본 연구는 충남대학교병원 의학연구윤리심의위원회의 승인 후 시행되었으며 후향적 의무기록 분석에 의한 연구이기 때문에 동의서는 면제받았다(2022-01-041). 또한 헬싱키 선언에 의한 연구윤리규정을 준수하였다. 2021년 12월에 본원 안과 외래 진료를 받은 사람들 중에서 시력 측정, 골드만압평안압계를 이용한 안압 측정, 세극등현미경을 이용한 전안부검사, 안저 사진을 이용한 안저검사, Humphrey Field Analyzer (Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, USA)를 이용한 자동시야검사 그리고 빛간섭단층촬영을 이용한 시신경유두지표 및 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께 측정을 받은 사람을 대상으로 하였다. 선정 기준은 만 18세 이상의 성인이면서 시신경유두 및 망막신경섬유층검사에서 시신경테가 얇거나, 망막신경섬유층 결손이 있고 그 양상이 녹내장성 변화와 부합하는 경우, 빛간섭단층촬영을 이용해서 시신경유두주위검사를 4회 이상 시행받은 사람으로 하였고, 빛간섭단층촬영에 영향을 줄 수 있는 전안부, 수정체, 유리체의 혼탁이 있는 경우, 경과 관찰 중 안과 수술을 시행받은 경우, 녹내장 이외의 다른 시신경병증이 있는 경우, 빛간섭단층촬영 영상에서 망막신경섬유층의 경계를 제대로 인식하지 못한 경우는 분석에서 제외하였다.

빛간섭단층촬영은 Cirrus HD-OCT (Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, USA)를 이용하여 산동하지 않은 상태에서 동일한 검사 장소와 조명에서 시행하였다. 검사 시에 먼저 환자의 이마와 턱을 검사 장비의 정해진 곳에 밀착하여 고정하도록 하고 optic disc cube scan 기능을 이용하여 스캔의 중심을 시신경유두 중심에 두고 6×6-mm² 영역의 영상을 얻었다. 빛간섭단층촬영에 내장된 알고리즘에 의해서 시신경유두의 중심 및 경계, 시신경테의 경계, 망막신경섬유층의 앞쪽 및 뒤쪽 경계를 자동으로 구분하여 시신경유두 면적, 시신경테 면적, 전체 시신경유두함몰비, 수직 시신경유두함몰비, 시신경유두함몰 부피, 망막신경섬유층 두께가 자동으로 산출되어 표시된다.

Cirrus HD-OCT에는 반복 측정한 검사의 변화 유무 판단을 위해서 Guided Progression Analysis (GPA) 프로그램이 내장되어 있다. GPA는 처음 두 번의 검사를 기본으로 설정하고 이후의 측정치를 측정치 간 변동의 범위를 벗어나거나(event-based analysis) 추세의 기울기가 유의한 경우(trendbased analysis) 의미 있는 변화로 자동으로 판단한다. 이때, 동일한 위치에서 측정한 수치를 비교하기 위해서 GPA가 후속 스캔의 위치를 보정하는데 “R1” 방식의 경우, 스캔의 중심(시신경유두 중심) 위치를 이전 검사와 같도록 보정하고, “R2” 방식의 경우, 스캔의 중심 위치뿐만 아니라 빛간섭단층촬영 안저 영상의 회전도 함께 보정하게 된다. 이 과정에서 어떤 경우에 “R2” 방식이 적용되는지, 구체적으로 어떤 알고리즘으로 보정하는지, 어느 정도의 회전까지 보정할 수 있는지에 대해서는 자료가 공개되어 있지 않다. 또한 GPA가 분석 중 안구회선을 보정했는지 여부를 따로 나타내지 않기 때문에 이번 연구에서는 ‘GPA가 안구회선을 보정한 경우’를 ‘GPA 결과에서 안저 영상의 기울임이 있는 경우’로 임의로 정하였다. 그러면 GPA 결과의 안저 영상 회전을 통해서 안구회선의 보정이 있었는지, 어느 방향으로 어느 정도 보정되었는지를 유추할 수 있게 된다(Fig. 1). 예를 들어, 검사 중 안구가 내회선되었고 이를 GPA가 보정했다면 GPA 검사 결과에서는 빛간섭단층촬영 안저 영상이 외회선되어서 나타나게 된다. 따라서 이번 연구에서는 GPA의 안저 영상에서 안구회선 보정을 위한 영상의 회전이 나타나는 경우를 관찰 대상으로 하였다. 같은 눈의 여러 검사 중 두 번 이상의 검사에서 안구회선 보정이 관찰된 경우, 가장 회선이 큰 검사를 선택하였다. 안구회선 보정이 관찰된 경우, 1) 회선의 정도는 빛간섭단층촬영 안저 영상의 기울어진 정도로 정의하고 Image J software (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA)를 이용하여 그 각도를 측정하였고(Fig. 2), 2) 회선의 방향(보정의 반대 방향)을 내회선, 외회선으로 구분하였고, 3) 회선을 보정하기 전의 망막신경섬유층 두께 및 시신경유두지표(thickness map, deviation map, thickness curve, sector map이 표시되는 “optic nerve head［ONH］and retinal nerve fiber layer ［RNFL］oculus uterque [OU] analysis mode”에서 나온 결과), 4) 회선을 보정한 후의 망막신경섬유층 두께 및 시신경유두지표(GPA에서 나온 결과)를 분석하였다. GPA에서는 여러 망막신경섬유층 두께 지표 중 전체 평균 두께, 하측 사분면 및 상측 사분면 두께, 시신경유두지표 중 시신경테 면적, 전체 시신경유두함몰비, 수직 시신경유두함몰비, 시신경유두함몰 부피를 나타내기 때문에 이 지표들을 대상으로 하였다(Fig. 1). 영상 중 신호강도가 6 미만이거나 유리체 혼탁, 구조물 경계 설정 오류가 있는 경우는 분석에서 제외하였다.

안구회선의 방향 및 정도의 빈도를 분석하고, 보정 전후의 시신경유두지표 및 망막신경섬유층 두께 차이를 paired t-test를 이용하여 분석하였다. 회선의 정도 및 망막신경섬유층 두께와 보정 정도의 상관관계를 피어슨 상관관계 분석을 통하여 알아보았다. p값이 0.05 미만인 경우 유의한 것으로 판단하였고 SPSS for Windows/Macintosh version 26.0 프로그램(SPSS, Chicago, IL, USA)을 이용하였다.

경과 관찰 기간 중 선정 기준에 부합하는 234명 401안의 검사 결과를 검토하였고 그중 27명의 33안(12.2%)에서 GPA의 안구회선의 보정이 관찰되었다. 빛간섭단층촬영 측정치 분석은 이 33안을 대상으로 시행하였다. 33안 중 5안(15.2%)에서는 전체 검사 중 2회 이상의 안구회선 보정이 관찰되었다. 안구회선의 보정이 관찰된 27명의 평균 나이는 62.4 ± 17.3세(범위, 26-90)였고, 성별은 여자 11명(40.7%), 남자 16명(59.3%)이었다. 33안 중 우안이 10안(30.3%), 좌안이 23안(69.7%)이었고, 검사 중 안구회선의 방향은 내회선이 16안(48.5%), 외회선이 17안(51.5%)이었다. 안구회선의 정도는 평균 5.5 ± 2.3도(범위, 1.2-11.5)였다(Table 1).

GPA의 안구회선 보정 전후의 시신경유두지표의 경우, 보정 전 값인 “ONH and RNFL OU analysis” mode의 결과와 GPA에서 나온 값이 모두 일치하였다. 즉, GPA는 안구회선의 영향을 보정할 때, 시신경유두지표는 보정하지 않는 것으로 나타났다. 망막신경섬유층의 경우, 보정 전의 전체 평균, 하측 사분면, 상측 사분면의 평균 두께가 73.6 ± 14.8 µm, 79.3 ± 26.3 µm, 90.1 ± 24.7 µm였고, GPA에서 나타난 보정 후의 전체 평균, 하측 사분면, 상측 사분면의 평균 두께는 각각 73.6 ± 14.9 µm, 79.6 ± 26.6 µm, 89.7 ± 24.8 µm였다. 보정 전후의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다(p>0.05, Table 2). 보정 전후 하측 및 상측 사분면 망막신경섬유층 두께 차이는 0에서 6 µm의 분포를 보였다(Fig. 3). 회선의 정도 및 망막신경섬유층 두께와 보정 정도는 유의한 상관관계를 보이지 않았다(p>0.05).

빛간섭단층촬영을 이용한 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께 측정 시 목표 구조물의 회전이 발생하면 측정치의 변화가 발생한다[6-9]. 이러한 변화로 인해서 관찰하고자 하는 부위의 구조물의 두께가 실제보다 얇게 나타난다면 녹내장이 진행된 것으로 오인하거나 실제보다 녹내장이 심하게 과대평가될 수 있고, 실제보다 두껍게 나타난다면 녹내장의 진행을 놓치게 되거나 저평가될 수 있다[6]. 따라서 안구의 회선을 보정하는 것은 정확한 녹내장 판단에 중요한 요소이다. 하지만 실제 검사 상황에서 안구의 회선이 어느 정도 나타나고, Cirrus HD-OCT의 GPA를 이용하여 보정했을 때 어느 정도 영향이 있는지에 대해서는 아직 보고된 바가 없다.

머리 기울임에 의한 안구회선의 영향을 줄이기 위해서 우선 검사 시 이마와 턱을 검사 장비의 정해진 위치에 정확하게 위치하는 것이 이상적이겠지만 반복 검사를 시행하다보면 환자의 체형, 자세, 목관절의 상태에 따라 변동이 발생하기도 한다. 또한 머리의 위치가 정확하더라도 사시나 안구진탕 등에 의한 안구회선이 발생하는 경우, 검사 자세만으로는 보정하기 어렵다. 따라서 검사 장비가 영상의 위치를 이전 검사와 일치하게 보정해줄 수 있다면 더욱 정확한 평가가 가능할 것이다. 본 연구에서 사용한 Cirrus HD-OCT의 경우, GPA라는 프로그램을 통해서 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께와 시신경유두지표의 변화를 자동으로 분석하고 후속 영상이 이전 영상과 같은 곳에 위치하도록 보정해주는 기능을 가지고 있다.

머리 기울임이 빛간섭단층촬영 측정치에 미치는 영향을 분석한 이전 연구들의 경우, 검사 중에 머리를 인위적으로 기울이게 한 것으로[6-9] 실제 진료 중에 발생할 수 있는 머리 기울임과는 그 방향이나 정도가 다를 수 있다. 또한 머리가 기울어지더라도 어느 정도 반대 방향의 안구회선으로 보상 작용이 발생할 수 있고, 머리 기울임 외의 다른 요인에 의해서 안구회선이 발생할 수도 있다. 따라서 이번 연구에서는 실제 진료 중에 시행한 검사 중 최대한 머리의 방향을 검사 장비에 잘 위치하도록 유도했음에도 불구하고 발생한 안구회선의 정도를 살펴보았다. 그 결과, 내회선과 외회선이 거의 비슷한 발생 빈도를 보였고, 회선의 정도는 평균 5.5도로, 인위적으로 머리를 기울여서 안구회선을 유도했던 이전 연구의 약 8도[6], 30도[7,8], 5-10도[9]에 비하면 회선의 각도가 작았다. 이는 실제 검사 시에 안구회선에 의한 영향이 이전 연구 결과에 비해서 크지 않을 것이라는 점을 시사한다.

실제 진료실에서는 GPA를 이용한 진행 판단 외에 망막신경섬유층의 사분면이나 12시간 영역 두께 측정치를 비교하거나 편차지도(deviation map)의 비정상 영역의 면적이나 색깔을 비교하는 방법도 사용되고 있다[15,16]. 본 연구에 의하면 GPA가 안구회선을 보정하기 전과 후의 상측, 하측 사분면 망막신경섬유층 평균 두께 차이는 각각 0.4, 0.3 µm 정도로 크지 않았다. 이전 연구에 의하면 머리 기울임에 의한 안구회선이 편차지도에도 영향을 줄 수 있는 것으로 알려져 있으나[6] 현재 사용되는 GPA의 결과는 안구회선을 보정한 편차지도를 나타내지 않기 때문에 GPA의 보정이 편차 지도에 어떤 영향을 주는지는 알 수 없었다.

빛간섭단층촬영으로 측정한 망막신경섬유층 두께뿐만 아니라 시신경유두지표도 녹내장의 평가에 중요한 정보를 제공하는 것으로 알려져 있다[5]. 본 연구에 의하면 GPA는 안구회선에 의한 망막신경섬유층 두께는 보정하였으나 시신경유두지표는 보정하지 못하는 것으로 나타났다. 360도 전체의 두께를 측정하는 시신경유두 면적이나 시신경테 면적, 전체 시신경유두함몰비, 시신경유두함몰 부피는 안구회선이 있더라도 영향이 없거나 적을 것으로 예상되지만 수직 시신경유두함몰비는 측정하는 경선의 각도에 따라 달라질 수 있기 때문에 향후 이를 보정할 수 있도록 GPA 알고리즘의 개선이 필요할 것이다.

본 연구의 한계점으로 가장 먼저 분석에 포함된 대상 수가 33안으로 크지 않아 미세한 변화를 통계적으로 유의하게 판단하지 못했을 가능성을 고려해야 할 것이다.

안구회선을 GPA가 어느 정도 보정하는지 알아보는 이상적인 방법은 같은 검사 조건에서 안구회선이 없는 상태의 검사(대조군)와 안구회선이 있는 상태의 검사(시험군)를 비교하는 방법일 것이다. 예를 들어, 안구회선이 없는 상태에서 측정된 두께가 70 µm, 안구회선이 있는 상태의 GPA 적용 전이 75 µm, 적용 후가 72 µm라면 안구회선에 의해서 유발된 5 µm 오차 중 GPA가 3 µm를 보정한 것으로 해석할 수 있을 것이다. 하지만 본 연구처럼 안구회선이 있는 상태에서 GPA 적용 전후의 차이만 비교한다면 보정된 양은 알 수 있지만 그 양이 전체 안구회선의 영향 중 어느 정도인지는 알기 어려운 한계점이 있다. 따라서 이번 연구 결과만으로는 GPA 알고리즘이 안구회선을 어느 정도 보정했는지는 알기 어렵고 단지 GPA 적용 전후의 차이가 어느 정도인지만 알 수 있을 것이다. 다른 시기에 시행된 안구회선이 없는 검사 결과를 대조군으로 설정하는 것도 가능하겠지만 검사 시기가 다르다면 나이, 신호 강도, 측정 변이, 눈 상태 등의 차이에 의한 교란 요인 발생 가능성을 고려해야 할 것이다. 또한 GPA가 기준으로 삼는 첫 번째 검사에서 이미 안구회선이 있었다면 안구회선이 없는 상태와의 비교가 어려운 한계점도 있다. 따라서 향후 전향적으로 안구회선 외의 다른 검사 조건이 동일한 상황에서 GPA의 안구회선 보정 정도를 분석하는 연구가 필요할 것이다.

본 연구에서는 스크리닝을 했던 전체 401안의 12.2%에서 안구회선의 보정이 관찰되었다. 나머지 87.8%의 경우, 검사 중 실제로 안구회선이 나타나지 않은 경우도 있겠지만 사실은 안구회선이 있었는데도 GPA가 보정하지 못해서 표가 나지 않은 경우도 포함되어 있을 것이다. GPA가 모든 경우에 안구회선을 보정하는 것은 아니라서 “R2” 방식의 적용이 불가능하여 GPA 알고리즘이 안구회선은 보정하지 못하는 “R1” 방식을 선택하는 경우도 있다[17]. 어떤 경우에 “R2” 방식이 적용되는지에 대해서는 공개된 자료가 없어서 구체적으로 알기 어려운 상황이다. 즉, 본 연구에서 나온 12.2%의 비율은 빛간섭단층촬영검사 중 안구회선이 있고, 그것을 GPA가 보정하였고, 그 결과가 GPA에서 안저 영상의 회전으로 육안으로 관찰된 경우만 포함한 것이라 실제 안구회선의 발생은 더 높을 것으로 예상할 수 있다.

결론적으로, 빛간섭단층촬영의 GPA로 안구회선을 보정하기 전후 망막신경섬유층 두께 차이가 크지 않았다. GPA가 안구회선에 따른 시신경유두지표는 보정하지 못하였는 데 이에 대해서는 알고리즘의 개선이 필요할 것이다.