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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.17 No.2 pp.142-150
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2015.17.2.142

Evaluation of Objective Visual Acuity Measured by the Double-Pass Technique in Corneal Refractive Surgery Patients

Jeong-Mee Kim, Koon-Ja Lee
Dept. of Optometry, Eulji University, Sungnam
Address reprint requests to Koon-Ja Lee Dept. of Optometry, Eulji University, Sungnam Tel: 031-740-7182, Fax: 031-740-7365, E-mail: kjl@eulji.ac.kr
April 21, 2015 May 15, 2015 June 13, 2015

Abstract

Purpose:

To compare the objective visual acuity of corneal refractive surgery patients with emmetropes by using a double-pass instrument.


Methods:

One hundred thirty five eyes of 68 subjects (23.49±2.5 years) who underwent myopic refractive surgery and 40 eyes of 20 emmetropes (22.50±1.7 years) were enrolled. High and low contrast visual acuity (HCVA and LCVA) using ETDRS charts were measured under photopic and mesopic conditions. Objective OVs (OQAS values) and objective VA (visual acuity), respectively, at contrasts of 100%, 20%, and 9% as an optical quality parameter were measured by the OQAS (optical quality analysis system).


Results:

There was no difference in subjective HCVA and LCVA under photopic condition between the emmetropic and post-op groups, however, there was statistically difference in HCVA and LCVA under mesopic condition between two groups (p=0.027, p=0.002, respectively). There were significant differences in OVs measured by OQAS between two groups (p=0.012, p=0.003, p=0.001, respectively), and objective VAs in the post-op group decreased more with the low contrasts and were correlated with subjective VA (p<0.05), LCVA under mesopic condition and VA 9% were highly correlated (R=-0.403).


Conclusion:

In the post-op group, objective visual acuity measured by OQAS was lower than that compared with emmetropes, especially, visual acuity in the post-op group decreased more compared to emmetropes at low contrast conditions.


Corneal refractive surgery , Double-pass technique , Optical quality , Visual acuity

각막굴절교정 수술안에서 이중경로방식으로 측정한 객관적 시력 평가

김 정미, 이 군자
을지대학교 안경광학과, 성남

    Ⅰ. 서 론

    각막굴절교정수술이 널리 시행되면서 수술방법의 발전과 함께 근시인 사람들이 굴절이상을 교정하는 방법으로 굴절교정수술을 받는 경우가 많아지고 있으 며, 안경이나 콘택트렌즈의 광학적 교정 없이 좋은 시력을 유지할 수 있다는 장점 때문에 수술에 대한 관심이 꾸준히 증가되었다. 각막굴절교정수술을 받은 후 대부분의 사람들은 낮 동안의 시생활과 관련하여 만족도가 높다고 하지만 야간에는 대비감도의 저하, 눈부심, 달무리, 빛 번짐 등의 증상으로 사물의 선명 도가 감소하여 시생활에 불편함이 나타난다고 한다.

    이에 많은 연구자들이 굴절교정수술 전과 후의 시 기능 변화에 관심을 갖고 연구한 결과 수술 후에는 눈의 고위수차와 빛의 산란이 수술 전보다 증가하여 시력의 질이 떨어진다고 보고하였다.1-4) 각막굴절수 술 후 발생하는 시력의 질 감소는 밝은 조명 상태에 서 고대비시력을 측정할 경우에는 차이가 나타나지 않아 대비감도 또는 안광학계의 결함에 의해서 발생 한 대비도의 손실을 공간주파수 함수로 나타내는 MTF (modulation transfer function) 측정값을 통 해서 설명이 가능하게 되었다.5)

    최근에는 시력의 질을 평가하기 위하여 이중경로 방식을 이용하는 것이 임상적으로 유용하다고 알려졌 고,6,7) OQAS(optical quality analysis system)는 이중경로방식8,9)을 적용한 유일한 기기로 임상에서 많이 사용되고 있다. OQAS 장비에서 사용되는 적외 선의 다이오드 광원(780nm)은 망막에 상을 맺은 후, 망막으로부터 되돌아 나와 안구내의 매질을 두 번 통 과하면서 두 개의 CCD 카메라에 포착되어 이미지를 제공하기 때문에 망막에 맺힌 상을 질적으로 좀 더 정확하게 평가할 수 있도록 해준다.9-13) OQAS에 의 해서 측정된 OVs(OQAS values)는 임상에서 주로 사 용하는 세 종류의 대비도(100%, 20%, 9%)를 이용하 여 각각의 MTF 값에 대응하는 공간주파수를 표준화 하여 나타낸 값으로 객관적 시력을 나타내는 수치로 제공된다.14) OV100%(100% 대비도에서의 OV)는 MTF cutoff 주파수와 직접적으로 관련이 있으면서 객관적 인 시력를 소수시력으로 나타내는 값이며, OV20% (20% 대비도에서의 OV)와, OV9%(9% 대비도에서의 OV)는 MTF 0.05 및 MTF 0.1 값에 대응하는 공간주 파수로부터 계산된 값으로 MTF cutoff 보다 낮은 주 파수에서 시력의 광학적 질을 평가할 수 있는 정보를 제공15)해주기 때문에(Fig. 1), 서로 다른 대비도에서 시기능에 대한 정보를 얻고자 할 때 임상에서 유용하 게 활용된다고 보고되었다.7)

    시기능과 관련된 시력의 질 평가에는 저대비시력 이 보편적으로 이용되고 있는데,16,17) 우리나라에서는 수술 후 고대비시력만을 측정하여 평가하고 있는 실 정이다. 또한, 굴절교정수술 후의 시기능 변화를 분 석하기 위해 많은 선행연구에서는 대상자의 수술 전 과 후의 검사값을 비교하여 시력의 질과 시기능의 변 화를 평가하고 있지만, 굴절교정의 목표가 정시이기 때문에 굴절교정수술안과 정시안의 시력의 질을 비교 하는 것도 의미 있는 것으로 생각되나 이에 대한 연 구는 거의 없는 실정이다.

    따라서 본 연구에서는 각막굴절교정수술을 받은 근시안을 대상으로 저대비시력과 이중경로 방식에 의 해 측정된 객관적인 시력을 정시안과 비교하여 평가 하고자 하였다.

    Ⅱ. 연구대상 및 방법

    1. 연구 대상자 선정

    연구 대상자는 20대의 각막굴절교정(라식 또는 라 섹)수술안과 정시안 중에서 시력에 영향을 줄 수 있는 안과질환이나 전신질환이 없고, 나안시력이 단안으로 0.9 이상인 대상자(구면굴절력 -0.50 D~+0.75 D, 원주굴절력 -0.50 D 이하)이며, 수술안의 경우에는 일반적인 라식 또는 라섹수술(conventional LASIK or LASEK)을 받은 후 6개월 이상 경과한 135안(68 명)과 정시안 40안(20명)으로 하였다.

    본 연구는 E 대학교 기관생명 윤리위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인을 받았으며, 연구에 참여한 대상자는 연구의 목적과 검사 내용을 충분히 이해하고 연구 참여에 동의하였다.

    2. 검사 방법

    1) 주관적 대비시력(Subjective contrast visual acuity)

    시력검사는 대비도가 100%와 10%인 ETDRS(Early Treatment for Diabetic Retinopathy Study) 시력표 를 사용하여 조명이 밝은 상태(photopic lighting conditions; 340 Lx)와 어두운 상태(mesopic lighting conditions; 1 Lx)에서 고대비시력(high contrast visual acuity, HCVA)과 저대비시력(low contrast visual acuity, LCVA)을 나안상태에서 측정하였다. 시 력검사는 4 m 거리에서 단안시력으로 측정하였으며 측 정값은 LogMAR(Log of the minimum angle of resolution)로 나타내었다. 검사 장소의 조도는 검사 대상자의 눈앞에서 측정하였다.

    2) 객관적 대비시력(Objective contrast visual acuity)

    이중경로방식을 적용한 OQAS Ⅱ(Visiometrics S.L., Tarrasa, Spain)을 사용하여 100%, 20%, 9% 의 대비도를 가지는 OVs를 측정하였다. OV100%는 일 반적인 시력으로 VA100%와 동일한 값을 가지며, OV20%와 OV9%에서는 이들 각각의 값에 상응하는 시 력의 질을 표현하기 위해 시뮬레이션된 VA20%와 VA9%의 값을 소수시력으로 표현하고 있다(Fig. 2).

    구면굴절이상은 OQAS기기에서 자동으로 교정되 도록 설정되어 있고, 0.50 D 이상의 난시는 시험원주 렌즈를 검사기기에 삽입하여 교정할 수 있도록 되어 있으나 본 연구에서는 0.50 D 난시가 있는 대상자는 교정하지 않고 측정하였다. 또한, 각막 건조에 의한 영향을 최대한 배제하기 위하여 OQAS로 측정하기 전에 눈물이 각막에 충분히 고루 퍼질 수 있도록 충 분히 깜박이도록 하였으며, 모든 측정은 어두운 조명 상태에서 동공크기 4 mm에서 이루어졌다.

    3. 통계 분석

    통계분석은 Window SPSS Version 18(SPSS, Chicago, IL, USA)과 Origin 6.0 program (OriginLab Co., Northampton, USA)를 사용하였 다. 정시안군과 수술안군의 비교에는 독립표본 T 검 정(Independent T-test)을 이용하였고, 두 연속변수 의 상관성을 검정하기 위해 Pearson 상관분석을 하 였으며, 통계 분석에서 p값이 0.05 미만인 경우를 유 의한 차이가 있는 것으로 판단하였다.

    Ⅲ. 결 과

    1. 대상자의 데이터

    전통적인 방식으로 각막굴절수술을 받은 68명(135 안)과 정시안 20명(40안)이 본 연구에 참여하였다. 수 술안군의 평균 나이는 23.49±2.4세(범위: 20~29세), 정시안군의 평균 나이는 2.50±1.74세(범위: 20~25 세)였고, 수술안군의 수술 전 구면굴절력과 원주굴절 력은 각각 -4.71±1.55 D(범위: -0.25~-8.50 D)와 -1.18±0.81 D(범위: -0.25~-3.50 D)였다(Table 1).

    2. ETDRS시력표로 측정한 주관적 대비시력

    밝은 조명 상태에서 고대비시력(HCVA)과 저대비시 력(LCVA)은 정시안군의 경우 -0.03±0.06 LogMAR 과, 0.14±0.08 LogMAR였고, 수술안군의 경우에는 -0.02±0.06 LogMAR과, 0.15±0.09 LogMAR로 정 시안군과 수술안군 사이의 고대비시력과 저대비시력 은 통계적으로 차이가 없었다(p=0.495). 어두운 조명 상태에서 고대비시력과 저대비시력은 정시안군의 경 우 0.18±0.07 LogMAR과, 0.47±0.06 LogMAR였 고, 수술안군은 0.21±0.08 LogMAR과, 0.51±0.09 LogMAR로 수술안군이 정시안군보다 시력이 낮았고, 두 그룹 사이에 유의한 차이가 있었다(p=0.027, p=0.002, Table 2).

    3. OQAS로 측정한 객관적 대비시력

    광학적인 질을 평가하는 변수로써 시력과 관련 있 는 OV는 100%, 20% 및 9% 대비도에서 분석하였고, 이들 각각의 OVs에 상응하는 추정된 소수시력 (VA100%, VA20%, VA9%)을 비교하였다.

    정시안군의 OVs는 각각 1.44±0.28(OV100%), 1.49±0.37(OV20%), 1.52±0.40(OV9%)였고, 수술안군 은 1.30±0.33(OV100%), 1.28±0.39(OV20%), 1.26± 0.38(OV9%)로 두 그룹 사이에서 OV100%, OV20%, OV9% 모두 유의한 차이가 있었다(p=0.012, p=0.003, p=0.001, Table 3).

    OVs에 상응하는 소수시력(VA)은 100%, 20% 및 9% 의 대비도에 따라 정시안군에서는 각각 1.44±0.28 (VA100%), 1.09±0.27(VA20%), 0.68±0.10(VA9%), 수 술안군에서는 1.30±0.33(VA100%), 0.95±0.28 (VA20%), 0.56±0.17(VA9%)로 두 그룹에서 모두 대비 도가 낮아질수록 시력이 감소하였다. 수술안군의 시력 은 세 가지 대비도 시력에서 모두 정시안군보다 유의하 게 낮았다(VA100%; p=0.012, VA20%; p=0.004, VA9%; p=0.001, Table 3 및 Fig. 3).

    수술안군에서, ETDRS 시력표를 이용하여 밝은 조 명 상태에서 측정한 고대비시력과 VA100%의 상관성을 분석한 결과, 상관계수는 R=-0.322이었고(p=0.000, Fig. 4), 고대비시력과 VA20%의 상관계수는 R= -0.292(p=0.001), 고대비시력과 VA9%의 상관계수는 R=-0.271(p=0.001)으로 나타났고, ETDRS 시력표로 측정한 저대비시력과 VA100%의 상관계수는 R= -0.354(p=0.001), 저대비시력과 VA20%와의 상관계수 는 R=-0.340(p=0.000), 저대비시력과 VA9%의 상관 계수는 R=-0.345(p=0.000, Fig. 4)로 나타났다.

    어두운 조명 상태에서 측정한 고대비시력과 VA100% 의 상관계수는 R=-0.345이었고(p=0.000), 고대비 시력과 VA20%의 상관계수는 R=-0.328(p=0.000), 고대비시력과 VA9%의 상관계수는 R=-0.333 (p=0.000)였으며, 저대비시력과 VA100%의 상관계수 는 R=-0.379 (p=0.000), 저대비시력과 VA20%와의 상관계수는 R=-0.375(p=0.000), 저대비시력과 VA9%와의 상관계수는 R=-0.403(p=0.000)로 나타났 다(Fig. 4).

    정시안군에서는 ETDRS 시력표를 이용한 logMAR 시력과 VA 사이에 상관관계가 없었다.

    Ⅳ. 고 찰

    본 연구에서는 OQAS를 이용하여 객관적으로 측정 한 시력을 통해 각막굴절교정수술(라식 또는 라섹) 후의 시력의 질을 정시안과 비교하여 평가하였다.

    정시안군의 나안시력 -0.03 LogMAR는 정시안의 시력기준을 제시하고 있는 Elliot 등18)의 -0.13 LogMAR와 Arditi 등19)의 -0.10 LogMAR 시력과 비 교하면 시력표에서 1줄 정도의 차이가 있지만, 젊은 성인 정시안의 시력 범위를 -0.20~0.00 LogMAR로 제시하고 있는 Martínez-Roda 등15)의 기준에 속하 는 값으로 측정되었다. 이러한 차이는 정시안에 대한 기준이 서로 다르고 시력검사 장소의 조명 상태가 다 르기 때문으로 생각된다.

    수술안군의 밝은 조명과 어두운 조명 상태에서 측 정한 고대비시력은 밝은 조명에서 어두운 조명으로 변화되었을 때 시력 변화는 시표상에서 약 4줄 이상 의 차이가 있었고, 저대비시력에서도 밝은 조명에서 어두운 조명으로 변화되었을 때 약 4줄 정도의 차이 가 나타났다. 또한, 같은 조명 상태에서도 대비도 변 화에 따른 시력 차이도 약 3줄 정도 나타났다. 이러 한 조건에 따른 시력 변화에서 수술안군은 밝은 조명 상태에서는 정시안군과 시력 차이가 없었으나, 어두 운 조명 상태에서는 정시안군보다 시력 저하를 보여 수술안군의 시력은 어두운 조명 상태에서 더 영향을 받는 것으로 나타났다.

    Martínez-Roda 등15)은 젊은 성인 정시안 179명을 대상으로 세 가지 대비도(100%, 20%, 9%)에서 나타 난 OVs의 정상적인 범위를 1.01~1.95(OV100%), 0.95~2.21(OV20%), 0.88~2.40(OV9%)로 제시하였다. 이러한 결과는 본 연구의 정시안군의 범위와 근접한 범위를 가지고 있으나 본 연구의OV100%의 최소값이 0.85로 제시된 범위의 최소값 1.01보다 낮게 나타나 고 있는데 이는 본 연구의 나안시력을 1.0이 아닌 0.9 기준으로 정했기 때문에 나타나는 차이로 생각된다. 또한, Martínez-Roda 등은 광학적 질을 평가한 OVs 수치가 일반적으로 1과 비슷하거나, 1보다 높으면 광 학적인 질이 높다고 보고하였는데, 본 연구의 정시안 군과 수술안군의 OVs 평균값은 1 이상으로 나타났다. 그러나 수술안군에서 각각의 대비도에 따른 OVs 값 은 수술안에 따라 수치 변화폭이 정시안군 또는 Martínez-Roda 등이 보고한 범위와 비교하여 더 크 게 나타났으며 특히 최소값이 낮게 나타났다. 측정값 의 수치 범위에서 최소값들이 1 보다 작은 것은 수술 안군의 시력의 광학적 질이 낮다는 것을 의미하는데 특히 낮은 대비도에서는 최소값 변화 범위의 폭이 더 크게 나타나, 수술안군의 경우 낮은 대비도에서 광학 적 질이 더 낮은 것으로 보인다.

    그림 5는 본 연구의 정시안군과 수술안군에서 OQAS를 이용하여 측정한 다양한 시력의 광학적 질 을 비교하여 보여주고 있다(Fig. 5).

    객관적으로 광학적 질을 검사할 수 있는 이러한 시 력검사 방법은 주관적 대답에 의존하는 시력검사와 비교해서 많은 장점을 가질 수 있는데, 특히 각막굴절 수술, 백내장수술, 노안수술 등의 수술 전과 후의 잠 재적인 교정시력의 광학적 질을 비교하는 것이 가능 하다. 라식 수술 후의 광학적 질을 평가한 Vilaseca 등20)은 수술 전의 광학적 질이 수술 후의 광학적 질에 영향을 준다고 보고하였는데, 이러한 OQAS의 기능은 최대 시력의 질이 개인마다 다르기 때문에 수술 예후 와 관련해서 현실적인 정보를 제공해줄 수 있다는 것 을 의미한다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 OQAS 장비에서 보여주는 각각의 대비도에서 최대시 력의 높은 수치(예를 들면 VA100%에서 1.82 와 같은 시력)는 우리의 표준시력과 관련된 지식으로 보았을 때 정시안의 기준으로 너무 높게 나타나고 있어 절대 적 수치로 받아드리는 것보다는 광학적인 상대적 수 치로 이해하는 것이 필요하다고 생각된다. 또한, OQAS의 시력은 서로 다른 세 가지의 대비도에서 객 관적인 시력을 제시해 주고 있지만 조명 상태는 알 수 가 없어 대비도가 다른 시력표를 이용한 밝은 조명과 어두운 조명 상태의 시력 결과와 비교해서 부족한 것 으로 생각된다. 본 연구의 결과에서 나타난 Table 2 의 정시안군의 logMAR 시력을 소수시력으로 환산하 면 밝은 조명 상태의 고대비시력은 logMAR -0.02 → 1.06과 저대비시력은 logMAR 0.15 → 0.72으로, 어두운 조명 상태의 고대비시력은 logMAR 0.21 → 0.61과, 저대비시력은 logMAR 0.51 → 0.31으로 나 타나는데, 정시안군의 OQAS에서 소수시력은 1.44 (VA100%), 1.09(VA20%), 0.68(VA9%)으로 나타나 ETDRS 시력표에서 밝은 조명 상태의 고대비시력과 비교하면 높은 수치를 나타나고 있음을 볼 수 있다.

    수술안군에서 ETDRS 시력표를 이용하여 밝은 조 명과 어두운 조명 상태에서 측정한 고대비시력과 저 대비시력을 OQAS를 이용한 VA100%, VA20%, VA9% 등 과 각각 상관관계를 분석한 결과, 어두운 조명 상태 의 저대비시력과 OQAS의 VA9%에서 상관성이 가장 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 임상에서 시력의 질을 평가할 수 있는 좀 더 다양한 검사가 필요하다 는 것을 시사하고 있다. 검사실의 일정한 조명 상태 에서 대비도가 100%인 표준 시력표를 이용하여 1.0 이상의 나안시력을 보인 수술안들이 너무 다양한 조 명 상태와 대비도를 가지는 일상 생활에 노출되었을 때 그들이 겪을 수 있는 시각적 불편함을 이해시키기 위해서는 다양한 시기능 검사가 이루어져야 한다고 생각한다.

    한편, 본 연구에서는 수술안군과 정시안군의 광학 적 질의 차이를 이용하여 두 그룹 사이의 시력의 질 을 비교하였지만, 시력의 질에 직접적으로 영향을 미 치는 광학적 요인들과 생리학적인 요인들에 대해서는 분석을 하지 않았다. 따라서, 굴절수술 후 시력의 질 에 영향을 미치는 이러한 요인들에 대하여 향후 추가 적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

    Figure

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    Schematic diagram showing the computation of OV100%, OV20% and OV9% from the modulation transfer function curve illustrated by Martínez-Roda et al.15)

    JMBI-17-2-142_F2.gif

    Illustrations showing the relation between simulated visual acuities and OQAS values at 100, 20 and 9 per cent contrasts measured by OQAS instrument based on the double-pass technique.

    JMBI-17-2-142_F3.gif

    Comparison of simulated visual acuity at 100, 20 and 9 per cent contrasts corresponding to the OQAS Values between the emmetropic and post-op groups.

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    Scatterplot of the visual acuity (logMAR) using the ETDRS charts under photopic and mesopic lighting conditions and visual acuity (decimal notation) using OQAS instrument according to three different contrasts in the postoperative group. (A) The correlation between high contrast visual acuity with 100% contrast and OQAS visual acuity with 100% contrast. (B) The correlation between low contrast visual acuity with 10% contrast and OQAS visual acuity with 9% contrast.

    JMBI-17-2-142_F5.gif

    Simulated visual acuity to compare results at different contrast levels(100%, 20% and 9%) corresponding to the OQAS Values in the emmetropes(A), and post‐op group(B).

    Table

    Demographics and biometric data of subjects

    Log MAR uncorrected distance visual acuity measured under photopic and mesopic lighting conditions in the emmetropic and post‐op groups

    The mean of OQAS Values at 100, 20 and 9 per cent contrasts and the estimated values for simulated visual acuity corresponding to the OQAS values in the emmetropic and post-op groups

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