솔직히 말해서, 제가 자율 로봇 치과 의사에 대한 제안을 처음 받았을 때, 저는 “좋아요, 이 사람들과 이야기를 나누고 기사를 써야겠어요. 이게 끔찍하지 않을 수 있는 방법이 없으니까요.”라고 생각했습니다. 그런 다음 그들은 저에게 실제로 끔찍했던 영상을 보냈는데, 고속 드릴이 대부분의 치아를 제거하는 것을 보는 것만이 할 수 있는 방식으로 끔찍했습니다.
하지만 근본적으로 이것은 로봇공학과는 거의 관련이 없습니다. 왜냐하면 치아를 뚫는 것은 어떤 경우에도 짜증나기 때문입니다. 따라서 우리가 물어야 할 진짜 질문은 이것입니다. 치과 시술을 가능한 한 빠르고 안전하게 만들어서 그 고유한 공포감을 최소화할 수 있을까요? 그리고 놀랍게도 그 답은 스타트업인 지각적.
Perceptive는 오늘 모든 사람의 미래 치과 경험을 더 좋게 만들어 줄 두 가지 새로운 기술을 발표합니다. 여기서 로봇에 집중하기 쉽지만(글쎄요, 로봇이니까요), 로봇이 하는 일(잠시 후에 설명하겠습니다)을 할 수 있는 이유는 새로운 이미징 시스템 때문입니다. 입 안에서 작동하도록 설계된 핸드헬드 이미저는 광 간섭 단층촬영(OCT) 치아 내부의 3D 이미지, 심지어 잇몸선 아래, 뼈까지 3D 이미지를 생성합니다. 이는 치과 의사가 일반적으로 사용하는 2D 또는 3D 엑스레이보다 해상도와 위치 정확도 면에서 훨씬 뛰어납니다.
Perceptive의 휴대형 광 간섭 단층 촬영 장비는 충치를 검사합니다.지각적
실제로 엑스레이는 충치를 감지하는 데 매우 나쁜 것으로 밝혀졌습니다. 퍼셉티브 CEO 크리스 시리엘로 정확도는 충치의 위치와 범위를 파악하는 데 30% 정도라고 합니다. 실제로 치과 의사가 치아를 뚫기 시작하고 모든 것을 찾을 때까지 계속하기 때문에 보이는 것만큼 큰 문제는 아닙니다. 하지만 로봇에는 분명히 효과가 없습니다. 로봇에서는 모든 데이터가 미리 필요합니다. 바로 여기서 OCT가 등장합니다. OCT는 초음파와 비슷하다고 생각할 수 있는데, 반사 에너지를 사용하여 이미지를 구축하지만 OCT는 소리 대신 빛을 사용하여 훨씬 더 높은 해상도를 제공합니다.
Perceptive의 이미저는 치아 내부의 세부적인 3D 지도를 만들 수 있습니다.지각적
OCT가 이전에 치아에 사용되지 않은 이유는 기존 OCT의 경우 자세한 이미지를 얻는 데 필요한 노출 시간이 몇 초이고 노출 중에 움직이면 이미지가 흐릿해지기 때문입니다. Perceptive는 대신 동작에서 구조를 사용하는 접근 방식(많은 로봇 공학자에게 친숙할 것임)을 사용하여 훨씬 짧은 노출 시간에 의존하여 훨씬 적은 데이터 포인트를 얻은 다음 스캐너를 움직여 더 많은 데이터를 수집하여 점진적으로 완전한 3D 이미지를 구축합니다. Ciriello에 따르면 이 접근 방식은 90% 이상의 정확도로 약 20마이크로미터 내에서 병리를 국소화할 수 있으며 치과 의사가 스캔이 완료될 때까지 도구를 다른 방향으로 치아 주위로 움직이기만 하면 되므로 쉽게 수행할 수 있습니다.
다시 말하지만, 이는 로봇이 치아를 치료할 수 있도록 데이터를 수집하는 것에 관한 것이 아닙니다. 치과 의사가 환자가 겪고 있는 문제를 식별하고 치료하는 데 도움이 되는 더 나은 영상 기술에 관한 것입니다. “우리는 이것이 근본적인 단계적 변화라고 생각합니다.”라고 Ciriello는 말합니다. “우리는 치과 의사에게 문제를 더 잘 찾을 수 있는 도구를 제공하고 있습니다.”
로봇은 움직임 보상을 위해 입과 기계적으로 결합됩니다.지각적
Ciriello는 캐나다 브리티시 컬럼비아의 작은 산간 마을에서 치과 의사로 일했습니다. 그런 지역에 사는 사람들은 치료를 받는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 그는 “시골 지역에서 일하고 싶어하는 치과 의사가 많지 않습니다.”라고 말합니다. “때로는 치료를 받는 데 몇 달이 걸리기도 하고, 통증이 있다면 정말 좋지 않습니다. 제가 해야 할 일은 치과 의사의 생산성을 높일 수 있는 기술을 만드는 것이라는 것을 깨달았습니다.”
Perceptive의 로봇은 일반적으로 몇 시간과 여러 차례의 방문이 필요한 치과 시술을 한 번의 방문으로 몇 분 만에 완료하도록 설계되었습니다. 로봇의 진입점은 크라운 설치로, 치아의 윗부분을 인공 캡(크라운)으로 교체하는 것입니다. 이것은 매우 일반적인 시술이며, 보통 두 단계로 진행됩니다. 첫째, 치과의사가 드릴로 치아의 윗부분을 제거합니다. 다음으로, 치아의 틀을 만들어 크라운을 맞춤으로 맞춥니다. 그런 다음 임시 크라운을 씌우고 집으로 보내면 틀을 우편으로 보내 크라운을 만듭니다. 몇 주 후에 영구 크라운이 도착하면 치과에 다시 가서 임시 크라운을 제거하고 영구 크라운을 시멘트로 고정합니다.
Perceptive의 시스템을 사용하면 다음과 같이 진행됩니다. 치과 의사가 처음에 크라운이 필요하다고 확인한 이전 방문에서 OCT 이미저로 치아 스캔을 받았을 것입니다. 이 데이터를 기반으로 로봇은 드릴링 경로를 계획한 다음 드릴링을 시작하기 위해 도착하기 전에 크라운을 만들 수 있습니다. 이는 정확한 형상이 미리 알려져 있기 때문에 가능합니다. 시술을 위해 도착하면 로봇이 약 5분 안에 실제로 드릴링을 하고 완벽하게 맞는 영구 크라운을 제자리에 고정하면 끝납니다.
로봇은 아직 시제품 단계이지만 몇 년 내에 출시될 수도 있습니다.지각적
분명히 안전은 여기서 큰 관심사입니다. 왜냐하면 고속 드릴이 달린 로봇 팔이 문자 그대로 두개골 안에서 작동하기 때문입니다. Perceptive는 이 사실을 잘 알고 있습니다.
Perceptive 로봇에 대해 이해해야 할 가장 중요한 점은 작동할 때 물리적으로 사용자에게 부착된다는 것입니다. 바이트 블록이라는 것을 입에 넣고 깨물면 입을 벌리고 턱이 피곤해지는 것을 방지할 수 있습니다. 로봇의 엔드 이펙터는 일련의 작동 링크를 통해 해당 블록에 물리적으로 부착되어 드릴이 움직이더라도 머리의 움직임이 드릴 끝에서 즉시 복제됩니다. 기본적으로 두개골은 로봇의 베이스 역할을 하며 치아와 드릴은 동일한 기준 프레임에 있습니다. 순전히 기계적 결합은 비전 시스템이나 인코더 또는 소프트웨어가 필요하지 않음을 의미합니다. 직접적인 물리적 연결이므로 동작 보상이 즉각적으로 이루어집니다. 환자는 시술 중에 머리를 편안하게 움직이고 약간 움직일 수 있습니다. 로봇에는 아무런 차이가 없기 때문입니다.
인간 치과의사는 시술 중에 환자가 움직일 때 드릴로 찌르지 않기 위한 몇 가지 전략을 가지고 있습니다. 예를 들어 손가락을 치아에 대고 드릴을 치아 위에 올려놓는 것입니다. 하지만 이 로봇은 단단한 연결로 인해 움직이는 환자에게도 오차가 수십 마이크로미터에 불과하기 때문에 그 방법보다 더 안전하고 정확할 것입니다. 치과의사보다 조금 더 느리게 움직이겠지만 정확히 필요한 곳에만 드릴링하기 때문에 전반적으로 시술을 더 빨리 완료할 수 있다고 Ciriello는 말합니다.
팔 안에는 물리적인 카운터밸런스 시스템도 있는데, 팔을 효과적으로 무중력 상태로 만드는 멋진 터치입니다. (OG 로봇을 좋아하는 사람들을 위해 말씀드리자면, PR2 팔과 비슷합니다.) 그리고 마지막 안전 조치는 풋 페달을 통한 치과의사-인-더-루프입니다. 이 페달은 계속 눌러야 하며, 그렇지 않으면 로봇이 움직임을 멈추고 드릴을 끕니다.
Ciriello는 로봇이 더 빨리 작업할 수 있을 뿐만 아니라 더 나은 결과를 낼 수 있다고 주장합니다. 충전물이나 크라운과 같은 대부분의 보철물은 치과 의사가 치아에서 너무 많은 재료를 제거하여 약화시키거나 너무 적은 재료를 제거하여 근본적인 문제를 완전히 해결하지 못했기 때문에 약 5년 동안 지속됩니다. Perceptive의 로봇은 훨씬 더 정확할 수 있습니다. Ciriello는 로봇이 “인간적으로는 불가능한” 형상을 절단하여 맞춤 가공 부품의 정밀도로 치아에 보철물을 장착할 수 있다고 말합니다. 이는 거의 정확히 그 자체입니다.
Perceptive는 이 빠른 영상에서 보듯이 실제 인간 환자에게 로봇을 성공적으로 사용했습니다. 실제로 로봇은 인간 치과 의사보다 약간 느리게 움직입니다.지각적
Perceptive 시스템의 기술적 장점에 집중하는 것은 쉽지만 치과 의사는 에드 주커버그 (Perceptive에 투자한 사람)은 속도나 정확성만이 중요한 것이 아니라 환자가 더 나은 기분을 느낄 수 있도록 하는 것도 중요하다고 지적합니다. “환자는 치과 의사의 인간적 본성과는 대조적으로 로봇의 정밀성에 대해 생각합니다.” 주커버그가 말했습니다. 치과 의사가 특히 일반적인 공포증을 해결할 수 있는 방식으로 자신의 작업에 기술을 사용하고 있다는 것을 보면 자신감이 생깁니다. “환자 경험을 향상시키거나 공포증 환자의 경험을 더 편안하게 만들 수 있다면, 저는 자동으로 그 상자를 체크합니다.”
현재 시중에는 다른 치과 로봇이 하나 더 있습니다. 요미치과 임플란트에 대한 매우 구체적인 시술에 대한 보조 자율성을 제공합니다. Yomi는 자율적이지 않지만 치과 의사가 올바른 깊이와 각도로 드릴링하도록 안내합니다.
Perceptive는 1세대 시스템을 인체에서 성공적으로 테스트했지만 아직 상용화할 준비가 되지 않았습니다. 다음 단계는 FDA와의 핵심 임상 시험이라고 할 수 있으며, Cirello는 그것이 잘된다면 “몇 년” 안에 대중에게 공개될 수 있을 것으로 추정합니다. Perceptive는 지금까지 3,000만 달러의 자금을 모았고, 이것이 결승선을 통과하기에 충분하기를 바랍니다.
