Address reprint requests to Jung Yup Kim, MD Sungmo Eye Hospital, #409 Haeun-daero, Haeundae-gu, Busan 48064, Korea 특발성 황반원공(idiopathic macular hole)은 중심와 부위 망막 전층의 결손을 특징으로 하며 중심 시력 저하 및 변시증을 유발하는 질환이다.1 국내에서 황반원공은 1년에 10만 명당 3.14명에서 발생하는 질환으로 발생률이 연도에 따라 증가하는 경향을 보인다.2
1991년 Kelly와 Wendel3이 유리체절제술을 통한 황반원공의 폐쇄를 보고한 후 본격적으로 황반원공에 대한 수술적 치료가 이뤄지게 되었다. 수술 시에는 황반부에 작용하는 접선 방향과 전후 방향의 견인력을 제거하기 위해 유리체절제술과 내경계막 제거, 그리고 안구 내 가스 주입을 시행하여 황반원공의 해부학적 폐쇄를 시도한다. 최근에는 이러한 기존 수술법으로 원공의 폐쇄가 어려운 경우, 즉 큰 황반원공이나 재발한 황반원공, 또는 황반원공에 동반된 망막박리 수술에서는 원공 폐쇄 성공률을 높이기 위해 수술 중 제거한 내경계막의 절편을 이용하여 원공 위를 덮는(inverted flap) 술식이나 원공 내부로 절편을 이식하는(insertion) 방법을 사용하기도 한다.4,5
일반적으로 대형 황반원공은 원공 폐쇄 및 시력 개선 측면에서 수술 후 예후가 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 최근 영국에서 Steel et al4이 시행한 대규모 코호트 연구에서는 수술 성공률이 감소하기 시작하는 황반원공의 최소직경의 임계점이 500 μm이었기에 대형 황반원공의 기준을 현재의 400 μm에서 500 μm로 변경하는 것이 적절하다는 주장이 제기되었다. 이렇듯 수술을 통한 황반원공의 성공적인 해부학적인 폐쇄를 예측할 수 있는 임계점은 알려져 있으나 수술 후 성공적인 시기능의 개선을 예측할 수 있는 임계점은 현재까지 알려진 바가 없었다. 다만 기존의 연구들은 수술 전 시력이 좋은 경우, 황반원공의 크기가 작은 경우, 증상 지속기간이 짧은 경우, 나이 관련 황반변성이 동반되지 않은 경우에 좋은 시력 예후를 기대할 수 있다고 보고하였다.4,6,7
황반원공의 수술 후에는 황반부의 미세구조 회복이 이뤄지며 시력 및 변시증이 개선된다. 특발성 황반원공에서 수술 후 망막층의 회복 과정은 특정한 순서로 진행되는 것으로 예측되지만, 이에 대한 논란이 일부 존재한다. Bottoni et al8는 외경계막(external limiting membrane, ELM)이 먼저 회복된 후, 외핵층(outer nuclear layer, ONL)이 회복되며, 이후 광수용체층(photoreceptor layer, PL), 특히 타원체구역(ellipsoid zone, EZ)이 재생된다고 보고하였다. 반면 Woo et al9는 외핵층(ONL)의 회복이 외경계막(ELM)보다 우선 이뤄지며, 외경계막(ELM)이 완전히 회복될 때, 내층 망막도 완전히 재생된다고 주장하였다. 또한, Sano et al.10는 타원체구역(EZ)의 연속성이 수술 후 시력 예후에 중요한 역할을 한다고 보고하였다. 여러 연구에서 빛간섭단층촬영(optical coherence tomography, OCT)에서 황반부 광수용체층(PL)과 외경계막(ELM)이 효과적으로 회복된 경우, 보다 우수한 시력개선을 보였다.9-11
백내장의 진행, 특히 핵경화 백내장은 유리체절제술 후 발생하는 가장 흔한 기계적 합병증이며12-14 유리체절제술의 소요 시간, 수술 중 조명 노출, 가스 주입 등이 백내장의 발생에 영향을 끼치는 인자로 알려져 있다.12-16 Petermeier et al12에 따르면 핵경화의 진행은 산화 스트레스로 인한 것으로, 유리체절제술로 유리체가 제거되면 안구 내 산소 확산이 용이해져 백내장의 진행이 가속화된다.12,13 따라서 일반적으로 특발성 황반원공에 대한 유리체절제술과 가스 주입술이 필요한 경우, 병변이 있는 눈에 LOCS III (Lens Opacity Classification System III) 기준 NO3 grade 이상 진행된 백내장이 동반된다면 백내장과 황반원공에 대한 수술을 동시에 시행하는 경우가 많았다. 국내에서 시행된 황반원공의 수술 후의 경과에 관한 기존 논문들 역시 대부분 백내장 수술과 함께 황반원공에 대한 수술을 시행한 사례들을 포함하고 있었다. 이로 인해 수술 후 시력 변화가 황반원공의 폐쇄 및 황반부 미세구조의 회복에 의한 것인지 아니면 백내장 제거에 따른 것인지 명확히 구분하기 어려웠다.5 그래서 보다 정확한 연구 결과를 도출하기 위해 인공수정체안에서 시행된 황반원공 수술만을 대상으로 한 연구의 필요성이 기존 연구들에서 제기되었다.5,17-19 그리하여 저자들은 인공 정체안에서 특발성 황반원공의 수술이 성공한 경우, 즉 황반원공이 폐쇄된 사례들을 모아 수술 후 최대 교정시력의 개선과 연관성이 있는 수술 전 인자들과 임계값을 규명하고자 하였다.
대상과 방법
연구대상
본 연구는 헬싱키 선언에 입각하여 단일 기관에서 후향적으로 시행되었으며, Institutional Review Board (IRB) 승인을 획득하였다(기관생명윤리위원회 승인번호 20230725BM01-1).
2013년 1월-2022년 12월 사이, 약 10년의 기간 중 인공수정체안에서 황반부의 전층에 걸쳐 결손이 발생한 특발성 황반원공에 대해 유리체절제술, 내경계막 제거술, 가스 주입술을 시행 받은 환자들의 의무 기록을 열람하여 후향적으로 연구를 진행하였다.
황반부 혹은 최대 교정시력에 영향을 미칠 가능성이 있는 질환(당뇨망막병증, 망막혈관질환, 망막박리, 고도 근시; -6.0 D 이상의 근시 혹은 26 mm 이상의 안축장)의 병력이 있거나, 망막수술의 과거력이 있는 경우, 녹내장이나 과거 포도막염 혹은 안내염증의 병력이 있는 경우, 각막의 혼탁이 심한 경우, 외상의 병력이 있는 경우는 제외하였다. 수술 시 혹은 수술 후 경과확인 기간에 후발백내장 제거를 시행한 경우도 표본에서 제외하였으며 수술 후 황반원공의 폐쇄가 이뤄지지 않은 경우는 표본에서 제외하였다. 이를 통해 해당 기간 중에 총 64명, 64안이 표본으로 집계되었다. 상기 64안의 수술은 모두 1명의 망막 세부전문의가 집도하였다(HSY).
연구방법
수술 방법
특발성 황반원공에 대한 수술은 모두 23게이지 혹은 25게이지 평면부 유리체절제술을 시행하며 후유리체막을 제거하고, Triamcinolone Acetonide와 눈 속 집게를 이용하여 내경계막을 제거한 후 안구 내 기체 주입술을 시행하였으며, 모두 sulfur hexafluoride (SF6)를 안구 내로 주입하였다. 기체 주입술을 시행 후 모든 환자에게 엎드린 자세(prone position)를 최소 2주 이상 유지하도록 하였다.
환자 군 분류 및 주요 비교 항목
저자들은 수술 후 한천석 시력표 기준 2줄 이상의 최대교정시력 개선을 보이는 것을 유의미한 시력 개선으로 정의했다. 본 연구는 기존 연구들과 달리, 특정한 수술 후 시력을 기준으로 설정하지 않았고 시력의 변화량을 기준으로 삼았다. 또한 기존의 연구들과 같이 시력 및 시력의 변화량을 logMAR (logarithm of minimal angle of resolution)로 변환할 경우에는 스케일의 변화로 인하여 시력의 변화량을 1.5배, 2배, 3배 등의 배수로 평가해야만 하는데, 이런 배수 개념을 실제 임상에서 직관적으로 활용하는 것은 불가능한 것으로 판단했기 때문에 본 연구에서는 시력 개선의 기준을 임상적으로 흔히 사용하는 한천석 시력표의 변화량을 기준으로 하였다. 유의미한 시력 개선의 기준을 시력표에서 2줄 이상의 개선으로 설정한 것은, 일반적인 약시의 진단기준에서도 양안의 시력 차이가 시력표에서 2줄 이상의 차이를 보이는 경우로 정의하고 있고20, 망막 질환의 경과 혹은 수술에 따른 시력 변화를 다룬 다수의 기존 논문들에서도 시력 변화의 기준을 logMAR,21 Landolt C22 혹은 Snellen 시력표23,24에서 2줄 이상의 시력 변화를 기준으로 한 사례들을 살펴볼 수 있었다는 점을 근거로 하였다. 그리하여 본 연구에서도 수술 후 6개월 이내에 2줄 이상의 유의한 시력 개선을 보이는 군을 A군, 그렇지 않은 군을 B군으로 분류하였다. 이후 두 군에서 수술 전 최대 교정시력, 나이, 성별, 기저질환(당뇨, 고혈압 등), 구면 대응치(spherical equivalent), 증상 지속기간, 유리체절제술 게이지, 황반부 빛간섭단층촬영검사에서 황반원공의 최소 직경, 기저 직경, 높이, 외경계막(ELM) 결손의 길이, 타원체구역(EZ) 결손의 길이, 중심와 주위 낭포 동반 여부, 황반 하 맥락막 두께, 망막전막 동반 여부를 비교하였다.
본 연구에서 수술 후 황반원공의 폐쇄는, Woo et al9의 연구와 동일하게, 빛간섭단층촬영에서 전층 결손 없이 내층 망막이 연속된 형태로 나타난 경우로 정의하였다. 외경계막(ELM) 결손 길이와 타원체구역(EZ) 결손 길이는 외경계막(ELM), 타원체구역(EZ)의 고음영 부위가 파괴되어 저음영으로 나타난 부분을 관찰하여 각각 계측하였다. 빛간섭단층촬영 검사의 판독과, 외경계막(ELM) 결손 길이와 타원체구역(EZ) 결손 길이, 중심와 하부 맥락막 두께, 황반원공의 기저 및 최소 직경, 높이 계측은 빛간섭단층촬영 장비(Cirrus-HD OCT; Carl Zeiss, Dublin, CA, USA)의 Caliper 기능을 이용해서 1명의 판독자(JC)가 판독 및 측정하여 판독자에 따라 측정값이 달라지는 것을 방지하였다. 황반부 빛간섭단층촬영 회색조 영상(Fig. 1)을 기준으로 흐리거나 경계가 불명확한 경우 역회색조, 컬러 영상을 모두 이용하여 계측 및 판독을 진행하였다.
통계 및 분석
통계학적 분석은 SPSS 27.0 (IBM corp., Armonk, NY, USA)을 사용하여 수행되었다. 2개 군 간 비교에는 카이제곱 검정(Chi-squared test), Fisher 정확검정(Fisher’s exact test), 독립 T 검정(Independent T-test)을 시행하였다. 통계 분석 시에 p-value가 0.05 이하일 때 통계적 유의성을 가지는 것을 간주하였다. 또한 수술 후 시력 개선에 관련된 수술 전 빛간섭단층촬영 검사 수치의 임계값을 찾기 위해 ROC (receiver operating characteristic) curve 분석을 시행하였다.
결 과
대상 환자는 64명으로 총 64안이었으며 남성 환자의 눈 28안, 여성 환자의 눈 36안으로 구성되었다. 평균 연령은 69.08 ± 7.10세, 수술 전 최대 교정시력(소수시력)은 평균 0.23 ± 0.16이었다. 수술 후 6개월의 경과 관찰 기간 중 시력표 기준 2줄 이상의 시력 개선을 보인 경우(A군)는 39안, 그렇지 못한 경우(B군)는 25안이었다.
Fig. 2는 A, B군에서 각각 1안씩을 선정하여 수술 전, 수술 6개월 후 빛간섭단층촬영 영상의 경과를 비교한 것이다. Fig. 2의 A군 환자는 황반원공 수술 전 923 ㎛의 외경계막(ELM) 결손을 보였으며(Fig. 2A) 수술 6개월 후 외경계막(ELM)과 타원체구역(EZ) 결손은 회복되었다(Fig. 2B). 한천석 시력표를 이용한 시력검사에서 최대교정시력이 수술 전 0.2에서 수술 6개월 후에는 0.4로 개선되었다. Fig. 2의 B군 환자는 황반원공 수술 전 1,041 ㎛의 외경계막(ELM) 결손을 보였으며(Fig. 2C) 수술 6개월 후 외경계막(ELM) 결손은 회복되었으나 타원체구역(EZ) 결손 길이는 273 ㎛로 잔존하였다(Fig. 2D). 최대교정시력도 수술 전과 수술 6개월 후 모두 0.2로 측정되었다.
A, B군 간 수술 전 인자 및 수술 종류에 대한 비교 시 성비에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 하지만 환자의 연령, 당뇨나 고혈압 등 동반질환 여부, 증상 지속기간, 구면 대응치(Spherical equivalent), 수술 전 최대 교정시력, 안축장, 안압, 유리체절제술 게이지는 A, B 군 간에 의미 있는 차이를 보이지 않았다(Table 1).
A, B군 간 수술 전 빛간섭단층촬영 검사결과를 비교했을 때, 수술 전 외경계막(ELM) 결손 길이, 황반부 주변의 낭포가 관찰된 비율에 통계적으로 의미 있는 차이가 있었다. 그리나 황반원공 최소 직경, 기저 직경, 높이, 타원체구역(EZ) 결손 길이, 황반 하 맥락막 두께, 망막전막 동반 여부는 A, B군 간에 의미 있는 차이를 보이지 않았다(Table 2).
수술 전 빛간섭단층촬영 검사에서 A, B군 간에 유의미한 차이를 보였던 외경계막(ELM) 결손 길이에 대해서, 수술 후 2줄 이상의 시력개선(A군)을 예측하기 위한 ROC curve 분석을 시행하였을 때, 통계적으로 유의미한 ROC curve를 구할 수 있었다(Fig. 3). 이 ROC 분석에서 찾은 수술 전 외경계막 결손 길이의 임계값(cut-off value)은 1,023.50 ㎛로, 민감도(sensitivity) 0.692, 특이도(specificity) 0.600를 나타내었다. 외경계막(ELM) 결손 길이를 제외한 다른 수술 전 빛간섭단층촬영 검사결과 측정값들은 통계적으로 의미 있는 ROC curve를 만들지 못했다.
고 찰
이전에 황반원공 수술의 예후를 다룬 연구들에서는 수술 후 시력 예후와 성별 간에 명확한 상관관계가 확인되지 않았다.7,9,25 하지만 최근 영국에서 시행된 1,253건의 황반원공 수술의 경과에 대한 대규모 전향적 코호트 연구에서, Steel et al4은 남성 환자의 경우 수술 후 성공적인 시력 호전(visual success)을 보이는 경우가 통계적으로 유의미하게 많았다고 보고하였다. 본 연구에서도 시력 회복을 보인 경우(A군)와 그렇지 못한 경우(B군) 간의 비교 시에 A군에서 B군보다 남성의 비율이 통계적으로 유의미하게 더 높음을 발견하였다. 이러한 성별에 따른 차이는 남성과 여성의 해부학적 차이, 즉 남성보다 여성에서 중심와 무혈관 부위(foveal avascular zone, FAZ)의 크기가 더 크고, 황반 기저의 두께(foveal floor thickness)가 더 얇은 경우가 많다는 점에 기인하는 것으로 추정된다.26,27
황반 주변부 낭포는 황반원공 수술 후 원공 폐쇄나 시력 개선에 대한 예후인자로 활용될 가능성이 있는 요인으로 알려진 바 있다. Roth et al6는 정량분석을 통해 황반 주변부 낭포 및 거짓 낭포의 면적이 넓은 경우 수술 전과 수술 후 시력이 저조하였음을 보고하였다. Yuksel et al28은 황반 주변부 낭포가 수술 후 황반원공의 미폐쇄와 연관성이 있었다고 보고하였으나 수술 후 시력 개선과의 연관성은 없었음을 보고하였다. 반면에 Brockmann et al29은 정성적인 분석 시에 황반 주변부 낭포의 존재가 황반원공 폐쇄율 증가와 관련이 있었음을 보고하였다. Chhablani et al30도 비슷한 접근을 통해 황반원공 경계의 낭포가 수술 후 황반원공의 폐쇄 및 시력 호전과 모두 연관성이 있었다고 보고한 바 있다. 본 연구에서도 황반 주변부 낭포에 대한 정성적 접근을 하였는데 A, B군 간 비교 시 황반부 주변의 낭포의 존재가 수술 후 시력 개선과 연관성이 있었다(p=0.030).
기존 연구들에서는 황반원공의 최소 직경 혹은 기저 직경과 수술 후 시력 예후의 상관관계가 보고된 바 있다.4,6,7 본 연구에서는 황반원공 최소 직경의 경우, 군 간 비교 시에 0.058의 유의 확률 수준을 보여서 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지는 않았으나, A군에서 B군보다 최소 직경이 더 작은 경향성(non-significant trend)을 보였다. 기저 직경도 군 간에 통계적으로 유의미한 차이를 보이지는 않았다.
본 연구에서는 수술 전 외경계막(ELM) 결손 길이가 A군에서 B군보다 유의미하게 더 작았다(p=0.018). 또한, 수술 후 시력개선과 연관된 임계점을 찾는 과정에서도 수술 전 인자들 중 외경계막(ELM) 결손 길이에 대해서만 유의미한 ROC 곡선을 얻을 수 있었고, 1,023.50 ㎛의 임계값(cut-off value)을 찾을 수 있었다. 하지만 표본 수의 부족으로 ROC curve의 AUC (area under curve)가 0.660으로 높지 않고, 상기 임계값의 민감도는 0.692, 특이도는 0.600이라는 점에서 즉각적인 임상 적용에는 어려움이 있다. 또한, ROC 곡선에서 1,023.50 ㎛ 이외에도 2-3개 정도의 변곡점을 찾을 수 있었는데 표본 수가 늘어나게 되면 임계값이 더욱 명확하게 두드러진 변곡점을 찾을 수 있을 것으로 보인다.
황반원공이 형성되는 과정에서는 황반부 견인력으로 인해 뮐러세포와 시세포 사이의 부착이 끊어지고 낭포성 변화나 망막 분리가 발생하고, 낭포 파열 및 덮개(operculum)가 형성된 후 뮐러세포가 파열되고 시세포가 원심성으로 이동하며 전층 황반원공으로 진행한다.31 외경계막(ELM)은 뮐러세포와 시세포 사이의 데스모좀(desmosome) 혹은 부착띠(zonular adherens)에 의한 연결로 형성된 구조물인데,32 본 연구에서 수술 전 외경계막(ELM)의 결손 정도가 수술 후 의미 있는 시력개선과 연관성이 있었다. 따라서 저자들은 외경계막(ELM)의 결손, 즉 시세포와 뮐러세포 사이 부착 부위의 손상은 해당 부위의 뮐러세포 손상과 직결되고, 외경계막(ELM)의 결손 범위가 클수록 황반원공의 수술 후 황반 미세구조 회복 초기 단계의 핵심이 되는 뮐러 세포 손상은 많아지며, 결국 수술 후 황반의 구조와 기능의 회복 가능성을 가늠하는 척도로 이용할 수 있을 것이라고 해석하였다.
Steel et al4은 황반원공 수술 후 시력이 0.30 logMAR 이하가 되는 것을 성공적인 시력 개선으로 정의했을 때, 남성일 경우, 수술 전 시력이 좋을수록, 황반원공의 크기가 작을수록, 수술 시에 사용한 가스 종류가 SF6나 C2F6 (perfluoroethane) 가스일 경우(C3F8 [perfluoropropane] 가스 사용 시보다) 술후 시력이 좋은 경우가 많았다고 보고했다. Fallico et al7는황반원공의 수술 후 교정시력이 0.1 logMAR 이하가 되는 것을 시력 회복으로 정의하여 이에 영향을 주는 인자들을 분석한 결과, 수술 후 시력의 회복은 증상 지속 기간, 수술 전 황반원공의 최소직경, 수술 전 최대 교정시력과 상관관계가 있었다고 보고하였다. 그러나 시력 개선의 기준을 수술 후의 특정한 시력으로 정한 기존의 연구들은 필연적으로 좋은 수술 전 시력이 좋은 수술 후 예후와 높은 상관성을 보일 수밖에 없다. 기존 연구들과 달리 황반원공이 폐쇄된 사례만을 대상으로 하고 수술 전후 시력의 변화를 기준으로 예후인자를 살펴본 본원의 연구에서, 수술 전 황반원공의 직경은 시력 개선 여부와 유의미한 상관관계를 보이지는 않았다.
기존 연구들은 특발성 황반원공 환자들이 정상인에 비해서 빛간섭단층촬영에서 맥락막 두께가 감소되어 있다고 보고하였으며, 감소된 맥락막 혈류와 얇은 맥락막은 혈액의 황반부 저관류를 유발하고 황반을 취약하게 하는 것으로 추정하였다.33,34 하지만 본 연구에서 황반 하 맥락막의 두께는 특발성 황반원공 환자들의 수술 후 시력개선과 연관성을 보이지 않았다. 본 연구에서 빛간섭단층촬영에서 사용한 기기는 Spectral domain OCT로서, 기기 특성상 Enhanced depth imaging OCT나 Swept source OCT에 비해 맥락막 부위의 구조를 명확히 관찰하기 어려워 측정 오차가 발생했을 가능성이 있다.35
Wakabayashi et al11는 황반원공 수술 후 3개월 간의 외경계막(ELM) 회복이 수술 후 12개월 간의 시력 향상에 유의한 영향을 미친다는 것을 보고한 바 있다. 본 연구의 표본에서도 수술 후 3개월 시점에 수술 후 외경계막(ELM) 결손과 타원체구역(EZ)의 결손이 길이 상으로 모두 회복된 경우에도 수술 후 6개월 시점에 시력이 시력표 기준 최소 1줄 이상 추가적인 개선을 보인 사례들이 있었다. 이는 외경계막(ELM)과 타원체구역(EZ)의 결손이 회복되는 과정 중 빛간섭단층촬영에서 발견되는 구조적 회복이 이뤄진 후 안정화되면서 기능적인 회복이 뒤따르는 것으로도 해석할 수 있다. 따라서 이에 대해서는 수술 후 경과를 더욱 장기간의 기간 동안 분석하는 후속 연구가 필요할 것으로 보인다.
본 연구는 황반원공에 대한 수술 후 시력 개선에 영향을 미치는 인자들을 확인하기 위해 인공수정체안에서 황반원공 수술 후 원공이 폐쇄된 경우만을 대상으로 하여, 백내장의 진행 혹은 제거로 인한 시력 영향을 배제하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 인공수정체안에서 황반원공의 성공적인 수술이 이뤄진 경우에 남성이거나, 수술 전 외경계막 결손 길이가 작거나, 수술 전 황반 주변부의 낭포 및 거짓 낭포가 동반된 경우 수술 전보다 2줄 이상의 시력 개선이 이뤄지는 경우가 많았다. 수술 전 외경계막(ELM) 결손 길이가 1,023.50 ㎛보다 작은 경우 수술 전보다 2줄 이상의 시력 개선을 기대할 수 있었으나 민감도와 특이도는 높지 않았다. 향후 더욱 많은 환자를 대상으로 한 연구 혹은 다기관 연구 등 후속 연구를 통해 더욱 정확도가 높은 임계값을 찾을 수 있을 것으로 기대한다.
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