초록 ▼

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
치과 디지털 트윈 협진환경 구축을 위해, 3D 치아모델 수집 클라우드 서버 구축 및 인공지능 솔루션 적용을 통한 치아의 해부학적 구조 특성분석으로 맞춤형 치과장치 제작 및 상용화

◼ 전체 내용
ㅇ 미래 산업발전에 핵심기술 중 하나인 디지털트윈 기술을 치과 전문분야에 적용하여 환자 실제 구강상태를 복제한 가상 구강 디지털 트윈을 개발하여 치과 중점 치료 (교정치료, 충치치료, 보철치료와 임플란트 치료)에 적용하여 버츄얼 환자구강내에서 가상 치료를 수행할 수 있도록

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
치과 디지털 트윈 협진환경 구축을 위해, 3D 치아모델 수집 클라우드 서버 구축 및 인공지능 솔루션 적용을 통한 치아의 해부학적 구조 특성분석으로 맞춤형 치과장치 제작 및 상용화

◼ 전체 내용
ㅇ 미래 산업발전에 핵심기술 중 하나인 디지털트윈 기술을 치과 전문분야에 적용하여 환자 실제 구강상태를 복제한 가상 구강 디지털 트윈을 개발하여 치과 중점 치료 (교정치료, 충치치료, 보철치료와 임플란트 치료)에 적용하여 버츄얼 환자구강내에서 가상 치료를 수행할 수 있도록 하기 위한 바우처 개발 사업의 최종목표는, 1차년도에 디지털트윈 구축을 위한 기반환경을 구축하고, 2차년도에 인공지능 솔루션을 적용하는 것임.
ㅇ 이 중 의료용 인공지능은 기계학습 방식을 이용하여 의료용 데이터를 학습하고 특정 패턴을 인식하여 질병을 진단 또는 예측하거나 환자에게 적합한 맞춤치료 방법을 제공할 수 있도록 개발된 기술을 말하며, 이를 달성하고자 함.
(1) 디지털트윈 구축을 위한 기반환경 구축 (1차년도)
ㅇ 디지털 트윈 구축을 위한 3차원 치아모형 데이터수집 표준화 및 정형화, 가이드 방법론 기술개발 및 기술이 적용된 3차원 치아모형 데이터 베이스 구축
ㅇ 3차원 치아 디지털 모형의 각 해부학적 구조물 추출 및 분리 프로그램 개발을 위해 3차원 치아 디지털 모형의 치아 위치 평가 프로그램 개발 및 치아배열 평가 프로그램 개발
ㅇ 이를 사용하여 환자구강 상태를 복제한 3D 치아모형을 개발하기 위한 기반 프로그램과 솔루션을 개발
(2) 디지털트윈 구축을 위한 응용 및 인공지능형 프로그램 개발 (2차년도)
ㅇ 3차원 치아 디지털 모형의 치아 및 해부학적 구조물 특성 분석 인공지능형 프로그램 개발
ㅇ 3차원 치아 디지털 모형의 치아배열 최적화 인공지능형 프로그램 개발
ㅇ 치과 교정치료의 딥러닝 기반 인공지능형 최적 가상치료계획 제시 솔루션 개발
ㅇ 3D 치아모형의 의료 빅데이터 구축을 위한 데이터베이스 클라우드 플랫폼 개발
(3) 최종결과물
ㅇ 플랫폼 형태의 3차원 치아 디지털 모형의 데이터베이스 구축과 이를 활용한 치아 특성 분석 인공지능형 솔루션의 개발을 달성하여 인공지능형 3차원 치아 특성분석 인공지능형 서비스를 제공하며 이를 사용한 신개념 맞춤형 치과장치 제작 상용화
ㅇ 향후 이를 기반으로 3차원 치아 모형을 가상으로 구축할 것이며 이를 이용하여 각 환자의 구강상태를 재현하여 사전 가상치료를 실행할 수 있도록 하며 이에 따른 제반 부대 장비와 도구 개발로 발전할 계획임

▣ 연구개발성과
□ 기술개발 세부내용
ㅇ 3D 스캔 자료수집 데이터베이스 구축
- 향후 지속해서 추가 확보될 데이터를 정규화하는 틀을 개발하여 통일된 데이터 형식이 사용된 지속적인 데이터 수급을 통해 보다 계속진화적인 인공지능 시스템의 기반 구축
ㅇ 3D 시뮬레이션 인공지능 기술개발
- 치아 3D 모형 디지털 데이터 수집을 위한 크라우드 서버 개발 및 3D 시뮬레이션 치료 계획을 위한 AI 기반 최적화 솔루션 개발, 치료계획을 위한 인공지능 융합 인터페이스 개발.
ㅇ 인공지능 기술기반 맞춤형 교정치료 장치 제작 기술개발
- 객관적이고 과학적인 진료 진행 평가와 치료순항 조언 및 개선책을 위한 목표지향적 치료순항 조절 시스템에 의거한 자동평가서 발급 및 공유기능을 포함하는 치료계획 수립 및 치료효과 예측 소프트웨어 등으로 구성되는 개방형 인공지능형 교정 플랫폼
- 인공지능을 통해 치아배열 최적화 방법 제시 솔루션을 적용한 개인 맞춤형 교정치료 장치제작
ㅇ 치과 중심 테스트를 통한 시스템 고도화
- 1차 년도에 스캔데이터 수집 크라우드 서버 및 치료를 위한 프로토콜 개발을 완료하고, 2차년도에는 이를 기반으로 교정치료를 위한 전용 알고리즘을 연구 개발하여 실제 치과 현장에서 치료술식과 연계하는 기술개발
ㅇ 핵심 기술
- 치아 촬영 영상 및 3D Scan 비정형 Data 저장 및 비식별화를 통한 학습용 미러링 데이터 구축기술
- 인공지능 학습데이터 활용 진단 포인트 도출 및 평가기술
- 3D Scan Data 기반 적용하고자 하는 교정치료계획 제시기술 (와이어, 어태치, 투명교정 등)
- 정밀한 개별치아와 치아 전체 이동 경로 시뮬레이션 제시 기술
- 결정된 치아 이동 경로 계획에 따라 단계별 필요한 교정기 자동 설계기술
□ 연구개발 수행 실적
□ 정성적 연구개발 성과
ㅇ 의료인의 개인적인 의견 위주가 아닌 과학적 정량적 객관적 진단 치료계획 수립의 새로운 방법론 제시 (인공지능형 임상의사결정시스템, Clnical Decision Making Support System)
ㅇ 현재 치아교정치료비용이 고가의 원인이 수입산 의료기기와 전문의 기술료임. 인공지능 진단 보조 솔루션의 개발을 통하여 전문가 기술료의 인하 기대, 그리고 이를 적용한 치과 장치의 비용 감소는 전반적인 치료비용 인하 효과
ㅇ 본 연구개발의 치료비용 인하효과는 현재 고가의 치아교정치료가 일부 계층의 선택적 혜택에서 전국민이 누릴수 있는 보편적 복지화 가능
ㅇ 치아발육 성장 시기에 치아교정치료를 보편화 한다면 충치 및 구강질환 예방효과는 탁월하여 현 의료보험공단 치과 연 지출 1.7조원의 절약 가능, 정부재정 건전화와 국민 복지 선순환 투자 가능하게 되어 국민 삶의 질적향상 기여
□ 연구개발 성과 (실적)
□ 성과지표 및 측정방법
(1) 결과물의 성능지표 및 연구개발 실적
(2) 평가방법 및 평가환경

▣ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
ㅇ 본 연구개발은 의료인의 개인적인 의견 위주가 아닌 과학적 정량적 객관적 진단 치료 계획 수립의 새로운 방법론 제시 (인공지능형 임상의사결정시스템, Clnical Decision Making Support System)하는 치과 인공지능 솔루션임
ㅇ 4차 산업혁명과 함께 디지털 덴티스트리(Digital Dentistry) 시장이 급성장 하고 있으며, 국내에서도 투명교정 시장진입을 위한 기술개발이 빠르게 시도되고 있으나, 많은 장점에도 불구하고 아직은 도입기로 많은 시행착오가 발생하고 있음. 이와 같은 치료실패 또는 치료 기간의 장기화 등을 방지하기 위한 최적의 진단 및 치료계획 수립 알고리즘의 필요성에 의해 개발하였으며 향후 이를 적용한 치과장치 제작 및 사업화 계획 진행 중임
ㅇ 본 연구개발 기술을 코어기술로 하여 치과 턱관절질환 분석 및 턱안정장치 제작 AI 솔루션, 앞니 심미보철 최적 디자인 추천 AI 솔루션, 치과 임플란트 최종 상부구조최적 추천 디자인 AI 솔루션으로 적용 활용 분야를 확장하고자 지속 연구개발 중임
ㅇ 또한 코로나 팬데믹으로 인하여 세계 의료기시장의 새로운 진료방법구축을 위한 움직임이 활발하며 비대면 서비스로 확대되고 있음에 따라, 비대면 서비스인 DTC 시대로 진화하고 있음에 따른 빠른 시장 진출 및 선점을 하고자 함
ㅇ 본사는 치과 전문지식을 인공지능형 알고리즘으로 구현 개발하여, 유관 업종에서 국내 최상위의 기술력을 확보, 보유하였기에 본 개발기술을 중심으로 치과 진료 효율성 확대와 치료 효과 향상을 위한 연구개발을 꾸준히 진행하여, 관련 서비스의 확대, 다양한 제품화 상용화를 통하여 향후 5년이후 1,000억 매출과 글로벌 수출을 300억 이상을 목표로 함

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1-1. 필요기술(개발기술) 및 적용 제품/서비스의 개요 ... 8
• 1-2. 필요기술의 기술개발 범위 및 목표 요구사항 ... 9
• 1-3. 주관연구개발기관의 사업내용 및 기술 역량 ... 12
• 1-4. 공동연구개발기관 기술 소개 및 기술개발 역량 ... 27
• 1-5. 필요기술 관련 기 보유 특허 등 지적재산권 및 R&D 역량(장비, 인력 등) ... 30
• 1-6. 공동연구책임자의 R&D 및 사업화 지원 실적 ... 32
• 1-7. 필요기술에 대한 기술개발 목표 및 내용 ... 34
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 57
• 2-1. 추진계획 대비 수행실적 ... 57
• 2-2. 핵심기술 개발수행 세부내용 ... 59
• 2-3. 성능지표 및 측정방법 ... 105
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 106
• 1) 연구수행 결과 ... 106
• 2) 목표 달성 수준 ... 146
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 147
• 5. 연구개발성과의 활용 및 사업화 계획 ... 148
• 끝페이지 ... 150