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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.20 No.3 pp.269-278
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2018.20.3.269

Comparison of Contrast Visual Acuity and Contrast Sensitivity according to Degree of Preoperative Refractive Errors in Refractive Surgery Patients

Jeong-Mee Kim
Dept. of Visual Optics, Far east University, Eumseong
August 2, 2018 September 12, 2018 September 19, 2018

Abstract

Purpose :

To evaluate of contrast visual acuity and contrast sensitivity according to degree of preoperative myopia in refractive surgery patients.


Methods :

One hundred thirty-five eyes of 68 subjects who underwent myopic refractive surgery and 40 eyes of 20 emmetropes were enrolled. High and low contrast visual acuity (HCVA and LCVA) using ETDRS charts were measured. Contrast sensitivity test was performed using CSV-1000E. Contrast visual acuity and contrast sensitivity test were performed under photopic and mesopic conditions, respectively. Post-op group was divided into two post-op groups based on pre-op spherical equivalent refractive power (SE) of ˂ -6.00 D and ≥-6.00 D.


Results :

In contrast visual acuity, among the three groups including emmetropic group, there were significant differences in HCVA (photopic) (p = 0.028), LCVA (photopic) (p = 0.047), HCVA (mesopic) (p = 0.002) and LCVA (mesopic) (p = 0.018). There was a statistically significant difference between the two post-op groups while post-op group 2 had decreased contrast visual acuity compared to post-op group 1. In contrast sensitivity, significant differences were found at all spatial frequencies except for 6cpd with photopic condition among the three groups including the emmetropic group (photopic: 3cpd; p=0.002, 12cpd; p=0.006, 18cpd; p=0.000, mesopic: 3cpd; p=0.003, 6cpd; p=0.001, 12cpd; p=0.000, 18cpd; p=0.000). In the refractive surgery patients, there was no significant difference in the contrast sensitivity between post-op group 2 and group 1, although the contrast sensitivity of post-op group 2 was lower than that of post-op group 1.


Conclusions :

The contrast visual acuity and contrast sensitivity in the refractive surgery patients was decreased compared with that of the emmetropes. In the refractive surgery groups, the contrast visual acuity decreased with high myopia of ≥-6.00 D but there was no significant difference in the contrast sensitivity between the two groups by the degree of preoperative refractive errors.



각막굴절교정 수술안에서 수술 전 굴절이상에 따른 대비시력과 대비감도 비교

    Ⅰ. 서론

    눈의 굴절이상을 교정하는 라식과 라섹의 각막굴 절교정수술은 수술방법의 발전과 함께 시력교정 방법 으로 꾸준히 많은 관심을 받고 있으며 최근에는 맞춤 형 절제 굴절수술이 시행되면서 시력의 질을 향상시 킬 것으로 기대하고 있다.

    이전에 발표된 많은 논문에서 연구자들은 기존의 각막굴절교정수술 후 눈부심, 빛번짐, 달무리와 같은 증상으로 시력의 질이 저하된다고 보고하였으며,1-4) 많은 고도의 굴절이상자들이 수술을 받게 되면서 각 막굴절교정수술이 고도 근시 및 고도 난시를 교정하 는데 있어서 수술 전 굴절이상도가 시기능에 영향을 미치는지 관심을 가지게 되었다.5,6)

    각막굴절교정수술 후 시각적 성능을 효과적으로 평 가하기 위해서는 다양한 검사가 수행되어야 한다. 일 반적으로 일정한 조명 상태에서 고대비의 표준 시표 를 사용하여 얻은 1.0 이상의 나안시력에 만족한 굴절 이상 교정자들이 일상생활에서 시각적 불편함을 느낄 수 있기 때문에 Kim 등7)은 다양한 조명 상태와 대비 도 조건에서 시력의 질과 관련된 시력검사를 시행하 는 것이 필요하다고 언급했다. 한편, 임상에서 시력의 질적 변화를 평가하기 위한 객관적인 방법으로 대비 도가 100%인 시력표보다 대비감도 검사를 선호하고 있으며, 대비감도 검사는 주어진 공간주파수 범위에 서 감소된 대비도의 민감도를 측정 하기 때문에 일상 생활의 대비도와 유사한 환경에서 시력의 질을 더 효 율적으로 평가할 수 있는 것으로 알려져 있다.8,9)

    높은 굴절이상을 가진 각막굴절수술과 관련한 연 구들은 수술 결과의 관점에서 수술 전과 후의 시력 및 대비감도 결과를 비교하는 것이 대부분이었고, 수 술 전 약도와 중등도 및 고도 근시에 따른 굴절이상 정도가 각막교정수술 후 시력의 질과 관련성이 있는 지 비교한 연구는 거의 없는 실정이다.

    따라서 본 연구에서는 전통적인 근시성 각막굴절 교정수술을 받은 수술안을 수술 전 등가구면 굴절력 –6.00D 기준의 두 그룹으로 분류하여 대비시력과 대 비감도를 정시안과 비교하고 수술 전 근시도가 높을 수록 수술 후 시력의 질에 영향을 미치는지 평가하고 자 하였다.

    Ⅱ. 연구대상 및 방법

    1. 대상자

    대상자는 전통적인 라섹과 라식 수술을 받은 각막 굴절교정 수술안과 정시안 중에서 시력에 영향을 줄 수 있는 전신질환 및 안과적 질환이 없고, 단안으로 측정한 나안시력이 각각 0.9 이상이며, 각막굴절수술 안의 경우에는 수술을 받은 후 6개월 이상 경과한 68 명과 정시안 20 명을 선정하였다.

    2. 대비시력(Contrast Visual Acuity) 검사

    대비시력검사는 고대비시력(high contrast visual acuity, HCVA)으로 대비도 100%와 저대비시력 (low contrast visual acuity, LCVA)은 대비도 10%인 ETDRS (Early Treatment for Diabetic Retinopathy Study) 시력표를 사용하여 조명이 밝은 상태(photopic conditions; 340 Lx)와 어두운 상태(mesopic conditions; 1 Lx)에서 고대비시력과 저대비시력을 각각 나안 상태에서 측정하였다. 검사거리는 4m에서 단안으로 측정하였으며 대비시력의 결과값은 LogMAR 로 나타냈다.

    3. 대비감도(Contrast Sensitivity) 검사

    대비감도는 CSV-1000E(Vector Vision, USA) (Fig. 1)를 이용하여 측정하였다. CSV-1000E 시스템은 대 비감도 검사를 하는 동안 85 cd/m2(밝은 조명)의 휘 도 상태가 일정하게 유지될 수 있도록 자동으로 조정 되며, 대비도가 감소하는 정현파 격자 (sine-wave gratings) 무늬의 8개 원이 4종류의 공간주파수(3, 6, 12, 18 cycles per degree; cpd)를 나타내고 있는 원모양의 격자무늬에 각각 배치되어 있다. 가장 위의 첫 번째 줄의 공간주파수는 3 cpd로 대비도 범위가 0.70 - 2.08 log units에 해당되며, 아래 줄의 순서 대로 6 cpd의 대비도 범위는 0.91-2.29 log units, 12 cpd의 대비도 범위는 0.61-1.99 log units, 18cpd 의 대비도 범위는 0.17-1.55 log unit으로 각각의 공 간주파수가 포함되어 있다. 밝은 조명(photopic lighting; 280 lux)과 어두운 조명(mesopic lighting; 0.7 lux) 상태에서 각각 나안으로 3, 6, 12, 18cpd 순서대로 검사를 시행하였다. 검사거리는 2.5m에서 단안으로 이루어졌고 대비감도의 결과 분석은 log units을 사 용하였다.

    4. 근시성 각막굴절교정 수술안 분석을 위한 분류

    굴절교정수술을 받은 수술안 그룹을 수술 전 굴절 이상의 등가구면굴절력(SE) -6.00D 기준의 두 그룹 (Group 1: SE < -6.00 D, Group 2: SE ≥ -6.00 D)으로 분류하였다. -6.00 D 는 고도 근시의 기준이 므로 수술 후 각막의 절삭량(근시 정도)에 따라 시력 의 질에 영향을 미치는지 비교해 보고자 하였다.

    5. 통계 분석

    통계분석은 SPSS Version 18 (SPSS, USA)을 사 용하였다. 정시안과 수술안의 비교에는 독립표본 T 검정 (Independent T-test)을 이용하였고, 세 그룹 의 비교에는 일원배치 분산분석(Oneway ANOVA)과 함께 본페로니 (Bonferroni correction) 보정을 사용 한 다중비교 분석(Post-hoc multiple comparison) 을 시행하였다. 또한 두 변수의 상관성은 Pearson 상 관계수와 단순선형회기분석을 이용하였고, 통계 분석 에서 p ˂ 0.05 인 경우에 유의한 차이가 있는 것으로 판단하였다.

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    1. 대상자의 데이터

    본 연구는 수술안 68명(135안)과 정시안 20명(40 안)을 대상으로 하였고 수술안의 평균 나이는 23.49±2.64세(범위: 20~29세), 정시안의 평균 나이 는 22.50±1.74세(범위: 20~25세)였다. 나안의 Log MAR 시력에서 수술안은 -0.02±0.06이었고, 정시 안은 -0.03±0.06으로 두 그룹 사이의 나안시력은 차이가 없었다 (p=0.495) (Table 1).

    본 연구에 참여한 각막굴절교정 수술안의 데이터 는 Table 2에 정리하였다. 또한 라식(LASIK)과 라섹 (LASEK)의 수술방법에 따른 대비시력과 대비감도 검사결과는 차이가 없었기 때문에 구분하지 않았다.

    2. 대비시력(Contrast Visual Acuity)

    밝은 조명에서, 수술 전 등가구면굴절력이 -6.00D 미만인 수술안 그룹 1에서의 고대비시력과 저대비시력 은 -0.03±0.06 과 0.14±0.08 이었고, 수술 전 등 가구면굴절력이 -6.00D 이상에 해당되는 수술안 그룹 2에서 고대비시력과 저대비시력이 각각 0.00±0.07과 0.18±0.09로 나타났다. 정시안을 포함한 이들 세 그 룹 사이에서 고대비시력(p=0.028)과 저대비시력 (p=0.047)은 통계적으로 유의한 차이가 있었고, 수 술안 그룹 1과 그룹 2 사이에서, 수술안 그룹 2가 수 술안 그룹 1보다 시력이 감소하는 것으로 나타났다. 밝은 조명상태의 고대비시력과 저대비시력은 수술안 의 두 그룹간에 통계적으로 차이가 있었다.

    어두운 조명에서, 수술안 그룹 1의 고대비시력과 저 대비시력은 0.20±0.08와 0.50±0.08이었고, 수술안 그룹 2에서 고대비시력과 저대비시력은 0.24±0.09와 0.52±0.10으로 나타났으며, 정시안을 포함한 이들 세 그룹 사이에서 고대비시력 (p=0.002)과 저대비시 력(p=0.018)은 각각 유의한 차이를 보였다. 또한, 수 술안 그룹 1과 그룹 2 사이에서, 어두운 조명의 고대 비시력은 두 그룹간에 통계적으로 유의한 차이가 나 타났지만 저대비시력에서는 두 그룹간 차이가 없었다 (Table 3). 또한, 밝은 조명과 어두운 조명 모두의 고 대비시력과 저대비시력에서 정시안과 수술안 그룹 1 사이는 차이가 없었으나 정시안과 수술안 그룹 2 사 이에서는 고대비시력과 저대비시력 모두 통계적으로 유의한 차이가 있었다.

    근시성 각막굴절교정 수술안에서, 수술 후 시력과 수술 전 등가구면굴절력 사이에 상관관계가 나타났 다. 고대비시력(밝은 조명)과 수술 전 등가구면굴절력 사이는 약한 음의 상관성으로 유의한 차이가 있었고 상관계수는 R=-0.223 (p=0.009)과 회귀방정식은 y = -0.009x - 0.069 로 나타났다. 저대비시력(밝은 조명)과 수술 전 등가구면굴절력 사이의 상관계수는 R=-0.235(p=0.006)와, 회귀방정식은 y = -0.012x + 0.087 이었고, 고대비시력(어두운 조명)과 수술 전 등가구면굴절력 사이의 상관계수는 R=-0.217(p=0.011) 과, 회귀방정식은 y = -0.011x + 0.154 이었다. 저 대비시력(어두운 조명)과 수술 전 등가구면굴절력 사이 의 상관관계는 나타나지 않았다(R=-0.165, p=0.056).

    수술안을 분류하여 상관관계를 분석한 결과, 수술 안 그룹 1에서 수술 전 등가구면굴절력과 수술 후 시 력인 고대비시력(밝은 조명), 저대비시력(밝은 조명), 고대비시력(어두운 조명), 저대비시력(어두운 조명) 사이의 모두에서 상관성은 없었고, 수술안 그룹 2 에 서 수술 전 등가구면굴절력과 수술 후 시력의 상관관 계는 고대비시력(밝은 조명)을 제외한, 저대비시력 (밝은 조명) (R=-0.352, p=0.019), 고대비시력(어두 운 조명) (R=-0.443, p=0.002), 저대비시력(어두운 조명) (R=-0.498, p=0.000) 에서는 상관관계가 있 었다.

    본 연구에서는 시력검사를 통해 수술 후의 시력의 양적 및 질적 변화를 평가하기 위해 대비도가 100% 와 10%인 시력표를 이용하여 밝은 조명과 어두운 조 명 상태에서 각각 시력을 측정한 결과, 수술안에서 고대비시력표을 이용하여 조도 변화에 따른 시력 변 화는 약 2줄 이상의 차이가 있었고, 저대비시력표을 이용한 시력검사 결과에서는 조도 변화에 따른 시력 변화는 약 3줄 정도의 차이를 보였다. 또한 대비도의 변화에 따른 시력 변화에서도 약 2줄 정도 차이가 나 는 것을 알 수 있었다. 검사실에서 대비도가 100%인 고대비시력표를 이용한 나안 시력의 결과에 만족한 수술안들이 일상적인 생활에서는 다양한 조도 상태와 대비도를 가지는 환경에 있기 때문에 본 연구의 이러 한 결과들은 임상에서 생활 환경의 변화에 따른 시력 의 변화를 평가할 수 있는 좀 더 폭 넓은 시기능 검사 가 필요하다는 것을 시사한다. 실제로, 고대비시력표 는 굴절수술 후 감소된 망막상의 변화를 평가하기에 는 매우 민감하지 않기 때문에 각막굴절수술이나 백 내장 수술 후 시력의 질을 평가하기 위해서 저대비시 력표가 보편적으로 이용되고 있는데10,11) 반해, 우리 나라 임상에서는 수술 후 고대비시력표(100%)를 사 용하여 시력의 양적인 평가만 하고 있다.

    본 연구에서 수술안 그룹 1과 정시안을 비교하여 조명 상태와 상관없이 대비시력에 차이가 나타나지 않았고 이러한 결과는 정시안과 라식수술안을 비교한 Kim 등12)의 연구결과와 유사하였다. 수술안 그룹 2 는 정시안뿐만 아니라 수술안 그룹 1과도 대비시력에 서 통계적인 차이가 있는 것으로 나타났다.

    3. 대비감도(Contrast Sensitivity)

    시력의 질을 더 효율적으로 평가할 수 있는 대비감 도는 수술안 그룹을 수술 전 등가구면굴절력 -6.00D 기준의 두 그룹으로 분류하여 정시안과 함께 세 그룹 사이를 비교하였다(Table 4).

    밝은 조명에서, 수술안의 대비감도는 정시안보다 모든 공간주파수에서 감소하였고, 정시안을 포함한 이들 세 그룹 사이에서는 우리 눈의 시각 시스템에서 대비도의 차이를 가장 잘 인식할 수 있는 공간주파수 6(cpd)을 제외한 나머지 3, 12, 18(cpd)의 공간주파 수에서 통계적 차이가 있었다(3cpd; p=0.002, 12cpd; p=0.006, 18cpd; p=0.000). 수술안 그룹은 정시안 그룹보다 대비감도가 감소하면서 유의한 차이가 있었 고, 수술안 그룹 2가 수술안 그룹 1보다 대비감도가 감소하는 것으로 나타났으나 이들 두 그룹 사이의 통 계적인 차이는 없었다.

    어두운 조명 상태에서, 정시안을 포함한 세 그룹 사이는 모든 공간주파수에서 유의한 차이가 있었다 (3cpd; p=0.003, 6cpd; p=0.001, 12cpd; p=0.000, 18cpd; p=0.000). 어두운 조명 상태에서도 수술안 그룹은 정시안 그룹보다 대비감도가 감소하면서 통계 적으로 유의한 차이가 있었다. 수술안 그룹 2가 수술 안 그룹 1보다 대비감도가 감소는 하였지만, 수술안 두 그룹 사이에는 통계적인 차이가 나타나지 않았다. 조명 상태에 따른, 세 그룹 사이의 대비감도 비교는 Fig. 2에서 보여주고 있다.

    굴절수술 후 경험하는 시력의 질 감소는 밝은 조명 에서 고대비시력을 측정할 경우 질적 차이가 나타나 지 않아 대비감도 검사를 통해서 설명이 가능하게 되 었다.13) 시력의 질과 관련해서는 대비감도 검사가 스 넬렌시력 검사보다 더 많은 정보를 제공하는 것으로 알려져 있으며,13-16) 굴절교정수술 후에 시력의 질적 변화를 확인하고 수술환자에게 이러한 변화를 이해시 키기 위해 임상에서 대비감도 검사를 시행하는 것이 고려 되어야 한다고 생각된다.

    본 연구에서 CSV-1000E 를 사용하여 대비감도 검 사를 밝은 조명과 어두운 조명 상태에서 각각 시행한 결과, 밝은 조명 상태에서 정시안은 CSV-1000E 제 조사인 벡터비젼(Vector Vision)에서 제시한 정상범 위에17) 있으나 수술안은 정상범위 경계에 근접하면서 공간주파수가 높아질수록 (12와 18 cpd) 정상범위를 벗어나 대비감도가 감소하고 있으며 (Fig. 2), 어두운 조명 상태에서 정시안의 대비감도 결과는 벡터비젼에 서 제시하고 있는 수치; 1.61(3 cpd), 1.66(6 cpd), 1.08(12 cpd), 0.56(18 cpd)와 근접하게 일치하고 있 었다. 공간주파수가 높아질수록(12와 18 cpd) 본 연구 의 대비감도 결과값이 벡터비젼에서 제시하는 수치보 다 다소 높게 나타난 것은 벡터비젼에서 평가한 정시 안의 나이가 20에서 55세 (36.6±9.02세)의 넓은 범위 에 분포되어 있는 반면, 본 연구는 20대(22.50±1.74 세)의 젊은 나이 때문인 것으로 생각되며, 어두운 조명 상태에서 수술안의 대비감도는 정시안에 비해 모든 공 간주파수에서 통계적으로 유의한 감소를 나타냈다.

    많은 연구에서 굴절수술 후 대비감도의 저하는 시 력의 질을 저하 시키는 것으로 나타났고,18-20) 본 연 구의 결과에서도 수술안의 대비감도는 정시안과 비교 하여 공간주파수가 증가할수록 대비감도는 더 떨어지 고 있음을 확인할 수 있었다. 굴절수술 후 이러한 대 비감도와 선명도의 감소는 수술 후 각막형상의 변화로 발생되는 고위수차의 영향으로 복시(double vision), 달무리(halos), 별모양 번짐(starbursts) 등의 증상을 유발시켜 망막상의 질을 저하시키면서 삶의 질에도 영향을 미치고 있는 것으로 보고되었다.21,22) 또한, 수 술 전 등가구면굴절력이 -6.00D 이상의 수술안 그룹 이 -6.00D 미만의 수술안 그룹보다 대비감도가 감소 하는 것은 더 많은 각막 절삭량으로 각막형상의 변화 가 커지면서 고위수차를 증가시키는 원인23-27) 이 되 는 것으로 추측된다.

    4. 대비시력과 대비감도의 상관 관계

    대비시력과 대비감도 사이의 상관관계는 Table 5 에 정리하였다. 밝은 조명에서 측정한 대비감도는 낮 은 공간주파수보다 시각적 분해능력이 더 요구되는 높은 공간주파수에서 대비시력과 뚜렷한 음의 상관관 계를 나타냈고, 밝은 조명에서의 고대비시력과 저대 비시력 보다 어두운 조명 상태에서의 고대비시력과 저대비시력이 밝은 조명 상태에서 측정한 대비감도 사이에서 더 높은 상관성을 나타냈다.

    어두운 조명에서 측정한 대비감도는 밝은 조명 상 태의 고대비시력과 저대비시력 보다 어두운 조명 상 태의 고대비시력과 저대비시력에서 매우 높은 상관성 을 나타냈고, 우리 눈의 시각 시스템에서 대비도의 차 이를 가장 잘 인지할 수 있는 공간주파수6(cpd)에서 는 어두운 조명 상태의 고대비시력과 저대비시력에서 가장 뚜렷한 음의 상관관계를 나타냈다 (R=-0.557, R=-0.543).

    Ⅳ. 결론

    각막굴절수술안에서 밝은 조명 상태보다 어두운 조명 상태에서 대비시력과 대비감도는 정시안과 비교 하여 뚜렷한 감소를 보였고, 고대비시력과 저대비시 력 모두 조명 상태와 관계없이 정시안과 수술안 그룹 1 사이에는 통계적 차이가 없었으나 정시안과 수술안 그룹 2 사이에는 유의한 변화가 있었다. 대비감도는 모든 공간주파수에서 수술안의 대비감도가 더 감소하 였으며, 밝은 조명의 6(cpd)를 제외한 모든 공간주파 수에서 정시안과 수술안 사이에 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 그러나 수술안 그룹 2 가 수술안 그룹 1보다 주어진 공간주파수에서 대비감도가 감소 하였지만 조명 상태에 관계없이 수술안의 두 그룹 사 이에서는 통계적인 차이가 없었다.

    수술 전 굴절이상의 정도에 따른 고도근시에서 수 술 후 시력의 양적 및 질적 상태에 영향을 미치는 것 으로 추정하였으나, 본 연구에서는 시력의 질을 평가 할 수 있는 것으로 알려진 대비감도 결과에서 두 수 술안 그룹 사이의 유의한 차이가 나타나지 않아 좀 더 폭 넓은 모집단을 대상으로 한 후속적인 연구가 필요하다고 사료된다.

    Figure

    KJVS-20-269_F1.gif

    Contrast sensitivity testing unit of the Vector Vision CSV-1000E instrument as seen by the subjects.

    KJVS-20-269_F2.gif

    Contrast sensitivity curves represent mean contrast sensitivity log values with each spatial frequency under photopic and mesopic conditions for the emmetropic group (squares) and two post-op groups (circles and triangles). The grey zone displays the range of contrast sensitivities for normal subjects between the ages of 20 and 55 years.

    Table

    Demographics and biometric data of subjects

    Characteristics of post-conventional refractive surgery group

    Log MAR uncorrected distance visual acuity measured under photopic and mesopic lighting conditions

    The mean contrast sensitivity log values under photopic and mesopic lighting conditions

    Correlation between contrast sensitivity and visual acuity under photopic and mesopic lighting conditions in refractive surgery group

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