측두골 전산화단층촬영 PACS데이터를 이용한 안면신경의 3차원적 계측

Abstract

이비인후과 영역에서 측두골 전산화 단층촬영은 측두골, 중이 및 내이 구조물의 해부학적 지식의 습득 및 공간적 관계를 이해하는데 중요한 역할을 한다. 이중에서도 이과 수술의에게 부담이 되는 안면신경의 주행경로에 대한 정확한 정보를 주는 데 큰 도움이 된다. 최근 고해상도 전산화 단층촬영의 보편화와 컴퓨터 하드웨어의 가속화된 발전, 영상합성 소프트웨어의 개발로 이를 이용한 측두골 3차원 구성 시도 등이 있으나, 안면신경을 대상으로 주행 경로 및 각도를 정밀하게 계측한 연구는 없다. 이에 본 연구는 측두골 전산화 단층촬영 PACS 데이터를 이용하여 정상 한국인에서의 안면신경의 각 분절의 길이 및 주행 경로의 각도를 계측하였다. 2004년 3월에서 2005년 6월까지 이화여자대학교 목동병원에서 시행한 측두골 전산화 단층촬영(SOMATOM sensation 16, Simens Medical System, Erlangen, Germany) 중 방사선과 전문의에 의해 양측 모두 정상으로 판독된 31례를 대상으로 좌측 안면신경의 주행경로를 계측하였다. 남자 13귀, 여자 18귀였고 평균나이는 34.3세(15-59세)였다. 파이뷰 프로그램(π-view 4.5 software, Infinitt Co., Seoul, Korea)에서 lense cursor를 이용하여 안면신경 주행 경로 중 6개 점의 x와 y축 pixel 좌표 및 z축 좌표인 slice number를 기록하였다. DICOM file의 header에서 얻은 정보로 pixel spacing이 0.3125 mm(case 10번만 0.3515625 mm)임을 이용하여 pixel의 x, y축 좌표를 mm로 변환하고, slice interval이 1.5 mm임을 이용하여 z축 좌표에 해당하는 slice number를 mm로 변환하였다. 3차원 공간좌표 간의 거리 및 각도에 대한 해석 기하학을 적용하여 안면신경의 각 분절의 길이 및 주행 경로의 각도를 계측하였다. 측두골 전산화 단층촬영 축상 스캔에서 PACS 데이터를 이용한 안면신경 주행경로에서의 각 분절 길이의 계측값(평균±표준편차)은 내이도 분절 14.40±2.52 mm, 미로 분절 6.34±1.07 mm, 고실 분절 11.96±1.16 mm 및 유돌 분절 13.56±1.64 mm였다. 안면신경 주행경로의 각도의 계측값(평균±표준편차)은 내이도 분절과 미로 분절이 이루는 각 143.92±9.72°, 미로 분절의 주행시 꺽이는 각 123.92±12.56°, 미로 분절과 고실 분절이 이루는 각 40.13±6.85° 및 고실 분절과 유돌 분절이 이루는 각 114.01±5.67°였다. 본 연구 과정에서 미로 분절이 직선이 아닌 곡선으로 주행한다는 것을 알 수 있었고 이는 기존의 문헌에서 제시한 미로 분절의 길이, 주행 각도 및 미로 분절과 다른 안면 신경 분절 간에 이루는 각도 값 등에 대한 보완이 필요함을 시사한다. 그러나 본 연구가 가지는 한계점으로 z축 좌표에 대한 정보가 부족하다는 점이다. 이는 관상 스캔의 공간 좌표를 이용하여 보완할 수도 있는 문제지만, 실제적으로 축상 스캔과 관상 스캔의 기준 좌표값이 다르기 때문에 좌표를 공유하기 힘든 문제가 있다. 또한 slice interval을 1.5 mm에서 0.5-1 mm로 좀더 세밀하게 한다면 축상 스캔의 PACS 데이터의 좌표만을 이용하더라도 z축 좌표에 대한 더 많은 정보를 가질 수 있을 것이다. 하지만 이로 인해 임상적으로 방사선 피폭량이 늘어나는 문제가 발생할 수 있다. 기존의 연구에서는 측두골 전산화 단층 촬영의 PACS 데이터를 제한된 2차원 slice 내에서 내이 구조물의 길이 등을 계측하는 데 그쳤으나, 본 연구에서는 3차원 공간에서의 공간 벡터의 거리와 내적 공식을 이용한 해석 기하학을 계측 과정에 적용함으로써 이를 이용한 새로운 방법론을 제시한 데 의의가 있다.;The reports of measurements for the facial nerve course using computer-based programs are rare. The purpose of this study was to measure the length and angle of the facial nerve course using PACS data. Temporal bone CT of 31 patients(13 men and 18 women) without apparent disease of middle and inner ear were retrospectively reviewed. Six points on axial scan were measured as three-dimensional coordinates in PACS using π-view program. The slice interval was 1.5 mm. Based on the analytical geometry, the length and angle of each segment of the facial nerve were measured. The length of the meatal segment, labyrinthine segment, tympanic segment and mastoid segment were each 14.40±2.52 mm, 6.34±1.07 mm, 11.96±1.16 mm and 13.56±1.64 mm. The angle between the meatal segment and labyrinthine segment was 143.92±9.72°, the angle of the curved-coursed labyrinthine segment was 123.92±12.56°, the angle between the labyrinthine segment and tympanic segment was 40.13±6.85° and the angle between the tympanic segment and mastoid segment was 114.01±5.67°. This study revealed that the course of the labyrinthine segment of the facial nerve is curved, not straight as previously described. Further study is necessary to validate the length and angle of the course of the labyrinthine segment in a large population. The measurement technique based on three-dimensional analytical geometry using TBCT PACS data reported here is readily available, accurate and easy to perform.