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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.20 No.3 pp.305-312
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2018.20.3.305

Clinical Assessment of Cellulose Tube-Type Tear Test Kit

Jung-Eun Park, Myeong-Jin Jeong, Koon-Ja Lee
Dept. of Optometry, Chungam College, Suncheon1)
Dept. of Environmental Health and Safety, Eulji University, Seongnam2)
Dept. of Optometry, Eulji University Seongnam3)*
August 6, 2018 September 2, 2018 September 18, 2018

Abstract

Purpose :

To evaluate the clinical usefulness of the tube-type tear test kit (cellulose tube-type tear test kit, Kit-CEL) developed by inserting cellulose filter.


Methods :

Sixty two healthy adults who were aged in 20’s without known ocular disease were participated. To analyze the reliability of Kit-CEL, the single examiner conducted the same test three times at a daily interval. Its validity was evaluated by using the SMTube that is currently used in the market. To evaluate sensitivity and specificity of the Kit-CEL test, ROC (receiver operate characteristics) curve were plotted and analyzed. The TBUT (tear break-up time) was measured to screen the dry eye. The AUC (area under the curve) integrated by ROC function was applied to analyzed the accuracy of the Kit-CEL test for dry eye screening and its significance was accepted if p-value was smaller than 0.05.


Results :

The reliability of Kit-CEL (0.77) was higher than SMTube (0.43). The sensitivity and specificity of the Kit-CEL for the dry eyes were 74.63% and 50.88%, respectively. The sensitivity of Kit-CEL(32.84%) was higher than SMTube while its specificity was lower than SMTube (82.46%). The Kit-CEL had a moderate correlation with SMTube (r=0.56, p<0.00).


Conclusions :

The Kit-CEL had a significant correlation with the SMTube and good sensitivity and reliability value that Kit-CEL could be useful tool for dry eye screening.



튜브형눈물검사키트의 임상적 평가

    Ⅰ. 서론

    안구 표면을 보호하고 광학적 및 생리학적으로 매 우 중요한 역할을 하는 눈물층은 약 6 ㎛의 두께로 점액층, 수성층, 지방층 총 3개의 층으로 이루어져있 다. 눈물 생산량은 하루에 약 0.5~1.0 g이고 이 중 정상적인 시생활에서 증발되는 눈물양은 약 10~25% 로 생산되는 눈물 양과 균형을 이루고 있지만 눈물 생산이 감소하거나 과도하게 증발할 경우 안구 표면 에 손상을 일으켜 건조감, 자극감, 각막염증 등의 증 상을 수반하는 건성안이 발생하게 된다.1)

    건성안은 전 세계적으로 약 14~33%의 매우 높은 유 병률을 보이고 있으며,2-5) 1,978명의 안과전문의를 대 상으로 조사한 설문조사6)에서도 가장 높은 빈도를 보이 는 외래환자 질환으로 조사된 바 있다. 이와 같이 국내 뿐만 아니라 전 세계적으로도 건성안 환자가 증가함에 따라 건성안을 판별하는 진단 도구는 매우 중요하다고 할 수 있다. 건성안을 진단하는 방법으로는 쉬르머검사 (Schirmer test), 눈물막파괴시간(Tear break-up time, TBUT)검사, 안구표면질환지수(Ocular Surface Disease Index, OSDI) 및 케라토미터(Keratometer)를 이용하 는 비침입성눈물막파괴시간(Non-invasive tear film break-up time, NIBUT) 검사 등이 사용되고 있으며, 국내의 전문가들이 가장 많이 사용하는 검사는 TBUT 검사가 94%로 가장 많고, 다음으로 쉬르머검사가 71% 를 차지한다고 조사되었다.6)

    국내에서 가장 많이 사용하고 있는 TBUT 검사는 형광염료(fluorescein dye)를 점안한 후 세극등현미 경을 사용하여 눈물막이 파괴되는 시간을 측정하는 검사로 눈에 형광염료만을 삽입하는 최소한의 침습적 방법이기 때문에 쉬르머검사보다 더 나은 신뢰도를 보이고 간편한 방법이지만 형광염료 주입 시 눈물막 안정성이 저하되고,7) 형광염료에 각막궤양 및 실명을 유발할 수 있는 녹농균이 오염될 수 있다는 점에서 사용에 주의가 요구되며, 검사자에 의한 측정 오차로 재현성이 낮은 점에서 의문이 제기되고 있는 방법이 다. 다음으로 많이 사용되는 쉬르머검사는 길이 35 mm, 폭 5 mm의 왓트만지(Whatman paper)의 한쪽 끝을 구부려 하안검의 귀쪽 1/3 지점에 삽입하여 하 안검 낭에 존재하는 눈물을 5분 동안 흡수시켜 눈물 의 양을 측정하는 방법으로, 삽입하는 과정에서 통증 및 반사눈물이 발생하여 부정확하고 재현성이 낮은 방법으로 알려져 있다.8,9) 따라서 눈물검사 도구는 측 정 시 최소한으로 눈에 삽입되어야 자극에 의한 반사 눈물의 분비를 줄일 수 있어 신뢰도를 높일 수 있으 며, 측정 시 발생하는 자극을 줄여야 환자가 느끼는 자각적 증상도 줄어들어 유용한 검사방법이라 할 수 있다.

    눈물은 상·하결막낭의 눈물 메니스커스(tear meniscus) 와 각막, 결막을 포함한 안구 표면에 연속적으로 분포하 며, 눈물의 양은 눈물 분비와 상관관계가 있기 때문에 눈물이 부족한 건성안의 경우 하안검 낭의 눈물 메니스 커스의 부피 또한 감소한다.10) 따라서 하안검 낭에 존재 하는 눈물 메니스커스의 평가는 눈물의 양을 평가하는데 유용한 방법이다. 최근 개발된 Strip meniscometry(SMTube) 는11) 검사도구의 strip을 눈물 하안검 메니스커스에 5 초간 닿게 한 후 하안검 낭의 눈물 메니스커스의 눈 물 양을 측정하는 검사방법으로, 눈물 양을 측정하는 쉬르머검사의 단점인 검사시간과 자극감을 개선시킨 검사방법으로 현재 임상에서 사용되고 있다. SMTube 는 자극감이 없고 눈물의 흡수속도가 좋아 간편하게 할 수 있는 눈물검사방법이지만 검사자에 따라 측정 값에 차이가 있어, 이와 같은 문제점을 해결하기 위 하여 Strip meniscometry를 기초로 흡수성이 좋은 셀룰로오스(cellulose)를 삽입하여 제작된 튜브형눈 물검사키트(cellulose tube-type tear test kit, Kit-CEL) 가 제작되었다. 새로이 제작된 튜브형눈물검사키트는 유용성에 대한 평가는 보고되었지만12) 임상적 활용 가 능성에 대해서는 보고된 바 없어 이에 대한 평가가 필요할 것으로 생각되었다.

    따라서 본 연구에서는 Kit-CEL의 임상적 유용성 을 평가하기 위하여 20대 성인을 대상으로 검사를 실 시한 후 건성안 진단에 대한 민감도와 특이도 및 정 확도를 평가하였다.

    Ⅱ. 연구대상 및 방법

    1. 연구대상

    본 연구는 직접 연락 및 게시판을 통해 지원한 20 대 성인 남녀 62명(124안)을 대상으로 하였다. 그 중 남자는 23명(37%), 여자는 39명(63%)이었고 평균나 이는 23.19 ± 2.20세였다. 굴절이상도에는 제한을 두지 않았으며 평소 콘택트렌즈 착용자의 경우 검사 전 1주일 동안 콘택트렌즈를 착용하지 않게 하였다. 본 연구는 기관생명윤리위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인을 받았으며(승인번호 EU17-04), 대상자들에게 검사 목적과 내용을 충분히 설명하고 동의를 구한 후 실시하였다.

    2. 연구방법

    1) Kit-CEL에 의한 눈물 양 측정

    본 연구에 사용한 Kit-CEL은 이미 보고된12) 결과 를 활용하여 길이 85 mm, 너비 7.2 mm, 두께 0.5 mm의 틀에 흡수가 빠른 셀룰로오스 필터(cellulose filter)가 스트립(strip) 내에 삽입된 Kit-CEL을 제 작하여 사용하였다. 제작 된 Kit-CEL은 눈물 흡수 양을 정확하게 평가하기 위해서 스트립의 끝 부분에 청색 염료를 인쇄하여 눈물을 흡수하면서 내장된 흡 수제가 파란색으로 변하게 제작되었다. 검사법을 비 교평가하기 위하여 본 연구에서는 시판되어 사용하고 있는 Strip meniscometry는 Strip meniscometry tube®(SMTube; Echo Electrickty Co., Ltd., Fukushima, Japan)를 구입하여 사용하고 비교평가 하였다. 눈물 검사는 Kit-CEL의 strip의 끝부분에 있는 홈을 하안 검의 눈물 메니스커스에 닿게 하여 5초간 눈물을 흡 수시킨 후 흡수제에 표시된 길이를 mm 단위로 측정 하여 기록하였으며, SMTube도 동일하게 시행하였다.

    2) 눈물막파괴시간(Tear break up time; TBUT) 검사

    Kit-CEL의 건성안에 대한 민감도와 특이도를 평 가하기 위하여 건성안의 진단은 TBUT 검사를 활용하 였다. TBUT 검사는 플루레신 염료 4.5 ㎕가 포함된 용지에 식염수를 적신 후 피검자의 구결막 상외측에 묻히고 플루레신 염료가 눈물막에 골고루 염색될 수 있도록 눈을 깜빡이게 하였다. 플루레신 염료가 눈물 막에 충분히 염색된 것을 확인한 후 세극등현미경을 통해 염색 부위가 최초로 깨지는 시간을 초 단위로 측정하여 5초 미만인 경우를 건성안으로 간주하였다. 정확도를 위해 3회 반복 측정한 후 평균값을 사용하 였다. 눈물막파괴시간 검사를 제외한 검사는 무작위 순서로 진행하였고, 눈물의 재생시간과 눈의 피로도 를 고려하여 검사 간 20분 간격을 두었고 단일 검사 자가 시행하였다.

    3. 통계분석

    Kit-CEL과 SMTube의 신뢰도 분석을 위해 대상자 를 하루 간격으로 3회 방문하게 하여 동일 검사자에 의해 총 3회 같은 검사를 시행한 후 급내상관계수 (Intraclass Correlation Coefficient, ICC)를 평가하 였다. 급내상관계수는 재현성을 평가하는 지표로 0 (전혀 일치하지 않음)부터 1(완벽하게 일치함)사이의 값으로 나타나며, 통상적으로, 0.40 미만은 좋지 않 음(poor), 0.40 - 0.60은 보통(fair), 0.60-0.75는 좋음(good), 0.75-1.00은 매우 좋음(excellent) 등으 로 해석된다.13) Spearman Correlation을 이용하여 기존의 검사법인 SMTube와 개발한 검사법인 Kit-CEL의 상관성을 평가하여 타당도를 분석하였으 며, 새로 개발한 검사법의 감별능력을 확인하기 위하 여 ROC(Receiver Operate Characteristics) 커브를 통해 실제 질병이 있는 사람이 검사결과가 양성으로 판정되는 비율을 나타내는 민감도와 실제 질병이 없 는 사람이 검사결과가 음성으로 판정되는 비율을 나 타내는 특이도 및 건성안 진단에 대한 cut-off 값을 분석하였으며, 곡선아래면적(Area Under the Curve, AUC)을 정확도의 지표로 활용하였다. Fig. 1

    모든 통계 분석은 통계프로그램 SPSS version 21.0(SPSS Inc, Chicago, IL, USA)과 Medcalc version 17.5.5(Medcalc Software, Mariakerke, Belgium)를 사용하였고, p값이 0.05 미만일 때 통계 적으로 유의한 것으로 판단하였다.

    Ⅲ. 결과

    1. 대상자 데이터

    대상자는 62명으로 남자 23명(37%), 여자 39명 (63%)이었고, 평균 연령은 23.19 ± 2.20세(20-29 세)였으며(Table 1), TBUT 측정값은 5.05 ± 1.97 초로 측정되었다.

    2. Kit-CEL에 의한 눈물 양 측정값

    20대 성인 62명의 눈물 양을 Kit-CEL로 측정한 검사값은 4.08 ± 1.56 mm으로 SMTube 측정값 4.70 ± 1.80 mm 보다 작았고 유의한 차이가 있었다 (t=4.33 p=0.00), (Table 2).

    3. Kit-CEL의 신뢰도

    Kit-CEL검사법의 신뢰도를 확인하기 위하여 대상 자를 하루간격으로 3일 동안 방문하게 하여 같은 검 사를 단일 검사자가 총 3회 시행한 후 결과 값의 급 내상관계수(ICC)를 평가한 결과 Kit-CEL는 0.77로 SMTube 계수 0.43보다 높아 신뢰도가 SMTube 보 다 높았다(Table 3).

    4. Kit-CEL 검사값의 타당도

    Kit-CEL의 타당도 분석은 Spearman Correlation 을 이용하여 상용되고 있는 검사법 SMTube와의 상관 성을 분석하였다. 결과, 두 검사법의 평균 측정값은 차이가 있었지만(p=0.00), (Table 2), 서로 중등도의 상관성을 보였다(r=0.56, p<0.00), (Fig. 2).

    5. Kit-CEL 검사법의 민감도, 특이도 및 건성안 진단 기준값

    Kit-CEL 검사법의 민감도와 특이도 평가를 위해 TBUT 측정값을 기준으로 건성안을 구분하고(5초 미만 : 양성, 5초 이상 : 음성), ROC(Receiver Operative Characteristics) Curves를 분석한 결과, 건성안에 대한 Kit-CEL의 민감도는 74.63%, 특이도는 50.88% 로 나타났고, SMTube의 민감도는 32.84%, 특이도는 82.46%로 나타나, Kit-CEL이 SMTube보다 민감도 는 더 높고 특이도는 낮은 것으로 나타났으며(Table 4), 각 검사법의 건성안 진단 기준 cut-off 값은 Kit-CEL 의 경우 4 mm, SMTube의 경우에는 3 mm로 나타났 다(Fig. 2).

    6. Kit-CEL 검사법의 정확도

    검사법들의 정확도의 지표로 활용하기 위해 ROC curve의 AUC를 평가한 결과 Kit-CEL와 SMTube는 각각 0.58, 0.57로 두 방법의 정확도는 유사한 것으 로 나타났다(Table 5), (Fig 3).

    Ⅳ. 고찰

    건성안은 가장 흔한 안질환 중 하나로 나이가 들면 눈물의 생성이 감소하기 때문에 중노년층에서 높은 유병률을 보이는 질환이다.14) 그러나, 최근에는 컴퓨 터, 영상 기기 등의 사용 증가와 환경적 요인으로 젊 은 층에서도 건성안 유병률이 증가하고 있는 추세이 며, 건성안 검사법에 따라 차이는 있으나 국내 대학 생을 대상으로 실시한 건성안 유병률은 50.6%로 매 우 높다고 보고되었다.15)

    건성안 환자가 증가함에 따라 건성안 여부를 판별 하는 검사법은 매우 중요한데, 최근에는 쉬르머검사 법 등 임상에서 사용되는 검사법들의 단점을 보완한 SMTube 검사법이 개발되어 사용되고 있다. 이 검사 법은 눈물의 흡수 속도가 빨라 짧은 시간 내에 검사가 가능하고 간편하지만16) 임상검사 시 눈물에 적셔진 형 태가 일직선 형태가 아니라 U자형으로 나타나는 등 흡수패턴이 균일하지 않아 측정자 사이에 오차가 발 생하는 단점이 발견되었다(unpublished data). 이에 SMTube의 문제점을 보완한 셀룰로오스 필터가 들어 간 Kit-CEL이 개발되었고, 유용성과 신뢰도 평가에 서 적합하다고 보고된 바 있다.12)

    본 연구에서는 Kit-CEL가 눈물 양 측정도구로 적 합한지 판단하기 위하여 임상평가를 통해 정확도를 분석하고, 시판되고 있는 strip meniscometry와 비 교하여 신뢰도를 평가하였다. Kit-CEL과 SMTube로 측정한 20대 성인의 눈물 양 측정값은 각각 4.08 ± 1.56 mm, 4.70 ± 1.80 mm로 Kit-CEL 측정값이 SMTube보다 유의하게 적었지만(p=0.00), 보통 이상 의 상관성을 보였다(r=0.56).

    동일 대상자를 3회 방문하게 하여 총 3회 측정하여 평가한 신뢰도평가에서는 Kit-CEL 77%, SMTube 43%로 Kit-CEL이 더 높은 신뢰도를 보였다. Ibrahim 등16)은 SMTube를 2회 반복 측정하여 평가한 결과 신 뢰도에 문제가 없다고 보고하였지만 결과 값은 제시하 지 않아 본 연구결과와 비교할 수는 없었다.

    건성안 감별에 대한 Kit-CEL의 민감도와 특이도 는 TBUT 측정값(5초 미만: 양성, 5초 이상 : 음성)을 기준으로 건성안을 구분하여 분석하였다. Najafi 등 17)은 건성안에 대한 TBUT의 민감도와 특이도가 각각 46%, 61%로 보고하였고 Lee 등18)은 민감도 25%, 특 이도 80%로 보고하여 민감도와 특이도가 높지 않지 만 건성안 진단에 많이 사용되고 있어 본 연구에서도 TBUT 값을 기준으로 Kit-CEL의 민감도와 특이도를 측정하였다. 본 연구에서 Kit-CEL의 민감도는 74,63%, 특이도는 50.88%로 SMTube의 민감도 32.84%, 특이 도 82.40%보다 민감도는 높았고 특이도는 낮았다. SMTube의 민감도와 특이도에 대하여 Ibrahim 등16) 은 민감도 83.52%, 특이도 58.16%로 보고하였고, Dogru 등11)은 민감도 86%, 특이도 96%로 보고한 바 있어 본 연구결과와 차이를 보였다. 또한, 본 연구에 서 건성안 진단의 기준인 cut-off 값은 Kit-CEL에 서는 4 mm, SMTube에서는 3 mm로 Dogru 등11)이 제시한 SMTube 의 진단 기준 4 mm와 다소 차이를 보였다. 이 결과는 연구자마다 건성안에 대한 확진 기준이 다르기 때문에 나타난 결과로 생각된다.

    본 연구는 건성안 진단에서 보편적으로 쓰이는 쉬 르머용지의 단점인 자극감을 완화시키고자 개발된 Kit-CEL의 임상적 평가를 통해 이 검사가 건성안 평 가에 활용될 수 있는지 확인하였고, 그 결과 Kit-CEL 이 눈물검사와 건성안 평가에 유용한 검사임을 확인 하였다.

    Ⅴ. 결론

    1. Kit-CEL의 신뢰도는 77%로 SMTube의 43% 보 다 높은 신뢰도를 보였다.

    2. Kit-CEL로 측정한 눈물검사값은 SMTube 측정 값보다 작았지만 두 검사법 사이에서 높은 상관 성을 보여 SMTube의 대체 검사법으로 문제가 없다고 생각된다.

    3. 건성안 진단에 대한 민감도와 특이도 및 AUC 값으로 판단할 경우 Kit-CEL은 SMTube와 마 찬가지로 건성안 진단에 유용할 것으로 판단되 었고, 두 검사법 중 Kit-CEL은 민감도가 높고, SMTube는 특이도가 높은 것으로 나타났으며, AUC는 Kit-CEL, SMTube 각각 0.57, 0.58로 두 검사법이 비슷한 정확도를 나타내었으며, Kit-CEL의 경우 건성안 진단기준은 4 mm로 제시한다.

    결론적으로 Kit-CEL은 눈물의 양을 검사하는 자 극감이 적고 검사시간이 짧으면서 높은 신뢰도와 정 확도를 보여 건성안을 판별하는 좋은 검사법으로 생 각한다.

    Acknowledgement

    This work was supported by the Bio-Meditech Regional Innovation Center at Eulji University, under the Regional Innovation Center Program (2016-02-04) of Ministry Of Trade, Industry and Energy.

    Figure

    KJVS-20-305_F1.gif

    The Configuration structure of KIT-CEL.

    KJVS-20-305_F2.gif

    Correlation between Kit-CEL and SMTube measurements.

    KJVS-20-305_F3.gif

    Receiver operating curves for kit-CEL [A] and SMTube [B] for dry eye screening.

    Table

    Characteristics of subjects

    The mean tear test values measured by Kit-CEL and SMTube

    Intraclass correlation coefficient (ICC) of Kit-CEL and SMTube

    Sensitivity and specificity for dry eye of Kit-CEL and SMTube

    AUC of Kit-CEL and SMTube test measurements

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