Address reprint requests to Seung Hyen Lee, MD Department of Ophthalmology, Nowon Eulji Medical Center, Eulji University College of Medicine, #68 Hangeulbiseok-ro, Nowon-gu, Seoul 01830, Korea 근시는 안과적 굴절질환으로 전세계, 특히 아시아에 있는 나라에서 점차 유병률이 증가하고 있다.1,2 이전 연구에 따르면 한국의 5-18세의 청소년에서 근시 유병률은 65.4%, 고도근시 유병률은 6.9%이며 이는 앞으로도 더 늘어날 것이라 전망하였다.2 근시, 특히 고도근시는 시야결손, 망막박리 등의 시력을 위협하는 여러 안과적 질환과 밀접하게 연관되어 있다.3,4 따라서 근시 유병률의 증가는 시력을 위협하는 근시와 연관된 질병의 유병률도 높일 수 있어 이에 대한 관심이 고조되고 있다.
근시는 여러 연구에서 안압, 나이 등과 함께 녹내장 발생의 위험인자로 널리 알려져 있다.5-9 그러나 아직 근시의 존재가 녹내장의 진행과 어떠한 연관성을 가지는지에 대해서는 논란의 여지가 남아 있다. 일부 연구에서는 근시가 녹내장의 빠른 진행 속도와 연관이 있다고 발표했고,10,11 관련이 없다는 연구도 있으며,12 근시가 오히려 녹내장의 진행에 예방적인 효과를 보인다는 연구도 있다.13-15 근시가 녹내장에 미치는 영향에 대한 연구가 이렇게 일관되지 않은 결과를 보이는 것은 녹내장의 진행은 근시의 유무 한 가지로 결정되는 것이 아니라 여러 가지 인자들이 영향을 미치기 때문이다. 또한 통상적으로 근시라는 용어는 먼 거리가 보이지 않는 상태를 아울러서 사용하는 것으로, 비슷한 정도로 진행된 근시 안에서 안축장(axial length)이 늘어나는 방향에 따라 시신경 형태와 시신경 주위의 구조물이 다양한 양상을 보이는 것도 연관이 있을 수 있다.13
이전까지 근시안에서 시신경유두의 기울어짐 등의 형태 변화와 녹내장과의 연관성에 대해 살펴본 연구들은 있었으나,16,17 비슷한 정도의 안축장을 가진 눈에서 시신경 형태의 다양성을 분석한 연구는 없었다. 따라서 본 연구는 안축장이 길어지며 축성 근시가 진행되는 과정에서 생기는 시신경 유두의 다양한 형태학적인 변화들을 확인하여 이와 녹내장의 연관성을 확인해 보고자 하였다.
대상과 방법
본 연구는 2019년 3월부터 2023년 5월까지 노원을지대학교병원 녹내장 클리닉을 방문한 환자들의 의무기록을 후향적으로 조사하였다. 헬싱키 선언(Declaration of Helsinki)을 준수하였으며, 노원을지대학교병원 임상시험 심사위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인을 받아 진행하였다(approval number: 2023-06-009).
연구대상자
모든 대상안은 당뇨, 혈압 진단, 차가운 손발 여부를 조사하였고, 세극등현미경검사, 최대교정시력, 안압검사(Goldmann 압평 안압계), 시신경유두를 포함한 안저검사, 전방각 검사, 초음파를 이용한 중심각막두께 및 안축장 측정(Lenstar LS900®; Haag-Streit, Koeniz, Switzerland), 빛간섭단층촬영(optical coherence tomography [OCT]; Spectralis Heidelberg®; Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany), 시야검사(HFA Ⅲ 860®; Humphrey Instruments, a division of Carl Zeiss, Inc., San Leandro, CA, USA)를 시행하였다.
본 연구는 안축장이 26 mm 이상, 27 mm 미만인 고도 축성 근시 환자를 대상으로 하였다. 시야검사에 영향을 미칠 수 있는 백내장, 망막, 외상력, 전신질환을 가지고 있는 환자, 협조도가 떨어져 빛간섭단층촬영의 이미지가 선명하지 않은 환자, 시야검사의 신뢰도가 낮은 환자들은 제외하였다. 기준에 만족하는 한쪽 눈만 포함하는 것을 원칙으로 하였으며, 양쪽 눈 모두 기준을 만족하는 경우 무작위로 한쪽 눈을 선택하여 포함하였다.
숙련된 녹내장 전문의(S.H.L.)의 검사를 통하여 전방각경검사에서 개방각 소견을 보이고, 특징적인 녹내장성 시신경 유두 소견을 보이거나 2회 이상의 신뢰할 만한 시야 검사에서 녹내장성 시야결손이 있는 경우 개방각녹내장으로 진단하였다. 녹내장성 시신경 유두 소견은 양안 수직유두함몰비 차이가 0.2 이상, 시신경 유두 패임, 망막신경섬유층 결손을 동반한 경우로 정의하였다. 녹내장성 시야 결손은 pattern deviation plot에서 가장자리를 제외한 부위에서 역치가 정상의 5% 미만으로 나타난 인접한 3개 이상 점과 그중 한 개 이상은 1% 미만인 경우, glaucoma hemifield test가 outside normal limit인 경우, pattern standard deviation (PSD)이 정상의 5% 이하로 분류되는 경우로 정의하였다. 정상안은 최대교정시력이 20/40 이상이고, 안압이 21 mmHg 이하이고, 안압이 상승한 과거력이 없고, 시신경테 얇음, 시신경유두출혈, 망막신경섬유층결손 등의 특징적인 녹내장성 소견이 관찰되지 않으며 빛간섭단층촬영에서 정상적인 망막신경섬유층이 관찰되고 녹내장성 시야결손을 보이지 않는 경우로 정의하였다.
시신경유두 기울기 형태 분석
시신경에 중심을 두고 촬영한 안저사진을 이용하여 시신경의 형태를 분석하였다. 안저사진을 Image J 프로그램(Image J, version 1.51; National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA)을 이용하여 시신경 유두의 기울기(optic disc tilt)를 계산하였다. 시신경 유두 기울기 비율(tilt ratio)은 시신경 유두의 가장 짧은 직경(short diameter, SD)의 길이와 가장 긴 직경(long diameter, LD)의 길이의 비(tilt ratio = LD/SD)로 정의하였다. 시신경 유두 기울기 비율 1.3을 기준으로 기울기가 큰 군과 기울기가 작은 군으로 나누어 그룹 간 차이를 비교 분석하였다.13,18
빛간섭단층촬영
모든 대상안의 시신경은 시신경 유두 주위를 포함하여 빛간섭단층촬영(Spectralis Heidelberg®)의 enhanced depth imaging 방법을 사용하여 숙달된 검사자가 촬영하였다. 망막신경섬유층 두께 측정을 위해 3.5 mm 원형 스캔이 사용되었고, 브루크막 개방 최소 시신경유두테 폭 측정을 위해 Glaucoma Module premium edition을 이용하여 시신경을 중심으로 하여 15° 간격으로 24개의 방사상 B-scan이 시행되어 24개의 radial B-scan 이미지를 얻었으며, 각각의 B-scan에서 브루크막의 개방(Bruch’s membrane opening, BMO) 위치와 내경계막까지의 최소 거리는 자동으로 계산되었다.
브루크막의 개방 너비(BMO area)는 Spectralis viewer의 내장된 소프트웨어를 통해 계산된 넓이를 이용하여 분석하였고, 추후에 임의적으로 수정되지 않았다. 시신경유두주위위축은 브루크막(Bruch’s membrane)의 유무를 이용하여 형태학적으로 구분하였다. 베타영역 시신경유두주위위축(β-zone parapapillary atrophy, PPA)은 브루크막이 존재하는 부분으로, 망막색소상피층이 소실되는 경계와 브루크막이 끝나는 경계까지로 정의하였다. 감마영역 시신경유두주위위축(γ-zone PPA)은 안구의 축성 연장으로 인해 공막이 늘어지면서(scleral flange) 발생하는 부분으로, 브루크막이 끝나는 경계와 시신경 유두의 경계 사이로 정의하였다.19,20 사상판 깊이는 BMO를 연결하는 기준선에서 사상판의 앞쪽 표면까지 최대 수직거리로 정의하였다. 사상판 깊이, 베타영역, 감마영역 시신경 유두위축부위의 길이는 시신경유두의 가장 짧은 직경 방향에 해당하는 radial B-scan 이미지에서 Spectralis OCT viewer의 내장된 caliper tool을 이용하여 측정하였다.
통계분석
통계분석에는 SPSS 22.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 사용하였으며, 유의수준 0.05 이하를 통계적으로 유의하다고 정의하였다. 녹내장과 정상안 그룹의 비교와 시신경유두 기울기 비율의 정도에 따라 나눈 그룹 간 비교는 정규성 검정을 하고, 연속성 인자는 독립표본 t 검정(independent t-test)을, 범주형 인자는 카이제곱 검정(chi-square test)을 사용하여 분석하였다. 녹내장성 시야결손 및 망막신경섬유층 두께에 영향을 끼치는 인자를 확인하기 위해 단변량 및 다변량 회귀분석을 시행하였다.
결 과
처음에 안축장이 26 mm 이상 27 mm 미만인 대상안 75안의 의무기록을 조사하였다. 이 중 빛간섭단층촬영 이미지상 근시로 인한 segmentation error로 인해 이미지가 명확하게 얻어지지 않은 6안이 연구대상에서 제외되었고, 최종적으로 총 69안(정상안 33안, 녹내장 36안)이 본 연구에 포함되었다.
시신경 유두의 형태학적 다양성
본 연구에 포함된 전체 대상안(69안)은 26.0 mm부터 27.0 mm까지의 비교적 비슷한 정도의 안축장(평균 안축장 26.45 ± 0.29 mm)을 가졌음에도, 시신경의 형태는 전혀 기울어짐이 없는 경우부터 기울기가 2에 가까운 경우까지 다양하게 나타났다(평균 기울어짐 정도 1.31 ± 0.23, 범위 1.01-1.98). 브루크막 개방너비는 평균 2.44 ± 0.57 mm2 (범위 1.19-3.91)였고, 베타와 감마 시신경 유두주위 위축의 너비도 평균값은 각각 320.2 ± 188.9 μm, 293.6 ± 221.6 μm였으나 그 범위는 각각 0-719 μm, 0-862 μm로 다양한 분포를 보였다.
녹내장안과 정상안의 비교
연구대상자를 녹내장 유무에 따라 녹내장안과 정상안으로 나누었을 때 평균 나이는 녹내장안 53.3 ± 10.2세, 정상안 51.7 ± 10.2세였으며, 안축장은 녹내장안에서 26.45 ± 0.31 mm, 정상안에서 26.45 ± 0.27 mm로 두 그룹 간 유의미한 차이를 보이지 않았다(각각 p=0.500, p=0.979). 두 그룹의 중심각막두께, 안압, 성별, 당뇨, 혈압, 차가운 손발 여부, 브루크막 개방너비도 모두 유의미한 차이를 보이지 않았다. 반면, 시야검사의 평균 mean deviation (MD)은 녹내장안은 -4.29 ± 3.08 dB, 정상안은 -0.83 ± 1.39 dB, 평균 망막신경섬유층두께는 녹내장안 69.6 ± 15.7 μm, 정상안 92.7 ± 8.6 μm였으며(각각 p<0.001, p<0.001), 시신경 유두의 기울기 비율과 사상판 깊이는 두 그룹 간의 유의미한 차이를 보였다(각각 p=0.028, p=0.016, Table 1).
Tilt ratio 정도에 따른 비교
연구대상자를 시신경유두 기울기 정도에 따라 나누었을 때 기울기가 작은 군(tilt ratio <1.3)은 39안(녹내장 16안, 정상 23안), 기울기가 큰 군(tilt ratio ≥1.3)은 30안(녹내장 20안, 정상 10안)이 포함되었다. 기울기가 작은 군, 큰 군에서 안축장은 각각 26.39 ± 0.30 mm, 26.52 ± 0.27 mm였고, 통계적으로 유의미한 차이는 아니었지만, marginal difference를 보였다(p=0.057). 또한 두 군 간의 나이, 중심각막두께, 안압, 성별, 당뇨, 혈압, 차가운 손발 여부는 모두 유의미한 차이를 보이지 않았다(Table 2).
시신경유두 기울기가 작은 군과 큰 군에서 평균 MD는 각각 -1.53 ± 2.04 dB, -4.40 ± 3.32 dB, 평균 PSD는 각각 3.16 ± 1.95 dB, 6.27 ± 5.39 dB, 평균 망막신경섬유층 두께는 84.3 ± 17.7 μm, 76.0 ± 15.7 μm, 감마 시신경 유두주위 위축의 너비는 각각 163.0 ± 156.9 μm, 450.1 ± 203.9 μm로 두 군간 유의미한 차이를 보였다(각각 p<0.001, p=0.002, p=0.046, p<0.001, Table 2).
녹내장성 시야결손과 망막신경섬유층의 두께와 관련된 인자
녹내장 그룹에서 시행한 녹내장성 시야결손에 영향을 미치는 인자들에 대한 단변량 선형회귀분석에서, 안압(p=0.038), 시신경유두 기울기(p=0.003), 베타영역과 감마영역 시신경 유두위축부위(각각 p=0.017, p=0.005)가 유의한 인자로 나타났다. 단변량 분석에서 연관 있었던 인자들에 대한 다변량 회귀분석은 시신경유두 기울기와 감마영역 시신경 유두위축부위는 변수들 간의 높은 상관성(variance inflation factor = 3.445)으로 두 가지 모델로 나누어 시행하였다. 시신경유두 기울기(p=0.018)와 베타영역과 감마영역 시신경 유두위축이 녹내장성 시야결손과 유의한 연관성을 보였다(각각 p=0.084, p=0.006, p=0.003, Table 3).
망막신경섬유층의 두께에 미치는 인자에 대한 단변량 선형회귀분석에서는 안압(p=0.032)과 베타영역 시신경 유두 위축(p=0.035)이 유의한 인자로 나타났다. 다변량 회귀분석에서는 베타영역 시신경 유두위축이 넓을수록 유의하게 망막신경섬유층의 두께가 얇아지는 결과를 보였다(p=0.035, Table 3).
대표 케이스
본 연구에서 시신경유두 기울기에 따라 나누었을 때 보인 결과를 보여줄 수 있는 대표 케이스들을 각각 한 명씩 선정하였다.
시신경유두 기울기가 큰 눈(기울기 1.70, 안축장 26.98 mm, Fig. 2)과 시신경유두 기울기가 작은 눈(기울기 1.16, 안축장 26.42 mm, Fig. 3)의 대표 케이스이다. 각각의 그림에서(A)는 칼라안저사진, 그리고 (B)는 그에 상응하는 OCT B-scan의 이미지이다. 초록색 선은 B-scan 이미지에서 scan line의 위치를 나타내며 시신경 유두의 가장 짧은 직경을 지나간 이미지를 선정하였다. (C)는 시야검사 결과를, (D)는 망막신경섬유층두께를 나타낸 TSNIT 그래프이다. 시신경유두 기울기가 큰 눈에서는 명확한 시야결손(MD -4.57 dB, PSD 10.4 dB)과 얇은 시신경주위 망막신경섬유층두께(78 μm)를 보인 반면, 시신경유두 기울기가 작은 눈에서는 비슷한 정도의 망막신경섬유층 두께를 보였음에도(76 μm) 훨씬 경미한 시야결손(MD -1.05 dB, PSD 2.82 dB)을 보였다.
고 찰
본 연구는 비슷한 정도의 고도 축성 근시를 가지고 있는 눈에서 시신경 유두의 형태가 다양한 양상을 가지는 것을 확인하였고, 시신경 유두 기울기의 정도가 큰 군에서 녹내장의 빈도가 높고, 망막신경섬유층 두께가 얇으며 시야검사상 더 심한 녹내장성 손상을 보이는 것을 알 수 있었다.
많은 기존 연구에서 근시는 구면렌즈대응치(spherical equivalent)가 -0.50 D 이하, 고도근시는 -6.0 D 이하로 정의하고 있는 것과 다르게,21,22 본 연구에서는 안축장을 근시의 정도를 나타내는 기준으로 선택하였다. 그 이유는 최근에 시력교정수술이나 백내장 수술 등으로 구면렌즈대응치의 값이 바뀌는 경우가 많고, 안구의 안축장이 길어지면서 안구 내의 여러 해부학적 구조들이 변화하며 나타나는 일련의 과정이라는 근시 발생의 기전을 고려하면 안축장이 근시의 보다 객관적인 지표가 될 수 있을 것이라 생각했기 때문이다.17,23,24
본 연구에서 26.0 mm부터 27.0 mm까지의 비교적 비슷한 정도의 안축장을 가진 경우에도 시신경의 형태는 전혀 기울어짐이 없는 경우부터 기울기가 2에 가까운 경우까지 다양하게 나타났다. 축성 근시에 따른 이러한 시신경의 변화가 모든 환자에서 동일한 형태로 진행되지 않는 이유는 아직 명확하게 밝혀지지는 않았지만, 안축장이 길어지는 축의 방향에 따라 다를 것이라고 생각할 수 있다. 안구에서 시신경이 나가는 구멍을 이루는 브루크막, 사상판, 공막의 정렬이 유지된 채로 안축장이 길어지면 시신경의 기울어짐은 변함이 없을 것이고, 안축장의 길어질 때 사상판이 코쪽으로 당겨지면서 각 층의 정렬이 무너지면 시신경의 기울어짐을 유발할 것이다. 따라서 안축장의 길이가 유사하더라도 그 변화의 양상이 모두 상이하여 시신경 유두의 형태는 다양할 수 있다.
Rezapour et al25은 다양한 인종을 포함한 축성 근시가 시신경 형태에 미치는 영향에 대한 연구에서 시신경유두 기울기를 ovality index로 표현했는데, 본 연구와 같은 계산 방법으로 변환하면 안축장 26 mm 이상인 고도근시안에서 평균 시신경유두 기울기가 1.176이라고 발표한 바 있다. 이는 본 연구 결과에서 보이는 시신경유두 기울기 결과값(1.31 ± 0.23)과 차이를 보였다. 브루크막 개방너비도 본 연구에서는 평균 2.44 ± 0.57 mm2였던 반면, Rezapour et al25의 연구에서는 2.18 mm2로 발표하였다. 결과값의 범위를 기술하지 않았고, 포함된 환자군의 나이 등의 특성이 달라 정확한 비교는 어렵겠지만, 인종에 따른 차이가 있음을 짐작할 수 있다. 본 연구는 한국인 고도근시안에서 관찰되는 시신경유두의 형태학적 다양성을 보여주는 첫 연구로서 가치가 있다.
시신경유두 기울기가 큰 그룹에서 기울기가 작은 그룹보다 심한 녹내장성 시야결손을 보였다. 이는 기존의 여러 연구에서 발표된 것과 일치하는 부분이다.17,26 축성 근시가 진행되는 안축장의 증가 자체로도 후측 공막과 사상판의 두께가 얇아지게 되는데, 이는 사상판을 지나는 시신경이 안압의 상승과 같은 물리적 스트레스(mechanical stress)에 더욱 취약하게 할 수 있다.27,28 시신경 유두 기울기가 크다는 것은 근시 진행에서 얇아진 사상판이 당겨지는 tensile stress를 더 많이 받았다는 의미이고, 사상판을 지나는 시신경 또한 당겨지는 인장력을 받아 같은 정도의 압력에도 취약할 수 있기 때문에 기울기가 큰 그룹에서 보다 심한 녹내장성 손상을 보였을 가능성이 있다. 추후에 다양한 범위의 안축장에서 시신경유두 형태의 다양성과 녹내장성 손상에 관한 추가적인 연구를 한다면, 안축장의 연장 정도에 따른 차이도 확인할 수 있을 것이라 기대된다.
브루크막 개방 너비는 녹내장안 및 정상안, 그리고 시신경의 기울어짐 정도에 따라서 차이가 없었다(Table 1, 2). 이는 근시의 진행 과정에서 시신경유두 기울기가 증가하더라도 브루크막 개방 너비 자체는 그에 비례하여 변화하지 않았을 가능성을 시사한다. 브루크막 개방 너비와 녹내장성 손상과의 연관성은 아직 명확하게 밝혀지지 않았지만, 본 연구의 결과는 브루크막 개방 너비는 시야검사와는 연관성이 없다고 발표하였던 Nakanishi et al29의 연구와 일치하는 결과를 보였다.
본 연구에 포함된 눈은 모두 26.0-27.0 mm의 좁은 범위의 안축장을 가졌지만, 그 안에서도 시신경유두 기울기가 큰 그룹에서 유의하게 감마영역 시신경 유두위축이 큰 것을 확인할 수 있었다. Vianna et al30에서도 같은 결과를 보였는데, 이는 안축장이 길어지는 과정에서 공막이 늘어지게 되면서 시신경의 기울어짐이 일어나고, 감마영역 시신경 유두위축부위가 늘어나기 때문인 것으로 생각된다.
사상판의 깊이는 시신경의 기울기 정도가 클수록 더 깊은 양상을 보였다. 사상판의 깊이와 시신경 기울기에 관련된 기존 연구는 거의 없지만, 이러한 결과는 기울기 정도가 큰 그룹에 녹내장 환자가 많이 포함되었기 때문일 수 있고, 시신경의 기울기가 증가하는 과정에서 사상판이 코 쪽으로 휘어지면서 당겨져서 사상판 깊이가 실제보다 깊게 측정되었을 가능성이 있다.
본 연구의 한계점으로는 첫 번째, 이 연구에서 포함한 녹내장안 중 대부분이 정상안압녹내장(정상안압녹내장 31안, 원발개방각녹내장 2안)이었다는 점이다. 포함된 눈의 안압이 대부분 정상 범위여서 망막신경섬유층 두께와 시야검사에 연관되는 인자 분석에서 안압이 유의한 의미가 없는 것으로 나왔을 수 있다. 하지만, 안압이 비교적 좁은 범위 안에 있었기 때문에 안압에 따른 영향보다 안축장의 길이에 따른 영향을 보다 명확히 확인할 수 있었다. 다음으로 본 연구대상자 수는 총 69명으로 다소 작았다. 연구결과의 신뢰도를 높이고 일반화하기 위해선 더 많은 환자를 대상으로 한 추가 연구가 필요할 것이다. 마지막으로, 이번 연구에 포함된 69안 중 horizontally tilted disc에 해당되는 눈이 5안뿐이라 시신경유두 기울기의 방향에 따라 horizontally와 temporally tilted disc로 구분하여 녹내장성 손상에 미치는 영향을 분석할 수는 없었다. 추후 연구에서 다양한 시신경유두 기울기의 방향에 따른 분석을 추가한다면 의미 있는 임상적 의미를 찾을 수 있을 것이다.
결론적으로 안축장이 길어지는 근시의 발달 과정에서 진행 방향에 따라 시신경의 기울기 정도는 다양할 수 있으며, 녹내장성 시야손상 및 망막신경섬유층 두께 감소는 큰 시신경유두 기울기와 유의미한 연관이 있었다. 고도 축성 근시를 가지고 있는 환자에서 시신경유두 기울기가 크다면 녹내장의 가능성이 높아 이러한 환자들에 대한 주의 깊은 관찰과 주기적인 스크리닝을 시행해야 할 것이며, 이는 근시의 유병률이 높아지는 현대 사회에서 더 큰 임상적 의미를 가질 것이다.
PDF Links
PubReader
ePub Link
XML Download
Full text via DOI
Download Citation
Print
