변형시(metamorphopsia)는 눈에 보이는 사물의 형태가 원래와 다르게 변형되어 보이는 증상을 말한다. 변형시는 주관적인 증상으로 직선이 구부러져 보이는 것이 가장 흔한 형태이다. 큰 범주에서는 소시증(micropsia)과 대시증(macropsia)도 변형시에 포함시킬 수 있다. 변형시는 황반 질환에서는 매우 흔한 증상이며 당뇨황반부종[1], 중심장액맥락망막병증[2], 견인황반병증[3], 나이관련황반변성[4], 열공망막박리[5] 등 다양한 질환에서 보고되어 있다. 또한 망막전막[6]과 황반원공[7]과 같은 수술적 치료가 필요한 질환에서 상당수의 환자에서 변시증을 가지고 있으며 망막전막의 경우 수술 적응증의 지표로 제시되기도 하였다[6]. 한편으로 이들 질환에서 성공적인 수술로 망막전막이 제거되거나 황반원공이 폐쇄된 이후에도 변시증이 정량적으로는 감소하나 증상 자체는 흔히 지속되며[6,8] 수술 후 시력이 호전되었음에도 불구하고 환자의 주된 불편함으로 남는 경우가 종종 있다.
시기능은 시력 이외에도 많은 요소가 존재하며, 변형시는 환자의 직업에 따라 심각한 시기능의 장애로 간주될 수 있다. 따라서 수술 후 변형시는 수술 방법의 선택과 앞으로 개선에 있어 술자가 고려해야 할 중요한 요소일 것이다. 이에 본 종설에서는 황반수술 후 황반의 변형과 변형시에 대하여 문헌 고찰을 통하여 정리해보고자 한다.
변형시의 기전에 대해서는 아직도 완전히 규명되어 있지 않아 여러 논란이 남아 있으며, 알려진 이론은 3가지 정도로 정리할 수 있다; 신경전달장애설[9], 광섬유설[10,11] 그리고 광수용체위치변화설[7].
신경전달장애설은 망막내층의 각종 변형이 시냅스 전달에 영향을 주어 변시증을 유발할 것이라는 가설이다[9]. 이 이론은 아직 망막전위도와 변형시의 정량적 비교 연구가 없어 초기 단계의 가설에 불과하다.
광섬유설은 신경망막을 수직으로 관통하고 있는 뮐러세포가 빛을 통과시키는 광섬유와 같은 역할을 한다는 이론이다. 실험적으로 망막을 분리하여 빛의 투과와 반사를 측정하였을 때 뮐러세포가 있는 부위는 빛이 투과가 잘 되었고 다른 부위에서는 망막내층에서 상대적으로 더 많은 산란과 반사가 측정되었다는 결과에 근거를 두고 있다[10]. 이 이론에 따르면 망막의 변형이 일어날 때 정상적으로 같은 위치에 있어야 할 뮐러세포 광섬유의 입구와 출구가 달라지게 된다. 즉 망막 내측에 닿은 빛이뮐러세포를 통하여 다른 위치에 있는 시세포에 닿게 되므로 사물이 변형되어 보이게 된다는 주장이다[11]. 하지만 상기 연구는guinea pig를 이용한 수행하였기 때문에 뮐러세포가 망막 내부에서 비스듬히 주행하는 인간의 황반에 적용하기에는 무리가있어 보인다. 인간의 황반은 이미 뮐러세포의 망막 내측과 외측끝부분 위치가 시축을 기준으로 다른 곳에 위치한다. 따라서 정상인이 변형시를 느끼지 못하는 이유나 뮐러세포를 통한 빛과그렇지 않은 빛의 차이로 인한 복시 현상이 나타나지 않는 까닭등 아직 설명할 수 없는 점들이 많아 변형시의 주된 기전으로보기에는 아직 근거가 부족해 보인다.
광수용체위치변화설은 가장 단순한 이론으로 빛을 감지하는 광수용체의 배열이 정상과 달라지므로 변형시가 발생한다는 이론이다. 이는 여러 가지 질환에서 연구 결과와 부합하는 설득력 있는 이론이다. 중심장액맥락망막병증에서 부동시로 소시증을 종종 호소하며[12] 이는 망막하액으로 황반이 수포모양으로 박리되는 과정에서 시세포 사이 간격이 넓어지는 것으로 설명할 수 있다. 반대로 망막전막에서는 대시증이 더 흔한데[13], 이는 망막전막의 수축으로 인한 광수용체의 구심성 이동으로 설명된다. 열공망막박리에서 황반을 걸친 망막박리에서 수술 후 심한 변형시를 호소하는 이유를 박리되었던 부분과 박리되지 않았던 부분 사이 광수용체의 배열 차이로 설명하기도 하였다[14]. 황반원공에 있어서 수술 전 주로 바늘꽂이왜곡(pincushion distortion)을 보이는데, 이는 황반원공으로 인한 광수용체의 배열 변화로 설명할 수 있다(Fig. 1) [7].
광수용체위치변화설에 대한 주된 반박은 망막내층에 위치한 망막전막이 유발하는 황반 조직의 변형이 망막 외측의 광수용체의 위치에 영향을 줄 수 있는가라는 의문이다. 앞의 두 이론은 망막내층의 변화만으로 변형시가 발생하는 이유를 설명하려 하였다는 점에서 이런 관점을 반영하고 있다. 하지만 망막내층의 변형이 광수용체의 위치를 충분히 변화시킬 수 있다는 연구 결과가 있다. 황반수술에서 내경계막을 제거하면 수술 후 중심오목이 시신경 쪽으로 이동하게 된다[15,16]. 내경계막을 제거한 황반원공수술 후 빛간섭단층촬영의 en-face 영상에서 속얼기층의 중심과 광수용체층의 중심의 위치를 맥락막혈관에 대하여 비교하여 추적하였을 때, 수술 후 1개월에서 6개월에 걸쳐 두 층의 중심 위치가 나란히 함께 이동하는 것이 확인되었다(Fig. 2) [17]. 이 연구 결과에 따르면 광수용체의 위치는 망막내층의 변형에 따라 비교적 쉽게 이동할 수 있는 것으로 판단되며, 광수용체위치변화설은 각종 황반 질환에서 변형시의 기전으로 가장 직관적이며 설득력 있는 가설로 받아들일 수 있을 것이다.
이 가설에 대한 또 다른 근거로서 황반의 변형과 변형시의 상관관계를 직접적으로 비교한 연구 보고가 있다[18]. 이 연구에서 황반원공수술로 내경계막을 제거하고 수술 전후 황반혈관의 위치 변화를 6 × 6 mm 격자의 변형으로 측정하였다. 격자모양으로 배열된 25개의 점의 위치 및 인접하는 점의 위치와 비교하여 어긋난 정도를 계산하고 M-chart로 측정한 수직 및 수평 변형시와 상관관계를 조사하였다. 그 결과 수직 변형시는 중심오목부근(perifoveal) 격자의 수직선의 변형 정도와 수평 변형시는 중심오목부근 격자의 수평선의 변형 정도와 상관관계를 가졌다(Fig. 3). 즉 황반의 한 부위가 이동한 거리보다 인접 부위와의 차이 즉 황반 격자의 찌그러진 정도가 변형시와 상관관계를 보였다는 점에서 광수용체위치변화설을 강하게 뒷받침하는 것으로 해석된다.
종합적으로 볼 때 황반 질환에서 변형시는 광수용체의 위치 변화가 주된 기전으로 작용하며 신경전달과 뮐러세포 광섬유 기능 등 망막내층의 변화도 어느 정도 영향을 주는 것으로 생각된다[19].
황반의 각종 질환으로 수술을 시행하고 난 뒤에는 완전히 정상 모습으로 돌아가는 경우는 흔하지 않으며 대부분 예전 질환이나 수술로 인한 흔적이 남게 된다. 특히 망막의 주름을 완전히제거할 목적으로 내경계막까지 제거하는 경우 또 다른 형태적인 변화를 관찰할 수 있다. 대표적인 변화로는 시신경섬유층 해리(dissociated optic nerve fiber layer, DONFL) [20], 중심오목의비대칭적 연장[21], 중심오목의 코쪽 이동[15,16], 코쪽 황반의 두터워짐과 귀쪽 황반의 얇아짐[22] 등이 있다.
시신경섬유층 해리는 내경계막이 벗겨진 부위에 망막신경섬유의 배열과 나란히 나타나는 어두운 색의 선조로서, 빛간섭단층촬영에는 망막내층의 얕은 패임으로 관찰된다. 수술 후 6개월에 걸쳐 점점 선명해지며 술 후 3개월 이후 새로운 발생은 보이지 않았다[23,24]. 내경계막을 제거한 눈에서 보고에 따라 54%-84%의 빈도로 관찰되었다[22-25]. 정확한 발생 기전에대하여 논란은 있으나 DONFL 소견은 시력, 시야나 암점 등을포함한 시기능에 유의한 영향은 없으며[20,23,24], 대부분의 연구자들은 DONFL이 망막신경섬유층의 실제 결손이 아닌 것으로 보고 있다.
중심오목의 비대칭적 연장은 중심오목의 중심에서 바깥얼기층까지의 거리를 측정하였을 때 귀쪽에 비하여 코쪽으로 거리가 연장되는 현상이다(Fig. 4) [21]. 내경계막을 중심오목 부근의좁은 영역에서만 제거한 경우 주로 관찰된다[8]. 내경계막을 넓게 제거한 경우에는 바깥얼기층이 중심에서 연결되어 거리 측정이 불가능해져 버리는 소견이 흔하다. 흥미로운 것은 내경계막을 좁게 제거한 경우 중심오목의 비대칭적 연장이 더 흔하였으며 변형시의 호전은 더 작았다.
중심오목의 코쪽 이동은 내경계막의 제거 후 나타나며, 황반원공 수술 후 보고가 많았으나[16,26] 당뇨황반부종에서도 보고되어[15] 원인 질환보다는 내경계막 제거 술기를 주된 기전으로 보아야 할 것이다. 수술 전후 망막혈관의 위치를 비교하여 분석하였을 때 중심오목은 주로 코쪽으로 그리고 약간 아래쪽으로 이동하였다[27,28]. 전체적으로 보면 황반 조직은 중심오목으로 모여들며 코쪽 약간 아래쪽으로 이동하는 형태가 되었다(Fig. 3). 수술 후 중심오목의 코쪽 이동은 결과적으로 황반조직이 코쪽으로는 두꺼워지며 귀쪽은 얇아지는 지형도를 만들게 된다[22].
여러 연구에서 보고된 소견들은 서로 상충되어 보이기도 한다. 예를 들어 황반원공수술 후 중심오목의 비대칭적 연장은 수술 후 중심오목 영역이 확대되는 소견[8,21]으로 중심오목 주위 황반조직의 원심성 이동을 의미하나, 이는 황반의 혈관들이 중심오목을 향하여 구심성으로 수축한다는 연구 결과[27,28]와 반대되는 현상으로 보인다. 이를 설명하기 위해 내경계막이 제거된 황반이 변형되는 기전에 대하여 살펴볼 필요가 있다.
내경계막이 제거된 황반에 변형이 일어나는 기전에 대하여 내경계막이 제거된 영역 바깥에 남겨진 내경계막이나 그 위 형성되는 망막전막의 수축으로 인한 것이라는 가설[8]과 내경계막이 제거된 영역 내부의 망막신경섬유의 수축에 의한다는 가설[26,27] 등 2가지가 제시되었다. 수술 전후 안저사진을 겹쳐서 망막혈관의 위치를 비교하였을 때 혈관 위치의 변화는 대부분 내경계막이 제거된 범위 안에서 일어난다는 관찰(Fig. 5)을 고려하면 후자가 더 설득력이 있어 보인다[17].
망막신경섬유의 수축으로 황반의 변형이 일어난다는 가설은 다음과 같다. 망막신경섬유는 신경절세포의 축삭돌기로서 내부는 주로 미세소관(microtuble)으로 이루어져 있다. 미세소관의 해중합(depolymerization)이 일어나면 축삭돌기의 수축이 발생할 수 있다[29]. 망막의 내경계막은 비교적 신축성이 작은 섬유 조직으로 망막을 제 위치에 고정시키는 역할을 수행하는데, 내경계막이 제거된 신경망막 조직은 가소성(plasticity)을 띄게 되어 변형이 용이하게 된다. 이에 망막신경섬유의 수축으로 인하여 망막신경섬유의 배열 방향을 따라 수축하는 힘이 작용하고 황반의 변형이 일어나게 된다는 것이다.
내경계막이 벗겨진 범위 안에서 망막신경섬유의 수축으로 황반이 변형된다는 이론에 바탕을 두면 여러 연구에서 보고된 다양한 소견들을 설명할 수 있다. 망막신경섬유의 수축이 일어나면 그로 인한 수축력은 망막신경섬유의 배열에 의하여 다양한 방향의 벡터로 작용한다. 그 결과 내경계막의 벗겨진 부위의 망막신경섬유의 배열에 따라 황반의 변형이 다양한 형태로 일어나게 될 것이다.
망막신경섬유는 시신경에서 중심오목을 연결하는 선의 연장인 수평봉선(horizontal raphe)을 기준으로 아래 위로 대칭적으로 배열되어 있다(Fig. 6). 중심오목의 귀쪽으로 중심오목 부근에서는 수평봉선에 수직으로 배열되어 있으나 주변부로 갈수록 시신경유두를 향하여 배열이 기울어진다. 중심오목 코쪽으로는 중심오목에서 방사상으로 뻗다가 시신경유두로 휘어지며 주행한다.
중심오목의 비대칭 연장은 1.5유두직경 정도의 좁은 영역에서 내경계막이 제거된 경우에 주로 관찰되는데[8], 내경계막이 제거된 부위가 좁으므로 망막신경섬유는 경직된 조직인 내경계막에 고정되고 노출된 부위의 수축에 의해 망막조직이 내경계막이 제거된 경계를 향하여 당겨지는 형태로 변형이 이루어진다(Fig. 6A). 중심오목의 귀쪽으로는 망막신경섬유의 아래위로 수축하는 힘이 수평봉선에서 서로 상쇄되며, 중심오목의 코쪽에는 방사상으로 배열된 망막신경섬유의 원심성으로 수축하는 힘이 작용하므로 결과적으로 중심오목이 코쪽으로 확대되는 비대칭 연장이 발생하게 된다(Figs. 4, 6B).
내경계막이 더 넓은 범위에서 제거되어 수평봉선에서 출발한 망막신경섬유의 전체 주행이 모두 노출되게 되면 위와는 다른 상황이 된다. 망막신경섬유의 수축은 중심오목을 구심성으로 수축시키고 전체 수축력 벡터의 합에 의하여 중심오목과 주위 조직이 함께 이동하는 형태로 변형력이 작용하게 된다 (Fig. 6C). 그 결과 중심오목이 시신경유두 쪽으로 당겨지며, 중력의 영향이 함께 작용하면서 코쪽 그리고 약간 아래쪽으로 이동이 일어나게 된다(Fig. 6D) [27]. 이 예측은 내경계막을 제거한 눈에서 황반의 변형을 격자 형태로 분석한 연구 결과와 잘 일치한다(Fig. 3) [18].
이 이론에 의하면 내경계막이 넓게 제거된 눈에서 나타나는황반지형도의 형태도 설명할 수 있다. 중심오목이 코쪽으로 이동하며 황반두께가 귀쪽에 비하여 코쪽이 두꺼워진 형태를 띄게 되는데, 이는 여러 질환에서 내경계막이 제거된 눈에서 공통적으로 나타나는 형태이다[22]. 다시 말하면 망막전막이나 당뇨망막병증 등에서도 내경계막을 제거하면 술 전 황반의 형태와 관계없이 술 후 모두 비슷한 모양의 지형도를 가지게 되며(Fig. 7), 이는 수술 전 황반의 변형을 야기하던 힘이 제거된 후 망막신경섬유의 수축으로 다시 황반의 변형이 일어난 결과라고 해석할 수 있다. 이러한 형태의 황반을 ‘내경계막 제거 후 황반(post-internal limiting membrane removal macular, PIRM)’이라고 부르기도 한다[22].
앞서 살펴본 2가지 이론, 즉 변형시의 기전은 광수용체의 배열 변화에 의한다는 것과 황반수술 후 형태의 변형은 내경계막이 제거되어 노출된 망막신경섬유의 수축으로 인한 것이라는 가설에 바탕을 두고 황반수술 후 황반의 변형과 변형시의 상관관계를 살펴보도록 하겠다.
황반의 변형이 증례마다 불규칙하게 일어나는 망막전막보다는 비교적 일정한 형태를 보이는 황반원공이 분석이 더 용이할 것이다. 황반원공이 있는 눈에서는 광수용체가 중심오목에서 원심성으로 이동하여 배열되고 바늘꽂이 왜곡이 발생한다(Figs. 1, 8A). 황반원공이 폐쇄되고 광수용체가 완전히 예전 위치로 돌아간다면 변형시가 없이 회복될 것이다(Fig. 8B).
만약 황반원공수술에서 1.5유두직경 크기로 좁은 영역에서 내경계막을 제거한 경우에는 제거된 영역 내에서 코쪽으로 원심성 이동에 의한 중심오목의 비대칭적 연장이 일어나고 코쪽 광수용체의 배열은 수술 전과 유사한 형태로 수술 후 변형시의 호전이 덜 일어나게 될 것이다(Fig. 8C). 이것은 좁은 영역에서 내경계막을 제거하였을 때 변형시를 조사한 연구 결과와 일치한다[8].
내경계막을 3유두직경 이상 넓은 범위에서 제거하면 중심오목이 구심성으로 수축하며 직사각형 격자 형태가 유지되어 어느 정도 변형시가 호전된다. 하지만 중심오목 주위 조직 전체가 내측으로 이동하면서 중심오목부근(perifovea)의 격자는 상대적으로 크게 변형되며 광수용체가 수직/수평선 상에 배열되지 않아 변형시를 느끼게 될 것이다(Figs. 8D, 9). 이러한 형태의 황반변형과 변형시의 상관관계는 황반원공수술 후 황반의 격자변형연구에서 보고되었다(Fig. 3) [18].
망막전막은 황반원공과 달리 수술 전에 이미 불규칙한 형태의 황반 변형이 일어나 있는 상태이며 수술 전 변형시는 변형이 일어난 형태에 따라 일정하지 않은 양상을 띨 것이다. 수술과정에서 내경계막을 제거하게 되면 가소성을 가지게 된 황반이 원래 형태로 돌아가려는 힘과 동시에 망막신경섬유의 수축이 작용하면서 차츰 시간이 지나감에 따라 PIRM의 모양이 될것이다(Fig. 9).
이 이론에 따르면 수술 후에 소시증이나 수평 변형시보다 대시증 및 수직 변형시를 더 많이 호소할 것으로 예상된다. 여러 연구에서 황반원공이나 망막전막 수술에서 내경계막을 제거한 경우 통계적 유의성은 없었으나 M-chart에서 수직 변형시가 더 큰 값으로 측정되는 경향을 보였다[18,30-32]. 망막전막수술 후 부등시 검사에서는 대시증이 관찰되었다[30]. 또한 망막전막수술에서 내경계막을 제거한 뒤 수직 변형시와 대시증이 수술 직후 호전되었다가 점차 증가하는 양상을 보이거나 수평 변형시만 지속적인 호전을 보였다는 연구 결과들을 설명할 수 있는 모델이다[30,31,33].
다양한 황반 질환 환자들이 수술 후 변형시를 호소하며 변형시가 수술 후 환자의 가장 주된 불편함인 경우도 종종 있다. 변형시를 설명하기 위한 여러 이론들이 있으나 광수용체의 배열 이상이 가장 설득력 있는 가설로 생각된다.
황반에 변형력이 작용하는 각종 질환에서 다양한 형태의 황반 변형이 발생할 수 있으나 수술 중 내경계막을 넓게 제거한 경우 황반의 최종 형태는 모두 비슷한 형태를 띄게 된다. 황반원공수술에서 좁은 범위의 내경계막을 제거하면 중심오목의 비대칭적 확장이 일어난다. 이러한 황반의 변형은 모두 내경계막이 제거된 범위 안에서 일어나는 망막신경섬유의 수축으로 설명할 수 있다.
내경계막을 넓게 제거하면 망막신경섬유의 수축으로 중심오목은 구심성으로 수축하고 중심오목 전체가 코쪽으로 이동하게 된다. 그 결과 수술 후 대시증이 주로 나타나며 수직 변형시가 수평에 비하여 더 큰 경향이 있다. 따라서 내경계막을 제거하는 수술 후 나타나는 황반의 변형 및 변형시는 피할 수 없는 의인성 변화라고 보아야 한다. 수술 계획의 수립과 수술 전후 환자에 대한 설명에 이러한 점을 참고하는 것이 많은 도움이 될 것이다.
The author declares no conflicts of interest relevant to this article.