Ⅰ. 서 론
소프트 콘택트렌즈 피팅은 여러 가지 요소들의 영향 을 받는다. 콘택트렌즈의 재질과 중심두께,1,2) 기본커 브,3,4) 눈꺼풀틈새간격,5) 수평가시홍채직경 및 전체직 경,6-8) 새그높이9-13), 각막이심률14,15)등이다. 소프트 콘 택트렌즈의 구면 디자인에서 새그깊이는 곡선의 정점에 서 곡선의 두 끝을 교차하는 현(chord)까지의 수직 거리 로 간주될 수 있다. 여기서 두 끝 사이의 거리는 직경을 나타낸다(Fig. 1).
각막 직경의 변화는 안구의 새그높이(ocular sagittal height)의 상응하는 변화를 초래할 수 있고, 따라서 각 막에 맞추기 위해 필요한 콘택트렌즈의 새그깊이 (sagittal depth)의 변화를 초래할 수 있다. 따라서 소 프트 콘택트렌즈 피팅을 위해 일반적으로 사용되는 이론 중의 하나로 소프트콘택트렌즈의 새그깊이를 안구의 새 그높이와 연관시키는 것이다.12,16) 이것은 더 가파른 각 막에서는 더 큰 새그높이가 형성되므로 각막에 맞도록 더 큰 새그깊이를 갖는 더 가파른 기본커브의 렌즈가 필 요하다는 것에 기초한다.16) 따라서 소프트 콘택트렌즈 피팅은 전체직경과 기본커브의 적절한 조합을 선택하여 렌즈의 새그깊이를 주어진 눈의 새그높이와 일치시키는 과정으로 생각할 수 있다. 결과적으로 가파르게 피팅된 렌즈는 눈에 비해 새그깊이가 너무 큰 렌즈로 그리고 너 무 느슨하게 피팅된 렌즈는 새그깊이가 너무 작은 것으 로 간주할 수 있다.9) 소프트 콘택트렌즈 피팅에 미치는 영향들을 평가한 결과 각막중심곡률반경보다 각막직경 과 각막이심률의 변화가 새그높이의 변화에 더 크게 관 여하고 각막중심곡률반경 만으로는 소프트 콘택트렌즈 피팅을 예측하는 데 도움이 되지 않는다고 보고되었 다.17) 여러 연구에서 최적으로 적합한 기본커브의 선택 이 각막중심곡률반경과 상관관계가 없다고 하였다.18,19) 그 외에도 눈의 새그높이는 각막형태 및 각공막측면부에 의한 영향도 받는다.12,17)
소프트 콘택트렌즈 피팅에서 렌즈 움직임은 충분한 산소 수준을 제공하고 렌즈 뒤쪽에 축적된 대사 분비물, 염증 세포 및 기타 눈물 성분을 제거하기 위해 적절한 눈물 교환을 위해 필수적이다.20) 렌즈 두께, 전체직경 및 새그깊이와 관련한 소프트 콘택트렌즈 움직임에 대한 연구에서 렌즈 두께가 감소할 때 주어진 양의 움직임을 유지하기 위해 기본커브의 새그깊이도 감소되어야 하고 또한 새그깊이의 범위에 맞추기 위해 더 작은 범위의 기 본커브가 필요할 것이라고 보고되었다.21)
따라서 본 연구에서는 한국인을 대상으로 20, 30, 40, 50대의 건강한 눈에서 측정한 각막관련 수치와 안 구의 새그높이와의 관계에 대해서 알아보고자 하였다. 더불어 어떠한 각막관련 수치의 요소가 안구의 전체 새 그높이 및 각막의 새그높이에 가장 크게 영향을 미치는 지 알아보고자 하였다.
Ⅱ. 대상 및 방법
본 연구의 대상자는 인천 연수구에 위치한 서울밝은안 과의원을 내원한 환자들이고 백내장 수술 전 사전 검사 자료를 데이터로 활용하였다. 본 연구는 건양대학교 생명 윤리위원회(Institutional Review Board, IRB, 승인번 호: KYU 2021-07-048)로부터 심의면제승인을 받은 후 연구를 진행하였다. 연구대상자들은 전신질환 및 안질환 이 없고 굴절교정 수술을 받지 않은 정상적인 눈을 갖는 20대(24.57±3.01)의 60안, 30대(33.66±2.73)의 60 안, 40대(45.59±2.47)의 60안, 50대(54.03±2.66)의 60안을 대상으로 총 240안(남자: 50명, 여자: 70명)을 빛간섭단층촬영 기법에 기반한 IOLMaster 700(Carl Zeiss Meditec AG, Germany)을 사용하여 전방깊이, 각막 직경, 안구길이를 측정하였고, 각막지형계인 Keratograph 4(OCULUS Optikergerate GmbH, Germany)를 사용 하여 각막중심곡률반경, 각막이심률을 측정하였고, 자동 굴절력계(KR-800, Topcon, Japan)를 사용하여 등가구 면굴절력을 측정하였다. 모든 데이터들은 3회 측정 후 평 균값을 사용하였다. 전방깊이 측정값은 안구의 전체 새그 높이 값으로, 각막직경은 가시홍채직경으로 간주하였다. 그리고 주어진 데이터와 함께 공식 (1)을 사용하여 각막의 새그높이를 계산하였다(Fig. 2).
각막의 단면은 타원의 단면에 가깝고 원추곡선의 새 그깊이 결정에 사용되는 공식7)은 (1)과 같다. 각막중심 곡률반경과 각막이심률은 주경선 방향 값들을 고려한 평 균값을 사용하였다.
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CSH: corneal sagittal height
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r0: corneal curvature radius
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p: corneal shape factor(1-e2, e=corneal eccentricity)
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y: corneal diameter/2
공식에서 편평함의 정도는 p 값을 통해 수량화된다. 식 (1)의 p 값은 반지름이 각막정점에서 주변부까지 일 정한 원형 단면을 나타내며, p 값이 0이면 각막정점에서 주변부까지 포물선 단면이 있음을 나타낸다.
1. 통계처리
측정값의 분석은 Microsoft Excel 2016을 사용하였 고, 각막관련 측정수치와 전방깊이 및 각막의 새그높이 관계는 피어슨 상관분석과 회귀분석을 실시하였다. 결과 는 95% 신뢰구간으로 p<0.050일 경우 통계적으로 유의 하다고 판단하였고 p<0.050 일 경우는 *로 표시하였다
Ⅲ. 결 과
1. 전방깊이와 각막 새그높이 관계
20대, 30대, 40대, 50대의 전방깊이 및 각막새그 높이는 각각 3.63±0.29 mm 및 2.71±0.22 mm, 3.49±0.32 mm 및 2.72±0.25 mm, 3.27±0.36 mm 및 2.60±0.19 mm, 3.23±0.33 mm 및 2.65±0.17 mm 이었다(Table 1). 그리고 전방깊이 및 각막 새그높 이는 연령이 증가함에 따라 감소하는 추세를 보였다 (Fig. 3).
연령 대 별 전방깊이와 각막 새그높이의 상관관계는 모두 양의 상관관계 경향을 보였지만 20대(r=0.520, p<0.001*), 30대(r=0.380, p=0.003*)에서만 유의한 양의 상관관계를 보여주었다(Table 2).
2. 전방깊이 및 각막 새그높이와 각막직경의 관계
20대, 30대, 40대, 50대의 각막직경은 각각 12.20±0.34, 12.15±0.47, 11.91±0.37, 11.91±0.32 mm 이었고 (Table 1), 각막직경은 연령이 증가함에 따라 감소하는 추세 를 보여주었다(Fig. 3).
연령 대 별 전방깊이 및 각막 새그높이와 각막직경의 상관관계를 분석한 결과 각각 20대에서 전방깊이(r=0.397, p=0.002*) 및 각막 새그높이(r=0.767, p<0.001*), 30 대에서 전방깊이(r=0.300, p=0.020*) 및 각막새그높이 (r=0.866, p<0.001*), 40대에서 전방깊이(r=0.349, p=0.006*) 및 각막 새그높이(r=0.754, p<0.001*), 50 대에서 각막 새그높이(r=0.615, p<0.001*)는 모든 연령 대에서 각막직경과 대부분 양의 상관관계 경향을 보여주 었다(Table 3. Fig. 4). 50대에서는 각막 새그높이만이 각막직경과 유의한 양의 상관관계를 보여주었고 20, 30, 40대에서는 전방깊이와 각막 새그높이 모두 유의한 양의 상관관계를 보여 주었다. 그리고 모든 연령대에서 각막 새그높이가 각막직경과 더 양의 상관관계를 보여주었다 (Table 3).
3. 전방깊이 및 각막 새그높이와 이심률의 관계
20대, 30대, 40대, 50대의 각막이심률은 각각 0.57±0.11, 0.56±0.11, 0.56±0.10, 0.51±0.12 이 었고(Table 1), 각막이심률은 연령이 증가함에 따라 감 소하는 추세를 보여주었다(Fig. 3).
연령 대 별 전방깊이 및 각막 새그높이와 각막이심률 의 상관관계를 분석한 결과 각각 20대에서 전방깊 이(r=-0.472, p<0.001*) 및 각막새그높이(r=-0.636, p<0.001*), 30대에서 각막 새그높이(r=-0.654, p<0.001*), 40대에서 각막새그높이(r=-0.575, p<0.001*), 50대에 서 각막 새그높이(r=-0.741, p<0.001*)는 모든 연령대 에서 각막이심률과 대부분 음의 상관관계 경향을 보여주 었다(Table 3, Fig. 5). 20대에서만 전방깊이 및 각막 새그높이가 각막이심률과 모두 유의한 음의 상관관계를 보여주었고, 모든 연령대에서 각막 새그높이는 각막이심 률과 유의한 음의 상관관계를 보여주었다(Table 3).
4. 전방깊이 및 각막 새그높이와 안구길이의 관계
20대, 30대, 40대, 50대의 안구길이는 각각 24.99±1.53 mm, 24.28±1.23 mm, 24.17±1.50 mm, 24.10±1.14 mm 이었고(Table 1), 안구길이는 연령이 증가함에 따라 감소하는 추세를 보여주었다(Fig. 3).
연령 대 별 전방깊이 및 각막 새그높이와 안구길이의 상관관계를 분석한 결과 각각 20대에서 전방깊이 (r=0.342, p=0.007*), 30대에서 전방깊이(r=0.543, p<0.001*), 40대에서 전방깊이(r=0.644, p<0.001*), 50대에서 전방깊이(r=0.421, p=0.001*)는 모든 연령대 에서 안구길이와 유의한 양의 상관관계를 보여 주었다 (Table 3).
5. 전방깊이 및 각막 새그높이와 각막중심곡률반경의 관계
20대, 30대, 40대, 50대의 각막중심곡률반경은 각각 7.81±0.24, 7.74±0.23, 7.72±0.22, 7.68±0.24 mm이었고(Table 1), 각막중심곡률반경은 연령이 증가 함에 따라 감소하는 추세를 보여주었다(Fig. 3).
연령 대 별 전방깊이 및 각막 새그높이와 각막중심곡 률반경의 상관관계를 분석한 결과 모든 연령대에서 대부 분 각막중심곡률반경과 음의 상관관계 경향을 보였다 (Table 2). 20대에서만 각막 새그높이(r=-0.325, p=0.011*)가 각막중심곡률반경과 유의한 음의 상관관계 를 보여주었다(Table 3).
6. 전방깊이 및 각막 새그높이와 등가구면굴절력의 관계
20대, 30대, 40대, 50대의 등가구면굴절력은 각각 -3.42±3.27, -2,42±2.47, -2.34±3.01, -1.68±2.59 D 이었고(Table 1), 등가구면굴절력은 연령이 증가함에 따라 (+)방향으로 감소하는 추세를 보여주었다(Fig. 3).
연령 대 별 전방깊이 및 각막 새그높이와 등가구면굴 절력의 상관관계를 분석한 결과 모든 연령대에서 대부분 등가구면굴절력과 음의 상관관계 경향을 보여주었다 (Table 3). 30대에서 전방깊이(r=-0.293, p=0.023*), 40대에서 전방깊이(r=-0.412, p=0.001*) 및 각막 새 그높이(r=0.295, p=0.022*)는 등가구면굴절력과 유의 한 상관관계를 보여주었다(Table 3).
상관계수를 고려하면 각막 새그높이와 가장 연관성이 큰 변수는 각막직경이었고, 그 다음이 각막이심률이었 다. 그리고 가장 연관성이 적은 변수는 각막중심곡률반 경이었다.
Ⅳ. 고 찰
많은 연구들이 전안부 측정 관련한 정보를 제공하였 다.22-25) 이러한 연구들은 각막직경을 기준으로 한 각막 의 새그높이 및 안구의 전체 새그높이에 대한 데이터를 제공하였다. 전안부광간섭단층촬영(AS-OCT)을 사용하 여 정상적인 눈을 검사한 결과 평균 각막 새그높이는 3.17 mm 이었고, 2.57~3.71 mm 범위이었다.23) 그리 고 안구의 전체새그높이는 안구 전면 15 mm 직경 범위 를 기준으로 3.70 mm 이었고 3.23~4.08 mm의 더 작 은 범위를 보여주었다.23) 원추각막인 눈과 정상적인 눈 의 새그높이를 비교한 결과 각막 새그높이가 정상 그룹 에 비해 원추각막 그룹에서 유의하게 더 크다고 보고되 었다.25) Kim 등26)은 20~39세와 40~59세의 전방깊이 는 각각 3.47±0.24, 3.20±0.45 mm로 연령이 증가함 에 따라 유의하게 감소하는 것으로 보고하였고, Lee 등 27)은 20대의 전방깊이는 3.19±0.20 mm, 50대의 전방 깊이는 2.76±0.43 mm로 연령이 증가함에 따라 감소 하는 것으로 보고하였다. 본 연구에서도 연령이 증가함 에 따라 감소하는 추세를 보여주었다.
각막직경의 변화가 안구의 새그높이에 미치는 영향을 조사한 결과 안구의 새그높이 변화의 62%가 각막직경의 변화로 나타난 반면에 1/3 미만은 각막중심곡률반경의 변 화로 나타났음이 보고되었다.28) 여러 연구들에서 각막직 경을 측정 후 수량화한 결과 민족성, 연령, 성별 혹은 키에 따른 차이를 고려하더라도 각막직경에는 일정한 차이가 있었다. 이러한 각막직경의 평가는 주로 안구의 백색-백 색(white to white, WTW) 직경의 측정을 통해 이루어졌 다. Pop 등29)은 11.87±0.49 mm, Baumeister 등30)은 12.02±0.38, Potgieter 등31)은 11.90±0.30 mm로 각 막직경을 보고하였다. 본 연구에서 측정한 각막직경은 백 색-백색(WTW) 직경의 측정을 통해 이루어졌으며 연령이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다.
각막이심률이 증가함에 따라 각막의 새그높이가 감소 함이 보고되었다.32) 따라서 각막 이심률의 변화는 안구 의 새그높이의 상응하는 변화를 일으키고 각막에 맞추는 데 필요한 소프트 콘택트렌즈의 새그깊이의 변화를 초래 한다. 서로 다른 새그깊이를 갖는 소프트 콘택트렌즈의 피팅 결과 각막중심곡률반경 대신에 안구의 새그높이를 기준으로 효과적으로 피팅될 수 있다고 보고되었다.33)
소프트 콘택트렌즈의 후면과 각막의 전면 사이에서의 피팅의 변화는 콘택트렌즈의 새그깊이 및 각막의 새그높 이에 영향을 받는 것으로 보고되었다.7) 따라서 피팅은 새그깊이가 증가함에 따라 가팔라지고, 새그깊이가 감소 함에 따라 느슨해진다. 이러한 관계는 소프트 콘택트렌 즈의 기본커브 0.30 mm의 변화는 전체직경의 0.50 mm 변화와 동일함의 효과로 설명할 수 있다.7)
본 연구에서 각막 새그높이는 각막직경과 유의한 양 의 상관관계를 보여주었고, 각막 새그높이가 전방깊이보 다 모두 더 큰 양의 상관관계를 보여주었다. 회귀식 (Fig. 4)을 사용하면 20, 30, 40, 50대에서 각막직경 0.20 mm의 변화에 따른 각막 새그높이의 변화는 약 0.10 mm의 변화를 보여주었다. 따라서 약 0.10 mm의 각막 새그높이 변화를 위해서는 각막직경 0.20 mm의 변화가 필요한 것으로 나타났다. 각막 새그높이와 각막 이심률의 관계는 유의한 음의 상관관계를 보여주었고, 회귀식(Fig. 5)을 사용하면 약 0.10 mm의 각막 새그높 이 변화를 위해서는 20, 30, 40, 50대에서 각막이심률 은 0.05~0.10의 변화가 필요한 것으로 나타났다. 전방 깊이와 안구길이의 관계는 유의한 양의 상관관계를 보여 주었고, 회귀식(Fig. 6)을 사용하면 약 0.10 mm의 전방 깊이 변화를 위해서는 20, 30, 40, 50대에서 안구길이 는 0.50~1.50 mm의 변화가 필요한 것으로 나타났다.
측정값의 정상범위를 표준편차 범위를 취함으로서 예 측할 수 있다는 것을 고려하여 각막직경의 영향을 알아 보기 위해 각막형상계수와 각막중심곡률반경의 평균값 을 사용하여 표준편차를 고려한 최소 및 최대 각막직경 에 대한 각막 새그높이를 계산하였다. 각막 새그높이는 20, 30, 40, 50대에서 각각 0.35, 0.49, 0.37, 0.33 mm 만큼 변화되어 각막중심곡률반경과 형상계수가 미 치는 변화보다 더 큰 값을 보여주었다. 이것은 각막직경 의 정상적인 변화가 각막 새그높이의 변화에 가장 큰 영 향을 미친다는 것을 나타낸다.
결과적으로 안구의 새그높이와 각막직경 및 각막이심 률의 관계에서는 각막 새그높이가 상관관계가 더 큰 것 으로 나타났고, 안구의 새그높이와 안구길이와의 관계에 서는 전방깊이가 상관관계가 더 큰 것으로 나타났다.
각막 새그높이와 각막중심곡률반경의 관계는 20대에 서만 유의한 음의 상관관계를 보였다. 퍼시픽 대학교에 서 실시한 연구에 따르면 안구의 전체 새그높이에 기여 하는 5가지 해부학적 특징은 각막중심곡률반경, 각막이 심률, 각막주변부에서 시작하여 윤부까지 연결되는 각막 각도, 각막 직경, 윤부에서 시작하여 공막까지 연결되는 공막 각도라고 보고하였다.34) 따라서 본 연구에서 30, 40, 50대에서는 각막중심곡률반경보다 각막각도 및 공 막각도가 각막 새그높이에 영향을 상대적으로 더 크게 미친 것으로 생각된다. 결과적으로 안구의 새그높이는 각막중심곡률반경과 전반적으로 유의한 관계를 보여주 지 않았다. Kim 등26)은 20~39세와 40~59세의 각막중 심곡률반경은 각각 7.98±0.17, 7.68±0.18 mm로 연 령이 증가함에 따라 유의하게 감소하는 것으로 보고하였 다. 본 연구에서도 연령이 증가함에 따라 감소하는 추세 를 보여주었다.
각막의 정점반경, 각막의 이심률, 가시홍채수평직경 이 각막의 새그높이에 미치는 영향을 평가한 결과 가시 홍채수평직경이 각막의 새그깊이 변화에 가장 큰 영향을 미치고 각막이심률이 가장 작은 영향을 미친다고 하였 고, 따라서 가시홍채수평직경이 최적의 소프트 콘택트렌 즈 사양을 선택하기 위해 고려하는 가장 적절한 측정이 라고 보고되었다.7)
한국인을 대상으로 한 본 연구에서는 전방깊이 및 각 막 새그높이와 각막중심곡률반경과의 관계는 경미한 연 관성을 보여주었다. 그리고 각막이심률은 각막중심곡률 반경보다 각막 새그높이 및 전방깊이에 상대적으로 더 큰 연관성을 보여주었고, 전방깊이 및 각막 새그높이와 가장 큰 연관성은 각막직경에서 보여주었다. 각막직경은 콘택트렌즈의 전체직경을 결정하는데 있어서 적절한 해 부학적 변수로 사용되고 있다. 따라서 각막직경의 측정 은 각막 새그높이에 대한 정보를 제공하는 것으로 생각 할 수 있다. 소프트 콘택트렌즈의 새그깊이는 기본커브 와 렌즈의 전체직경에 의해서 결정된다.7) 따라서 각막직 경의 측정은 소프트 콘택트렌즈 피팅에 있어서 적절한 전체직경과 기본커브를 선택하기 위해 필요한 유용한 측 정으로 보고되었다.7)
본 연구를 통해 20, 30, 40, 50대의 한국인의 건강한 눈을 대상으로 각막관련 수치를 측정한 결과 전방깊이와 각막 새그높이에 영향을 가장 크게 미치는 요소는 각막 직경 그 다음은 각막이심률이었다. 각막직경이 클수록 각막새그깊이는 증가하고 반대로 각막직경이 작을수록 각막새그깊이는 감소하였기 때문에 각막 새그높이에 대 한 각막직경의 관계를 확인할 수 있었다. 그리고 0.10 mm 정도의 각막 새그높이 변화는 각막직경 0.20 mm 그리고 각막이심률 0.05~0.10의 변화에 상응하는 것으 로 본 연구에서 나타났다. 따라서 각막 새그높이와 각막 직경 및 각막이심률과의 수치 관계는 소프트 콘택트렌즈 의 피팅에 있어서 추가적인 정보로 활용될 수 있으리라 생각된다.
Ⅴ. 결 론
20~50대의 한국인의 건강한 눈을 대상으로 각막관련 수치를 측정한 결과 전방깊이와 각막 새그높이에 영향을 가장 크게 미치는 요소는 각막직경 그 다음은 각막이심 률이었다.
소프트 콘택트렌즈 피팅이 콘택트렌즈의 새그깊이와 각막의 새그높이의 관계에 의해 영향을 크게 받는다면 각막직경 및 각막이심률의 올바른 측정은 콘택트렌즈의 변수를 선택하는데 있어서 적절한 방법으로 생각된다. 더불어 각막 새그높이와 각막직경 및 각막이심률과의 수 치 관계는 소프트 콘택트렌즈 피팅을 위한 추가적인 정 보로 활용될 수 있으리라 생각된다.