플루오레세인
대상: 각막 상피 장애, 눈물막
형광 파장: 490nm 흡수 → 520~530nm 방출
장점: 범용성이 높고 안전합니다. 시험지로 간편하게 사용 가능
필터: 코발트 블루 + 블루프리 필터
안과용 염색제
한눈에 보는 포인트
섹션 제목: “한눈에 보는 포인트”1. 안과용 염색제란?
섹션 제목: “1. 안과용 염색제란?”안과용 염색제는 안구 조직이나 눈물을 선택적으로 가시화하기 위해 사용하는 약제의 총칭입니다. 외래 진단부터 수술실에서의 조직 식별까지 안과 진료의 모든 장면에서 활용됩니다.
용도에 따라 크게 두 가지로 분류할 수 있습니다.
전안부 진단용 염색제: 플루오레세인, 리사민 그린, 로즈벵갈의 세 가지가 대표적입니다. 각결막 상피 결손 검출, 눈물막 평가, 안구건조증 진단에 필수적입니다.
후안부 및 수술용 염색제: 트리판 블루, 인도시아닌 그린(ICG), 트리암시놀론 아세토니드, 브릴리언트 블루 G 등이 있습니다. 백내장 수술에서 전낭 염색, 유리체 수술에서 내경계막(ILM) 염색, 형광 안저 조영(FFA/ICGA)에 사용됩니다.
각 염색제는 고유한 염색 특성, 형광 파장 및 조직 친화성을 가지고 있습니다. 목적에 따라 적절히 사용하는 것이 중요합니다.
2. 주요 염색제의 종류와 특성
섹션 제목: “2. 주요 염색제의 종류와 특성”플루오레세인
섹션 제목: “플루오레세인”임상에서 가장 널리 사용되는 염색제입니다. 주황색 수용성 색소로, 구하기 쉽고 안전하며 자극이 적습니다.
형광 특성: 최대 흡수 파장은 약 490nm(청색광)입니다. 여기되면 520~530nm의 황록색 형광을 방출합니다. 코발트 블루 필터로 청색광을 조사하여 관찰합니다.
염색 원리: 플루오레세인은 세포 자체를 염색하는 것이 아니라 파괴된 세포 간극을 염색합니다. 정상 각막 상피는 치밀 결합이 발달하여 거의 염색되지 않습니다. 상피 결손부나 수분 투과성 항진 부위가 염색됩니다.
제형과 농도:
| 제형 | 농도 | 주요 용도 |
|---|---|---|
| 시험지 | 0.6~1mg | 안구 표면 염색 |
| 점안액 | 0.5~2% | 안구 표면 염색 |
| 주사액 | 10~20% | 형광 안저 조영술 |
주요 임상 적용:
- 각막 상피 장애 검출(궤양, 미란, 감염, 점상 표층 각막병증)
- 눈물막 파괴 시간(BUT) 측정
- 눈물 메니스커스 평가
- 압평 안압 측정(Goldmann 압평 안압계)
- 자이델 검사(관통성 안외상에서 방수 누출 확인)
- 존스 염색 소실 검사(비루관 개통성 확인)
- 형광 안저 조영술(FFA)
- 콘택트렌즈 피팅 평가
3% 이하 농도에서는 눈 자극을 일으키지 않습니다. 국소 사용 시 안독성이 없으며, 전안부 검사의 일차 선택입니다.
리사민 그린
섹션 제목: “리사민 그린”산성 합성 식용 색소입니다. 죽은 세포, 변성 세포, 점액사에 높은 염색 친화성을 보이며, 핵에 국한됩니다. 세포 간 접착이 파괴된 영역에서 염색이 증가됩니다.
흡수 특성: 가시광선 스펙트럼의 적색 끝(630nm)에서 흡수 피크를 가집니다. 레드프리 필터를 사용하면 투과 파장이 흡수되어 염색 부위가 검게 보입니다.
결막 상피 장애를 묘사하는 데 탁월하며, 구결막 염색에 선호됩니다. 눈꺼풀 와이퍼 상피병증(LWE) 평가 및 Marx line 관찰에도 유용합니다.
로즈벵갈에 비해 자극성이 낮고 세포 독성도 적습니다. 최근에는 로즈벵갈을 대체하는 염색제로 보급이 진행되고 있습니다. 단, 2% 이상의 농도에서는 불쾌감이 발생합니다. 콘택트렌즈와의 적합성은 없으므로 사용 후 생리식염수로 세척합니다.
로즈벵갈
섹션 제목: “로즈벵갈”플루오레세인의 할로겐 유도체입니다. 뮤신 코팅이 없는 각결막 상피나 변성 세포를 염색합니다. 전안구 눈물막에 의한 보호가 부족한 부위에서 흡수됩니다.
안표면 질환의 조기 발견에 있어 다른 염색제보다 우수한 것으로 간주되며, 안구건조증, 상윤부 각결막염, 상피형 헤르페스 평가에 사용되어 왔습니다. 단순포진바이러스-1에 대해 어느 정도 항바이러스 활성을 가지지만, 안과적 치료 목적은 아닙니다.
그러나 단점이 많습니다. 광독성이 있으며, 1% 용액이라도 점안 직후 따가운 통증과 작열감을 유발합니다. 염색 전 점안 마취가 필요합니다. 염색이 결막이나 안와 주위 피부에 남기 쉬우므로 검사 후 즉시 세안합니다. 인공눈물만 존재해도 염색 흡수가 방해됩니다.
일본에서는 시험지가 시판되지 않아 1% 자가 조정 용액을 사용합니다. 장점보다 단점이 많아 일상적인 사용은 감소하고 있으며, 리사민 그린이나 블루프리 필터 병용 플루오레세인 염색으로 대체되고 있습니다.
리사민 그린
로즈벵갈
Q
플루오레세인과 리사민 그린은 어떻게 구분하여 사용하나요?
A
플루오레세인은 각막 상피 결손 검출과 눈물막 평가에 최적입니다. 리사민 그린은 결막 상피 손상 묘사에 우수하며, 눈꺼풀 가장자리 닦개 상피병증(lid wiper epitheliopathy) 및 Marx선 평가에 유용합니다. 건성안 정밀 평가에서는 두 염료를 병용하는 ‘이중 생체 염색’이 시행되기도 합니다. 플루오레세인 스트립 1개와 리사민 그린 스트립 2개를 동시에 적용합니다.
수술용 염색제
섹션 제목: “수술용 염색제”후안부 수술 및 전안부 수술에서는 시인성이 낮은 조직을 염색하여 수술 조작을 보조하는 염색제가 사용됩니다.
트리판 블루: 전낭 염색(0.06%)에 사용되는 FDA 승인 염색제입니다. 낭을 투과하지 않으므로 염색되지 않은 수정체 피질과 대비되어 전낭을 시각화할 수 있습니다. 적색 반사가 약한 눈이나 섬모체 소대가 약한 눈에서 특히 유용합니다. 각막 내피에 대한 독성은 없으며 소아 백내장 수술에서도 안전한 것으로 간주됩니다. DSEK(데스메막 박리 내피 각막 이식술) 및 DALK(심부 전층 각막 이식술)에도 사용됩니다. 친수성 아크릴 IOL이 영구적으로 염색될 가능성이 있으므로 주의가 필요합니다.
인도시아닌 그린(ICG): IV형 콜라겐과 라미닌에 높은 친화성을 나타내며, ILM 염색(0.05~0.5%)에 사용됩니다. 정맥 주사 시 98%가 혈장 단백질과 결합하여 혈관 밖으로 확산되지 않으므로 ICG 형광 안저 조영술(ICGA)에서 맥락막 혈관 영상화에 사용됩니다. 분해(decomposition)로 인한 망막 독성이 문제이며, 광노출로 더욱 악화됩니다. 안내 사용은 FDA 승인을 받지 않았습니다. 요오드를 포함하지 않은 인프라시아닌 그린(IFCG)이 저독성 대안으로 주목받고 있습니다.
트리암시놀론 아세토니드: 합성 비수용성 스테로이드(40mg/ml)로, 유리체나 내경계막 등의 무세포 조직에 백색 결정으로 결합합니다. 유리체 절제술 중 후부 유리체의 시각화와 박리를 용이하게 합니다. 백내장 수술 중 후낭 파손 시 전방 내 유리체 끈 확인에도 이용할 수 있습니다. 망막 독성 보고는 없지만, 백내장 진행과 안압 상승의 위험이 있습니다.
브릴리언트 블루 G: ILM에 선택적 친화성을 보이는 염색제(0.025%)로, ILM 염색용으로 FDA 승인을 받았습니다. ERM을 염색하지 않아 ERM이 존재하는 경우 파란색 ILM 배경에 ERM이 떠오르는 ‘음성 염색’이 가능합니다. ERM 박리 후 재주입하여 ILM을 염색하는 ‘이중 염색’에도 활용됩니다. ICG에 비해 안전성이 높습니다.
트리판 블루
ICG
브릴리언트 블루 G
농도: ILM 염색 0.025%
대상: ILM (선택적)
FDA: 승인됨
특징: 음성 염색, 이중 염색
또한, 브로모페놀 블루(0.13~0.2%, ILM/ERM 염색, FDA 미승인)와 파텐트 블루(0.25%, ERM 중등도 친화성, ILM 저친화성, FDA 미승인)가 유리체 절제술에서 사용되기도 합니다. 둘 다 ICG보다 망막 독성이 낮은 것으로 알려져 있지만, 데이터는 제한적입니다.
3. 염색제의 임상 응용과 사용법
섹션 제목: “3. 염색제의 임상 응용과 사용법”각결막 상피 장애의 평가
섹션 제목: “각결막 상피 장애의 평가”플루오레세인 염색은 전안부 질환 평가에서 가장 기본적인 검사 방법입니다.
염색 절차 팁: 눈물 검사로서의 플루오레세인 염색에서는 눈물량을 최대한 변화시키지 않는 것이 중요합니다. 플루오레세인 검사지에 생리식염수 1~2방울을 떨어뜨리고 잘 흔든 후 물기를 제거합니다. 아래 눈물 메니스커스의 가장자리에 검사지가 살짝 닿도록 하여 염색합니다. 안구에 직접 닿지 않도록 주의합니다. 검사지를 세워서 접촉하면 점안량을 더욱 최소화할 수 있습니다. 점안 마취제는 미세한 상피 손상을 유발할 수 있으므로 사용하지 않는 것이 좋습니다.
염색 직후 관찰: 상피 결손부 및 최표층 상피 탈락 부위가 염색됩니다. 각막 궤양에서는 궤양의 범위가 명확해져 병세나 치료 경과 평가에도 유용합니다. 각막 감염증에서는 헤르페스 각막염의 수지상 병변과 아칸토아메바의 가성수지상 병변이 선명하게 관찰됩니다.
지연 염색: 염색 후 1분 이후에 발생하는 현상입니다. 상피 결손이 없더라도 약물 독성 등으로 tight junction이 저하되어 있으면 플루오레세인이 상피 내로 침투 확산되어 염색됩니다. 재발성 각막 상피 미란의 접착 불량 부위, 결막 상피의 각막 내 침입 부위, 약물 독성 각막증의 장벽 기능 장애 부위가 검출됩니다.
결막 상피 장애의 관찰: 결막에서는 배경이 흰색이므로 플루오레세인의 대비가 저하됩니다. 이 문제는 블루프리 필터(520~530nm 이상의 빛을 투과시키는 필터)를 장착하여 해결할 수 있습니다. 블루프리 필터를 사용하면 결막 상피 장애가 로즈벵갈 염색과 동등 이상으로 검출 가능해져 로즈벵갈을 사용하지 않아도 됩니다.
스코어링: 안구건조증의 진단과 중증도 평가에서는 2006년 안구건조증 진단 기준에 따라 이측 결막, 각막, 비측 결막의 3사분면에서 염색 정도를 03의 4단계로 평가하고, 합계 9점 만점 중 3점 이상을 이상으로 합니다. NEI(National Eye Institute) 척도에서는 각막 5구획에서 015점 평가를 시행합니다.
눈물막의 평가
섹션 제목: “눈물막의 평가”눈물막 파괴 시간(BUT): 플루오레세인 염색 후, 눈을 뜬 순간부터 눈물막이 파괴될 때까지의 시간을 초 단위로 측정합니다. 5초 이하를 비정상으로 간주합니다. 가볍게 눈을 감았다가 빠르게 뜨게 하여 3회 측정 후 평균을 냅니다. 강한 눈 감기는 마이봄샘을 압박하여 지질층을 변화시키므로 주의합니다.
눈물막 파괴 패턴: 최근 TFOD(눈물막 지향 진단) 개념이 보편화되었습니다. BUT 측정 시 눈물막이 파괴되는 패턴을 6가지 유형으로 분류하여, 안구건조증의 아형 진단 및 치료 선택(TFOT)에 활용합니다.
| 패턴 | 특징 | 시사하는 병태 |
|---|---|---|
| area break | 광범위한 면상 파괴 | 눈물 감소형 |
| line break | 각막 하방의 세로 선상 파괴 | 눈물량 감소 |
| spot break | 점상 파괴 | 각막 표면 이상 |
Area break는 눈물량의 극단적인 감소를 나타내며, 눈물점 플러그 삽입이 필요합니다. Line break는 눈물막의 얇아짐, spot break는 각막 표면의 물 젖음성 이상을 반영합니다.
압평안압측정
섹션 제목: “압평안압측정”Goldmann 압평안압계에서는 플루오레세인 염색이 필수적입니다. 블루 필터를 삽입하고 압평 프리즘을 각막에 접촉시키면 위아래로 플루오레세인 반원이 관찰됩니다. 두 반원의 내측 가장자리가 접하도록 드럼을 조절하여 안압을 읽습니다. 반원의 너비는 직경 3.06mm의 약 1/10(약 0.2mm)이 적절합니다. 과도한 염색은 너비가 두꺼워져 안압이 높게 측정되고, 부족하면 낮게 측정됩니다.
형광안저조영
섹션 제목: “형광안저조영”플루오레세인 형광안저조영(FFA): 10% 또는 20% 플루오레세인을 정맥 투여합니다. 플루오레세인의 약 70%는 혈장 단백질에 결합하고 나머지는 유리 상태로 존재합니다. 코발트 블루 여기 필터로 망막 및 맥락막 내 플루오레세인을 여기시키고, 황록색 배리어 필터로 반사된 청색광을 흡수하여 형광만 촬영합니다. 당뇨망막병증, 망막정맥폐쇄, 연령관련황반변성, 황반허혈 등 많은 질환 평가에 사용됩니다. 신기능 저하 환자에서는 용량을 절반 이하로 줄입니다.
ICG 형광안저조영(ICGA): ICG는 98%가 혈장 단백질에 결합하므로 혈관 밖으로 확산되기 어렵습니다. 적외광(근적외 영역)으로 여기되므로 중간 투명체 혼탁이 있는 눈에서도 FFA보다 선명한 영상을 얻을 수 있습니다. 맥락막 혈관 영상화에 뛰어나며, 폴립양맥락막혈관병증(PCV), 맥락막신생혈관, 후부포도막염 평가에 사용됩니다. ICG는 간에서 담즙으로 배설되므로 투석 환자에서도 시행 가능합니다.
4. 사용상 주의사항과 부작용
섹션 제목: “4. 사용상 주의사항과 부작용”전안부 염색의 주의점
섹션 제목: “전안부 염색의 주의점”염색 순서: 로즈벵갈 염색 자체가 각결막 상피 손상을 악화시키므로, 반드시 플루오레세인 염색을 먼저 시행하여 충분히 관찰한 후 로즈벵갈 염색으로 전환합니다.
플루오레세인: 국소 사용 시 3% 이하 농도에서는 안자극 및 안독성 없이 안전합니다. 단, 소프트 콘택트렌즈를 염색하므로 착용 중 사용은 피합니다.
리사민 그린: 콘택트렌즈와의 적합성이 없으므로 사용 후 생리식염수로 세척합니다.
로즈벵갈: 광독성이 있으며 염색이 잔류하기 쉬우므로 검사 후 신속히 세안합니다. 염색 전에 점안마취를 충분히 시행합니다.
형광안저조영의 부작용
섹션 제목: “형광안저조영의 부작용”형광안저조영(FFA)에서는 정맥 내 플루오레세인 투여로 인해 전신적 부작용이 발생할 수 있습니다.
검사 후 소변이 선명한 노란색으로 변하고, 피부 황색이 2-3시간 지속됩니다. 착색뇨가 다음 날까지 지속될 수 있음을 사전에 설명합니다. 드물게 플루오레세인이 전신 피부에 침투하여 가성황달(pseudojaundice)을 나타낼 수 있습니다 2). 의학 문헌상 플루오레세인 관련 사망 사례는 총 11건이 보고되었습니다 2). 부작용의 메커니즘으로 미주신경 반사, 약물 알레르기, 히스타민 유리, 불안 관련 연수 교감신경 방전, 직접적인 혈관 연축 독성 작용 등이 제시되고 있습니다 2).
Q
형광 안저 조영술(FFA)의 부작용에는 어떤 것들이 있습니까?
A
경미한 부작용으로 메스꺼움, 구토, 두드러기, 가려움증이 있으며, 약 10%에서 발생합니다. 심각한 것으로 아나필락시스 쇼크(약 1만 명 중 1명)가 있으며, 사망 사례도 보고되었습니다. 검사 후 피부 황색과 착색뇨가 일시적으로 나타나지만 무해합니다. 드물게 전신 피부가 형광을 나타내는 가성황달이 보고되었습니다. 알레르기 체질의 환자에서는 특히 주의가 필요합니다.
수술용 염색제의 주의점
섹션 제목: “수술용 염색제의 주의점”트리판 블루: 신속하게 씻어내지 않으면 전유리체와 후낭을 염색합니다. 보통 1-2주 내에 소실됩니다. 친수성 아크릴 IOL에 영구 염색 위험이 있으며 FDA 권장하지 않습니다.
ICG: 미용해 입자 제거를 위해 여과가 필요합니다. 광노출로 망막 독성이 악화됩니다. 황반원공을 통과하여 RPE를 손상시킬 가능성이 있습니다. 시신경 유두에 영구 침착 보고도 있습니다. 액체로 채워진 후안부에 주입하여 황반과의 접촉을 최소화합니다.
트리암시놀론: 유리체 내에 최대 40일간 잔류합니다. 백내장 진행과 안압 상승 위험이 있습니다. 안내염, 전방축농, 가성전방축농 보고가 있습니다.
5. 염색 원리와 형광 특성
섹션 제목: “5. 염색 원리와 형광 특성”플루오레세인의 형광 메커니즘
섹션 제목: “플루오레세인의 형광 메커니즘”형광(fluorescence)이란 분자가 낮은 파장의 빛을 흡수하여 높은 파장의 빛을 방출하는 현상입니다. 플루오레세인은 490nm 부근의 청색광을 흡수하여 520-530nm의 황록색 형광을 방출합니다.
임상에서는 코발트 블루 필터를 통한 청색광으로 여기합니다. 그러나 코발트 블루 필터의 최대 투과 파장은 390-410nm로 플루오레세인의 최대 흡수 파장(490nm)과 차이가 있어 여기는 최적이라고 할 수 없습니다 1). 관찰계에 블루 프리 필터(520-530nm 이상 투과)를 장착하면 반사 청색광이 차단되어 형광 대비가 향상됩니다.
각 염색제의 염색 원리
섹션 제목: “각 염색제의 염색 원리”플루오레세인: 유/수 분배계수는 0.5~0.6으로 원칙적으로 세포막을 어느 정도 통과할 수 있습니다. 그러나 정상 각막 상피의 표층 세포는 치밀연접(tight junction)이 발달되어 있어 세포 사이를 통과하지 못합니다. 또한 뮤신으로 코팅되어 있어 정상 각막은 거의 염색되지 않습니다. 상피 결손부에서는 기저막에 부착하여 형광을 발하고, 장벽 기능이 저하된 부위에서는 시간이 지남에 따라 침투하여 지연 염색(delayed staining)으로 나타납니다.
결막 상피는 각막 상피보다 장벽 기능이 약하여 시간이 지나면 플루오레세인이 투과하여 전체가 염색됩니다. 따라서 염색 후 즉시 소견을 관찰해야 합니다. 이러한 투과성 차이를 이용하면 각막 상피와 결막 상피를 구별할 수 있습니다(Marx 선 묘사, 결막 상피 침범 범위 확인).
로즈벵갈 및 리사민 그린: 둘 다 뮤신 코팅이 없는 각결막 상피나 변성 세포를 염색합니다. 로즈벵갈과 리사민 그린의 염색성은 거의 동일하지만, 임상적으로 리사민 그린이 자극이 적고 결막 상피 장애 검출에 더 적합합니다.
ICG: IV형 콜라겐과 라미닌에 높은 친화성을 보입니다. 이들은 망막 내경계막(ILM)에 고농도로 존재하므로 ILM이 선택적으로 염색됩니다. 정맥 주사 시 98%가 혈장 단백질과 결합하여 혈관 밖으로 확산되지 않는 것이 ICGA의 원리입니다. 그러나 분해(decomposition)로 인해 자가 증감 산화가 발생하여 망막 독성의 원인이 됩니다.
브릴리언트 블루 G: ILM에 선택적으로 흡수되지만 망막앞막(ERM)에는 흡수되지 않습니다. 이 특성을 이용하여 음성 염색(ILM의 파란색 배경에 대해 ERM을 부각)이 가능합니다.
6. 최신 연구 및 향후 전망
섹션 제목: “6. 최신 연구 및 향후 전망”플루오레세인 각막조영술(FCG)
섹션 제목: “플루오레세인 각막조영술(FCG)”기존 세극등을 이용한 플루오레세인 염색 평가에는 코발트 블루 필터의 여기 특성 한계, 각막 곡률에 의한 초점 심도 제한, 홍채 색상의 영향, 관찰자 의존성 등의 문제가 있습니다1).
Soifer 등은 광간섭단층촬영(OCT, Heidelberg Spectralis II)의 형광혈관조영(FA) 모드를 각막 영상으로 전용하는 “플루오레세인 각막조영술(FCG)“을 고안했습니다1). Spectralis II는 490nm 레이저로 최적의 여기를 수행하고 525nm 부근의 배리어 필터로 형광을 선택적으로 촬영합니다1). 55° 렌즈로 각막 전체(윤부에서 윤부까지)를 한 이미지에 초점을 맞출 수 있습니다1).
안구건조증 환자 50명과 건강한 대조군 10명을 대상으로 한 검증에서 FCG는 세극등 이미지에 비해 높은 평가자 간 일치도를 보였습니다. NEI 척도에 의한 각막 염색 점수의 급내상관계수(ICC)는 FCG에서 0.96, 세극등에서 0.86이었습니다(p<0.001)1).
밝은 색 홍채 환자에서 세극등 이미지 점수는 FCG보다 유의하게 낮았지만(6.11 vs 8.94; p=0.026), 어두운 홍채에서는 차이가 없었습니다(8.16 vs 8.25; p=0.961)1). 세극등에서는 청색광 반사가 밝은 색 홍채와 혼동되어 PEE 검출을 방해할 수 있지만, FCG는 홍채 색에 의존하지 않습니다1).
FCG는 널리 보급된 OCT-FA 장비를 활용하므로 임상 연구와 일상 진료 모두에서 각막 염색의 표준화와 수치화·자동화를 실현할 가능성이 있습니다1).
Q
형광 각막 조영술(FCG)은 기존 관찰법과 무엇이 다른가요?
A
FCG는 OCT 기기의 형광 조영 모드를 각막 촬영에 전용한 새로운 기법입니다. 490nm 레이저로 플루오레세인을 최적으로 여기시키고, 배리어 필터로 반사광을 제거하므로 세극등보다 고감도·고대비로 각막 상피 장애를 검출할 수 있습니다. 홍채 색에 영향을 받지 않고, 검사자 간 일치도도 높은(ICC 0.96 vs 0.86) 것이 큰 장점입니다.
7. 참고 문헌
섹션 제목: “7. 참고 문헌”- Soifer M, Azar NS, Blanco R, et al. Fluorescein CorneoGraphy (FCG): Use of a Repurposed Fluorescein Imaging Technique to Objectively Standardize Corneal Staining. Ocul Surf. 2023;27:77-79.
- Bertani R, Ferrarez CE, Perret CM, et al. The Fluorescent Patient: An Unusual Effect of Fluorescein Angiography. Cureus. 2021;13(5):e15011.
- Wolffsohn JS, Arita R, Chalmers R, Djalilian A, Dogru M, Dumbleton K, et al. TFOS DEWS II Diagnostic Methodology report. Ocul Surf. 2017;15(3):539-574. PMID: 28736342.