Ⅰ. 서 론
1980년대에 엑시머레이저 수술이 개발된 이후로 레 이저를 이용한 각막굴절교정수술은 전 세계적으로 많은 의사들에 의해 시행되어 왔다. 각막굴절교정수술은 레이 저 장비의 기술발전과 더불어 새로운 수술방법이 빠른 속도로 개발되면서 오늘날 보편적인 시력교정방법으로 자리매김하게 되었다.
국내에서 엑시머레이저를 이용한 라식(LASIK)수술은 1994년에 최초로 소개되었다.1) 각막이 얇은 경우나 심 한 고도근시의 대상자에게는 라식수술을 적용할 수 없다 는 제한에도 불구하고 수술의 부작용이 적고 수술 후 통 증이 거의 없다는 장점이 알려지면서 근시교정의 새로운 방법으로 각광을 받기 시작하였다. 근시 발병률이 높은 우리나라에서 라식수술은 근시교정방법으로써 지난 20여 년 동안 지속적으로 성장해 왔다.
라식수술을 통한 시력교정은 안경 또는 콘택트렌즈를 이용한 비수술적 시력교정과 비교하여 수술 후 각막의 비구면도가 변화되어 다른 광학적 특성이 눈에 영향을 미치게 된다.2,3) 즉, 라식수술은 눈에서 빛이 망막에 도 달하기 위해 통과하는 광학적 주요 매질인 각막의 형상 을 변화시켜 고위수차의 양과 안구 내 빛의 산란도를 증 가시킨다.4-7) 라식수술 후 편평해진 각막중심부의 변화 는 눈의 광학시스템과 연결된 여러 고위수차와 빛의 산 란을 증가시켜 망막상의 질을 감소시키는 것으로 보고되 었으며,8-11) 그 결과로써 수술 후 경험하게 되는 일반적 인 부작용으로는 눈부심, 빛 번짐, 달무리 등과 같은 증 상들이 있다.
따라서 본 연구는 기존의 라식수술을 받은 근시교정 안에서 변화된 각막이 눈의 광학적 시스템에 어떤 영향 을 미치는지 이해하기 위하여 고위수차와 관련 있는 요 인을 분석하고자 하였다.
Ⅱ. 대상 및 방법
1. 대상자 선정
본 연구는 라식수술로 근시와 난시를 교정한 대상자 로 하였으나 고위수차를 최소화시켜 시력의 질을 향상시 키고자 한 웨이브프론트 맞춤형 라식수술이 아닌 동일한 기준으로 굴절교정을 위해 각막을 절삭하는 기존의 라식 수술을 받았고 수술 후 경과기간이 1년 이상 지난 대상 자를 기준으로 하였다. 또한 단안교정시력 1.0 이상을 만족시키고 안구건조증을 제외한 시력에 영향을 미칠 수 있는 전신질환 및 안과질환이 없는 대상자를 선별하였 다. 연구에 참여한 대상자에게는 연구 목적을 충분히 설 명하고 검사 내용에 동의를 얻은 후 검사를 진행하였다.
2. 연구 방법
1) 검사 방법
나안시력검사는 ETDRS 시력표(대비도 100%와 10%)를 사용하여 밝은 조명(photopic condition, 340 lx)과 어두운 조명(mesopic condition, 1 lx)에서 HCVA(100% high contrast visual acuity)와 LCVA(10% low contrast visual acuity)를 각각 검사하여 시력은 logMAR로 나타 냈다.
각막지형도의 측정은 Scheimpflug 이미지 방식인 Pentacam topography(Pentacam HR, Oculus, Wetzlar, Germany)를 이용하여 각막의 형태를 양적 및 질적 분석을 하였고, 광학적 특성과 연관성이 있는 변수들은 Optical Quality analysis System(OQAS, Visiometrics S. L., Tarrasa, Spain)을 사용하여 OSI(objective scatter index), MTF(modulation transfer function) cutoff frequency, Strehl ratio 등의 측정값을 분석하였다.
눈의 고위수차는 Hartmann-shack 방식의 수차분 석계(KR-1W, Topcon, Tokyo, Japan)를 이용하여 전 체고위수차(total HOAs), 3차 고위수차(third-order), 4차 고위수차(fourth-order), 코마수차(coma), 구면수 차(spherical aberration) 등을 측정하여 4 mm와 6 mm 동공에서 측정된 고위수차의 항목들을 각각 분석하 였다. 라식수술안에서 고위수차에 영향을 미치는 분석에 는 전체고위수차의 RMS값을 선택하여 사용하였다.
2) 통계 분석
데이터 분석은 SPSS Version 21(SPSS Ins., Chicago, IL, USA)을 사용하였다. 라식 수술안에서 고위수차와 눈 의 변수들 사이의 관련성을 검정하기 위해 상관분석 및 단순선형회귀분석을 시행하였다. 눈의 고위수차에 유의하 게 영향을 미치는 요인을 분석하기 위하여 다중회귀분석의 후진선택(backward stepwise)방법을 사용하였으며 변수 진입을 위한 p값의 기준은 p<0.050, 변수 제거를 위한 p값의 기준은 p>0.200을 사용하였다. 추정된 회귀모델의 적합성 판단을 위해 F-검정을 시행하였고, 독립변수들 사 이의 다중공선성 진단을 위해 분산팽창요인(variance inflation factor, VIF)과 더빈-왓슨(Durbin-Watson)계 수를 사용하였다. 분석한 모든 결과는 p<0.050 인 경우를 유의한 것으로 판단하였다.
Ⅲ. 결 과
1. 대상자의 데이터
기존의 라식수술을 받은 21명(42안)이 본 연구에 참여 하였고, 평균나이는 23.43±2.06세이었다. 라식수술안 에 대한 기본 데이터는 Table 1에 정리하였다. 라식수술 전 근시교정굴절력은 -4.44±1.53 D였고 난시교정굴절 력은 -1.01±0.75 D로 나타났다. 수술 후 logMAR 기 준으로 나타낸 나안시력은 -0.03±0.05, 등가구면굴절 력은 -0.15±0.38 D였고, 각막절삭량은 80.57±20.66 ㎛이었다.
2. 측정한 변수 분석
대비도가 100%와 10%인 시력표를 이용하여 각각 수 행한 대비시력은 Table 2에 비교하였다. 대비시력 HCVA (100%)와 LCVA(10%)는 밝은 조명(photopic)에서 각 각-0.032±0.050와 0.131±0.070으로 나타났고, 대비 도가 다른 두 나안시력 사이에는 유의한 차이가 있었다 (p<0.001). 또한, 어두운 조명(mesopic)에서 HCVA(100%) 와 LCVA(10%)는 각각 0.200±0.850와 0.501±0.100으로 두 나안시력 사이에서도 통계적으로 유의한 차이가 있었 다(p<0.001).
광학적 질을 평가하기 위한 변수로는 OSI, MTF cutoff, Strehl ratio 등을 측정하였다. 객관적인 산란지 수를 나타내는 OSI는 안구내의 빛의 산란 정도를 정량화시 킨 값으로 안구의 매질이 혼탁 할수록 OSI 값은 증가하게 된다.12.13) 라식수술안에서 OSI 측정값은 0.560±0.240 로 나타났다. 수술안에서 측정한 MTF cutoff 값은 43.018±9.270로 MTF cutoff 값이 증가 할수록 눈의 광 학적 질은 우수하다는 것을 의미한다. Strehl ratio는 망막 의 일정한 면적에 맺히는 상의 집속도를 의미하며 눈의 광학적 질을 평가하는데 사용한다.14,15) Strehl ratio 값은 0~1 사이에 있으며 수차와 빛의 산란에 대한 영향을 많 이 받을수록 망막 이미지의 질은 낮아져 이 광학적 변수 값은 작게 나타난다. 수술안의 Strehl ratio 측정값은 0.213±0.050으로 나타났다.
라식수술안에서 고위수차에 속하는 전체고위수차, 3차 -수차, 4차-수차, 코마수차, 구면수차 등은 4 mm와 6 mm 동공크기에서 각각 측정하여 비교하였다(Table 3). 라식수술안에서 전체고위수차의 RMS 값은 4 mm 동 공크기에서 0.121±0.050였고, 6 mm 동공크기에서는 0.570±0.260으로 나타나 동공의 크기가 커지면서 전 체고위수차의 양도 증가한 것으로 나타났다. 4 mm 와 6 mm 동공크기 사이에서 분석한 모든 항의 고위수 차는 통계적으로 유의한 차이를 보였다(전체고위수차: p<0.001, 3차-수차: p=0.005, 4차-수차: p<0.001, 코마수차: p=0.002, 구면수차: p<0.001).
3. 전체고위수차(total HOAs)에 영향을 미치는 요인 분석
라식수술안에서 전체고위수차와 측정한 변수들 사이의 상관관계를 분석한 결과는 Table 4에 정리하였다. 4 mm 동공의 전체고위수차와 유의한 상관성을 보인 변수들은 HCVA(mesopic)(p=0.017), LCVA(mesopic)(p=0.045), OSI(p=0.015), MTF cutoff(p=0.044) 등으로 나타났 다. 또한, 6 mm 동공크기의 전체고위수차와 유의한 상 관성이 있는 변수들은 HCVA(mesopic)(p=0.001), LCVA (mesopic)(p=0.019), OSI(p=0.004), MTF cutoff(p=0.011), 각막절제직경(optical zone)(p=0.025) 등으로 나타났다.
라식수술안에서 눈의 광학적 질을 평가하기 위해 측정 한 변수와 대비도가 100%와 10%인 시력표를 이용한 대비 시력 사이의 상관관계를 분석한 결과는 Table 5에 나타냈 다. OSI는 조명의 상태와 상관없이 모든 대비시력 사이에 서 각각 HCVA(photopic)(r=0.404, p=0.008), LCVA (photopic)(r=0.498, p=0.001), HCVA(mesopic)(r=0.639, p<0.001), LCVA(mesopic)(r=0.517, p<0.001) 등으로 유의한 상관성을 보였다.
라식수술안에서 고위수차에 영향을 미치는 독립변수 를 알아보기 위해 다중회귀분석을 이용하여, 4 mm와 6 mm 동공크기 각각에서 전체고위수차에 유의하게 영향 을 미치는 독립변수들을 분석하였다. 다중회귀분석에서 종속변수는 전체고위수차의 RMS값을 사용하였고, 독립 변수에는 라식수술 전 등가구면굴절력(pre-op SE), 각 막절제직경(optical zone), 각막절삭량(ablation depth), 각막곡률반경 평균값(mean K-reading), 각막두께(corneal thickness), 동공크기(mesopic and scotopic), 각막 의 비구면계수(Q-value; 6 mm and 7 mm zone), HCVA(photopic), LCVA(photopic), HCVA(mesopic), LCVA(mesopic), OSI, MTF cutoff, Strehl ratio 등 의 측정값을 포함시켰다.
한편, 본 연구의 다중회귀분석에서 독립변수들 사이에 서로 상관성이 높은 변수 간에는 다중공선성 현상이 나타 나는데 비구면계수인 Q값, 수술 전 등가구면굴절력등의 독립변수에서 다중공선성 문제가 발생하여 회귀모형에서 이 변수들을 제거하였다. 다중회귀분석의 회귀모형에서 가장 중요한 가정이 독립변수들 사이의 독립성인데 각막절 삭량과 비구면계수 Q값(r=0.600, p<0.001) 또는 수술 전 등가구면굴절력(r=-0.897, p<0.001) 사이에서 각각 상 관관계가 높게 나타나 제거하였고 회귀모형 분석결과에서 종속변수인 전체고위수차와 상관성이 가장 높은 각막절삭 량이 남겨져 전체고위수차에 영향을 미치는 요인으로 나타 났다. 또한 각막절삭량과 각막절제직경 사이의 상관성은 r=-0.308, p=0.047로 나타났다.
라식수술안에서 전체고위수차에 영향을 미치는 변수 는 Table 6에 나타냈다. 수술안에서 4 mm 동공크기의 전체고위수차와 관련 있는 변수는 각막절제직경과 OSId 이었고, 결정계수(R2)는 0.188과 수정된 결정계수는 0.146로 나타나 전체고위수차와 이들 독립변수와의 설 명력을 보여주고 있다. 4 mm 동공크기에서 전체고위수 차에 유의하게 영향을 미치는 변수는 객관적인 산란지수 를 나타내는 OSI (p=0.036)로 나타났다. 수술안의 6 mm 동공크기에서 측정한 전체고위수차와 관련 있는 변수 는 각막두께, 각막절삭량, 각막절제직경, LCVA(photopic), HCVA(mesopic), MTF cutoff 등으로 나타났고, 결정 계수(R2)는 0.488과 수정된 결정계수는 0.400이었다. 라식술수안의 6 mm 크기의 동공에서 전체고위수차에 유의하게 영향을 미치는 변수는 각막절삭량(p=0.016), HCVA(mesopic)(p=0.002), MTF cutoff(p=0.039) 등 으로 나타났다.
Ⅳ. 고 찰
본 연구는 라식수술 후 전체고위수차에 영향을 미치 는 요인을 분석하였다. 연구결과에서 라식수술안의 4 mm 동공크기의 전체고위수차와 유의하게 영향을 미치는 요 인은 안구내의 빛의 산란 정도를 나타낸 값인 OSI로 나 타났고, 6 mm 동공크기의 전체고위수차에 유의하게 영 향을 미치는 요인은 각막절삭량, 어두운 조명에서의 고 대비시력(HCVA), MTF cutoff 등으로 나타났다. 본 연 구에서 전체고위수차에 영향을 미치는 요인들이 4 mm 의 동공보다 6 mm 동공에서 측정했을 때 더 많이 나타 난 것은 동공의 크기가 커질수록 고위수차가 증가하는 것16,17) 과 연관성이 있어 보인다.
각막의 형태와 관련된 광학적 굴절의 특성은 시기능 과도 밀접한 관련을 가진다. Fleming과 Jimenez 등 18,19)은 레이저 각막굴절수술 후 변화된 각막의 비구면도 가 광학적인 측면에서 시기능의 결과에 중요한 영향을 미치는 요인으로 간주하였다. 각막의 비구면 정도를 나 타내는 비구면계수 Q값은 수술 전에는 일반적으로 <-> 값을 나타내는 반면, 근시안의 라식수술 후 Q값은 <+> 값으로 나타난다.20-22) 즉, 주변부로 향할수록 곡률반경 이 플랫해지는 정상적인 각막의 비구면 형상(prolate cornea)이 레이저에 의해 절제된 각막의 주변부 곡률반 경이 중심부보다 더 스티프해지는 각막의 형상(oblate cornea)으로 변화되어 고위수차를 증가시키는데 특히, 구면수차를 더 증가시키는 것으로 나타났다.23-25) 더 나 아가 각막절삭량이 증가할수록 각막의 <+> Q값을 크게 변화시켜 고위수차의 증가를 유도하는 것으로 알려져 있 다.22,26,27) 레이저에 의해 각막이 절삭되는 양은 교정해 야 할 근시와 난시의 양과 관계가 있으며 라식수술 후 고위수차의 증가는 각막절삭량과 관련이 높다.28,29) 이러 한 결과는 전체고위수차에 각막절삭량이 영향을 미치는 요인으로 나타난 본 연구 결과와도 일치한다.
Buhren 등30)은 굴절수술 후 고위수차와 구면수차의 변화는 각막절제직경과 동공직경의 비율과 유의한 상관 관계가 있음을 발견하였고, Endl 등31)과 Zhou 등32)이 진행한 선행 연구에서는 각막절제직경이 작아질수록 고 위수차의 변화는 더 커지고 동공의 크기가 각막절제직경 보다 커질 때 고위수차는 증가하여 더 작은 절제직경과 더 큰 동공직경의 관계가 야간에 발생하는 눈부심과 달 무리 현상의 원인이 될 수 있다고 제시하고 있다. 본 연 구에서도 4 mm 와 6 mm 동공크기 모두의 전체고위수 차에서 각막절제직경이 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한, Alarcon 등33)은 각막절삭량은 각막절제직경의 크 기에 영향을 미친다고 보고하였는데 본 연구에서도 각막 절제직경과 각막절삭량 사이에서 유의한 상관관계가 있 었다.
라식수술안에서 고위수차의 증가는 대비감도를 감소 시켜 망막상의 질을 저하시키고(Fig. 1) 특히, 조명이 낮은 상태에서는 시력 저하에 상당한 영향을 주는 것으 로 알려져 있다.4,21,34) 이러한 사실은 4 mm 동공보다 6 mm 동공의 전체고위수차에서 조명 상태에 따른 대비시 력이 영향을 받는 것으로 나타난 본 연구 결과에서도 확 인할 수 있었다.
레이저를 사용한 라식수술은 근시와 난시를 교정하는 과정에서 구면수차를 증가시키고,29,35) 또한 야간에 동공 의 크기가 커짐에 따라 증가하는 고위수차가 더해져 별 모양 빛 번짐, 달무리, 복시 등과 같은 부작용을 겪게 된 다.36,37) 라식수술 후 증가한 고위수차가 낮 동안의 시력 에 영향을 미치는지 주관적으로 인지하는 것은 어렵지 만, 동공의 크기가 커지는 야간에는 시력과 주변부 시야 의 질적인 차이를 느낄 수 있다. 어두운 조명에서의 이 러한 증상들은 수술 후 변화된 비구면도 자체가 영향을 주는 것보다 변화된 각막의 형상에 의해 동공이 커지면 서 증가된 고위수차와 다른 광학적 요소들이 결합되어 나타나는 것으로 보인다. 본 연구에서 어두운 조명상태 의 고대비시력(HCVA)은 6 mm 동공의 전체고위수차에 유의한 영향을 미치는 요인으로 나타났고, HCVA(mesopic) 는 OSI(r=0.639)와 MTF cutoff(r=-0.372)사이의 각 각에서 유의한 상관관계를 보였다.
수술 후의 저하된 광학적 질에 대한 민감한 차이는 대 비도가 100%인 시력표를 통해서는 발견할 수 없고, 공 간주파수 함수로 나타내는 MTF를 통해서 설명하는 것 이 가능하다.23) MTF는 망막의 이미지 감소와 관련 있 는 수차 및 빛의 산란 등의 광학적 결함에 대한 대비도 손실의 정보를 제공해 주어 공간주파수가 증가하면서 상 의 이미지에 대한 대비감도의 감소 정도를 비교할 수 있 어 광학적 질의 상태를 평가하는데 사용한다.38) 본 연구 의 결과에서 MTF cutoff 변수는 6 mm 동공에서의 전 체고위수차에 유의하게 영향을 미치는 요인으로 나타났 다. 또한, 라식수술안에서 빛의 산란도가 증가하는 가장 기본적인 원인은 굴절수술 과정에서 레이저의 각막절삭 으로 인하여 각막표면의 매끄러움이 감소되는 것과 연관 이 있고,39,40) 이러한 각막중심표면의 불규칙성은 최상의 교정시력을 감소시키며, 눈부심, 달무리 현상과 관련성 이 있다고 보고하였다.41,42) 본 연구에서 안구내의 빛의 산란 정도를 나타내는 OSI는 4 mm와 6 mm 동공 모두 에서 전체고위수차와 관련이 있는 변수로 나타났고, 4 mm 동공에서 전체고위수차에 유의한 영향을 미치는 요 인으로 나타났다. 특히, OSI 변수는 밝은 조명에서의 LCVA(r=0.498), 어두운 조명의 HCVA(r=0.639), LCVA (r=0.517) 사이에서 각각 높은 상관관계가 나타나 OSI 는 광학적 질뿐만 아니라 시력의 질에도 영향을 미치는 주요 요인이라고 생각할 수 있다.
오늘날의 발전된 라식수술은 개개인의 맞춤형으로 교 정을 시도할 뿐만 아니라 수술 후 발생하는 파면수차의 오류인 고위수차까지 예측하여 시력의 질을 좀 더 향상시 키기 위한 시도를 하고 있다.43) 따라서, 본 연구는 라식 수술 후의 변화된 각막이 눈의 광학적 시스템에 어떤 영 향을 미치는지 이해하는데 도움이 될 것으로 생각한다.
Ⅴ. 결 론
본 연구는 라식수술 후 변화된 근시교정안의 광학적 시 스템에서 고위수차에 영향을 미치는 요인을 분석하였다.
