Ⅰ. 서 론

현대에는 단순한 시력교정 뿐만 아니라 광학적 질을 개선시키려는 노력이 시도되고 있으며, 이에 따라 수차 에 대한 관심이 증가하고 있다. 수차는 원거리에서 눈으 로 들어오는 광선이 광학시스템의 불안정성을 유발하는 여러요인들에 의해 한 점에 모이지 못하여 상이 일그러 져 보이는 현상이다.¹⁾ 근시나 원시, 규칙난시와 같이 안 경으로 교정이 가능한 저위수차와 달리 고위수차는 2000년도까지는 거의 주목을 받지 못하였으나,²⁾최근에 는 진단 및 치료법의 발달과 함께 더 나은 시력에 대한 요구의 증가로 고위수차에 대한 관심이 높아지고 있다.

일반적으로 1.0 이상의 시력을 가지고 있다고 할지라 도 야간 시력에 불편함을 호소하는 것은 드문 일이 아니 다.^3,4)이상적인 눈은 동공의 크기와 상관없이 망막에 상 이 정확하게 맺히지만, 실제 눈은 여러 가지 안과적 질 환(원추각막)이나 건성안 그리고 고위수차 등의 다양한 원인으로 인하여 망막에 불완전하게 상이 맺히게 된다.⁵⁾ 특히, 현재 가장 일반적으로 사용되고 있는 자동안굴절 검사기들은 대부분 중심 3 mm 영역의 값을 측정하는 데, 우리의 눈은 동공이 작을 때는 초점심도가 깊어지기 때문에 자각적 굴절검사를 소홀히 하고 자동안굴절검사 기에 의존하여 안경 처방을 하게 되면 동공이 커지는 야 간에 부정확한 측정으로 불편함을 호소할 수 있다.

현재 안경원에서 사용되고 있는 자동안굴절검사기는 ARK-1A(Nidek, Japan), KR-8100P(Topcon, Japan), KR-1W(Topcon, Japan), RK-F1(Canon, Japan), 그리고 i.Profiler_plus(Zeiss, Germany)등이 있다. 그 중 i.Profiler_plus(Zeiss, Germany)는 한 번의 측정으로 자동 굴절력 검사(auto refractometer), 웨이브프론트 수차 분석(wavefront aberrometer), 각막 지형도 (topographer) 및 곡률 측정(keratometer)이 가능하다 는 장점이 있다. i.Profiler_plus는 자동 굴절력 검사를 통 해 최대 7 mm까지 주간과 야간의 타각적 굴절검사 결 과를 제공하며, 하트만-쉑(Hartmann-Shack) 수차 측 정 원리를 이용하여 1,500개의 데이터를 분석하고 안구 전체와 각막의 저위 및 고위수차 값을 제공한다. 또한, i.Scription 기술을 통해 굴절검사과정에서 저위수차와 고위수차의 상호작용을 고려하며, 0.01 D 단위로 안구 의 측정치를 제공함으로써 고위수차를 줄여 대비감도와 야간 운전 시 시력의 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.⁶⁾

이전 연구에서 고위수차는 눈의 성장에 영향을 미쳐 망막의 초점 흐림(defocus)을 유발하는 것으로 보고되 고 있으나,⁷⁾ 특정 연령대를 대상으로 한 연구가 대부분 이었으며 현재까지 다양한 연령대에서 고위수차와 굴절 이상의 관계를 알아 본 연구는 드문 실정이다. 이에 저 자들은 한국 성인을 대상으로 동공크기(5 mm와 3 mm) 에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이를 알아보고, 이에 영향을 미치는 고위수차의 인자를 알아보고자 하였다.

Ⅱ. 대상 및 방법

1. 대상

2018년 11월부터 2019년 3월까지 경기지역에 소재한 안경원을 방문하여 i.profiler^plus를 시행 받은 18세에서 58세의 성인 75명(75안)을 대상으로 하였다. 백내장을 제외한 안질환 및 안수술의 과거력이 없고, 근시안이며 최대 교정시력이 1.0 이상인 경우를 대상으로 하였다. 정시안(≥-0.50 D)이나 원시안인 경우, 최대 동공 지름 이 5 mm 미만인 경우, 심한 눈떨림, 사시, 안진 등으로 측정이 불가능한 경우는 대상에서 제외하였다.

2. 연구 방법

현성굴절검사와 수차 검사는 i.profiler^plus를 이용해 시행하였다. 숙련된 한명의 검사자가 대상자의 어깨가 검사대에 수평을 이루도록 하고 이마와 턱을 검사대에 고정시킨 후 제공된 매뉴얼에 따라 검사를 실시하였다. i.profiler^plus는 산동하지 않은 상태로 눈의 조절을 막기 위해 반암실 상태(5∼50 lx)에서 동공 중심부 5 mm와 3 mm 영역에서 측정하였고, 측정된 안구 및 각막의 수차 값을 root mean square(RMS)로 계산하였다. 임상적 유 용성을 고려하여 제르니케 다항식(zernike polynomials) 에서 4차 항까지 측정하였고 제르니케 계수(zernike coefficients, μm)를 지표로 계산하였다.

3. 자료 분석

통계학적인 분석은 SPSS version 18.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하였다. Paired t-test를 이 용하여 동공 크기에 따른 측정값 평균의 차이를 비교하 였다. 또한 Spearman correlation test를 이용하여 동 공 크기(5 mm와 3 mm)에 따른 평균 구면렌즈 대응치 의 차이와 안구의 고위수차의 상관계수를 구하였으며, Multiple regression analysis를 시행하여 동공 크기(5 mm와 3 mm)에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이에 영향을 미치는 인자를 평가하였다. P-value의 유의수 준은 0.050 미만으로 정의하였다.

Ⅲ. 결 과

전체 대상자의 평균 나이는 34.8±11.3 세(남자: 40 명, 여자: 35명)이었고, 현성굴절검사상 평균 구면렌즈 대응치는 –3.84±2.95 D(범위–14.06-0.54) 이었다 (Table 1).

동공 크기에 따른 각막의 수차, 안구의 수차, 그리고 평균 구면렌즈 대응치를 비교한 결과는 다음과 같았다 (Table 2, Fig. 1.). 각막의 수차는 5 mm와 3 mm에서 전체 수차(Total RMS)가 각각 1.710±0.880 μm와 0.490±0.400 μm로 유의한 차이를 보였고(p<0.001), 저위수차(LO RMS)는 각각 1.540±0.880 μm와 0.420 ±0.290 μm, 고위수차(HO RMS)는 각각 0.620±0.410 μm와 0.200±0.300 μm로 유의한 차이를 보였다(p<0.001). 안구의 수차는 5 mm와 3 mm에서 전체 수차(Total RMS)가 각각 4.180±2.720 μm와 1.210±0.840 μm로 유의한 차이를 보였고(p<0.001), 저위수차(LO RMS)는 각각 4.150±2.730 μm와 1.200±0.850 μm, 고위수차 (HO RMS)는 각각 0.360±0.190 μm와 0.070±0.040 μm로 유의한 차이를 보였다(p<0.001). 평균 구면렌즈 대응치는 5 mm와 3 mm에서 각각 –4.08±2.90 D와 -3.84±2.95 D로 유의한 차이를 보였다(p<0.001).

동공크기에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이와 각 막 및 안구 고위수차의 상관성을 평가한 결과는 다음과 같았다(Table 3, Fig. 2). 각막 수차의 경우 수직코마수 차(vertical coma, aZ 3 − 1 )(r=-0.274, p=0.017)와 구면 수차(r=-0.242, p=0.037)는 동공 크기에 따른 평균 구 면렌즈 대응치의 차이와 통계적으로 유의한 음의 상관성 을 보였으며, 수평난시수차(horizontal astigmatism, aZ 4 2 )(r=0.258, p=0.025)는 동공 크기에 따른 평균 구면렌 즈 대응치의 차이와 통계적으로 유의한 양의 상관성을 보 였다. 안구 수차의 경우 고위수차(HO RMS)(r=-0.676, p<0.001), 수직코마수차(vertical coma, aZ 3 − 1 )(r=-0.476, p<0.001), 수직테트라포일수차(vertical tetrafoil, aZ 4 4 ) (r=-0.285, p=0.013), 구면수차(r=-0.912, p<0.001) 는 동공크기에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이와 통 계적으로 유의한 음의 상관성을 보였으며, 수직트레포일 수차(vertical trefoil, aZ 3 − 3 )(r=0.324, p=0.005)와 수 평난시수차(horizontal astigmatism, aZ 4 2 )(r=0.435, p< 0.001)는 동공크기에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이 와 통계적으로 유의한 양의 상관성을 보였다(Table 3).

동공 크기에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이(≥ ±0.25 D)에 영향을 미치는 고위수차의 인자를 평가하 고자 연령과 성별을 보정 한 다중 회귀분석을 실시한 결 과는 다음과 같았다(Table 4). 연령과 성별을 보정 한 후 동공크기에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이 유무 에는 구면수차와 수직난시수차가 영향을 미치는 것으로 나타났다.

Ⅳ. 고 찰

본 연구에서는 동공 크기에 따른 평균 구면렌즈 대응 치의 차이에 고위수차가 미치는 영향을 알아보고자 하였 다. 연구 결과 5 mm와 3 mm 동공 크기에서 평균 구면 렌즈 대응치의 차이는 –0.24±0.25 D로 유의한 차이를 보였으며(p<0.001), 연령과 성별을 보정한 후 동공 크기 에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이에는 구면수차와 수직난시수차가 영향을 미치는 것으로 나타났다.

일반적으로 1.0 이상의 시력을 가지고 있다고 할지라 도 야간 시력에 불편함을 호소하는 경우가 많은데,^3,4)야 간 시력의 저하는 야간근시(눈의 굴절 상태가 정상적인 경우에도 낮은 조명하에서 근시화 경향을 보이는 현상) 로 인해 종종 나타나게 된다.⁸⁾ Arumi 등⁸⁾과 Ciuffreda 등⁹⁾은 야간 시력의 저하에 영향을 줄 수 있는 요인으로 미교정 굴절이상, 조절의 증가, 안구의 수차의 등을 보 고한 바 있다.

본 연구에서 평균 구면렌즈 대응치는 동공 크기가 5 mm(-4.08±2.90 D)일 경우 3 mm(-3.84±2.95 D)에 비하여 약 -0.24 D의 근시 경향을 보이는 것으로 나타 났으며, 표로 제시하지는 않았지만 5 mm 동공 크기와 3 mm 동공 크기에서 평균 구면렌즈 대응치의 차이가 ±0.25 D이상인 경우는 75안중 52%(39안)로 나타났다. 이러한 결과는 이전의 연구와 일치하는 결과였다.^10,11) 이 전 연구에서 Salmon과 van de Pol¹⁰⁾은 8 mm의 동공 크기에서 동공 가장자리는 동공 중심부에 비하여 -3.00 D 만큼 더 근시화 경향을 보일 수 있다고 하였다. 또한, López-Gil 등¹¹⁾은 일반적으로 밝은 배경의 검은 글자를 보고 있을때에 비해 배경이 어두워질 경우 눈이 조절을 하게 되면서 눈의 굴절상태가 약간 근시화 되는 경향을 보인다고 하였다.

조도가 낮아졌을 때 동공이 자연스럽게 확장되면서 유발되는 광학적 수차의 증가도 야간 근시화가 발생하는 또 다른 원인이 될 수 있는데,^12,13) 본 연구에서 안구의 고위수차와 동공 크기에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이는 유의한 상관성을 보이는 것으로 나타나 동공 크 기가 3 mm에서 5 mm로 커짐에 따라 안구의 고위수차 가 증가하게 되고 이로 인하여 근시도의 차이가 생기는 것을 알 수 있었다.

고위수차는 시각적 성능과 대비감도에 영향을 줄 수 있으며, 시력의 질과 관련하여 중요한 지표로 간주되고 있다.²⁾Charman¹⁴⁾은 고위수차가 망막 이미지의 질에 부정적인 영향을 미치게 되고, 이는 굴절이상의 진행과 관련이 있을 수 있다고 하였다. 또한, 정상안을 대상으 로 제르니케 다항식을 평가한 논문에서는 6 mm의 동공 크기에서 고위수차의 root mean square(RMS)는 0.33 μm이었고, 이는 0.25 D의 초점 흐림(defocus)에 해당 한다고 보고한 바 있다.¹⁰⁾ 또한, 야간 조명 상태에서 자 각식 굴절검사의 결과 값에 구면수차가 미치는 영향을 조사한 연구에서는 양의 구면수차가 있는 경우 근시화 변화를 발생시키고, 음의 구면수차가 있는 경우 반대의 효과가 나타난다고 보고하였다.¹⁵⁾

본 연구에서도 표로 제시하지는 않았지만 안구의 구 면수차는 5 mm와 3 mm에서 각각 0.111±0.123 μm와 0.010±0.018 μm로 양의 구면수차를 보이는 것을 알 수 있었다(Fig. 1). 일반적으로 구면수차가 클 경우 동공 크기별 시력 변화가 발생하여 불편함을 초래할 수 있으 며, 코마수차가 클 경우 시력과 대비감도가 감소하여 흐 린 이미지를 호소할 수 있다. 또한, 트레포일 수차가 클 경우 난시의 정확한 도수와 축의 처방에 혼란을 주어 안 경에 적응하는 시간이 많이 소요된다.

현재, 안구의 고위수차를 증가시킬 수 있는 요인은 다 양하게 보고되고 있다. 그 중 연령은 안구의 고위수차에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며¹⁰⁾ 노화 현상 에 따른 수정체 섬유의 변화가 안구의 고위수차를 증가 시키는 하나의 원인으로 보고되고 있다.¹⁶⁾ 또한, 백내장 의 진행도 고위수차를 증가시키는 한 가지 원인이 될 수 있는데, Hashemi 등²⁾은 연령과 성별을 보정 한 후 핵 백내장의 혼탁도는 증가된 고위수차와 통계적으로 유의 한 관련이 있다고 하였으며, 후낭하 백내장의 경우는 증 가된 고위수차와 경계역 수준에서 유의하게 관련이 있음 을 보고하였다.

고위수차는 인종에 따라서도 차이가 있는 것으로 알려 져 있다. 본 연구 결과에서 동공 크기가 5 mm일 때 안구 의 전체 고위수차는 평균 0.360 μm로 이전에 Hashemi 등²⁾이 이란인 749명을 대상으로 보고한 수치(0.306 μm) 와 유사하였고, 말레이시아인(0.554 μm)보다는 낮으며, 백인(0.23 μm)보다는 높은 수치였다. 이렇듯 고위수차에 차이를 보이는 이유는 인종별로 각막의 모양에 차이가 있 기 때문으로 생각해 볼 수 있으며, Lim과 Fam¹⁷⁾은 동아 시아인의 경우 다른 인종에 비해 각막의 prolate의 정도 가 덜한 것으로 보고한 바 있다. 또한, 연구상에서 방법론 적인 차이(측정 장비의 차이, 측정된 동공 크기의 차이, 연령의 분포의 차이 등)도 고위수차의 측정치가 다르게 나온 하나의 이유로 생각해 볼 수 있겠다.

고위수차는 저위수차와는 다르게 안경 렌즈로 쉽게 교정하기 힘들며, 현재까지는 굴절 수술 또는 맞춤식 콘 택트렌즈를 이용하여 고위수차를 교정하기 위해 노력해 왔다. i.Profiler_plus는 현재 착용하고 있는 도수에서 일 반적인 방식으로 도수를 수정하는 일반적인 방식과는 달 리 i.Scription 기술이 내장된 프로그램을 이용하여 동 공 크기에 따른 구면렌즈 대응치의 차이를 계산하고, 저 위수차와 고위수차의 상호작용을 고려하여 야간에 자연 스럽게 확장된 동공에서 고위수차를 감소시키는데 도움 을 준다.⁶⁾

Putnam 등⁶⁾은 i.Profiler_plus를 이용한 연구에서 i.Scription을 통한 구면렌즈 대응치와 과거 처방 도수의 구면렌즈 대응치의 차이는 주관적인 불편함과 상관성이 있었으며, 이 차이가 클수록 불편함의 정도도 커진다고 보고하였다. 또한, 최대 동공 크기와 3 mm 동공 크기에 서 i.Scription의 구면렌즈 대응치의 차이는 구면도수나 원주도수에 비하여 전체 RMS와 강한 상관성이 있다고 하였다. 또한, So 등¹⁹⁾은 평균연령 22.5±1.04 세의 35 명을 대상으로 수차 측정 결과를 등가디포커스로 나타낸 결과 총 고위수차의 등가디포커스가 3 mm 동공 크기에 서 0.28±0.14 D와 최대 동공 크기에서 0.41±0.16 D 로 차이가 있어 고위수차의 교정이 고려되지 않을 경우 교정시력에 변화가 있을 수 있다고 하였다.

본 연구는 백내장의 정도를 평가하지 못했다는 제한 점이 있으며, 추후 백내장 수술 후 삽입된 인공수정체의 종류에 따른 고위수차의 변화도 연구할 필요성이 있을 것으로 생각된다. 결론적으로 구면수차와 수직난시수차 는 동공 크기에 따른 평균 구면렌즈 대응치의 차이에 영 향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 저위수차와 고위 수차의 상호작용으로 인하여 평균 구면렌즈 대응치에 차 이가 생길 수 있음을 인지하고, 구면수차와 수직난시수 차 값이 클 경우 야간시에 불편함이 유발될 수 있으므로 고위수차 검사 결과값을 고려한 교정 도수를 통하여 안 경 착용 시 만족도를 증가시켜야 할 것으로 생각된다.