Analysis of the Anterior Inferior Cerebellar Artery Vascular Loop Using 3D Fast Imaging Employing Steady State Acquisition in Idiopathic Sensorineural Hearing Loss

Shin, Ji Hoon; Min, Hyun Jung; Lee, Seung Hwan; Cho, Seok Hyun; Jeong, Jin Hyeok; Park, Chul Won

Original Article

Auditory and vestibular disorders

Korean Journal of Audiology 2010;14(3):202-206.

Analysis of the Anterior Inferior Cerebellar Artery Vascular Loop Using 3D Fast Imaging Employing Steady State Acquisition in Idiopathic Sensorineural Hearing Loss

Ji Hoon Shin, Hyun Jung Min, Seung Hwan Lee, Seok Hyun Cho, Jin Hyeok Jeong, Chul Won Park

Department of Otolaryngology-Head Neck Surgery, College of Medicine, Hanyang University, Guri, Korean

특발성 감각신경성 난청 환자에서 3D FIESTA Image를 이용한 전하소뇌동맥 혈관 고리의 분석

신지훈^, 민현정^, 이승환^, 조석현^, 정진혁^, 박철원

한양대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실

Abstract

Background and Objectives
Compression of the vestibulocochlear nerve by the anterior inferior cerebellar artery (AICA) vascular loop or impaired vascular flow of the cochlea can cause idiopathic sensorineural hearing loss. We have analyzed the correlation between position and diameter of the AICA vascular loop, and hearing loss at various frequencies.

Subjects and Methods
453 patients (906 ears) were included in this study. All patients underwent 3D-fast imaging employing steady state acquisition (FIESTA) MRI and pure tone audiometry. We have analyzed the average hearing level in average of six frequencies range (500, 1 k, 2 k, 3 k, 4 k, and 6 kHz), low frequency range (250, 500 Hz), mid frequency range (1 k, 2 kHz) and high frequency range (4 k, 6 k, 8 kHz). The ears were classified into a hearing loss group and a normal hearing group. We evaluated the position and diameter of the AICA vascular loop in 3D-FIESTA MRI by two scoring systems. The first scoring system was Chavda classification based on the anatomical location of the AICA loop. The second scoring system was used to measure the diameter of the AICA loop. The AICA loops were classified into two groups by diameter, small or similar to the adjacent facial nerve and larger than the facial nerve.

Results
There was no statistically significant correlation between AICA loop location and hearing loss. There was no statistically significant correlation between AICA loop diameter and hearing loss in average PTA, mid tone, or high tone hearing. However, in low tone hearing, the diameter of the AICA loop in the hearing loss ear was significantly smaller than that of the AICA loop in the normal hearing ear.

Conclusions
There was no correlation between vascular loop position and hearing loss found in this study. The diameter of the vascular loop could be the causative factor of idiopathic hearing loss.

Keywords: Hearing loss;Sensorineural;Vestibulocochlear nerve.

Address for correspondence : Seung Hwan Lee, MD, Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, Hanyang University, 249-1 Gyomun-dong, Guri 471-701, Korea
Tel : +82-31-560-2363, Fax : +82-31-566-4884, E-mail : shleemd@hanyang.ac.kr

서 론

특발성 감각신경성 난청은 정확한 원인이 밝혀지지 않았으나, 내이의 바이러스 감염과 혈류 장애, 와우신경에 대한 전하소뇌동맥의 압박, 청신경종, 메니에르 병, 소음 등 여러 요인이 난청의 발생에 관련된다고 알려져 있다.¹⁾ 이 중 전하소뇌동맥(anterior inferior cerebellar artery: AICA)이 돌발성 감각신경성 난청의 발생에 미치는 영향에 대해서는 여러 연구가 진행되었으며, 전하소뇌동맥이 신경구조물을 압박하는 경우 삼차신경통, 설인신경통, 안면반연축 등이 생길 수 있고,²⁾ 소뇌교각을 지나는 전하소뇌동맥의 혈관고리가 전정와우신경을 압박하면 난청, 이명, 어지럼증 등이 생길 수 있다고 보고되었다.³⁾ 또한, 내이는 전하소뇌동맥의 분지인 내이 동맥(cochlear artery)에 의하여 혈류를 공급 받고 있으므로, 전하소뇌동맥의 혈류 저하가 난청을 유발한다는 연구도 있다.⁴⁾ 전하소뇌동맥이 내이에 미치는 영향을 밝혀내기 위해 전하소뇌동맥의 형태와 주행경로, 굵기, 주변 안면신경 및 전정와우신경과의 관계, 전정와우신경의 굵기, 내이도의 넓이 등에 대한 다양한 연구가 진행 되고 있다. 그러나 전하소뇌동맥 혈관 고리와 특발성 감각신경성 난청과의 관련성에 대한 연구는 많지 않다. 3D-fast imaging employing steady state acquisition(FIESTA) MRI는 내이 영상을 얻기 위해 도입된 MRI 촬영 기법으로 기존의 MRI에 비해 환자의 경제적인 부담을 줄이면서도 내이의 해부학적 구조를 관찰하는데 뛰어난 정보를 제공한다.
본 연구에서는 원인이 명확하지 않은 돌발성 감각신경성 난청을 포함한 특발성 감각신경성 난청 환자를 대상으로 시행한 3D-FIESTA MRI 영상을 분석하여 전하소뇌동맥의 혈관 고리의 크기 및 위치 형태에 따른 특발성 감각신경성 난청과의 연관성에 대해 알아보고자 한다.

대상 및 방법

2008년 1월부터 2010년 6월까지 본원에서 난청, 이명, 어지럼증, 안면신경마비 등의 이유로 순음청력검사를 시행한 환자 중 3D FIESTA MRI를 시행한 환자들을 대상으로 전하소뇌동맥의 혈관 고리 위치, 내이도와의 관계 및 주변 안면신경과의 굵기 비교를 하였다.
전하소뇌동맥의 혈관고리와 관련이 없는 요소를 제거하기 위해 중이 및 외이에 병변이 있는 환자, 소음에 노출되거나 외상의 과거력이 있는 환자, 메니에르병 그리고 청신경종과 같은 소뇌교각 종양이 있는 경우와 같이 난청의 요인이 이미 밝혀진 경우는 본 연구에서 제외하였다.
혈관고리가 형성되는 위치는 Chavda 분류법에 따라 혈관고리가 내이도 안으로 들어가지 않고 소뇌교각에 국한되어 있는 경우를 I형, 내이도 안으로 들어갔으나 내이도의 전체 길이의 50% 미만에 걸쳐있는 경우를 II형, 내이도 전체길이의 50% 이상 진입하여 고리를 형성하는 경우를 III형으로 분류하였다(Fig. 1).⁵⁾ 혈관고리의 직경은 인접한 안면신경의 직경과 비교하여 같거나 작을 경우 S(small)로, 안면신경보다 굵은 경우 L(large)로 분류하였다(Fig. 2).⁴⁾ 3D FIESTA MRI의 분석은 환자의 임상자료에 대한 임상 정보가 없는 상태로 이루어졌다.
난청의 여부는 30 dB을 기준으로 하여 30 dB 이하의 청력 역치를 보인 경우를 정상 청력, 30 dB보다 높은 경우를 난청으로 정의하여 실험대상 귀를 난청을 보이는 귀와 정상청력의 귀 두 집단으로 나누었다.
환자의 순음청력도에서 6개의 주파수 500 Hz(a), 1 kHz(b), 2 kHz(c), 3 kHz(d), 4 kHz(e), 6 kHz(f)의 기도청력역치를 6분법(a+b+c+d+e+f/6)으로 계산하여 순음청력역치를 얻었으며, 저음역(250 Hz, 500 Hz), 중간 음역(1 kHz, 2 kHz), 고음역(4, 6, 8 kHz) 등에서 각 군의 청력역치의 평균을 구하였다. 순음청력역치, 저음역, 중간음역, 고음역 등 4가지 주파수 별로 각 집단의 3D FIESTA MRI를 분석하여 전하소뇌동맥의 혈관고리의 위치와 굵기를 비교 분석하였다.
혈관 고리의 위치와 직경에 따른 특발성 감각신경성 난청의 유무에 대한 통계적 검증은 Chi-square test를 이용하였고, 프로그램은 SPSS version 11.5 for Windows(SPSS Inc., Chicago, II, USA)를 사용하였으며, 95% 신뢰구간에서 유의 수준을 검증하였다.

결     과

총 553명의 환자, 906개의 귀가 연구의 대상이 되었다. 혈관고리의 위치는 Chavda 분류법 상 I형이 572귀(63.1%), II형이 267귀(29.5%), III형이 67귀(7.4%)였고, 혈관 고리의 두께는 S형이 718귀(79.2%), L형이 188귀(20.8%)였다.
순음청력검사상의 음역대에 따른 분류상 평균 청력에서는 난청을 보인 귀는 365귀(50.3%), 정상 청력도의 귀는 541귀(59.7%)였다. 저음역대에서 난청을 보인 귀는 232귀(25.6%), 정상 청력도의 귀는 674귀(74.4%)였다. 중간 음역대에서는 난청을 보인 귀는 264귀(29.1%), 정상 청력도의 귀는 642귀(70.9%)였다. 고음역대에서는 난청을 보인 귀는 503귀(55.5%), 정상 청력도의 귀는 403귀(44.5%)였다.
각 음역대에서 대상자들의 귀를 3D FIESTA MRI상에서 Chavda 분류법에 따른 유형과 혈관고리의 두께를 비교 분석하였다. 모든 음역대에서 전하소뇌동맥 혈관고리의 위치와 난청의 여부는 통계적 연관성을 보이지 않았다(Table 1). 혈관고리의 두께는 평균 청력, 중간음역대, 고음역대에서는 난청과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 그러나 저음역대에서 혈관고리의 두께를 비교 분석하였을 때, 혈관고리의 두께가 난청이 있는 귀에서 유의하게 가늘다는 통계적 결과를 얻을 수 있었다(p=0.005)(Table 2).

고     찰

경동맥의 분지에 의해 혈류를 공급받는 중이와 달리, 내이는 전하소뇌동맥의 분지인 내이 동맥에 의하여 혈류를 공급받고, 내이와 중이 사이에 혈관의 기능적인 문합이 존재하지 않아 와우는 전적으로 전하소뇌동맥에 의해서만 혈액을 공급받는다.⁶⁾ 본 연구에서는 전하소뇌동맥의 혈관고리의 위치와 굵기가 특발성 감각신경성 난청과 어떤 연관성을 갖는지 알아보고자 하였다.
전하소뇌동맥 고리를 관찰하는 데 사용된 3D FIESTA MRI는 기존의 FSE T2W MRI에 비하여 후두개와 수조(posterior fossa cistern)에서 뇌신경을 관찰하는 데 더 우수하며 신경구조와 혈관을 포함한 액체가 차있는 구조물이 잘 나타난다.⁷⁾ 이번 연구에서도 3D FIESTA MRI를 통해 보여진 혈관 두께로 와우로가는 혈류량을 간접적으로 추정하였다. 와우로 가는 혈류를 직접적으로 측정하는 방법으로는 Gadolinium 조영제를 초고농도로 혈관 내에 주입한 후 MRI를 촬영하는 방법이 있으나, 실험실에서 기니아픽(guinia pig)을 대상으로 시행할 수 있을 뿐, 임상에서 적용할 수는 없다.⁸⁾ 그 외에도 중이 수술 시 고막을 통해 laser doppler flowmetry를 이용하여 직접적으로 와우 혈류를 측정하는 방법이 있으나, 이는 침습적인 방법으로 수술 중에만 시행할 수 있다는 단점이 있다.⁹⁾ 초음파를 통해서 circle of willis의 혈류와 돌발성 난청간에 연관성이 있음이 보고되었으나, 초음파로 내이의 혈류를 직접 측정하는 것을 불가능한 것으로 알려져 있다.¹⁰⁾
사체 해부결과에 따르면 소뇌교각조에 전하소뇌동맥의 혈관고리가 위치하는 경우가 19~40%, 내이공에 인접한 경우가 33~56%, 내이도 내부에 있는 경우가 25~27%로서, 내이공에 인접한 경우가 가장 많다고 보고된 바 있으나,^11,^12,¹³⁾ MRI 촬영 연구 결과에 따르면 소뇌교각조에서 63~78%, 내이공에서 12~29%, 내이도 내에서 8~10%의 빈도로 소뇌교각조에서 전하소뇌동맥 혈관고리를 형성하는 경우가 해부결과에 비해 월등히 많았다.^5,^14,¹⁵⁾ 본 연구에서도 전체 실험 참가자의 혈관고리의 위치 비율이 각각 type I 63.1%, type II 29.5%, type III 7.4%로 이전 MRI 촬영 연구 결과와 유사하였다.
McDermott 등⁵⁾은 일측성으로 난청을 포함한 이과적 증상을 보인 환자들을 대상으로 전하소뇌동맥의 위치를 연구하여, 혈관 고리가 내이도 안쪽으로 위치하는 Chvada II 형과 III형에서 난청이 호발한다고 하였다. 그러나 다른 많은 연구에서는 Chvada 분류법에 따른 난청과의 연관성을 찾기 어렵다고 보고 되어 논란의 여지가 있다.^4,¹⁵⁾ 이번 연구에서 혈관 고리의 위치를 순음청력역치, 저, 중, 고주파수 별로의 평균치와 비교분석 해보았으나, 난청과의 관련성은 찾을 수 없었다.
Jeon 등⁴⁾은 혈관고리의 두께를 안면신경과 비교하여 얇거나 같은 군과 두꺼운 군으로 나누었을 때, 혈관고리의 두께는 난청이나 이명과 연관성을 보인다고 보고하였다. 본 연구에서는 순음청력치, 중간, 고음역대에서 분석한 결과에서는 환자의 전하소뇌동맥 혈관고리 두께는 난청과 통계적 연관성을 보이지 않았으나, 저음역대에서는 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 저음역대 난청을 보인 귀는 정상측 귀에 비하여 AICA loop의 두께가 가는 경향을 보였다. 이는 와우에서 고음역 부위는 와우동맥과 와우전정동맥의 와우 분지가 문합하여 두 혈관 모두에서 혈류를 공급받으며.¹⁶⁾ 중간 음역 부위는 저음역 부위보다 혈관의 근위부에 위치하여, 저음역에서 와우혈류가 전하소뇌동맥 혈관고리의 두께에 더 민감하게 영향을 받기 때문인 것으로 추측된다.
Mosges 등¹⁷⁾은 돌발성 감각신경성 난청 환자에서 난청의 원인을 와우 혈관의 과점도(hyperviscosity)에 의한 혈류장애로 보고 Rheopheresis를 사용하여 돌발성 난청을 치료한 바 있다. 또한, Fibrinogen-LDL-apheresis 치료가 Steroid, IV hemodilusion 사용한 현재 고식적 치료와 유사한 치료성적을 보인다는 보고도 있다.¹⁸⁾ 위 치료들은 모두 와우 미세혈류를 개선하기 위한 치료법들로 와우 미세혈류가 난청을 유발하는 인자로 작용할 수 있음을 간접적으로 시사한다.
혈관 고리의 와우 신경 압박에 의해 발생하는 난청을 포함한 이과적 증상들은 혈관고리의 와우신경 압박에 의해 와우신경의 탈수초화에 의해 일어난다.³⁾ Mun 등¹⁹⁾은 혈관성 신경압박증후군에서 미세혈관 감압술 시행 후 환자의 호전을 보고한 바 있다. 전하소뇌동맥의 혈관 고리에 의한 와우신경의 압박도 난청의 가능한 원인이지만 본 연구에서는 혈관 고리의 위치와 난청은 관련성을 찾을 수 없었다. 와우신경압박에 의한 난청을 연구하기 위해서는 청력검사에서 청신경단계에서의 난청 즉 어음청력도의 저하 및 ABR에서 I파와 V파 사이의 간격의 증가 등의 소견을 보이는 사람을 실험군으로 설정을 해야 하나,²⁰⁾ 본 연구에서는 순음 청력도를 기준으로 실험군과 대조군을 나누어 혈관고리의 위치를 비교분석하였다. 따라서 난청의 원인은 와우신경압박에 의한 경우와 와우혈류장애에 의한 것 모두 가능하지만, 순음청력검사에서 난청을 보인 환자군을 대상으로 연구하는 경우, 와우신경 압박에 의한 경우보다는 와우혈류 장애에 의한 경우가 더 많이 포함되어 전하소뇌동맥의 혈관고리 굵기와 청력의 연관성만이 의미 있게 나타난 것으로 생각된다. 본 연구에서는 어지럼증 및 안면신경 마비 등 AICA 혈관고리에 의해 발생할 수 있는 청력 외 증상들에 대해서는 분석하지 않았으나 다른 이과적 증상들에 대한 분석을 해보는 것도 좋은 연구가 될 것으로 생각된다.

결     론

본 연구는 3D FIESTA MRI를 통하여 전하소뇌동맥과 특발성 감각신경성 난청과의 관계를 밝히고자 하였다. 전하소뇌동맥의 위치와 특발성 감각신경성 난청의 유무와는 관련성이 없었다. 전하소뇌동맥의 두께는 저음역대 난청이 있는 환자의 귀에서 통계적으로 유의하게 가늘었다. 전하소뇌동맥 혈관 고리의 두께는 와우 혈류를 반영하는데, 와우혈류량의 감소가 특발성 감각신경성 난청의 한 요인으로 작용할 수 있다고 추정된다. 따라서 이에 대한 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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