할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 (c) 상기 사진의 치아 부분에서 치태가 형성된 부분의 면적을 정량화 하는 단계는, 예를 들어 상기 (b) 단계에서와 같은 Adobe Photoshop, Image J, AutoCAD 및/또는 Image-Pro Plus 프로그램 상에서 수행될 수 있다.
예를 들어, 치태 부분의 면적을 보다 명확하게 정량화 하기 위하여 프로그램 상에서 치태로 판별되는 부분 중 붉은색 부분 몇 군데를 기준으로 삼고, 이 기준점의 R값의 평균보다 같거나 높은 R값을 갖는 부분을 치태 부분으로 간주하고 그 면적을 산출하는 방식으로 면적을 정량화 할 수 있다.
본 발명에서 상기 (c) 단계는 상악 및 하악의 어금니, 작은 어금니 및 송곳니에 대해 이루어지는 것일 수 있다.
또한 상기 (c) 단계에서 전면에서 보이는 앞니 및 송곳니는 제외하고 정량화하는 것일 수 있다.
개나 고양이 등 대부분의 반려동물은 앞니가 매우 작아 앞니의 치태를 판별하는 것이 쉽지 않고, 치태가 있다 하더라도 스케일링을 통해 이를 제거하는 작업은 매우 위험하여 보통 수행하지 않는다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 치태는 주로 어금니 주변에 형성된다. 따라서 본 발명에서는 치태가 주로 형성되는 어금니, 작은 어금니 및 송곳니에 대해 치태의 면적을 측정하는 것이 바람직하다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 필요에 따라 앞니에 대해서도 치태의 면적을 측정할 수 있다.
본 발명은 상기 (c) 단계를 통해 치태 부분의 면적을 정량한 후, (d) 상기 정량된 면적을 전체 치아 면적에 대해 백분율로 계산하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 치아 전체의 면적은 상기 치태 부분과 동일한 프로그램 상에서 측정될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 반려동물의 치태의 정량적 측정 방법에 따르면 전체 치아에 대한 치태의 비율을 육안이 아니라 수치로 확인할 수 있으며, 반려동물의 스케일링 전후 또는 구강 기능식 섭취 전후 치태의 양을 수치상으로 비교할 수 있는 장점이 있다. 따라서 본원 발명은 쉽고 정확하게 반려동물의 치태를 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 스케일링의 수행 정도 평가, 구강 기능식 등 기능성 사료의 효능 평가에도 유용하게 사용될 수 있다.
실시예
실험예 1: QLF 장비 및 치면착색제를 이용한 치태의 확인
1년령의 실험용 정상개체 고양이 2마리를 새론바이오(Xian, DILEPU)로부터 공급받고, 그 중 한 개체에 대해 QLF 촬영 장비로서 큐스캔 플러스(가정용, ㈜아이오바이오)를 이용하여 좌측에서 치태를 촬영하고 이를 도 1(a)에 나타내었다.
대조군으로서 다른 개체에 대해 치면착색제(㈜아이원바이오)를 이용하여 좌측 치아를 염색하고 이를 촬영한 뒤 도 1(b)에 나타내었다.
도 1에서 확인할 수 있듯이, 본원 발명과 같이 QLF 장비를 이용하여 반려동물의 치태를 촬영하는 경우 치면착색제를 이용하여 염색하는 경우보다 치태의 경계선이 뚜렷하여 식별이 쉬운 것으로 나타났다.
실험예 2: 치태의 정량적 측정 방법 비교 평가
1년~3년령의 실험용 정상개체 고양이 10마리를 새론바이오(Xian, DILEPU)로부터 공급받고 각 개체를 F1 내지 F5(암컷), M1 내지 M5(수컷)으로 명명하였다. QLF 촬영 장비로서 큐스캔 플러스(가정용, (주)아이오바이오)를 이용하여 각 고양이들의 우측에서 치태를 촬영하고, Adobe Photoshop을 통해 치아 부분의 이미지만을 확보한 뒤 상악 및 하악의 어금니, 작은 어금니 및 송곳니에 대해 Image J 프로그램을 이용하여 치태의 면적을 정량화하고, 이를 치아 면적 전체에 대해 백분율로 계산하여 하기 표 1에 나타내었다(도 2 참고).
또한 대조군으로서 치과에서 사람에게 적용중인 QLF-D Biluminater™ 2 시스템(Inspektor Research Systems, 네덜란드)을 사용하여 동일 개체들에 대하여 QLF 촬영을 수행하였고, QLF-D 소프트웨어(Inspektor-ProQA2 v1.25 Inspektor Research Systems, 네덜란드)를 사용하여 이미지 분석을 수행하고 치아 전체에 대한 치태의 면적을 백분율로 표 1에 나타내었다.
| 개체명 |
본원 발명
(큐스캔 플러스/Image J 사용) |
대조군
(QLF-D Biluminater™ 2 시스템/QLF-D 소프트웨어 사용) |
| F1 | 11.57 | 11.88 |
| F2 | 13.54 | 14.36 |
| F3 | 15.45 | 15.69 |
| F4 | 11.96 | 12.12 |
| F5 | 8.68 | 8.89 |
| M1 | 10.57 | 11.74 |
| M2 | 15.57 | 16.02 |
| M3 | 11.68 | 11.87 |
| M4 | 14.76 | 15.03 |
| M5 | 16.68 | 16.92 |
(단위: %)
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본원 발명에 의한 반려동물의 치태의 정량적 측정 방법은 대조군과 거의 동일한 수준으로 치태를 정량적으로 측정할 수 있는 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명에 의하는 경우 고가의 장비를 사용하지 않고도 쉽고 정확하게 반려동물의 치태를 정량적으로 측정할 수 있다.
실험예 3: 본원 발명의 치태의 정량적 측정 방법을 이용한 구강 기능식 효능 평가
치태 형성 억제에 도움을 줄 수 있다고 알려진 Hill’s사의 프리크립션 다이어트 덴탈케어 t/d(사료 A)와 ㈜에이티바이오사의 처방식 사료(사료 B)의 치태형성 억제 효능을, 본원 발명의 치태의 정량적 측정 방법을 이용하여 평가하였다.
상기 실험예 2에서와 동일한 개체 F1 내지 F5, M1 내지 M5에 대해 2주간 사료 A 적응 뒤 스케일링을 실시한 후, 5주간 사료 A를 급여하고 상기 실험예 2에서와 동일하게 큐스캔플러스 및 Image J를 이용하여 치태를 정량적 측정하였다. 이후, 또다시 2주간 사료 B에 대해 적응 뒤 스케일링을 실시한 후, 5주간 사료 B를 급여하고 같은 방식으로 치태를 측정하였다. (사료와 정제수는 자유롭게 섭취하도록 하였다.)
그 결과를 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다.
| 개체명 | Diet A | Diet B |
| F1 | 5.57 | 3.92 |
| F2 | 8.76 | 10.93 |
| F3 | 15.03 | 7.97 |
| F4 | 13.15 | 9.67 |
| F5 | 8.79 | 8.60 |
| M1 | 10.05 | 15.66 |
| M2 | 17.31 | 14.86 |
| M3 | 7.40 | 5.28 |
| M4 | 11.38 | 11.11 |
| M5 | 15.97 | 14.14 |
각 사료 급여 후 치태 형성은 사료 A가 11.34±3.91%, 사료 B가 10.21±3.94%로 관찰되어 사료 B가 사료 A대비 치태 형성이 1.13% 감소한 것으로 확인되었다. 따라서, 본원 발명에 의한 치태의 정량적 측정 방법은 치태의 양을 수치로 나타낼 수 있어, 기능성 사료의 효능 평가에도 유용하게 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (10)
- (a) 정량적 광-유도 형광(Quantitative light-induced fluorescene, QLF)을 이용하여 반려동물의 치아 사진을 촬영하는 단계;
(b) 상기 촬영된 사진에서 치아 이외의 부분을 제거하는 단계; 및
(c) 상기 사진의 치아 부분에서 치태가 형성된 부분의 면적을 정량화 하는 단계를 포함하는,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제1항에 있어서, (d) 상기 정량된 면적을 전체 치아 면적에 대해 백분율로 계산하는 단계를 추가로 포함하는,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 정량적 광-유도 형광은 청색광을 치아에 조사하여 세균의 대사산물인 포피린(Porphyrin)과 반응한 붉은색 형광을 측정하는 것인,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제3항에 있어서, 상기 청색광은 380nm 내지 420nm의 파장범위를 갖는,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 치아 사진은 반려동물의 얼굴 정면을 기준으로 좌측 및/또는 우측에서 촬영하는 것인,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 치아 사진을 촬영할 때 노랑색, 주황색 또는 빨강색 필터를 이용하여 촬영하는,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는 상악 및 하악의 어금니, 작은 어금니 및 송곳니에 대해 이루어지는 것인,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 전면에서 보이는 앞니 및 송곳니는 제외하고 정량화하는 것인,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계 및 (c) 단계는 Adobe Photoshop, Image J, AutoCAD 및 Image-Pro Plus 중 어느 하나의 프로그램으로 수행되는 것인,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법. - 제1항에 있어서, 상기 반려동물은 개 또는 고양이인,
반려동물의 치태의 정량적 측정 방법.
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