Topography and spatial fascicular arrangement of the human inferior alveolar nerve

Abstract

[한글]아래이틀신경은 감각신경으로, 턱뼈관을 통해 아래앞쪽으로 달리며, 아래턱 큰어금니, 작은어금니, 송곳니, 앞니의 치아뿌리끝을 지나면서 치아속질에 분포하는 치아가지와 턱끝부위 피부에 분포하는 턱끝신경을 낸다. 아래이틀신경 신경다발의 삼차원적 위치배열은 임플란트 시술, 턱끝성형술, 또는 아래턱뼈자름술시 아래이틀신경이 손상되었을 때 손상부위와 범위를 예측하는데 중요한 해부학적 자료가 될 수 있다. 따라서 이 연구의 목적은 아래이틀신경의 형태와 변이를 관찰하고, 각 치아가지의 신경다발 배열양상을 삼차원적으로 재구성하는데 있다. 또한 아래이틀신경과 혈관과의 위치관계를 관찰하여 턱뼈관의 부위별 손상시 출혈을 예측하는데 있다. 재료는 한국 성인시신 아래턱뼈 30 쪽 (남자 19 쪽, 여자 11 쪽, 평균나이 66.8살)을 사용하였다. 그 중 17 쪽은 탈회를 한 후, 혀쪽에서 턱뼈관을 열어 아래이틀신경과 그 가지들을 해부하였다. 그리고 Guanidine-HCL 0.2 M에 2주 이상 담구어 신경바깥막 (epineurium)을 부드럽게 한 뒤, 수술현미경을 사용하여 신경다발을 분리하였고 각 치아가지를 구성하는 신경다발의 위치와 경로를 추적하였다. 나머지 13 쪽은 Micro-CT system (Skyscan 1072, Skyscan, Antwerp, Belgium)을 이용하여 아래턱뼈의 연속적인 관상단면 이미지를 만들었고, 이 단면이미지들을 재구성하기 위하여 3차원재구성프로그램 (Lucion, Cybermed, Korea)을 이용하여 3차원 영상을 만들었다. 이 3차원 영상에서 턱뼈관의 경로가 보이도록 단면을 잘라 턱뼈관의 형태와 그 가지들을 확인하고 지름을 계측하였다.

아래이틀신경의 경로는 턱뼈구멍에서 아래앞쪽으로 내려와 앞쪽으로 주행하다 턱끝구멍을 향하여 약간 올라갔다. 턱끝신경이 되지 않은 신경다발들은 턱끝구멍부위에서 아래쪽으로 꺾여서 아래턱뼈 아래모서리부위까지 내려갔다가 위쪽으로 다시 올라와 안쪽앞니의 치아가지로 끝났다. 치아가지의 분포방향은 둘째작은어금니와 첫째, 둘째, 셋째큰어금니의 경우 가쪽에서 안쪽으로 비스듬하게 올라가 치아에 분포하였고, 안쪽과 가쪽앞니, 송곳니, 첫째작은어금니의 경우는 치아가지가 거의 수직으로 올라가 분포하였다.

아래이틀신경의 형태는 아래이틀신경줄기에서 치아가지가 직접 나오는 경우, 아래이틀신경에서 덧가지가 나오는 경우, 아래이틀신경이 두 갈래로 갈라져 평행하게 달리는 경우인 세 가지 유형으로 분류하였다. 아래이틀신경줄기에서 치아가지가 직접 나오는 경우는 30 쪽 중 21 쪽 (70.0%)으로 가장 많이 관찰되었다. 아래이틀신경에서 덧가지가 나오는 형태는 7 쪽 (23.3%)이 있었다. 아래이틀신경이 두 갈래인 경우는 2 예 (6.7%)가 있었다. 어금니뒤가지는 30 쪽 중 13 쪽 (43.3%)에서 관찰되었다. 어금니뒤가지는 주로 안쪽빗선부위에 분포하였다. Micro-CT에서 덧턱뼈관 (accessory mandibular canal)과 어금니뒤관 (retromolar canal)이 갈라져 나오기 전의 턱뼈관의 평균지름은 각각 4.1 mm와 4.1 mm였고, 덧턱뼈관과 어금니뒤관의 평균지름은 1.0 mm와 1.1 mm였다. 턱뼈관내에서 아래이틀신경과 아래이틀동맥의 위치관계는 턱뼈구멍부위에서 아래이틀동맥이 신경줄기의 아래볼쪽 (inferior buccal)에서 시작하여 신경줄기의 혀쪽면으로 올라가 신경줄기의 위쪽과 혀쪽면으로 달리는 경우가 10쪽 (58.8%)으로 가장 많이 관찰되었다. 아래이틀신경의 신경다발배열은 다양한 양상을 나타내었으나, 평균적 신경다발배열 양상은 다음과 같다. 어금니뒤부위, 첫째, 둘째, 셋째큰어금니의 치아가지는 신경줄기에서 위볼쪽 (superior buccal)부분을 달리는 신경다발로 이루어졌다. 첫째와 둘째작은어금니의 치아가지는 신경줄기의 윗부분과 위혀쪽 (superior lingual)부분을 달리는 신경다발로 구성되었다. 안쪽과 가쪽앞니, 송곳니에는 턱뼈관 뒷부분에서 신경줄기의 위혀쪽부분 또는 위혀쪽부분과 아래혀쪽부분을 달리다 합쳐져 턱뼈관 앞부분에서 혀쪽 (lingual)부분을 달리는 신경다발이 분포하였다. 각 치아별 신경분포 유형을 분류하면, 둘째와 셋째큰어금니, 어금니뒤부위에는 신경다발 분리를 한 15 쪽 모든 경우에서 신경줄기의 위볼쪽부분으로 달리는 신경다발이 분포하였다. 첫째큰어금니에는 위볼쪽부분으로 달리는 신경다발이 분포하는 경우는 10 쪽 (66.7%), 신경줄기의 윗부분을 달리는 신경다발이 분포하는 경우는 5 쪽 (33.3%)이 있었다. 둘째작은어금니에는 신경줄기의 윗부분을 달리는 신경다발이 분포하는 경우는 13 쪽 (86.7%)이었고, 위볼쪽부분을 달리는 신경다발이 분포하는 경우가 2 쪽 (13.3%). 첫째작은어금니에는 신경줄기의 위혀쪽부분을 달리는 신경다발이 분포하는 경우가 9 쪽 (60.0%), 위볼쪽부분으로 달리는 신경다발이 분포하는 경우가 3 예 (20.0%)가 있었다. 안쪽과 가쪽앞니, 송곳니 턱뼈관의 뒷부분에서 신경줄기의 위혀쪽부분을 달리다 턱뼈관의 앞부분에서 신경줄기의 혀쪽부분을 지나는 신경다발이 분포하는 경우가 5 쪽 (33.3%)이 있었고, 턱뼈관의 뒷부분에서는 신경줄기의 위혀쪽부분과 아래혀쪽 (inferior lingual)부분에서 시작하여 턱뼈관의 앞부분에서 신경줄기의 혀쪽부분을 지나는 신경다발이 분포하는 경우는 5 쪽 (33.3%) 있었다. 턱끝신경을 이루는 신경다발은 모든 예에서 신경줄기의 볼쪽 2/3 부분을 차지하였다.

[영문]The inferior alveolar nerve (IAN) is a sensory nerve that innervates the mandibular teeth, periodontium, buccal and lingual mucosa, and lower lip. It runs downward and forward within the mandibular canal (MC), generally below the apices of the teeth. IAN can be damaged during dental surgery, retromolar surgical procedures such as the third molar extraction, osteotomy nearer to the mental foramen obviously risks the IAN. The fascicular organization of the IAN provides critical information for the estimation of damage to portions of the IAN based on patient symptoms, or conversely to evaluate the symptoms resulting from injury to a known part of the IAN. The aim of this study was to clarify the patterns and variations in the course of the IAN by topographic examination followed by detailed dissection and micro computed tomography (micro-CT) analysis. The fascicular composition and organization of the IAN were also determined to confirm the micro-architecture of the IAN bundles into each of the mandibular teeth and periodontium, including the composition of the MN. IAN within the MC was examined in 30 hemifaces (19 males, 11 females) of embalmed Korean cadavers (mean age 66.8 years, range 48～87 years).

The course of the IAN was classified into three types : Type Ⅰ: IAN in a single MC. This type was the most frequently observed, being seen in 21 outof 30 specimens (70.0%), Type Ⅱ: IAN in a single MC with an accessory canal. This type was found in 7 out of 30 specimens (23.3%), Type Ⅲ: IANs in a bifid MC. This type was found in only 2 of the 30 specimens (6.7%). Retromolar branches were observed in 13 out of the 30 specimens (43.3%). On micro-CT image, the mean diameter of the MC before it divides into the accessory and retromolar canals was 4.1±0.9 mm and 4.1±0.7 mm, respectively. The mean diameter of the accessory and retromolar canals on micro-CT image was 1.0±0.5 mm and 1.1±0.3 mm, respectively. The mean diameter of the MC in the mandibular first, second, and third molar regions was 3.3±0.8 mm, 3.1±0.6 mm, and 3.3±0.8 mm, respectively. The IAA is located inferobuccally against the IAN in the mandibular foramen, travelsto the lingual aspect, and then is located superior and lingual to the IAN within the MC. This pattern was the most frequently observed, being seen in 10 out of 17 dissections (58.8%). The somatotopic arrangement of the IAN was categorized according to the nerve fascicles innervating each tooth. In all of 15 cases of nerve-fascicle separation, the nerve fascicles located at the superior buccal portion of the IAN within the MC innervated the mandibular second and third molars. The nerve fascicles innervating the first molar were classified into two categories: (1) those running in the superior buccal portion of IAN within the MC and innervating the first molar (10 out of 15 specimens, 66.7%), and (2) those running in the superior portion of the IAN and innervating the first molar (5 out of 15 specimens, 33.3%). A nerve branch innervating the second premolar was observed for two categories of nerve fascicles running in: (1) the superior portion of the IAN (13 cases, 86.7%) and (2) the superior buccal portion of the IAN (2 cases, 13.3%). The nerve fascicles innervating the first premolar were classified into four types, with the nerve fascicles running in (1) the superior lingual portion (nine cases, 60.0%), (2) the superior buccal portion (three cases, 20.0%), (3) inferior lingual portion (two cases, 13.3%), and (4) the superior portion of the IAN (one case, 6.7%). The courses of the nerve fascicles innervating the mandibular anterior teeth (central, lateral incisors, and canine) could be divided into six categories. The most common patterns of them were that (1) the superior lingual portion of the IAN within the posterior MC and the lingual portion within the anterior MC (five cases, 33.3%), (2) the superior and inferior lingual portions of the IAN within the posterior MC, and then in the lingual portion within the anterior MC after merging (five cases, 33.3%). The MN traveled mainly within the IAN and contained nerve fascicles running in the buccal portion throughout the MC.