혼합현실(MR)을 이용한 치과 치료 지원 시스템

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1794호(2017. 5. 3 발행)에 기고한 원고입니다.

▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

혼합현실이용 치과치료 지원 시스템.pdf

ž 소프트뱅크 산하 리얼라이즈 모바일 커뮤니케이션즈(Realize Mobile Communications)는 혼합현실(MR) 헤드마운트디스플레이(HMD)를 이용한 치과 치료 지원 시스템을 개발했다고 발표

Ø 리얼라이즈 모바일 커뮤니케이션즈는 치과 의료기기 업체인 모리타(Morita)와 시스템을 공동 개발했는데, 모리타는 영상진단 및 CAD 등 컴퓨터를 이용한 치과 의료 혁신 노력을 지속해왔음

Ø 모리타는 미래의 기술발전 방향을 고려할 때 증강현실(AR)과 혼합현실(MR)을 활용함으로써 치과 치료의 정확성을 높일 수 있을 것으로 생각했다며 개발 배경을 설명

<자료> Realize Mobile Communications [동영상] 혼합현실 이용 치과치료 지원 시스템

Ø 양사가 개발한 새로운 시스템은 영상 진단 결과라는 가상 공간과 눈앞의 실재 환자라는 현실 공간을 복합시키는 MR 기술을 활용한 것으로, 치과 의사는 오큘러스 VR(Oculus VR)의 ‘오큘러스 리프트(Oculus Rift cv1)’를 착용한 상태에서 환자를 치료하게 됨

Ø HMD 화면에는 치료 전에 실시한 방사선 사진 등 영상 진단 결과와 환자의 모습이 실시간으로 겹쳐서 표시되는데, 이로써 육안으로는 보이지 않는 잇몸 내부의 신경도 마킹되어 표시됨

Ø 지금까지는 영상 이미지와 환자의 모습을 번갈아 보면서 신경의 위치를 ​​추측하여 치료를 해야만 했으나, 새로운 시스템을 이용하면 시선을 눈앞에 있는 환자의 입안에 집중시킨 채 신경의 위치를 ​​정확히 파악하면서도 손상이 되지 않도록 치료를 할 수 있게 됨

Ø 양사는 2년 후에 치과대학 등에서 교육 및 연수 용도로 실용화할 것을 목표로 시스템을 보다 정교하게 발전시켜 나갈 예정임

Ø 교육 및 연수 용으로 사용할 경우 필요한 조작은 동작 인식 인터페이스를 통해 이루어지며 가상의 치과 의료기기도구를 이용해 실습을 하게 됨

<자료> Realize Mobile Communications [그림 1] 동작 인식 인터페이스

ž MR을 이용한 새로운 치과 치료 시스템의 현단계 과제는 HMD의 해상도 문제이며, 마이크로소프트의 홀로렌즈 등 새로운 HMD의 채택을 검토하고 있음

Ø 새로운 시스템 개발에 협력한 치과의사들은 MR 시스템이 임플란트 치료를 할 경우 구멍을 뚫는 각도와 깊이 등의 정밀도를 쉽게 높일 수 있다며 만족감을 표시

Ø 반면 교육 및 연수 용도라면 지금도 충분히 사용 가치가 있지만, 임상 현장에서 실제 환자에 사용하기 위해서는 아직 개선의 여지가 있다는 평가를 내리고 있음

Ø 현단계 과제 중 하나는 HMD의 해상도인데, 오큘러스 리프트 cv1의 디스플레이와 카메라의 해상도 수준으로는 치료 부위를 직접 보고 싶을 때 화질이 다소 떨어지는 문제가 있다는 평가

Ø 해상도가 높은 HMD 기기들도 나오기 시작하고 있긴 하지만, 처리하는 데이터의 양이 증가하는 만큼 데이터 전송에 지연이 발생할 가능성이 있고, 고해상도 기기일수록 무게가 늘어나 치과 의사가 착용할 경우 머리와 목에 부담이 가능 문제도 고려해야 함

Ø 리얼라이즈 모바일 커뮤니케이션즈는 HMD 기기로는 오큘러스 리프트 외에 마이크로소프트의 ‘홀로렌즈(Microsoft HoloLens)’ 등을 포함해 보다 적합한 기기를 채택하기 위한 검토를 진행 중

Ø 향후 기술과 인프라의 발전 속도에 따라 고해상도 영상을 실시간으로 쉽게 처리하는 HMD가 빠른 속도로 개발될 가능성이 있기 때문에, MR을 이용한 치과 치료 시스템이 임상 현장에 투입되는 것도 현재 예상보다 앞당겨질 수 있을 것으로 기대