Ⅰ. 서 론
근시성 난시안은 근시안 다음으로 한국인에게 흔 한 비정시안이다. 젊은 층의 비정시안 종류별 유병률 을 비교해볼 때, 근시안 77.82% 근시성 복성 난시안 20.39% 근시성 단성 난시안 1.40% 였다.1)
난시안은 각막이나 수정체의 곡률이 서로 달라 초 점의 형태가 아닌 비점결상체로 눈에 맺히는 상태를 말한다. 난시안에서 상이 망막보다 앞에 맺히면 근시 성 난시안, 망막보다 뒤에 맺히면 원시성 난시안이 된다.2,3) 난시안은 경선의 굴절력이 서로 다른 토릭렌 즈로 교정한다. 하지만 이러한 교정 방법은 눈의 경 선과 렌즈의 경선이 맞지 않으면 제대로 교정되지 않 는다.3)
본 연구에서 한국인에게 흔한 근시성 난시안을 대 상으로 하여 경선에 따른 영향을 받지 않는 교정방법 을 연구하고자 원형 핀홀렌즈를 사용하였다.
핀홀렌즈는 안경광학계에서 흔히 보조검사에 사용 되는 기구이다.2,4) 주변광선을 차단하여 구면수차를 보정하고 초점심도를 깊게 하여 시력을 향상시키는 효과가 있다. 이러한 핀홀렌즈의 성질을 이용하여 근 시성 난시안의 핀홀효과에 대해 알아보고자 하였다.
Ⅱ. 연구대상 및 방법
근시성 복성 난시안과 근시안을 갖고 있는 대상으 로, 현재 안질환이 없고, 시력손상이 없는 20대에서 30대 29명의 건안을 선정하였다.
Table 1에서 제시한 것처럼 조명의 상태를 표준 조 도(200 lux)와 밝은 조도(380~500 lux) 나누었다. 또한 복성 근시성 난시안 상태와 단성 근시성 난시안, 혼합 난시안 세 가지 상태로 나누어 직경 별로 핀홀 검사를 하였다. 우안과 좌안, 양안의 순서로 검사를 진행하였다.
1. 검사 장비
측정기기로는 포롭터(CV-5000, Topcon, Japan)와 비전 차트(Vision Chart: ACP-8, Topcon, Japan), 자동안굴절력계(Auto Refractometer: NVISIONK5001, Shin-nippon, Japan), 디지털조도계(ANAF9, Tokyo Photo, Japan)를 사용하였으며 핀홀은 각 각 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mm의 크기로 구분하여 시력변화 를 조사하였다.
Ⅲ. 연구 배경
정적굴절상태에서 난시안의 전초선과 후초선이 모 두 망막 앞에 생기는 눈을 근시성 복성 난시안, 후초 선이 망막에 일치한 상태를 근시성 단성 난시안이라 한다.2)
Figure 1에서 (a)는 근시성 복성 난시안을 보여주 고 (b)에서는 근시성 단성 난시안을 보여준다. (-)토 릭렌즈와 (-)원주렌즈로 각각 교정하게 되는데 이 때 렌즈의 약주경선과 눈의 난시축 방향이 일치하지 않 으면 교정효과가 떨어지게 된다. 회전의 영향을 받지 않고 난시를 교정하기 위해 원형 핀홀렌즈를 이용하 여 연구를 진행하였다.
핀홀검사는 시력검사를 실시할 때 교정시력이나 시 력이 낮게 측정되는 경우 실시 할 수 있고, 비정시안의 원인이 굴절이상인지 안 매체 이상인지를 판별할 수 있 는 검사이다. 핀홀 검사에 사용되는 렌즈의 핀홀 구경 은 0.5 mm, 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm 등이다. 핀홀 렌즈는 눈의 초점심도와 피사체심도를 깊게 하고, 수 차를 보정하여 비정시안의 시력을 향상시킨다.2)
Figure 2에서는 핀홀렌즈에 의해서 초점심도가 변 화하는 것을 보여준다.
피사체심도는 물점을 중심으로 앞뒤로 초점이 맺 는 일정한 거리의 범위를 의미하고, 초점심도는 물점 에 대해 초점을 맺을 때 상의 질이 떨어지지 않는 초 점의 범위를 의미한다.
Figure 3에서는 눈에서의 초점심도와 피사체심도 를 표현하였다. 또한 안광학계에서 피사체심도는 주 시 물점을 기준으로 동일한 시력을 유지할 수 있는 물점의 거리를 의미한다.5)
망막 조도는 동공의 크기에 비례하는데 트로랜드 (troland)는 동공면적과 물체면의 휘도를 곱한 양으 로 정의된다.2)
여기서, S 는 동공의 면적[mm2], L 은 물체면의 휘 도[Nit: cd/m2]이다.
Ⅳ. 결 과
1. 전체 핀홀 시력 결과
Table 2에서 눈의 상태에 따른 핀홀 직경별 평균 시력을 알 수 있다. 이 내용을 Figure 4에서 그래프 로 나타내었다.
나안 상태에서 두 가지 조도 조건과 단안, 양안 모 두에서 0.5 mm 직경의 핀홀을 사용하였을 때 시력 상승효과가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 핀홀 직경이 커질수록 시력 상승효과가 떨어지는 양상을 보였다. 모든 조건에서 표준 조도(200 lux)보다 밝은 조도(380~500 lux)일 때 보다 시력상승 효과가 조금 더 좋은 것으로 나타났다.
구면 굴절력 가입 상태(근시성 단성 난시 상태)에서 는 1.5 mm 직경의 핀홀에서 대체적으로 시력상승이 높았고, 예외적으로 밝은 조도(380~500 lux)일 때 양 안 핀홀시력에서 2.0 mm 직경에서 가장 시력상승이 높았고 그 뒤를 이어 1.5 mm 높았다. 하지만 두 핀홀 시력은 약 0.5% 정도의 근소한 차이여서 대체적인 양 상으로 보아 1.5 mm에서 가장 높은 시력 상승률을 보 였다. 또한 나안 상태와는 반대로 0.5 mm에서 핀홀 시력상승이 가장 떨어지는 것을 알 수 있었다. 그 정 도는 0.5 mm 핀홀에서 변화가 없거나 약 3~7% 정도 증가하고, 약 2~8% 정도 감소하였다. 1.5 mm에서는 약 20~30% 가량 시력이 증가하였다.
등가구면 굴절력 가입 상태(혼합 난시 상태)에서 역시 1.5 mm에서 가장 높은 시력상승을 보였지만 표준 조도 상태일 때, 양안에서 2.0 mm 핀홀렌즈를 가입하였을 때의 시력이 더 높았다. 1.5 mm에서 시 력상승이 높았다. 두 시력상승의 차이는 약 2% 정도 의 근소한 차이를 보였다. 또한 등가구면 굴절력을 가입한 눈에 핀홀렌즈를 가입한 경우 시력이 1.0 이 상으로 나타났다.
Figure 4에서 (a)와 (b)를 비교하여 보면, 실험 결과 에서 단안에서 보다 양안에서 시력상승률이 8~29% 조 금 더 높은 것으로 나타났다.
2. 2D 이상 난시와 1D 미만 난시의 결과 비교
난시량에 따라 스텀간격(Stump’s interval)과 구면 굴절력을 가입하였을 때 망막에서부터 전초선까지의 간격 등이 변화하게 된다. 따라서 임상적으로 등가구 면 굴절력 처방을 주로 하게 되는 1D 미만의 난시(25 안)와 등가구면 처방이 오히려 시력의 저하를 일으킬 수 있는 2D 이상(16안)으로 나누어 분석하였다.
2D 이상의 난시의 결과에선 전체 결과와 비슷한 양상을 보이며 결과가 나타났다. Figure 5의 (a)를 보게 되면 우안의 표준 조도에서는 전체결과처럼 구 면 굴절력과 등가구면 굴절력을 가입한 경우 1.5 mm 직경의 핀홀에서 높은 상승을 보였다. (b)를 보면 구 면 굴절력을 가입한 밝은 조도에서 1.0 mm에서 높은 시력상승을 보이는 것으로 나타났다. 또한 등가구면 굴절력을 가입한 경우에는 2.0 mm에서 시력상승이 높게 나타났다. 구면 굴절력을 가입한 1.5 mm 핀홀 시력과 1.0 mm 핀홀시력의 차이는 약 2% 정도 차이 로 시력효과는 크지 않았다. 등가구면 굴절력을 가입 한 2.0 mm 핀홀시력과 1.5 mm 핀홀시력은 약 7% 정도 차이를 보였다. 높은 난시에선 핀홀을 가입하지 않은 상태일 때가 시력이 가장 낮고 핀홀을 가입한 경우 시력이 상승하는 것을 볼 수 있었다. 이는 구면 굴절력 가입상태에서도 나타나게 된다.
2D 이상의 난시안에서 나안상태일 때 1D 미만 난시 보다 핀홀시력이 가파르게 변하는 것을 볼 수 있었다.
1D 미만 난시안에서 굴절력을 가입한 핀홀시력이 대체적으로 직경이 커질수록 시력 상승효과가 나타나 는 경향이 있었다.
3. 등가구면 굴절력 가입상태 일 때 난시 정 도의 따른 결과
1D 미만의 난시에서 등가구면 굴절력을 가입하면 스텀간격이 줄어들게 되고 망막 위에 최소착란원이 위치하게 된다. 2D 이상의 난시보다 선명하게 보이게 되며, 핀홀효과에 미치는 요소들이 두 가지 경우에서 서로 다르게 영향을 미칠 것으로 예상하였다.
Figure 6에서는 2D 이상의 고도 난시와 1D미만의 저도 난시로 구분하여 핀홀에 의한 시력변화를 비교 하였다. Figure 6의 (b)를 보면 고도 난시의 경우 밝 은 조도 상태에서의 좌안의 경우를 제외하고 등가구 면 굴절력을 가입하고 나서의 핀홀시력을 측정하면 모든 직경에서 가입하기 전보다 시력이 상승하는 양 상을 보였다. 하지만 저도 난시의 경우 핀홀렌즈를 가입하기 전보다 0.5 mm 와 1.0 mm 에서는 시력이 오히려 떨어지는 양상을 보였다.
저도 난시에서는 1.5 mm 에서 대체적으로 시력상 승이 가장 높았지만 2.0 mm 역시 밝은 조도 상태의 우안에서와 표준 조도 상태의 양안에서 시력상승이 가장 높았다. 두 가지 경우 1.5 mm 와 2.0 mm 핀홀 직경일 때 시력 차이가 약 3% 와 약 3.5% 정도의 차 이를 보였다.
Ⅴ. 결론 및 고찰
나안 상태에서 모든 경우에 0.5 mm 핀홀 직경에 서 시력이 가장 높게 상승한 것으로 보아, 이는 복성 근시성 난시 상태에서 전초선, 후초선과 최소착란원 이 모두 망막 보다 앞에 맺히면서 망막의 해상력이 가장 높은 상태에서 시력이 상승한 것으로 판단된다. 따라서 초점심도와 피사체심도가 가장 많이 깊어지 고, 구면수차의 보정이 높은 0.5 mm에서 이 같은 현 상이 일어난 것으로 보인다. 또한 직경이 커질수록 시력 상승효과가 감소하는 이유로도 해석된다.
구면 굴절력 가입상태와 등가구면 굴절력 가입상 태의 경우, 후초선과 최소착란원이 눈의 망막 위에 맺히게 된다. 이 상태에서는 나안 상태 보다는 망막 해상력에 영향을 덜 받게 되고, 핀홀시력의 다른 요 소인 망막 조도의 영향을 더 받게 된다. 특히 스텀간 격(stump’s interval) 이 좁은 1D 미만의 난시와 스 텀간격이 큰 2D 이상의 난시군을 비교하였을 때 스텀 간격이 좁은 1D 미만의 난시에서 1.5 mm와 2.0 mm 직경의 핀홀에서 근소한 차이를 보이는 것으로 추정 할 수 있다.
1D 미만의 난시에서 등가구면 굴절력을 가입한 경 우, 완전교정 상태에서의 시력과 큰 차이를 보이지 않는다. 이 경우 피사체심도와 초점심도에 영향을 많 이 받게 되면, 핀홀렌즈의 직경이 작은 렌즈에서 시 력이 더 상승할 것으로 예상되지만 결과는 그렇지 않 았다. 따라서 리스팅의 생략안을 이용하여 동공의 직 경을 핀홀렌즈의 직경과 같다고 간주하여 대략적인 최소착란원의 직경을 계산하였다. 초점심도와 구면수 차의 보정에 의해 난시가 보정이 되면 스텀간격이 줄 것으로 예상되기 때문이다.
최소착란원의 직경은 으로 정의된다.2) 여기서 P는 동공직경, DS′는 강주경 선의 굴절력, DW′는 약주경선의 굴절력이다.
위 표와 같이 1D 이하의 난시에서 직경이 커질수록 최소착란원의 직경은 늘어난다. 하지만 실제 실험에 서 직경이 큰 1.5 mm와 2.0 mm에서 시력상승이 높 았다.
양안에서 단안일 때보다 시력이 상승하였는데 이 는 양안시의 영향으로 보인다. 양안으로 보았을 때, 오른 쪽 눈과 왼쪽 눈의 정보를 뇌에서 합치면서 단 안 보다 양안에서 시력이 상승하게 된다. 약 10~20% 정도 시력상승을 보이는데 이 현상을 양안가중효과 (binocular summation)이라고 한다.6,7) 실험 결과에 서 약 8~29% 정도 시력이 상승했는데, 몇 개의 경우 를 제외하면 대게 약 10%에서 20% 범위 안에서 상승 하였다. 이것으로 미루어 보아 단일 핀홀렌즈를 장입 하더라도 양안시에 의하여 시력이 상승할 수 있음을 알 수 있다.
근시성 난시안을 콘택트렌즈로 교정할 때, 토릭콘택 트렌즈로 교정을 하게 되면 난시축의 회전이 일어나게 되어 광학적으로 선명한 상을 얻지 못하게 된다. 보통 등가구면 굴절력으로 콘택트렌즈를 처방하기도 하는 데 난시안을 갖고 있는 환자가 시력의 질이 떨어지며 불편함을 호소할 수 있다.8) 따라서 본 연구에서는 새로 운 근시성 난시안의 교정방법으로 핀홀효과를 이용한 근시성 난시안의 교정효과를 연구하였다.8,9)
단일 핀홀렌즈에서 양안시로 인해 시력이 상승하 는 것을 이번 연구에서 알 수 있었는데, 추후 연구에 서 조금 더 면밀히 단일 핀홀렌즈에서의 양안시에 대 하여 연구하고, 근시성 난시안의 교정 방법을 제시하 고자 한다. Table 3
