백내장 수술이 필요한 환자로 노안 교정을 위해 수정체 제거 후 다초점 인공수정체를 삽입하는 것을 일반적으로 노안 백내장 수술이라고 부릅니다. 수술 방법은 일반 백내장 수술과 동일하며, 수술을 받는 환자의 생활 패턴과 요구에 따라 상담 후 여러 다초점 인공수정체 중 하나를 선택합니다.
동공 크기, 각막 형태 등의 차이가 있기 때문에 같은 수술을 받아도 개인 간 차이가 날 수 있지만 일반 백내장 시 삽입하는 단초점 렌즈(monofocal IOL)와 노안 백내장 수술 시 사용하는 다초점 렌즈(multifocal IOL) 후 시력 양상을 간단히 비교해 봅니다.
상좌측 단초점 렌즈는 원거리의 대상은 선명하게 보이지만 근거리 대상은 초점이 맞지 않아 흐릿하게 보입니다. 오른쪽 다초점 렌즈의 경우 원거리와 근거리 대상이 보이지만 콘트라스트 감도가 저하되고 후광(halo)이 생기는 문제점이 있습니다. 이 사진만 보고 다초점 렌즈에 실망하시는 분들도 계실 텐데요. 현재 사용하고 있는 다초점 렌즈가 초기 굴절형 다초점 렌즈(refractive multifocal IOL)에서 현재 회절형 다초점 렌즈(diffractive multifocal IOL)로 이행되면서 상기 증상은 크게 개선되었습니다.
앞서 말씀드렸듯이 다초점렌즈는 굴절형과 회절형으로 나뉘고 중앙부위는 회절형, 주변부는 굴절형 두 가지를 합친 하이브리드형도 있지만 주변부의 굴절형 부분은 시각적 이상(visual artifact)을 완화시키는 역할만 하기 때문에 하이브리드형은 회절형으로 분류합니다.
굴절형(refractive multifocal IOL)
원하는 부위에 초점이 맞춰지도록 빛을 굴절시키는 원리입니다. 근거리와 원거리 도수가 동심원으로 번갈아 디자인된 렌즈(zonal refractivelens)가 있으며 위로는 원거리, 아래로는 근거리 도수가 들어간 렌즈(sector refractivelens)로 나눌 수 있습니다.
A. zonal refractive lens B.se ctor refractive lens
굴절형(A그림)의 경우 원거리 대상을 볼 때 동심원의 원거리 도수가 있는 부분을 통과한 빛은 선명하게 보이지만 근거리 도수가 있는 부분을 통과한 빛이 선명한 이미지 주위에 흐릿한 상을 만들게 되고 반대로 근거리 대상을 볼 때 동심원의 근거리 도수가 있는 부분을 통과한 빛이 선명한 이미지 주위에 흐릿한 상을 만들기 때문에 이 글의 맨 위 사진처럼 보이게 되어 환자의 수술 만족도가 높지 않아 현재는 거의 사용되지 않습니다. 그림 B의 sector refractivelens는 중간 거리가 잘 보이지 않는 단점은 있지만 원거리, 근거리 선명하게 보이고 가격이 상대적으로 저렴하기 때문에 지금까지 임상에서 사용되고 있습니다.
회절형(diffractive multifocalIOL)
최근 실시되고 있는 노안 백내장 수술의 다초점 인공 수정체의 대부분은 회절형입니다. 회절 현상과 직진하는 파동이 장애물이나 좁은 틈새를 통화할 때 그 파동이 그 뒷면까지 전파되는 현상을 말합니다.
출처: Wikimedia Commons 빛도 파동의 성질을 가지고 있기 때문에 회절 현상이 일어나며, 두 파동이 만나면 간섭(interference)이 일어납니다. 파도가 같은 모양으로 겹치면 파동이 커지고 반대 방향으로 부딪히면 상쇄됩니다. 아래 그림과 같습니다.
최근 판매되는 노이즈 캔슬링 헤드폰은 간섭 현상 중 destructive interference를 이용한 것입니다.
회절형 인공수정체는 중심에서 주변부로 계단 모양으로 표면이 깎여 있습니다. 주변부로 갈수록 좁아지고 계단의 폭과 높이에 따라 회절되는 정도가 달라지며 굴절식 인공수정체의 도수에 해당한다고 보시면 됩니다. 회절 정도는 diffractiongrating을 사용합니다. 아래 그림과 같은 홈을 통과할 경우 직진하는 빛은 0, 각도 크기가 커지면 숫자도 커지도록 표시하고 위쪽은 플러스, 아래쪽은 마이너스로 표시합니다.
노안교정을 위한 다초점 인공수정체는 원거리와 근거리, 두 가지 회절이 필요합니다. 표면을 삼각형(triangular pattern)으로 만들면 회절을 2방향으로만 진행할 수 있습니다.
방향을 틀어 한 곳에 초점을 맞추려면 주변부로 갈수록 계단이 좁아지도록 디자인해야 합니다.
다시 위아래로 맞추도록 하겠습니다.
회절형 인공수정체(diffractive emultifocal IOL)가 완성되었습니다.
윗모양에서 좀 더 발전시켜볼게요. 어두운 환경에서는 원거리를 보는 것이 중요합니다. 캄캄한 곳에서 책을 읽지는 않을 테니까요. 어두운 곳에 가면 동공이 커집니다. 아래 그림과 같이 렌즈를 디자인하면 동공이 커진 상태에서 원거리를 더 잘 볼 수 있습니다. Apodizeddiffractivelens라고 합니다.
이제 원거리와 근거리는 잘 보이는데 중간거리가 잘 안보여요. 표면을 좀 더 다듬어볼게요. 회절을 3방향으로 일으킵니다. 중거리 대상도 볼 수 있습니다. 이러한 디자인 렌즈를 초점이 3군데 있기 때문에 Trifocal IOL이라고 부릅니다.
끝까지 따라와 주셔서 수고하셨습니다. 일상생활에서 컴퓨터 작업을 많이 하는지, 책을 많이 읽는지, TV를 많이 보는지 등 본인의 작업 거리를 고려하여 현명한 선택을 하시기 바랍니다.
reference: Refractive and Diffractive Principles in Presbyopia-Correcting IOLs