Measurement of Korean Ossicles.

Kim, Hee Nam; Lee, Ho Ki; Park, Kee Hyun; Chung, Myung Hyun; Kim, Won Sok; Chung, In Hyuk

Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 41(8); 1998 > Article

Original Article

Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1998;41(8): 994-998.

Measurement of Korean Ossicles.

Hee Nam Kim, Ho Ki Lee, Kee Hyun Park, Myung Hyun Chung, Won Sok Kim, In Hyuk Chung

¹Department of Otorhinolaryngology, College of Medicine, Yonsei University, Seoul, Korea. hokilee@yumc.yonsei.ac.kr
²Department of Anatomy, College of Medicine, Yonsei University, Seoul, Korea.
³Department of Otolaryngology,School of Medicine, Ajou University, Suwon, Korea.

한국인의 이소골 계측

김희남¹ · 이호기¹ · 박기현³ · 정명현¹ · 김원석¹ · 정인혁²

연세대학교 의과대학 이비인후과학교실1;해부학교실2;아주대학교 의과대학 이비인후과학교실3;

주제어: 한국인ㆍ이소골 측정ㆍ망치뼈ㆍ모루골ㆍ등골.

ABSTRACT

BACKGROUND AND OBJECTIVES:
There are several factors affecting the result of the ossiculoplasty such as the severity of the pathology, the operating technique and the reconstruction material, etc. So far, most of the ossicular materials that have been developed were not perfect and some of the commercialized materials are not suitable for Koreans. We investigated the dimensions of the Korean ossicles and the space between the handle of the malleus and the plane of the stapes in order to standardize the artificial ossicles to fit Koreans.
MATERIALS AND METHODS:
Sixteen cadaveric Korean temporal bones which did not have any pathology of tympanic membrane and ossicles were used for this study. We dissected the temporal bones and measured the related dimensions of ossicles under a surgical microscope.
RESULTS:
The dimensions of the part of ossicles are as follows: (1) length (mm),1) malleus head 3.46+/-0.57, neck 0.91+/-0.17, handle 4.40+/-0.29: 2) incus short process 2.42+/-0.35, long process 3.31+/-0.57: 3) stapes head and neck 0.79+/-0.19, height of crura 2.24+/-0.34: (2) diameter (long, short) (mm), stapes head 0.95+/-0.20, 0.73+/-0.11, footplate 2.91+/-0.20, 1.38+/-0.16. The distance between the stapes head and the malleus handle was 3+/-0.3 mm, and between the stapes footplate and the malleus handle 5.1+/-0.4 mm. The angle between a line from the malleus handle to the head of stapes and a perpendicular line of stapes footplate passing the center of stapes head was 29+/-7 degree. The angle between a line from the malleus handle to the stapes footplate and a perpendicular line of stapes footplate passing the center of stapes head was 17+/-5 degree.
CONCLUSION:
We collected normal data of dimensions of the Korean ossicles from cadaveric temporal bones. The differences in the dimensions between ossicles of the Korean and the non-Koreans were observed. The observed data from this study should be useful in the development of the artificial ossicular materials suitable for the Koreans.

Keywords: KoreanㆍMeasurementㆍMalleusㆍIncusㆍStapes

서론 두부 손상이나 중이 질환에 의한 이소골의 결손은 청력의 감퇴를 초래하게 되며 이소골 재건술을 통하여 청력개선을 도모하게 된다. 이소골 재건술의 결과에 영향을 미치는 요소로는 병변의 상태, 수술 방법과 기술, 이소골의 재료 등이 있으며, 이 중 이소골 재료에 대하여는 완전한 인공 이소골의 개발을 위한 연구가 계속되고 있는 상태이다. 이소골의 결손 부위를 재건할 때는 잔존해 있는 중이내 구조물에 대한 해부학적 길이 및 각도에 대한 이해가 필수적이다. 우리나라에서 사용되고 있는 이소골의 재료는 외국인의 귀의 구조와 이소골의 계측에 따라 제작된 것으로 일부 한국인의 이소골 재건술에서 사용하기에는 적당치 않는 경우가 있다. 이소골의 계측에 대해서는 외국 문헌에 일부 보고된 바가 있으나1-3) 국내에서는 보고된 바가 없다. 따라서 저자들은 한국인의 이소골을 계측함으로써 현재 한국인들에게 시행되고 있는 이소골 재건술에 대한 연구와 한국인 체형에 맞는 인공 이소골 개발의 기초 자료로 활용하고자 본 연구를 시행하였다. 재료 및 방법 재료는 한국인의 성인 사체 10구[남자 5명, 여자 5명, 나이 평균 55세(범위 23∼75세)]의 20귀 중 중이염으로 인하여 손상된 4귀를 제외한 건강한 16귀를 사용하였다. 현미경하에서 중이 개방 및 유양동 삭개술을 시행한 후 망치뼈와 등골의 위치가 변하지 않도록 하면서 모루골을 분리하였다. 등골판과 수직이 되도록 직삼각형으로 된 0.5 mm 눈금자를 등골 머리의 최상부로부터 망치뼈 자루의 내측 부위 사이에 위치하였다(Fig. 1). 망치뼈 자루의 내측면에서 등골판과 평행하는 선과 등골판에서 등골 머리의 중심을 지나는 수직선이 서로 만나는 교차점을 X라 하였을 때, 교차점 X에서 망치뼈 자루의 내측 부위까지의 거리(A)와 교차점 X와 등골 머리의 최상부까지의 거리(B)를 측정하였다(Fig. 2). 등골판에서 머리까지의 거리(B’)를 측정하여 교차점 X에서 등골판까지의 거리(B＋B’)를 얻었다. 등골 머리의 최상부로부터 망치뼈 자루의 내측 부위 사이의 거리(C)와 등골판에서 망치뼈 자루의 내측 부위 사이의 거리(C’)는 피타고라스 정리에 의하여 계산하였고 등골의 머리 중앙을 지나는 수직선과 C가 이루는 각도(α)는 tangent(A/B), C’와 이루는 각도(β)는 tangent{A/(B＋B’)}를 계산하여 얻었다(Fig. 2). 망치뼈와 등골을 측두골로부터 분리하여 낸 후 각 이소골 부위의 길이와 직경을 0.05 mm 오차의 계측자와 각도 0.5도 오차의 각도계를 사용하여 수술 현미경 하에서 측정하였다. 각 이소골의 계측의 부위는 망치뼈는 머리, 목, 짧은 돌기, 자루의 길이를 측정하였는데 각 부분의 경계는 서로 만나는 부위 중 가장 급격한 각도를 이루는 곳을 기준으로 하였고 짧은 돌기의 길이는 망치뼈 목이 자루로 연결되는 가장 움푹 들어간 부위에서 짧은 돌기의 가장 외측 부분까지의 거리를 재었다. 모루골은 몸통의 짧은 다리까지의 길이, 긴 다리까지의 길이, 짧은 다리, 긴 다리, 두상돌기의 길이를 측정하였는데 몸통과 긴 다리와의 경계는 모루골의 망치뼈와의 관절면에서 내려 오는 선과 긴 다리의 연결선이 가장 큰 각도를 이루는 부위로 하였으며 몸통과 짧은 다리의 경계는 몸통에서 짧은 다리로 이행되는 부위 중 가장 움푹 들어간 곳을 기준으로 하였다. 등골은 머리와 목 높이 및 다리의 높이 및 등골판의 장축 및 단축의 길이를 측정하였다. 등골판의 넓이는 [(1/2×등골판 장축의 길이)×(1/2×등골판 단축의 길이)×p]의 공식을 이용하여 구하였다. 이소골 각 부위의 두께는 머리가 위로 향하게 한 상태를 기준으로 하여 전후방, 내외방, 또는 상하방으로 긴 직경과 짧은 직경을 구하였다. 부위의 길이에 따라 두께가 다른 경우에는 각 부위 길이의 중간 부분에서 측정하였다. 측정의 오차를 줄이기 위하여 이소골의 해부학적 구조에 대한 계측은 3회 반복하여 그 중간값을 결과로 얻었다. 이소골 각 부위의 두께를 비교하기 위한 통계분석은 paired t-test를 이용하였다. 결과 등골 머리의 최상부으로부터 망치뼈 자루의 내측 부위 사이의 거리(C)는 평균 3.0 mm(표준편차 0.3 mm)이었고 등골판에서 망치뼈 자루의 내측 부위 사이의 거리(C’)는 평균 5.1 mm(표준편차 0.4 mm)이었다. 등골의 머리 중앙을 지나는 수직선과 C가 이루는 각도(α)는 평균 29도(표준편차 7도)이었고 C’와 이루는 각도(β)는 평균 17도(표준편차 5도)이었다(Fig. 2). 이소골의 각 부위별 길이(Table 1) 중 중이의 임피던스 변압기(impedance transformer)의 역할에 중요한 망치뼈의 머리, 목, 자루의 길이의 합의 평균은 8.77 mm이었고 모루골 몸통과 긴 다리의 길이의 합의 평균은 6.95 mm로 그 비는 1.26：1 이었다. 등골판의 장축은 평균 2.91 mm, 단축은 평균 1.38 mm로 그 넓이는 3.15 mm 2이었다. 이소골 각 부위의 두께(Table 2)는 각 부위 마다 전후방, 내외방, 또는 상하방의 측정하는 방향에 따라 두께가 달랐다. 즉 망치뼈의 머리는 내외방의 두께와 전후방의 두께가 차이가 없었으나 망치뼈의 목은 전후방의 두께가 내외방의 두께보다 두꺼웠고 자루는 내외방의 두께가 전후방의 두께보다 두꺼웠다(p<0.05). 모루골의 긴 다리는 두상돌기의 방향인 내외방의 두께가 전후방의 두께보다 두꺼웠다(p<0.05). 등골은 사람이 기립한 상태를 기준으로 하여 전후방 또는 상하방의 두께를 측정하였는데 머리와 목은 전후방의 두께가 상하방의 두께보다 두꺼웠고 앞다리와 뒷다리는 상하방의 두께가 전후방의 두께보다 두꺼웠으며 바닥판은 뒤쪽이 가장 두꺼웠고 가운데 부분이 가장 얇았다(p<0.05)(Table 4). 고찰 전음성 난청, 특히 중이 내 이소골과 그 주위 구조의 변형이나 손상으로 인한 난청을 개선하기 위하여 고실성형술이 시행되어지고 있고 이 중 이소골 재건술은 중이 내의 이소골 변형 또는 결손에 대한 치료로서 현재 널리 시행되고 있다. 청력개선의 좋은 효과를 얻기 위해서는 병변의 정확한 진단, 중이 및 이소골의 정상적인 해부학적 구조에 대한 이해, 결손 부위에 대한 적절한 대체물 사용, 수술자의 수기 등이 중요한 역할을 하게 된다.1)4)5) 이 중 중이의 정상적인 해부학적 구조의 이해는 이소골 재건술의 가장 기본이라고 할 수 있다.2) 인체의 부위별 해부 측정치는 종족에 따라 다를 수 있다는 점을 고려해 볼 때 한국인의 이소골에 대한 측정은 한국인에 있어서 이소골 재건술에 기초 자료로 사용되어질 수 있다. 그러나 이소골 측정에 관하여는 외국의 문헌에도 보고가 많지 않고2)3)6)7) 우리 나라에서는 한국인을 대상으로 시행한 이소골 측정은 보고된 바가 없다. 이는 국내에서는 의학연구를 위한 사체를 쉽게 구할 수 없고 이에 대한 연구도 활발히 진행이 되지 못한 것에 기인한다고 생각된다. 중이의 이소골은 망치뼈와 모루골 및 등골로 구성되어 있으며, 망치뼈의 자루 부분은 고막의 긴장부에 부착되어 고막에 전달된 소리 에너지를 받아 모루골의 긴 다리 사이와 지렛대의 원리로 소리를 증폭시켜 등골판 즉 난원창으로 전달하는 임피던스 변압기(impedance transformer)의 역할을 한다. 따라서 전음성 난청의 재활에 사용되는 인공 이소골은 고막 긴장부와 적절한 접촉이 있어야 하며 이소골 간에 소리 에너지의 역학적 작용을 중요시하여 제작하여야 한다. 본 연구의 결과 중 등골 머리의 최상부로부터 망치뼈 자루의 내측 부위 사이의 거리(평균 3.0 mm)와 등골판에서 망치뼈 자루의 내측 부위 사이의 거리(평균 5.1 mm)는 모루골이 결손된 경우에 인공 이소골의 적절한 길이를 정하는데 중요한 자료로 활용할 수 있다. 등골과 망치뼈 사이의 각도 중, 등골의 상부구조(superstructure of stapes)가 존재할 때 등골의 머리 중앙을 지나는 등골판에 수직선과 등골 머리로부터 망치뼈 자루 사이를 지나는 선이 이루는 각도는 평균 29도로 Mills2)의 연구 결과(평균 49도, 범위 14∼71도)와 차이를 보이는데 이는 향후 한국인에 맞는 인공 이소골 개발의 필요성을 의미한다. 각 이소골의 부위의 길이 중 임피던스 변압에 중요한 망치뼈의 머리, 목, 자루의 길이의 합과 모루골 몸통과 긴 다리의 길이의 합의 비는 1.26：1이었는데 이는 이미 알려진 바와 같이 이소골이 소리전달에 있어서 지렛대 역할(lever ratio)에 의한 소리의 증폭효과에 기여함을 알 수 있었다. Wengen 등8)은 등골의 상부구조를 측정하여 등골 머리의 직경은 전후 방향으로 평균 1.14 mm, 상하 방향으로 평균 0.83 mm, 목의 직경은 전후 방향으로 평균 1.18 mm, 상하 방향으로 평균 0.64 mm로 등골 목의 상하 방향의 직경을 제외하고는 통계적으로 유의하게 본 연구와는 다른 결과를 보였다. 즉 한국인과 외국인 이소골 간에 기하학적 계측의 차이를 보이므로 한국형 인공 이소골의 개발을 위해서는 한국인의 이소골의 정상치를 사용하여야 할 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서 측정한 망치뼈와 등골 사이의 거리 및 각도, 그리고 각 이소골의 부위별 길이 및 두께는 중이 내에서 소리 전달의 역학적 연구와 한국인에 맞는 인공 이소골 개발에 있어 기초 자료로서 활용될 수 있을 것이다. 그러나 사체를 이용한 해부학적 계측은 사체 고정시에 생길 수 있는 미세한 변화가 있기 때문에 정상적으로 기능을 하는 중이의 구조와 다를 수 있다. 또한 이소골 재건술을 시행하는 중이의 상태는 외상에 의한 것이나 중이염에 의해서 이소골의 위치가 변화될 수 있으며 특히 이관이 폐쇄되어 발생할 수 있는 고막의 내측 함몰과 이로 인한 망치뼈 자루의 내측 이동 등의 변화가 초래될 수 있으므로 향후 생체에서 실제적으로 시술하면서 이소골과 중이 내의 구조물들의 상호관계에 대한 해부생리학적 연구가 필요하다고 생각된다. 결론 저자들은 한국인의 성인 사체 10구에서 고막이나 이소골의 손상이 없었던 건강한 16귀의 측두골 해부를 통하여 이소골의 해부학적 계측을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 등골 머리의 최상부로부터 망치뼈 자루의 내측 부위 사이의 거리는 평균 3.0 mm이었다. 등골판에서 망치뼈 자루의 내측 부위 사이의 거리는 평균 5.1 mm이었다. 등골의 머리 중앙을 지나는 등골판에 수직선과 등골 머리의 최상부로부터 망치뼈 자루의 내측 부위 사이를 지나는 선이 이루는 각도는 평균 29도이었다. 등골판에 수직선과 등골판에서 망치뼈 자루의 내측 부위 사이를 지나는 선이 이루는 각도는 평균 17도이었다. 중이의 임피던스 변압 작용에 중요한 망치뼈의 머리, 목, 자루의 길이의 합은 8.77 mm이었고 모루골 몸통과 긴 다리의 길이의 합은 6.95 mm로 그 비는 1.26：1이었다. 등골판의 장축은 평균 2.91 mm, 단축은 평균 1.38 mm로 그 넓이는 3.15 mm 2이었다. 이소골 각 부위의 두께는 전후방, 내외방, 또는 상하방의 재는 방향에 따라 두께가 달랐다. 본 연구의 결과는 이소골 재건술시 한국인에 맞는 인공 이소골 개발의 기초 자료로 활용될 수 있으리라 생각된다.
REFERENCES
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