Address reprint requests to Ki Tae Nam, MD Department of Opthalmology, Jeju National University Hospital, #15 Aran 13-gil, Jeju 63241, Korea 유리체절제술은 유리체를 흡인 및 제거하며 다양한 망막 질환에서 널리 사용되는 수술 방법이다. 유리체절제술 시 광각안저관찰렌즈를 이용하여 안저 및 수술 시야를 확인할 수 있으며, 넓은 망막 부위 확인 및 깨끗한 시야 확보는 성공적인 수술에 필수적인 요소이다.1 수술시야는 광각안저관찰렌즈와 각막표면의 거리에 따라 변화하고 거리가 가까울수록 보다 넓은 시야를 한 번에 관찰할 수 있는 장점이 있다.2 그러나 거리가 너무 가까운 경우, 안구표면은 습도가 높은 경향이 있어 렌즈 후면에 김서림을 유발할 수 있고 오히려 수술 시야 확보를 방해할 수 있다.
김서림은 수증기량과 매질 간의 온도 차이로 인해 물방울이 발생하는 현상으로, 물방울은 난반사를 유발하여 불투명도를 증가시킨다. 포화 상태의 공기 1 m3 속에 들어 있는 수증기의 양을 포화 수증기량이라고 하며, 포화 수증기량 곡선으로 김서림 발생 원리를 설명할 수 있다(Fig. 1). 온도가 높을수록, 습도가 낮을수록 김서림 발생은 감소하며 광각안저관찰렌즈에 김서림 발생을 최소화하는 것은 선명한 수술 시야 확보에 있어서 중요하다. 같은 습도라 하더라도 온도가 높으면 수증기는 불포화 상태를 유지하여 물 분자는 모두 기체 상태로 존재하나, 온도가 낮아 과포화 상태로 변화 시 일부 물 분자가 액체 상태로 존재하여 김서림을 유발하게 된다. 또한 같은 온도라 하더라도 습도가 낮으면 수증기는 불포화 상태를 유지하여 물 분자는 모두 기체 상태로 존재하나, 습도가 높아 과포화 상태로 변화 시 일부물 분자가 액체 상태로 존재하여 김서림을 유발하게 된다. 이러한 원리를 적용하여 warm saline으로 광각안저관찰렌즈를 soaking하는 것이 김서림 예방에 효과를 보였다는 보고가 있다.3
Anti-fog solution은 물의 표면장력을 감소시켜 물방울의 형성을 막고 수막(water film)을 형성시키는 화학물질로, 물방울에 의해 발생하는 난반사를 감소시켜 김서림을 줄여주는 목적으로 사용된다. 복강경과 같은 영상 장비를 이용하는 수술 중 많은 경우에서 명확한 시야 확보를 위해 anti-fog solution을 사용하고 있으며,4 Song and Lee5는 복강경 사용 시 anti-fog solution, warm saline, chlorhexidine solution을 이용한 김서림 예방법을 서로 비교하는 연구도 진행하였다.
안과 수술 시 anti-fog solution을 현미경 접안렌즈 부위에 적용해 김서림을 방지하여 수술 시야를 확보하려는 시도는 있었으나,6 유리체절제술 시 anti-fog solution을 사용하여 광각안저관찰렌즈에 발생하는 김서림 예방 방법들을 비교하는 연구는 아직 보고되지 않았다.
이에 본 연구에서는 유리체절제술 시 광각안저관찰렌즈에 발생하는 김서림 방지 방법으로서 warm saline을 이용한 방법과 anti-fog solution을 이용한 방법을 서로 비교해보고자 한다.
대상과 방법
섭씨 36°C (± 2°C)의 물 5 L를 가로, 세로, 높이가 각각 30 cm, 30 cm, 20 cm인 투명 아크릴 용기에 담아 공기흐름 및 온도 변화를 최소화하고자 하였다. 아크릴 용기 아래에 해상도 평가를 위한 해상도 차트(Esser Test Charts TE 121®)를 두어 현미경(OPMI Lumera T®, Carl Zeiss Meditec, Jena, Germany)을 통해 김서림 영역을 촬영하였다.
실험 공간 내 온도(24°C)와 습도(47%), 밀폐 상태를 일정하게 유지하였고 렌즈와 수면의 거리는 3 mm로 일정하게 유지하였다. 렌즈를 1분간 25°C의 saline에 담근 군(control), 1분간 50°C의 saline에 담근 군(warm saline), 1분간 25°C의 saline에 담근 후 anti-fog solution (ULTRASTOP pro med. Solution®, Sigmapharm, Vienna, Austria)을 적신 스폰지로 닦은 군(anti-fog)으로 나누었다.
10초, 1분, 3분, 5분의 김서림 영상을 확보하였고 각 10회씩 반복하며 매 실험마다 수온을 측정하였다. Image J Verson 1.51 (National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA)을 활용해 김서림 영역(%), 렌즈 중심 영역(렌즈의 반지름을 지름으로 하는 중심 원형 영역) 침범 유무를 평가하였다.
분석된 변수들의 평균은 Kruskal Wallis test를 사용하여 분석하였고, Bonferroni 교정을 이용한 사후검정을 시행하였다. 통계 분석에는 SPSS version 20.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA)을 사용하였고 Bonferroni 교정 후 교정된 p값(original p-value의 3배)이 0.05 미만인 경우 통계적으로 유의하다고 정의하였다. 이 연구는 실험 논문으로 임상연구윤리위원회의 심의 대상이 아니므로 승인을 얻지 않았다.
결 과
용기 내 수온은 control군 36.8°C, warm saline군 36.3°C, anti-fog군 36.5°C로 유의한 차이를 보이지 않았다(p=0.49). Control군은 전체 실험 시간 동안 100%의 김서림 영역이 확인되었으며 warm saline군의 10초, 1분, 3분, 5분의 평균 김서림 영역은 각각 4.34 ± 1.28%, 6.30 ± 1.38%, 56.00 ± 25.0%, 93.81 ± 5.88%였고 anti-fog군은 각각 4.74 ± 0.57%, 7.35 ± 0.96%, 10.13 ± 1.09%, 11.74 ± 1.74%의 평균 김서림 영역을 보였다. Anti-fog군이 3분과 5분에서 warm saline군에 비해 평균 김서림 영역이 유의하게 적었다(p=0.029, 0.012) (Fig. 2).
김서림이 렌즈 중심 영역을 침범한 경우는 warm saline군은 3분 경과 후 8예, 5분 경과 후 10예가 있었으며, anti-fog군은 실험 시간 내에 렌즈 중심 영역이 침범된 경우는 확인되지 않았다(Fig. 3).
고 찰
유리체절제술 시 일정한 온도와 습도를 유지하여 광각안저관찰렌즈에 김서림을 최소화하는 것은 명확하고 넓은 수술 시야 확보에 매우 중요하나 많은 어려움이 있다. 수술 준비 과정에서 수술포가 수술 부위에 적절히 부착되지 않을 경우 수술포와 안검 사이로 배출되는 환자의 날숨이 습도를 높일 수 있으며 수술 부위의 낮은 온도는 수증기의 과포화 상태를 유도하여 광각안저관찰렌즈에 김서림을 유발한다. 또한 유리체절제술 중 액체공기교환술 후 안구 내 습도 상승을 보고한 연구를 바탕으로 trocar에서 방출되는 다습한 공기로 인해 김서림이 유발될 수도 있다.7
이에 도뇨관 및 플라스틱 튜브로 공기를 흡인하여 습도를 낮춰 김서림 예방 효과를 보고한 논문도 있었으나 sunken eye일 경우 장비가 수술 영역을 침범할 수 있었으며, 수술 중 기구 조작에도 제한이 있을 것으로 판단된다.8,9
수술 중 각막과 렌즈 사이 거리를 5 mm 이상 유지하거나 warm saline으로 광각안저관찰렌즈를 soaking하는 것이 김서림 예방에 효과를 보였다는 보고가 있으나, 이 방법을 이용하면 각막과 렌즈 사이의 거리가 멀어지고 수술 시야는 좁아져 적절한 수술 시야를 확보하는 데에 제한이 있다.3 또한 warm saline으로 인한 김서림 예방 효과는 4분 정도 유지되는 한계점이 있다.
본 연구는 동일한 환경에서 광각안저관찰렌즈를 25°C의 saline에 담근 군(control), 50°C의 saline에 담근 군(warm saline), 25°C의 saline에 담근 후 anti-fog solution을 도포한 군(anti-fog)의 평균 김서림 영역과 발생 시간을 분석하였다. Anti-fog군은 warm saline군에 비해 평균 김서림 영역이 3분 이후 유의하게 적었고 5분이 지나도 렌즈 중심 영역을 침범하지 않아 중심 시야 확보에 더 효과적임을 알 수 있었다. 본 실험에 사용된 렌즈(RESIGHT® 700, Carl Zeiss Meditec)는 경계부 플라스틱 부분이 두껍게 튀어나온 디자인으로, 이로 인해 렌즈의 중심부는 anti-fog solution이 비교적 잘 도포되었을 것으로 생각되며 이는 수술 중 다양한 상황에 따라 온도와 습도를 일정한 수준으로 유지하지 못하더라도 anti-fog solution을 사용하면 렌즈 중심부 김서림을 효율적으로 예방하여 일관된 수술 시야를 확보할 수 있음을 의미한다. Anti-fog군에서 렌즈의 주변부는 시간이 지남에 따라 김서림이 침범하는 경향을 보였는데, 이는 렌즈에 anti-fog solution을 도포할 때 앞서 언급한 렌즈의 디자인 특성상 주변부 공기 흐름이 상대적으로 적어져 보다 습윤한 환경이 형성되고, 또 주변부까지 anti-fog solution이 균일하게 도포되지 않았기 때문으로 생각된다. 하지만 렌즈 중심 영역의 침범은 모든 경우에서 없었기 때문에 실제 수술 시야를 가리는 경우는 적을 것으로 생각된다.
안과적 수술 중 anti-fog solution이 각막 및 안구에 어떠한 영향을 주는지에 대한 안정성은 제시된 것이 없다. 해외에서 anti-fog solution이 눈에 닿은 후 알칼리성 화상을 입어 치료한 증례를 보고한 적 있으나,10 해당 증례는 의료용 anti-fog solution이 아닌 일반 소비자용 anti-fog solution을 물안경 안쪽에 도포하였다가 각막에 손상을 입은 증례로, 의료용 anti-fog solution과 성분 및 농도에 차이가 있다. 본 연구에서 사용한 anti-fog solution은 복강경수술 시 사용하는 의료용 제품으로 멸균 상태이며 정제된 물과 소량의 70% 에탄올, 농도 5% 미만의 계면활성제로 이루어져 있고 복강경 및 의료용 광학 기구에 사용할 수 있도록 허가를 받았다. 다만 안구에 직접 접촉하였을 때 미치는 영향에 대해 연구된 바가 없기 때문에 실제 사용 시에는 무균 조작과 더불어 사용 후 수술 장갑을 생리식염수로 세척하거나 교체하여 안구에 접촉하는 일이 없도록 해야할 것으로 생각된다.
본 연구의 한계점으로는, 첫 번째로 실제 수술 환경은 일정한 온도와 습도를 유지한 실험실 환경과는 다르게 수술실의 온도, 환자의 체온 변화와 같은 변수들로 인해 온도와 습도를 일정하게 유지하기 어렵다는 점이다. 이에 실제 수술 환경에 따라 다른 결과를 보일 수 있으나 anti-fog군에서 중심 시야를 가린 경우는 없었기 때문에 수술 시야 확보에는 큰 문제가 없을 것으로 예상된다. 두 번째로 5분 이후의 김서림 영역에 대한 평가가 이루어지지 않았다는 점이다. 본 연구의 실험 환경은 실제 수술 환경보다 더 습한 환경 하에서 진행되었으며 시간이 지남에 따라 수온이 하강하였고, 이에 수술 환경과 동일한 온도 및 습도를 유지하며 실제 수술과 동일한 지속 시간으로 실험하기에는 제한이 있었다. 그러므로 본 연구는 특정 상황에서 최선의 김서림 예방 방법을 확인하는 것에 의의가 있으며, 이에 실제 수술 환경에서 본 실험 방법을 적용하여 anti-fog solution의 김서림 방지 효과가 얼마나 지속될 수 있는지에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
결론적으로 warm saline 방법과 더불어 anti-fog solution을 광각안저관찰렌즈에 도포하는 방법은 유리체절제술 중 렌즈 후면의 김서림 발생을 예방하는 데에 유용하며, 더 오랜 시간의 김서림 방지 및 중심 시야 확보에는 anti-fog solution이 더 효과적인 것으로 생각된다. 하지만 각막에 대한 anti-fog solution의 안정성에 대한 연구가 필요할 것으로 생각되며 더불어 anti-fog solution이 안구에 오염되지 않도록 주의가 필요하다.
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