초록 ▼

최종목표
디지털 네비게이션 기술과 디지털 가공기술을 융합한 디지털 자동 프렙 장비를 개발하여 환자의 치아 보철 및 근관 치료 시 정밀한 최소 삭제 시술을 가능하게 하고 시술시간 및 치료기간을 획기적으로 단축하는 것을 목표로 한다.

개발내용 및 결과
치아 프렙 시술용 자동화 시스템은 다음과 같은 모듈 및 기능으로 구성된다.
1. 환자의 구강 CT와 스캔과 같은 디지털 영상 데이터를 정합하고 치과의사에게 우식 치아를 치료할 수 있는 가상의 디지털 환경을 제공하는 치료 디자인 SW 모듈
2. 치과의사의

최종목표
디지털 네비게이션 기술과 디지털 가공기술을 융합한 디지털 자동 프렙 장비를 개발하여 환자의 치아 보철 및 근관 치료 시 정밀한 최소 삭제 시술을 가능하게 하고 시술시간 및 치료기간을 획기적으로 단축하는 것을 목표로 한다.

개발내용 및 결과
치아 프렙 시술용 자동화 시스템은 다음과 같은 모듈 및 기능으로 구성된다.
1. 환자의 구강 CT와 스캔과 같은 디지털 영상 데이터를 정합하고 치과의사에게 우식 치아를 치료할 수 있는 가상의 디지털 환경을 제공하는 치료 디자인 SW 모듈
2. 치과의사의 치료방법이 결정(크라운, 인레이, 온레이)되면 치료방법에 따라 우식 치아의 삭제 경로를 생성해주는 로봇 경로 생성 기능
3. 환자의 구강 좌표계와 로봇 좌표계를 일치시키기 위한 환자 맞춤형 프렙가이드 모듈
4. 0.05mm의 이송 정밀도를 가지고 환자의 우식 영역을 삭제하는 매니퓰레이터 모듈
5. 환자의 미세한 떨림이나 예측하지 못한 작은 움직임에 대응하여 경로를 추종하는 힘 제어 기능
6. 카메라 기반의 환자 및 로봇 툴의 위치를 실시간으로 파악하여 좌표계 매핑을 수행하는 비전기반 트랙킹 센서 모듈과 트랙킹 기능
7. 스핀들의 동축도 및 강한 고정력을 확보하기 위한 쐐기 타입의 척 스핀들 모듈
8. 에어터빈의 파워를 증강하기 위한 핸드피스 헤드 Dual 드라이브 노즐
9. 핸드피스 내부로 유입되는 공기압을 일정하게 유지하여 에어터빈의 부품 파손을 방지하기 위한 공기압 자동 조절 밸브
10. 소형의 카메라 장착 타입의 오토 프렙 전용 핸드피스

기술개발 배경
치아의 우식(충치), 파절, 결손 등이 발생했을 때 자연치와 동일한 기능을 수행할 수 있도록 인공치아 등을 이용한 치과 시술을 보철치료라 한다. 이러한 치료는 통상 2~3주 정도의 긴 치과 치료 기간이 소요되어 환자의 고통과 불편함이 수반된다.
기존 보철치료 과정은 진단 및 시술계획단계(1), 치아 삭제 시술 및 인상단계(2), 보철물 제작 단계(3), 보철물의 환자 치아 seating 단계(4)로 진행되며, 최근 환자의 정밀한 진단(1단계)과 정교한 보철물 제작과정(3단계)에 3D 스캐너, CT, 캐드캠 등의 디지털 장비 보급 확산으로 보철물의 정확도 향상과 함께 치료 기간이 단축되었다. 그러나 치과 시술 과정(2단계) 시, 환자의 좁은 구강 내의 열악한 시술 환경과 함께 의사 개개인의 경험과 손기술에 의존해야 하므로 시술자의 집중도와 피로도가 크고 술자의 숙련도 등에 따라 시술 결과에 차이가 있어, 디지털 치아 삭제(프렙) 방식을 통한 치과 시술의 정확성 및 신속성, 표준화가 요구되고 있다.
디지털 자동 프렙 장비는 3D 스캐너, CT 등 디지털 영상장비로 획득한 데이터를 시술 최적 시뮬레이션을 통해 시술 시 필요한 치아 삭제를 최소한으로 하는 시술계획을 세우고, 실제 프렙 시 정밀한 시술이 가능하게 하는 장비이다. 디지털 자동 프렙 장비는 핸드피스를 제어하여, 상악 하악, 교합면의 프렙이 모두 가능하도록 설계 및 검증 예정이며, 이를 이용한 최소삭제 시술로 자연치 보존효과를 극대화시켜 국민건강 증진에 기여가 가능하다.

핵심개발 기술의 의의
치아 프렙 시술용 자동화 시스템은 치과 보철치료 전과정(진단/삭제 시술/보철물 제작/보철물 체결)에 걸쳐 적용 가능한 세계 최초의 치과 의료용 로봇 시스템이다. 치아 프렙 시술용 자동화 시스템은 우식 치아의 최소 삭제 시술로 자연치의 보존효과를 극대화 시킬 뿐만 아니라 당일 시술 및 당일 보철 장착이 가능함에 따라 치료 시간을 획기적으로 줄여 환자의 불편함 및 피로를 최소한으로 하고, 자동으로 치아를 삭제하는 시술 방법은 치과의사의 피로, 스트레스, 직업병(어깨통증, 허리 디스크) 예방에 도움을 줄 것으로 판단된다. 국내 및 중국 치과의사의 설문결과, 치아 프렙 시술용 자동화 시스템은 구매 의사가 높은 시스템으로 조사(3차년도 연차보고서 – ‘시술장비 적용 가능성에 대한 병원의 실제 수요조사’ 참조)됨에 따라 국내뿐만 아니라 해외에서도 경쟁력이 높을 것으로 예상한다.

적용 분야
치과 치료용 자동화 시스템

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서 론 ... 15
• 제 1 절 과제의 개요 ... 15
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 17
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 17
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 19
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 범위 ... 20
• 1. 1차년도 개발 내용 ... 20
• 2. 2차년도 개발 내용 ... 20
• 3. 3차년도 개발 내용 ... 21
• 4. 4차년도 개발 내용 ... 21
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 74
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 75
• 제 3 장 결 과 ... 76
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 76
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 94
• 제 3 절 R&D 도전과 배움 ... 98
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 99
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 101
• 제 6 절 안전관리 이행 현황 ... 102
• 제 4 장 사업화 계획 ... 106
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 106
• 제 2 절 사업화 계획 ... 110
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 111
• 부록. 시험 성적서 ... 112
• 끝페이지 ... 140