안과에서의 레이저 안전

한눈에 보는 핵심

레이저는 단색성, 평행성, 결맞음성을 가진 빛이며, 눈에 집속될 수 있어 특히 위험합니다.
FDA의 분류(I~IV)로 위험 수준이 정해지며, 의료용은 IV등급에 해당합니다.
레이저 손상의 주요 자각 증상은 섬광, 시력 저하, 암점, 변시증, 색각 이상입니다.
레이저로 인한 망막 손상에 대한 표준화된 치료 프로토콜은 없습니다.
반사광은 우발적 노출의 가장 흔한 원인이며, 마취 상태에서는 눈깜박임 반사가 크게 감소한다.
의료용 레이저의 합병증을 예방하려면 파장, 조사 직경, 조사 시간, 출력의 적절한 설정이 필수적이다.
패턴 스캔 레이저와 마이크로펄스 방법 같은 더 안전한 신기술이 이미 실제로 사용되고 있다.

1. 안과에서 레이저 안전이란 무엇인가

LASER는 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(자극 방출에 의한 복사 증폭)의 약자이다. 고대 문명에서 태양광을 의료에 이용한 데서 시작되어 현대의 정밀 레이저 치료로 발전했다.

레이저는 다음의 세 가지 특성을 가진다.

단색성(monochromatic): 단일 파장의 빛으로만 이루어진다.
평행성(collimated): 빛줄기가 퍼지지 않고 평행하게 진행한다.
결맞음(coherent): 빛의 위상이 맞아 서로 강화한다.

이러한 특성 때문에 레이저는 태양보다 수백만 배 높은 복사휘도를 가진다. 눈은 레이저를 망막의 작은 영역에 100배 이상 집중시키므로, 안과 영역에서는 특히 안전 관리가 중요하다¹.

레이저의 생체 작용은 크게 파괴(disruption), 광절제(photoablation), 응고(coagulation), 열효과(hyperthermia), 광화학 반응(photochemical reaction)의 다섯 가지로 나뉜다.

눈 안에서 레이저광을 흡수하는 색소(chromophore)에는 다음이 있다.

망막색소상피(RPE)의 멜라닌
혈관 내 산화형 및 환원형 헤모글로빈
포도막의 멜라닌
황반 색소의 잔토필
물

레이저는 거의 모든 의학 분야에서 사용된다. 널리 쓰이게 되면서 안일해지기 쉬우므로, 레이저 수술도 위험을 동반하는 의료행위임을 항상 기억해야 한다.

안과에서 주로 사용하는 레이저를 파장 범위별로 나타낸다.

파장 범위	대표적인 레이저	주요 용도
자외선 영역(193nm)	엑시머(ArF)	굴절 교정(LASIK), 각막 혼탁 치료
근자외선~근적외선	펨토초	LASIK 플랩, 백내장 수술 보조
가시광선(녹색~적색)	아르곤, 크립톤, 다이오드	망막 광응고, 홍채 절개, 섬유주성형술
근적외선(810 nm)	반도체(다이오드)	경공막 모양체 광응고, 경공막 망막 광응고
적외선(1,064 nm)	Nd:YAG	후낭 절개, 경공막 모양체 광응고
원적외선(10.3μm)	이산화탄소(CO₂)	눈꺼풀 피부 절개

Q 레이저 빛은 일반 빛과 어떻게 다른가?

일반 빛은 여러 파장을 포함하고 사방으로 퍼지지만, 레이저 빛은 단일 파장, 평행성, 결맞음이라는 세 가지 특성을 가진다. 그래서 확산되지 않고 높은 밝기를 유지한 채 멀리까지 도달하며, 눈에 초점이 맞춰지면 망막에 집중된 에너지를 준다.

2. 주요 증상과 임상 소견

자각 증상

급성 고밀도 레이저 노출에서는 먼저 밝은 섬광을 보게 되고, 이어서 광독성(phototoxicity)으로 인한 시력 저하가 생긴다. 주요 자각 증상은 다음과 같다.

섬광: 노출 직후 강한 빛을 본다.
시력 저하: 광독성이나 망막 손상으로 생긴다.
시야 암점(scotoma): 손상 부위에 해당하는 시야 결손.
광과민(photophobia): 빛에 대한 과민.
변시증(metamorphopsia): 물체가 찌그러져 보인다.
이색시증(dyschromatopsia): 색각 이상.
일시적인 눈 통증과 두통: 급성기에 나타난다.

증상은 한쪽 눈에만 나타나거나, 양쪽 눈에 비대칭적으로 나타나는 경우가 많다. 만성 통증, 충혈, 자극감은 레이저 손상으로 인한 것이 아니며, 다른 원인을 시사한다.

임상 소견(의사가 진찰에서 확인하는 소견)

산동 후 안저검사에서 조직 출혈, 천공, 반흔 형성을 확인한다. 영상 검사에는 AOSLO, FA, 안저 자가형광, OCT를 사용한다. 손상 부위와 소견은 파장대에 따라 다르다.

파장대	대표적인 레이저	주요 안구 소견
450〜480nm(청색)	청색 레이저	외층 망막 결손, 전층 황반원공, 황반부종
520~536nm(녹색)	아르곤 그린	외층 망막 결손, RPE 파괴 및 반흔화
630~670nm(빨강)	He-Ne, 다이오드 적색	RPE 병변, 파괴, 위축
1,064nm(근적외선)	Nd:YAG	각막 상피 손상, 황반 출혈, 전층 황반원공

Nd:YAG 레이저에 의한 망막 손상은 특히 주의가 필요하다. 파장 1,064nm는 보이지 않기 때문에 사고가 쉽게 발생하며, 실험실에서 보호안경을 쓰지 않았을 때의 오발사도 많다. 이로 인해 우성안의 중심와 손상이 생기고, 망막 혼탁 병변, 망막하 출혈, 황반원공이 형성된다. 보고된 사례에서는 급성기에 스테로이드 치료를 해도 시력 예후가 개선되지 않는 경우가 있었고, 장기 추적에서 망막전막 형성과 시력 20/100의 잔존이 보고되었다².

각종 영상검사의 특징은 아래와 같다.

OCT: 내층·외층 망막, RPE, 맥락막 수준의 이상을 마이크로미터 단위로 검출한다. 황반원공과 바닥 반사 증가를 확인한다.
FA: 선상 줄무늬 소견과 저형광에서 과형광 RPE 윈도우 결손으로의 시간 경과를 관찰한다.
암슬러 차트: 변시증, 중심 및 중심주위 암점 발견에 유용하다.
험프리 시야검사 10-2: 국소 중심 암점 발견에 민감도가 높다.

Q 레이저 손상에서는 어떤 시각 이상이 생기나요?

고밀도 레이저에 급성 노출되면 섬광 뒤에 시력 저하가 나타난다. 이후 손상 부위에 해당하는 암점, 변시증, 색각 이상이 지속될 수 있다. 만성 통증이나 충혈은 레이저 손상과 다른 원인을 시사하므로 감별이 필요하다.

3. 원인과 위험 요인

의료용 레이저 노출

의료용 레이저는 시술자가 풋 페달로 조절하고 광섬유를 통해 전달한다. 조준빔(aiming beam, 표적용 레이저)을 갖출 수 있다. 전달 장치에는 슬릿램프, 수술현미경, 안구 내 프로브와 간접 검안경이 있다. 전달 시스템은 경동공, 경공막, 안구 내, 표면 조사로 4가지로 분류된다.

비의료용 레이저 노출

지역사회(레이저 포인터, 스캐너, 프로젝터): 출력은 보통 약하고 일시적이지만, 온라인에서 구할 수 있는 고출력 휴대용 레이저가 광수용체 손상, 황반 원공, 망막 출혈을 일으킨다고 보고되었다³⁴.
실험실·산업(절단, 용접): 고강도. 장비 사용 지침을 따르지 않을 때 발생한다.
군용 레이저: 경비, 전술, 통신에 활용된다. 실명을 일으키는 레이저 무기는 제네바 협약과 1995년 유엔 의정서에서 금지되어 있다.
항공기 레이저 조사: 미국에서는 불법이다. 주된 문제는 주의 산만과 일시적인 시야 장애이며, 직접적인 눈 손상은 드물다.

모든 환경에서 레이저 손상은 과소보고될 수 있다.

위험도 및 FDA 등급 분류

반사광이 우발적 노출의 가장 흔한 원인이다. 수술 기구, 콘택트렌즈, 각막에서의 반사가 문제가 된다. 자외선과 적외선 파장의 반사광은 보이지 않는다는 점에 주의해야 한다. 또한 마취 상태에서는 눈깜박임 반사가 크게 감소하거나 소실된다.

등급 I

비위험: 정상 사용에서 눈에 위험이 없다.

레이저 프린터, CD/DVD 플레이어 등.

등급 II

저위험: 가시광선만 해당. 눈깜박임 반사로 보호된다.

바코드 스캐너 등.

등급 III

주의: 직접 보면 심각한 위험이 있다.

레이저 포인터 등.

IV급

고위험: 눈과 피부에 심각한 위험이 있다. 반사광도 위험하다.

연구용·의료용 레이저. 화재 위험도 있다.

NHZ(공칭 위험 구역)란 레이저의 확산 범위가 제한된 구역으로, 먼 거리에서도 레이저가 집중되어 위험해지는 구역이다. IV급 레이저와 그 반사광은 수술용 드레이프에 점화될 위험도 있다.

조사 직경이 작고 조사 시간이 짧을수록 합병증이 생기기 쉽다.

Q 시판 레이저 포인터도 눈을 다치게 할 수 있나?

레이저 포인터는 FDA Class III에 해당하며, 직접 보면 심각한 위험이 있다. 일반적인 사용과 짧은 노출에서는 중증도는 낮지만, 인터넷 쇼핑으로 구할 수 있는 5mW를 넘는 고출력 기종에서는 영구적인 망막 손상 보고가 있다. 특히 행동, 학습, 정신적 문제가 있는 소아는 자해 위험이 높고, 영국 조사에서는 환자의 85%가 남성이었고 80%가 20세 미만이었다⁴⁵.

4. 진단과 검사 방법

레이저 손상이 의심되면 사용한 레이저의 파장, 출력, 발진 방식을 자세히 문진한다. 산동 후 안저 검사가 기본이다.

주요 검사법은 다음과 같다.

OCT: 내층·외층 망막, RPE, 맥락막의 이상을 미크론 수준으로 검출한다. 황반원공, 융기, 기저부 반사 증가를 평가한다.
FA(형광안저혈관조영): 선상·줄무늬 소견과 저형광에서 고형광 RPE 윈도우 결손으로의 시간 경과 변화를 관찰한다.
안저 자가형광(FAF): RPE 기능 이상을 평가한다.
AOSLO(적응광학 주사 레이저 검안경): 조직 손상의 고해상도 시각화와 기록에 사용한다.
OCT 혈관조영: 망막·맥락막 순환을 비침습적으로 평가한다. 조영제 알레르기가 있는 경우에도 시행할 수 있다.
암슬러 차트: 변형시와 중심부근 암점을 찾는 데 사용한다.
Humphrey 시야검사 10-2: 국소 중심암점을 찾는 데 민감도가 높다.

5. 표준 치료법

레이저로 유발된 망막 손상에 대한 표준화된 치료 프로토콜은 없다.

스테로이드(정맥 또는 경구): 해로운 세포성 염증 반응(황반부종 등)을 줄이기 위해 제안된다. 경구 프레드니솔론 0.5 mg/kg/일에 루테인을 병용해 시력 회복을 보인 보고도 있지만⁶, 부작용이 있고 Nd:YAG 레이저 손상에 대한 효과는 불분명하다².
VEGF 억제제: 레이저 손상과 관련된 맥락막 신생혈관 치료에 사용한다.
광역학치료(PDT): 맥락막 신생혈관에 사용할 수 있다.
수술 치료: 보통 적응증이 없다. 해결되지 않는 합병증(황반원공, 망막전막)에 대해서는 반흔 조직이나 출혈을 수술로 제거할 수 있다.

유효한 치료법이 확립되지 않았으므로, 보호 안경을 철저히 사용하는 등 예방이 가장 중요하다.

의료용 레이저 사용 시 합병증 예방

과도한 응고가 합병증의 주요 원인이다. 광응고에서는 응고 조건을 파장 → 조사 직경 → 조사 시간 → 출력 순으로 설정한다.

조사 직경 설정: 중심와 근처와 혈관 아케이드 안쪽은 50~~200 μm, 주변부는 200~~500 μm를 기본으로 한다.
조사 시간 설정: 중심와 근처는 0.02~0.1초, 주변부는 0.2초를 기본으로 하며, 이상혈관은 최대 0.5초까지.
출력 설정: 적절한 응고반이 얻어지지 않으면 무리하게 출력을 올리지 말고 수술적 치료를 고려한다.

광응고의 주요 합병증은 다음과 같다.

신경섬유층 손상→시야 장애
망막·망막하·RPE하 출혈·맥락막 출혈
망막앞막 형성→견인성 망막박리
유리체 수축→유리체 출혈·견인성 망막박리 악화
맥락막 순환 부전→황반부종·섬모체맥락막박리·삼출성 망막박리
맥락막 신생혈관, 백내장
중심와 오조사, 홍채 오조사→홍채 위축
산동을 동반한 조절장애

광응고에서는 각막 혼탁, 전방 출혈, 홍채 위축, 홍채 후유착, 백내장도 합병증으로 보고되어 있다.

Q 레이저로 눈을 손상하면 치료법이 있나요?

표준화된 치료 프로토콜은 없다. 스테로이드, VEGF 억제제, PDT, 수술을 상황에 따라 고려할 수 있지만, 유효한 치료가 확립되지 않은 경우도 있다. 특히 Nd:YAG 레이저 손상에서 스테로이드 치료의 효과는 불분명하다. 예방이 가장 중요하며, 보호안경 착용이 기본이다.

6. 병태생리학 및 상세한 발병 기전

레이저 광은 높은 지향성과 고출력의 단색 코히런트광이며, 생체 내에서는 파장에 따라 특이적인 기전으로 조직에 작용한다.

파괴(Disruption)

**Nd:YAG 레이저(펄스파)**가 대표적이다. 플라스마 형성으로 조직을 기계적으로 절단한다. 후낭절개와 피부 절개에 사용된다.

광절제(Photoablation)

**엑시머 레이저(ArF 193nm)**가 대표적이다. 펄스 발진으로 분자 간 결합을 끊어 흉터 없이 조직을 파괴한다. LASIK 각막 절제에 사용된다.

응고(Coagulation)

**가시광 레이저(녹색, 노란색, 빨간색)**가 대표적이다. 멜라닌과 헤모글로빈에 흡수되어 열응고를 일으킨다. 망막 광응고와 홍채절개에 사용된다.

광화학 반응

**PDT(광역학 치료)**가 대표적이다. 광감작 물질이 빛을 흡수해 활성산소를 생성하고 조직을 손상시킨다. 맥락막 신생혈관 치료에 사용된다.

가시광 영역에서 파장별 흡수 특성은 다음과 같다.

멜라닌 흡수: 파장이 길수록 흡수계수가 낮아진다.
헤모글로빈 흡수: 노란색 파장에서 가장 높고, 빨간색 파장에서 낮아진다.
조직 투과성: 파장이 길수록 높다. 노란색은 열 변환 효율이 높아 많이 사용된다.
적색 파장: 헤모글로빈 흡수가 낮고 투과성이 우수하다. 출혈 아래 병변이나 안구 투명매체의 혼탁이 있는 경우에 적합하다.
청색 파장(450~480nm): 황반 색소 크산토필에 강하게 흡수된다. 황반 치료에는 적절하지 않다.
다이오드 레이저(810nm): 조직 투과성이 높아 경공막 모양체 광응고와 경공막 망막 광응고에 사용된다. ICG의 최대 흡수 파장과도 일치한다.
이산화탄소 레이저(10.3μm): 물에 흡수되어 기화를 일으킨다. 펄스 방식으로 눈꺼풀 피부 절개에 사용된다.

펨토초 레이저(10^-15초 단위의 펄스)는 플라스마 생성에 의한 조직 파괴를 이용한다. 굴절교정 수술(LASIK 플랩 제작)과 백내장 수술(각막 절개, 전낭절개, 핵 분할)에 적용된다.

7. 최신 연구와 향후 전망(연구 단계 보고)

패턴 스캔 레이저

한 번의 조사로 여러 응고점을 패턴 형태로 자동 조사하는 기술이다. 한 점당 조사 시간은 약 0.02초로 짧아, 망막 내층과 맥락막의 손상을 줄이고 외층에 국한된 응고점을 형성한다. 치료 시간을 크게 단축할 수 있다.

쇼트펄스 광응고

기존 조사 시간의 약 1/10(0.01~0.02초), 출력은 약 3배로 설정하는 치료법이다. 망막 내층 손상이 적고 치료 중 통증도 줄어든다. 장기적인 응고 반점의 확대도 적다고 한다.

마이크로펄스 광응고

망막색소상피만 선택적으로 응고하는 역치하 치료이다. 망막 신경섬유층의 손상을 최소화하면서 치료 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

내비게이션 레이저

안저카메라형 전달 시스템으로, 자동 조사 및 추적 기능을 갖고 있다. 조영 사진과 겹쳐 표시할 수 있어 정밀한 조사가 가능하다.

OCT 혈관조영술의 활용

비침습적으로 망막맥락막 순환을 평가할 수 있는 기술로, 조영제 알레르기 환자에서도 시행할 수 있다. 레이저 광응고술 전 검사에서 새로운 선택지로 보급이 확대되고 있다.

8. 참고문헌

Bhavsar KV, Michel Z, Greenwald M, Cunningham ET Jr, Freund KB. Retinal injury from handheld lasers: a review. Surv Ophthalmol. 2021;66(2):231-260. PMID: 32628946. ↩
Park DH, Kim IT. A case of accidental macular injury by Nd:YAG laser and subsequent 6 year follow-up. Korean J Ophthalmol. 2009;23(3):207-209. PMID: 19794950. ↩ ↩²
Birtel J, Harmening WM, Krohne TU, Holz FG, Charbel Issa P, Herrmann P. Retinal Injury Following Laser Pointer Exposure. Dtsch Arztebl Int. 2017;114(49):831-837. PMID: 29271340. ↩
Linton E, Walkden A, Steeples LR, Bhargava A, Williams C, Bailey C, Quhill FM, Kelly SP. Retinal burns from laser pointers: a risk in children with behavioural problems. Eye (Lond). 2019;33(3):492-504. PMID: 30546136. ↩ ↩²
Farassat N, Boehringer D, Luebke J, Ness T, Agostini H, Reinhard T, Lagrèze WA, Reich M. Incidence and long-term outcome of laser pointer maculopathy in children. Int Ophthalmol. 2023;43(7):2397-2405. PMID: 36670265. ↩
Marinescu AI, Hall CM. Laser-Induced Maculopathy and Outcomes After Treatment With Corticosteroids and Lutein. Cureus. 2021;13(9):e18268. PMID: 34692258. ↩