[기획특집] 디지털 교정 시대에서 치과교정학의 근본을 외치다
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[기획특집] 디지털 교정 시대에서 치과교정학의 근본을 외치다
  • 윤준식 기자
  • 승인 2020.12.23 11:06
  • 댓글 0
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편리함 가져다 준 디지털화, 사라지지 않을 원리를 탐구한다

 

전 산업분야에 걸쳐 디지털화가 하루가 다르게 발전하고 있는 상황에서 치의학 역시 그 발전을 향해 함께 뛰고 있다. 특히 치과교정 분야의 디지털화가 급속하게 이루어지며 디지털 교정 전문 소프트웨어와 구강스캐너, 3D 프린터의 발달과 각종 술식의 등장으로 새로운 패러다임을 열고 있다. 그러나 일선 현장은 치과교정학의 원론을 이해하고 고려하지 않은 채 무분별한 교정치료로 인해 피해를 보는 환자들이 발생하기도 한다. 
<ZERO>는 1월호 기획특집을 통해 디지털 교정 시대에서 치과교정학의 원론을 되짚어보며 교정치료 결과의 핵심인 셋업 소프트웨어의 최신 동향과 올바른 활용법에 대해 탐구해본다.

윤준식 기자 zero@dentalzero.com

디지털 풍년 속의 치과교정
대부분의 산업에서 디지털 트랜스포메이션 즉, 디지털 전환이 대세다. 
심지어 안전을 위해 변화하지 않으리라 믿었던 자동차의 아날로그 계기판마저도 디지털 클러스터로 변화된 시대에 살고 있다. 
현재 반자율주행을 넘어 자율주행 자동차와 암세포를 찾아내 공격하는 수술로봇 같은 디지털 기술 혁명이 전 산업구조에서 일어나고 있으며 이는 치과의료 분야도 마찬가지다. 
치과 분야에서 활용되고 있는 디지털 시스템이라면 단연코 CAD/CAM과 3D 프린터가 대표적이다. 치과의료 분야에서 디지털은 1971년 Francois Duret 박사가 수복치의학 분야에 최초로 CAD/CAM 기술을 소개한 이래 최근까지 CAD/CAM 및 3D프린터의 사용이 급격히 늘어나면서 디지털 치의학이 빠르게 발전하고 있다.
치과교정학 영역에서도 CBCT, 구강스캐너, 3D 프린터, 3D 셋업 소프트웨어와 같은 디지털 장비의 도입과 관련 소프트웨어의 발전에 따라 투명교정과 IDBS, 3D Lingual fixed Retainer 등에 적극적으로 활용되고 있다. 

디지털 교정 그것이 궁금하다
그렇다면 디지털 교정이란 정확히 어떤 것을 의미하는지 살펴보자. 
디지털 치과교정은 CBCT 및 구강스캐너를 통해 획득한 환자의 치아정보를 3D 디지털 정보로 변환해 치아 이동, 장치 부착위치 선정 등의 전 과정을 3D 시뮬레이션 시스템을 통해 치료 계획을 세우고 장치를 제작하는 방식을 말한다. 
치아에 직접 브라켓을 부착하고 나서 위치를 수정하고 교정을 진행했던 기존의 방식과 달리 환자 개인별 인상채득 후 브라켓 위치를 결정하는 IDB(Indirect Bonding) 트레이, 지그 등이 대표적이다. 
이러한 간접 부착 방식을 적용하면 브라켓 부착 시간이 기존과 비교해 크게 단축돼 치과의사의 효율성을 높여준다. 또 환자 입장에서도 진료 시간 단축에 따른 불편함을 해소할 수 있는 장점이 있다.
디지털화로 인해 투명교정 장치 시장 또한 가파르게 성장하고 있다. 현재 전 세계 투명교정 시장규모는 약 8조원으로 추정되며 국내시장에서도 다양한 투명교정 시스템들이 출시 준비 중이다. 
아날로그 방식인 수작업으로 제작 시 불규칙적인 두께와 날카로운 모서리 등의 단점으로 제한적인 부정교합에 적용되었지만 디지털 방식으로 넘어오면서 단점이 해결됨에 따라 부정교합에 적용되는 범위가 확대되고 있다.

디지털 교정의 장점은?
최근에는 구강스캐너를 활용한 디지털 인상채득으로 치과 및 치과기공소내 많은 공간을 차지하던 석고 모형 대신, 모든 환자 정보가 디지털 데이터로 저장돼 자료의 보관에 있어 시간과 공간의 제약이 사라져가고 있다. 
또한 진료 차트나 기공 의뢰서를 찾아볼 것 없이 이러한 데이터를 언제든지 몇 번의 마우스 클릭만으로 간단히 불러올 수 있고 간편하게 정보 수정이 가능하다. 더불어 디지털의 가장 큰 장점은 자료와 정보를 정확히 수치화 할 수 있다는 것에 있다. 과거의 교정치료는 진단을 위한 Cephalometric 분석을 위해 막대자와 각도기 등을 이용해 직접 눈으로 측정하고 석고 모형을 제작해 이를 트리밍하고 다듬었다. 반면 디지털 교정 세상에서는 이를 컴퓨터를 통해 모형 제작과 환자 분석은 물론, 셋업과 장치물 디자인에서 대부분의 공정들이 CAD 소프트웨어를 통해 빠르고 정확하게 이뤄진다. 
컴퓨터로 계산된 수치는 정확한 치아 이동량과 치아 간 거리를 파악할 수 있게 했고 치료와 장치 제작 시 이를 반영해 오차 없는 교정 치료의 완성을 달성할 수 있다. 
디지털 교정이 가져다주는 이점은 비단 이 뿐만이 아니다. 디지털 교정은 소프트웨어상의 시뮬레이션 프로그램을 이용해 교정 치료 스텝별 치아 이동을 순차적으로 확인할 수 있으며 Auto Align(자동 정렬)기능으로 환자 내원 당일에 교정 치료 후의 모습을 파악할 수 있다. 
이로써 환자의 치료 동의율을 높이는 것에 크나큰 영향을 미치며 환자와의 수월한 상담이 가능하다는 점에서 그 활용도가 높아지고 있다. 

디지털 교정 실현의 중심 ‘3D 교정 셋업 소프트웨어’
치과교정에서 셋업은 치아를 완전히 재배열해 교정 치료 후의 모습을 예측, 이를 가상으로 만들어주는 작업이다. 기존 전통방식의 셋업은 석고 모형상에서 아주 얇은 톱을 이용해 개개 치아를 하나씩 잘라 위치를 이동시킨 후 왁스 등으로 붙이는 방법을 이용했다. 셋업은 교정치료의 결과를 결정짓는 고난이도 기술로 치과의사의 치료 경험에 따라 숙련된 교정 전문 치과기공사만이 구현할 수 있었다. 석고 모형상에서는 치근의 정확한 위치를 파악하기 어렵고, 치조골에 위치한 치근이 어떻게 이동하는지 확인할 수 없어 부작용이 우려됐기 때문이다. 또한 모든 작업을 수작업으로 진행할 수밖에 없는 관계로 시간적인 소모도 클 수밖에 없었다. 
하지만 1990년대 말에 디지털 모형과 컴퓨터를 활용해 가상 셋업을 이용한 가철식 Aligner 장치인 인비절라인이 처음 소개되면서 셋업의 디지털화가 시작됐고 최근에는 컴퓨터와 앱을 이용한 교정 전문 소프트웨어를 통해 수작업 없이 이를 실행하고 있다. 
특히 컴퓨터가 15μm 이내의 오차 범위로 전체 치아를 자동으로 이동시킬 수 있어 환자에게 짧은 시간내에 3D로 교정 진단을 보여줄 수 있고 셋업 및 장치 제작에 소요되는 시간을 획기적으로 줄일 수 있게 됐다.  
국내의 디지털 교정 분야에서는 그동안 3Shape社의 ‘Ortho System’과 ‘Maestro’ 등 외국산 3D 교정 셋업 소프트웨어가 주로 사용되어왔다. 하지만 2018년 디오코의 AUTOLIGN이 출시되면서 많은 관심이 이어졌고, 디오코의 기술력을 바탕으로 덴티스의 ‘DICAON 4D’, 케어스트림 덴탈(케어덴트코리아)의 ‘CS Ortho’ 등 국산 소프트웨어의 약진이 두드러졌다.

디지털 교정에도 치아이동의 원리 필수
교정 셋업 소프트웨어의 등장에 힘입어 투명교정이 3D 디지털 교정의 선두주자라 할 수 있을 만큼 폭발적으로 성장하게 됐다.
하지만 여느 산업을 막론하고 디지털이 주는 혜택의 이면에는 함정이 있기 마련이다. 
디지털상에서 쉽고 빠르게 셋업과 장치 디자인을 할 수 있어 치과교정의 기본 원리 등의 지식을 깊이 습득하지 않은 채 접근하는 입문자들이 늘어나게 됐고 무분별한 투명교정이 확산되기에 이르렀다. 결국 일부 치과의 잘못된 진단 및 무책임한 치료로 투명교정에 대한 부정적 인식이 높아졌던 시기도 있었다. 
최근 투명교정의 수요가 다시 늘어나고 있는 상황에서 이전과 같은 사태룰 되풀이하지 않으려면 치과교정 그 본질적인 원론에 대한 재고와 정확한 지식 습득이 필요한 시점이다. 
이를 위해서는 무엇보다도 치과교정학에서 치아 이동의 원리와 교정 생역학을 깊이 이해해야 할 필요가 있다. 
교정 생역학이란 악궁과 교합 관계, 교합평면을 유지하고 각 치아를 이동하기 위한 힘의 역학 관계를 뜻한다. 치과교정에서 교정력(힘)은 와이어의 재료와 굵기, Elastic, Screw와 Spring 등의 고정원을 이용한 물리적인 힘의 조절을 의미하는데, 디지털 교정도 역시 이 교정 생역학이 적용된다. 교정 전문의 뿐 아니라 교정 전문 치과기공사가 모형과 소프트웨어 화면상에서는 확인할 수 없는 환자 치조골내의 치근 이동의 원리와 그 방향을 미리 알지 못한다면 그 부작용을 가늠할 수 없고 피해는 고스란히 환자의 몫이 되기 십상이다. 
디지털상의 일반 보철물 제작 시 아날로그 기공 이론이 기반이 되는 것과 같이 디지털 교정 역시 디지털 기기의 화면을 통해 제작의 수단만 바뀌었을 뿐 치아 이동의 기본 원리와 교정 생역학은 사라지지 않는 개념이다. 그렇기 때문에 장치를 제작하려는 치과기공사 또한 이러한 이론적 지식들을 깊이 습득하고 충분히 고려해 올바른 치료의 완성에 전념해야 할 것으로 보인다.

<ZERO>는 1월호 기획특집 ‘Digital 교정 시대, 치과교정의 원론을 고찰한다’의 주제에 맞게  교정 전문의, 교정 치과기공사가 임상에서 보다 완벽한 장치 제작으로 치료의 성공을 위해 차현인 여의도 백상치과 원장과 문준모 미래디지털치과기공소장의 임상 이론을 공유하며 국내에 유통되고 있는 교정 전문 셋업 소프트웨어의 동향과 올바른 활용법 등을 소개한다.



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