목적: 인체 경추의 3차원(3D) 피질 골( cortical shell ) 모델을 기반으로 한 전산화단층촬영(CT) 영상에서 경추 척추경 나사(cervical pedicle screw) 삽입의 안전한 방향을 계산하기 위한 최적 방법을 정의하고자 한다. 방법: C3–C6 구간의 경추 피질 골 모델은 44명의 지원자로부터 획득한 생체 내( in vivo ) CT 영상 자료를 분할(segmentation)한 후 제작하였다. 전체 척추의 표면, 양측 척추경 및 후벽(posterior wall)을 구성하는 모든 점들의 3차원 데카르트 좌표를 획득하였다. 이상적 척추경 나사 삽입 궤적은, 양오목(biconcave) 관형의 척추경을 관찰할 때 척추경의 내측 공간(inner area)이 가장 크게 보이는 시선 방향으로 정의하였다. 352개의 척추경(각 피험자당 8개, 44명)을 대상으로 맞춤 제작 프로그램을 이용해 이상적 궤적을 계산하였고, 각 척추체의 후벽 3차원 위치에 따라 전역 좌표(global coordinate)에서 국소 좌표(local coordinate)로 변환하였다. 궤적의 횡단(transverse) 및 시상(sagittal) 각은 각각 수평 및 시상 평면에서 이상적 궤적 선과 후벽에 수직인 선 사이의 각으로 정의하였다. 모든 측정값의 평균과 표준편차를 계산하였다. 결과: 평균 횡단 각은 C3에서 50.60º±6.22º, C4에서 51.42º±7.44º, C5에서 47.79º±7.61º, C6에서 41.24º±7.76º였다. 횡단 각은 C3에서 C6으로 갈수록 더 가파르게 증가하였다. 평균 시상 각은 C3에서 9.72º±6.73º 하방(downward), C4에서 5.09º±6.39º 하방, C5에서 0.08º±6.06º 하방, C6에서 1.67º±6.06º 상방(upward)이었다. 시상 각은 C3에서 C6으로 갈수록 미측(caudad)에서 근측(cephalad) 방향으로 변화하였다. 결론: 본 연구에서 횡단 및 시상 각의 절대값은 선행 연구와 동일하지는 않았으나, 변화 양상(trend)은 유사하였다. 경추의 피질 골을 구성하는 모든 점의 3차원 위치를 알고 있으므로, 컴퓨터 프로그램을 사용하여 3차원 모델을 손쉽게 재구성하고 자유롭게 관리할 수 있다. 원시 골을 직접 관찰하는 것보다 형태학적 특성에 대한 보다 창의적인 측정이 가능하다. 또한 이러한 측정 개념은 자동화된 로봇 나사 삽입을 위한 계산 프로그램에도 적용될 수 있다.

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