백내장수술은 Kelman이 초음파를 이용한 수정체유화술을 개발한 이래 비약적으로 발전하였다. 특히 수술적인 장비뿐만 아니라 인공수정체에 있어서는 1949년 영국의 Harold Ridely가 최초로 PMMA (polymethyl methacrylate) 재질의 인공수정체를 제작한 이후 현재 많이 사용되고 있는 노안교정용 다초점 인공수정체까지 가장 큰 변화를 보였다. 기존의 단초점 인공수정체는 초점이 한 개여서 주로 원거리를 볼 수 있지만, 근거리를 보기 위해서는 돋보기를 착용해야 하는 제한점이 있었다. 이에 비해 다초점 인공수정체는 초점이 여러개여서 원거리뿐만 아니라 근거리 혹은 중간거리도 안경없이 볼 수 있어서 노안교정 인공수정체로 잘 알려져 있다. 다초점인공수정체는 그 원리에 따라서 굴절 인공수정체와 회절 인공수정체로 나눌 수 있다. 굴절 인공수정체는 서로 다른 초점거리를 가진 2–3개의 고리모양 굴절면으로 이루어져 있고, Array (Allergan, Madison, NJ, USA), ReZoom (Johnson & Johnson, New Brunswick, NJ, USA) 렌즈가 대표적이다(Figure 1). 이 경우 고리로 된 굴절면의 굴절력이 상이하여 두 개 이상의 초점을 형성하게 된다. 인공수정체를 통과한 빛은 손실 없이 특정 초점에 모이게 되는 장점이 있지만, 동공크기 및 동공중심에서 인공수정체의 위치 편위에 따른 다초점효과의 변화가 심한 단점이 있다(Figure 2). 회절 인공수정체는 광학부 한 면에 회절을 유발할 수 있는 10-20개의 미세계단이 동심원상에 배치되어 있다. 입사광선이 미세계단 면을 통과하면서 회절현상으로 빛의 파동이 휘어지게 되고, 이런 휘어진 파동들이 간섭현상에 의해 특정 파동은 모여 더 강해지고 일부 파동은 서로 상쇄되어 없어지면서 서로 다른 초점을 형성하게 된다(Figure 3). 이 경우 동공의 크기 혹은 위치에 따른 다초점효과의 변화는 거의 없지만, 입사광선의 약 18%가 초점을 형성하지 못하고 소실되는 단점이 있어서 대비감도가 감소해서 뿌옇게 보이는 현상이 있다(Figure 4). 이러한 단점에도 불구하고 굴절 인공수정체에 비해서 회절 인공수정체가 굴절 인공수정체에 비해서 근거리 시력이 더 좋고, 수술 전 동공 상태에 따른 제한점이 적어서 최근에 사용되고 있는 다초점 인공수정체는 대부분이 회절인공수정체이고, Tecnis다초점렌즈(Johnson & Johnson), ReSTOR렌즈(Alcon, Fort Worth, TX, USA), FineVision 렌즈(PhysIOL, Liega, Belgium), PanOptix렌즈(Alcon) 등이 대표적이다. 본 의학강좌에서는 다양한 다초점 인공수정체의 종류와 특성을 이해하고, 환자에게 가장 적합한 인공수정체를 선택할 수 있게 그동안의 임상결과를 정리하였다.

국내에서 현재 사용할 수 있는 다초점인공수정체는 그 종류가 10개 이상으로 다양하고, 인공수정체에 따른 특성이 다 달라서 선택에 어려움이 있다. 앞에서도 언급했지만 굴절 인공수정체는 상대적으로 근거리 시력이 약하고, 동공의 크기 및 인공수정체의 동공중심에서의 편위에 따른 다초점효과의 변화가 커서 잘 사용하지 않고 있고, 현재 사용하고 있는 다초점 인공수정체는 대부분이 회절 인공수정체이다[12]. 가장 널리 사용하고 있는 회절 인공수정체는 엄밀하게 말하면 이중초점 인공수정체로 원거리와 근거리를 볼 수 있게 설계되어 있다. 인공수정체에 따라서 근거리 초점거리가 다르고 33 cm, 42 cm, 50 cm 등 다양하다. 미세계단의 폭을 조절해서 더함굴절력을 통해 초점거리를 조절할 수 있는데, 폭이 넓어질수록 더함굴절력이 낮아져서 초점거리가 멀어지게 된다(Figure 5). 대표적인 회절 인공수정체인 Tecnis다초점렌즈는 이러한 원리를 이용해서 다양한 초점거리의 인공수정체를 제공하고 있다(예: ZKB00, +2.75 diopter [D], 50 cm; ZLB00, +3.25 D, 42 cm; ZMB00, +4.0 D, 32 cm). 또 다른 회절 인공수정체인 ReSTOR렌즈도 SV25T0 (+2.5 D), SN6AD1 (+3.0 D), SN6AD3 (+4.0 D)의 다양한 초점거리의 인공수정체를 출시하고 있다. 이와 같이 다양한 초점거리의 인공수정체중에서 환자는 자신의 생활패턴과 원하는 근거리에 따라서 본인에게 가장 잘 맞는 인공수정체를 선택할 수 있다. 주로 책을 많이 보는 환자들의 경우에는 30 cm 초점거리의 인공수정체를 선택하고, 주로 컴퓨터 모니터를 보는 환자는 50 cm 초점거리의 인공수정체를 선택하는 등 환자의 상황에 따른 맞춤 치료가 가능하진 것이다. 하지만, 반대로 30 cm와 50 cm를 동시에 보기를 원하는 현대인들에게는 이와 같은 선택이 반갑지만은 않고 오히려 모든 거리에서 보기를 원해서 환자의 불만족으로 이어지는 문제가 발생하기도 한다. 회절 인공수정체가 갖고 있는 특성인 동공에 따른 다초점효과의 변화가 적은것이 장점이기도 하지만 단점이 되기도 한다. 동공은 어두운 곳에서는 커지고 밝은 곳에서는 작아지는데, 회절 인공수정체는 밝은 곳에서도 어두운 곳에서도 입사광선의 약 41%는 근거리 초점에 모이고, 41%는 원거리 초점에 모이게 된다. 결국 야간 운전을 할 경우 빛의 반만 원거리 초점에 모이게 되어서 야간원거리 시력이 상대적으로 약해지고, 이로 인해서 야간 운전이 매우 불편하다고 호소하는 환자들이 상당수 있다. 이를 극복하기 위한 방법으로 Alcon의 ReSTOR렌즈는 apodization이라는 기술을 도입해서 동공이 커지는 어두운 환경에서 빛의 70% 이상을 원거리 초점에 모이도록 설계하였다. 회절 인공수정체 미세계단의 높이를 낮추면 빛을 근거리가 아닌 원거리로 보내는 성질을 이용해서 ReSTOR렌즈는 Tecnis다초점렌즈에 비해서 야간운전에 도움이 되도록 만든 것이다. 하지만 반대로 어두운 곳에서 빛의 10%정도만 근거리 초점에 모이도록 되어 있어서 야간 독서는 어려워지는 단점도 갖고있다. 따라서 환자의 생활 패턴에 따라서 야간운전이 더 중요한 환자에게는 ReSTOR렌즈를 권하고, 야간독서가 더 중요한 환자에게는 Tecnis다초점렌즈를 추천하는 것이 환자의 만족도를 높일 수 있는 방법이다.

앞에서 이야기 한 대로 인공수정체 미세계단의 폭과 높이를 조절해서 초점거리와 야간에서의 원거리 시력을 조정할 수 있는 방법이 있음에도 불구하고, 회절 인공수정체는 사실상 이중초점렌즈라는 한계로 인해서 중간거리 즉 60 cm 이상의 초점거리를 잘 볼 수 없는 제한점이 있다. 이는 일상생활에서 다양한 불편감으로 나타나게 된다. 예를 들면 책과 모니터를 동시에 보기 어렵거나 골프와 같은 운동을 할 때 퍼팅 시 어려움을 호소하는 환자도 상당히 많다. 이러한 중간거리 시력의 약점을 보완하기 위해서 두 다른 초점거리의 인공수정체를 섞어서 사용하는 mix & match 혹은 blended vision이라는 방법이 사용되고 있다. 예를 들면 한눈에는 초점거리 30 cm의 인공수정체를 다른 눈에는 초점거리 50 cm의 인공수정체를 삽입하는 방법이다. 인간의 뇌는 양쪽 눈에서 오는 자극을 각각 받아들여서 하나로 합쳐서 인지할 수 있는 신경가중을 통해서 초점심도를 넓이는 것이 가능하다. 이처럼 다양한 초점거리의 인공수정체를 섞어서 사용하면서 중간거리 시력의 약점을 어느 정도 보완하면서 환자의 만족도를 높일 수 있다[3].

중간거리 시력을 호전시키기 위해서 인공수정체도 발전하게 되었다. 바로 삼중초점 인공수정체의 개발이다. 두 가지 다른 회절 구조를 갖는 미세계단을 합쳐서 회절 인공수정체를 설계한 것이다. 예를 들어서 원거리와 +3.5 D의 회절구조를 갖는 미세계단과 원거리와 +1.75 D의 회절구조를 갖는 미세계단을 합친 구조의 인공수정체를 설계한다면 원거리, 40 cm, 80 cm의 초점거리를 갖는 삼중초점 인공수정체를 만들 수 있다(Figure 6). 특히 더함 굴절력이 서로 배수가 되는 굴절력을 선택함으로써 빛의 산란을 최소화하는 구조적인 발전도 이루어냈다. +1.75 D의 일차 회절은 80 cm에 초점이 맺도록 되어 있는데, 이차 회절은 40 cm에 초점이 맺게 된다. 이렇게 +1.75 D의 이차 회절된 빛은 +3.5 D의 일차 회절된 빛과 40 cm에서 보강되면서 빛이 산란되어 소실되지 않고 오히려 근거리 시력에 사용되게 된다. 이로 인해서 기존의 이중초점 인공수정체에서 약 18%의 빛의 소실이 있었던 것에 비해서 삼중초점 인공수정체는 빛의 소실을 14%로 줄여서 상대적인 대비감도의 저하를 줄일 수 있게 되었다. 이런 원리로 만들어진 삼중초점 인공수정체로는 PhysIOL의 FineVision과 Zeiss (Oberkochen, Germany)의 AT LISA가 대표적이다. FineVision렌즈가 더 함굴절력이 +3.5 D와 +1.75 D인대 반해서 AT LISA렌즈는 더함굴절력이 +3.33 D와 +1.66 D라는 차이가 있지만, 임상적으로 초점거리의 차이는 크지 않다. 실재 임상결과를 봐도 두 인공수정체간 차이는 없는 것으로 알려져 있다[4]. 다만 렌즈의 디자인이 double C loop 모양이냐 plate-haptic 모양이냐 차이에 따라서 상대적으로 후낭혼탁의 발생이 FineVision이 적다는 보고가 있고, 재질이 FineVision이 친수성 아크릴이라서 과거에 일부 친수성 아크릴 렌즈에서 보였던 인공수정체 석회화에 따른 우려가 있어서 이를 선호하지 않을 수 있다는 차이가 있을 뿐이다[5].

중간거리 시력을 증진시키기 위해서 또 다른 형태의 인공수정체가 개발되었는데, 초점심도연장 렌즈가 바로 그것이다. 기존의 다초점 인공수정체에 비해서 끊김없이 초점심도를 깊게 한다고 해서 흔히 연속초점 인공수정체라고 불린다. Johnson & Johnson의 Symfony렌즈가 대표적이다. Symfony렌즈는 회절 다초점인공수정체의 미세계단 내에 또 다시 미세계단 구조를 만드는 회절에셜렛격자(diffractive echelette) 디자인을 이용해서 초점심도를 연장시키고 색수차를 줄여서 대비감도를 향상시킨 인공수정체이다. 이를 통해서 원거리에서부터 55 cm까지 0.8 이상의 좋은 시력을 유지한다고 많은 연구에서 보고 하고 있다[6]. 하지만 근거리인 40 cm에서는 0.5 정도의 시력을 보여서 상대적으로 근거리 시력이 약한 제한점을 보인다[7].

최근에는 보다 다양한 연속초점 인공수정체가 출시되었다. SiFi (Catania, Italy)의 MiniWell렌즈가 대표적이다. Symfony렌즈가 회절 연속초점렌즈인 것과는 달리 MiniWell렌즈는 점진적으로 초점심도가 변하는 굴절 연속초점 인공수정체이다. 인공수정체의 중심에서부터 주변부로 갈수록 양의 구면수차에서 음의 구면수차로 점진적으로 감소하는 구조의 MiniWell렌즈는 초점심도를 늘여서 원거리에서부터 44 cm까지 0.8 이상의 좋은 시력을 유지한다고 보고하고 있다[8]. 기존의 Symfony렌즈에 비해서 보다 근거리까지도 좋은 시력을 유지할 수 있다는 것이 이 렌즈의 장점이다[9]. 아울러 회절 인공수정체인 Symfony렌즈에 비해서 굴절 인공수정체가 갖는 장점인 대비감도의 저하가 덜해서 야간에도 선명한 시력을 유지하고 빛번짐과 같은 부작용이 적은 것이 가장 큰 장점이다[9]. 하지만 굴절 인공수정체가 갖는 단점도 있어서 동공의 크기에 영향을 더 받아서 동공이 작은 경우 시력 특히 원거리 시력이 떨어지는 단점도 갖고있다[910]. 따라서 동공크기가 2–3 mm로 작은 환자의 경우 사용함에 있어서 주의가 필요하다.

서양인들은 동양인들에 비해서 크기 크고 팔길이가 길어서 대부분의 다초점 인공수정체가 중간거리로 80 cm를 잘 보이도록 설계되어 있다. 하지만 동양인 입장에서 80 cm는 조금 먼 느낌이 있다. 실제로 동양인에게 필요한 중간거리는 약 60 cm인 것으로 알려져 있다. 이를 바탕으로 Alcon은 중간거리가 60 cm인 삼중초점 인공수정체를 새로 출시했다. PanOptix렌즈는 더함굴절력이 +2.17 D와 +3.25 D의 회절구조를 갖는 미세계단을 합친 렌즈로서 원거리와 40 cm 그리고 60 cm를 잘 볼 수 있도록 설계한 렌즈이다. 이를 통해서 40 cm부터 80 cm까지 0.8 이상의 시력을 보고하고 근거리와 중간거리 모두 잘 보이는 렌즈로 많은 관심을 받고 있다[11]. 하지만 회절 인공수정체가 갖고 있는 대비감도의 저하는 극복하지 못하는 제한점도 보이고 있다[12].

이처럼 다양한 종류의 인공수정체가 출시되고 있는 상황에서 본원에서는 상기 인공수정체의 임상결과를 비교하기 위해서 다양한 연구를 진행하였다. 우선 기존의 다초점인공수정체의 제한점이었던 중간거리의 시력을 향상시키기 위한 다양한 방법 중에서 어떤 방법이 가장 좋은지를 확인해 보았다. 전체 60명의 환자를 양안 모두 백내장 수술을 진행하였고, 20명씩 1) Tecnis다초점렌즈 mix & match, 2) Symfony렌즈, 3) FineVision렌즈 세 군으로 나누어서 임상결과를 비교했다. Tecnis다초점렌즈는 보다 중간거리를 증진시키기 위해서 우세안에 ZKB00 (+2.75 D)를 비우세안에 ZLB00 (+3.25 D)를 삽입하였다. 결과적으로 중간거리 시력을 향상시킬 수 있는 세 가지 방법 중에서 이중초점렌즈인 Tecnis다초점렌즈 mix & match는 상대적으로 근거리시력, 가독속도 및 야간시력의 질에 있어서는 강점이 있지만, 1 m 이상의 중간거리 시력에서는 끊김이 발생하는 약점이 관찰되었다. 연속초점렌즈인 Symfony렌즈는 1 m 이상의 중간거리시력에서는 강점이 있지만, 40 cm 이내의 근거리 시력과 가독속도 및 야간 시력의 질에서는 단점이 있었다. 앞에서 Symfony렌즈는 색수차를 줄여서 대비감도를 향상시킨 렌즈라고 소개를 했는데, 본 연구에서는 그럼에도 불구하고, 다른 렌즈에 비해서 대비감도 및 야간 시력의 질 면에서 의미 있는 우위를 보이지 못했는데, 이는 Symfony렌즈의 근거리 시력을 보완하기 위해서 약간의 근시를 목표한 것이 영향을 주었을 수 있을 것 같다. 하지만, 기존의 발표된 다른 논문을 보더라도 Symfony 렌즈를 삽입한 환자에서 시력의 질에 대해서는 아직 논란의 여지가 있는 것으로 보인다[9]. 마지막으로 삼중초점렌즈인 FineVision렌즈는 근거리, 중간거리, 원거리 시력, 가독속도 및 대비감도에서 전반적으로 큰 약점을 보이지 않았고, 시력의 질에 있어서만 이중초점렌즈에 비해서 약점을 보였다. 결론적으로 중간거리 시력을 향상시키는데 이중초점렌즈의 mix & match는 효과가 적어서 연속초점렌즈 혹은 삼중초점렌즈를 사용하는 것이 좋을 것으로 보이지만, 근거리 시력과시력의 질에서의 약점은 감안해야 할 것 같다.

앞에서 연속초점렌즈 중에서 MiniWell렌즈는 회절 인공수정체가 아닌 굴절 인공수정체이기 때문에 대비감도 및 시력의 질에 있어서 장점이 있다고 소개한 바 있다. 아울러 PanOptix렌즈는 중간거리가 60 cm에서 최적화되어서 동양인에 더 도움이 될 수 있는 삼중초점렌즈라고 소개한 바 있다. 따라서 중간거리 시력을 향상시키는데 도움이 되는 삼중초점렌즈와 연속초점렌즈 중에서 상기 렌즈들이 기존의 렌즈들에 비해서 정말로 장점이 있는지 확인하고자 연구를 진행하였다. 기존의 Symfony렌즈와 FineVision렌즈를 새롭게 출시된 MiniWell렌즈와 PanOptix렌즈와 임상결과를 비교하였다. 앞선 연구와 마찬가지로 양안 백내장 수술을 시행하는 환자를 대상으로 하였고, 1) PanOptix렌즈 12명, 2) FineVision렌즈 20명, 3) Symfony렌즈 20명, 4) MiniWell 렌즈 17명의 환자에게 양안에 같은 종류의 렌즈를 삽입하였다. 결과적으로 네 가지 렌즈간 원거리 및 중간거리 시력은 차이가 없었지만, 연속초점렌즈인 MinWell렌즈와 Symfony 렌즈가 삼중초점렌즈인 FineVision렌즈와 PanOptix렌즈에 비해서 의미 있게 40 cm 근거리 시력이 약했다. 삼중초점 렌즈간 비교에서는 PanOptix렌즈가 FineVision렌즈에 비해서 60 cm 및 40 cm 근거리에서는 의미 있게 좋은 결과를 보였다. 연속초점렌즈간 비교에서는 MiniWell렌즈가 Symfony 렌즈에 비해서 초점심도를 연장하는 효과가 더 커서 40 cm 이내에서도 상대적으로 좋은 시력을 보였다. 또한 MiniWell 렌즈가 동공의 크기가 커질수록 안구고위수차 특히 안구구 면수차의 증가가 적어서 야간 빛번짐 등이 적고 시력의 질이 우수함을 확인할 수 있었다. 결과적으로 비교적 새롭게 출시된 PanOptix렌즈와 MiniWell렌즈가 기존의 Symfony렌즈와 FineVision렌즈에 비해서 보다 개선된 렌즈임을 확인할 수 있었다. 하지만 MiniWell렌즈의 경우 동공의 크기가 작은 경우 원거리 시력이 상대적으로 약할 수 있다는 점은 충분히 고려해야 할 것이다.

본 의학강좌에서는 현재 가장 많이 사용되고 있는 다초점인공수정체의 임상결과에 대해서 알아보았다. 다양한 원리에 따른 다양한 종류의 렌즈가 있는 만큼 이에 대한 특성과 임상결과를 잘 숙지하고 환자가 원하는 바에 가장 최적화된 렌즈를 선택하는 것이 환자의 만족도를 높이고 다초점 인공수정체의 성공률을 높이는데 가장 중요한 방법이다. 회절 인공수정체 중에서 이중초점렌즈는 그 자체만으로 혹은 다른 종류의 이중초점렌즈를 섞는 mix & match를 통해서도 충분한 중간거리 시력을 얻기 어려운 점으로 인해서 지금은 많이 사용되고 있지 않고, 최근에는 삼중초점렌즈 혹은 연속초점렌즈가 널리 사용되고 있다. 하지만 회절 연속초점렌즈인 Symfony렌즈의 경우 중간거리 시력이 우수하지만 근거리시력의 약점이 있어서 근거리 시력이 중요한 환자에서는 사용 시 주의가 필요하다. 삼중초점렌즈인 FineVison렌즈, ATLISA렌즈, 및 PanOptix렌즈는 비교적 중간거리와 근거리에서 좋은 결과를 보이지만, 빛의 산란에 따른 대비감도 저하, 야간 빛번짐 및 시력의 질이 저하되는 약점이 있어서 이 역시 사용시 충분한 상담이 필요하다. 이러한 약점을 극복할 수 있는 굴절 인공수정체는 렌즈의 중심이 정확하게 시축 혹은 동공축에 맞게 수술이 되어야 하므로 수술 시 더욱 더 주의가 더 필요하다. 굴절 연속초점렌즈인 MinWell렌즈는 앞에서 언급한 많은 제한점을 극복한 렌즈로 주목을 받고 있지만, 이 역시 동공의 크기가 작은 환자에서는 원거리 시력이 떨어지고, 동공의 크기가 큰 환자에서는 근거리 시력이 떨어지는 단점이 있어서 이를 유의해야 한다.

안과영역에서 노안의 교정은 아직 극복되지 못하고 남은 영역으로 인식되고 있다. 과거 조절형인공수정체가 출시된 이후 안과의사들은 많은 기대를 걸었지만, 초기 임상결과가 좋았음에도 불구하고, 조절형인공수정체가 시간이 지나면서 충분한 조절력을 유지하지 못하면서 많은 실망감을 주었고, 그 결과 현재는 거의 사용되지 않고 있다. 최근에는 노안교정의 목적으로 다초점인공수정체가 많은 관심을 받고 있다. 하지만 대부분의 다초점인공수정체 특히 회절 인공수정체는 빛의 산란으로 인해 대비감도가 떨어지고, 야간 시력의 질이 저하되는 부작용을 갖고 있다. 이를 극복하기 위해서 과거에 상대적으로 덜 관심을 갖던 굴절 인공수정체가 최근에 새롭게 출시되면서 초기 임상결과가 좋게 보고되고 있고, 새롭게 각광을 받고 있다. 하지만 이 역시 동공의 크기 및 동공중심에서의 인공수정체의 편위에 따른 시력저하라는 제한점을 극복하지 못하고 있다. 최근에는 동공중심으로 굴절면을 위치시키지 않고, 렌즈의 아래 위로 혹은 렌즈의 여러 부분에 고르게 위치시킨 렌즈들도 출시되어 사용 가능하다. 대표적인 렌즈로는 Lenstec (St Petersburg, FL, USA)의 SBL-3 렌즈, Oculentis (Kollergang, Netherlands)의 Lentis M Plus렌즈 및 Ophtec (Groningen, Netherlands)의 Precizon Presbyopic렌즈가 있다. 하지만 현재 출시된 어떤 렌즈도 모든 환자를 만족하게 할 수 없기에 앞으로도 충분한 상담을 통해서 환자가 원하는 바를 정확하게 파악하고, 수술 전에 충분한 설명을 통해서 환자가 너무 많은 기대를 하지 않고 수술을 하도록 하는 것이 중요할 것으로 생각된다.

이 논문은 우리나라에서 현재 백내장 수술에서 사용 가능한 다양한 종류의 다초점 인공수정체의 특징과 그 임상결과를 체계적으로 정리하여 기술하고 있다. 각각의 다초점 인공수정체의 원리 및 특징에 따라 환자에게 가장 적합한 인공수정체를 선택할 수 있는 정보를 적절히 제공하고 있으며, 임상결과에서의 제한점과 유의점에 대해서도 잘 제시하고 있다. 기대수명이 늘어나면서 백내장 수술 이후 시력의 질이 떨어지는 문제에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 측면에서 이 논문은 노안 교정을 함께 할 수 있는 다초점 인공수정체의 장단점을 잘 설명해 주고 있으므로 임상현장에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

[정리: 편집위원회]