서     론

   최근 들어 발달하고 있는 computer는 software의 개발과 더불어 3차원적 영상을 재건하여 공학 및 다방면에서 유익하게 응용되고 있다. 이비인후과 영역에서는 두경부종양 및 골 3차원적 영상 재건을 사용하여 병변의 정확한 평가와 수술적 계획 및 술후 평가에 유익한 것으로 알려져 있다. 국내에서는 Lee 등¹⁾과 Shin 등²⁾에 의해 두경부 영역의 3차원 영상 전산화단층촬영(3DCT)에 관한 연구가 이루어졌을 뿐, 측두골 3차원 영상에 관한 연구는 아직 보고되지 않았다. LaRouere 등³⁾에 의하면 측두골의 3DCT는 수술계획을 마련하는데 유용하다고 보고하였고 최근에는 Himi 등⁴⁾은 나선형(helical) CT를 사용하여 인공 와우이식 수술전 측두골의 입체적인 구조를 이해함으로써 3DCT는 인공와우이식 수술 전과 수술 후의 인공와우 상태를 관찰하는 데까지 확대되고 있다.
   저자들은 기존의 2차원적 영상과 3차원적 영상이 주는 만성 진주종성 중이염의 수술 전 두개저 골파괴 소견을 비교하여 수술 전 병변의 평가와 수술 전 계획을 세우는데 있어서 3차원 영상이 주는 임상적 의의를 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다.

대상 및 방법

   1997년 3월부터 1999년 8월까지 만성 진주종성 중이염 수술 전 2차원 영상 측두골단층촬영(2DCT)를 시행하였던 115명의 환자 중에서 두개저 파괴 소견을 보이거나, 골파괴가 의심스러웠던 환자들 중 3DCT를 시행하였던 15명을 대상으로 하여 CT 골파괴 영상소견과 수술 기록지의 수술시 골파괴 소견을 비교한 후향적 연구를 시행하였다. 대상환자들의 연령은 평균 35.2세(28~62세)였다. 15예중 11예에서 상고실 천공, 4예에서 고막 긴장부 후상방에 유착 및 천공을 보였으며 1예에서는 과거 중이근치술을 시행한 개방형 유양동에 진주종이 재발된 상태였다. CT scanner는 미국 General Electric 회사에서 생산된 GE HSA(high speed advantage) Helical CT를 사용하여 125 kV, 200 mA 두께 1 mm 간격으로 연속 촬영하였다. 3D 영상재건은 threshold-based imaging 방법을 사용하여, 골작업시 150 HU으로써 threshold를 설정하였다. 골피질부의 영상화에 이용되는 shaped surface display방법을 사용하였으며 사용된 software는 미국 Sun 회사의 workstation solaris Adw 1.2 software(advantage window release 1.2 soft-ware)를 사용하였다. CT 시행전 2~3주간의 국소 치료 및 항생제 점이액 quinolone 제재(Tarivid^®)를 사용하였으며 지속적인 이루를 보였던 환자는 2주간의 항생제 경구 치료를 한 뒤 CT를 시행하였다.

결     과

CT에서 두개저 골파괴부위
   5예에서 고실 천개(tegmen tympani), 7예에서 유양동 천개(tegmen mastoideum), 2예에서 후두개저, 1예에서는 후두개저와 유양동 천개에 골파괴를 보였다(Table 1).

2DCT와 3DCT의 골파괴 부위의 양상
   3예에서는 2DCT에서 골파괴의 소견이 뚜렷하지 않고 의심되는 소견을 보였으나 3DCT에서는 골파괴의 양상을 뚜렷이 나타내고 있었다(Figs. 1 and 2). 2DCT에서 골파괴가 선상으로 뚜렷한 12예에서는 3DCT에서 입체적으로 뚜렷한 모양을 보였다. 그러나 2DCT에서의 선상 골파괴와 3DCT에서의 골파괴의 크기는 일치하지 않아서 2DCT의 선상 골파괴만으로는 골파괴의 크기를 예측하기 어려웠다(Figs. 3, 4 and 5). 이중 1예에서는 3DCT에서 난원형의 골파괴 부위의 중심부가 골이 일부 남아 있는 소견을 보였다(Fig. 6).

수술 소견과 CT상의 골파괴 비교
   15예 중에서 14예에서 수술 시 골파괴를 확인하였다.
   2DCT에서 골파괴의 소견이 뚜렷하지 않았으나 3DCT에서 뚜렷한 골파괴의 양상을 보였던 3예에서는 수술시 3DCT와 똑같은 골파괴 소견을 발견할 수 있었다. 특히 Fig. 1과 같은 아령형 모양의 골파괴는 수술 소견과 3DCT와 일치하였다. 2DCT에서 선상 골파괴를 보였던 12예의 수술소견에서도 선상의 골파괴는 없었으며 3DCT의 형태와 같은 난원형, 타원형의 골파괴 부위가 확인되었다. 따라서 2DCT에서 보인 선상 골파괴는 수술시 골파괴의 양상을 예측하기가 어려웠다. 14예에서 3DCT에서 나타난 골파괴의 형태의 술전 파악은 진주종 기질 제거 후 기질막을 박리할 때 골파괴 부위를 조심스럽게 박리함으로써 뇌척수액 유출을 방지하는데 도움되었다. 3DCT에서 두개저와 유양동 천개에 심한 골파괴를 보였던 1예(Fig. 5C and D)에서는 진주종을 거의 제거하고 난 뒤 골파괴부위에 화농성 육아조직 양상을 보였다.

고     찰

   현재 사용되는 2DCT는 골구조와 연부조직의 형태를 자세히 보여주지만 병변에 대한 직접적인 시야의 소견은 제공하지 못하는 단점이 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 3차원적 영상을 얻으려는 노력을 해왔다. 횡단면의 2차원 영상을 이용하여 3차원으로 모형화(simulation) 시키는데 필요한 연산법(algorithm)은 주로 thresholding 또는 surface-based binary방법과 semitransparent 또는 volume-based 방법으로 분류된다. 현재 많이 사용되는 방법은 thresholding 방법이 주로 사용되며 본 연구에서도 사용되었다. 이 방법은 volume formation, classification, image projection 순서의 3가지 단계로 구성된다. 또한 각각 조직에 고도(high), 저도(low)의 두가지 수치가 부여되는데, 만일 신호강도가 조직이 가지는 고도와 저도 역치 사이에 놓이면 각 voxel(volume element)은 같은 종류의 조직을 포함하고 있다고 인식하며, 신호강도가 정해진 역치밖에 놓이면 그러한 종류의 조직이 없는 것으로 인식된다. Fishman 등⁵⁾에 의하면 thresholding방법에서는 high threshold CT scale의 최상치 이상에 있어 의미가 없고, low threshold를 유일한 threshold로 여긴다고 한다. 일반적으로 골조직을 표현하려면 플러스 150 HU 정도이고 피부표면은 마이너스 100 HU 정도의 threshold치를 취한다. 본 연구에서도 골조직을 플러스 150 HU로 설정하였다. 3DCT program은 체용적을 의미하는 CT의 횡단면 절편들에 따라 표면영상을 만들게 되기 때문에 적당한 조건의 CT영상을 얻어야 하는데 voxel 사이의 간격을 줄이기 위해 비교적 얇은 절편이 되며 두경부에서는 대개 2~3 mm를 사용한다. 본 연구에서는 측두골 2DCT는 1 mm의 두께를 사용하였다. 따라서 1.5 mm 두께에 비해 slice들이 증가되어 시간은 약간 소요되지만 보다 좋은 영상을 얻을 수 있었다.
   3차원 영상이 임상적으로 활용되려면 적절한 영상을 보다 더 짧은 시간에 만들어야 하고 환자의 협조가 따라야 한다. Pate 등⁶⁾에 의하면 전신 마취가 필요한 경우도 있다고 하나 본 연구에서는 전신마취가 필요한 경우는 없었다.
   이비인후과 영역에서 3DCT의 사용은 주로 악안면 골절, 기형 등에서 시도되어 왔으며 이과영역에서는 Nakashima 등⁷⁾에 의해 측두골 조직을 광학현미경과 3차원 영상 software를 사용하여 와우, 이소골 등을 3차원 영상화를 시행하여 보다 더 입체적인 해부구조를 이해하기 위해 연구가 시행되어 왔으나 CT를 사용한 3차원 영상화는 활발하지 못했다. 최근들어 Tomura 등⁸⁾에 의해 측두골에서도 골 병변을 진단하기 위해 시도되기 시작하였으며 LaRoure 등3)에 의해 수술 계획을 설정하는데 도움을 받기 위해 3DCT를 시도된 바 있다. 또한 Reisser 등⁹⁾에 의해 3DCT를 사용한 정상 측두골 구조에 관한 연구가 시도되었으며 Edamatsu와 Yamashita¹⁰⁾에 의해 중이강내의 이소골 영상 연구를 시도하였다. 2DCT 영상에 비해 3DCT 영상의 장점은 환자에게 부가의 방사선 노출이 필요하지 않고, 이비인후과나 방사선과의사에게 여러 시각에서 관찰할 수 있게 하며 측두골 내에서 국소 연관부위를 보다 더 잘 이해할 수 있고 또한 측정을 할 수 있고 교육적인 장점도 있다. Himi 등⁴⁾은 나선형(helical) 3DCT를 사용하여 인공와우 이식수술후 내이에 인공와우의 전극 상태를 파악하는데 도움이 되었다고 보고하였으며 인공와우 이식 수술전이나 수술후 유용하다고 지적하였다. 또한 Schubert 등¹¹⁾은 3DCT는 인공와우 이식 이외에도 측두골 종양, 중이기형 수술에 중요한 진단적 가치가 있다고 보고하였다. Esselman 등¹²⁾은 중이강내 이식형 보청기를 3DCT를 사용하여 보청기 fitting에 이용하였다. 따라서 3DCT는 향후 더욱 연구 적용이 증가할 것으로 사료된다. 3DCT는 이소골 성형술 후 이소골 상태와 안면신경관 골부 결손부위를 확인하는데도 사용될 것으로 여겨진다. 또한 이소골을 3차원 영상화하여 고실성형술 및 이소골 성형술후 이소골의 안정 상태를 술 후 확인하는데 도움이 될 것으로 추정된다. 저자들도 최근 TORP, PORP 등 이소골 성형술 후 시도하였으나 만족할 만한 영상을 얻지 못하였다. 더 발달된 소프트웨어가 갖춰지면 이소골을 3차원 영상화시킬 수 있어 이소골 피괴의 정보 및 이소골 성형술 후 이소골 상태를 파악하는데 도움이 되리라 사료된다.
   Kawana와 Nakono¹³⁾는 5예의 진주종을 대상으로 3DCT를 시행하였으며 3DCT는 임상적으로 진단과 치료에 도움이 된다고 하였다. 만성 진주종성 중이염은 골파괴를 흔하게 동반하기 때문에 수술 전에 골파괴 정도를 확실하게 파악하는 것은 임상적으로 중요하다. 특히 본 연구 결과와 같이 2DCT에서 두개저부의 골 파괴가 선명하지 않고 의심스러운 경우에 3DCT는 골 파괴를 확인하는데 도움이 된다. 또한 3DCT에서 확인된 골 파괴의 모양은 수술시 진주종 기질막을 조심스럽게 제거하는데 도움을 준다. 따라서 저자들은 수술 중에 골파괴 부위의 뇌척수액 유출 같은 합병증을 피할 수 있었다. 특히 후두개저의 골파괴가 있을 때는 뇌경막을 조심스럽게 처리하여야 한다. 후두개저의 뇌경막은 뇌거미막체(arachnoid mesh)가 중두개저에 비해 적기 때문에 뇌척수액이 유출될 경우 다량 유출되기 때문에 쉽게 막기가 힘들다.¹⁴⁾ 골파괴 부위는 진주종 기질을 제거한 경우 육아조직이 비후된 뇌경막위를 덮고 있다. 본 증례들은 수술전 2~3주 정도 항생제 치료를 충분히 하고 수술을 했기 때문에 화농성 육아조직은 드물었다. 따라서 저자들은 이주 연골을 사용하여 골파괴 부위 재건하였다. 골파괴 부위를 재건하지 않았을 경우 Neely 등¹⁵⁾과 McGregor 등¹⁶⁾이 보고한 것처럼 오랜 시간이 경과되면 드물게 뇌조직이 유양동내로 탈출될 수 있기 때문이다. 따라서 가능하면 두개저 골파괴 부위는 연골이나 골조직을 사용하여 재건하는 것이 좋다.
   본 연구에서는 3DCT slice에 길이의 표준 표식자(ruler)를 표시하기가 어려워서 술전 3DCT에서 나타난 골파괴 부위를 영상분석기를 사용하여 골파괴부위의 면적을 측정하기가 어려웠으나 향후 이 문제가 해결되면 술전 영상분석기를 사용하여 골파괴 부위 면적을 정확히 측정하여 골파괴 부위를 재건하는데 있어서 재건물질을 채취하고 디자인하는데 도움이 되리라 사료된다. CT로는 뇌경막의 염증 상태를 확실히 알 수 없기 때문에 자기공명촬영이 필요한 경우도 있다. 현재 3DCT의 문제점들은 2DCT에 3DCT를 추가하는 경제적 부담과 3차원 영상을 재건하는데 걸리는 시간의 소요다. 향후 곧바로 3차원 영상재건이 되는 소프트웨어가 개발되고 이러한 소프트웨어가 개인용 컴퓨터에 호환된다면 2DCT만을 가지고 3차원 영상 재건이 가능하리라 사료된다.

결     론

   만성 진주종성 중이염 환자들을 대상으로 시행한 3DCT는 수술전 2DCT에 비해 두개저 골파괴의 정보를 효과적으로 제공하였다. 향후 연산기법의 발달과 소프트웨어의 발달로 보다 좋은 3차원 영상재건이 개인 컴퓨터에서도 작업이 가능하리라 사료된다.

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