Ⅰ. 서 론
백내장은 자외선, 미세먼지, 노화로 인해 수정체가 투명성을 잃어 혼탁해지면서 시력 감소를 유발하는 안질환으로, 수정체 단백질의 변성과 수분 함량 변화로 인해 굴절률이 불규칙해지며, 이에 따라 시력의 질이 저하되 기도한다.1) 세계보건기구(WHO)는 백내장을 전 세계 실명의 약 50% 이상을 차지하는 주요 요인으로 보고하고 있으며,2) 고령화 사회의 진전과 함께 그 유병률은 지속적으로 증가하고 있다. 국내에서도 백내장 수술은 단일 질환 기준으로 연간 60만 건 이상 진행되는 가장 빈도가 높은 수술로 자리 잡고 있다.3)
백내장 수술의 기본 목적은 혼탁한 수정체를 제거하고 투명한 인공수정체를 삽입함으로써 시력을 회복시키는 데 있다. 최근에는 단순 시력 회복뿐 아니라, 수술 후에 정확한 목표 굴절력 달성이 환자 만족도의 핵심 요인으로 인식되고 있다. 특히 인공수정체의 도수 결정은 수술 전 생체 계측값에 기반한 공식에 의해 계산되며, 이 과정에서 안축장 길이, 각막 곡률, 전방 깊이, 유효 렌즈 위치(effective lens position, ELP) 등의 정밀한 측정이 필수적이다. 그러나 실제 임상에서는 수술 후 안구 구조의 미세한 변화로 인해 예측한 굴절값과 실제 굴절 값 간에 차이가 발생하는 경우가 흔하다.4) 이러한 굴절 예측오차의 주요 요인 중 하나로 수술 후 안축장 길이 변화가 제시되고 있다.
수정체 제거 후 안압의 일시적 변화, 후낭 팽창, 인공 수정체의 미세한 전후 이동 등은 안축장 길이 변화의 원인으로 망막에 맺히는 초점 위치를 변화시켜 근시 또는 원시화 경향을 나타낼 수 있다.5) 특히 IOL-Master 700 같은 최신 광학 생체계측기에서도 이러한 변화는 ±0.05~0.10 mm 정도 측정될 수 있으며, 이는 굴절값으로 약±0.15~0.30 D의 차이를 유발할 수 있어 고도 근시나 다초점 인공수정체를 사용하는 환자에서 더 큰 임상적 영향을 나타낸다고 보고되어 왔다.6-8) 기존의 IOL 계산식(SRK/T, P=A−2.5L−0.9K)은 주로 수술 전 측정값으로 도수를 산출하므로, 수술 후 안축장 길이 변화를 반영하지 못하였다.9,10) 이는 안축장 길이 변화에 따른 굴절 도수 오차 발생으로 이어지고, 수술 후에도 환자가 시력에 불편함을 느끼게 된다. 이러한 부분을 보완하기 위하여 공식에 보정계수의 대입이 중요하게 여겨지고 있다.11)
따라서 본 연구에서는 백내장 수술 후 일정 기간 동안의 안축장 변화를 정량적으로 분석하고, 수술 전후의 굴절 예측오차 간의 차이 값을 확인하였다. 더 나아가 인공수정체 도수 계산 시 적용 가능한 보정계수를 제안함으로써, 수술 후 굴절력 예측의 정밀도 향상을 위한 기초자료를 제시하고자 한다.
Ⅱ. 대상 및 방법
1. 대상
본 연구는 2022년 3월부터 2025년 7월까지 안과에서 시행된 백내장 수술 환자 40명(80안)을 대상으로 후향적으로 분석하였다. 모든 대상자는 동일한 술자에 의해 동일한 수술 방법으로 수술을 받았으며, 연구 목적과 방법에 대해 설명 후 서면 동의를 얻었으며, 기관생명윤리위원회의 승인을 획득하였다. 연구 대상자의 선정 기준은 다음과 같다. 백내장으로 진단받고 인공수정체가 삽입된 환자로서 모든 대상자는 수술 전, 수술 후 1일, 7일, 1개월, 3개월 시점에서 안축장 길이를 측정하였고 시력 교정술, 각막 및 망막 질환, 포도막염, 녹내장 등 굴절력에 영향을 줄 수 있는 질환이 없는 경우와 수술 중 전, 후낭 파열, 유리체 탈출 등의 합병증이 발생하지 않은 경우로 제한하였다. 대상자는 총 40명(남성 20명, 여성 20명)으로 그룹 간 비교의 균형을 유지하였으며, 동일한 수술 환경과 측정 조건에서 연구가 진행되었다.
2. 측정 및 수술 장비
1) 안축장 측정 장비
안축장 길이(Axial Length, AL)는 광학 생체계측기 IOL-Master 700(Carl Zeiss Meditec, Germany)을 이용하여 측정하였다. 본 장비는 광간섭단층촬영(Sweptsource Optical Coherence Tomography) 기술을 기반으로 하며, 각막부터 망막색소상피(RPE)까지의 거리를 측정한다. 기존의 A-Scan 측정은 검사자의 숙련도에 따라 안축장 길이 오차가 있었지만, IOL-Master 700은 검사자 간의 숙련도와 관계없이 거의 일정한 측정값을 나타내기에 측정 정확도를 향상시켰다.12)
2) 각막곡률 및 굴절력 측정
각막 곡률 및 굴절 도수는 자동굴절검사기 ARK-F (Nidek, Japan)를 사용하여 측정하였다. 수술 전 목표 굴절력과 수술 후 실제 굴절력을 비교하여 굴절 예측오차를 산출하였다.
3) 수술 장비 및 절차
수술은 단일 술자에 의해 LENSAR Laser System (LENSAR Inc., USA)을 이용하여 시행하였다. 이 장비는 전낭 절개 및 핵분할 과정을 균일하게 수치화하여, 절개 직경의 정밀도와 중심 정렬의 일관성을 높인다. 초음파유화기(Centurion Vision System, Alcon, USA)를 이용하여 수정체를 제거한 후, 인공수정체(IOL)를 삽입하였다.
3. 연구 방법
1) 측정 시점 및 변수
모든 대상자는 수술 전, 수술 후 1일, 7일, 1개월, 3 개월 시점에서 안축장 길이를 측정하였고 수술 전, 후의 안축장 길이 변화는 수술 전과 수술 3개월 후의 차이를 평가하였다. 굴절 예측오차는 실제 수술 후 굴절력에서 목표 굴절력을 뺀 값으로 계산하였다.
2) 통계 분석 절차
모든 통계 분석은 IBM SPSS Statistics ver. 30 (IBM Corp., USA)을 이용하였다. 먼저, 안축장의 시점 별 평균 변화는 대응표본 t-검정을 통해 비교하였고, 유의수준은 p<0.050으로 설정하였다. 보정계수는 수술 전, 후의 안축장 길이가 변화할 때 굴절 예측오차가 변화하는 정도를 의미하며, 이 값을 SRK/T 공식의 안축장(L) 항에 적용하여 수정된 식 P = A − 2.5(L – CF × Δ AL) − 0.9K의 이론적 타당성을 검토하였다. SRK/T 공식에 대입한 이유는 구조가 단순하고 수식이 공개되어 있어 ΔAL 기반 보정항을 직접 대입할 수 있지만, Barrett Universal II는 비공개 공식으로서 보정항의 대입 및 수정이 불가능하므로 ΔAL 보정식을 제시하기에는 SRK/T가 더 적합하다고 판단하였다.
Ⅲ. 결 과
1. 연구 대상자의 기본 특성
본 연구의 대상자는 남성 20명(59.6±5.7세), 여성 20명(58.1±7.9세)이었다. 수술 전 목표 굴절력(Target SE)은 −0.24±0.16 D로 설정되었으며, 수술 3개월 후 실제 굴절력(Post SE)은 +0.02±0.29 D로 측정되었다. 굴절 예측오차(RPE)는 평균 +0.25±0.28 D로, 전반적으로 원시화 경향을 나타냈다(Table 1).
안축장 길이(axial length, AL)의 평균값은 수술 전 23.86±1.61 mm, 수술 후 3개월 23.76±1.60 mm로, 약 0.10 mm의 단축이 관찰되었다(Table 2). 본 연구에 포함된 모든 환자는 동일한 장비(IOL-Master 700)로 측정하였다.
2. 수술 전, 후 안축장의 시점별 변화
수술 후 시점별 안축장 변화를 분석한 결과, 수술 직후 1일째 평균 AL은 23.81±1.60 mm로 수술 전 대비 0.05 mm 단축되었고(p<0.001), 7일째에는 23.78± 1.60 mm로 단축 폭이 0.08 mm로 증가하였다(p< 0.001). 1개월째에는 23.76±1.60 mm로 평균 0.10 mm 단축되었으며(p<0.001), 3개월 시점에서도 유사한 23.76± 1.60 mm로 안정화되는 경향을 보였다(p<0.001)(Fig. 1).
즉, 수술 직후부터 1개월 사이에 안축장 길이가 유의하게 단축되고, 이후 3개월 시점까지는 변동이 미미하였다. 이는 수정체 제거 후 안구 구조가 안정화되기까지 약 3개월 정도 기간이 필요하다는 의미로 보인다. 각 시점별 변화는 모두 정규성을 충족하였으며(Shapiro- Wilk test, p>0.050), 대응표본 t-검정 결과 수술 전 대비 모든 시점에서 유의한 단축이 확인되었다(모든 p≤ 0.015).
임상적으로, 이러한 안축장 단축(0.10 mm)은 굴절 값으로 환산 시 약 +0.25 D에 해당하는 원시화 변동을 유발할 수 있으며, 이는 실제 수술 후 굴절 예측오차와 유사한 크기였다.
3. 수술 후 굴절 예측오차
수술 전 목표 굴절력(Target SE)은 평균 −0.24± 0.16 D였으며, 수술 3개월 후 실제 굴절력(Post SE)은 +0.02±0.29 D로 측정되었다. 이를 바탕으로 산출된 굴절 예측오차(RPE)는 평균 +0.25±0.28 D로, 전반적으로 원시화 경향이 확인되었다(Fig. 2). 이는 백내장 수술 후 안축장 단축이 굴절력에 직접적인 영향을 미쳤음을 시사한다.
4. ΔAL 와 RPE 상관관계
수술 전, 후 안축장 길이 변화(ΔAL)와 굴절 예측오차(RPE) 간의 선형 상관관계를 평가하기 위해 단순 회귀분석을 시행하였다. 분석 결과, ΔAL은 RPE와 유의한 관련성을 보이지 않았으며(R²=0.00019, p=0.89), 회귀계수 또한 -0.1354로 미미한 수준이었다. 상관계수(r=-0.0138) 역시 두 변수 간의 선형적 연관성이 거의 없음을 나타내었다.
5. 안축장 길이별 안축장 길이 변화와 굴절 예측오차 비교
안축장을 21.00–22.99 mm, 23.00–24.99 mm, 25.00 –26.99 mm, 27.00 mm≤으로 세분하여 수술 전, 후 안축장 길이 변화(ΔAL)와 굴절 예측오차(RPE)의 경향을 분석한 결과, ΔAL은 모든 군에서 0.09–0.11 mm 범위로 유사하였으나, RPE는 중간 안축장군(23.00–24.99 mm)에서 평균 +0.27 D로 가장 크게 나타났다. 이는 ΔAL과 RPE 간의 선형적 관계가 모든 안축장 범위에서 동일하게 적용되지 않을 가능성을 시사하며, 단일 보정계수 적용의 한계를 반영하는 결과로 해석된다.
6. 보정계수(CF) 산출
안축장 길이 변화와 굴절 예측오차 간의 상관관계에서는 유의한 관련성을 보이지 않았지만, 본 연구 자료에서 관찰된 평균값에서는 다른 양상을 나타내었다. 전체 대상자의 수술 전, 후 안축장 길이 변화가 0.10 mm 단축될 때, 이에 대응하여 평균 +0.25 D의 굴절 예측오차가 유발되었으며, 이를 통해 안축장 길이 변화량에 따른 굴절 예측오차를 단순 비례식으로 산출해 보면, 보정계수는 +0.25 D/0.10 mm=2.50 D/mm 식으로 산출되었다. 이 보정계수(CF)를 SRK/T 공식의 안축장 항(L)에 적용하면, 수술 후 안축장 길이 0.10 mm 단축 시 계산된 인공수정체 도수는 약 0.62 D 증가하게 된다. 즉, 수술 후 안축장 길이 변화를 사전에 보정할 경우 약 0.62 D 정도의 추가적인 인공 수정체 도수가 필요함을 확인할 수 있었다.
Ⅳ. 고 찰
백내장 수술은 혼탁한 수정체를 제거하고 인공수정체 (IOL)를 삽입하는 수술로, 최근에는 단순한 시력 회복을 넘어 목표 굴절력에 대한 정확도가 환자 만족도의 핵심 요소로 자리 잡고 있다. 그런데도 수술 후 굴절 예측오차는 임상에서 여전히 흔하게 관찰되며, 그 원인 중 하나로 수술 후 안축장 길이의 미세한 변화가 가장 큰 요인이다.13,14)
본 연구에서는 백내장 수술 전, 후 안축장 길이 변화와 굴절 예측오차 간의 임상적 연관성을 평가하고, 더 나아가 이를 IOL 계산식에 반영할 수 있는 보정계수(CF)를 도출하여 적용 가능성을 검증하고자 하였다. 결과적으로 수술 후 평균 ΔAL은 약 0.10 mm 단축되었으며, 이는 굴절값으로 환산 시 약 +0.25 D의 오차로 나타났다. 이러한 결과는 수술 직후 안구 내 구조 변화가 광학적 초점 위치에 영향을 미치며, 결국 수술 전 계산되었던 목표 굴절력과 실제 굴절력 간에 차이를 유발할 수 있음을 나타낸다.15,16)
수술 직후 안축장 길이의 단축이 나타나는 이유는 여러 가지 요인으로 설명할 수 있다. 수정체 제거 과정에서 점탄물질 주입 및 전방 구성 변화가 동반되며, 일시적인 안압 저하로 후낭이 팽창해 안축장 길이가 짧아질 수 있다. 수술 후 시간이 지남에 따라 안구내 회복이 진행되면서 안축장 길이가 점차 안정화되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서도 수술 1개월 이전에 ΔAL 변동이 집중되었으며, 3개월 시점에서는 거의 안정화되는 양상이 확인되어 기존 연구들과 비슷한 결과를 보였다.17) 또한 본 연구는 최신 백내장 수술 장비인 Lensar와 IOL-Master 700 장비를 이용한 측정된 값을 기반으로 결과를 도출하여, 오차를 줄이고 높은 정밀도를 보인다. 실제로 본 연구에서는 SRK/T 공식 구조 속 L(안축장) 항에 보정계수를 대입한 새로운 형태의 계산식을 제안하였다. P=A-2.5(L-CF×ΔAL)-0.9K 수식을 통해 수술 전 AL이 짧아질 것으로 예상되는 경우, 보정계수를 반영함으로써 굴절오차를 줄일 수 있는 결과를 확인하였다. 임의값을 대입한 예시에서도 기존 SRK/T 계산값 (19.65 D) 대비 보정계수 적용 결과 (20.27 D)가 약 +0.62 D 증가함에 따라 굴절 도수는 약-0.41 D 근시화되었다. 따라서 ΔAL 기반 인공수정체 도수 보정은 임상적으로 적용할 경우, 굴절 예측 정확도 향상에 기여할 수 있어 보인다.
이번 연구는 단일 기관, 단일 술자에 의해 수행된 후향적 연구로, 표본 수가 제한적이며 장기 추적(6개월 이상)이 부족하다는 한계를 가진다. 향후 연구에서는 Δ AL 외에도 각막 굴절률, 전방 깊이, ELP 등 다양한 변수들을 포함하여 IOL 계산 공식에 더욱 높은 보정 정확도를 확보할 필요가 있다. 하지만 본 연구는 ΔAL이 수술 후 굴절오차에 미치는 영향을 수학적으로 정량화하고, 실제 계산식에 적용할 수 있는 보정계수를 제안하였다는 점에서 기존 연구들과 확연히 구별된다. 이는 미세한 안축장 길이 변화까지 반영하는 개인맞춤형 IOL 계산으로 발전할 수 있는 중요한 기초 자료를 제공하며, 수술 후 굴절 정확도를 개선하는 새로운 접근 방법이 될 수 있다.18) 나아가 본 연구에서 제안한 방법은 안축장 길이 변화까지 고려하여 굴절 도수의 오차를 줄여, 백내장 수술이 단순 시력 개선뿐만 아니라 정밀 시력교정수 술로 발전할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다.
Ⅴ. 결 론
본 연구는 백내장 수술 후 안축장 길이의 변화가 굴절 예측오차에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고 이를 인공수정체(IOL) 도수 계산식에 반영하기 위한 보정계수(Correction Factor)를 도출하고자 하였다. 그 결과 수술 후 평균 안축장은 약 -0.10 mm 단축되었고 이는 굴절값으로 환산 시 약 +0.25 D의 변화를 나타내어 안구 구조의 미세한 변화가 수술 전 목표 굴절력과 실제 굴절력 간 차이를 유발할 수 있음을 확인하였다. 이 값을 기반하여 SRK/T 공식의 L(안축장) 항에 보정계수를 대입하는 새로운 형태의 계산식을 제안하였으며 실제 임의값 예시를 통해 기존 도수(19.65 D) 대비 보정 적용 시 약 +0.62 D 증가한 20.27 D로 산출되어, 수술 후 안축장 길이 변화로 인한 굴절 예측도수 변화의 정확도를 올릴 수 있을 것으로 보인다. 안축장 길이는 수술 후 1개월까지 유의하게 변한 뒤 3개월 이후 안정화됨을 보였고 이를 고려할 때 보정계수의 적용은 인공수정체 환자에게 수술 후 굴절 정확도를 향상하는 방법으로 활용될 수 있다. 이 연구는 안축장 길이 변화를 산출해 실제 SRK/T 공식에 대입하여 백내장 수술 후 안축장 길이 변화에 따른 굴절오차를 줄일 수 있다는 점에서 기존 문헌들과 차별성을 가지며 향후 각막 굴절력, 전방 깊이, IOL 위치 변화 등 다양한 임상적 변수를 포함하면 굴절 정확도 향상과 환자 만족도 개선에 더욱 기여할 수 있을 것으로 본다.
