난시(astigmatism)는 안구의 굴절면이 구면이 아니라 경선 방향에 따라 굴절력이 달라, 외부의 한 점에서 나온 빛이 안구 내에서 한 점에 초점을 맺지 못하는 굴절 상태입니다. 어떤 경선에서 가장 강한 굴절력(강주경선)을 보이고, 이와 직각 방향에서 가장 약한 굴절력(약주경선)을 보입니다.
안구 광학계의 전체 난시는 각막난시와 수정체난시의 합입니다. 대부분은 각막난시가 차지합니다. 수정체 아탈구가 있는 경우 수정체난시가 강해집니다.
백내장 수술을 받는 환자의 체계적 문헌고찰에서 47%의 눈에 1.0D 이상의 기존 각막 난시가 존재합니다. 수술 전 각막 난시가 1.0D 이상인 경우는 약 1/3 정도이며, 이들은 토릭 인공수정체를 이용한 난시 교정의 좋은 적응증이 됩니다. 노화에 따라 직난시에서 도난시로 이동이 발생하므로, 백내장 수술을 받는 고령 환자에서는 도난시의 비율이 높아지는 경향이 있습니다.
난시는 부등시약시의 원인으로도 중요하며, 1.5D 이상의 난시 차이(난시성 부등시)나 2.0D 이상의 양안 난시는 약시 위험을 현저히 높입니다7). 소아에서는 2D 초과 난시에 대해 완전 교정 안경의 조기 착용이 경선 약시(meridional amblyopia) 예방에 효과적입니다7).
굴절 교정 수술을 받는 환자에서 난시의 유병률도 높습니다. SMILE 수술 대상 환자의 평균 난시 도수는 1~2D 정도이며, 수술 계획에서 난시 교정 축의 정확한 설정이 중요합니다2).
Q정난시와 부정난시의 차이는 무엇인가요?
A
정난시는 두 주경선이 서로 직각(90도)을 이루며, 각 주경선에서 굴절이 균일합니다. 원주렌즈(실린드리컬 렌즈)로 교정 가능합니다. 부정난시는 굴절면에서 굴절이 불규칙하여 주경선이 직각을 이루지 않거나 동일 경선에서도 굴절이 일정하지 않습니다. 원주렌즈로 교정할 수 없으며, 하드 콘택트렌즈로 각막 전면에 균일한 굴절면을 만들어 교정합니다. 원추각막, 각막 반흔, 익상편, 각막 수술 후 등이 주요 원인입니다.
각막 난시의 대부분은 선천적인 각막 형태의 비대칭성에 의한 것입니다. 안구 광학계의 전체 난시 중 대부분을 각막 난시가 차지합니다.
노화와 난시의 변화
젊은층~중년층에서는 직난시(WTR)가 많지만, 노화에 따라 도난시(ATR)로의 전환이 발생합니다 5). 이는 노화에 따른 수정체 주변부 경화와 안검 압박의 영향으로 각막 경선 방향이 변화하기 때문으로 생각됩니다. 백내장 수술을 받는 고령 환자에서는 도난시가 상대적으로 많아집니다.
불규칙 난시의 원인
불규칙 난시는 원추각막, 각막 반흔(감염증·외상 후), 익상편, 각막 수술 후, 안표면 질환(안구건조증·알레르기) 등으로 인해 발생합니다. 각막 형태 분석 장치가 없으면 판단이 어렵고, 불규칙 난시의 유무 평가에는 각막 형태 분석이 필수입니다.
수술 후 난시의 원인
백내장 수술·각막 이식 후에는 수술 후 난시가 발생합니다. 각막 윤부 절개(LRI), 펨토초 레이저 아치형 절개(FLACS-AK), 봉합 유발 난시 등이 관여합니다. 봉합을 사용한 낭외 적출술 후의 난시는 발사(봉합 제거)로 경감될 수 있지만, 예측성이 낮은 점에 주의가 필요합니다.
난시안에서 Oculus Keratograph 5M을 이용한 각막 지형도: 플라시도 디스크 이미지(왼쪽) 및 축방향 곡률 컬러 맵(오른쪽)
Kamari M, et al. Diagnosis of Dry Eye Disease Using Ocular Imaging Techniques. Diagnostics (Basel). 2021;11(8):1466. Figure 1. PMCID: PMC8392046. License: CC BY.
Oculus Keratograph 5M을 이용한 각막 지형도 검사: 왼쪽은 플라시도 디스크의 동심원 고리가 각막 전면에 투영된 촬영 이미지로, 정난시에서는 타원형으로 변형된 링 패턴이 관찰됩니다. 오른쪽은 축방향(시상면) 곡률의 컬러 맵으로, 굴절력이 강한 방향과 약한 방향이 대칭적으로 분포하는 나비넥타이(bow-tie) 패턴을 보여줍니다. 이는 본문 ‘진단 및 검사 방법’ 항목에서 다루는 각막 형태 분석(지형도)에 해당합니다.
난시의 정량에는 구면도수·원주도수·축의 세 요소 외에 Thibos의 power vector 분석도 활용된다. 구면 등가(M)·Jackson 교차 원주 성분(J0: 수직-수평 난시)·Jackson 교차 원주 성분(J45: 사난시)의 세 성분으로 난시를 기술하고, 치료 전후의 난시 변화를 3차원적으로 평가하는 방법이다9). 특히 토릭 IOL의 수술 후 평가에서 잔여 난시와 잔여 축의 벡터 분석이 축 어긋남 양의 추정이나 재수술 계획에 유용하다.
Alpins법은 토릭 IOL·LASIK·LRI 등의 난시 교정 수술 전후 평가에 사용되는 통계적 분석법이다. 목표 교정량(target induced astigmatism: TIA)·실제로 달성된 교정량(surgically induced astigmatism: SIA)·잔여 난시(difference vector: DV)의 세 벡터로 구성되며, 교정 지수·오차 지수·성공 지수 등을 산출할 수 있다9). 수술 후 평가에서 단순한 난시 도수 비교가 아니라 축의 변화도 포함한 포괄적 평가가 가능한 점이 특징이다.
백내장 수술 후에는 수정체가 적출되었으므로 수술 후 난시의 대부분이 각막 난시이다. 자동 각막 곡률계 수치만으로 판단하지 말고 각막 형태 분석을 이용하여 불규칙 난시의 유무를 확인하는 것이 중요하다6). 성인 백내장 PPP에서는 수술 후 잔여 난시의 목표를 0.5D 이하로 하고 있다6).
잔여 난시 >0.75D이고 환자 증상 있음 → 추가 치료 고려 (레이저 교정, IOL 재위치 조정)
토릭 IOL 삽입 후 IOL 축 정렬 확인에는 세극등 조명과 전안부 OCT가 유용합니다. 수술 후 조기(1주 이내)에 축을 확인하면 회전 교정 성공률이 높으며, 3개월 이후에는 수정체낭 섬유화로 재위치 조정이 어려울 수 있습니다 4).
Q각막 형태 분석이 왜 중요한가요?
A
각막 형태 분석 장치는 불규칙 난시를 검출하고 규칙 난시와 감별하는 데 필수적입니다. 토릭 IOL은 규칙 난시만 교정하므로 불규칙 난시가 있으면 적응증이 아닙니다. 또한, 높은 후각막 난시(PCA ≥0.5D) 증례에서는 전각막 난시(TCA)를 고려한 IOL 계산이 정확도 향상에 중요하며, Scheimpflug 촬영을 통한 후각막 형태 평가가 권장됩니다 5).
굴절 교정 수술에 의한 난시 교정은 장기적으로 교정 효과가 약해질 수 있습니다. 특히 도난시(against-the-rule) 예에서는 노화에 따른 도난시화가 더해져 재수술을 고려할 수 있습니다. LASIK의 경우 잔여 각막 두께에 주의합니다.
근거 기반 각막굴절 교정 수술 가이드라인(SMILE)에서는 등가 구면 도수 10D 이하(근시 10D 이하, 난시 3D 이하)가 적응으로 간주됩니다2). LASIK 및 PRK는 근시성 난시와 원시성 난시 모두에 적응이 있지만, 원시 교정의 퇴행 위험은 근시 교정보다 큽니다1). 펨토초 레이저 아치형 절개(FLACS-AK)의 5년 성적에서는 수술 전 평균 1.63 D의 난시가 수술 후 0.53 D로 유의하게 감소하고 5년 후에도 0.55 D로 안정적임이 나타났습니다3).
SMILE(소절개 렌티큘 추출술)은 근시성 난시에 적극적으로 사용됩니다. KLEx(각막굴절 렌티큘 추출술) 가이드라인에서는 난시 교정량은 최대 3D까지 권장되며, 잔여 각막 두께 250μm 이상 및 플랩 두께와 잔여 간질층의 합을 중시하는 설계가 기본입니다2). LASIK과 비교하여 플랩 합병증을 피할 수 있고, 각막 신경 보호 및 생체역학적 안정성 측면에서도 우수한 것으로 간주되지만, 난시 축의 정밀 설정에는 술자의 숙련이 필요합니다.
전안부 OCT 측정 결과에 기반하여 레이저 조사 디자인을 설계하므로, 수동 절개보다 절개 정밀도와 깊이 균일성이 높습니다.
Pham 등(2025)은 34안을 대상으로 한 5년 추적 코호트 연구에서 FLACS-AK와 백내장 수술을 동시에 시행하여 수술 전 평균 각막 난시 1.63±0.886D가 수술 후 3개월에 0.53±0.628D로 유의하게 감소하고(p=0.001), 5년간 안정적(5년 후 0.55±0.624D)임을 보여주었습니다3). UDVA 20/25 이상 달성률은 67.6%로 5년간 변화가 없었으며, MRSE가 ±0.50D 이내인 비율은 5년 후 91.2%에 도달했습니다3).
Q토릭 IOL의 축이 어긋나면 어떻게 됩니까?
A
1도의 축 어긋남으로 교정 효과가 약 3.3% 감소하고, 30도 어긋나면 효과가 거의 소실된다. 30도 이상의 큰 축 어긋남에서는 비토릭 IOL보다 수술 후 시기능이 저하될 가능성이 있다. IOL 회전은 수술 후 1시간부터 다음 날 이른 시기에 발생하기 쉬우며, 수술 종료 시 낭내 고정의 안정성이 중요하다. 긴 안축장안에서는 IOL 파워가 낮고 광학부가 얇아 회전하기 쉬우며, 수정체낭 확장링(CTR)의 동시 삽입이 효과적이라는 보고가 있다. 축 어긋남이 확인되면 조기에 재위치 맞춤 수술을 고려한다.
난시안에 입사한 빛은 강주경선 방향으로 앞쪽에 결상(전초선)되고, 약주경선 방향으로 더 뒤쪽에 결상(후초선)된다. 이 두 초선 사이에 최소착란원(circle of least confusion)이 형성된다(Sturm의 코노이드). 등가구면(spherical equivalent)은 강주경선과 약주경선의 평균 굴절값이며, 최소착란원 위치에서의 굴절 상태에 해당한다.
후부 각막은 음의 굴절력을 가지며, 그 급경선은 많은 눈에서 수직 방향에 위치한다. 따라서 PCA는 전부 각막 난시와 반대 방향으로 작용하는 경우가 많다. 직난시안에서는 PCA가 전부 난시를 일부 상쇄하고, 도난시안에서는 PCA가 전부 난시에 가산된다.
Jin 등(2023)은 높은 PCA(≥0.5D)를 가진 62안을 대상으로 한 후향적 연구에서, TCA를 이용한 토릭 IOL 계산을 시행한 경우 ATR군(교정지수 1.14±0.29)과 WTR군(교정지수 1.25±0.18) 모두에서 수술 후 과교정이 발생함을 보고하였다5). ATR군의 오차량은 0.22±0.52D(p=0.03), WTR군은 0.65±0.60D(p=0.00)로, 모두 과교정 방향으로 유의하게 벗어나 있었다5). WTR안에서의 과교정은 축이 반전되어 수술 후 도난시 상태를 초래하므로, TCA에 기반한 토릭 IOL 계산은 ATR안에 권장되지만, WTR안에서는 특히 주의가 필요하다5).
젊은 사람에서는 직난시(WTR)가 많지만, 노화에 따라 도난시(ATR)로 이동합니다. 이는 노화에 따른 수정체 주변부 경화와 안검 압박의 영향으로 각막 경선 방향이 변화하기 때문으로 생각됩니다. 이러한 이동은 토릭 IOL 도수 계산이나 LRI 계획에서도 고려해야 할 요소입니다.
난시의 ATR 이동 속도는 노화와 함께 가속화되어 60대 이후에 특히 두드러집니다. 이 이동은 IOL 계산 시 미래의 난시 변화를 고려한 계획(목표 잔여 난시를 직난시 쪽으로 약간 남기는 등)의 근거가 됩니다4). 긴 안축장(고도 근시)에서는 ATR로의 전환이 빠른 경향이 있어, 이러한 증례에서 토릭 IOL 계산은 더 신중한 평가가 필요합니다4).
3D 이상의 난시에서는 강주경선 방향의 시력 발달이 억제되는 경선 약시(meridional amblyopia)의 존재가 고려됩니다. 2D를 초과하는 난시에서는 완전 교정을 상용화하는 것이 시력 발달에 중요합니다. 조기 발견 및 조기 교정을 통해 좋은 시력 교정을 기대할 수 있습니다.
약시 PPP(2022년 개정)에서는 난시성 부등시(한쪽 눈만의 강한 난시) 1.5D 이상이 약시 위험 인자로 인식되어, 굴절 스크리닝(포토스크리닝)을 통한 조기 발견이 권장됩니다7). 특히 사난시(축이 45도·135도 근처)에서는 정면 시력에 비해 주변 시·이동 시의 시기능 저하가 발생하기 쉽습니다.
난시에 대한 조절 마비하 굴절 검사에서는 원주 도수·축의 정확한 평가가 필수적입니다. 아트로핀 점안 전후의 원주 도수·축 변화가 큰 경우에는 수정체 난시의 관여를 의심합니다. 무수정체안·인공수정체안에서는 각막 난시가 거의 전체 난시를 차지합니다6).
원추각막은 진행성 각막확장증으로, 현저한 불규칙 난시를 나타냅니다. Scheimpflug 촬영(Pentacam 등)을 이용한 단층촬영에서는 후면 돌출·얇아짐·Amsler 그리드 양성 등의 특징적 패턴이 인정됩니다. KLEx(SMILE) 가이드라인에서는 원추각막 의심 예(후면 최대 높이 ≥16μm 등)를 금기로 하여 엄격한 수술 전 스크리닝을 의무화하고 있습니다2).
수술 중 무수정체안 또는 유수정체안의 굴절 상태를 실시간으로 측정하여 최적의 IOL 도수와 축을 안내하는 시스템입니다. IA와 Barrett Toric 계산기는 모두 75%의 눈에서 0.5D 미만의 잔여 난시를 달성하여 수술 전 계산군의 53%를 상회합니다. 실시간 수정으로 재수술 위험 감소가 기대되지만, 전용 장비와 추가 시간이 필요합니다 4).
수술 전 상세한 각막 이미징과 환자 특유의 굴절 프로파일에 기반한 개별화 IOL 개발이 진행되고 있습니다. 굴절 이상의 유전적 배경을 규명하고 개인의 눈 특성에 따른 치료 계획을 세우는 정밀 의학(personalized medicine) 접근법이 모색되고 있습니다 4).
KLEx 가이드라인에는 SMILE에 의한 난시 교정 성적을 LASIK과 비교한 체계적 검토가 포함되어 있습니다 2). 난시 교정 정확도(잔여 난시 0.5D 이내 달성률)는 SMILE에서 7590% 정도로 보고되며, LASIK(7085%)과 동등하거나 약간 우월합니다. 다만 난시 축의 예측성은 SMILE보다 LASIK이 다소 안정적이라는 보고도 있습니다.
SMILE 난시 교정에서는 축 정밀도 관리에 과제가 있으며, 수술 전 디지털 안구 회전 추적과 수술 중 노모그램 조정이 정확도 향상의 핵심입니다. 펨토초 레이저 조사 위치의 미세한 오차가 난시 잔여에 직접 연결되므로, 수술 경험과 기술 숙련이 필수적입니다 2).
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