최근 인공지능(AI : Artificial intelligence), 빅 데이터(Big Data), 로봇(Robot) 등 다양한 첨단기술의 발달은 일상생활에도 많은 변화를 주고 있다. 구글은 인공지능 바둑 프로그램 알파고로 바둑의 최강자 이세돌을 4대1로 이겼으며, IBM의 인공지능 슈퍼컴퓨터 Watson은 헬스케어(Healthcare) 분야에서 환자의 암치료 솔루션을 제공한다. 현재 이러한 인공지능 기술은 예술, 경제, 의료, 제조, 서비스 등 다양한 분야에 실제 사용되고 있으며 좋은 성과를 거두고 있다.

의료 분야에서도 인공지능을 이용한 다양한 시도가 이뤄지고 있으며, 가장 큰 적용분야 3가지는 로봇 보조 수술(Robot-assisted Surgery), 가상 간호 도우미(Virtual Nursing Assistant)와 의료 관리 작업 지원(Administrative Workflow Assistance)이다. 로봇 보조 수술은 인공지능 로봇(Cognitive Robotics)이 실시간으로 환자의 과거 진료기록을 확인해 의사의 수술 정확도를 향상시키고 수술을 보조하는 역할을 담당한다. 인공지능을 이용한 가상 간호 도우미는 환자의 증상을 원격으로 파악하여 필요 시 의사에게 전달한다. 이를 통해 불필요한 환자의 병원 방문을 줄일 수 있으며, 간호사 업무시간을 20% 정도 단축할 수 있다고 한다. 의료 관리 작업 지원(Administrative Workflow Assistance)은 환자 차트 기록, 처방전 발행 등을 자동으로 진행해 추가적으로 의사와 간호사의 진료시간을 단축할 수 있다.

최근 외국에서는 치과 분야에서도 인공지능 등 최첨단 기술을 사용하려는 시도들이 많이 이뤄지고 있으며, 일부 상용화 단계에 있는 분야도 있다. 다음은 이러한 치과분야에서의 적용되는 사례를 하드웨어 분야와 소프트웨어 분야로 나눠 정리해 보았다.

하드웨어 분야에서는 음성 인식(Voice Command) Dental Chair와 치과 치료 로봇 등이 있다. 음성 인식 기술은 최근에 큰 발전을 해서 구글의 Google Home, 애플의 HomePod, 아마존의 Echo 등 다양한 인공지능 스피커가 출시됐으며, 세계적으로 많은 사용자를 보유하고 있다. 위의 3가지 스피커 중 현재 한글지원이 되는 스피커는 Google Home 하나뿐이어서 음성인식 한글화의 발전이 시급하다. 음성 인식 Dental Chair는 이러한 음성 인식 기술에 Dental Chair를 접목한 것으로 향후 음성인식 기술은 Dental Chair뿐 아니라 치과치료의 다양한 분야에서 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 이미 10여년 전에 간단한 음성 명령으로 작동하는 Dental Chair가 상용화됐으며, Chair Up/Down이나 Chair Light On/Off 등 간단한 기능을 음성으로 작동하는 것이 가능했다. 최근에는 환자의 키와 몸무게를 인식해 자동으로 환자에 맞는 Dental Chair 세팅을 해 주는 한편, 환자의 심장 박동 수와 스트레스 지수를 체크함과 동시에 환자가 편안히 진료받을 수 있도록 인공지능으로 대화도 나눈다.

치과 치료 로봇과 관련해서는 지난 2017년 중국이 세계 최초로 로봇을 이용한 임플란트 시술을 성공적으로 진행했다. 치과의사의 도움 없이 로봇이  0.2~0.3㎜의 Error 마진을 갖고 임플란트 시술을 진행했다고 한다. 오래 전부터 수술 로봇은 다양한 의료 분야에서 사용되어 왔으나 치과 분야는 최근에야 도입되기 시작한 것이다. 치과치료를 위한 다양한 로봇 개발이 시급하다. 또한 기타 기술로는 ‘초음파(Ultrasound)를 이용한 3D 이미징 기술(Imaging Solution)’이 있다. 이 기술은 방사선 위험 없이 치아와 턱의 구조를 3D로 촬영해 환자 치료에 사용 가능하다. 최근 초음파의 단점인 이미지 해상도 저하 문제도 기술적 향상이 눈에 띄게 이뤄지고 있다. 이와 병행해서 3D 프린팅 기술을 활용해 실시간으로 보철 기공물을 가공하는 기술도 상용화됐다. 특히 최근에 프린팅 속도, 비용, 정확도 관점에서 획기적인 발전이 이뤄지고 있다.

소프트웨어 분야에서는 인공지능 X-ray를 통한 충치 판독(Radiographic caries detection)과 인공지능 환자 관리 소프트웨어 등이 있다. 최근 환자의 Bitewing Radiographs의 충치 판독 실험 결과, 인공지능의 판독률이 치과의사와 거의 대등한 것으로 나왔다. 현재 미국의 치과 관련 인공지능 회사에서는 일반 치과 개원의들의 가입을 통해 다양한 환자 Bitewing Radiographs 자료들을 취합하여 개원의들에게 충치 판독 서비스를 시행하고 있다. 이를 통해 다양한 환자의 Bitewing Radiographs 자료를 이용하여 인공지능 학습이 진행되고 있을 뿐 아니라, 향후 1~2년 안에 치과의사보다 충치 판독률이 높아질 것으로 예상된다.

이러한 인공지능 기술은 치주질환과 뼈손실(Bone Loss) 감지(detection) 등 다양한 치과 분야로 확장될 것으로 보인다. 또한 현재 미국에서는 인공지능을 이용한 교정 치료(AI-driven customized orthodontic treatment)도 이뤄지고 있다. 3D 스캐너로 치아의 상태를 스캔하고, 인공지능을 이용하여 치아의 움직임(Movement)과 압력 포인트(Presssure point)를 분석하여 교정 치료 계획을 수립한다. 또한 인공지능이 교정 치료 과정의 스케줄을 점검하고 치료기간을 최적화 해 준다.

이외에도 인공지능 환자 관리 소프트웨어를 이용해 환자의 모든 진료 기록을 클라우드 서버(Cloud Server)에 저장해 필요 시 음성 명령으로 환자 차트를 불러내고 치료에 사용할 수 있는 소프트웨어가 개발 중이다. 뿐만 아니라 음성인식 기술이 환자를 응대하고, 진료예약까지 하는 시스템도 개발 진행 중이다. 이러한 인공지능 기술이 치과에서의 상담실장의 역할을 상당 부분 대행해줘 적은 인력으로 치과 운영이 가능할 것으로 예상된다. 현재 인공지능 관련해서 많은 기술 개발이 이뤄지고 있으므로, 이러한 시스템의 상용화는 먼 미래의 일이 아닌 수년 내에 실현 가능할 것으로 보인다.

현재 우리나라 치과계는 심각한 보조인력 구인난을 겪고 있다. 이러한 인력난의 해결책으로는 인공지능, 가상 도우미(Virtual Assistant) 등의 Dental Automation을 통한 인력 효율화가 하나의 대안이 될 수 있다. 최근 인공지능 등 새로운 기술 발달 속도를 보면, 과거 수십 년이 걸렸던 기술 개발을 단기간에 해낸다. 이러한 기술의 발달 속도로 현재 많은 사업 분야에서 인공지능, 로봇 등을 이용하여 업무 효율화와 자동화를 이뤄내고 있다. 최근 해외 첨단 기업인 구글, IBM, Microsoft, Amazon 등에서 이러한 첨단 기술이 탑재된 다양한 제품과 서비스를 출시하고 있다.

그러나 아직 치과 분야에서는 이러한 기술들의 적용이 느리게 진행되고 있다. 대부분의 중요한 기술들은 이미 다른 산업 분야에서 개발돼 있는 상태다. 따라서 다른 분야의 인공지능 적용 사례들을 벤치마킹해 치과 분야에 적용하는 시도들이 이뤄져야 한다. 이러한 기술들이 치과 분야와 접목되면 치과의사와 치위생사 등의 인력 효율화 및 진료 시스템 환경 최적화를 실현할 수 있을 것이다. 이를 통해 최소한의 인력으로도 효율적인 치과 진료 서비스가 가능할 것으로 전망한다.

※ 다음호는 <전자차트로 치과 Assistant Free System 구축하기 (정기홍 보험이사)>가 연재됩니다.