Ⅰ.서 론
건성안은 빈번하게 발생하는 안구 질환 중 하나로 2007년도 Dry Eye Workshop(DEWS)에서는 건성안 을 ‘눈물층의 불안정성으로 눈의 불편감, 시력 장애, 안구 표면에 손상을 줄 수 있는 질환’으로 정의하였 다.1) 건성안은 흔히 발병되는 보편적인 질환이며 건 조감, 불편감이 주된 증상이지만 중증의 건성안의 경 우에는 통증과 각막 손상이 유발될 수 있고 시각적 기능이 저하되어 시력과 관련된 일상 활동을 제한하 고 피로감이 심해져 심리적으로나 육체적으로 삶의 질을 저하시킬 수 있다.2)
최근 생활방식의 변화로 컴퓨터와 스마트폰의 사용 이 증가하고, 콘택트렌즈 착용자가 증가함에 따라 건 성안의 증상을 느끼는 사람들이 많아지고 있으며 눈물 생산이 감소하는 노인 인구 증가로 건성안 환자의 수 는 지속적으로 증가하고 있다. 지금까지 해외에서 보 고된 건성안 유병률은 미국의 Beaver Dam 연구조사3) 에서는 48세 이상의 미국인이 14.4%, 호주 Blue mountains 연구조사4)에서는 호주인의 16.6%로 보고 되었고, 아시아의 경우 건성안 비율이 대만의 Shihpai 연구조사5)에서는 33.7%, 한국의 인천지역 연구조사6) 에서는 26.2%로 아시아인의 유병률이 서양인에 비하 여 더 높은 것으로 나타났다. 건강보험심사평가원에 따르면 최근 5년간(2009-2013년)의 건강보험 및 의 료급여 심사결정 자료를 이용하여 분석한 결과 국내에 서 건성안으로 진료를 받은 환자는 2009년 175만여 명에서 2013년 222만여 명으로 5년간 약 47만 명 (26.7%)이 증가하였으며, 연평균 증가율은 약 6.1%로 나타났고, 건성안 총 진료비는 2009년 521억 원에서 2013년 726억 원으로 5년간 약 205억 원(39.3%)이 증 가하였으며, 연평균 증가율은 8.6%로 보고되었다.7)
눈물은 상･하결막낭의 눈물 메니스커스(tear meniscus) 와 각막과 결막 부위의 안구 표면에 연속적으로 분포한 다.8) 눈물의 양은 눈물 분비와 상관성이 있으며 눈물이 부족한 건성안의 경우 하안검낭의 눈물 메니스커스의 부피 또한 감소한다. 따라서 하안검낭에 존재하는 눈물 메니스커스의 평가는 눈물의 양을 평가하는데 유용한 방법이다.9) 하안검낭에 존재하는 눈물의 양을 측정하여 건성안 여부를 판단하는 도구로 쉬르머검사(shirmer's test)가 지난 100여 년간 유용하게 사용되어 왔다.10) 쉬르 머검사는 길이 35 mm, 폭 5 mm의 왓트만지(whatman paper)의 한쪽 끝을 구부려 하안검의 귀쪽 1/3 지점에 삽입하여 하안검낭에 존재하는 눈물을 흡수시켜 눈물의 양을 측정하는 방법으로, 검사 용지를 눈 속에 삽입하는 과정에서 통증과 더불어 반사적인 눈물을 분비하게 하여 재현성이 낮고 부정확한 방법으로 알려져 있다.11,12) 눈물 의 양으로 건성안을 진단하기 위해서는 검사 도구가 하안 검낭에 최소한으로 삽입되어야 건성안 진단에 유용하다 고 볼 수 있다.9) 최근에 왓트만지의 자극감을 개선할 목적으로 자극감이 없이 눈물 메니스커스의 눈물 양을 측정할 수 있는 strip meniscometry가 개발되어 눈물검 사도구로 사용되고 있다.
본 연구는 기존 쉬르머용지를 대체할 수 있으면서 정확성이 높고, 재현성이 좋은 눈물검사키트를 개발 하고자 strip meniscometry에 기초하여 다양한 흡수 제를 삽입한 튜브형 눈물검사키트를 제조하고, 이 눈 물검사키트의 정확도를 평가하여 눈물검사키트로 적 합한지를 평가하고자 하였다.
Ⅱ.연구재료 및 방법
1.연구재료
1)눈물검사키트의 구조 및 구성
눈물검사키트는 길이 85 mm, 너비 7.2 mm, 두께 0.5 mm의 틀을 만든 후 흡수가 빠른 셀룰로오스 필터 (cellulose filter)와 고흡수성 폴리머(super absorbent polymer, SAP)를 부직포 형태로 스트립(strip) 내에 내 장되도록 넣어주고, 스트립의 끝부분에 청색 염료를 인 쇄하여 눈물이 흡수되면서 내장된 흡수제가 파란색으 로 변하게 제작하였다. 삽입된 흡수제 측면에는 흡수된 눈물의 높이를 쉽게 읽을 수 있도록 눈금 및 숫자를 표시 하였고 눈금은 1 mm 단위로 최대 30 mm까지, 숫자는 5부터 5 단위로 25까지 인쇄하였다. 스트립의 중앙을 기준으로 우안과 좌안에 사용 시 혼란을 막기 위해 R, L로 표시하였다(Fig. 1). 내장된 흡수제에 따라 셀룰로 오스가 삽입된 것은 튜브형 눈물검사키트-CEL(tube -type tear test kit-CEL, CEL-키트), SAP가 삽입된 것은 튜브형 눈물검사키트-SAP(tube-type tear test kit-SAP, SAP-키트)라 명명하였다. 또한, 최근 해외 에서 개발된 Strip meniscometry tube ®(SMTube; Echo Electricity Co., Ltd., Fukushima, Japan)는 흡수제로 레이온(rayon)과 펄프(pulp)를 사용한 제품 으로13) 비교 실험에 활용하기 위하여 구입하여 사용하 였다.
2)멸균처리
완성된 눈물검사키트는 감마선을 조사하여 멸균 처리하였다.
2.연구 방법
눈물검사키트의 흡수도를 분석하기 위해 눈물과 pH, 표면장력 등 물리적 특성이 비슷한 Opti- free Express(Alcon, USA)를 사용하였다.14-17) 용액의 양은 하안검의 눈물메니스커스의 양이 약 0.16-2.0 ㎕로 건 성안의 경우에는 눈물 메니스커스의 양이 0.16 ㎕ 이하, 정상안의 경우 2.0 ㎕ 이하라는 점을 기초로 정하였 다.18,19) 마이크로 피펫(micropipette)을 이용하여 용액 을 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 ㎕씩 취하여 제작한 아크릴 판 위에 옮긴 후 CEL-키트, SAP-키트 및 SMTube를 각각 닿게 하여 일정 시간 흡수시켰다. 흡수 시간은 1초 단위로 5초까지 설정하였으며, 흡수 시간을 정확하게 정하기 위하여 디지털카메라를 이용해 촬영한 후 분석 하였다. 각 실험은 10회 반복하여 측정하였다.
3.통계분석
CEL-키트, SAP-키트 및 SMTube에서 흡수된 용액 의 양과 흡수 시간에 따른 흡수 길이의 평균값은 이원배 치분산분석(two-way ANOVA)을 사용하여 비교하였 으며 사후분석은 본페로니(Bonferroni)를 사용하였다. 용액의 양과 흡수 길이, 흡수 시간과 흡수된 길이의 상 관관계는 Pearson 상관관계식(Pearson correlation) 을 이용하여 이변량 상관분석을 하였고, 변수 간 상관성 에 대한 예측은 상관계수(coefficient of correlation) r 값을 적용하여 비교하였으며, 용액의 양 및 흡수 시간 에 따른 흡수 길이에 미치는 영향은 다중회귀분석 (multiple linear regression analysis)을 사용하여 분 석하였다. 신뢰도 평가는 크론바흐 알파 계수(Cronbach alpha coefficient) 값을 적용하여 평가하였다.
모든 통계 분석은 통계 프로그램 SPSS version 21.0(SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 사용하였고, p 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의한 것으로 판 단하였다.
Ⅲ.결 과
1.용액의 양과 시간에 따른 눈물검사키트의 흡수 길이
용액의 양과 흡수 시간에 따라 눈물검사키트에 흡수 된 길이의 평균값은 CEL-키트, SAP-키트, SMTube 모두 용액의 양과 흡수 시간이 증가함에 따라 흡수 길이 가 유의하게 증가하였다(p=0.000), (Table 1). 사후분 석 결과 고흡수성 폴리머를 삽입하여 제작한 SAP-키트 는 용액의 양이 1.5-2.0 ㎕ 인 경우 용액의 양에 따라 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다(p=0.388).
2.용액의 양 및 흡수 시간에 대한 눈물검사 키트의 흡수 길이의 상관성
CEL-키트, SAP-키트의 흡수된 길이와 용액의 양 및 흡수 시간과의 상관성을 분석한 결과 용액의 양에 대한 상관성 계수는 CEL-키트, SAP-키트에서 각각 0.683, 0.705, 흡수 시간에 대한 상관성 계수는 각각 0.665, 0.530으로 모두 유의한 상관관계를 보였다 (p=0.000), (Fig. 2, 3).
3.용액의 양 및 흡수 시간이 눈물검사키트의 흡수 길이에 미치는 영향
용액의 양 및 흡수 시간이 CEL-키트, SAP-키트, SMTube의 흡수 길이에 미치는 영향을 알아보기 위 해 다중선형회귀분석(multiple linear regression analysis)을 실시한 결과 용액의 양이 CEL-키트, SAP-키트의 흡수 길이에 미치는 영향은 각각 β =1.815, β=2.046, 흡수 시간이 흡수 길이에 미치는 영향은 β=0.867, β=0.739로, 두 가지 눈물검사키트 에서 모두 용액의 양과 흡수 시간이 유의한 영향을 미쳤으며(p=0.000), 용액의 양이 흡수 시간보다 흡 수 길이에 더 큰 영향을 준 것으로 나타났다. CEL- 키트와 SAP-키트의 수정된 R2 값은 0.840, 0.776으 로 두 검사키트 모두 높은 설명력을 보였다(Table 2). 비교 대상으로 선택한 시판되고 있는 SMTube의 경 우에도 용액의 양과 시간이 미치는 영향력 또한 유의 한 것으로 나타났고(p=0.000), R2 값도 0.863로 높 은 설명력을 보였다.
4.신뢰도 평가
CEL-키트, SAP-키트, SMTube를 용액 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 ㎕에서 일정 시간 간격을 두고 각각 10회씩 측정한 뒤 측정한 값을 크론바흐 알파 계수로 분석한 결과 평균 신뢰도는 각각 0.998, 0.987로 SMTube의 0.992와 유사한 정도의 높은 신뢰도를 보였다(Table 3).
Ⅳ.고 찰
최근 건성안 환자가 증가함에 따라 건성안 여부를 판 별하는 검사법은 매우 중요하다. 눈물 양을 평가하기 위해 많이 사용되는 쉬르머용지는 오랜 기간 임상에서 사용되고 있지만 자극감이 있고 재현성이 낮아11,12) 이를 개선할 목적으로 최근에 strip meniscometry가 개발 되었다. 본 연구팀이 strip meniscometry를 사용해 본 결과 흡수 속도는 매우 좋으나 U자형으로 흡수되는 등 흡수 패턴이 균일하지 않아 흡수된 길이를 읽을 때 측정 자 사이에 오차가 발생할 수 있는 단점이 있다고 판단되 었다. 이에 본 연구에서는 쉬르머검사의 삽입 시 발생하 는 자극감과 5분간 진행되는 다소 긴 검사시간의 단점 을 해결하면서 strip meniscometry의 불균일한 흡수 패턴을 보완할 목적으로 strip meniscometry를 기초 로 눈물검사키트를 개발하였다. 눈물검사키트에는 흡 수성이 좋은 셀룰로오스 필터와 고흡수성 폴리머를 삽 입하여 제작하였고, 제작한 눈물검사키트가 눈물 양 측 정도구로 적합한지 판단하기 위하여 정확도를 분석하 고, 시판되고 있는 strip meniscometry와 비교하여 신 뢰도를 평가하였다. 제작한 눈물검사키트의 검사시간 은 이물감을 최소화하기 위해 SMTube의 제품 설명13)에 제시된 측정시간을 토대로 5초로 설정하여 분석하였다.
분석 결과 제작한 CEL-키트, SAP-키트는 용액의 양과 흡수 시간이 증가함에 따라 흡수 길이가 유의하 게 증가하였고(p=0.000), SMTube와 유사한 결과를 보였다. CEL-키트는 1.5-2.0 ㎕ 범위뿐 만 아니라 그 이상의 눈물 양에 대해서도 유용한 결과를 보였지 만, 고흡수성 폴리머를 삽입하여 제작한 SAP-키트의 경우에는 1.5 ㎕까지는 유의하게 증가하지만 1.5-2.0 ㎕의 용액 양에 따라서는 유의한 차이가 없어 눈물 양이 2 ㎕ 이상인 특별한 상황에서는 정확도가 떨어 지는 것으로 나타났다. 이는 고흡수성 폴리머는 물에 녹지 않고 다량의 물을 흡수하는 물질로, 천연흡수성 수지보다 흡수성이 좋아 눈물의 양이 많은 경우 정확 도가 떨어지는 것으로 해석되며, 이를 개선하기 위한 방법으로 튜브에 삽입한 고흡수성 폴리머의 양을 더 욱 줄이거나 튜브의 크기를 크게 함으로서 고흡수성 폴리머가 눈물을 흡수하여 팽창하는 공간을 확보하면 해결될 수 있을 것으로 판단된다. 시판 중인 SMTube 의 경우 Miyasaka20)는 눈물의 양과 흡수길이에 대한 정확한 상관성 데이터를 제시하지는 않았지만, 흡수 시간 5초에서 눈물 양 2.0 ㎕ 이하를 기준으로 눈물 의 양에 따른 흡수 길이를 평가하였고, 정상안의 하 안검 메니스커스의 눈물 양이 2 ㎕ 이하인 점을 고려 하면 CEL-키트와 SAP-키트 중 CEL-키트가 더 유 용하다고 판단된다.
용액의 양 및 흡수 시간에 대한 눈물검사키트의 흡 수 길이의 상관성을 분석한 결과에서는 용액의 양이 0.1-2.0 ㎕인 경우 CEL-키트, SAP-키트의 흡수 길 이는 용액의 양과 흡수 시간에서 모두 보통 이상의 상관성을 보여 유용한 검사키트로 판단되었다. 용액 의 양이 CEL-키트, SAP-키트의 흡수 길이에 미치 는 영향은 각각 β=1.815, β=2.046, 흡수 시간이 흡 수 길이에 미치는 영향은 β=0.867, β=0.739로 두 가 지 눈물검사키트에서 모두 용액의 양, 흡수 시간이 유의한 영향이 있는 것을 확인하였고, 용액의 양이 흡수 길이에 더 큰 영향을 준 것으로 나타났으며 R2 값이 0.840, 0.776으로 SMTube보다는 약간 낮지만 높은 설명력을 보였다.
본 연구에서 제작한 CEL-키트, SAP-키트의 재현 성을 분석한 결과에서는 각각 99.8%, 98.7%의 높은 신뢰도를 보여 SMTube의 99.2%와 유사한 신뢰도를 보였으며, CEL-키트가 가장 높은 신뢰도를 보였다. Dogru 등21)은 SMTube를 이용하여 1-20 ㎕에서 재 현성을 측정한 결과 검사 값 사이에 유의한 차이가 없다고 보고하여 양호한 재현성을 보였다고 보고한 바 있다.
본 연구에서 사용한 용액의 양은 사람의 눈물 메니스 커스 양이 약 0.16-2.1 ㎕라는 점을 기초로 하였으나, 실제 메니스커스에 분포되어 있는 눈물 띠의 모양이 다 르고 환경에 따라서도 눈물의 양이 다르기 때문에 본 연구만으로는 눈물검사키트의 cut-off value를 제시 할 수 없으므로 향후 임상적 cut-off value를 제시할 필요가 있다고 생각되며, 이물감과 반사눈물로 인해 재 현성이 낮다고 보고된 쉬르머검사와의 비교 연구도 추 가로 필요할 것으로 생각된다. 하지만 본 연구는 눈물의 양 측정에 보편적으로 쓰이는 쉬르머검사의 대체적인 방법이면서, 최근에 개발된 strip meniscometry가 갖 고 있던 균일하지 않은 흡수 패턴을 보완한 눈물검사키 트를 개발했다는 점에 의미를 둘 수 있으며, 건성안 평 가에 활용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.
Ⅴ.결 론
제작한 CEL-키트, SAP-키트와 기존의 SMTube 모두 용액의 양과 흡수 시간이 증가함에 따라 흡수 길이가 유의하게 증가하였고, 용액의 양과 흡수 길 이, 흡수 시간과 흡수 길이 사이에 보통 이상의 상관 성을 보였으며, 높은 신뢰도를 나타내어 건성안 판단 에 문제가 없다고 평가된다. 그러나 고흡수성 폴리머 를 삽입하여 제작한 SAP-키트의 경우 하안검 메니스 커스의 눈물양이 많을 경우 다소 판별력이 떨어질 것 으로 생각된다. 눈물검사키트 중 셀룰로오스 필터를 삽입한 CEL-키트는 신뢰도가 높고 SMTube의 단점 을 해결한 검사 키트로 유용하다고 판단되어, 기존 건성안 검사를 보완한 대체 검사법으로 유용할 것으 로 사료된다.
