망막 신경섬유층 광학 텍스처 분석(ROTA)

이 기사의 요점

망막신경섬유층 광학 텍스처 분석(ROTA)은 OCT 스캔에서 RNFL 두께와 반사율을 통합하여 광학 텍스처 시그니처를 계산하는 새로운 진단 파라미터입니다. ROTA는 기존 RNFL 두께 측정이나 무적색 사진으로 검출하기 어려운 RNFL 결손을 높은 민감도로 검출합니다. ROTA의 녹내장 검출 민감도는 98.9%, 특이도는 94.3%로 보고되었습니다. 시판 OCT 장치에서 얻은 데이터로 분석 가능하며, 임상 적용 가능성이 높습니다.

1. 망막신경섬유층 광학 텍스처 분석(ROTA)이란?

망막신경섬유층 광학 텍스처 분석(ROTA)은 새로 개발된 영상 분석 파라미터입니다. 표준 OCT 스캔에서 RNFL 두께와 반사율을 모두 수집하여 광학 텍스처 시그니처를 계산합니다.

녹내장의 구조적 손상 검출에는 OCT RNFL 두께 측정과 무적색 사진이 표준적으로 사용되어 왔습니다²⁾³⁾. 그러나 OCT의 측정 정밀도에는 한계가 있으며, 녹내장과 정상을 완전히 구별할 수 없습니다¹⁾. ROTA는 이러한 기존 방법의 한계를 극복할 가능성이 있습니다.

항목	기존 OCT RNFL 분석	ROTA
평가 대상	RNFL 두께만	두께 + 반사율
분석 범위	시신경유두 주위 원주	광범위 래스터 스캔

ROTA의 장점은 궁상섬유속, 유두황반섬유속, 비측방사상섬유속의 주행과 광학적 텍스처를 포함한 넓은 영역을 밝힐 수 있다는 점에 있습니다. 또한 ROTA 알고리즘은 망막 혈관과 RNFL을 구별할 수 있습니다.

시판되는 OCT 장치에서 얻은 측정값으로 분석 가능하므로 기존 임상 현장에 쉽게 적용할 수 있습니다.

Q ROTA는 기존 OCT 분석과 어떻게 다른가요?

A

기존 OCT 분석은 RNFL 두께의 정량적 측정이 중심이며, 시신경유두 주변 원주 스캔에서 얻은 수치를 정상 데이터베이스와 비교합니다²⁾³⁾. ROTA는 RNFL 두께에 더하여 반사율(광학 밀도)을 통합하여 광학적 텍스처 시그니처로 계산합니다. 이를 통해 궁상섬유속과 유두황반섬유속을 포함한 광범위한 축삭섬유속의 주행 패턴을 시각화할 수 있으며, 기존 방법으로는 탐지하기 어려운 미세한 RNFL 결손의 검출이 가능합니다.

4. 진단 및 검사 방법

ROTA 알고리즘 절차

ROTA 분석은 다음 절차로 수행됩니다.

1. OCT로 시신경유두 주변 및 황반을 포함하는 래스터 스캔을 획득합니다
2. RNFL의 전방 경계와 후방 경계를 분할합니다
3. RNFL의 반사율과 두께 측정값으로부터 광학적 텍스처 시그니처(S_xy)를 계산합니다
4. 텍스처 분석 맵을 생성하고, 기계 학습 알고리즘이 RNFL 이상을 탐지합니다

광학적 텍스처 시그니처는 망막 위치(x, y) 및 깊이(z)에서의 광학 밀도 측정값을 사용하여 계산됩니다. 감마 변환 함수, 감마 보정 함수, RNFL 조직 두께에 비례하는 프리셋 상수 등의 매개변수가 사용됩니다.

기존 표준 방법과의 비교

ROTA의 장점

광범위한 평가: 궁상섬유속, 유두황반섬유속, 비측방사상섬유속의 주행과 광학적 텍스처를 포괄적으로 평가할 수 있습니다

혈관과의 구별: 망막 혈관과 축삭 섬유 다발은 고유한 광학 텍스처 시그니처를 가지므로 ROTA가 이들을 구별합니다.

안축장 보정: 알고리즘이 안축장을 보정하므로 근시안에서 위양성이 적습니다.

실현 가능성: 시판 OCT 장치의 데이터로 분석 가능하며, 새로운 장비 도입이 필요하지 않습니다.

ROTA의 한계

중간 투명체 혼탁: 백내장 등의 중간 투명체 혼탁이 있는 눈에서는 이미지 품질이 저하됩니다.

움직임에 의한 인공물: OCT 촬영 시 움직임이 분석 정확도에 영향을 미칩니다.

주관적 해석: RNFL 결손의 해석은 레드프리 사진과 마찬가지로 주관적 요소를 포함합니다.

임상 구현 진행 중: 상용 소프트웨어에의 구현은 아직 널리 보급되지 않았습니다.

OCT를 이용한 RNFL 평가의 표준 방법

현재 RNFL 평가에는 SD-OCT 및 SS-OCT가 널리 사용됩니다¹⁾²⁾³⁾. 유두주위 RNFL 두께, 시신경 유두, 황반 내층의 세 가지 매개변수 그룹이 측정됩니다²⁾³⁾.

OCT 측정 결과는 “정상 범위”, “경계선”, “정상 범위 밖”의 세 단계로 판정됩니다³⁾. 그러나 정상 범위 밖 판정이 반드시 녹내장을 의미하는 것은 아니며, 임상적 맥락에서의 해석이 필수적입니다²⁾³⁾. 고도 근시안이나 경사 유두에서는 인공물이나 분할 오류가 발생하기 쉽습니다²⁾³⁾⁵⁾.

구조 평가와 시야 검사의 일치도는 부분적이므로, 하나의 검사만으로 녹내장을 진단하는 것은 피해야 합니다^2)3)4)5).

Q ROTA는 임상에서 널리 사용됩니까?

A

ROTA는 현재 연구 단계의 기술이며, 상용 OCT 소프트웨어에 광범위하게 구현되지는 않았습니다. 그러나 ROTA의 알고리즘은 상용 OCT 장치에서 얻은 표준 데이터로 작동하므로 기술적으로 기존 임상 현장에 도입 가능합니다. 향후 소프트웨어의 상용화와 검증 연구의 축적이 임상 보급의 열쇠가 될 것입니다.

6. 병태생리학 및 상세 발병 기전

RNFL의 구조적 기반

녹내장에서는 망막신경절세포 손상으로 인해 그 축삭인 RNFL이 소실됩니다¹⁾. 전체 망막신경절세포의 약 50%는 황반부 중심 20° 영역에 집중되어 있으며, 조기 녹내장에서도 약 50%의 망막신경절세포가 소실됩니다.

RNFL 평가 대상층으로 RNFL, 신경절세포층(GCL), 내망상층(IPL)의 세 층이 있으며, 이를 신경절세포복합체(GCC)라고 합니다⁶⁾. 일부 기기는 GCL+IPL 복합체(GCIPL)를 진단 파라미터로 사용합니다.

OCT를 이용한 RNFL 평가의 원리와 한계

정량적 평가법

cpRNFL 두께: 시신경유두 주위 원주 스캔으로 RNFL 두께를 측정합니다. TSNIT 그래프로 표시되며, 정상안에서는 상하 방향으로 이봉성 패턴을 보입니다¹⁾.

두께 지도(thickness map): 래스터 스캔에서 시신경유두 주위 RNFL 두께를 지도로 표시합니다. 국소적인 RNFL 얇아짐 부위 검출 민감도가 가장 높습니다.

유의성 지도(significance map): 정상 데이터베이스와 비교하여 이상 부위를 색상으로 표시합니다. 위양성(red disease)에 주의가 필요합니다.

BMO-MRW: 브루크막 개구부를 기준으로 한 테두리 폭 평가. 재현성이 우수합니다.

측정 시 주의사항

바닥 효과(floor effect): 진행된 녹내장에서는 OCT 측정값이 더 이상 변하지 않습니다. 황반 파라미터가 RNFL 두께보다 바닥 효과 발현이 늦습니다³⁾⁶⁾.

연령 관련 변화: RNFL 두께는 연령에 따라 약 0.5 μm/년 얇아집니다. 대부분의 상용 소프트웨어는 연령 보정을 하지 않습니다²⁾³⁾.

기종 간 호환성: 다른 OCT 기종 간 측정값의 호환성은 없습니다¹⁾²⁾³⁾.

근시안의 영향: 고도 근시안에서는 배율 효과로 인해 RNFL 두께가 과소평가되어 위양성이 발생하기 쉽습니다¹⁾.

ROTA는 RNFL 두께뿐만 아니라 반사율 정보를 통합함으로써 이러한 기존 방법의 한계를 보완할 가능성이 있습니다. 특히 안축장 보정 기능을 통해 근시안에서의 위양성을 줄이고, 광범위한 섬유다발 주행을 가시화하여 바닥 효과의 영향을 덜 받는 분석이 기대됩니다.

7. 최신 연구 및 향후 전망

녹내장 검출 능력 검증

다안 연구에서 RNFL 결손이 있는 363명(531안)과 건강한 대조군 177명(315안)을 대상으로 ROTA, OCT, 무적색 사진을 비교했습니다. ROTA의 녹내장 검출 민감도는 98.9%(95% CI: 95.4–100.0%)로 무적색 사진의 79.3%보다 크게 높았습니다. 특이도는 ROTA가 94.3%(95% CI: 91.3–97.2%)로 유두주위 RNFL 두께의 87.9%, GC-IPL의 78.1%보다 높았습니다.

검출 방법	민감도	특이도
ROTA	98.9%	94.3%
pRNFL 두께	—	87.9%

고안압증에서의 조기 검출

Su 등의 연구에서는 고안압증 환자 600안을 평가했습니다. 시신경 유두 임상 검사 및 OCT 분석에서는 RNFL 결손을 보이는 경우가 전혀 없었지만, ROTA 분석에서는 10.8%에서 RNFL 결손이 검출되었습니다. 가장 흔한 결손 부위는 상방 궁상 섬유속이었습니다. 고령과 높은 패턴 표준 편차가 ROTA에서의 RNFL 결손과 유의하게 연관되었습니다.

초기 녹내장에서 유두황반섬유속의 관여

Leung 등의 다른 연구에서는 초기 녹내장(MD ≥ −6 dB) 204안을 검사했습니다. 71.6%에서 유두황반섬유속을 포함하는 RNFL 결손이, 17.2%에서 유두중심와섬유속을 포함하는 RNFL 결손이 관찰되었습니다. RNFL 결손은 반망막에 국한되지 않고 중심와와 황반도 침범했으며, ROTA가 이러한 광범위한 신경 손상을 밝혀냈습니다.

비녹내장성 시신경병증과의 감별

ROTA는 시신경유두 테두리 창백 영역에 해당하는 RNFL 섬유속 소실을 묘사할 수 있습니다. 비동맥염성 허혈성 시신경병증(NAION) 및 시신경염은 고유한 유두 테두리 창백 패턴을 가지므로, ROTA를 통한 녹내장과의 감별이 기대됩니다. 시신경유두 드루젠이나 RNFL 부종이 있는 경우에도 ROTA는 RNFL 결손을 식별할 수 있을 가능성이 있습니다.

향후 전망

• 대규모 다기관 연구를 통한 ROTA 진단 능력의 외적 타당성 검증
• 상용 OCT 소프트웨어에 ROTA 알고리즘 구현
• 종단 연구를 통한 녹내장 진행 검출 능력 평가
• AI 기반 자동 진단과의 통합

면책 사항

본 기사는 안과 의료 종사자를 대상으로 한 교육 목적의 정보 제공이며, 개별 진단·치료의 지침이 되지 않습니다. 실제 임상 판단은 담당 의사의 책임 하에 이루어져야 합니다.

Q ROTA는 근시안에서도 유효합니까?

A

ROTA 알고리즘은 안축장을 보정하는 기능을 가지고 있어, 기존 OCT 분석에서 문제가 되는 근시안에서의 위양성을 줄일 수 있습니다. 기존 RNFL 두께 측정에서는 고도 근시안에서 배율 효과로 인해 위양성이 발생하기 쉽지만¹⁾, ROTA에서는 안축장 보정을 통해 RNFL 결손이나 GC-IPL 이상의 위양성 검출이 적어지는 것으로 보고되었습니다. 다만 중간 투명체 혼탁이 있는 경우에는 화질 저하로 인해 정확도가 영향을 받습니다.

8. 참고문헌

1. 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.

2. European Glaucoma Society. Terminology and Guidelines for Glaucoma, 5th Edition. 2020.

3. European Glaucoma Society. Terminology and Guidelines for Glaucoma, 6th Edition. Br J Ophthalmol. 2025.

4. American Academy of Ophthalmology. Primary Open-Angle Glaucoma Preferred Practice Pattern®. 2020.

5. American Academy of Ophthalmology. Primary Open-Angle Glaucoma Suspect Preferred Practice Pattern®. 2020.

6. Geevarghese A, Wollstein G, Ishikawa H, Schuman JS. Optical coherence tomography and glaucoma. Annu Rev Vis Sci. 2021;7:693-726.