백내장 수술 훈련

한눈에 보는 포인트

백내장 수술(수정체 유화 흡인술)은 안과 전공의가 처음 배우는 대표적인 수술이며, 안전한 교육 방법의 확립이 필수적이다.
기존의 시행 횟수 중심(할스테드 모델)에서 역량(컴피턴시) 기반 교육 모델로의 전환이 전 세계적으로 진행되고 있다.
VR 시뮬레이터(특히 Eyesi)는 수술 합병증 발생률을 낮추는 데 효과적이라는 것이 여러 연구에서 입증되었다.
웻랩에서는 돼지 눈, 토끼 눈, 합성 눈 등 여러 모델을 사용할 수 있으며, 각각 장점과 제한점이 있다.
습득해야 할 기본 술기는 연속 원형 전낭 절개(연속 원형 전낭 절개술), 수정체 수분리, 수정체 핵 유화(D&C법 또는 Phaco chop법), 피질 흡인, IOL 삽입이다.
AI를 이용한 수술 동영상 분석 및 실시간 피드백 등 새로운 교육 기술 연구도 진행 중이다.
백내장 수술의 교육 체계는 세계 각국에서 크게 다르며, 균일화가 과제이다.

1. 백내장 수술 훈련이란

백내장 수술(수정체 유화 흡인술; phacoemulsification and aspiration: PEA)은 일본을 포함한 선진국에서 가장 흔한 안과 수술입니다. 국내에서 시행되는 외과 수술 건수의 약 20%가 안과 수술이며, 백내장 수술은 전공의가 처음으로 습득해야 할 수술로 자리 잡고 있습니다.

백내장 수술에는 기술적 능력 외에도 예상치 못한 수술 중 합병증에 대처하기 위한 인지 능력, 판단력, 경험이 요구됩니다²⁾. 부적절한 수술로 인한 합병증 위험은 약물 치료의 부작용을 능가할 수 있으므로, 안전하고 효율적으로 수술 기술을 교육하는 방법이 전 세계적인 과제가 되고 있습니다.

전통적 교육 모델과 그 한계

오랫동안 안과 수술 교육은 할스테드 교수법(Halsted’s methodology)에 기반해 왔습니다. 이 방식은 일정 건수의 수술을 경험해야 능력이 있다고 간주되는 ‘수량주의’가 중심이었습니다.

그러나 이 방식에는 다음과 같은 문제점이 있습니다.

훈련 기회의 변동: 지도 기관이나 시기에 따라 습득 기술에 편차가 발생합니다.
환자 위험: 미숙한 술자가 환자에게 직접 수술을 시행함으로써 유해 사건이 발생할 가능성이 있습니다.
능력의 균일성 보장이 어려움: 건수를 충족해도 실제 기술 수준은 개인차가 크다.

이러한 문제를 극복하기 위해 VR 시뮬레이터나 웻랩을 활용한 현대적 훈련 방법이 보급되고 있다.

역량 기반 평가: ICO-OSCAR

현재 유능한 외과의사는 ‘전문적인 지식, 기술, 태도를 적절히 발휘할 수 있는 사람’으로 정의된다. 백내장 수술 능력을 객관적으로 평가하기 위해 국제안과학회(ICO)는 ‘ICO-안과 수술 능력 평가 루브릭: 수정체 재건술(ICO-OSCAR: Phaco)‘을 개발했다.

ICO-OSCAR는 레지던트의 학습 과정을 모니터링하는 도구로 권장된다. 그러나 많은 국가에서는 여전히 시행 건수만을 숙련도 지표로 사용하고 있다.

각국의 연수 요건

각국의 백내장 수술 연수 요건은 크게 다르다.

지역·단체	요건 개요
미국(ACGME)	레지던트 1인·3년간 86건
브라질 안과학회	안과 수술 전체 150건 이상
유럽(EBO 회원국)	각국에 위임된 분산화 체계

2019년 사하라 이남 아프리카 조사에서는 2년차 안과 레지던트의 시술 평균 시행 건수가 0이었다. 기술의 발전에도 불구하고 전 세계적인 교육의 균일성은 현저히 낮다.

Q 백내장 수술을 안전하게 익히려면 얼마나 많은 훈련이 필요한가?

필요한 건수는 개인차가 크며, 건수만으로 능력을 보장할 수 없습니다. 미국 ACGME는 3년간 86건을 의무화하고 있지만, ICO-OSCAR 등 역량 기반 평가를 통한 능력의 객관적 판단이 권장됩니다.

2. 습득해야 할 술기와 훈련 중 합병증

기본 술기의 구성

백내장 수술은 여러 단계로 이루어집니다. 초보자가 단계적으로 습득해야 할 기본 술기는 다음과 같습니다.

전반부 술기

절개창 만들기: 각공막절개, 각막절개, 각공막일면절개 중 하나로 시행합니다. 창의 너비는 보통 2.4mm 전후입니다.

점탄성 물질(OVD) 주입: 전방을 유지하고 안내 조작을 안전하게 합니다. 분산형과 응집형의 구분 사용이 중요합니다.

연속 원형 전낭 절개(CCC): 수술의 첫 번째 관문입니다. 완전한 원형이 요구되며, 바깥쪽으로 흐르는 벡터를 의식합니다.

하이드로디섹션: 물을 주입하여 핵을 낭 내에서 유리시킨다. 과량 주입은 후낭 파손의 원인이 된다.

후반 술기

핵 유화(PEA): 초음파 팁으로 핵을 분쇄·흡인한다. D&C법이 초심자에게 적합한 기본 술기이다.

피질 흡인(I/A): 관류·흡인 팁으로 잔여 피질을 제거한다. 후낭을 손상시키지 않도록 주의 깊은 조작이 필요하다.

안내렌즈(IOL) 삽입: 낭 내에 접힌 안내렌즈를 삽입하고 정위로 펼친다.

절개창 폐쇄 확인: 자가 폐쇄를 확인한다. 소아의 경우 봉합이 필요하다.

D&C법(디바이드 앤드 콩커)은 「핵의 깊이를 확인하면서 처리할 수 있는 안전한 술기」로, 초심자가 처음 습득하는 기본 술기로 권장된다. 숙련 후 Phaco chop법으로 전환하면 핵 분쇄의 효율성이 향상된다.

훈련 중 발생하기 쉬운 수술 중 합병증

연수생이 특히 주의해야 할 대표적인 수술 중 합병증은 다음과 같습니다.

후낭 파손(PCR) : 가장 심각한 수술 중 합병증 중 하나입니다. 핵 낙하·안내염의 위험이 따릅니다. 일본 백내장 굴절 교정 수술 학회의 보고에 따르면 후낭 파손율은 0.6% 전후입니다.
연속 원형 절낭의 이탈 : 낭절개가 주변으로 벗어나 불완전한 연속 원형 절낭이 됩니다. 점탄성 물질의 추가 주입으로 예방 가능합니다.
서지 현상 : 흡인 중 급격한 안압 저하가 발생하여 후낭이 전방으로 변위되는 현상입니다. 장치 설정과 세심한 조작으로 대처합니다.

난증례의 수술 전 인식

수술 전에 다음 정보를 확인하고 난증례를 사전에 파악하는 것이 합병증 예방의 기본입니다.

산동 상태·핵 경도 : 전안부 사진을 촬영하여 지도 의사에게 보고합니다.
외상력·가성 박리 증후군 : 섬모체 소대 취약의 위험 인자입니다.
α1 차단제 복용 여부 : 수술 중 홍채 긴장 저하 증후군(IFIS)의 원인이 됩니다.
당뇨병·아토피·녹내장 발작 병력 : 작은 동공이나 모양체 소대 취약을 유발할 수 있습니다.

Q 백내장 수술을 처음 집도하기 전에 가장 중요한 준비는 무엇인가요?

수술 전 평가의 습관화(산동 상태, 핵 경도, 모양체 소대 확인)와 시뮬레이터 또는 웻랩에서의 사전 연습이 중요합니다. 지도 의사의 수술을 반복적으로 관찰하고, 자신의 수술 동영상을 되돌아보는 습관도 기술 습득에 필수적입니다.

3. 표준적인 훈련 방법

VR 시뮬레이터를 통한 훈련

현재 가장 널리 보급된 백내장 수술 VR 시뮬레이터는 다음 3가지 기종이다.

시뮬레이터	개발사	특징
Eyesi	VRmagic	연구가 가장 풍부함. 합병증률 감소의 근거가 다수
PhacoVision	Melerit Medical	PEA·연속환형절낭술에 특화
MicrovisTouch	ImmersiveTouch	연속 원형 낭절개 모듈만

PhacoVision과 MicrovisTouch는 교육 목적으로 사용을 지지하는 연구가 아직 적습니다.

**Eyesi (VRmagic)**는 다음과 같은 훈련 모듈을 갖추고 있습니다.

연속 전낭절개 (capsulorhexis)
수분리 (hydrodissection)
수정체 유화술 (phacoemulsification)
관류·흡인 (irrigation/aspiration)
안내 렌즈 삽입
합병증 관리

소프트웨어는 레지던트의 수행을 자동으로 기록하고 점수와 피드백을 제공합니다. 몬트리올 대학교와 UNESP(브라질) 프로그램에서는 Eyesi 시뮬레이터에서 규정된 벤치마크를 달성한 후에만 환자 수술을 허용합니다.

Ahmed 등(2020)의 BMJ Open Ophthalmology지 체계적 검토에서는 2012~2019년의 165편의 논문 중 선택 기준을 충족한 10건을 분석하여, Eyesi(VRmagic)를 이용한 훈련이 수술 합병증 발생률 감소에 효과적이라고 결론지었습니다³⁾.

Ferris 등의 후향적 코호트 연구(2009~~2015년, 영국 NHS 29개 기관)에서는 Eyesi 훈련을 받은 1~~2년차 레지던트의 후낭 파손율이 38% 낮았다고 보고되었습니다⁴⁾.

Staropoli 등은 동일 기관의 레지던트를 대상으로 시뮬레이터 훈련군(n=11)과 비훈련군(n=11)을 비교한 결과, 합병증 발생률이 각각 2.4%와 5.1%였습니다⁵⁾.

웨트 랩(Wet Lab)을 통한 훈련

웨트 랩은 생체 재료를 사용하여 수술 기술을 연습하는 실습실로, 기본적인 운동 기술 습득과 기구 조작 학습에 효과적입니다. ACGME의 공통 프로그램 요구사항은 시뮬레이션 환경에서의 수술 훈련을 안과 레지던트 교육에 필수적인 것으로 규정하고 있습니다.

동물 안구 모델

돼지 안구: 정육점이나 도축장에서 쉽게 구할 수 있습니다. PEA 훈련에 가장 증거가 충분한 모델입니다. 다만 전낭은 어린 동물 유래로 점성과 탄력성이 높아 소아 안구와 유사한 조작감을 줍니다. 수정체는 본래 투명하므로 백내장을 화학적 또는 물리적으로 유발해야 합니다.
토끼 안구: 연속 원형 절낭(전낭 절개) 훈련에 효과성에 대한 증거가 있습니다.
염소 안구: 인도 등 특정 지역에서 저렴하게 구할 수 있습니다.
인간 사체 안구: 최적의 모델이지만, 구입 가능성과 높은 비용이 장벽입니다.

합성안 모델

합성안 모델은 동물안과 비교하여 다음과 같은 장점이 있습니다.

동일한 안구를 여러 번 사용할 수 있음
특정 상황(합병증 관리 등)을 재현할 수 있는 예측 가능성
생물학적 오염 위험이 없어 기구를 인간에 재사용 가능

대표적인 제품은 다음과 같습니다.

SimuloRhexis(SimulEYE사): 연속 환상 낭절개 훈련 전용. 1키트로 5~~10회 낭절개 가능. 가격 50~~85달러.
OKULO BROWN 8(Bioniko Models사): 합병증 관리 훈련용. 1유닛 75달러, 일회용.
OKULO BLUE 5(Bioniko Models사): 홍채 봉합 훈련 전용. 1유닛 75달러, 일회용.
Kitaro Eye(Kitaro Eye사): 전낭과 핵을 여러 번 사용 가능. 키트 가격 995~1,600달러.

합성안은 동물안보다 비용이 높아 도입은 시설의 경제력에 의존한다.

수술 기술의 체계적 습득

수술 비디오를 되돌아보며 지도 의사에게 질문하고, 지도 의사의 수술과의 차이를 확인하는 습관이 안과 수술 전반의 향상에 필수적이다. 기술 습득의 포인트로 다음이 강조된다.

정성스러운 절개창 만들기: 유발 난시를 최소화하는 정확한 절개.
완전 연속 원형낭절개 완성: 이후 모든 술기의 난이도를 결정하는 첫 번째 관문.
확실한 핵분할: 핵을 충분히 분할한 후 유화흡인.
조급함 배제: 수술 시간을 단축하려는 불필요한 조급함이 예상치 못한 합병증을 초래.

Q 웨트랩에서 동물안을 사용한 후, 같은 기구를 실제 수술에 사용해도 되는가?

사용은 엄격히 금지된다. 동물안 사용 후 기구는 생물학적으로 오염되어 있으며, 의인성 크로이츠펠트-야콥병(CJD) 등의 감염 전파 위험이 있다. 합성안을 사용한 경우 기구 재사용이 가능하다.

4. 최신 연구와 향후 전망(연구 단계의 보고)

AI를 이용한 수술 동영상 분석 및 기술 평가

AI를 활용한 수술 동영상의 실시간 분석이 훈련 지원의 새로운 방법으로 연구되고 있습니다¹⁾.

실시간 수술 단계 인식: 신경망(NN)이 백내장 수술의 각 단계(CCC, 핵유화 등)를 실시간으로 인식합니다. 초보 술자에게 경고나 조언을 자동으로 전송하는 것이 목적입니다¹⁾.
수술 도구 자동 검출: CNN(합성곱 신경망) 및 RNN을 사용하여 수술 동영상의 각 프레임에서 사용 기구를 자동으로 검출하는 시스템이 보고되었습니다¹⁾.
자동 기술 평가 및 피드백: 수술 동영상을 구성 단계로 분할하고, 다음 수술 단계에 대한 권장 사항이나 합병증 경고를 자동으로 제시합니다¹⁾.

백내장 수술 비디오를 NN으로 실시간 위상 분할하여 연속 원형 절낭(연속 전낭 절개)과 핵 적출의 두 가지 중요 단계를 추출하는 연구가 있습니다. 초보 술자의 기술 평가를 통한 합병증 예방에 응용하는 것이 목적으로 알려져 있습니다¹⁾.

CATARACTS 챌린지(2017년)에서는 50례, 9시간 이상의 백내장 수술 동영상을 사용하여 21종의 수술 기구 자동 주석 정확도를 평가했습니다. 14개 팀이 제안한 딥러닝 방법의 정확도는 전문가의 수동 주석과 동등했습니다¹⁾.

VeBIRD(Video-Based Intelligent Recognition and Decision) 시스템은 수술 과정을 자동 추적하고, 핵 경도에 따른 초음파 에너지 방출량 자동 제어도 가능하게 합니다¹⁾.

로봇 수술에의 응용 연구도 진행 중이며, 백내장 수술의 5가지 주요 단계에서 각 기구의 운동 범위를 전자기 추적으로 정량화하고 로봇 지원 시스템 설계에 활용하려는 시도가 이루어지고 있습니다¹⁾.

펨토초 레이저 지원 백내장 수술

펨토초 레이저 지원 백내장 수술(FLACS)은 연속 원형 절낭의 원형성과 구심성을 향상시키고, 각막 절개의 정확도를 높이며, 초음파 에너지 양을 줄일 가능성이 있습니다²⁾. 그러나 현재 비용 효율성이 낮고, 위험 프로파일이나 굴절 결과가 표준 초음파 유화술을 능가하는 것으로 나타나지 않았습니다²⁾.

FLACS가 훈련 환경에 미치는 영향은 향후 연구 과제입니다.

5. 참고 문헌

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American Academy of Ophthalmology Preferred Practice Pattern Cataract/Anterior Segment Panel. Cataract in the Adult Eye Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2022;129(1):P1-P126.
Ahmed TM, Hussain B, Siddiqui MAR. Can simulators be applied to improve cataract surgery training: a systematic review. BMJ Open Ophthalmol. 2020;5:e000488. doi:10.1136/bmjophth-2020-000488.
Ferris JD, Donachie PHJ, Johnston RL, Barnes B, Olaitan M, Sparrow JM. Royal College of Ophthalmologists’ National Ophthalmology Database study of cataract surgery: report 6. The impact of EyeSi virtual reality training on complications rates of cataract surgery performed by first and second year trainees. Br J Ophthalmol. 2020;104(3):324-329. doi:10.1136/bjophthalmol-2018-313817. PMID:31142463.
Staropoli PC, Gregori NZ, Junk AK, et al. Surgical simulation training reduces intraoperative cataract surgery complications among residents. Simul Healthc. 2018;13(1):11-15. doi:10.1097/SIH.0000000000000255. PMCID:PMC5799002.