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AI로 치과 보철물 설계·제작 시스템 개발

자연치 형태 재구성, 설계 자동화 성공
주변 치열구조 토대로 디자인 생성 가능

 

인공지능(AI)을 통해 치과 보철물 설계와 제작을 가능케 하는 시스템이 등장했다.


홍콩대 치과대학 연구팀은 홍콩 츄하이 컬리지 컴퓨터공학부와 협력을 통해 크라운 등 AI를 이용한 보철물 설계 기술을 개발했다.


이번 연구 논문은 “Artificial intelligence-designed single molar dental prostheses”라는 제목으로 국제학술지 ‘플로스원(PLOS ONE)’ 최근호에 게재됐다.


연구팀은 “일부 환자의 경우는 치과 보철물에서 머리카락만큼 미묘한 부분도 감지한다”며 “이에 치료 효율성과 환자 경험을 개선할 수 있는 솔루션을 찾고자 했다”고 연구 배경을 밝혔다.


치과 보철물은 환자 본연의 모습, 저작 기능, 전반적인 구강 건강 회복을 위해 자연 치아와 동일한 교합 형태와 3차원 구조를 가져야 한다. 이에 주변 치열만 안다면 상실된 치아의 모습도 추론할 수 있다. 치아는 모두 비슷한 구강 환경에 노출돼 있고, 동일한 유전자 집합에 의해 제어되기 때문이다.


연구팀도 이 점에 착안해 AI가 남아 있는 치열의 특성을 기반으로 단일 치아 보철물의 디자인을 생성할 수 있다고 가정했다. 연구팀은 GAN(Generative Adversarial Network)이라는 기계 학습 접근 방식을 사용해 AI 시스템을 훈련하고 검증했으며 175명의 참가자를 대상으로 테스트했다. 


그 결과, 이 시스템을 통해 환자 치열의 디지털 모델만을 기반으로 자연치의 형태를 재구성하고 치과용 보철물 설계 프로세스를 자동화하는 데 성공했다. 연구팀은 AI가 보다 더욱 자연스러운 치아를 만드는 데 대합치가 도움이 되는지에 대해 추가로 연구할 계획이다.


이번 기술이 치과의사와 환자에게 줄 이점에 대해 연구팀은 “치과의사는 교합 관계, 체어사이드 조정에 소요되는 시간을 절약할 수 있어 전체 치료 과정을 간소하게 하고, 더 많은 케이스를 소화할 수 있을 것”이라며 “또 환자들도 치료에 드는 시간과 비용을 줄이고, 보철물로 인한 교합 부작용도 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다.