이 시대 치과진료의 메가트렌드는 단연 디지털이다. 

단순히 디지털에 관심을 갖는 수준을 넘어 디지털을 실제 진료환경에 밀접하게 접목하는 임상가들이 늘어난 것이 최근의 변화다. 

또한 각종 디지털 제품군은 디지털 덴티스트리의 큰 그림을 구체화하며, 사용자의 경험을 반영해 더욱 편리함을 강화하는 방향으로 진화하고 있다. 

이번 섹션에서는 디지털 덴티스트리의 각 제품군이 어떻게 변화하고, 진료현장을 어떻게 바꾸고 있는지 살펴보며 디지털 기술의 이해를 넓히고, 다양한 지식을 제공한다.

구강스캐너는 진료실 디지털 워크플로우의 출발점으로 보급이 점차 늘고 있는 추세다.

외산 구강스캐너가 주를 이루던 시장에 국산 구강스캐너가 경쟁에 뛰어들며 구강스캐너시장이 점차 뜨거워질 것으로 보인다.

구강스캐너는 수년 전과 비교해 높아진 관심만큼이나 제품의 데이터 처리 속도는 빨라지고 사용감은 더욱 편리해졌으며, 정확도도 높아졌다. 가격 역시 2000만 원대의 중저가 구강스캐너 등장으로 가격저항성도 낮아졌다.

일선 개원가에서도 정확한 판단과 섬세한 데이터 채득의 필요성이 커짐에 따라 구강스캐너의 특성과 활용을 접해보고픈 니즈가 높다. 정확한 사용법만 뒷받침 된다면 임상가들의 만족도 역시 높다.

캐드캠 마스터 클래스 수료자 47명을 대상으로 구강스캐너의 활용을 물은 질문(복수응답)에서는 43명(91.5%)이 ‘서지컬 가이드 제작’을 위해, 42명(89.4%)이 ‘임플란트 보철물 제작’에 활용한다고 응답했으며, ‘자연치의 인레이 및 싱글, 브릿지 등의 보철물 제작’은 39명(83%), ‘부분 및 전악 등의 덴처 제작’ 22명(46.8%), ‘교정에서의 모델리스 및 셋업’이 8명으로 조사됐다.

디지털 경험자들은 “어떤 스캐너를 선택하든 적응과 숙련 과정은 필수”라며 “숙련과정을 거쳐 능숙하게 구강스캐너를 사용할지라도 각 진료상황에 맞는 조력자들의 협조가 중요하다”고 밝혔다.

또한 구강스캔 데이터를 이용해 보철물을 제작하는 과정에서 치과기공사와의 소통도 필수적이다. 구강스캐너는 데이터를 얻는 방식, 파우더 사용 여부, 채득한 파일의 호환 여부에 따라 분류할 수 있다. 

데이터를 얻는 방식은 동영상 촬영 방식과 사진 촬영 방식으로 나뉜다. 동영상 방식은 사용이 편리하나, 사진촬영 방식에 비해 오차 발생 가능성이 크고, 많은 정보로 인해 파일의 크기도 상당히 커지며 작업효율이 떨어질 수 있다. 

파우더 사용 여부에 따라서는 파우더를 뿌리는 방식과 파우더 없는 방식으로 나눈다. 구강내에는 파우더를 사용하면 반사를 많이 줄일 수 있어 도움되지만 최근 경향은 파우더를 사용하지 않는 방식이 선호된다.

채득한 파일이 호환되느냐 혹은 변환이 필요하냐에 따라서는 오픈 방식과 클로즈 방식으로 분류된다. 그러나 소프트웨어의 문제로 기존의 클로즈 방식이 다양한 옵션을 통해 데이터 이동이 가능토록 바뀌고 있는 추세여서 실질적으로는 오픈 방식으로 진행되고 있다.

원내 보철물 제작 시대, 실현되나?  
치과에서 보철물을 직접 밀링하고 프린팅하는 시대는 이제 얼리어답터만 할 수 있는 세상이 아니다. 점점 더 많은 개원의들이 원내에서 간단한 보철물을 제작하는 프로세스를 시도하고 있다. 이때 가장 우선적으로 고려하는 것이 밀링기 또는 3D 프린터다. 보철물 제작만을 고려한다면 CAD/CAM이, 임플란트 가이드와 투명교정 등의 디지털 워크플로우를 고려한다면 3D 프린터에 중심을 두게 된다.

CAD/CAM은 크게 소프트웨어와 밀링머신, 재료로 나눠 살펴볼 수 있다. 먼저 치과용 CAD/CAM 소프트웨어 시장은 2020~2024년 예측기간 중 9%의 CAGR(연평균 매출액 증가율)로 성장해 4억2269만 달러 규모에 달할 것으로 전망되고 있다.

치과용 CAD 소프트웨어는 진단 및 치료계획 수립과 시뮬레이션 기능에 집중됐다. 디지털 진단 정보 수립과정부터 진단, 치료계획 수립, 제조과정을 하나의 워크플로우로 묶어 연회비 정책으로 운영되는 자사의 Closed 시스템 플랫폼에서 진료과정을 해결하도록 하는 것과 디지털 진단 정보데이터를 자유롭게 입력하고, 기존 데이터와 통합할 수 있는 오픈 시스템이 존재한다.

최근에는 ‘AI’(인공지능) 엔진이 뜨거운 키워드로 부상하고 있다. 치과분야의 AI기술은 파노라마 영상에 표현되는 치근이나 임플란트, 보철물의 위치를 찾아내거나 CT 상에서 치아의 뿌리와 신경까지 구분해낼 수 있는 방향으로 발전하고 있으며, 인공지능 X-ray를 통한 충치 판독, 인공지능 환자관리 소프트웨어 출시로 이어지고 있다.

구강스캐너에 AI 기능을 탑재하고 스캔 정밀도를 높여나가고 있으며 구강스캔 데이터와 안면스캔 데이터와의 정합을 통해 하악의 움직임을 최대한 비슷하게 트래킹할 수 있어 구강내 오차를 줄여나가고 있다.

더불어 전치부 Digital Smile Design과 안모에서 얻어지는 Reference를 활용해 상악의 위치를 정하고  Vertual Articulator를 적용한 임상케이스 연구도 늘어나고 있는 추세다. 

CAD/CAM 밀링머신은 CAD 소프트웨어에서 디자인된 가상의 보철물을 적합한 소재로 가공하는 과정에서 소재를 깎아내 완성하는 장비를 말한다. 요즘의 밀링머신은 치과에서 사용하는 거의 모든 재료를 가공할 수 있다. 가상의 보철물을 가공하는 방식에서 절삭하는 방식이 유리한 경우와 적층하는 방식이 유리한 경우가 있다. 밀링방식은 이미 치과영역에서 30년 간 사용됐으며, 소재의 발전은 완성 단계에 와있다.

특히 최근에는 디지털 덴처를 위한 여러 솔루션이 개발되고 있다. 외국뿐 아니라 국내에서도 디지털 덴처에 관심이 높아짐에 따라 활발한 연구와 제품 개발이 진행되고 있는 상황이다. 국내의 경우 아직 디지털 장비를 활용해 완벽한 덴처를 제작할 수 있는 환경이 조성되지 않은 것으로 평가되지만 허가 제품들이 속속 생겨나면서 머지 않은 미래에 일반 보철분야처럼 활발해질 전망이다.

최근 디지털 치의학 분야에서는 ‘3D 프린터’와 그 활용법이 화두다. 

지난해와 비교해도 2020년 현재의 치과용 3D 프린팅 시장은 대폭 성장했다. 프린터 장비와 소재 개발에 초점이 맞춰졌던 과거와 달리, 클리닉에서 쉽고 올바른 활용법에 대한 관심이 높아졌다.

이러한 동향에 맞춰 관련 세미나도 방향성도 달라지고 있다.

장비의 론칭과 동시에 제품의 운용법을 알리는 수준에서 벗어나 보철 제작의 처음부터 최종 완성까지 원스텝으로 마무리하는 과정으로 더욱 깊어졌다. 

기존에는 템포러리 크라운 디자인과 출력 시연이 대부분이었다면 최근에는 심미보철과 덴처, 파샬덴처, 플리퍼의 영역까지 확장됐다.

3D 프린터는 각 업체에서 빌드 플레이트를 확장하고 출력 속도와 정확도를 높여나가는 작업이 계속되고 있으며 레진 소재 또한 물성을 높여나가고 있다.

치과분야에서는 3D 프린팅 기술은 수술을 통한 재건을 비롯해 보철수복 영역에서 활용되고 있다. 구강스캔 데이터를 모형으로 프린트해 보철물을 맞춰보고, 금속 및 세라믹으로 주조하기 위한 희생패턴, 임플란트 수술용 가이드 및 실제 구강 내에서 직접 사용하는 임시 수복물에 이르기까지 폭넓게 활용된다.

사고나 종양으로 악관절 기능을 상실한 환자에게 인공턱뼈를 3D 프린트해 이식하거나 법랑모세포종으로 치아를 상실한 후 치조골이식술을 받는 환자에게 사랑니를 이용한 자가치아이식을 하는 데 3D 프린터 기술을 활용한 사례가 있다.

또한 고정성 보철물 제작이 가장 흔하게 이뤄지고 있으며, 가철성 보철물은 물론 치과용 투명교정기 제작에도 3D 프린팅이 활용되고 있다.

한 임상가는 “밀링장비가 기공 친화형 장비라면, 3D 프린터는 원내 친화형 장비로 분류할 수 있다”면서 “임시치아 출력 시간이 머잖아 10분 이내로 진입하면 새로운 의미의 시대가 열릴 것”이라고 밝혔다.

특히 몇 년 전만 해도 쓸 수 있는 소재가 제한적이었던데 반해 최근에는 다양한 소재의 세팅 값을 설정해 내장함에 따라 선택 폭이 넓어져 저변은 더욱 확대될 전망이다.

디지털 기술의 발전을 쉽게 체감할 수 있는 영역 중 하나가 영상치의학이다.

예전의 2차원 영상은 정보는 물론 영상의 활용도 제한적이었지만, CBCT의 등장으로 인한 3차원 영상은 더욱 정밀한 영상과 기존 방사선 영상보다 더 많은 병리학 정보를 얻을 수 있는 변화를 가져왔다.

2차원 영상의 확대, 왜곡, 중첩, 오판독 등의 한계를 벗어나 턱과 악안면 부위 구조를 영상으로 포괄적으로 볼 수 있게 됨으로써 영상치의학은 진일보했다.

CBCT의 장점은 무엇보다 작아진 장비와 비교적 저렴해진 가격이다. 크기가 작아짐에 따라 공간 제약 없이 치과진료실에 도입할 수 있어 CBCT의 대중화를 앞당기는 데에도 한몫했다.

또한 CBCT는 두개골을 촬영하기에 최적화된 높은 해상도를 자랑하며, 한 번의 회전으로 필요한 영상을 모두 획득할 수 있어 비교적 시간이 짧게 소요된다.

X-ray를 원하는 부위에만 투과시킬 수 있어 의심되는 부위에 집중한 이상적인 FOV 선택이 가능하며, 짧은 촬영과 선택적인 FOV로 환자의 방사선 노출량도 기존의 CT보다 적다.

CBCT는 치근단 병소나 매복치 등의 진단은 물론 측두하악관절, 상악동 평가 등에 널리 활용되고 있으며, 임플란트 치료 설계와 구강악안면 결손부위 설계, 교정치료 설계 등 시각적으로 3차원적 치료계획을 수립하는 데 활용된다.

2020년과 앞으로의 디지털 덴티스트리에서 가장 주목될 수 있는 부분이라면 단연코 AI의 통합과 발전이다.

수십 만건의 임상케이스를 딥러닝한 AI가 두개안면부의 각 계측점을 자동으로 잡아주고 구강스캔 데이터와 CBCT 데이터의 정합을 정확하고 빠르게 구현하는 것이 특징으로 디지털 교정과 보철 영역에서 중심으로 떠오를 전망이다.

이를 통해 교정 영역에서는 헬스케어 서비스와 연동해 환자를 실시간으로 모니터링할 수 있으며 보철의 영역에서도 크라운 자동 디자인(80%이내 수준)이 가능해질 전망이다.

이 AI 기술은 디지털 교정과 보철뿐 아니라 치주, 예방, 영상 치의학 분야에도 활용될 수 있다.

치근단 염증이나 치근 첨공, 치아 우식증 등을 스스로 진단할 수 있으며 이를 통해 진료의 보조적인 수단으로 자리매김할 수 있을 것으로 보인다.

※참고자료: 한국퀸테센스출판사 『Guideline of Digital Dentistry』