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인공지능 기술과 디지털 치아 교정 치료
2019년 11월 21일(목) 04:50
[이경민 전남대 치과병원 교정과 교수]
인공 지능 기술과 4차 산업 혁명이란 단어에 대해 들어 보았을 것이다. 혹시 인공 지능이라는 단어가 생소하더라도 2016년에 있었던 이세돌 9단과 바둑 경기에서 승리한 알파고에 대한 뉴스를 접한 사람이라면 인공 지능이라는 것에 대해 생각해 볼 수 있을 것이다.

최근 들어 4차 산업 혁명과 함께 자주 등장하는 인공 지능에 대한 이야기를 뉴스나 신문과 같은 매체를 통해 자주 들을 수 있는데 산업, 공학, 의료 등 여러 분야에서 이 인공 지능 기술이 많이 적용되는 것을 볼 수 있다. 치과학도 예외가 아니다.

치아 교정 치료에서는 이러한 인공 지능 기술이 어떻게 적용될까? 치아 교정 치료를 위해서 첫 번째 하는 일은 방사선 사진 분석이다. 교정 치료를 위해 내원한 환자는 먼저 몇 가지 방사선 사진을 촬영하게 된다. 측모두부 방사선 사진이라 불리는 옆 모습의 얼굴 방사선 사진, 위·아래턱의 치아들을 한 번에 볼 수 있는 파노라마 방사선 사진 등이다.

이 중에서 가장 필수적인 사진은 측모두부 방사선 사진이다. 교정 의사는 이 사진에서 머리뼈, 위·아래턱의 길이와 서로간의 각도를 재는 등 분석하고 이를 토대로 환자 상태를 진단하며, 교정 치료 계획을 세운다. 교정 의사에게 때때로 어렵게 느껴지는 부분이 바로 이 진단 분석 과정이다. 교정 치료의 첫 단추가 잘 끼워져야 2~3년 동안의 교정 치료가 잘 이뤄지는 것인데, 바로 교정 치료 과정에서 첫 단추를 꿰는 과정이 진단 분석이다.

바로 이 과정에서 인공 지능 기술이 사용될 수 있다. 진단 분석을 위해 먼저 하는 작업은 측모두부 방사선 사진에서 나타나는 다양한 해부학적 구조물을 탐지하고, 이의 위치 관계를 분석하는 과정이다. 이 과정은 시간이 많이 걸리는데, 이유는 방사선 사진에서 얼굴 뼈의 여러 부분이 서로 중첩돼 나타나는 탓이다. 해부학적 구조물을 정확히 탐지하고, 위치 관계를 파악하기 위해서는 많은 시간과 노력, 그리고 정확도를 필요로 한다.

최근 인공 지능 기술이 바탕이 된 분석 프로그램들은 측모두부 방사선 사진을 입력하면 단 몇 초 만에 복잡한 분석 과정을 마친다. 물론 이 결과를 교정 의사가 그대로 사용하는 것은 아니다. 인공 지능이 정확히 분석했는지 점검하고 때로는 수정도 한다. 기계는 어디까지나 기계이므로 수년간 쌓인 의사의 임상 노하우를 초월할 수는 없을 것이다. 하지만 인공 지능이 분석 과정에 참여하면 교정 의사는 보다 효율적으로 진단할 수 있다.

이렇게 진단 분석 과정이 완료되면 교정 치료에 들어간다. 영화나 TV프로그램에서 보았듯이 치아에 브라켓을 붙이는 과정을 시작으로 2~3년간의 긴 교정 치료가 시작된다.

사람의 치아는 제일 후방에 있는 사랑니라 불리는 지치를 제외하고 위, 아래 28개로 구성돼 있다. 이들 치아에 브라켓을 붙일 동안, 환자는 입을 계속 벌리고 있어야 하며 교정 의사는 빠른 시간 내에 정확한 위치로 치아에 브라켓을 붙여야 한다. 최근에 디지털 기술이 치과학에 적용되면서 이러한 과정도 보다 디지털화돼가고 있다. 치아 영상을 소프트웨어 프로그램으로 불러들이고 컴퓨터상에서 브라켓을 부착한다. 잘못 부착하면 다시 지우고 위치를 조정할 수 있다. 시간에 쫓길 이유도 없다. 모니터에서 치아 영상을 이리저리 돌려가며 정확한 위치에 붙일 수 있다.

모든 치아에 브라켓을 부착했으면 이 파일을 3D 프린터로 전송하고 단 몇 초면 전 치아에 브라켓을 한 번에 붙일 수 있는 트랜스퍼 트레이(transfer tray·브라켓이 정해진 위치에 자리할 수 있도록 가이드 해 주는 장치)가 출력된다. 출력된 트레이에 준비된 브라켓을 끼우고 환자의 구강 내에 위치시키면 전 치아에 브라켓을 정확한 위치로 한 번에 부착할 수 있다. 이처럼 디지털 기술을 교정 치료 과정에 적용하면 환자는 입을 벌리고 있어야 하는 시간이 줄고 동시에 진료 시간도 짧아져 편하게 치료받을 수 있다.

디지털 기술과 인공 지능이 적용된 치아 교정 치료 과정은 기존 치료보다 효율적이고 편리하며 정확성 또한 높다. 향후 치아 교정 치료에서 인공 지능 기술은 더욱 발전할 것이며, 교정 의사들은 지금보다 더 효율적이고 정확한 치료를 할 수 있을 것이다.