Ⅰ. 서 론

콘택트렌즈의 재질과 사용의 편리성으로 인하여 콘택트 렌즈를 이용한 시력교정 인구가 계속 증가되고 있다. 콘택 트렌즈 착용은 안경의 불편함을 해소 하였지만 재질의 특성 과 착용방법에 대한 올바른 교육이 필요하다. 소프트콘택트 렌즈 착용에 의한 부작용은 안구건조증, 저산소증, 각막부 종, 신생혈관 등이 있으며, 렌즈 착용에 따른 세균각막염의 경우에는 일일착용렌즈에 비해 연속착용렌즈가 10~15배 높은 감염 위험도가 있다고 보고하고 있다.¹⁾ 1985년 발표 된 연구에서는 소프트 콘택트렌즈 착용이 각막에 미치는 생 리적 효과에 대한 첫 번째 연구 중 하나로 하이드로겔 렌즈 착용자가 비착용자에 비해 낮 시간에 부종이 현저하게 발생 하였으며,²⁾ 윤부 충혈이 더 많이 발생하고 윤부혈관이 각막 으로 침범할 수 있다고 보고하고 있다.³⁾

각막은 소프트콘택트렌즈에 비해 직경이 2~3 ㎜작다. 따라서 눈을 뜬 상태에서 상부와 하부 눈꺼풀은 소프트 콘택트렌즈의 주변부를 덮게 된다. 이에 눈꺼풀과 렌즈 엣지 사이의 눈물순환을 감소시키게 된다. 그러므로 콘 택트렌즈의 생체적합성은 상피 재생 및 면역 반응과 관 련하여 각막 건강을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 또 한 각막 두께와 눈물 순환에 콘택트렌즈의 중심 두께, 엣 지디자인, 재질과 같은 기계적 특성도 영향을 미치게 된 다. 재조 공법에 따라 소프트콘택트렌즈 착용시 자각적 및 타각적 증상에 영향을 끼칠 수 있다고 보고⁴⁾하였다.

그리고 콘택트렌즈를 착용하였을 때 각막의 정상적인 생리적인 상태가 유지되기 위해서는 각막에 필요한 산소와 영양분이 충분히 공급되어야 한다. 렌즈가 동공 중심에 잘 위치하고 렌즈 후면의 누액이 균일하게 분포되어 있더라도 렌즈의 움직임이 원활하지 못하면 렌즈 후면의 각막에 산 소와 영양분 공급에 장애가 일어나 각막부종이 발생한다. 또한 콘택트렌즈의 교정도수는 안경 교정도수와 차이가 있 으며 특히 소프트 콘택트렌즈는 재질이 유연하여 각막 위 에서 형상이 변하여 원래의 굴절력과 차이가 있을 수 있다. 각막난시가 있는 대상자로 등가구면콘택트렌즈 처방과 토 릭콘택트렌즈 처방이 시력과 각막지형도에 차이의 연구에 서는 각막지형도에서 토릭콘택트렌즈에서 원형의 형태가 등가구면콘택트렌즈보다 월등히 많았다고 보고⁵⁾하고 있다. 또한 콘택트렌즈의 함수율, 재질, 굴절력의 차이에 따른 소 프트콘택트렌즈 착용 전 후의 각막 형태의 변화에서는 산 소투과도가 매우 낮은 렌즈에서 가장 많은 각막형태의 변 화가 나타났다고 보고⁶⁾하고 있다. Digeldein과 Klyce⁷⁾는 콘택트렌즈 착용 후 각막지형도의 분석을 통해 각막지형도 의 형태에 많은 변화가 있었다고 했으나 그 형태적인 분류 는 하지 않았으며, Lowther과 Tomlinson⁸⁾은 소프트 콘 택트렌즈의 후면중심부 곡률반경과 직경의 변화가 피팅 상 태에 미치는 영향을 조사한 결과 피팅상태가 각막의 형상 과 렌즈 직경 및 베이스커브와 관계가 있다고 보고하였다. Ryu 등⁹⁾은 소프트 콘택트렌즈 처방에서 베이스커브, 직경 등의 변화에 대한 유용성 평가에서 렌즈 베이스커브가 다 른 경우, 피팅에 영향을 미치며, 덧댐굴절검사값에도 유의 한 수준의 영향을 미친다고 보고하였다. 그러나 최근 상용 화 되고 있는 소프트 콘택트렌즈는 두께가 얇고 함수율이 높아 유연하여 렌즈 밑의 압력이 미약하여 눈에 더 밀착된 상태를 유지하기 때문에 렌즈 디자인의 변수를 변화하였을 때 렌즈 움직임의 변화가 나타나지 않으므로 렌즈의 움직 임을 결정하는데 렌즈후면의 눈물막 상태가 중요한 역할을 하는 것으로 보고되었다.⁵⁾ 이와 같이 소프트 콘택트렌즈의 베이스커브와 피팅의 상관관계에 대해서는 이미 많은 연구 가 되었다. 그러나 이전 연구의 대부분은 소프트콘택트렌 즈가 최초로 상용화 되었을 때 하이드로겔 재질의 저함수 렌즈였다. 얇은 재질의 중함수렌즈 간에 피팅에 있어서도 비교하여 이해하는 것이 중요하다. 렌즈 자체의 특성인 재 질 혹은 함수율에 따라 렌즈후면과 각막전면간의 물리적 상호관계의 다르게 나타날 수 있는데, 이런 효과로 인하여, 구면렌즈를 착용하였음에도 불구하고 난시가 교정되는 효 과를 마스킹(masking)효과라고 알려져 있다.¹⁰⁾ 특히나 이 마스킹 효과는 렌즈재질의 모듈러스가 높은 경우에 나타날 수 있다고 밝힌바 있다¹¹⁾. Moon 등¹²⁾의 연구에서는 라식 안인 경우, 정상안에 비해 소프트렌즈 착용 시, 소프트렌즈 와 각막간의 밀착이 되지 않는 현상을 확인하였고, 각막굴 절교정 수술자들의 소프트콘택트렌즈 재 착용 시 재질에 관계없이 마스킹 효과가 나타남으로 비수술자의 처방과 차 이를 두어야 한다고 보고하였다. 현재 출시되고 있는 렌즈 는 착용감 향상을 위하여 모듈러스가 낮으며, 이로 인한 마스킹 효과는 기존 문헌과는 차이가 있을 것으로 판단된 다. 소프트콘택트렌즈의 베이스커브가 다른 경우 느슨하거 나 꽉 끼는 피팅상태가 될 수 있다. 하지만 소프트렌즈의 특성상 렌즈가 각막전면부의 형태와 밀착이 되기 때문에, 렌즈후면과 각막전면에 생성되는 눈물의 형태는 plano가 되어 굴절력에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 알려져 있 다.¹³⁾ 하지만 초기 실리콘하이드로겔 렌즈의 경우 높은 모 듈러스로 인해 굴절력에 미치는 영향이 있는 것으로도 보 고된 바 있으며,¹⁴⁾ 최근에 출시되고 있는 렌즈의 경우에는 그에 대한 데이터가 부족한 편이다. 따라서 본 연구에서는 최근 상용화 되고 있는 하이드로겔 재질과 실리콘하이드로 겔 재질, 그리고 8.5mm와 9.0mm의 베이스커브 렌즈를 정상범위에 있는 각막형상을 가진 참여자가 착용하였을 때 렌즈 착용 전 후의 각막곡률반경과 굴절력의 변화량 를 자동굴절계와 각막지형도 측정기를 통하여 살펴보고 자 하였다.

Ⅱ. 대상 및 방법

1. 대상

본 연구의 대상자는 시력교정 수술 또는 각막교정렌즈 (Ortho-K lens)의 경험이 없으며, 기타 각막과 안구에 관련된 질환이나 약물사용이 없으며, 교정시력은 1.0이상 으로 정상 시력이며, 구면 굴절력 평균 -2.81±0.49 D, 원주 굴절력 평균 –0.43±0.07 D로 기존에 소프트콘택트 렌즈를 착용하였던 경험이 있거나 현재 착용중인 대상자 로 20명(평균연령: 24.73±2.52세, 남자: 10명, 여자: 10명)을 선정하였다. 본 연구 참여자의 평균 각막곡률은 7.77±0.24 mm이었으며, 이는 기존 연구에서 아시안 계 열이 평균 각막인 7.76±0.24 mm와 유사한 수준이었 다.¹⁵⁾ 본 연구는 연구기관 생명윤리위원회의 승인을 받은 후 시행되었으며, 모든 참여자들의 참여 동의서를 획득하 였으며, 참여자들은 본 연구의 목적과 검사 내용을 숙지 한 후 검사에 참여하였다(CUIRB-2020-0073).

2. 연구 방법

1) 사용된 렌즈

연구에 사용된 렌즈는 2종의 BC를 사용하였으며, 렌 즈 베이스커브가 달라짐에 따라서 렌즈와 각막 전면부 간의 물리적 상호작용의 차이가 있는지를 알아보기 위하 여 두 가지 베이스커브를 사용하였다. 실험렌즈의 특성 은 Table 1과 같다. 연구에 사용되어진 렌즈의 굴절력 은–3.00 D로 동일하였으며, 렌즈의 굴절력을 모두 보정 시킨 후 결과를 분석하였다.

2) 굴절력 측정

실험에 사용한 굴절력 측정 장비는 Auto Kerati- Refractometer KR-8100P(Topon, Japen, Tokyo) 로 2.0 mm의 좁은 동공 확장 내에서 정확하고 신뢰할 수 있는 굴절 및 각막 측정을 가능하며, 여러 연구 논문 에서 자동굴절계의 정확도 비교분석에서 높은 신뢰성 얻은 자동굴절검사기이다. 모든 대상자는 동일한 실험 환경을 위해서 이전 연구들에서 수면 중 발생한 부종은 2~3시간 이내에 정상화 된다고 보고되었으므로,^16,17) 최소기상 후 3시간 이후로 렌즈를 착용하여 착용 후 콘 택트렌즈가 눈 위에서 안정 상태를 유지하도록 20분 경 과한 후 각막 덮임, 중심잡기를 확인한 후 시행하였다. 4가지 소프트 콘택트렌즈를 무작위로 참여자의 우안에 착용하도록 하였고, 3회 측정한 데이터를 바탕으로 하 였다.

3) 각막 지형도 측정

OCULUS의 Keratograph 5M은 내장된 실제 Keratometer 및 외부의 영상에 최적화된 컬러 카메라로 고급 각막 지형도를 나타내는 장비이다. 측정 링 조명은 화이트 조명과 적외선 링 조명으로 구분한다. 측정은 착용 후 콘택트렌즈가 눈 위에서 안정 상태를 유지하도록 20분 경과한 후 각막 덮임, 중심잡기와 눈물층이 균일하게 분포되어 있는 상태 확인 후 우안 2회 측정한 데이터 를 바탕으로 하였다. 각 콘택트렌즈의 착용 전과 착용 후 각막 굴절력의 변화는 각막 중심부(center zone) 측정하였다(Fig. 1).

연구를 통하여 얻어진 데이터는 ANOVA 및 T-검증 통계를 이용하여 비교하였으며, 통계분석에서 p<0.050일 때 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 판단하였다.

Ⅲ. 결 과

본 연구의 대상자들의 굴절 이상도는 S–2.81D, C-0.43 D, 평균 각막곡률의 수평(h)=7.90±0.23mm, 수직은 (v)=7.63±0.20mm, 평균 (a)=7.77±0.24mm이였다. 눈 꺼풀의 크기는 수평은 27.70±1.82mm, 수직은 9.72±1.29 mm이었고, 수평가시홍채의 직경은 11.05±0.25mm이다.

1. 자동굴절검사계를 통한 굴절력 변화량

Table 2는 렌즈 4종간에 굴절력 평균이 차이가 있는 지 알아보기 위해 one-way Anova를 실시하였다. 그 결과 F=0.489, p=0.691로 유의수준 0.050를 기준으로 통계적으로 유의하지 않게 나타났다(Fig.2and Table 2). 따라서 렌즈간의 굴절력 평균은 차이가 없다고 할 수 있다(p=0.691).

2. 자동굴절검사계를 통한 렌즈 재질 차이에 따른 굴절력 변화

하이드로겔재질의 렌즈(H1, H2)의 경우 평균 굴절력 변화량은 0.05±0.05 D이었으며, 실리콘하이드로겔 재질 의 렌즈(S1, S2)인 경우는 0.12±0.04 D이었다(Fig. 3). 재질에 따라 렌즈의 굴절력 평균에 차이가 있는지 알아보 기 위해 독립표본 t검정을 실시하였고 그 결과 t=-0.987, p=0.327으로 통계적으로 유의하지 않게 나타났다.

3. 자동굴절검사계를 통한 BC 차이에 따른 굴절력 변화

9.0 mm의 베이스커브를 가진 렌즈 (H1, S1)를 착용 시 굴절력 변화량은 0.06±0.05 D이었으며, 8.5 mm의 베이스 커브를 가진 렌즈 (H2, S2)를 착용한 경우는 0.11±0.05 D 의 변화를 보였다(Fig.4). 베이스커브에 따른 굴절력에 차이 가 있는지 알아보기 위해 독립표본 t검정을 결과 t=0.706, p=0.482으로 통계적으로 유의하지 않게 나타났다.

4. 각막지형도 측정을 통한 굴절력 변화

콘택트렌즈를 착용하지 않은 나안 상태와 콘택트렌즈 착용 후 Center 각막지형도의 변화를 비교 하였다(Table 5). Fig. 5는 콘택트렌즈를 착용 후 측정한 각막지형도이 다. 순서대로 H1 lens는 재질은 하이드로겔이며, BC는 9.0 mm이다. H2 lens 재질은 H1과 동일하게 하이드로 겔이며, BC는 8.5 mm이다. S1 lens의 재질은 실리콘하 이드로겔이며 BC는 9.0 mm이며, S2 lens의 재질도 실 리콘하이드로겔 이며 BC는 8.5 mm의 렌즈이다.

나안과 각각의 렌즈 착용 후 각막중심에서 평균이 차 이가 있는지 알아보기 위해 one-way Anova를 실시하 였다. 그 결과 F=0.917, p=0.438으로 통계적으로 유의 하지 않게 나타났다(Fig.6 and Table3).

5. 각막지형도 측정을 통한 렌즈 재질간 굴절력 변화

2종의 하이드로겔과 2종의 실리콘하이드로겔의 재질을 각각 착용하였을 때, 나안인 상태와 비교하였을 때, 굴절력 변화 간 하이드로겔렌즈인 경우에는 0.30±0.05 D, 실리콘 하이드로겔 재질인 경우에는 0.38±0.05 D이었다(Fig.7). 재질에 따라 2종의 렌즈의 각막지형도의 변화의 차이가 있 는지 알아보기 위해 독립표본 t검정을 결과 t=-1.050, p=0.298으로 통계적으로 유의하지 않게 나타났다.

6. 각막지형도 측정을 통한 서로 다른 BC 굴절력 변화

9.0 mm의 베이스커브를 가진 렌즈(H1, S1)를 착용 시 굴절력 변화량은 0.36±0.04 D이었으며, 8.5 mm의 베이스커브를 가진 렌즈(H2, S2)를 착용한 경우는 0.31±0.06 D의 변화를 보였다(Fig. 8). 베이스커브에 따라 2종의 렌즈의 각막지형도의 변화의 차이가 있는지 알아보기 위해 독립표본 t검정 결과 t=-0.620, p=0.537 으로 통계적으로 유의하지 않게 나타났다.

Ⅳ. 고 찰

소프트콘택트렌즈의 특성인 재질과 함수율에 따라 렌 즈의 후면과 각막 전면간의 눈 깜박임에 따른 물리적 상 호관계가 달리 나타날 수 있는데, 이로 인해 발생되는 누액렌즈가 각막의 불규칙한 난시를 보정되는 마스킹 효 과가 일어난다.¹⁸⁾ 이러한 효과는 렌즈의 모듈러스가 높 을 때 나타나는데, 본 연구에 사용한 소프트렌즈는 0.3 과 0.72의 낮은 모듈러스로 실험 결과 렌즈의 재질과 각 막곡률반경과의 상관관계는 없었다. 그리고 콘택트렌즈 의 재질에서 가장 중요한 물성은 산소 침투성(Dk)과 산 소 투과성(Dk/t)이다. 정상 각막에 필요한 최소 산소 분 압은 75 mmHg이며,^19,20) 연속착용 소프트콘택트렌즈는 부종과 저산소증을 방지하기 위해 필요한 산소투과율은 75~89 Dk/t이며, 매일착용 소프트콘택트렌즈는 부종과 저산소증을 방지하기 위해서 필요한 산소투과율은 20~34 Dk/t로 알려져 있다.^19,21) 일반적으로 산소전달 률이 높은 소프트콘택트렌즈에서 각막의 왜곡은 적다는 보고가 있다.²²⁾

최근에 개발된 소프트콘택트렌즈는 두께가 얇고 각막 의 우수한 밀착력으로 시험렌즈 피팅 과정을 단순한 방 식으로 할 수 있게 되었고, 다른 베이스커브 경우에도 유사한 피팅 상태를 보인다는 연구 결과^23,24)를 바탕으 로, 소프트콘택트렌즈의 베이스커브의 제조는 한 개 또 는 두개로 하고 있다. 베이스커브가 한 개로 제공되는 소프트콘택트렌즈의 경우에는 각막곡률에 상관없이 처 방하고, 베이스커브가 두개로 제공되는 경우에는 플랫한 베이스커브의 콘택트렌즈를 우선순위로 처방하도록 권 고하고 있다.²⁵⁾ 이러한 선행 연구들은 콘택트렌즈의 다 양한 특성으로 산소투과율, 베이스커브, 모듈러스, 함수 율 등으로 비교하여 연구되고 있다. 본 연구에서는 Dk/t 가 33 이상인 H1, H2, S1, S2에서 모두 각막의 형태가 크게 변하지 않았다. 최근 개발되어 상용화 되고 있는 소프트 콘택트렌즈는 두께가 얇고 함수율이 높아 유연하 여 렌즈 밑의 압력이 약하여 눈에 더 밀착된 상태를 유 지하기 때문에 렌즈의 디자인의 변수를 변화하였을 때 렌즈의 움직임의 변화가 나타나지 않는다고 보고 하는 연구^5,26)가 있는데 연구에 사용된 4가지의 소프트 콘택 트렌즈는 착용 후의 각막의 지형도의 이론적인 변화량은 나타나지 않았다.

렌즈의 베이스커브 는 플랫 각막곡률값에 0.8 mm를 더한 값, 혹은 평균 각막곡률값에 1.0 mm를 더한 베이 스커브를 선택하는 것이 일반적인 사항이다.²⁷⁾ 본 연구 에서는 평균적인 각막곡률반경을 가진 대상자를 선발하 였으며, 이는 기존 다른 아시아권에서 밝힌 평균 각막곡 률과도 거의 일치하는 수준이었다. 본 연구 대상자들의 평균 플랫 각막곡률은 7.90 mm, 그리고 평균 각막곡률 은 7.76 mm으로써, 피팅가이드 라인에 따른 베이스커 브의 선택은 플랫 각막곡률 기준 시 8.7 mm 혹은 평균 각막곡률 기준 시 8.76 mm이었다. 따라서 이론적으로 연구에서 사용된 BC 8.5 mm를 처방하는 경우에는 타 이트한 피팅으로, BC 9.0 mm으로 처방하는 경우에는 느슨한 피팅상태로 되어, 굴절력에 미치는 영향이 서로 상반될 것이라는 이론적 설명이 가능하다. 하지만 본 연 구에서는 BC가 달라진다고 하더라도 하이드로겔렌즈 혹 은 실리콘하이드로겔렌즈 간 굴절력에 미치는 영향은 유 의성이 없었다. 이는 렌즈 재질의 모듈러스가 낮아짐으 로 인한 렌즈와 각막의 밀착하게 되어서 베이스커브가 달라짐에 따라서 굴절력의 변화가 생기지는 않았다. Kading²⁸⁾의 연구에서는 실리콘하이드로겔 재질의 8.6 단일 베이스 커브에서 피팅이 최적으로 보고하였다. 그 러나 소재의 다양성과 나이, 라식 수술 후 플랫한 각막 형상으로의 변화에서 소프트콘택트렌즈의 착용에서는 변수는 많다. 본 연구는 일반적인 각막형태를 가진 대상 자를 연구를 진행하였으며, 렌즈의 재질과 베이스커브에 따른 렌즈 착용전 후 굴절력 평균의 차이는 자동검사굴 절계 및 각막지형도에서 통계적으로 유의한 차이를 보이 지 않았지만 각막지형도 상에서는 렌즈의 최소단위인 0.25 D이상의 변화가 측정되었음을 확인하였다 따라서 임상에서 콘택트렌즈 처방 시 덧댐굴절검사를 통하여 최 적의 처방도수를 내는 과정이 필요하다. 향후 각막굴절 교정수술 등을 통하여 각막이 플랫한 경우에 서로 다른 재질 혹은 BC를 착용하였을 때 미치는 영향에 대해서 연구가 진행된다면 본 연구와 더불어 안경사들에게 의미 있는 정보가 될 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서는 정상적인 각막형태로 인하여 피팅상태가 각막중심부에 대부분 위치한바 별도로 보고를 하지 않았지만, 향후 플 랫한 각막인 경우에는 피팅상태에 대한 부분도 함께 연 구하는 것이 필요할 것으로 사료된다.

Ⅴ. 결 론

소프트콘택트렌즈 착용 후 각막곡률반경과 재질의 차 이에 의한 굴절력과 각막지형도의 변화에서 자동굴절계 를 통한 굴절력 변화의 결론은 통계적으로 유의한 정도 의 평균 변화는 없었으나 산술적으로 재질에서는 실리콘 하이드로겔렌즈에서 더 높은 굴절력을 보였고, 베이스커 브에 따라서는 8.5 베이스커브에서 높은 굴절력을 보였 다. 각막지형도를 통한 굴절력 변화에서는 재질에서는 실리콘하이드로겔렌즈에서 더 높은 굴절력을 보였고, 베 이스커브에 따라서는 8.5 베이스커브에서 높은 굴절력을 보였다. 각막지형도를 통한 굴절력 변화에서는 재질에서 는 실리콘하이드로겔렌즈에서 더 높은 굴절력의 변화를 보였으며, 베이스커브에 따라서는 9.0 베이스커브에서 산술적인 평균 변화의 차이를 확인 할 수 있었다. 모듈러 스가 높은 실리콘하이드로겔렌즈 착용 시 낮은 모듈러스 의 렌즈인 하이드로겔렌즈와 비교하였을 때 마스킹 효과 가 나타났다. 굴절력이 –3.00 D의 하이드로겔렌즈 H1, H2와 –3.00 D로 실리콘하이드로겔 재질의 S1, S2에 대 한 각막의 형태를 비교하여 굴절력에 따른 변화를 살펴 본 결과 콘택트렌즈 착용 전과 후를 비교하면 렌즈각각 에서 각막 중심에서 방향과 거리에서 변화량은 거의 없 었다. 산소투과율(Dk/t) 33 이상인 4종의 콘택트렌즈에 서는 각막곡률과 굴절력은 크게 변하지 않았다. 이는 단 기 착용 소프트콘택트렌즈에서는 산소 투과율(Dk/t) 33 이상인 렌즈를 착용할 경우에는 각막지형변화에 영향을 미치지 않는다는 것을 확인 할 수 있다. 결과적으로 렌즈 의 재질과 베이스커브에 따른 렌즈 착용전 후 굴절력 평 균의 차이는 자동검사굴절계 및 각막지형도에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 하지만 각막지형도상에서는 렌즈 의 최소 단위인 0.25 D이상의 변화가 측정됨으로, 안경 원에서 콘택트렌즈 처방 시, 덧댐굴절검사를 통하여 최 적의 처방도수를 찾아내는 과정이 필요하다.