19세기부터 시작된 광학과 수술기구의 발달로 미세수술의 영역이 크게 발전하였고, 이에 따라 유리 피판술, 절단 사지의 접합, 미세수술 기법을 이용한 재건술 등 여러 수술 방법 또한 발전해 왔다. 뿐만 아니라 최근 주목받는 로봇 보조 미세수술(robot-assisted micro surgery) [1,2]과 여러 문합 기구(anastomotic devices) [3-5] 및 접착제 등[6,7], 미세수술 기법은 날로 발전하고 있다. 하지만 이러한 기술과 기구들의 발달에도 불구하고 봉합사를 이용한 미세혈관 문합술은 가장 기본적이고 필수적인 요소이고, 미세혈관 문합을 성공적으로 시행하기 위해서는 수술자의 장기간의 훈련 및 축적된 경험이 꼭 필요하다.

모든 외과의가 미세수술을 접해보고 교육을 받으면 좋겠지만, 현실적으로 우리나라에서 미세수술이 가능한 교육기관도 많지 않을뿐더러 임상 과정에서 미세수술을 연습하기란 쉽지 않은 일이다. 대한미세수술학회 및 대한수부외과학회에서는 십여 년 전부터 미세수술 워크숍을 통해 미세수술을 접하고 배울 수 있는 기회를 제공하고 있다. 전공의 수련과정에서 이러한 교육을 미리 접하고 발전해 나가면 좋은 결과가 있을 것이다.

미세수술 기법은 주 2회 약 3시간 정도로 약 7주 이상 연습해야 비로소 혈관 개존성이 유지된다는 보고도 있고[8], 개인적인 경험으로는 닭 날개를 이용한 혈관 문합을 약 100개가량 하고 난 후에야 임상적으로 적용하였을 때 비로소 기본적인 미세혈관 문합이 가능하다고 느꼈다.

미세수술을 접해보는 것과 임상에 적용하는 것은 다르다. 임상에 적용하기까지는 수많은 시간과 노력, 그리고 많은 훈련이 필요하다. 이에 미세혈관 문합 교육 시 기본적으로 배우는 혈관 문합의 방법에 호기심을 갖고 좀 더 쉽게 혈관을 문합하는 방법에 대하여 생각하면서 더 정확한 봉합의 위치를 파악하기 위해 수학적으로 접근하여 보았다.

또한 봉합술을 연습하는 여러 미세수술 연습 모델들이 있다. 이중 non-living animal 재료로 닭의 혈관을 이용한 관류 모델은 이미 훌륭한 재료로 널리 사용되어 왔다[9-11]. 동물실험에 따르는 윤리적 제한 없이 사용할 수 있고, 정육점이나 마트, 어디서든 손쉽게 구할 수 있는 장점이 있으며, 신선한 재료로 준비하면 저렴한 가격으로 살아있는 동물모델이나 인체 조직을 활용하는 것만큼 양질의 연습재료로 사용될 수 있기 때문이다. 하지만 닭 날개나 닭 다리 관류 모델은 혈관 봉합 후 혈전 생성 여부를 알기 어렵고, 혈관의 탄성, 주변 조직의 상태나, 절개부터 박리하는 혈관 준비 등의 과정이 임상과는 다른 부분을 보인다.

이에 미세혈관 문합 연습용으로 닭을 선택할 때 통닭(whole chicken)과 절단육 중 초심자들은 어떤 것부터 연습하는 것이 좋은지를 알아보고자, 닭의 크기별 혈관의 크기 변화와 부분육의 혈관 크기를 조사하여 연습 모델로서 통닭과 부분육의 장단점에 대하여 살펴보았다.

가장 대표적이고 기본적으로 배우는 방법은 simple interrupted technique으로 시행하는 180° 8개의 stitch, 혹은 120° 9개의 stitch 봉합이다.

통상적인 180° 봉합법의 경우 혈관의 150° 위치에서 첫 봉합을 시행하며, 두 번째 봉합은 반대편, 즉 –30° 위치에 봉합을 시행한다(Fig. 1). 통상적인 180° 봉합은 첫 번째 봉합 후 두 번째 봉합을 시행할 때 혈관을 뒤집어서 시행해야 하는데, 이중 미세혈관 클램프(double micro vessel clamp)가 없거나 이를 설치할 수 없을 만큼 수술 공간이 한정되어 있다면 두 번째 봉합의 위치를 정확하게 맞추기 어렵다. 또한 이렇게 봉합할 경우 뒤쪽 혈관 벽이 함께 봉합될 위험성이 높아, 1902년 Alexis Carrel은 삼각봉합(triangulation suture) 방법을 고안했다[12]. 처음 두 개의 봉합을 180° 방법으로 8개 stitch 봉합으로 할 때 45°, 90°에 봉합한 후 두 개의 stitch를 들어 올려 약간의 tension을 주게 되면, 뒤쪽 혈관 벽이 자연스럽게 아래로 벌어져 뒤쪽 혈관 벽이 함께 봉합될 위험을 낮출 수 있는 방법이다.

이러한 여러 봉합 방법의 설명에도 불구하고 봉합을 시작할 때의 기준 봉합 지점(key suture point) 및 봉합사 간의 간격을 정확하게 알아내기는 어렵다. 이를 위하여 처음 봉합을 시작할 때 key suture의 위치와 각 봉합 간의 간격을 수학적으로 접근하여 알아보았다.

먼저 180° 8개 봉합의 경우 원의 반지름이 2라고 가정한다면 피타고라스의 정리로 45°의 첫 봉합이 위치해야 하는 부분은 √2, 약 1.41이다. 혈관이 완벽한 원이라고 가정한다면 위에서 바라보았을 때 전방 혈관 벽의 중심으로부터 바깥 약 1/3 지점이 처음 두 개의 봉합을 시행해야 하는 위치이다. 이후 혈관의 중앙, 그리고 양옆을 봉합해 주어야 한다(Fig. 2).

하지만 혈관은 완벽한 원의 모양으로 유지되지 않으며, 특히 정맥의 경우 전방 혈관 벽과 후방 혈관 벽이 붙어 보일 때가 많다. 이럴 때 혈관을 편평하게 눌러 납작하게 만든 후 완전하게 선이 되었다고 가정하면 전방 혈관 벽의 길이는 2π가 되며, 원의 중심에서 바깥 1/2 지점이 삼각형의 꼭짓점이 위치한 곳이 된다(Fig. 3). 이후 마찬가지로 중앙에서부터 양 혈관 단면 끝의 정중앙, 양 끝 면을 봉합해 주면 된다.

120° 9개 봉합의 경우 30°, 150°에서 첫 두 개의 initial stitch를 key suture로 시행한 후 혈관을 뒤집어 한가운데 –90° 위치에 세 번째 봉합을 시행한다(Fig. 4).

혈관을 원으로 표현한다면 원 안에 내접하는 정삼각형의 각 꼭짓점이 봉합의 위치가 되어야 할 것이다. 마찬가지 방법으로 혈관을 반지름이 2인 원으로 가정한다면 피타고라스의 정리로 30°의 첫 봉합이 위치해야 하는 부분은 √3, 약 1.73이다. 혈관이 완벽한 원이라고 가정한다면 위에서 바라보았을 때 전방 혈관 벽의 중심으로부터 바깥 약 1/7 지점이 처음 두 개의 봉합을 시행해야 하는 위치이다. 30°, 150° 봉합을 하고 난 후 두 봉합의 중간 두 개의 봉합은 40° 간격으로 벌어져 있어 피타고라스의 정리로 봉합이 위치해야 하는 부분은 약 0.6으로, 혈관의 중심으로부터 안쪽 1/3 지점이 나머지 두 개의 봉합을 시행해야 하는 위치이다(Fig. 5).

하지만 역시 마찬가지로 혈관은 완벽한 원의 모양으로 유지되지 않기 때문에, 혈관을 편평하게 눌러서 납작하게 만든 후 완전하게 선이 되었다고 가정한다면 전방 혈관 벽의 길이는 2π가 되고, 원의 중심에서 바깥 1/3 지점이 삼각형의 꼭짓점이 위치한 곳이 된다(Fig. 6).

흔히 접할 수 있는 식료품점에는 통닭과 부위별로 절단된 부위육들로 나누어져 있다. 닭은 크기에 따라 5–17호로 나누어져 있고, 각 호수별로 5호는 450–550 g, 6호는 550–650 g 등으로 대략 호수에 100 g 정도를 곱한 것이 닭의 평균적인 무게이다. 일반적으로 부위육으로 유통되는 국내산 생닭은 생후 32일 정도 되는 10호 내외의 닭이고, 치킨집 등에서 사용하는 부위육은 12–13호 정도의 좀 더 큰 닭이다. 부위육은 닭봉(drumette)으로 불리는 윗날개(upper wing), 닭 날개로 불리는 아랫날개(lower or mid-joint wing), 그리고 북채(drum stick)로 불리는 닭 다리를 주로 접할 수 있다(Fig. 7).

다른 연구에서 8마리의 닭(평균 866.8 g)의 대퇴동맥(femoral artery) 직경은 8개의 평균 2.04±0.17 mm였다[13]. 또 무게가 1.3–1.4 kg인 닭의 날개 20개를 조사한 연구에서는 상완동맥(brachial artery)의 직경 평균은 1.3±0.2 mm였고, 요골동맥(radial artery)의 직경 평균은 1.0 ±0.2 mm였다[14].

또한 무게가 650–1,420 g인 26마리의 신선한 닭의 혈관을 조사한 연구에서는 대퇴동맥의 직경은 평균 1.68±0.24 mm였고, 전경골동맥(cranial tibial artery)의 크기는 1.18±0.19 mm, 상완동맥은 1.08±0.15 mm였으며, 요골동맥의 직경은 평균 0.56± 0.12 mm를 나타내었다[15].

해부(dissection)가 쉽고 구하기 쉬운 북채의 경골동맥(tibial artery)과 닭 날개의 요골동맥 및 척골동맥(ulnar artery)의 크기를 통닭, 부분육 순으로 비교해 보았다. 닭의 크기별로 혈관의 크기가 다를 것으로 생각되어 6호 닭(550–650 g, 4,500원), 10호 닭 (950–1,050 g, 7,400원), 12호 닭(1,150–1,250g, 11,900원), 16호 닭(1,550–1,650g, 17,900원)을 해부하여 혈관 직경을 확인하였다(Table 1). 4마리 닭의 양 측 다리 8개와 날개 8개의 혈관 크기를 측정한 결과 경골동맥은 1.2–1.6 mm, 요골동맥은 0.5–1.0 mm, 척골동맥은 0.3–0.7 mm의 크기를 보였으며 닭의 크기가 커질수록 혈관 직경도 커졌다.

통닭과 절단육을 비교하기 위해서 닭 아랫날개 절단육 21개와 닭 다리 절단육 20개의 혈관 크기를 측정하였다. 먼저 닭 아랫날개가 21개 들어있는 500 g 중량의 부분육 가격은 약 8,000원으로 21개의 요골동맥의 직경은 평균 0.8 mm였고, 척골동맥의 직경은 평균 0.45 mm였다.

닭 다리가 5개 들어있는 350 g 중량의 절단육 가격은 약 6,500원이었고, 20개 닭 다리의 경골동맥 직경을 측정한 결과 평균 약 1.3 mm였다(Table 2).

통상적으로 절단육은 약 10호 내외의 닭을 사용한다고 알려져 있다. 통닭을 사용할 경우 닭봉, 닭 날개, 닭 넓적다리(thigh), 북채 등의 모든 부위를 사용할 수 있어 다양한 크기의 혈관(0.5–1.4 mm)을 사용할 수 있다. 하지만 1 mm 내외의 혈관(0.8–1.3 mm, 요골동맥 및 경골동맥)을 선택적으로 연습할 때 드는 비용은 통닭의 경우 혈관 1개당 약 1,850원, 닭 다리 절단육의 경우 혈관 1개당 1,300원, 닭 아랫날개 절단육의 경우 혈관 1개당 약 380원이 소요된다.

따라서 통닭은 매일 비슷한 크기의 혈관 문합 연습을 하기에는 비용적인 부분에서 효용성이 떨어진다(Fig. 8).

혈관을 완벽한 원이라고 가정한다면 위에서 바라보았을 때 처음 두 개의 봉합을 시행해야 하는 위치는 180° 8개 봉합의 경우 전방 혈관 벽의 중심으로부터 바깥 약 1/3 지점이고, 120° 9개 봉합의 경우 혈관 벽의 중심으로부터 바깥 약 1/7 지점이다.

다양한 크기의 닭을 해부하여 혈관의 크기를 측정한 결과 닭의 크기와 혈관 크기 사이에는 양의 상관관계가 있었고, 절단육의 경우 각 동맥의 직경 평균은 경골동맥은 약 1.3 mm, 요골동맥은 0.8 mm, 척골동맥은 0.45 mm였다.

경험이 쌓이게 되면 180° 8개 봉합이나 120° 9개 봉합 등 봉합 술기가 크게 중요해지지 않고, 좀 더 빠른 시간 안에 정확하게 봉합하는 방법을 찾게 된다.

숙련된 술자들은 key suture를 시행하지 않거나, 간격을 재지 않더라도 knot 간의 간격이 일정하게 봉합할 수 있다. 하지만 처음 봉합술을 시작하는 초심자들에게는 봉합해야 할 곳의 간격을 수학적으로 알고 접근하는 것이 봉합 술기 향상에 도움이 될 것이다.

또한 통닭으로 미세혈관 문합 연습을 할 경우 한 번에 여러 크기의 다양한 혈관과 신경을 연습할 수 있으며, 충분한 시간이 있다면 건 봉합(tenorrhaphy) 등의 연습도 같이 해 볼 수 있다. 하지만 매일 미세혈관 문합 연습을 하려는 목적이라면 절단육을 사용하는 것이 비용 및 시간상으로 더 효과적이라 하겠다. 소형 냉장고의 온도를 약 3°C–5°C로 설정하고 공기가 통하지 않는 밀폐 용기에 절단육 등을 보관하면 약 5일 정도는 큰 문제 없이 쓸 수 있었다.

초심자의 경우 직경이 넓은 대퇴동맥부터 단계적으로 목표를 정하여 먼저 연습하고 이후 상완동맥을 사용하면 될 것으로 생각된다. 초미세수술(supermicrosurgery)의 꿈을 가진 술자라면 요골동맥으로 연습하는 것이 도움이 될 것이다.

미세혈관 문합의 수학적 분석을 통해 봉합의 위치와 간격을 이해하는 것이 중요하며, 이를 통해 봉합 기술을 향상할 수 있다.

닭 다리와 닭 날개 부분육을 사용한 연습 모델은 통닭을 이용한 연습보다 비용, 시간적인 부분에서 유용하며, 부분육의 혈관을 크기에 따라 선택적으로 사용하여 술기 향상에 도움이 될 수 있다.