FDT (주파수 배증 기술)

한눈에 보는 포인트

1. FDT(주파수 배증 기술)란?

기본 원리

1 cycle/degree(c/d) 이하의 저공간 주파수 정현파 패턴을 15 Hz 이상의 고시간 주파수로 반전시키면 실제의 2배 주파수의 줄무늬로 지각됩니다. 이 착시 현상을 frequency doubling illusion이라고 합니다. FDT(frequency doubling technology)는 이 착시 현상을 시야 검사에 응용한 것입니다.

이 현상은 망막 신경절 세포의 M세포계(magnocellular계)의 비선형 반응이 관여하는 것으로 생각됩니다. M세포는 굵은 축삭 직경과 큰 세포체를 가지며, 전체 신경절 세포의 약 10~15%를 차지할 뿐입니다. 안압 상승에 취약하며 기능적 여유가 적어 녹내장의 조기 검출에 유리한 것으로 간주됩니다.

가이드라인에서의 위치

FDT는 단파장 자동 시야계(SWAP) 및 플리커 시야계와 함께 비전통적 시야계(non-conventional perimetry)로 분류됩니다¹⁾. 녹내장 진료 가이드라인 제5판에서는 “매우 초기 녹내장 진단에 유용할 가능성이 보고되었다”고 기술되어 있습니다²⁾.

그러나 표준 자동 시야계보다 조기에 녹내장성 시야 장애를 검출할 수 있다는 기대가 있었지만, 그 증거는 충분하지 않으며 현재 녹내장 관리에서는 거의 사용되지 않습니다⁵⁾. 주요 녹내장 임상 시험은 모두 SAP를 사용합니다⁴⁾. 원발 개방각 녹내장의 PPP에서도 FDT와 단파장 자동 시야계는 대체적 검사법으로 위치 지어져 있습니다³⁾.

Q FDT가 왜 조기 녹내장 검출에 유리한 것으로 간주됩니까?

녹내장에서는 M세포계(대형 망막 신경절 세포)가 조기에 손상되기 쉽습니다. M세포는 전체 신경절 세포의 약 10-15%만을 차지하며 기능적 여유가 적기 때문에 약간의 손상이라도 FDT로 검출할 수 있습니다. 그러나 가이드라인에서는 보조적인 위치에 머물러 있습니다.

4. 검사 방법과 장비

장비의 종류

FDT 시야계에는 1세대와 2세대가 있습니다.

1세대 FDT 스크리너

공간 주파수: 0.25 c/d

시간 주파수: 25 Hz

시표 크기: 10×10도 (중심 5도는 원형)

검사점: C-20 (17점), N-30 (19점)

굴절 교정: ±7D까지 불필요

검사 시간: 스크리닝 40-90초, 역치 4-5분

2세대 Humphrey Matrix

공간 주파수: 0.5 c/d

시간 주파수: 18 Hz

시표 크기: 5도 (더 작아져 검출력 향상)

검사점: 24-2, 30-2, 10-2, 황반에 해당

굴절교정: ±4D까지 불필요

역치 알고리즘: ZEST(베이즈 추정)

2세대에서는 시표를 작게 만들어 Humphrey 시야계의 30-2나 24-2 검사점에 해당하는 부위에 시표를 제시할 수 있게 되었다. 주시 모니터링 기능도 추가되었다.

검사 진행 방법

검사 시에는 “줄무늬 패턴이 보이면 응답 버튼을 누르세요”라고 설명한다. FDT 시표는 비교적 크기 때문에 ±6~7D의 굴절 이상이면 검사 결과에 큰 영향을 주지 않으며, 원칙적으로 굴절 교정은 필요하지 않다. 환자는 자신의 교정 렌즈를 착용한 상태로 검사를 받을 수 있다.

대비 감도는 0~~56 dB로 측정된다. 시표 제시 시간은 200~~400밀리초, 제시 간격은 무작위로 0~500밀리초이다.

스크리닝 프로토콜

FDT 스크리너의 스크리닝 프로토콜에는 다음 두 가지가 있다.

프로토콜	민감도	특이도
N30-1	78~92%	85~100%
N30-5	85~95%	80~90%

N30-1: 정상 인구의 99%가 감지할 수 있는 수준에서 시작합니다. 특이도가 높아 대규모 주민 선별검사에 적합합니다.
N30-5: 정상 인구의 95%가 감지할 수 있는 수준에서 시작합니다. 민감도가 높아 녹내장 환자의 조기 시야 결손 검출에 적합합니다.

결과 해석

FDT 시야 검사 결과는 데시벨(dB) 단위로 보고됩니다. 기본적으로 Humphrey 시야 검사와 동일한 구성입니다.

총 편차: 연령 보정된 정상 감도 역치와의 차이.
패턴 편차: 전체적인 감도 저하를 제거하고 국소 결손을 부각시킵니다.
평균 편차(MD): 시야 전체의 정상으로부터의 이탈.
패턴 표준 편차(PSD): 국소 결손의 지표.

선별 검사에서는 편차가 유의 수준 1% 미만, 2% 미만, 5% 미만, 5% 이상의 4단계 편차 확률 플롯으로 표시됩니다.

신뢰성 지표

위양성: 대비가 0인 시표에 반응한 경우.
위음성: 최대 대비의 시표에 반응하지 않은 경우.
주시 불량: 생리적 맹점 영역에서 대비 50%의 시표를 검출한 경우

각 지표는 3회 시행으로 산출되므로, 위양성이 하나라도 있는 검사는 재검을 권장합니다.

주의사항

백내장 등의 중간 투명체 혼탁이 FDT에 큰 영향을 미칩니다. 또한 일본의 대규모 역학 연구(다지미 연구)에서는 FDT 스크리너의 특이도는 높지만 초기 녹내장에 대한 민감도는 충분하지 않다는 보고가 있습니다.

Q FDT 검사에 굴절 교정이 필요한가요?

1세대 FDT 스크리너에서는 ±7D 이내, 2세대 Humphrey Matrix에서는 ±4D 이내이면 굴절 교정이 필요하지 않습니다. 환자는 자신의 안경을 착용한 상태로 검사를 받을 수 있습니다. 단, 백내장 등의 중간 투명체 혼탁의 영향을 받기 쉽습니다.

6. 원리의 상세: M세포계의 관여

frequency doubling illusion의 메커니즘

저공간주파수의 정현파 격자를 고시간주파수로 역위상 반전시키면 평균 휘도의 회색이 되지 않고, 2배 주파수의 줄무늬로 지각됩니다. 이 현상은 전통적으로 외측슬상체 M층의 M-y 세포의 비선형 반응에 특이적인 것으로 생각되어 왔습니다.

그러나 최근 연구에서는 비선형 반응을 보이는 신경절 세포의 독립적인 그룹이 실제로 존재하는지 의문시되고 있습니다. 주파수 배증은 망막이 아니라 시각 경로의 다른 곳(피질 등)의 메커니즘에 의한 것이라는 설도 제기되고 있습니다.

M세포계와 녹내장 조기 손상

녹내장에서 가장 초기의 신경 손상은 대직경 망막 신경절 세포(M-y 세포)의 소실에 기인하는 것으로 생각됩니다. M세포계는 전체 신경절 세포의 극히 일부이며 기능적 여유가 최소이므로, 약간의 세포 소실에도 기능 저하가 검출될 가능성이 있습니다.

녹내장성 시야 결손의 진행은 다음과 같이 특징지어집니다.

비측 계단: 상하 망막 신경섬유 주행의 비대칭성으로 인해 비측 영역에서 상하 감도 차이가 발생합니다.
궁상 암점: 중심와 주변 암점에서 Mariotte 맹점까지 궁상으로 감도 저하가 진행됩니다.
비측 돌파：궁상 암점과 비측 계단이 연결되어 중심 시야와 주변 시야가 분리됩니다.

표준 자동 시야계(SAP)와의 관계

FDT는 대비 감도를 측정하는 검사이며³⁾, 기존의 명도 식별역 측정(SAP)과 원리가 다릅니다. SAP(SITA-Standard)는 녹내장 관리의 권장 표준이며⁵⁾, FDT와 SWAP는 SAP가 정상인 경우 보조 검사로 위치하고 있습니다⁴⁾.

그러나 주요 녹내장 임상 시험은 모두 SAP를 사용하고 있으며, FDT나 SWAP가 SAP에 비해 명확한 우월성을 보인 연구는 없다고 알려져 있습니다⁴⁾.

7. 최신 연구와 향후 전망

FDT 진단 정확성에 관한 연구

Cello 등은 정상 254안과 녹내장 230안을 대상으로 한 전향적 연구에서 중등도~진행된 녹내장에 대한 FDT의 민감도와 특이도가 모두 97% 이상임을 보여주었습니다. 초기 녹내장에서 민감도는 85%, 특이도는 90%였습니다.

Medeiros 등의 종단 연구에서는 기준 시점에 SAP가 정상인 녹내장 의심 환자를 추적했습니다. 이후 SAP에서 시야 결손이 나타난 환자의 59%에서 SAP 이상에 앞서 최대 4년 전에 FDT 이상이 관찰되었습니다. 그러나 SAP 이상 사례의 18%에서는 재현 가능한 FDT 이상이 나타나지 않았습니다.

Quigley는 FDT에서 2개소 이상의 결손 부위가 있다는 기준을 사용할 때 녹내장성 시야 결손 검출에서 민감도 91%, 특이도 94%라는 최상의 성능을 얻었다고 보고했습니다.

집단 선별 검사의 과제

Boland 등은 국민건강영양조사(NHANES) 2005-2008년 참가자 6,797명의 데이터를 재분석하여, 집단 기반 환경에서 FDT의 민감도와 특이도가 모두 불충분하다고 결론지었습니다. 참가자의 25%가 FDT 검사를 완료하지 못한 점도 과제로 지적되었습니다.

새로운 전개

iPad 및 스마트폰 기반 FDT 검사가 개발되고 있습니다. 검증이 진행되면 더욱 컴팩트하고 휴대 가능한 검사로서 지역 기반 녹내장 선별 검사의 접근성 향상에 기여할 가능성이 있습니다.

또한 FDT는 신경안과 질환으로 인한 시야 결손 검출에서 SAP와 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 당뇨병 환자에서는 연령 일치 대조군에 비해 FDT 민감도가 감소한다는 보고가 있어 당뇨망막병증 선별검사에 적용 가능성이 시사됩니다.

Q FDT는 현재 녹내장 진료에서 어느 정도 사용되고 있습니까?

유럽녹내장학회(EGS) 가이드라인에 따르면, FDT는 SAP보다 조기 발견이 기대되었으나 충분한 근거가 확보되지 않아 현재 녹내장 관리에서는 많이 사용되지 않는다고 기술되어 있습니다⁵⁾. 일본에서는 주민 검진이나 종합 건강검진에서 FDT 스크리너가 사용된 실적이 있습니다. 주요 녹내장 임상시험은 모두 SAP를 사용하고 있으며, FDT의 위치는 보조적입니다⁴⁾.

8. 참고문헌

European Glaucoma Society. European Glaucoma Society Terminology and Guidelines for Glaucoma, 6th Edition. Br J Ophthalmol. 2025;109(Suppl 1):1-230.
日本緑内障学会. 緑内障診療ガイドライン（第5版）. 日眼会誌. 2022;126:85-177.
American Academy of Ophthalmology. Primary Open-Angle Glaucoma Preferred Practice Pattern. San Francisco: AAO; 2020.
American Academy of Ophthalmology. Primary Open-Angle Glaucoma Suspect Preferred Practice Pattern. San Francisco: AAO; 2020.
European Glaucoma Society. Terminology and Guidelines for Glaucoma, 5th Edition. Br J Ophthalmol. 2021;105(Suppl 1):1-169.