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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1997;40(9): 1286-1292. |
| Imaging Study by Sagittal Reconstruction of Paranasal Computed Tomography. |
| Kyung Rae Kim, Jae Sung Koh, Joon Soo Park, Chul Won Park, Kyung Sung Ahn |
| Department of Otolaryngology, College of Medicine, Hanyang University, Seoul, Korea. |
| 부비동 컴퓨터 단층촬영의 Sagittal Reconstruction을 이용한 영상진단 |
| 김경래 · 고재성 · 박준수 · 박철원 · 안경성 |
| 한양대학교 의과대학 이비인후과학교실 |
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| ABSTRACT |
BACKGROUND:
It is very difficult to evaluate the anatomy of several tiny structures of paranasal sinus(PNS), especially frontal recess area. Until now, plain X-ray, coronal and axial computed tomogram(CT) and MRI have been used as the radiologic study of PNS. However, there is a lack of full understanding with these 2 dimensional images. Routine coronal and axial CT helps us understand the structure of PNS approximately. But they have limitations in understanding the A-P directional anatomy and difficulties especially in establishing the 3 dimensional concept with frontal recess, which has the various structure as the degree of developing of agger nasi and surrounding structure of frontal recess.
OBJECTIVES:
We studied to resolve these difficulties and limitations in understanding the A-P directional anatomy and 3 dimensional concept of complicated structures of PNS.
MATERIALS AND METHODS:
We checked PNS CT in 20 patients who have been suspected to have paranasal problems, and we reconstructed each CT scan into axial and sagittal images from the thin cutted axial PNS CT by using 3 dimensional reconstruction software, SIENET magic view 1,000.
RESULTS:
With comparing each reconstructed images this problem, we got clear understanding of the structures of A-P direction of nasal cavity and PNS, especially frontal recess area.
CONCLUSION:
Three dimensional reconstructed views provides clear images in complicated anatomy of nose and paranasal sinus, so it is considered to helpful in planning of surgery. |
| Keywords:
Frontal recessㆍSagittal reconstructionㆍPNS CT |
서론
기능적 내시경적 비내수술(Functional endoscopic sinus surgery)의 개발과 사용 빈도 증가에 따라 부비동의 해부학 및 질환을 이해하는데 있어 부비동 전산화단층촬영은 필수적인 것으로 여겨져 오고 있다.1)2) 그러나 전산화단층촬영은 특정 부비동 구조, 즉 복잡한 구조를 가지는 전사골동 세포들(anterior ethmoidal cellst), 접사함요(sphenoethmoidal recess), 그리고 전두와(frontal recess)의 대략적인 해부학적 구조를 알 수는 있으나, 그 자세한 전후관계나 전두와 봉소(frontal recess cell)와 두와와의 공간적인 관계를 알기는 어렵다. 전두와는 전두동 질환에 있어 핵심부위이다. 전두동의 수술적 처치의 성공은 이 부위의 적절한 술전 이해와 직접적인 관계를 가지고 있다. 전두와는 수직 그리고 시상 축으로 위치하고 있기 때문에 시상면 상 및 3차원적인 영상을 추가한다면, 이 부위의 해부학적 구조의 이해에 큰 도움이 될 것이다.
그러나 인간의 경부운동 범위 제한 때문에 직접적인 부비동 시상면 상을 얻기는 불가능하였다. 또한 기존의 전산화단층촬영 소프트웨어로는 낮은 해상력, 치아문제 및 컴퓨터로부터 생성되는 인공물 때문에 시상면 영상재건은 부적절하였다. 이에 저자들은 SIENET magic view 1,000이라는 소프트웨어를 이용하여, 일반적인 부비동 액와면 전산화단층촬영에서 얻은 데이터를 이용하여 관상면 및 시상면 영상재건상을 얻어 부비동염 수술시 술전 해부의 이해에 도움이 되게 하기 위하여 다음과 같은 연구를 시도하였다.
연구재료 및 방법
1996년 1월부터 9월까지 한양대학병원 이비인후과 외래에 내원한 환자 중 부비동 질환이 의심되는 환자 20명을 대상으로 부비동 전산화단층촬영을 시행하였다. 각 환자는 Somatom plus 4A(Siemens사 기기)를 이용하여 고해상도의 얇은 액와면 상(1.0mm thickness by 1.0mm spacing), 중간정도의 액와면 상(2mm×2mm) 및 일반적인 관상면상(3mm×3mm)을 얻어서 영상재건 전산화단층촬영 소프트웨어인 SIENET magic view 1,000(Siemens사 기기)을 이용하여 관상면 및 시상면 영상재건을 시행하였다. 액와면은 전두동의 상부에서부터 상악동의 기저부위까지 시행하였다. 윈도우의 폭은 약2,000, 윈도우 중심치는 100에서 200정도로 하여 영상을 얻었다.
계속적인 얇은 액와단면을 컴퓨터를 이용하여 고해상도의 관상면, 액와면 그리고 시상면상을 합성할 수 있다(Fig. 1). 이러한 영상들은 커서의 위치가 움직임에 따라 3개의 평면상으로 바뀔 수 있는 데, 커서를 3개의 펼쳐진 영상 중 가장 흥미 있는 부위에 위치시키고 영상 위에서 움직이면 다른 2개의 영상이 커서의 위치에 따라 변화한다. 액와면이나 관상면 상에서 의심되는 부위에 커서를 위치시켜서 시상면 상에서 그 위치를 확인하여 확실한 정보를 얻을 수 있고, 또한 시상면에서 그 반대의 조작이 가능하게 된다.
결과
3차원 소프트웨어를 이용하여 재건된 시상면 영상으로 비제봉소(agger nasi), 전두봉소(frontal recess), 상안와 사골봉소(supraorbital ethmoidal cell)와 전두와 봉소(frontal recess cell), 사골포(bulla ethmoidalis), 구상돌기(uncinate process), 중비갑개 기저판(basal lamella of middle turbinate) 및 지판(lamina papyracea) 등의 일반적인 구조물들을 확인할 수 있었다(Fig. 3-8). 또한 필요한 경우에는 전비공으로부터 각 구조물에 이르는 거리 및 각도를 측정할 수 있어 수술 및 처치에 유용한 정보를 얻을 수 있었다.
일반적인 5mm 액와면 상으로부터의 시상면 영상 재건은 그 영상의 질이 떨어졌고 자세한 해부학적 부위를 관찰하는 데 필요한 영상을 얻을 수 없었다.
또한 2mm 액와면으로부터 합성된 시상면 영상은(Fig. 2) 전체의 구조를 이해하는 데는 충분하였으나, 세밀한 부위의 골 구조 영상이 흐려지고 불규칙적이어서 미세한 구조 관찰에는 큰 도움을 얻을 수 없었다. 1mm 두께의 얇은 액와면 상으로부터 얻은 영상이(Fig. 3) 세밀한 골 구조를 선명하게 보여주고 있어 부비동의 전후 방향의 구조물 이해에 가장 좋은 영상을 얻을 수 있었다.
Fig. 4는 양측성 다발성 비용증 환자의 tomogram으로서, 비폐색과 간헐적인 전두통을 주소로 내원한 48세 환자로 4년전에 타병원에서 내시경적 비내수술 시행한 병력이 있는 환자였다. 전두와와 그 후상방의 전두봉소의 위치관계가 명확하게 관찰되었다.
Fig. 5에서는 액와면에서, 상안와 사골봉소가 관상면에 비하여 선명하게 관찰되었다.
Fig. 6에서는 두개저부골내에서 통과하고 있는 전사골동맥을 볼 수 있으며 이 동맥은 사골포 기저판(bulla lamella)이 두개저부골에 붙는 부위와 일치하는 것을 관찰할 수 있었다. 그렇지만 관상면에서는 전사골동맥과 두개저부골과의 관계를 정확히 알 수 없었다.
또한 Fig. 7에서는 비루관이 안구에서부터 후하방으로 하비도로 통과하는 것을 전장에 걸쳐 관찰할 수 있어, 누두절개술이나 누낭비강문합술 시행 시에 도움을 줄 수 있을 것이다.
Fig. 8은 전두부 두통을 주소로 내원한 52세 여자 환자로 5년전 부비동 점액낭종으로 내시경적인 병소제거 병력이 있는 환자로, 전두동 기저부에 1cm 이상의 거대한 술후 비후성 골성변화를 동반하고 있고 전두동내에 전두봉소들이 다수 관찰되며, 그 전상방으로 전두동이 관찰된다.
이러한 시상면 영상 재건으로 구상돌기의 구조를 관찰하는 데는 어려움이 있었는데(Fig. 9), 이는 구상돌기의 구조가 주로 시상 축으로 위치하고 있어서 자르는 단면에 따라 잘 관찰할 수 없는 경우로 이 구조물 이해에는 관상면 상이 최선이라고 생각된다.
고찰
전두와 부위는 부비동에서 가장 복잡한 구조이며 그 최전방 그리고 최상방 부위에서 전두동 개구부를 통해 전두동과 접하고 있다.3)4)
전두와는, 내벽은 중비갑개의 최전·상방부이며 외벽은 지판이고, 전방은 비제봉소, 후방은 사골포로 이루어져 있는 관상 형태를 띠고 있다. 시상단면에서 전두와는 전두동 개구부에서 좁아지고 내려오면서 후하방향으로 넓어지며 거꾸로 뒤집어 놓은 깔때기 모양을 이룬다.
그러나 전두와 부위는 비제봉소나 전두봉소의 발달정도 및 위치에 따른 개인차가 매우 심해 전두와의 해부학적 변이는 다양하게 나타날 수 있어 자세한 관찰을 요한다.
비강 및 부비동의 이해에 가장 기본적인 방법 중에 하나가 방사선학적 연구로서 기본적으로 부비동 단순촬영, 조영제를 이용한 촬영, 단층촬영, 전산화단층촬영 그리고 초음파 촬영 등이 이용되며, 최근에는 자기공명촬영 방법이 등장하였다. 부비동 단순촬영의 부비동 질환에 의한 진단적 가치에 대한 평가는 다양하게 제기된다. 혹자는 급성 재발성 부비동염의 진단에 있어 연속적인 단순촬영이 유용하다고 주장하는 반면, 혹자는 비내시경 또는 부비동 전산화 단층촬영을 내세우고 있다.5)
부비동 단순촬영은 빠르고 휴대용으로도 촬영이 가능하며 또한 비침습성일뿐만 아니라 경제적 유용성 때문에 아직까지도 널리 사용된다. 촬영 방법에 따라 후두전두방향촬영법은 주로 전두동과 사골동의 진단에, 후부비부방향촬영법은 주로 상악동의 윤곽측정에 사용되며, 좌우방향촬영법과 악하경정위촬영법(Submentovertex view)은 전두동 및 접형동의 관찰에 주로 사용된다. 그러나 해상력이 떨어지고 주위 구조물과 겹쳐서 보이기 때문에 그 정확도가 매우 떨어지므로 부비동 수술을 위한 자료로서는 그 가치가 떨어진다.
전산화 단층 촬영은 현재, 부비동염 환자의 처치에 있어 필수적이며5)6)7), 이를 자세히 관찰하므로써 점막질환의 범위뿐만 아니라 여러 가지의 해부학적 원인을 발견할 수 있다. 이 전산화 단층 촬영은 그 진단적 가치로 인해 부비동 수술전에 부비동 구조를 이해하는데 필수적이다. 이러한 전산화 단층 촬영으로도 미세하고 복잡한 부위 특히 전사골봉소나 전두와 부위 등의 연구 및 이해에는 한계가 있어 새로운 방사선학적 연구가 시행되고 있다. 시상면 전산화 단층 촬영은 수술진행시 만나게 되는 구조의 전후, 상하관계를 이해하는 데 매우 이상적이나 촬영상의 기술적 문제 때문에 실제로 시행하기는 쉽지 않다.8)9)10) 3차원 전산화단층촬영(이하 3D CT 라 약함)은 기존 액와면 및 관상면 전산화단층촬영으로부터 특수한 영상재건 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 삼차원적인 영상재건을 하여 2차원적인 영상에서는 분석하기 곤란한 해부학적 구조를 쉽게 개념화시켜주고, 단면영상에서 얻을 수 없는 추가적인 정보를 줄 수 있어, 공간적 개념 설립 및 병변의 평가와 수술적 계획을 세우는 데 도움을 준다.11)12) 그러나 3D CT는 전체적인 윤곽 파악에는 용이하지만 술자가 필요로 하는 세밀한 부위의 구조이해에는 부적합하다.
또한 최근에는 Zinreich 등13)에 의해 고해상도의 컴퓨터 모니터를 이용하여 액와면, 시상면, 관상면 그리고 3차원적인 합성영상을 동시에 화면상에 펼쳐 보여 주면서 현재 수술중인 위치 즉, 세침의 끝이 어디에 위치하는가를 보여줄 수 있고, 수술부위를 명확히 파악하여 보다 더 철저하고 안전한 수술을 시행할 수 있는 시스템이 개발되었다. 그러나 고가의 장비 및 설치 공간의 한계 등으로 아직까지 실용화에 이르지는 못했다.
고해상도의 얇은 액와면 상(1.0mm×1.0mm)에서 영상재건 컴퓨터 소프트웨어인 SIENET magic view 1,000을 이용한 시상면 영상재건을 시행하여 이를 액와면 및 관상면 전산화단층촬영과 비교하여 관찰함으로써 복잡하고 미세한 부위의 관찰, 가령 전두와 구조를 막는 함기세포들의 위치, 모양 및 그 분류 등 술전 이해에 이용될 수 있어, 수술중 특이한 해부학적 구조물로 말미암아 발생할 수 있는 합병증을 예방하고 병적 조직을 더욱 안전하게 제거할 수 있으며, 각각의 구조물들이 병인에 미치는 영향도 조사해 볼 수 있어 의의가 있다. 특히 전두와는 전두동 질환의 핵심부위로 수직면 및 시상면으로 위치하고 있어 기존의 액와면 및 관상면 상에 시상면 상을 조합하면 거의 완벽한 이해에 도달할 수 있다.
저자들이 경험한 Fig. 4에서 보이는 환자의 경우 관상면 상에서 전후 단면을 봄으로서 전두봉소의 구조를 이해할 수 있겠으나, 시상면 상에서 봉소의 형태 이해가 훨씬 쉬우며, 정상적으로 함기화된 구조이지만 재수술시에 이 전두봉소를 제거해야만 전두와가 넓게 열려 전두동 수술을 완성할 수 있다는 정보를 제공한다.
Fig. 5에서는 액와면에 비하여 상안와 사골봉소의 깊이를 정확하게 알 수 있으며, 관상면 상에서보다 정확한 정보를 얻을 수 있으며 이 경우 수술 시에 전두와 부위에 2개 이상의 개구부가 관찰될 수 있음을 보여준다.
Fig. 6에서는 두개저 부위에서 전사골동맥의 위치 및 주행을 관상면 및 액와면 상과 비교해서 사골포 기저판과의 위치관계 및 전사골동내로의 노출여부를 정확히 파악할 수 있어 수술시에 이 부위의 손상을 피할 수 있다.
Fig. 8에서 보여주는 환자의 경우 관상면에서 정확히 파악할 수 없는 전두봉소 및 전두동 기저부의 형태를 시상면에서 정확히 관찰할 수 있어 일반적인 비내시경 수술이 적용될 수 없음을 보여준다.
구상돌기의 부착부위는 다양하여 전산화 단층 촬영상 관찰이 어렵고, 사진을 판독하는 이에 따라 주관적인 요소가 많다고 생각되나 그 부착부위에 따라 전두동의 배출 경로가 결정되어 병변의 위치에 따라 병변의 범위를 아는 데 도움이 되므로 술전 꼭 확인해야 할 부위이다.
시상면 영상재건의 단점으로는 1mm 정도의 얇고 많은 단면으로 인해 20분 내지 30분 정도로 일반적인 전산화단층촬영에 비해 시간이 많이 걸린다는 점과 또한 다량의 방사선 조사로 인해, 얇은 액와면 전산화단층촬영은 방사선 조사량에 대한 방사선 유발성 백내장 빈도의 증가에 대한 우려가 있을 수 있다는 점이다. 백내장을 유발하는 최소, 급성조사량은 200rads(2gy)이고 12주 이상에 축적 조사량은 5500rads(55gy)로 알려져 있다.14) 그러나 부비동염 수술을 위한 얇은 액와면 전산화단층촬영은 조영제가 필요하지 않으므로 일반적인 액와면 또는 관상면 전산화단층촬영에서의 방사선 조사량과 큰 차이가 없으며, 따라서 이러한 전산화단층촬영은 백내장 발생 빈도 증가의 위험성은 없다고 볼 수 있다.
결론
이러한 시상면 재건 방법은 여러 가지 기술적 제한점과, 한정된 범위의 영상합성, 경제성, 또한 기계 조작자가 부비동 해부학에 대한 지식이 있어야 하는 등 여러 가지 단점이 제기될 수 있다. 그러나 복잡하고 난해한 부비동 전후 구조의 이해에 소요되는 노력과 경비, 시간에 비한다면 충분히 가치가 있을 것이다.
이러한 영상합성을 모든 환자에게 routine으로 시행하기에는 경제적인 면, 시간적인 면 등의 제한으로 현실적으로는 어려운 점이 있으며, 다만 뚜렷이 제시된 기준은 없지만, 재수술의 경우나 심한 비용종을 동반한 부비동염의 경우에 적용시에 큰 잇점이 있을 것으로 사료된다.
여러 가지 제한점이 있음에도 불구하고 분명 이러한 새로운 시도는 매우 흥미로운 전기를 제공한다. 다만 이러한 시상면만으로는 공간적인 부비동 해부구조를 이해할 수 없으며, 이러한 시상면 상이 관상면 상 및 액와면 상과 조합을 이룰 때 보다 더 확실한 구조의 이해에 도달할 수 있다. 새로운 3D workstations의 도입으로 술자들은 최고의 영상으로부터 3차원적인 공간 이해 및 환자수술에 앞서 컴퓨터로 그 자신의 수술적 접근을 미리 시술할 수 있는 기회를 갖게 되는 장점이 있다.
REFERENCES
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