교신저자：이동희, 480-130 경기도 의정부시 금오동 65-1  가톨릭대학교 의과대학 이비인후과학교실
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서     론

   육상동물의 대부분은 고실포(tympanic bulla)와 연결된 중이강을 갖고 있으며, 인간을 포함한 일부 종(species)에서는 측두골 내에 복잡한 구조를 갖는 함기화 체계를 갖는다.¹⁾ 특히 사람에서 잘 발달된 유돌봉소의 정확한 생리적 기능은 명확하지 않으나, 온도의 변화에 민감한 내이를 외부 온도변화로부터 보호하는 기능과 함께 측두골 내 함기화 체계의 가스 분압 조절에 관여한다고 알려져 있다. 중이강에 대한 공기 저장소로서의 유돌봉소의 기능에 대해서도 많이 연구되고 있는데 특히 유돌봉소의 함기화 정도가 공기 저장소로의 능력과 관계가 깊다고 알려져 있다.²⁾³⁾
   앞서 저자들은 전산화 단층촬영(CT) 영상을 3차원 재구성하는 방법을 이용하여 연령별로 한국인의 유돌봉소 함기화의 정도를 보고하였다.⁴⁾ 한국 성인에서의 유돌봉소 함기화의 부피는 평균 7095.2 mm³이었으며, 성별 및 좌우측 간에는 유의한 차이가 없었다. 또한 함기화는 출생 후 10대까지 급격하게 진행되어 20대에 최고치를 이루었다가 서서히 부피가 감소하는데 60대 말부터는 급격하게 감소하는 경향을 보여주었다. 이 연구에서도 알 수 있었듯이 유돌봉소의 함기화 정도는 개인마다 차이가 많고 이러한 개인간의 함기화의 차이는 두 가지 가설로 설명되고 있는데, 개체의 함기화 정도가 유전적으로 결정된다는 설과 유, 소아기의 이관 및 중이강의 병리학적 변화와 관계있다는 설이다.⁵⁾⁶⁾
   이에 저자들은 일측성 만성 중이염 및 유양돌기염 환자에서 함기화의 발달상태를 알아보고자 본 연구를 계획하였고, 이를 토대로 유전학적 요인과 후천적 환경적 요인 중 어느 쪽이 함기화의 발달에 더 영향을 미치는지를 추론하고자 하였다.

대상 및 방법

   최근에 본원에서 측두골 CT를 시행하고 일측 만성 중이염 및 유양돌기염으로 진단받은 40명의 환자를 대상으로 후향적으로 연구하였다. 이때 진주종성 중이염 및 유착성 중이염은 제외하였다. 대상 환자들의 의무기록을 검토하여 중이염의 수술병력을 갖고 있는 환자는 연구에서 제외하였다. 대상군은 40명(남자 18명, 여자 22명)이었으며, 평균 연령은 44.6세(SD 13.4세)였다. 이들의 건측 귀를 '중이염/건측군'으로, 환측 귀를 '중이염/환측군'으로 구분하였다.
   동일 기간에 두부 외상으로 측두골 CT를 시행하고 유양동 및 중이에 이상소견이 없는 것으로 판정받은 40명의 환자를 대조군으로 삼되, 연령 및 성별이 미치는 영향을 배제하기 위하여 성별 및 연령에 대한 대응표집(matched sampling)을 하였다. 다만 대응표집 시 의무기록상 고막천공소견이나 중이염의 수술병력 및 만성중이염의 병력을 갖고 있는 환자나, 병력 상으로는 이상이 없더라도 CT상에서 만성중이염 소견이 발견된 경우는 연구에서 제외하였다. 대조군은 40명(남자 18명, 여자 22명)이었고 평균 연령은 44.1세(SD 14.1세)였으며, 이들은 '정상군'으로 구분하였다.
   측두골 CT는 Somatom Plus 4(Siemens Medical Systems, Erlangen, Germany)를 이용하였고, 안와의 하연과 외이도 입구의 상부를 연결하는 평면(orbitomeatal plane)을 기준으로 축상면은 이 기준면과 평행하게, 관상면은 환자의 목을 최대한 신전시킨 상태에서 이 기준면에 수직으로 촬영하였다. 촬영조건은 120 kV, 100 mAs, 절편은 1.0 mm 간격으로 하였다. 촬영된 영상정보는 DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine) 파일로 저장된 후에 손실 압축되기 이전에 개인용 컴퓨터로 옮겨졌다.
   총 4개의 거리 측정치와 1개의 부피 측정치를 선정하였는데, 외측반규관이 잘 보이는 축상면 영상에서 1가지, 와우의 기저회전이 잘 보이는 축상면 영상에서 1가지, 후반규관이 잘 보이는 관상면 영상에서 2가지를 측정하였고, window의 하한치를 -1,024 HU로, 상한치를 -200 HU로 설정하고 CyberMed사의 Vworks^TM 4.0을 이용하여 유돌봉소의 함기화 부피를 측정하였다. 외측반규관이 잘 보이는 축상면 영상에서는 후반규관에서 유양돌기 외측 피질골까지의 거리(MCx-PSCC)를, 와우의 기저회전이 잘 보이는 축상면 영상에서는 S자 정맥동에서 헨레극(Henle's spine)까지의 거리(SS-HS)를 측정하여 유양동의 축상면 크기 지표로 삼았고, 후반규관이 잘 보이는 관상면 영상에서는 후반규관에서 유양돌기 외측 피질골까지의 최단거리(PSCC-MCx)와 유양동덮개(tegmen mastoideum)에서 유양돌기의 최하방까지의 거리(Tg-MTip)를 측정하여 유양동의 관상면 크기 지표로 삼았다(Fig. 1).
   중이염/건측군과 중이염/환측군간의 유돌봉소 함기화의 측정치를 비교하기 위하여 짝을 이룬 독립표본 t검정(paired t- test)을, 중이염/건측군과 정상군의 유돌봉소 함기화의 측정치를 비교하기 위하여 독립표본 t검정(unpaired t-test)을 하였다. 모든 통계는 SPSS 프로그램(SPSS Inc., Chicago, IL)을 이용하였고, 통계적 유의성의 기준은 p<0.05로 하였다.

결     과

정상군에서 우측-좌측 및 큰 쪽-작은 쪽에 따른 측정치의 비교
   정상군에서 우측 유돌봉소의 함기화 부피는 8.2±4.2 cm³, MCx-PSCC는 23.0±2.2 mm, SS-HS는 17.5±3.6 mm, PSCC-MCx는 21.5±3.2 mm, Tg-MTip는 32.9±6.9 mm였다. 좌측에서는 유돌봉소의 함기화 부피는 8.8±4.0 cm³, MCx-PSCC는 22.6±2.6 mm, SS-HS는 18.2±3.4 mm, PSCC-MCx는 21.1±1.9 mm, Tg-MTip는 32.7±6.5 mm였다. 정상군에서 우측과 좌측 간에 유의한 차이를 보이는 측정치는 관찰되지 않았다.
   정상군에서 함기화가 큰 쪽의 부피는 9.3±4.1 cm³, MCx-PSCC는 23.0±2.4 mm, SS-HS는 18.5±3.0 mm, PSCC- MCx는 21.6±3.3 mm, Tg-MTip는 33.1±6.6 mm였다. 함기화가 작은 쪽에서는 유돌봉소의 함기화 부피는 7.7±4.0 cm³, MCx-PSCC는 22.6±2.4 mm, SS-HS는 17.1±3.8 mm, PSCC-MCx는 21.0±1.7 mm, Tg-MTip는 32.5±6.9 mm였다. 유돌봉소의 함기화 부피만이 함기화가 큰 쪽과 작은 쪽 간에도 유의한 차이를 보였을 뿐(p=0.018), 다른 측정치들에서는 이러한 차이가 관찰되지 않았다(Fig. 2).

중이염군에서 중이염/건측-중이염/환측에 따른 측정치의 비교
   중이염/건측의 유돌봉소 함기화의 부피는 8.9±3.4 cm³, MCx-PSCC는 21.9±2.4 mm, SS-HS는 17.3±2.7 mm, PSCC-MCx는 20.3±3.1 mm, Tg-MTip는 34.1±6.0 mm였다(Table 1). 중이염/환측에서는 유돌봉소의 함기화 부피는 3.5±2.0 cm³, MCx-PSCC는 21.0±2.3 mm, SS-HS는 15.8±3.3 mm, PSCC-MCx는 19.9±2.2 mm, Tg-MTip는 31.7±5.7 mm였다. 이들 측정치 중에서 유돌봉소 함기화의 부피와 SS-HS는 중이염/건측과 중이염/환측 간에 유의한 차이를 보였으나(각각 p<0.001, p=0.039) 나머지 측정치에서는 유의한 차이가 관찰되지 않았다(MCx-PSCC, p=0.083；PSCC-MCx, p=0.494；Tg-MTip, p=0.092)(Fig. 2).

정상군과 중이염/건측에서 측정치의 비교
   정상군에서 유돌봉소 함기화의 부피는 8.5±4.1 cm³, MCx-PSCC는 22.8±2.4 mm, SS-HS는 17.8±3.5 mm, PSCC-MCx는 21.3±2.6 mm, Tg-MTip는 32.8±6.6 mm였다(Table 1). 이를 중이염/건측의 측정치와 비교해볼 때 유의한 차이를 보이는 측정치는 관찰되지 않았다(유돌봉소 함기화의 부피, p=0.651；SS-HS, p=0.867；MCx-PSCC, p=0.100；PSCC-MCx, p=0.419；Tg-MTip, p=0.745).
   정상군을 함기화가 큰 쪽과 작은 쪽을 나누어 각각을 중이염/건측의 측정치와 비교하여도 유의한 차이가 관찰된 측정치는 없었다(모두 p>0.05)(Fig. 2).

고     찰

   유돌봉소(mastoid air cell) 중 가장 큰 봉소인 유양돌기동(mastoid antrum)은 태생 22주경에 출현하여 태생 35주 정도에 성인 크기에 도달하며, 유돌봉소의 함기화는 생후 33주경부터 시작되어 남자에서는 15세경, 여자에서는 10세경까지 발달한다고 알려져 있다.²⁾⁷⁾ 또한 저자들의 이전 연구에서도 유돌봉소의 함기화는 출생 후 10대까지 급격하게 성장을 하며 이후에는 성장속도가 둔화되어 20대에 최고 크기를 이룬다.⁴⁾ 그러나 개체 간에 유돌봉소의 함기화 정도는 큰 차이를 보이는 것으로 알려져 있는데,⁴⁾⁵⁾⁶⁾ 이러한 사실은 저자들의 연구에서도 확인할 수 있었다.⁴⁾ 즉, 중이 및 유양동의 질환이 발견되지 않고 함기화가 잘 된 한국 성인에서 유돌봉소 내 함기화 부피는 전 연령 대에 걸쳐 평균 7095.2 mm³이었으나 3087.1 mm³의 큰 표준편차를 보여 개인마다 유돌봉소의 함기화가 다름을 보여주었다.
   이러한 개체간의 유돌봉소 함기화의 차이는 보통 두 가지로 설명을 하고 있다. 먼저 '유전설(genetic theory)' 혹은 '정상 변이설(normal variant theory)'인데, 이는 개체의 유돌봉소 함기화 정도가 유전적으로 결정된다는 설명이다. 유전적으로 함기화가 불량한 유돌봉소는 중이강의 공기 저장소로서 역할을 하지 못하기 때문에 중이강 내 음압을 효과적으로 보완하지 못하여 중이염과 같은 중이질환의 기본 병인을 제공한다는 가설로서, 중이염이 없고 측두골의 함기화가 잘 된 경우라도 유돌봉소 함기화 정도가 개체마다 다르다는 점, 함기화가 적은 유돌봉소라 하더라도 경화형 유돌봉소와는 달리 개개의 봉소가 뚜렷하다는 점 등이 이 가설을 뒷받침하고 있다.^3)5)6)7)8) 그러나 개체 간에 유돌봉소 함기화의 편차가 매우 크다는 점, 동일 개체에서 유돌봉소 함기화 정도가 양측이 같지 않다는 점, 함기화가 적더라도 반드시 중이 및 유양동 질환이 발생하지 않는다는 점 등은 유전설을 뒷받침하지 못한다. 유돌봉소 함기화에 대한 '환경설(environmental theory)'은 많은 연구에서 뒷받침을 하고 있는 가설로서, 출생 이후에 앓은 중이염과 같은 이관 및 중이강의 병리학적 변화가 소아기 유돌봉소의 함기화 과정에 영향을 미쳐 유돌봉소의 함기화를 저해한다는 설명이다.^5)6)8)9)10)
   본 연구에서 정상 함기화가 이루어진 대조군에서 유돌봉소의 함기화 정도가 개체마다 상당한 편차를 보였는데 이는 유전설을 시사하는 소견이라고 할 수 있다. 그러나 본 연구결과가 보여주듯이 개체 간에 유돌봉소 함기화의 편차가 개체 간 정상 변이라고 보기에는 너무 크다는 점, 중이염/건측군의 함기화 정도가 대조군의 함기화 정도와 유의한 차이가 없다는 점, 함기화가 적더라도 반드시 중이 및 유양동 질환이 발생하지 않는다는 점은 환경설을 뒷받침하는 증거라고 볼 수 있겠다. 동일 개체에서 유돌봉소 함기화 정도가 양측이 같지 않다는 점은 유전설과 환경설에 모두 부합되는데, 환경설을 지지하는 보고의 대부분은 측두골의 함기화가 가장 왕성한 유소아기의 중이염이 함기화를 저해하는 원인으로 꼽고 있으나, 유소아기의 중이염이 대부분은 양측성으로 발생함을 감안하면 동일 개체, 특히 함기화가 잘 된 대조군에서 양측 유돌봉소 함기화 정도가 다르다는 사실은 유전적인 요인이 같이 작용함을 시사한다.
   Aoki 등⁸⁾은 돼지에서 액상 파라핀을 이용하여 실험적으로 유발한 중이염 및 이관폐쇄를 통하여 중이 내 염증이 측두골의 함기화에 미치는 영향을 연구하였는데, 측두골이 성장해야할 태생 초기에 중이염이 발생하면 외측 골 대사층(outer bone metabolic layer)에서의 골모세포가 감소하여 해면골 형성이 부진해져 측두골의 외적 성장이 감소하고 내측 골 대사층(inner bone metabolic layer)에서 이루어지는 파골세포에 의한 해면골의 소와상 흡수(lacunar resorption of spongiotic bone)가 이루어지지 않아 유돌봉소가 발달되지 않는다고 하였다. 이렇게 되면 측두골의 크기는 감소하고 그나마 골모세포에 의하여 만들어진 해면골도 함기화가 제대로 되지 않아 피질골로만 구성된 경화형 측두골을 형성하는 것인데, Aoki 등¹¹⁾은 인체의 정상 측두골로 한 조직학적 연구에서 인체에서도 해면골의 소와상 흡수를 통한 유돌봉소 함기화가 일어날 골 대사층이 함기화된 봉소의 상피 아래에 존재함을 밝혔으나 중이 점막의 염증이 골막하 골 생성을 억제하는 정확한 기전을 알 수는 없다고 하였다.
   본 연구에서는 유돌봉소의 함기화 정도를 알아보기 위하여 유돌봉소의 함기화 부피를 측정하였고, 측두골의 크기를 알아보고자 MCx-PSCC, SS-HS, PSCC-MCx, Tg-MTip 등의 4가지 인자를 측정하였다. 이 중 유돌봉소 함기화의 부피는 중이염/건측과 중이염/환측 간에 유의한 차이를 보여 중이염을 앓은 군에서는 유돌봉소의 함기화가 감소하지만, SS-HS를 제외한 나머지 측정치에서 유의한 차이가 관찰되지 않음으로써 중이염으로 인하여 경화형 측두골이 되어도 측두골 자체의 크기에는 큰 변화가 없다는 것은 알 수 있었다. 이러한 결과를 측두골의 함기화 과정을 설명한 Aoki 등⁸⁾¹¹⁾의 연구결과를 감안하여 분석하면, 중이염에 의한 경화형 측두골에서는 외측 골 대사층에서 골모세포에 의해 이루어져야 할 피질골 생성의 장애보다는 내측 골 대사층에서 파골세포에 의해 이루어져야 할 해면골의 소와상 흡수의 장애가 더 크다는 것을 의미한다고 볼 수 있다. 만약 중이 및 이관의 병리학적 변화가 출생 직후 초기 측두골의 발달시기에 중대한 영향을 미쳤다면 피질골 생성 뿐만 아니라 해면골의 소와상 흡수 모두에 장애가 발생하여 측두골의 크기 감소와 함께 측두골의 크기도 감소했어야 할 것이다. 따라서 만성 중이염과 연관된 개체의 함기화 발달에 있어서만큼은 출생 후 초기 측두골의 발달시기에 작용한 중이 내 염증이 측두골의 함기화 발달과정에 중요했겠지만 성장하면서 중이 및 유돌봉소의 함기화 체계에 가해지는 중이 및 이관의 병리학적 변화가 측두골의 함기화에 더 큰 영향을 미침을 시사하는 결과로 본 연구를 해석할 수 있다.

결     론

   정상군에서 유돌봉소의 함기화 부피는 함기화가 큰 쪽과 작은 쪽 간에도 유의한 차이를 보였으나, 측두골의 크기를 대변하는 측정치들에서는 이러한 차이가 관찰되지 않았다. 또한 정상군에서 유돌봉소 함기화의 부피 및 기타 측정치는 중이염/건측의 측정치와 비교해볼 때 유의한 차이가 없었다.
   본 연구결과를 토대로 추측할 때 환경적 요인, 즉 측두골 함기화 발달시기에 있었던 중이의 염증이 더 큰 영향을 미칠 것으로 추정된다. 또한 만성 중이염과 연관된 유돌봉소의 함기화 발달에 있어서만큼은 개체가 성장하면서 받은 중이 및 이관의 병리학적 병변이 중이 및 유돌봉소의 함기화 체계에 더 중대한 영향을 미침을 시사하였다.
그러나 측두골 함기화의 정도를 결정하는 요인을 정확하게 연구를 하기 위해서는 출생 이후 유소아기의 개체를 대상으로 하는 연구가 뒤따르기를 기대한다.

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