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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.20 No.4 pp.469-482
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2018.20.4.469

Changes in Spherical Aberration and Coma Aberration after Wearing Aspheric Soft Contact Lens in Young Myopes

Dong-Kyu Lim1),Hyeok-Kwon2,3),Koon-Ja Lee1,2),*
Dept. of Optometry, Graduate School, Eulji University, Daejeon1)
Dept. of Optometry, Graduate School of Public Health, Eulji University, Daejeon2)
Master of Science in Clinical Optometry, Ketchum University (SSCO), CA, USA3)
E-mail : kjl@eulji.ac.kr
Address reprint requests to Koon-Ja Lee Dept. of Optometry, Eulji University, Sungnam TEL: +82-31-740-7182, FAX: +82-31-740-7365
November 13, 2018 December 15, 2018 December 16, 2018

Abstract

Purpose :

We investigated the change of spherical and comma aberrations after wearing aspheric soft contact lens (ASCL) in young myopes.


Methods :

Fifty young myopes (23.15±1.70 years, spherical equivalent: –2.90±1.75 D) were recruited and refractive errors were corrected using ASCL (Biotrue, Bausch+Lomb, USA). High order aberrations were measured in the 4 mm pupil size using the wavefront analyze and pupil sizes were measured with a pupillometer at the modes of scotopic condition (light off) at 3.5 m in the 100 lx illuminance condition.


Results :

Spherical aberrations and coma aberration of the 20s myopes were 0.026±0.031 ㎛ and 0.078±0.039 ㎛ respectively, and 0.019±0.026 ㎛ and 0.082±0.038 ㎛ after ASCL wear that spherical aberration was decreased and coma aberration was increased. However, spherical aberration was decreased in the 68% of the subject have positive spherical aberration, and increased in the 11% of the subject have negative spherical aberration. Coma aberration was increased in the 53% of the subject, did not change in the 19% of the subjects, and decreased in the 28% of the subject. Spherical aberration was not different with the refractive errors in low and moderate myopies, however, coma aberrations was higher in the higher myopes.


Conclusion :

In a scotopic condition without accommodation stimuli, spherical aberration is decreased after wearing ASCL, however in the subject have negative spherical aberration spherical aberration could be increased, and which is thought to be the influence of contact lens design and pupil size.


Aspheric soft contact lens , Coma aberration , Pupil size , Spherical aberration

젊은 성인 근시안에서 비구면 소프트 콘택트렌즈 착용 후 구면수차와 코마수차의 변화

임동규1),권혁2,3),이군자1,2),*
을지대학교 대학원 안경광학과, 대전1)
을지대학교 보건대학원 안경광학과, 대전2)
Master of Science in Clinical Optometry, Ketchum University (SSCO), CA, USA3)

    Ⅰ. 서 론

    고위수차는 광학적으로 매우 중요한 요소이나 시 력적인 측면에서 큰 관심을 받지 못하다가 20세기부 터 안광학적 진단기술과 안경, 콘택트렌즈 및 수술적 치료방법이 발전함에 따라 검안사 및 안경사들이 관 심을 갖기 시작하였다.1,2) 고위수차는 대비시력, 대비 감도 등 시력의 질과 관련이 깊고,3,4) 레이저각막굴절 교정수술 후 발생하는 고위수차의 양에 따라 시력의 질이 달라진다고 보고되어5) 최근에는 더 많은 관심을 받고 있다.

    안구의 고위수차는 각막, 수정체, 유리체와 같은 광 투과 매체의 위치, 동공크기 등 여러 가지 요소에 의해 발생하기 때문에6,7) 연령, 인종 및 굴절이상에 따라서 다르다고 보고되었다.8,9) 눈의 다양한 고위수차는 제르 니케(Zernike) 다항식으로 나타내는데,10) 이 중 시력 의 질에 영향을 주는 고위수차는 구면수차(spherical aberration)와 코마수차(coma aberration)로 알려져 있다. 구면수차는 각막의 주변부를 통과한 빛이 중심 부를 통과한 빛보다 더 짧은 거리에 초점을 맺는 현상 으로 구면수차의 양은 중심광축과 평행으로 입사하는 입사광선의 높이에 따라 결정된다. 따라서 안구의 구 면수차는 동공크기와 관련이 있으며, 동공크기가 작 아지면 동공의 중심부와 주변부 굴절력 차이가 적어 져 수차의 양이 감소하고,11,12) 반대로 동공크기가 커 지면 수차의 양이 증가하여 시력의 질이 저하된다고 알려져 있다.13-17) 따라서 동공크기에 영향을 주는 연 령, 조도 및 굴절이상도는 구면수차에 영향을 주게 된다. Song 등1)은 연령에 따라 각막 전면과 후면에서 발생하는 고위수차의 방향이 각각 다르기 때문에 구 면수차의 양과 방향이 다르게 나타난다고 보고하였으 며, McLellan 등15)은 수술을 하지 않은 눈의 경우, 젊었을 때는 각막이 양의 구면수차 값을 가지고 수정 체는 음의 구면수차 값을 갖게 되어 각막과 수정체의 구면수차가 서로 상쇄되어 좋은 시력의 질을 유지할 수 있으나, 나이가 들면서 수정체가 양의 구면수차 값으로 증가하면서 안구의 전체 구면수차가 양의 값 으로 증가하여 시력의 질이 떨어진다고 하였다.

    코마수차는 광축에 임의 각도로 비스듬히 입사하 는 광선에 의해 나타나는 퍼짐현상으로, Zernike 다 항식에서 Z(3,+1)의 수평 코마수차와 Z(3,‒1)의 수직 코마수차로 구분된다. 이 중 시력에 영향을 주는 수 직 코마수차는 각막 수직경선의 굴절력 차이가 큰 원 추각막환자의 경우에는 정상안보다 매우 크게 측정되 며,18) 시축과 동공의 기하학적 중심점 사이의 거리가 멀수록 코마수차가 증가하기 때문에 동공크기와도 관 련이 있고,19) 연령과 굴절이상도에 따라서도 다르다 고 알려져 있다.10,11-13,19-21) 코마수차의 경우 동공크 기가 작아지면 감소한다고 알려져 있지만,11) Oshika 등20)은 동공크기가 작아짐에 따라 코마수차가 증가한 다고 보고하여, 코마수차는 동공크기 이외에 다른 요 인에 의해서도 영향을 받는 것으로 추정되고 있다. 연 령이 증가함에 따라 각막 전·후면의 코마수차는 모 두 증가하며 수직 코마수차가 양의 방향으로 증가한 다고 보고되었다.1,19) 또한 등가구면 굴절이상도가 높 을수록 고위수차는 증가하고, 난시도가 클수록 수평 코마수차는 양의 방향으로 증가한다고 보고되었다.19)

    이와 같은 안구의 고위수차를 제어하기 위하여 Dietze 와 Cox21)는 렌즈 설계 시 발생되는 구면수차를 이용 하여 안구의 구면수차를 제어하는 방법을 제안하였 고, 콘택트렌즈의 경우에는 안구의 고위수차 중 특히 구면수차를 줄일 수 있는 비구면 디자인의 소프트 콘 택트렌즈(Aspheric soft contact lens, ASCL)가 개발 되었다.22) 안경, 콘택트렌즈, 인공수정체 및 굴절교정 수술 모두 고위수차를 제어할 수 있지만 콘택트렌즈는 주시방향으로 안구를 움직일 때 각막 면과 함께 이동하 기 때문에 안경보다 고위수차를 보정하는데 더 유리하 다.23) 또한 안구의 구면수차는 대부분 양의 값을 갖기 때문에24,25) Thibos 등26)은 콘택트렌즈 설계할 시 안구 의 파면수차지형도(wavefront aberration map)를 이 용하여 콘택트렌즈가 음의 구면수차를 갖도록 설계하 여 안구의 구면수차를 제어하도록 제안하였다.

    이에 안구의 고위수차를 제어할 수 있는 ASCL이 개발되었고, 최근에는 ASCL의 시력개선 효과에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있는데, 연구자들에 따라 ASCL이 시기능 향상에 기여한다는 결과와27-29) 구면 디자인의 콘택트렌즈와 차이가 없다는 결과가 모두 보고되었고,30) Kim 등31)은 ASCL 착용 후 구면수차는 감소하지만 시력의 질에는 차이가 없다고 하였다.

    이와 같이 대부분의 선행연구는 ASCL 착용 후 시 력의 질을 평가하는데 초점이 맞춰져 있고, 고위수차 가 각기 다른 개인에 따라서 ASCL이 안구의 고위수 차에 미치는 영향에 대한 연구는 미미한 실정이기 때 문에 본 연구에서는 동공크기와 안구 구면수차가 다 른 각각의 개인이 상품화된 ASCL을 착용할 경우 나 타나는 안구 고위수차의 변화에 대하여 확인하고자 하였다.

    Ⅱ. 연구대상 및 방법

    1. 연구 대상

    연구대상자는 시력에 영향을 미칠 수 있는 안과질 환 및 굴절교정수술을 받은 경험이 있는 사람과 단안 의 교정시력이 0.8 미만, 양안의 교정시력이 1.0 미 만인 경우는 대상에서 제외하였고, 본 연구 취지에 동의한 건강한 성인 근시안 50명(남자: 31명, 여자: 19명, 평균 연령: 23.15±1.70 세, 총 100안)을 대상 자로 하였다. 근시안의 평균 등가구면굴절력은 – 2.90±1.75 D(범위 –0.38 D ~ -7.00 D), 동공크기 는 5.51 ± 0.90 mm로 측정되었다(Table 1). 모든 검사과정과 규약은 기관생명윤리위원회(승인번호: EU17-32)의 승인을 받아 실시하였으며, 연구에 참여 한 대상자에게 실험 목적과 검사 방법에 대하여 구두 와 서면으로 충분히 설명한 후 참여 동의를 얻었다.

    2. 연구 방법

    1) 비구면 콘택트렌즈

    본 연구에서는 전면 비구면 디자인의 하루 교체용 ASCL인 SDD(Soft lens Daily Disposable; Biotrue, Bausch+Lomb, USA) 콘택트렌즈를 사용하였다.

    2) 검사방법

    (1) 자각식 굴절검사를 이용한 굴절이상도 측정

    굴절이상도는 자동굴절검사기(KR-8100P, Topcon, Japan)와 포롭터(VT-SE, Topcon, Japan)를 사용하 여 측정하였다.

    (2) 동공크기 측정

    측정안의 동공크기는 Digital Variable Pupillometer (VIP™-200 Pupillometer, Neur Optics, USA)를 이용하여 기기에서 조정되는 암소시(scotopic condition, light off) 상태에서 0.1 mm를 최소 측정단위로 하여 측정하였으며, 3회씩 측정하여 평균값을 분석에 사용 하였다. 이 때 검사실 조도는 명소시 상태(photopic condition, 100 lx)로 조정하고 측정하였다. 동공크 기는 굴절교정 도수의 ASCL을 착용하기 전과 후에 측정을 하였고, 이때 조절이 유발되지 않도록 선행연 구 결과32)를 참조하여 검사거리를 3.5 m로 설정한 후 측정하였다.

    (3) 콘택트렌즈 피팅상태 확인

    콘택트렌즈의 움직임, 중심안정(centration)이 고 위수차에 영향을 줄 수 있다고 보고되어,22) 본 연구 에서는 ASCL을 착용시키고 콘택트렌즈가 안정화되 도록 20분 기다린 후 피팅 상태를 평가하였다. 피팅 상태는 동적움직임, 중심안정, 래그(lag) 및 푸쉬업 (push-up) 검사를 통해 이상적인 피팅상태를 보이는 지 확인하였다. 콘택트렌즈에 의한 다른 영향을 배제 하기 위하여 대조 콘택트렌즈(control contact lens) 를 사용하였는데 동일 제품의 무도수(plano) 콘택트 렌즈가 제공되지 않아 저위수차 교정에 영향을 주지 않는 도수(-0.25 D)의 ASCL을 착용 시키고 동일한 검사를 진행하였다.

    (4) 고위수차 측정

    고위수차는 Wavefront Analyzer(KR-1W, Topcon, Japan)를 사용하여 동공크기 4 mm 영역에서 ASCL 착용 전과 후 모두 측정하였다. 고위수차는 기기 내 부의 조도가 암소시(scotopic condition, 0.006 lx)인 상태에서 물체를 주시하도록 한 후 측정한 값으로 본 연구에서는 RMS(root mean square)로 계산된 전체 고 위수차(total higher-order aberrations, HOAs)와 3 차 수차(3rd-order aberration), 4차 수차(4th-order aberration), 코마수차(coma aberration) 및 구면수 차(spherical aberration)값을 사용하였다.

    3) 자료분석

    측정값에 대한 분석은 통계프로그램 SPSS version 21.0(SPSS Inc, Chicago, IL, USA)을 사용하였다. 나안상태의 고위수차 측정값과 ASCL 착용 후 고위수 차 측정값의 비교는 대응표본검사(paired t-test)를 사용하였고, 굴절교정 도수의 ASCL 착용 후의 동공 크기와 고위수차의 상관관계는 Pearson 상관분석을 사용하여 분석하였다. 본 연구의 실증분석은 모두 유 의수준 p<0.05에서 검증하였다.

    Ⅲ. 결 과

    1. 굴절교정용 ASCL 착용 전 동공크기와 고위수차

    조절자극이 없는 암소시 상태에서 20대 근시안의 나안상 태의 동공크기는 5.52±0.91 mm(Table 1), 안구의 전체고 위수차, 3차 고위수차, 4차 고위수차, 구면수차, 코마수차는 각각 0.127±0.042 ㎛, 0.113±0.054 ㎛, 0.054±0.050 ㎛, 0.026±0.031 ㎛, 0.078±0.039 ㎛로 나타났다 (Table 2). 구면수차는 대상안의 76%에서 양의 값으 로, 24%에서 음의 값으로 측정되었고, 구면수차가 양 의 값을 갖는 대상안의 평균값은 0.037±0.019 ㎛, 음의 값을 갖는 대상안의 평균값은 -0.016±0.010 ㎛로 나타났으며, 코마수차는 모두 양의 값으로 나타 났다(Fig. 1).

    2. 굴절교정용 ASCL 착용 후 동공크기 및 고위수차

    조절자극이 없는 암소시 상태에서 굴절교정도수의 ASCL 착용 후 동공크기는 5.42±0.87 mm로, 굴절교정 용 ASCL를 착용하기 전의 동공크기인 5.52±0.91 mm 와 차이가 없었다(t=0.633, p=0.541), (Table 1).

    굴절교정도수의 ASCL 착용 후 안구의 전체고위수차, 3차 고위수차, 4차 고위수차, 구면수차, 코마수차는 각각 0.119±0.055 ㎛, 0.117±0.050 ㎛, 0.044±0.029 ㎛, 0.019±0.026 ㎛, 0.082±0.038 ㎛로 나안상태보다 전체고위수차, 4차 고위수차, 구면수차는 유의하게 감소하였고(p<0.001, p<0.001, p<0.001), 3차 고위 수차 및 코마수차는 유의하게 증가하였다(p=0.023, p=0.019), (Table 2).

    교정도수의 ASCL 착용 후 구면수차는 대상안의 68% 에서 감소하였지만, 11%에서는 증가하였고, 21%에서는 변함이 없었으며(Table 3), 임상적으로 ASCL 착용 후 시 력에 영향을 주는 값인 ±0.05 ㎛ 이상 변한 경우는 없었 다. 구면수차가 감소한 대상안의 동공크기는 나안상태 5.63±0.11 mm에서 ASCL 착용 후 5.49±0.10 mm로 감소하였고(t=3.077, p=0.003), 구면수차에 변화가 없는 대상안의 동공크기는 나안상태 5.21±0.83 mm 에서 ASCL 착용 후 5.18±0.16 mm로 차이가 없었다 (p=0.516).

    대상안 중 양의 구면수차를 갖는 76안(대상안의 76%)의 구면수차(0.037±0.019 ㎛)는 교정도수의 ASCL 착용 후 0.025±0.021 ㎛로 감소하였고, 76안 중 57안(75%)에서는 구면수차가 감소하였으며, 19안 (25%)에서는 변화가 없었다(Table 3). 구면수차가 감 소한 57안의 경우에는 교정도수의 ASCL 착용 후 동 공크기가 감소하였으나(t=3.055, p=0.006), 구면수 차 변화가 없는 19안에서는 동공크기에 변화가 없었 다(t=0.668, p=0.501). 또한 음의 구면수차를 갖는 24안(대상안의 24%)의 구면수차(-0.012±0.001 ㎛) 는 교정도수의 ASCL 착용 후 -0.015±0.008 ㎛로 증가하였는데, 이 중 11안(45.8%)에서는 구면수차가 음의 방향으로 증가하였고 11안(45.8%)에서는 양의 방향으로 증가하였다(Table 3). 구면수차가 음의 방 향으로 증가한 경우에는 동공크기에 변화가 없었으나 (t=0.670, p=0.505), 구면수차가 감소한 경우에는 동 공크기가 유의하게 감소하였다(t=2.980, p=0.011).

    코마수차는 대상안 모두 양의 값으로 측정되었고 (Fig. 1), 굴절교정용 ASCL를 착용한 후 대상안의 53%에서는 0.066±0.033 ㎛ 에서 0.081±0.035 ㎛ 로 증가하였지만, 28%에서는 0.093±0.039 ㎛에서 0.078±0.040 ㎛로 감소하였고, 19%에서는 변함이 없었으며, ±0.05 ㎛ 이상의 변화를 보인 경우는 없 었다. 굴절교정용 ASCL를 착용한 후 코마수차가 증 가한 대상안의 동공크기는 코마수차가 감소하거나 변 함이 없는 대상안의 동공크기 보다 0.08 mm 작아졌 으나, 유의한 차이는 없었다(p=0.121).

    굴절교정용 ASCL 착용 후 고위수차의 변화를 이해 하기 위하여 대조 콘택트렌즈로 구면굴절력 -0.25D의 ASCL를 착용시킨 후 고위수차를 측정한 결과 눈의 전 체고위수차, 3차 고위수차, 4차 고위수차, 코마수차, 구면수차는 각각 0.126±0.052 ㎛, 0.114±0.051 ㎛, 0.053±0.029 ㎛, 0.079±0.039 ㎛, 0.018±0.033 ㎛로 안구의 전체고위수차, 3차 고위수차, 4차 고위 수차 및 코마수차는 나안상태와 차이가 없었지만 (p=0.315, p=0.354, p=0.275, p=0.355), 구면수차 는 유의하게 감소하였다(p<0.001), (Table 4). 구면 굴절력 -0.25 D의 ASCL 착용 후 구면수차가 감소한 대상안은 전체의 62%로 교정도수의 ASCL를 착용한 경우의 68%보다는 낮았고, 구면수차가 감소한 대상안 은 나안상태에서 양의 구면수차를 갖는 경우가 82.3% 를 차지하였다(Fig. 2). 이 결과로 조절자극이 없는 암 소시 상태에서 ASCL 착용 후 동공크기에는 차이가 없 었고, 구면수차는 감소하였기 때문에 구면수차의 감소 는 콘택트렌즈 디자인에 기인한 결과로 추정된다.

    양의 구면수차를 갖는 76안 중 ASCL 착용 후 구면 수차가 감소한 57안(75%)은 교정도수의 ASCL 착용 후 동공크기가 감소하였으나(t=3.055, p=0.006), 구 면수차에 차이가 없는 19안에서 동공크기는 변화가 없었다(t=0.668, p=0.501) 또한 음의 구면수차를 갖 는 24안(대상안의 24%)의 구면수차(-0.012±0.001 ㎛)는 교정도수의 ASCL 착용 후 -0.015±0.008 ㎛ 로 증가하였는데, 이 중 11안(45.8%)에서는 구면수차 가 음의 방향으로 증가하였고 11안(45.8%)에서는 양 의 방향으로 증가하였다(Table 3). 구면수차가 음의 방향으로 증가한 경우에는 동공크기에 변화가 없었으 나(t=0.670, p=0.505), 구면수차가 감소한 경우에는 동공크기가 유의하게 감소하였다(t=2.980, p=0.011).

    3. 굴절교정용 ASCL 착용 전과 후 근시도에 따른 고위수차 변화

    1) 나안상태에서 근시도에 따른 고위수차

    굴절교정을 하지 않은 20대 근시안의 나안상태에서 안구 전체고위수차와 3차 고위수차, 코마수차는 근시 도가 클수록 유의하게 증가하는 약한 양의 상관관계를 보였다(R=0.210 p=0.036), (R=0.228, p=0.023), (R=0.309, p=0.002). 그러나 근시도에 따라 약도근시 안(-4.00 D 이하)과 중·고도근시안(-4.00 ~ -7.00 D) 그룹으로 나누어 분석한 결과, 근시도가 낮은 그룹에 서는 상관성이 없었고(R=0.156 p=0.118), 근시도가 높은 그룹에서는 근시도와 구면수차 간의 상관성을 보였다(R=0.208 p=0.040).

    2) 교정도수의 ASCL 착용 후 근시도에 따른 고위수차

    20대 근시안에서 교정도수의 ASCL 착용 후 안구 전 체고위수차와 코마수차는 근시도가 클수록 유의하게 증 가하였으며(R=0.218, p=0.029), (R=0.224, p=0.025), 3차 고위수차, 4차 고위수차, 구면수차는 근시도와 상 관성이 없었다(p=0.116, p=0.554, p=0.068), (Fig. 4).

    𡘳. 고 찰

    수차는 크게 저위수차와 고위수차로 구분되며, 굴 절교정에 따라 교정이 가능한 수차는 저위수차이며, 안경 또는 콘택트렌즈와 같은 광학적기구로 교정이 불가능한 수차는 고위수차로 알려져 있다. 고위수차 는 굴절교정과 조도, 조절자극에 영향을 받는 동공크 기에 의해 변할 수 있으며,32) 고위수차 중에서는 구 면수차가 동공크기에 가장 큰 영향을 받는다. 동공크 기에 따른 구면수차의 관계 설명은 Fig. 511)와 같으 며, 동공크기가 커지면 구면수차가 증가하여 시력의 질이 저하되고, 구면수차가 증가할수록 시력의 질은 저하된다고 알려져 있다.33,34)

    이와 같이 시력의 질을 저하시키는 원인 중 하나인 구면수차를 제어하기 위한 방법으로 소프트 콘택트렌 즈의 전면을 비구면으로 설계하여 구면수차를 줄이고 자 하는 노력이 지속되었으며, Hammer 등35)은 전면 비구면 콘택트렌즈 착용 후 발생하는 구면수차의 양 을 분석한 결과 구면수차가 감소하였다고 보고하였 다. Efron 등36)도 구면 소프트 콘택트렌즈와 ASCL 착용 후 발생하는 구면수차와 시력의 질을 비교한 결 과 ASCL 착용 후 구면수차가 감소하여 시력의 질이 좋아졌다고 보고하였다.

    본 연구에서도 굴절교정도수의 ASCL 착용 후 전 체 대상안의 68%에서는 구면수차가 감소하였다. 그 러나 21%에서는 변함이 없었고, 11%는 오히려 증가 하였다. 교정도수의 ASCL 착용 후 구면수차가 감소 한 경우에는 양의 구면수차를 갖는 대상안의 75%, 음 의 구면수차를 갖는 대상안의 45.8%로 이 경우 동공 크기는 ASCL 착용 후 유의하게 감소하였다. 굴절교 정도수의 ASCL의 착용으로 저위수차가 교정된 상태 에서 3.5 m의 거리를 주시할 경우 동공크기가 감소 할 수 있고 이것이 구면수차에 영향을 준 것으로 보 인다. 따라서 교정도수의 ASCL을 착용한 경우, 콘택 트렌즈 디자인과 굴절교정에 의한 동공크기의 변화가 안구 구면수차에 영향을 주는 것으로 사료된다. 본 연구에서는 구면수차가 시력에 영향을 주는 ±0.05 ㎛ 이상의 변화를 보인 경우는 없었기 때문에 ASCL 착용으로 시력의 질이 유의하게 향상되거나 저하될 것으로 생각되지는 않는다. 그러나 구면수차의 변화 는 동공크기 변화와 관련이 있는 것으로 나타나 동공 이 커지는 암소시 상태에서 양의 구면수차를 갖는 대 상자의 경우에는 ASCL 착용으로 시력의 질이 향상될 수 있고, 음의 구면수차를 갖는 경우에는 ASCL 착용 으로 시력의 질이 저하될 수 있다는 점을 배제할 수 는 없을 것으로 생각된다.

    구면수차의 감소가 저위수차 교정과 관련이 있는 지 확인하기 위하여 본 연구에서는 구면굴절력 대조 렌즈(-0.25 D의 ASCL)를 착용시킨 후 고위수차를 측정한 결과 구면수차는 나안상태보다 유의하게 감소 하여 ASCL이 안구의 양의 구면수차를 제어해주는 콘 택트렌즈로 생각된다. 대조렌즈 착용 후 대상안의 62%에서 구면수차가 감소하였고, 교정도수의 ASCL 착용 후에는 대상안의 68%에서 구면수차가 감소하였 다. 두 개의 ASCL 착용 후 구면수차가 감소한 대상 자 비율이 6%의 차이가 난 것은 근시안의 경우 구면 굴절력 -0.25 D의 ASCL을 착용한 상태에서 물체를 주시하게 되면, 교정도수의 ASCL를 착용한 상태보다 조절을 덜하게 되므로 축동되는 정도가 줄어 교정도 수의 ASCL을 착용한 경우보다 구면수차가 감소한 대 상안이 더 적었던 것으로 생각할 수 있으나, 선행연 구37)에서는 3m 이상의 거리에서 조절이 유발되지 않 는다고 보고하고 있어 이에 대한 추가적인 연구가 필 요할 것으로 사료된다.

    Ryu 등38)은 구면수차가 동공크기 이외에 근시도에 따라서 변한다고 보고하였고 He 등25)도 고위수차는 근시도에 비례한다고 보고하였는데, 본 연구에서는 근시도와 구면수차간의 유의한 상관성이 없는 것으로 나타났다. 이러한 차이점에 대해 본 연구 대상자는 근시도가 -4.50 D 이하의 중등도 근시안이 많았던 반면 Ryu 등38)의 연구에서는 근시도가 -10 D 이상인 대상자도 포함되어 있었고, 고도 근시안이 많았던 점 이 원인일 것으로 생각된다. 본 연구에서도 근시도에 따라 그룹을 나누어 분석한 결과 근시도가 낮은 그룹 에서는 근시도와 구면수차간에 상관성이 없었으나 근 시도가 높은 그룹에서는 상관성을 보인 것도 이를 입 증하는 것으로 생각된다.

    굴절교정용 ASCL를 착용한 후 코마수차 평균값은 증가하였으며, 대상자의 53%에서는 증가하였고, 28%에서는 감소하였으며, 19%에서는 변함이 없었다. 코마수차는 동공크기와 관련이 있는 것으로 알려져 있는데, 본 연구에서는 나안상태와 ASCL 착용 후 동 공크기 차이가 없었고 교정도수의 ASCL를 착용 후 코마수차가 증가한 그룹과 감소한 그룹에서 동공크기 또한 차이가 없었기 때문에 동공크기 이외에 다른 요 인이 작용했을 것으로 생각된다. 최근 동공중심점 이 동이 고위수차 및 저위수차 변화와 관련이 있다고 보 고되어39) 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다. 근시안에서 굴절이상도와 고위수차의 상관 성에 관하여 Karimian 등19)은 근시도에 따라 코마수 차가 다르다고 보고하였고, Ryu 등38)은 근시도가 증가 함에 따라 코마수차가 증가한다고 하였는데 본 연구에 서도 근시도와 코마수차는 약한 상관성을 보였다.

    조도 변화가 있을 경우에는 뇌의 덮개앞구역핵(pretectal nucleus)이 관여하여 동공크기가 변하며, 조절자극이 있을 경우에는 시피질의 제 19 영역이 관여하여 모양 체근과 동공괄약근이 수축되고, 수정체는 전방 쪽으 로 이동하면서 홍채에 영향을 주어 동공크기가 변하 게 된다.40,41) 산동제 등의 약물은 동공괄약근이나 동 공산대근에 직접적인 영향을 주어 동공크기에 변화를 주기 때문에 동공크기 변화는 환경적 요인에 따라 서 로 다른 양상으로 변하게 된다.16,41) 동공크기가 변하 면 동공중심점 위치도 변하게 되는데 Noback 등42)은 조절에 의해 동공중심점 위치가 비하측으로 이동된다 고 하였고, Yang 등41)은 암소시 상태에서 산동이 되 면 동공중심이 귀쪽으로 이동되나 이동량이 매우 적 고, 약물에 의해 산동이 된 경우에는 동공중심점이 크게 이동된다고 하였다. 따라서 본 연구는 조절자극 이 없는 암소시 상태에서 측정한 값으로 조절자극이 나 조도에 의한 동공크기에 변화가 없었을 것으로 가 정하였고, ASCL 착용 후 코마수차가 증가하는 대상 자와 변화가 없거나 감소한 대상안의 동공크기에서 유의한 차이기 없었기 때문에, ASCL 착용 후 코마수 차의 증가에 영향을 준 요인에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

    결론적으로 ASCL 착용으로 구면수차가 감소하였 으며 이는 비구면 콘택트렌즈의 디자인과 동공크기의 감소가 영향을 주었기 때문으로 생각한다. 그러나 음 의 구면수차를 갖는 경우에는 ASCL 착용으로 구면수 차가 증가할 수 있다는 점을 고려해야 할 것으로 생 각된다.

    𡘴. 결 론

    1. 20대 근시안의 나안상태에서 구면수차는 0.026±0.031 ㎛, ASCL 착용 후에는 0.019±0.026 ㎛로 감소하 였고, 코마수차는 0.078±0.039 ㎛, ASCL 착용 후에는 0.082±0.038 ㎛로 증가하였지만 시력에 영향을 줄 0.05 ㎛ 이상 증가한 경우는 없었다.

    2. ASCL 착용으로 구면수차가 감소한 경우는 나안상 태에서 양의 구면수차를 갖는 대상안의 75%, 음 의 구면수차를 갖는 대상안의 45.8%였고 이 경우 동공크기는 유의하게 감소하였다. 그러나 나안상 태에서 음의 구면수차를 갖는 대상안 중 45.8%에 서는 ASCL 착용 후 구면수차가 증가하였다.

    3. ASCL 착용 후 코마수차는 대상안의 53%에서 증 가하였고, 28%에서는 감소하였으며, 19%에서는 변화가 없었다. ASCL를 착용 후 코마수차가 증 가한 그룹과 감소한 그룹에서 동공크기에 차이 가 없었기 때문에 코마수차의 변화는 동공크기 이외에 다른 요인이 작용했을 것으로 생각된다.

    4. 약도 및 중등도 근시안에서 구면수차는 근시도 와 상관성이 없었고, 코마수차는 근시도가 클수 록 증가하는 양의 상관관계를 보였다.

    이해상충(Conflict of interest)

    저자들은 본 연구와 관련된 제품과 어떤 이해관계 도 없음을 밝힌다.

    Figure

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    Scatter gram showing differences in coma aberration and spherical aberration of the myopes uncorrected and corrected states. Dotted lines are based on 0.00 ㎛ in coma and spherical aberration. SA, Spherical aberration.

    KJVS-20-469_F2.gif

    Scatter gram showing differences in spherical aberration of the myopes uncorrected and corrected with ASCL in scotopic condition. Dotted line is based on 0.00 ㎛ in spherical aberration; SA, Spherical aberration.

    KJVS-20-469_F3.gif

    Correlation between refractive error and ocular higher-order aberrations for a 4 mm pupil size in uncorrected myopes in scotopic condition; HOAs, Higher-order aberrations; SA, Spherical aberration.

    KJVS-20-469_F4.gif

    Correlation between refractive error and ocular higher-order aberrations for a 4 mm pupil size in myopes corrected with aspheric soft contact lenses in scotopic condition; HOAs, Higher-order aberrations; SA, Spherical aberration.

    KJVS-20-469_F5.gif

    Spherical aberration according to pupil size, [A] When the pupil is large, the amount of spherical aberration is in the distance between a1 and b1, [B] When the pupil is small, the amount of spherical aberration is the distance between a2 and b2.

    Table

    Refractive error and pupil size of myopes in this study

    The mean ocular higher-order aberrations for a 4 mm pupil size before and after refractive correction with ASCL in scotopic condition

    Percentage of the subjects showing differences in spherical aberration after corrected with ASCL in the groups having positive and negative spherical aberration

    The mean ocular higher-order aberrations for a 4 mm pupil size before and after ASCL (-0.25 D) wear in scotopic condition

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