Anatomical Insight and Injection Guideline of the Orbicularis Oculi Muscle Using Ultrasonography and Sihler’s Staining

Abstract

The orbicularis oculi muscle (OOc) is an elliptically broad and flattened muscle that is strongly associated with facial aging as its contraction causes the formation of crow’s feet. The botulinum toxin (BoNT) is one of the representative treatments targeting OOc. This study’s aim was to demonstrate the anatomical information of the OOc self, including muscle width, thickness, dynamic features and anatomical relationship between the OOc and zygomaticus complex muscles using ultrasonography, as well as to visualize the distribution of the facial nerve that innervates the OOc using Sihler’s staining, thereby providing reference data for BoNT injection targeting OOc. Twenty healthy Korean volunteers participated. The width, thickness, and dynamic movement of the OOc were measured on horizontal plane using ultrasonography. The positional relationship and overlapping ranges between the OOc, zygomaticus minor (Zmi), zygomaticus major (ZMj), as well as their distances from the skin, were measured on four different perpendicular planes using ultrasonography. And the modified Sihler’s staining was conducted on specimens of the OOc. At the lateral canthus horizontal plane (LCHP), the distance between the lateral margin of the frontal process of zygomatic bone and the most lateral margin of the OOc was 12.5 ± 1.3 mm. The depth of the OOc at the midpoint of the frontal process, the lateral marginal of the frontal process, and 5 mm lateral to the frontal process was 2.0 ± 0.4 mm, 2.8 ± 0.4 mm, and 3.1 ± 0.5 mm. The thicknesses of the OOc at the midpoint of the frontal process, the lateral marginal of the frontal process, and 5 mm lateral to the frontal process were 0.7 ± 0.3 mm, 1.1 ± 0.3 mm, and 1.2 ± 0.3 mm. The mean distances between the LCHP and the zygomaticus complex muscles superior margin were 20.0 mm, 17.9 mm, 22.8 mm and 20.8 mm at perpendicular plane lateral canthus, orbital rim, midpoint of the frontal process of zygomatic bone and jugale point. The mean distances between the OOc and skin were 4.9 mm, 4.8 mm, 5.5 mm and 4.7 mm at each perpendicular plane. The mean distances between the zygomaticus complex muscles and OOc were 3.0 mm, 3.1 mm, 4.5 mm and 4.1 mm at each perpendicular plane. The author proposed new insights for crow’s feet injection based on anatomical information obtained from ultrasonography and Sihler’s staining which would contribute to minimizing complications and improving effect during the administration of BoNT.

눈둘레근은 타원형으로 넓고 편평한 근육으로, 수축 시 눈가주름을 형성하여 안면 노화와 밀접하게 연관된다. 보툴리눔독소는 눈둘레근를 표적으로 하는 대표적인 치료법 중 하나이다. 본 연구는 초음파를 이용하여 눈둘레근 자체의 해부학적 정보(근육의 폭, 두께, 움직임)와 눈둘레근, 큰광대근, 작은광대근 간의 해부학적 관계를 규명한다. 이와 더불어 Sihler 염색법을 활용하여 눈둘레근를 지배하는 얼굴신경의 분포를 시각화하여 눈둘레근를 표적으로 하는 보톨리눔독소 주사 자입점에 참고할 수 있는 데이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 한국인 20 명을 대상으로 임상 연구를 진행하여 데이터를 수집하였다. 눈둘레근의 폭, 두께, 움직임은 초음파를 사용하여 수평면에서 측정되었다. 눈둘레근과 작은광대근, 큰광대근 간의 위치 관계와 중첩되는 범위, 그리고 표피와의 거리는 네 개의 서로 다른 수직면에서 초음파를 통해 측정되었다. 마지막으로 Sihler 염색법으로 눈둘레근에 분포한 얼굴신경을 확인하였다. 가쪽눈구석 수평면에서 광대뼈이마돌의 가쪽 경계와 눈둘레근의 가장 가쪽 경계 간의 거리는 12.5 ± 1.3 mm 로 측정되었다. 광대뼈이마돌기 중점, 광대뼈이마돌기 가쪽 경계, 그리고 광대뼈이마돌기로부터 5 mm 가쪽 지점에서의 눈둘레근 깊이는 각각 2.0 ± 0.4 mm, 2.8 ± 0.4 mm, 3.1 ± 0.5 mm 로 측정되었다. 동일한 지점에서 눈둘레근 두께는 각각 0.7 ± 0.3 mm, 1.1 ± 0.3 mm, 1.2 ± 0.3 mm 로 측정되었다. 가쪽눈구석, 눈확가쪽모서리, 광대뼈이마돌기 중점, 그리고 광대뼈각점 지나는 수직선에서 가쪽눈구석 수평면과 큰광대근, 작은광대근 간의 평균 거리는 각각 20.0 mm, 17.9 mm, 22.8 mm, 20.8 mm 로 측정되었다. 각 수직면에서 눈둘레근과 표피 간의 평균 거리는 각각 4.9 mm, 4.8 mm, 5.5 mm, 4.7 mm 로 나타났다. 또한 각 수직면에서 큰광대근, 작은광대근과 눈둘레근 간의 평균 거리는 각각 3.0 mm, 3.1 mm, 4.5 mm, 4.1 mm 로 측정되었다. 본 연구의 결과는 초음파와 Sihler 염색법을 통해 얻은 해부학적 정보를 바탕으로 눈가주름 보톨리눔독소 주사에 대한 새로운 해부학지식을 제안한다. 또 임상에서 보툴리눔독소 주사 시 합병증을 최소화하고 주사 효과를 향상시키는 데 기여할 것으로 판단된다.