레이저는 ‘방사의 유도방출에 의해 증폭된 빛(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ; laser)’의 합성어로 단 하나의 파장을 갖는 강력하고도 순수한 빛이다. 1917년 아인슈타인이 레이저이론을 정립하고 1960년 휴즈연구소의 마이만이 붉은 색 루비레이저 발진에 성공한 이래 다양한 종류의 레이저가 개발돼 현재 군사, 가공, 통신, 계측 등 여러 분야에서 널리 이용되고 있다.
의학에 처음 도입된 것은 1964년 이스라엘의 외과의사 샤플란에 의해서다. 이후 1984년 미국 식품의약국의 안정성 승인을 받음으로써 더욱 널리 보급돼 이제는 의학 전반에 걸쳐 빼놓을 수 없는 진단 및 치료기기로 자리 잡았다.
초기에는 루비레이저를 이용해 주로 피부의 반점제거나 혈관응고에 사용됐지만 CO2레이저가 개발돼 수술 시 조직절개에 사용했다.
현재는 생체조직의 생화학적 성분조사, 청각기능검사, 망막의 해상력 판별, 암의 조기발견 및 암조직 확인 등 비접촉진단뿐 아니라 레이저수술·광활성치료·수술시의 절개 및 지혈 등으로 범위를 넓혀가고 있다. 1970년대 후반부터는 광파이버를 이용해 내시경수술 등 다양한 용도로 사용하고 있다.
의학에 쓰이는 레이저는 다루기 쉽고 효과가 확실하며 환자나 시술자 모두에게 안전해야 한다. 현재 엑시머, 크립톤, 아르곤, KTP, He-Ne, 루비, 다이오드, 네오디뮴:YAG, 홀뮴:YAG, CO2 등 약 10여종의 레이저가 사용되고 있다.
레이저에 의한 생체조직반응에는 광열, 광화학, 광면역, 광효소반응 등이 있는데 현재 의학적 치료에 주로 이용되는 것은 열에너지를 이용한 광열반응이다. 레이저 빛이 조직에 흡수돼 발생하는 광열작용은 100℃ 이상의 온도로 조직을 순식간에 기화·탄화시킴으로써 시술부위를 절개하는 작용과 60~100℃정도의 온도를 일으켜 세포내 단백질을 변성시킴으로써 조직을 응고 파괴하는 작용으로 나눈다.
레이저수술의 장점은 지혈과 동시에 절개를 함으로써 출혈이 적고 주위조직 손상이 최소화되며 염증이나 암의 파급을 예방하고 수술 후 통증과 반흔형성이 적은 것이다.
비뇨기과에서는 1979년 독일의 홉스테터가 방광암치료에 네오디뮴:YAG 레이저를 사용함으로써 본격적으로 시작된 이후 주로 CO2, 아르곤, KTP, 네오디뮴:YAG, 홀뮴:YAG 레이저 등이 방광암·음경암·첨부콘딜로마·요로혈관종·요도협착치료에 사용되고 있다.
1990년대 초 처음 소개된 홀뮴레이저는 현재 비뇨기과의 다양한 분야에서 가장 많이 사용되고 있다. 홀뮴레이저는 물에 대한 흡착지수가 높아 대부분의 성분이 수분인 신체조직에 잘 흡수되며 에너지가 조직의 표면층에 집중된다. 침투깊이는 0.5mm 이하로 조직의 응고나 괴사는 3~4mm 이하에서 이뤄진다.
절개효과와 함께 조직을 응고, 파괴해 제거하는 용도로 많이 이용되고 있고 굴곡성 전달장치를 사용할 수 있어 내시경적시술에 많이 사용된다. 임상적으로 신장·요관·방광·전립선·요도 등 모든 부위에서 탁월한 효과를 보이고 있다. 현재 다양한 형태의 내시경수술장비로 활용돼 조직절개나 응고, 요로상피종양 제거, 요도협착뿐 아니라 결석파쇄나 전립선적출 등 내시경치료에 활용되고 있다.
레이저를 이용한 전립선절제술은 1990년 미국의 로쓰가 처음으로 네오디뮴:YAG의 유용성을 보고한 이래 1991년 레이저광선을 90도로 굴절시켜 전립선에 에너지를 투여하는 V-LAP 레이저절제술이 시작됐다. 이후 다양한 레이저기술이 도입됐는데 1990년대 KTP 레이저, 그리고 최근 홀뮴레이저를 이용한 전립선적출술이 많이 시행되고 있다.
현재 레이저의 의학적 이용은 광열효과에 의한 치료에 주로 이용되고 있지만 앞으로는 광화학, 광면역, 광효소효과 등 보다 많은 분야에서 사용돼 더욱 안정성과 효율성이 높아져 환자들의 삶의 질을 향상시킬 것으로 생각된다.
<심봉석 이대목동병원 교수 gatechenps@gmail.com>
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