Ⅰ. 서 론

눈에 대한 각 구성요소와 굴절상태 등의 분석한 연 구에서 성장하는 사람의 눈은 계속해서 정시를 유지 하려고 하는 정시화(emmetropization) 기전이 작용 한다는 증거를 제시하였다.^1,2) 이러한 기전에 의해서 사람의 눈은 굴절이상을 최소화하는 방향으로 성장이 이루어지는 것으로 생각할 수 있다.^3,4) 성장이 끝난 눈에서도 정시화가 발생한다는 연구⁵⁾가 있지만 대부 분의 연구에서는 성장하고 있는 눈에서 이러한 정시 화 기전이 발생한다고 알려져 있다.^1,6-8)

사람의 눈의 구성요소는 모두 다르기 때문에 광학 장비를 사용하여 실측해야 하지만 특정 연구에서는 이러한 구성요소를 모두 실측하지 않고 모형안 (schematic eye)으로 대체하여 사용하기도 한다. 또 한 위에서 설명했듯이 모든 사람들은 정시화 과정을 거치기 때문에 정시안을 기준으로 만들어진 여러 모 형안을 통해서 각 개인의 안수치를 예측할 수 있을 것이다.

안경렌즈의 설계에서 적용되는 변수는 동공중심간 거리, 광학적중심높이, 경사각, 안면각, 정점간거리, 안구회선점간거리이다. 이 중에서 눈의 외부에서 측 정되는 동공중심간거리, 광학적중심높이, 경사각, 안 면각, 정점간거리는 안경사가 손쉽게 측정할 수 있지 만 안구회선점간거리는 눈의 내부에서 측정되기 때문 에 임상에서 안경사가 측정할 수 없다. 또한 이러한 여러 가지 수치 중 안구회선점간거리는 안축길이 (axial length, AL)를 이용하여 구하게 된다. 안축길 이는 안경렌즈의 수차를 감소시키기 위해 안경렌즈 전면의 곡률반경을 조정하거나 이중초점렌즈(bifocal lens) 및 누진가입도렌즈(progressive addition lens)의 근용부 광학중심점의 위치(inset)를 설계할 때 중요하게 작용하는 구성요소이다.⁹⁾ 하지만 현실상 모든 개개인의 안축길이를 모두 실측할 수 없기 때문 에 평균적인 수치를 사용하여 안경렌즈를 설계하고 있는 실정이다.

본 연구에서는 모형안의 안수치 중 각막곡률반경 (corneal radius, CR)과 안축길이를 사용하여 계산 식을 유도하고, 임상에서 쉽게 측정할 수 있는 굴절 이상도(refractive error)와 각막곡률반경을 사용하 여 정시안의 안축길이를 예측할 수 있는지 알아보고 자 하였다. 더불어 여러 가지 모형안 중에서 더 정확 한 안축길이를 예측할 수 있는 모형안이 어느 것인지 도 확인하였다. 안축길이 예측을 통해 보다 정밀한 안경렌즈 설계를 위한 안축길이의 임상적 예측 유용 성을 살펴보았다.

Ⅱ. 대상 및 방법

1. 연구대상

본 연구의 취지에 동의한 101명(174안)을 대상으로 하였고, 평균 나이는 54.62±9.11세였으며, 안질환 또는 안과적 수술 과거력이 있거나 최대 교정시력이 0.8 미만인 대상자는 제외하였다.^10,11) 정시안 (emmetropia)만을 대상으로 하였으며 등가구면굴절 력(spherical equivalent, SE)이 ±0.50 D 미만인 경우를 그 기준으로 하였다.¹²⁾

2. 연구 방법

각 모형안에 따라 굴절이상도와 각막곡률반경으로 부터 안축길이를 예측할 수 있는 계산식을 유도하였 고, 각각의 식에 임상적으로 쉽게 얻을 수 있는 굴절 이상도와 각막곡률반경 수치를 대입하여 안축길이를 예측(calculated AL)한 후 측정된 안축길이 (measured AL)와 비교 분석하였다(Fig. 1).

1) 굴절이상도, 각막곡률반경, 안축길이의 측정

모든 대상자를 상대로 자동굴절력계(HRK-7000, Huvitz, Korea)를 사용해 굴절이상도와 각막곡률반 경을 측정하였으며, 자각적굴절검사를 통해서 나안시 력과 최대 교정시력을 평가하였다. 또한 안구생체계 측장비인 IOL Master (IOL master 500, Carl Zeiss Meditec Inc., Germany)를 사용하여 안축길이를 측 정하였다.¹³⁾ 여기서 사용된 IOL-Master는 비접촉식 안계측 장비로 부분결합간섭(partial coherence interferometry, PCI) 원리를 이용하여 안축길이를 포함한 여러 가지 안수치를 측정할 수 있으며 초음파 를 이용한 접촉식 안축길이 장비인 A-scan과 비교하 여 높은 정확도를 보이는 것으로 알려져 있다.¹⁴⁾

2) 안축길이 예측을 위한 계산식 유도

안축길이 예측을 위해 5가지의 근축 모형안인 Gullstrand의 정식 모형안, Gullstrand의 약식 모형 안, Gullstrand-Emsley의 약식 모형안, Le Grand 의 이론적 모형안, Bennett와 Rabbetts의 약식 모형 안의 여러 안수치 중 안축길이와 각막곡률반경을 사 용하여 계산식을 유도하였다. 계산식을 유도하기 위 해 각각의 모형안에서 제시된 정시안의 안축길이와 각막곡률반경을 비례식으로 전개하였다. 예를 들어 Gullstrand의 정식 모형안의 경우, 정시안의 안축길 이는 24.39 mm이고 각막곡률반경은 7.70 mm이다. 이를 비례식으로 전개하면 ‘24.39 : 7.70 = calAL : CR’이 되고 ‘cal AL = (24.39 × CR/7.70)’관계식이 성 립된다. 이 관계식에 정시안이 갖는 타각적 굴절이상 도를 등가구면굴절력과 안축길이의 변화 즉, 0.4 mm 의 안축길이 변화 당 1.00 D의 굴절이상도의 변화가 발생한다는 선행 연구¹⁴⁾를 적용하면 ‘cal AL = (24.39 × CR/7.70) - (SE × 0.4)’가 된다. 위와 같은 방 법으로 각 모형안에 따라 유도된 식은 다음과 같 다.^15-18)

Gullstrand의 정식 모형안을 사용한 경우

Gullstrand의 약식 모형안을 사용한 경우

Gullstrand-Emsley의 약식 모형안을 사용한 경우

Le Grand의 이론적 모형안을 사용한 경우

Bennett와 Rabbetts의 약식 모형안을 사용한 경우

여기서 calAL은 계산된(예측된) 안축길이, CR은 각막곡률반경 그리고 SE는 등가구면굴절력이다.

3) 연구 자료 처리 방법

자료의 분석은 SPSS 22.0 통계프로그램을 이용하 여 각각의 모형안을 사용해 계산된 안축길이와 실측 한 안축길이에 대해 paired t-test와 반복측정 ANOVA를 사용하였고, 성별에 따른 실측한 안축길이 와 계산된 안축길이에 대해 independent t-test로 분석하여 유의성을 검증하였다. 또한 두 방법 간의 일치도(agreement)는 Bland-Altman분석을 통해 확 인하였다. 모든 분석에서 유의수준 α=0.05로 두고 유의확률 p<0.05일 때 통계적으로 유의한 차이가 있 다고 판단하였다.

Ⅲ. 결 과

본 연구의 대상자 101명(174안) 중 남자는 57명 (100안), 여자는 44명(74안)이었고, 평균나이는 54.62±9.11세 (범위: 13 ~ 73세)로 나타났다. 전체 대상자에 대한 평균 원거리 나안시력은 0.92±0.22, 원거리 최대 교정시력은 1.10±0.12였으며, 등가구면 굴절력은 +0.01±0.25D였다(Table 1).

측정된 전체 대상자의 평균 각막곡률반경은 7.65±0.27 mm (범위: 7.03 ~ 8.45 mm)로 나타났으 며, 안축길이는 23.50±0.83 mm (범위 : 21.48 ~ 25.68 mm)로 나타났다. 또한 전체 대상자들의 측정된 안축길 이와 각막곡률반경의 분포는 Fig. 2에 제시하였다.

모형안을 사용해서 계산된 안축길이는 Gullstrand- Emsley의 약식 모형안을 제외한 모든 모형안에서 측정 된 안축길이보다 길게 계산되었다(Table 2).

측정된 안축길이와 계산된 안축길이와의 차이는 Gullstrand의 약식 모형안, Gullstrand-Emsley의 약식 모형안, Bennett와 Rabbetts의 약식 모형안, Le Grand의 이론적 모형안, Gullstrand의 정식 모형 안 순으로 작았으며, Gullstrand의 약식 모형안으로 계산된 안축길이만이 측정된 안축길이와 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p=0.309, Table 2).

성별에 따른 측정된 안축길이는 남자 23.78±0.77 mm, 여자 23.14±0.76 mm로 나타나 남자가 여자보 다 0.64±0.12 mm 더 긴 것으로 나타났으며, 통계적 으로 유의한 차이를 보였다(p=0.000). 성별에 따른 측정된 안축길이와 모형안으로 계산된 안축길이와의 차이는 Table 3에서와 같이 여자가 더 크게 나타난 Gullstrand-Emsley의 약식 모형안으로 계산된 안축 길이와의 차이를 제외하고는 모든 모형안에서 남자에 서 더 큰 차이를 보였다. 그러나 측정된 안축길이와 모형안으로 계산된 안축길이와의 차이에서 성별에 따 른 유의성은 나타나지 않았다(Table 3).

측정된 안축길이와 계산된 안축길이와의 일치도를 Bland-Altman 분석에서 비교한 결과, Gullstrand 의 약식 모형안 평균차이가 가장 작았고, 가장 좁은 구간에서 95% 일치도를 보인 것에 비해 Gullstrand 의 정식 모형안은 평균차이와 일치도 구간이 큰 것으 로 평가되었다(Fig. 3).

Ⅳ. 고찰 및 결론

안축길이는 안과학 분야에서는 백내장 수술 및 안내 렌즈삽입술(phakic intraocular lens implantation) 시 인공수정체와 안내삽입렌즈의 도수를 결정하기 위 해서 아주 중요한 안수치이며¹⁹⁾ 굴절이상의 진행과 관 련된 연구에서도 중요한 요소로 사용되고 있다²⁰⁾. 또한 안경광학 분야에서도 안경렌즈를 설계할 때, 안구회선 점(center of the rotation of the eye)의 위치를 찾기 위한 기초 자료로써의 안축길이는 매우 중요한 요소로 작용하고 있다. 본 연구에서 측정한 정시인 개개인의 안축길이는 21.48 ~ 25.68 mm의 범위로 나타나 다양 성을 보였다. Elabjer 등²¹⁾의 연구에서도 정시안의 안 축길이 범위가 21.04 ~ 26.40 mm로 나타나 같은 정시 안에서도 개개인의 안축길이 차이가 크다는 것을 알 수 있다. 또한 이 번 연구에서는 안축길이의 나이에 따른 경향성은 찾을 수 없었다(r = -0.112, p=0.141). 이러 한 결과는 Iyamu 등²²⁾과 Warrier 등²³⁾의 연구에서도 동일하게 나타났다. 안축길이의 개인별 차이를 갖는 것은 각막의 굴절력(곡률반경)이 대부분의 사람에서 다르며 그에 따라 눈이 성장하는 동안 정시화 과정을 거치면서 안축길이가 다르게 형성되기 때문이다.²⁴⁾ 그 러나 임상에서 개개인의 안축길이를 모두 측정하는 것 은 현실상 불가능한 일이기 때문에 여러 모형안의 수치 를 대용하여 사용하고 있다. 이러한 평균적인 안축길 이를 적용시켜 만들어진 안경렌즈는 당연히 개개인에 게 적합한 렌즈라고 할 수는 없다.

눈-안경렌즈 시스템의 광선추적(ray tracing)과 안경렌즈 설계를 위한 연구에서는 안구회선점 위치 또는 눈-안경렌즈 시스템의 광학적 조리개에 따라, 설계되는 안경렌즈의 굴절력 오차가 계산된다.²⁵⁾ Donders²⁶⁾는 사람의 안구회선점 위치를 측정하기 위 한 임상적 방법에 대한 설명에서 각막정점에서 안구 회선점까지의 평균 거리가 약 13.5 mm라고 제시했 다. 하지만 이 거리는 같은 정시안에서도 사람에 따 라서 다양하며 굴절이상도에 따라서도 많은 차이를 보인다는 선행연구도 있다.²⁷⁾ 즉, 평균적으로 제시된 안축길이와 안구회선점간거리를 사용하여 설계된 안 경렌즈는 실제 착용자에게 큰 굴절력 오차를 만들어 낼 수 있으므로 안축길이를 개개인별로 직접 측정하 여 안구회선점 위치를 찾아야겠지만 그것은 현실적으 로 어려운 일이다. 또한 안축길이를 직접 측정할 수 있는 장비를 사용할 수 있겠지만 큰 비용이 소요되는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서 이러한 어려움을 대체할 수 있는 방법을 제시함으로써 임상적 안축길 이를 보다 간단하고 쉽게 예측할 수 있을 것으로 사 료된다.

정시안에서 모형안 별로 계산된 안축길이와 측정 된 안축길이와의 차이를 비교한 본 연구결과에서 정 시안의 안축길이 계산에는 Gullstrand의 약식 모형 안이 가장 적합하다는 것을 알 수 있었다. 본 연구는 정시안에 대한 모형안을 기준으로 유도된 상기 계산 식을 적용한 것으로 이러한 방법을 근시안과 원시안 과 같은 비정시안의 경우에도 적용할 수 있는지에 대 한 평가가 따라야 할 것으로 생각된다. 이러한 확장 된 연구를 통해서 결국 각각의 개인별 안축길이를 계 산함으로써 이를 통해 아주 간단하고 정확하며 저비 용으로 개인별로 설계된 안경렌즈의 설계에 사용할 수 있을 것으로 기대한다.