Korean Journal of Cerebrovascular Surgery 2000;2(2):101-106.
Published online January 1, 2001.
Microvascular Anatomy of Extreacranial and Cavernous Internal Carotid Artery(ICA).
Kim, Jae Min
Department of Neurosurgery, Hanyang University Kuri Hospital, Kuri, Korea. kjm2323@email.hanyang.ac.kr
Abstract
Although lacking of unanimously accepted nomenclature and numbering system of the internal carotid artery (ICA) segments, recently adopted system may be applicable in terms of its simplicity and practical purposes. According to this seven-tier system, we briefly summarized the normal microvascualr anatomy of the ICA from the extracranial cervical (C1) segment to the clinoid (C5) segment of the ICA and surrounding structures with relevant schematic drawings. Also we presented a spectrum of normal variants and congenital anomalies with respect to the normal anatomy.
Key Words: Internal carotid atery, Cervical segment, Clinoid segment, Anatomy

서     론


   현재까지 다양한 내경동맥 분절의 분류법들1)2)이 고안되어 왔지만 1996년 Bouthillier 등1)이 주창한 명명법이 실질적이고, 미세혈관 수술 및 두개저부 수술시 보편적으로 받아들여지고 있기 때문에 이를 기준으로 하여 구분하였다. 이 새로운 분류법은 총경동맥 분지에서부터 내경동맥 분지까지의 전체 내경동맥을 혈류방향에 따라 내경동맥을 둘러싼 주변구조물과 그들이 통과하는 구획에 따라 7개의 내경동맥 분절을 명명하였으며 이들은 각각 C1(cervical), C2(petrous), C3(lacerum), C4(cavernous), C5(clinoid), C6(ophthalmic), C7(communicating)이다(Fig. 1). 본 장에서는 C1에서부터 C5까지의 내경동맥 분절에 대한 정상해부학과 주변 구조물 및 동맥류성 질환들에 대해 기술하고자 한다.
   발생 과정상, 4-mm 정둔장(crownrump length:CRL) 때 내경동맥이 한 쌍의 배측 대동맥(dorsal aortae) 으로부터 머리쪽으로 자라 나는데, 이때 기존의 제 1, 2 대동맥궁은 퇴화되어 제 3 대동맥궁과 연결이 된다. 내경동맥 중에서 C1 분절만 제 3 대동맥궁에서 기원하며, 나머지의 내경동맥은 배측 대동맥에서 기원한다. 역시 이 시기에 후두 저부에서 한 쌍의 longitudinal neural arteries가 내경동맥의 배부에서 평행하게 발달된다(Fig. 2).3)6)7)

정상 해부학 및 선천성 기형

1. C1:Cervical ICA
  
내경동맥은 정상적으로 제 3~4 번 경추나 제 4~5 번 경추 높이에서 총경동맥으로부터 기시하여 상행하며 대개 외경동맥보다 크다. 총경동맥 분지 초기에는 내경동맥이 외경동맥의 후외측으로 주행하다가 상행하면서 이의 내측으로 주행하게 된다.
   C1은 총경동맥 분지에서부터 거의 수직으로 상행하여 추체의 경동맥관의 외부 개구부까지를 말하며 carotid bulb와 ascending segment로 나뉜다. carotid bulb는 C1의 가장 근위부에 있는 focal dilatation을 형성하며 직경은 약 7.5 mm로서 총경동맥의 7.0 mm 및 원위부 내경동맥의 4.7 mm 보다 크다. ascending segment는 관상의 근막초(tubular fascial sheath) 구조물인 carotid space안에서 상행하며 내측에서 외측으로 각각 내경동맥, 하부뇌신경(IX, X, XI, XII), 외경동맥 및 내경정맥이 포함되어 있다. 분지는 없으며, 정상적인 변이로서 총경동맥 분지의 높이가 환추에서 제 2 흉추 높이까지 다양하게 나타날 수 있다.12)
   이 부위의 선천성 기형은 1) anomalous origin of ICA, 2) agenesis, congenital absence of the ICA, 3) anomalous branches, 4) carotid-basilar anastomoses, 및 5) fibromuscular dysplasia(FMD) 등이 있다.

1) Anomalous origin of ICA
  
C1이 총경동맥이 아닌 대동맥궁에서 직접 기원하는 경우가 있다.

2) Agenesis, congenital absence of the ICA
   대개 편측에서 발생하며 후천적인 내경동맥 폐색과는 달리 골성 경동맥공이 없다. Willis' circle이나 해면정맥동 사이의 문합을 통해 반대측 내경동맥의 측부혈행을 받기 때문에 증상이 없는 경우도 있으나 두개강내의 동맥류가 동반될 수도 있기 때문에 주의를 기울여야 한다.

3) Anomalous branches
  
Nonbifurcating carotid artery는 경동맥이 대동맥궁에서 직접 나와 분지 없이 두개저부로 향하는 경우로서 외경동맥은 주경동맥 trunk와는 별개로 나오고 carotid bulb는 보이지 않는다. C1에서 나오는 anomalous branches는 정상적으로 외경동맥 분지인 ascending pharyngeal artery, occipital artery, 다른 내경동맥 분지인 vidian artery, 및 추골기저 순환계인 posterior meningeal artery 등이 있다.

4) Carotid-basilar anastomoses
   태생기 두개강내의 순환계로서 후교통동맥이 생길 때까지 원시 경동맥 순환계(primitive carotid circulation)과 후뇌 순환계(hindbrain circulation)를 연결하는 일시적인 segmental connection이 존재하는데, 폐색되지 않고 성인시기까지 지속되는 경우를 carotid-basilar anastomoses라 한다(Fig. 3).

(1) Persistent hypoglossal artery(PHA)
   2번째로 많으며 C1의 환, 축추 높이에서 기시하여 후내측으로 주행하여 대후두공이 아닌 설하신경공쪽을 통해 기저동맥과 만난다. 후교통동맥은 발견되지 않는다.

(2) Proatlantal intersegmental artery(PIA)
   제 2~3 번 경추 높이에서 C1의 배측에서 기원하여 후외측으로 싱행한 뒤 환추 윗 부분에서 대후두공을 통해 두개강으로 들어가며 동측의 추골동맥을 낸다.17)

5) Fibromuscular dysplasia(FMD)
   혈관의 탄성층이 파괴되면서 혈관벽의 섬유화가 진행되어 segmental stenosis를 유발하는 질환으로 media가 가장 많이 이환되며, 침범되는 층에 따라 intimal fibroplasia, medial fibromuscular dysplasia, adventitial fibroplasia의 3가지로 분류된다. FMD 환자의 30~40%에서 두개강내의 동맥류를 동반하는 것으로 보고 되어 있다.3)

2. C2:Petrous ICA
  
C2는 골막으로 싸여진 경동맥공을 통해 두개저부로 들어간 후 전 경로동안 측두골 추체부에 감싸여져 있다. 해면정맥동 기원의 정맥총에 의해 둘러 싸여져 있으며 상경부 신경절 기원의 자율 신경총에 의해서도 감싸져 있다. Vertical(ascending) segment와 horizontal segment 및 이 둘을 연결하는 genu 부분으로 구성되어 있다. Vertical segment는 상행하다가 genu에서 전내측으로 방향을 바꾸며 길이는 약 10 mm 정도이다. Horizontal segment는 genu에서 추체첨부를 향해 전내측으로 방향을 바꾸어 주행하며 길이는 약 20 mm 내외이다. 주변 구조물로는 내경정맥과 고실(tympanic cavity)이 뒤에 있고, 슬신경절(geniculate ganglion)과 와우(cochlea)가 horizontal segment위에 위치하게 된다. 특히, 대천추골신경(greater superficial petrosal nerve:GSPN)이 바로 외측에서 위로 주행한다. 외측으로는 주상돌기(styloid process)가 있고 내측으로는 하추골정맥동(inferior petrosal sinus:IPS)이 위치한다(Fig. 4).6)
   C2의 분지는 작거나 없을 때도 있지만 내경동맥 폐색때는 외경동맥으로부터 측부혈행을 받기 때문에 중요하다. C2의 대표적인 분지로는 vidian artery 및 caroticotympanic artery 등이 있다.

1) Vidian artery (artery of pterygoid canal)
   대개는 외경동맥으로부터 나오지만 horizontal segment 기시부에서 전하방으로 나와 파열공을 통해 외경동맥 분지와 문합한다.

2) Caroticotympanic artery
   두번째 대동맥 기원의 잔여물인 hyoid artery로서 genu부위에서 상부로 등골(stapes)을 통과한 후 중이강으로 분포한다. ascending pharyngeal artery의 작은 분지인 inferior tympanic artery와 문합한다.
   이 부위의 선천성 기형으로는 1) aberrant petrous ICA, 2) carotid-basilar anastomoses가 있다.

3) Aberrant petrous ICA
   중이강을 관통하여 retrotympanic pulsating mass로 발현되며 정상 내경동맥 경로에 비해 뒤쪽으로 안면신경관과 jugular bulb 사이, 외이도 뒤쪽으로 상행하여 중이강으로 들어간 뒤 전측방으로 급격히 꺾어진다.

4) Carotid-basilar anastomoses
  
C2에서 기원하는 기형으로는 persistent stapedial artery, persistent otic artery가 있다.

(1) Persistent stapedial artery(PSA)
   내경동맥에서 기원한 hyoid artery의 분지로서 embryonic stapedial artery의 퇴행이 안되면 C2의 vertical segment에서부터 등골을 통해 중이강으로 들어간다. 중경막동맥(middle meningeal artery:MMA) 이 내경동맥에서 기시하게 된다.

(2) Persistent otic artery(POA)
   가장 먼저 퇴화되는 carotid-basilar anastomosis인 primitive otic artery가 남아 생기며, 매우 드물다. 경동맥관에서 기시하여 내이도를 통하여 기저동맥의 원위부로 주행한다. 드물게 편측안면경련(hemifacial spasm)의 원인으로도 보고되어 있다.7)

3. C3:Lacerum ICA
  
C3는 추체의 경동맥관이 끝나는 곳에서 기시하여 연골로 덮여 있는 파열공 위를 지난다. 파열공은 골막과 섬유연골 조직층으로 싸여 있어 closed floor와 open roof를 형성하게 된다. C3는 경동맥구(carotid sulcus)의 후방 연장부위로 상행하여 basisphenoid 일부를 형성한 후, 추설 인대(petrolingual ligament:PL)에서 종지한다. 대천추골신경이 전방, 측방으로 주행하며 다수의 지방조직, 정맥총, 및 교감신경총 등에 의해 둘러 싸여 있다(Fig. 4). 대개의 경우 분지는 없지만 vidian artery가 C2와 C3 사이에서 기시하기도 한다3,6,8).

4. C4:Cavernous ICA
  
C4는 추설 인대의 상연에서 기시하며 posterior ascending(vertical), long horizontal, short anterior vertical segment의 3부분으로 나뉜다. 분절 사이에는 각각 posterior, anterior genu 부위를 형성한다. C4는 distal dural ring에서 해면정맥동을 나간다. C4의 외측으로는 삼차신경절(Gasserian ganglion:GG)이 C3와 posterior C4 segment를 덮고 있으며 Meckel's cave 저부를 형성하는 경막층에 의해 분리되어 있다. 더 앞쪽으로는 동안신경, 활차신경, 외선신경이 C4의 측벽을 주행하며 이중, 외선신경만이 해면정맥동 실질(cavernous sinus proper) 안에 위치한다.
   C4는 실질적으로 해면정맥동 실질 안의 가장 내측 구조로서 내피세포로 덮인 sinusoids와 얇은 벽의 세정맥으로 덮여 있으며 내경동맥은 basisphenoid bone의 얇은 구인 경동맥구를 따라 앞으로 주행한다. C4의 내측으로는 접형동이 있으며 이와의 경계는 60~70%에서 1 mm 이하 두께의 뼈로 분리되어 있으며 4% 정도에서는 경막외층(골막)으로만 덮여 있다. C4의 위쪽으로는 소뇌천막 변연이 지나가며 앞쪽에서 해면정맥동과 소뇌천막의 dural reflection이 합쳐져 proximal, distal dural ring을 형성하여 전상상돌기를 감싼 후 C4-C5 이행부를 부분적으로 덮는다. 터어키안 와와 뇌하수체가 C4의 상내측에 위치하고 얇은 골성 층판과 해면정맥동의 얇은 경막벽으로 구분된다. 경동맥구, 삼차신경의 제 1, 2 분지가 아래를 지나가고, anterior genu의 앞쪽으로 optic strut와 전상상돌기가 위치한다(Fig. 5).1)3)4)6)
   C4의 분지로는 1) posterior trunk, 2) inferolateral trunk, 및 3) medial trunk가 있다.

1) Posterior trunk (meningohypophyseal trunk:MHT)
  
대부분의 경우 관찰되며 C4의 posterior genu 위쪽으로 기시한다. 크게 3개의 분지를 내며 각각 뇌하수체(inferior hypophyseal artery), 소뇌천막(marginal tentorial artery of Bernasconi & Cassinari), 사대(clival branch, or dorsal meningeal artery)에 분포한다.

2) Lateral trunk (inferolateral trunk:ILT)
  
66~84%에서 관찰되며 C4 horizontal segment의 측방에서 기시하며 해면정맥동 내에서 외선신경을 가로질러 주행한다. 2~3개의 중요한 분지를 내며 이들은 각각 동안신경, 활차신경, 외선신경과 삼차신경절, 해면정맥동의 경막에 분포한다. 또한 외경동맥의 maxillary artery와 artery of foramen rotundum을 통해 전하측으로 문합을 하며 극상공(foramen spinosum)을 통해 중경막동맥과도 문합한다.

3) Medial branches
  
28%에서 관찰되며 뇌하수체에 분포하는 capsular arteries of McConnell이 기시한다(Fig. 6).3)6)
   이 부위의 선천성 기형으로는 1) persistent trigeminal artery, 2) intercavernous anastomoses가 관찰된다.

4) Persistent trigeminal artery (PTA)
   가장 흔한 최상부의 primitive carotid-basilar anastomosis로 혈관조영술상 0.6%까지도 관찰된다. Posterior genu 근처의 C4에서 기시하며 안배(dorsum sellae) 쪽으로 후측방으로 주행하여 삼차신경의 감각신경근을 따라 추설 인대아래로 상소뇌동맥과 전하소뇌동맥 사이의 기저동맥과 연결되는 parasellar PTA와 직후방으로 안배 경막을 뚫고 정중선에서 추골동맥과 만나는 intrasellar PTA가 있다.
   해부학적 변이로 Saltzman type Ⅰ variant는 PTA가 문합된 원위부 전체의 추골기저동맥계에 전부 분포하며 후교통동맥은 형성부전이 있거나 무형성증이 있으며, Saltzman type Ⅱ variant는 PTA가 상소뇌동맥까지만 분포하고 후대뇌동맥은 후교통동맥을 통해 분포받는 형태를 보인다. 두 유형 간의 발생빈도는 거의 같은 것으로 알려져 있다. Saltzman type Ⅲ variant는 원위부의 기저동맥과 상소뇌동맥으로의 혈관 충만은 부족하며 각각은 후교통동맥에서 공급받는다. PTA는 동맥류 등의 혈관 기형과 잘 동반되어 약 14% 정도의 빈도를 보이며 삼차신경통, 경동맥-해면정맥루, 일과성 허혈성 발작과도 동반된다고 보고되어 있다.7)

5) Intercavernous anastomoses
   내경동맥의 무형성증이 있을 때, 측부혈행은 Willis' circle을 통해 이루어지지만 일부에서는 intercavernous anastomosis를 통해 이루어지기도 한다.6)

5. C5:Clinoid ICA
  
모든 내경동맥 중에서 가장 짧으며 C4 anterior genu 상부의 작고 설상(wedge-shape)의 분절이다. 해면정맥동의 경막내층으로 구성되어 있는 proximal dural ring에서 기시하여 내경동맥이 지주막하강으로 이행되는 distal dural ring까지의 부분으로서 anterior intercavernous sinus의 venous tributaries가 위치한다. Dural reflection은 전면과 측면에서 가장 현저하여 내경동맥의 advantitia와 dense adhesion 되어있고, 내측으로 갈수록 loose adhesion을 보인다.
   전상상돌기가 C5의 상부 및 측방에 위치하며 내측에는 경동맥구가 위치한다. 후상방으로 후상상돌기를 덮는 경막과 연결되어 있고 이것은 다시 해면정맥동의 천정과 안장 가로막(diaphragma sellae)과 연결되어 있다(Fig. 7). 대개 특별한 분지는 없지만 작은 capsular branches 및 superior hypophyseal arteries가 기시할 수 있으며 드문 경우에 안동맥이 기시하기도 한다.3-6)


REFERENCES


  1. Bouthillier A, van Loveren HR, Keller JT. Segments of the Internal Carotid Artery: A New Classification. Neurosurgery 38:425-33, 1996

  2. Gibo H, Lenkey C, Rhoton Jr A. Microsurgical anatomy of the supraclinoid portion of the internal carotid artery. J Neurosurg 55:560-74, 1981

  3. Huber P. Cerebral Angiography, ed 2. Stuttgart: Georg Thieme Verlag, 1986, pp 36-68

  4. Kim JM, Romano A, Sanan A, et al. Microsurgical anatomic features and nomenclature of the paraclinoid region. Neurosurgery 46:670-82, 2000

  5. Kobayashi S, Kyoshima K, Gibo H, et al. Carotid cave aneurysms of the internal carotid artery. J Neurosurg 70:216-21, 1989

  6. Osborn AG. Diagnostic Cerebral Angiography, ed 2. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 1999, pp 31-104

  7. Silver JM, Wilkins RH. Persistent embryonic intracranial and extracranial vessels, in Wilkins RH, Rengachary SS (eds): Neurosurgery, ed 2. New York: McGraw-Hill, 1996, Vol II, pp 1987-95

  8. Tauber M, van Loveren HR, Jallo G, et al. The enigmatic foramen lacerum. Neurosurgery 44:386-93, 1999



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