- 대한치과보철학회지 Vol. 35 No. 1, 1997 - 수직고경 (VERTICAL DEMINSION) 의회복에대한문헌적고찰 연세대학교치과대학보철학교실 황두연ㆍ양자호 모든광범위한보철물의제작시적절한수직고경 (vertical dimension) 의회복은악구강계의기능과심미성의향상에매우중요하다. 특히환자가현재가지고있는수직고경을변화시켜야하는전악수복치료 (full mouth rehabilitation) 의경우나치아의상실등을이유로환자가이미수직고경을상실한경우에는환자가적응할수있는범위내에서기능적, 심미적인향상을가져올수있는수직고경의설정이치료의관건이된다. 만인수직고경을지나치게높여서보철물을제작한다면안면근육의긴장도가증가되거나, 측두하악장애 (temporomandibular joint problem), 무치악부위치조제의통증 (soreness) 등을유발할수있으며, 얼굴이길어보이거나하악후퇴증 (retrognathic mandible), 턱의외소 (chin deficiency) 를심화시킬수있다. 반면에너무낮은수직고경은얼굴의아래부분이위축되어입술과볼이늘어짐은물론환자를더욱주름지고나이들어보이게할수있으며대로는구각구순염 (angular cheilitis) 의원인이되기도한다 (22). 따라서수직고경의측정과임상적인적용방법은치의학계에서빈번히논의되는문제중의하나이다. 그러나많은연구에도불구하고수직고경의명확한개념과그것의임상적인응용은아직도많은논란이되고있다. 이논문의목적은앞선연구자들의수직고경에대한연구를고찰하여, 그역사적흐름과현재의쟁점을이해하고앞으로의연구방향을예측해보기위함이다. 역사적고찰 과거로부터현재에이르기까지많은학자들은수직고경이여러가지요인에따라변할수있다고생각하였다. 초기의학자들은상하악의위치적관계는오직교합시의상하악치아의교두감합 (interlocking) 에의하여결정된다고생각하였다. 1936년 Gray는 Anatomy of Human Body 에서사체두개골 (old skull) 의해부학적연구를근거로, 치아를상실한두개골에서초기돌기 (alveolar process) 의흡수에의하여상 하악골크기의감소가일어나고결과적으로안면의수직적길이 (vertical measurement) 의심각한감소와하악각 (mandible angle) 의변화를가져온다고하였다. 치아에의하여수직고경이결정된다는주장의또다른근거는유아와성인의두개골형태의차이에있다. 출생시치아가없는유아의치조제 (gum pad) 는서로인접해있으나치아가맹출함에따라서상 하악골이 211

서로떨어지게되고안면의수직적길이가증가한다는것이다. 이러한오해는부정확하거나부주의한연구와관찰의결과라기보다는그당시연구방법의제한에서오는결과이다. 1950년대에들어서는수직고경의결정에유용한정보로이용되던하악안정위 (mandibular rest position) 의항상성 ( 불변성 ) 에대한문제가제기되기시작하였다. 1951년 Olsen은안정위의다양성 (variability) 을보여주는연구에서무치악환자를대상으로하여의치를장착하였을대와장착하지않았을때의안정시고경 (vertical dimension at rest : VDR) 을비교하여, 의치장착시안정위에서의안면고경이의치를장착하지않았을때보다크다고보고하였다 (19). Dombrady(1966년 ) 는하악에가해지는무게에따라자세적위치의변화가일어날수있다고하였고 (6), Olsen(1951년 ) (19), Atwood(1958년 ) (3), Sheppard 등 (1975년) 의연구에서도무치악환자에서의치상 (denture base) 을구강내에삽입하면하악의안정시고경이증가한다고하였으며 (23), Tallgren(1957년 ) (26), Swerdlow(1964년 ) (25) 는의치를구강내에서제거하였을때수직고경이감소한다고복하였으나, 이것이과연의치나의치상의무게에의한것인가는의문의여지가많다. 이와유사하게안정위의가변성 (variability) 을뒷받침하는연구로서 1957년 Atwood는발치가예정된환자를대상으로발치전후의안정시의고경을비교함으로써, 발치로인한교합접촉의상실이안정시의고경에영향을미쳐이를변화시키며, 안정위를 하악의운동이시작되는준비위치 (ready position of the mandible from which other movement are made) 로보고안정위가개인마다다를뿐아니라한개인에있어서도변화가있다고보고하였다 (2). Tallgren은 1966년성인의두개측면방사선사진을이용한분석을통하여치아의발치가안정위에서안면고경의감소를가져온다는결과를발표하여 Atwood의주장을지지하였으며, 무치악환자에게의치를이용하여본래의안면고경을회복해주어도점차로안면고경이감소되는현상을보고하면서이는변화된안정시의 고경 (VDR) 에적응하려는환자의적응기전때문이라고하였다 (27). 치아의상실이외에도안정시의고겨에변화를가져올수있는다양한요인들에대하여많은연구가있었다. Cohen(1957년 ) 은안정위가근신경계 (neuromuscular system) 에의하여유지되는자세적위치 (postural position) 임을지적하면서결과적으로안정위는근신경계의상태에의하여영향을받으며특히두경부의자세에따라크게달라진다고하였다 (5). 그외에도혀나입술의역할에대하여 Atwood는혀가상악에접촉됨으로써 neuromuscular stop을제공하여수직고경의결정에기여한다고하였고 (2), Fish(1964년 ) 는혀가호흡계의일부로작용하며보철물이혀의작용을방해할경우수직고경의변화가초래된다고하였다 (17). Thompson은근긴장도 (muscle tone) 의변화가따른안정위의가변성을지적하면서, 이를단기적변화 (short-term variation) 와, 장기적변화 (long-term variation) 로분류하여, 단기적변화는 stress, 호흡, 두경부의움직임과관련이있고, 장기적변화는쇠약한환자나구호흡을하는경우, 또는치아의마모에의하여일어난다고하였다 (28). Tallgren은안정시의고경과교합수직고경 (vertical dimension of occlusion : VDO), 교합면간거리 (interocclusal space) 에대한연구를통하여유치악이나, 무치악환자모두안정시의고경이교합수직고경의변화에적응하여변화한다고보고하였다 (26). 이러한흐름과는다르게일부의학자들은수직고경이개개인에있어서일정하며치아의상실이나기타다른구강내상황의변화에영향을받지않고항상유지된다고믿었으며따라서환자가가지고있는수직고경을찾아내려고노력하였다. 이들은임상적으로수직고경의결정에도움이되는유용한지표로서하악의안정위에주목하였다. 하악의안정위를교합수직고경의기준으로삼으려는시도는 1930년대를지나면서나타났다 (1936, Niswonger) (18). 1941년 Gillis는안정위를 개, 폐구근이조화로운평형을이룰때의하악의자연스러운위치 로정의하였다. 이위치는치아의배열이나교합에 212

그림 1. 안정시의고경 (VDR) 과교합수직고경 (VDO) 사이의차이가자유로간격 (Freeway space, mterocclusal space) 이다. 그림 2. 구경부의자세유지를위한저작근, 설골상근, 설골하근과 postcervical muscle 의길항작용. 의하여지배받지않으며개개인에게있어서일생동안변함없이유지된다고하였고, 안정위에서상화악의치아는접촉하지않고 1-4mm의이개를보인다고하며이를 자유로간격 (freeway space) 으로정의하였다 (11) ( 그림 11). 1942년 Thompson과 Brodie, 1946년 Thompson 은측면방사선사진의장기적인연구를통해안정시의안면고경은치아보다는하악의위치를유지 (suspend) 하고있는근육들의균형에의하여결정되며그것은생후 3개월에형성되어일생동안변하지않는다고하였다. 이들의연구에서는하악의안정위를두경부의자세와연간하여설명하였는데두경부에작용하는중력은경추를중심으로후방부보다는전방부에대부분이작용하므로머리를바로유지하기위해서목의후방부에는강력한근육이작용하는반면에전방부의근육작용은상대적으로약하다는것이다. 즉목의후방부에는 postcervical muscle이강력한작용을하고전방부에는저작근 (masticatory muscle) 과설골상근 (suprahyoid muscle), 설골하근 (infrahyoid muscle) 이움직이는하악의상, 하에연결되어 postcervical muscle과길항작용을이룬다고하였다 (29, 30) ( 그림 2). 한편으로는근전도 (electromyography : EMG) 를이용하여안정위를찾아내려는시도가있었는데, EMG에서근육이최소의활동성을보일때를 EMG (10, 16, rest로설정하고그때의수직고경을측정하였다 22). 1962년 Ramfjord 등은전 후측두근 (anterior and posterior temporla muscle), 교근 (masseter muscle), 이복근 (digastric muscle) 부위의피부에전극을부착하고이근육들의활성도를이용하여 EMG rest를측정하였다. 그결과로 EMG상의안정위는명확히규정할수있는하악의한위치라기보다는범위 (resting range) 로존재하며그것의위쪽경계 (occlusal limit) 는측두근에의하여결정되고아래쪽경계 (opening limit) 는이복근에의하여결정된다고하였으며교근은주로저작력을발휘하는근육으로작용하여하악의자세를유지하는데는크게기여하지않는다고하였다 (10). EMG rest는임상적안정위 ( 일반적으로생리적안정위 ) 와일치하지않음이밝혀졌는데, 임상적안정위가 VDO에서 1-3mm 증가된수직고경을보이는반면에 EMG rest는 VDO에서 5-12mm의고경의증가를나타내었다 (20, 35). 이러한차이를보이는이유는임상적 213

안정위가저작근이최대한이완된상태가아니고근방추 (muscle spindle) 의조절 (fusimotor control) 하에서어느정도의근활성도를보이는기능적위치이기때문이다 (14). EMG를이용한연구는몇가지방법상의한계를갖는데, 첫번째는 EMG 측정값이전체근육의활성도가아닌전극이접촉하고있는부위의근방추의활성도에큰영향을받는다는것이며, 그리고두번째로는 oil이나머리카락의게재에따른피부저항의증가오, 전극의불완전한접축과움직임에따른측정오차를들수있다. 이러한요인들은 EMG의가음성 (false negative) 반응을유발할수있다 (36). Dawson은안정위는매우가변적이며수직고경의결정에도움을줄수없다고하면서안정시수직고경과는별개로교합수직고경의불변성을주장하였다. 수직고경은근육의배열에따라달라지며폐구근이최대의힘을발휘할수있는위치로하악의위치 (VDO) 가정해진다고하였고, 치아는이러한근육의최적수축지점에서대합치와교합될때까지맹출하려는경향이있기때문에치아의마모가일어나는경우에도치조돌기의성장과치아의맹출에의하여 VDO는일정하게유지된다고하였다 ( 그림 3). 따라서심미적인이유나어떤치료적인목적에의하여수직고경을증가시키는 그림 3. 교합수직고경은맹출력이상악에대한하악의반복적인위치에의해정지될때결정된다. 경우에도치아의압하 (intrusion) 에의해본래의 VDO 로돌아가는경향이있다고하였다. 그리고이러한교합고경의변화시유의해야할것으로충분한자유로간격 (freeway space) 의유지를들었으며부득이 VDO를증가시켜야할경우에도가능한한작은범위내에서시행할것을권장하였다 (37). 현재하악의안정위는정적인 (static) 것이아닌, 동적이고 (dynamic) 기능적인 (functional) 개념으로받아들여지고있으며, 많은학자들은안정위가개인간, 또는한개인에게있어서도변할수있음을인정하지만, 악구강계의기능과심미성의회복에있어서하나의기준으로가치가있다고여긴다. 수직고경을측정하기위한임상적방법 무치악과유치악환자에게수직고경의결정에는여러가지방법이사용되어왔으며이들은수직고경의불변성여부와함께아직도많은논란이되고있다. 1. 발치전기록발치전기록을이용한수직고경의결정법은광범위한보철적인수복을필요로하는환자에게서치료전후의교합수직고경을유지시키는믿을만한방법가운데하나이다. 여기에는다양한방법들이포함되는데, 두개-상악부와하악부연조직상에임의로지정한두점사이의거리 ( 주로 nose tip과 chin point) 를측정하는방법이있으며, 이방법의오차를줄이기위하여구강내의연조직상에한점을설정하는데주로상하악순측소대를참고점으로설정한다 (33). 두개측면방사선사진 (lateral cephalometric radiograph) 을발치전기록으로활용하는방법은점막의구강전정 (vestibular fornix) 에방사선불투과성물질 (radiopaque material) 을주사한후에두개부위의측면방사선사진상에서이들간의거리를측정하여치료전후에이거리를유지시키게하는방법이다 (7). 그밖에도환자의발치전모형이나사진을이용하는방법도보고되었다 (38). 214

2. 생리적안정위치아의상실등의이유로인하여이미기존의수직고경을상실한환자의경우에는악구강계의기능과심미성을가장잘회복할수있는수직고경의새로운설정이필요하게되는데생리적안정위가수직고경설정의지표로가장널리이용되어왔다. 생리적인안정위는체위성근육 (postural muscle) 이고긴장성 (jypertonic) 이나저긴장성 (hypotonic) 상태가아니며자세유지를위한최소한의수축을보이는상태로일부학자들에의하여이위치는일생동안변하지않으며치아의유무에관계없이일정하게유지된다고믿어져왔다 (12, 17, 30). 그러나이후에다른학자들에의해안정위가단기적변화 (short term variation) 와장기적변화 (long term variation) 를가지는것으로알려졌으며 (28), 최근에는안정위를정적인개념이아닌동적이고기능적인개념으로이해하려는추세이다 (4, 14). 생리적안정위를기준으로수직고경을결정하는방법은환자를안정위로유도하여상하악치아사이의자유로간격을확인하는것이다. 환자는직립위 (uprighting position) 로앉히고전신의긴장을풀어완전히이완시킨상태에서상하악교합면간의거리가소구치부위에서 2-4mm가되게수직고경을정한다. 무치악인경우에는상하악임시의치상 (trial denture base) 에왁스교합제 (wax rim) 를부착한상태에서소구치부위의자유로간격을확인한다 (38). 3. 연하안정위외에수직고경설정에도움을주는지표로는연하 (swallowing) 와발음 (phonetic function) 을들수있다. 연하를이용한방법을제안한학자들은무치악성인에서연하시의하악움직임이무치악인유아의연하시하악운동과같고, 또한치아의맹출이교합면에서정지되고교합평면이유지되는것역시반복적인연하작용시의치아접촉때문이라고하였다 (37). 이들은총의치의제작시 soft wax를더한왁스교합제를구강내에위치시키고환자에게반복적인연하운동을시킴으로써적절한수직고경 (VDO) 이설정된다고하였다. screw jack을이용하는경우도있는데이때는하악 왁스교합제의중심선 (midline) 에 adjustable screw를설치하고이와접촉되는상악의왁스교합제에는 small metallic plate를위치시켜보다편리하게수직고경을조절해가면서적절한교합수직고경을얻을수있다 (31, 32). 4. 발음발음을이용한수직고경의평가는발음시에교합면간의거리와교합평면의위치, 그리고교합평면에대한혀의상대적인위치에대한이론에근거를둔다. 수직고경의결정에지표가되는소리로주로이용되는것은 F, V, M, S 음들이다. F, V 음의발음시상악의전치는하순의 vermillian border 부위에접촉된다 (13, 21). 이방법은 F 음과 V 음의발음시상악전치가접촉되는위치가순설측으로차이가있고 ( V 음-더욱설측, F 음-더욱순측 ) 또한 Angle s Class I 환자에게만적용시킬수있다는제한이있다. M 음은안정위의결정에이용되는데, 상하악치아을상실한상태에서도발음이쉽다는장점이있으나, 발음시상, 하순이닫힌상태로있는경우가많기때문에이런경우술자가상하악왁스교합제간거리를확인하려고입술을여는순간안정위상태가깨지면서하악의위치가이동하게되어정확한위치를기록하기어려운것이단점이다 (34). Silverman은 closest speaking space를이용한발음법을제안하였는데환자의발치전에 closest speaking space를기록하여, 발치후수직고경의재형성에이용하는방법이다 (24). 환자의교합면이바닥과평행하게직립위로앉히고최대교두감합상태에서상악전치의절단연의높이를하악전치로표시한다. 이를 centric occlusion line이라한다. 그리고 S 음을발음시키면서이때상악전치의절단연의높이를표시하여이를 closest speaking line이라한다. 이두 line 사이의차이를 closest speaking space 로정의하고발치후에도이 space가일정하게유지되도록하는방법이다. Dawson은생리적안정위의가변성을지적하고안정위를근거로한수직고경결정에문제를제기하면서 closest speaking space를수직고경결정 215

그림 4. 두개안면부의비례적균형. 그림 5. 상악이무치악일때수직고경의결정을위한 closest speaking space 의기록. 의지표로삼을것을주장하였다 (37). 그는또한이미수직고경을상실한환자에있어서도이방법을적용하였는데먼저심미성과입술의지지, 절단연의위치등을참고로하여무치악부위에왁스교합제를형성한뒤 closest speaking line을기록하고 closest speaking space를 1mm로설정하여 closest speaking line에서 1mm 낮춘 centric occlusion line에맞게교합수직고경 (VDO) 을결정하였다 ( 그림 4). 5. 심미성수직고경의설정에유용한임상적방법중의하나는안모의심미적평가에의존하는방법으로서, 안면하부 1/3의조화와입술의형태, 하순과턱사이의피부양상등이참고로되었으며, 최근에는두개안면부의길이 (craniofacial dimension) 를지표로하여전체안면의조화를중시하게되었다. Mack은아면의심미성을향상시키는것이치과치료의주된목적중하나라고강조하면서보철치료시수직고경도안면의심미서을고려하여결졍해야한다고하였고, trichion (intersection of verticaland horizontal planes of skull) 에서안각 (canthus of eye), 안각에서 stomion(intersection of lips), 비익에서이극 (soft tissue menton) 의길이는 1 : 1 : 1 로같은길이이며, trichion에서비익과비익에서이극의거리의비가 1.168 : 1.0 이라는황금분할을이룰때가장균형잡힌안모를나타내나모발선에서비익은골격구조에의해정해지지만비익에서이극은동적이며교합수직고경 (VDO) 에크게영향을받으므로치과치료시두개안면부의조화를고려해야한다고하였다 ( 그림 5). 그밖의심미적인고려사항으로는교합평면의방향과상악치아의길이, 얼굴전체의연조직형태, 입술의지지등을들수있겠다 (14, 5). 요약 현대치의학의발달과함께광범위한치아결손에대한수복이가능해지면서수직고경의회복에대한문제는치의학계의관심을모으게되었다. 비록소수의치아를회복하는보철치료에는수직고경의회복이중요한문제가아닐수있으며광범위한치아상실이나심하게마모된치아의수복등에서는적절한수직고경의회복이치료의성패를좌우할수도있는중요한문제이다. 216

수직고경을논하는데는 VDR과 VDO가이용되는데, 상실된구강내구조를수복한다는보철학적인측면에서궁극적인관심사는 VDO의회복이라할수있겠다. VDO는 Dawson이이적한바와같이치아의마모등에저항하여유지되려는경향이있으나, 급속한치아의마모나치아의상실은 VDO의감소를초래하는것으로보인다. VDO가감소하였다는전제하에보철적인수복을위해서는환자가본래가지고있던, 또는변화된구강내상태에적합한 VDO를설정하기위한참고자료가필요한데가장널리이용되어왔던것이 VDR이다. VDR은과거에영구불변한것으로여겨져 VDO의설정에중요한정보로이용되어왔으나, 많은연구를통하여 VDR이근신경계의지배를받으며변화가능한것임이밝혀졌지만 VDR은자유로간격과함께하악운동과기능적인조화를이루는수직고경의설정에도움을준다는면에서여전히유효한지표이다. 그러나, VDR만이수직고경의설정에유일한지표가될수는없으며저작, 발음, 심미성, 연하작용등악구강계의여러가지기능적인요소들에대한평가가병행되는것이바람직하다. 수직고경의감소가두드러지지않은경우에있어서도치아의보호나보철치료의편이성을위하여술자가임의로 VDO를증가시켜야할경우도있을수있는데, 이때에도역시변화된 VDO는환자가적응할수있는범위내에있어야함은물론이며최종적인보철전에장기간에걸친평가가선행되어야한다. 수직고경에대해서는지금까지많은연구가있었으나이론적인배경에서부터임상적인응용에이르기까지학자들간의견해차이를보이는부분이여전히존재한다. 다양한적응능력을가진환자들에게있어서치료기간을줄이고치료의재현성을높이기위해서는임상적으로수직고경을결정하는데보다정확하고유용한방법에대해많은연구가뒤따라야할것이다. Reference 1. Atwood, D. A. : A cephalometric study of the clinical rest position of the mandible. Part I. J. Prosth. Dent. 6 : 504-519, 1956 2. Atwood, D. A. : A cephalometric study of the clinical rest position of the mandible. Part II. J. Prosth. Dent. 7 : 544-552, 1957 3. Atwood, D. A. : A cephalometric study of the clinical rest position of the mandible. Part III. J. Prosth. Dent. 8 : 698-708, 1958 4. Atwood, D. A. : A critique of research of the rest position of the mandible. J. Prosth. Dent. 16 : 848-854, 1966 5. Cohen, S. : A cephalometric study of rest position in edentulous persons : Influence of variations in head position J. Prosth. Dent. 7 : 467-472, 1957 6. Dombrady, L. : Investigation into the transient instability of the rest position. J. Prosth. Dent. 16 : 479-490, Sept., 1966 7. Ellinger, C. W. : Radiographic study of oral structures and their relation to anterior tooth position. J. Prosth. Dent. 19 : 36-45, 1968 8. Fayz, F., Eslami, A. : Determination of occlusal vertical dimension : A literature review. J. Prosth. Dent. 59 : 3 321-323, March, 1988 9. Fish, S. F. The respiratory association of the rest position of the mandible. Brit. Dent. 116 : 149-159, 1964 10. Garnick, J., Ramfjor, S. P. : Rest position : An electromyographic and clinical investigation. J. Prosth. Dent. 12 : 895-911, 1962 11. Gillis, R. R. : Establishing vertical dimension in full denture construction. J. A. D. A. 28 : 430-435, March, 1941 12. Heartwell, C. M., Rhan, A. O. : Syllabus of complete dentures. 4th ed. Philadelphia : Lea & Febiger, 1986 : 228-30 13. Hickey, J. C., Zarb, G. A., Bolender, C. L., : Boucher s prosthodontic treatment for 217

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=Abstract= VERTICAL DIMENSION : A LITERATURE REVIEW Doo-Yeon Hwang, D.D.S., Ja-Ho Yang, D.D.S., Ph.D. Department of Proshodontics, College of Dentistry, Yonsei University This article describes verticsal dimension in its histologic and clinical aspect. Determination of correct vertical dimension of occlusion is one of the most important steps in prosthodontic rehabilitation. It is considered essential for improvement of facial esthetics and stomatognatic functions. Many techniques have been sued for measurement of the vertical dimension in dentulous and edentulous patients : pre-extraction record, physiologic rest position, swallowing, phonetics, esthetics, etc. But, there is no universally accepted or completely accurate method. Though a great deal of energy has been spent trying to find the exact position of the mandible, there is an controversial aspect of vetical dimension. 220