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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.24 No.3 pp.349-356
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2022.24.3.349

Effects of Tear Film Lipid Layer on Quality of Vision

Dae-Gwang Wi1), Mi-A Jung1)
Dept. of Optometry, Yeoju Institute of Technology, Professor, Yeoju
* Address reprint requests to Mi-A Jung (https://orcid.org/0000-0002-9413-0038) Dept. of Optometry, Yeoju Institute of Technology, Yeoju
TEL: +82-31-880-5432, E-mail: miajung@yit.ac.kr
August 26, 2022 September 25, 2022 September 26, 2022

Abstract


Purpose : This study was to investigate the effect of the tear film lipid layer on the quality of visual acuity in normal eyes.



Methods : The subjects were 30 (60 eyes) who had never been diagnosed with any ophthalmic disease, including dry eyes, and had corrected visual acuity of 20/20 or higher. The refractive errors, tear film lipid layer thickness, and contrast sensitivity was examined, and the lipid layer thickness of the tear film was quantitatively measured and divided into three groups(15~30, 30~80, >80 nm). Contrast sensitivity was tested for spatial frequencies of 1.5, 3, 12, and 18 cycles per degree (cpd) under photopic condition.



Results : In the measurement of tear film lipid layer thickness, 22 patients (44 eyes) belonged to groups 1 and 2 thinner than 80 nm, and only 3 groups thicker than 80 nm showed normal contrast sensitivity. As the thickness of the tear film lipid layer increased, it was confirmed that the contrast sensitivity was improved in all spatial frequencies. The thicker the tear film lipid layer thickness, the higher the degree of refractive error.



Conclusion : The effect of instability of the tear film lipid layer thickness on the decrease in contrast sensitivity in corrected visual acuity of 20/20 or higher was confirmed. Therefore, it is thought that a more careful effort to maintain a stable tear film during conventional visual acuity tests and parallel tests of the lipid layer thickness of tear film and contrast sensitivity will help to provide better visual acuity.



눈물막 지질층이 시력의 질에 미치는 영향

위 대광1), 정 미아1)
여주대학교 안경광학과, 교수, 여주

    Ⅰ. 서 론

    시력검사는 시기능 측정에 가장 대표적으로 사용되고 있는 방법이다. 시력의 종류에는 가시력(visible acuity), 분리력(seperable acuity), 가독력(legible acuity), 판 별력(discriminable acuity) 4가지가 있으며 인식의 한 계인 최소시력을 측정한다.1) 일반적으로 실시하고 있는 시력검사는 스넬렌시표를 이용하여 얼마나 작은 것까지 분해해서 볼 수 있는지를 평가하는 분리력 검사, 시시력 표를 이용하여 얼마나 작은 것까지 읽을 수 있는지를 평 가하는 가독력이다. 하지만, 이러한 가독력, 분리력 등 의 시력검사에 사용되는 일반적인 시표에서는 정상 시력 으로 측정되나, 확인되지 않는 시력저하가 존재한다.2)

    녹내장,3) 당뇨망막병증4) 등의 시기능 이상에서 시력 검사 결과값은 정상에 가깝지만 대비감도가 감소되어 나 타날 수 있고, 대비감도 감소로 인하여 가독력, 분리력 은 정상 시력이지만 자각적인 불편함을 호소할 수 있다. 분리력을 측정하는 일반적인 시력검사는 일상생활에서 존재할 수 있는 낮은 대비의 대상을 보는 능력을 나타내 는 데 한계가 있어 대비감도 검사는 실제의 유용한 시각 기능에 대한 정보를 제공한다고 할 수 있다.5)

    안구표면의 불안정성은 이러한 시각기능의 유용한 정 보를 제공하는 대비감도에 영향을 미칠 수 있다고 하였 다.6) 안질환과 관련된 특이 소견이 없고 시력검사 결과 정상인 사람들이 시력의 만족도가 떨어지는 경우는 안구 표면의 안정성 저하가 주요 원인이다.7)

    안구표면(각막과 결막)을 덮고 있는 눈물막은 3개의 층으로 이루어져 있으며, 가장 아래층인 점액층은 각결 막 상피표면을 덮고 있고, 그 위에 수성층을 지질층 (LLT, lipid layer thickness)이 덮고 있어 눈물의 증발 을 막는 역할을 한다.8) 건성안은 안과 질환 중 유병률이 높은 질환 중 하나로 눈물막의 불안정으로 안구 불편감, 안구표면 손상, 시력저하를 유발한다고 하였고, 건성안 은 눈물의 절대량 부족과 과다한 눈물 증발이 원인이 다.9) 이러한 건성안의 진단은 자각적 증상(시력저하, 이 물감, 광시증 등)과 쉬르머검사, 마이봄샘 기능부전 여 부, 눈물막 파괴시간 검사 등으로 확인할 수 있다.10)

    이에 본 논문에서는 눈물막 지질층 불안정과 대비감 도 저하와의 상관관계를 분석하여 눈물막 지질층이 시력 의 질에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

    Ⅱ. 대상 및 방법

    1. 대상자 선정

    눈물막에 영향을 줄 수 있는 전신질환이나 안과 관련 수술을 받은 이력이 없고, 평소 콘택트렌즈를 착용하는 경우를 제외한 대상자 중 검사 전 문진을 통해 안구건조 증 진단을 받은 경험이 있거나, 평소 이물감 등의 자각 적 증상이 있는 경우도 제외하였다. 모든 대상자들에게 검사방법과 연구목적에 대하여 충분히 설명을 한 후 동 의한 사람을 대상으로 하였으며, 선정된 대상자는 총 30 명(남자 18명, 여자 12명)으로 대상자의 평균연령은 21.00±1.28세이었다,

    2. 연구방법

    1) 굴절검사

    원거리 굴절검사는 자동굴절검사기(KR-800, Topcon, Japan)와 검영기(Elite™ Retinoscope, WelchAllyn, Germany)를 이용한 타각적 굴절검사 값과 포롭터 (Reichert phoroptor 11625B, Reichert, USA)를 이 용하여 자각적 굴절검사 값을 측정하였으며, 최대교정시 력이 20/20 이상인 대상자만을 선정하여 눈물막 지질층 과 대비감도를 검사하였다.

    2) 눈물막 지질층 평가

    눈물막의 지질층 평가는 Ocular Surface Analyser (OSA, SBM-Sistemi, UK)를 활용하였다. 눈물막 지질 층 평가는 OSA 검사장비에서 4개의 등급(A: <15 nm, B: 15~30 nm, C: 30~80 nm, D: >80 nm)으로 측 정하였고(Fig. 1), 검사의 신뢰도를 위하여 LLT(Lipid Layer Thickness) 15 nm 이하의 A그룹 대상자는 제외 하였다.

    3) 대비감도 검사

    시력의 질을 평가하기 위한 대비감도 검사는 FACT (Functional Acuity Contrast Test, Stereo Optical, Chicago, IL, USA)를 이용하였다. FACT의 대비감도 측정을 위한 공간주파수는 1.5, 3, 6, 12, 18 cpd(cycles per degree)이고, 각 공간주파수에는 0.15 log units로 대비가 감소하는 대비패치(circular sine wave grating patches)가 1~9까지 있다(Fig. 2). 대 비패치는 3개의 방향(+1.5°, 0°, -1.5°)을 갖고 있고, 해당하는 대비감도는 FACT에서 제시한 값을 이용하여 산출하였다(Table 1).

    검사환경은 명소시(photopic condition, 85 cd/m2) 상태에서 측정하였고, 시표 방향의 암기를 최소화하기 위하여 공간주파수의 순서와 무관하게 무작위로 제시하 였다.11) 대비감도 측정은 3번 반복하여 3개의 응답 중 2 개 이상 응답을 한 대비패치로 결정하였다.

    3. 통계분석

    모든 자료의 통계처리는 Origin 8.5 프로그램 (OriginLab Co., Northampton, USA)을 사용하였고, p<0.050일 때 유의하다고 판단하였다.

    Ⅲ. 결 과

    1. 연구대상자의 일반적 특성

    Table 2는 연구에 참여한 대상자 30명(남자: 18명, 여자: 12명) 60안의 원거리 등가구면굴절력과 눈물막 지질층 두께 그룹을 나타냈다. 대상자 전체 등가구면굴 절력은 –2.27±2.08 D(남자: –2.31±2.32 D, 여자: – 2.21±1.71 D)로 나타났다. 대상자의 눈물막 지질층 두 께는 15~30 nm인 그룹1이 21안(남자: 13안, 여자: 8 안), 30~80 nm인 그룹2가 23안(남자: 15안, 여자:8 안), 80 nm 보다 두꺼운 그룹3이 16안(남자: 8안, 여 자: 8안)으로 자각적인 불편 증상이 없고 교정시력 20/20 이상인 대상자 중 눈물막 지질층 두께가 80 nm 이하인 그룹이 44안, 80 nm보다 두꺼운 그룹이 16안으 로 나타났다(Table 2).

    2. 굴절이상과 눈물막 지질층 두께

    Table 3은 연구 대상자의 눈물막 지질층 두께와 그룹 별 굴절이상도를 나타낸 것으로 그룹 1(15~30 nm)은 – 1.51±1.35 D, 그룹 2(30~80 nm)는 –2.58±2.48 D, 그룹 3(>80 nm)은 –2.81±2.10 D 로 나타나 지질층 두께가 두꺼워질수록 굴절이상도가 높게 나타났다 (p<0.001).

    3. 눈물막 지질층 두께에 따른 대비감도 비교

    연구 대상자의 눈물막 지질층 두께별 FACT 대비감도 평균값을 확인한 결과 눈물막 지질층 두께가 80 nm보다 두꺼운 경우만 모든 공간주파수에서 정상범위(1.5 cpd: 1.62±0.16, 3 cpd: 1.68±0.29, 6 cpd: 1.73±0.27, 12 cpd: 1.39±0.29, 18 cpd: 0.78±0.35)로 나타났다 (Table 4).

    눈물막 지질층 두께에 따른 대비감도 손실을 확인한 결과 눈물막 지질층이 가장 얇게 측정된 그룹 1(15~30 nm)에서 가장 많은 대비감도 손실을 나타냈으며, 그 중 공간주파수 6 cpd에서 –0.40±0.18로 가장 많은 대비감 도가 손실되었다. 그룹 2(30~80 nm)에서는 공간주파수 18 cpd에서 –0.24±0.30으로 가장 많은 대비감도 손실 을 나타냈다(Table 4). 또한 눈물막 지질층 두께와 대비 감도 간의 상관관계를 분석한 것으로 모든 영역의 공간 주파수에서 눈물막 지질층 두께가 증가할수록 대비감도 가 향상되는 것으로 나타났다(p<0.001, Table 4).

    각 공간주파수에서 FACT 대비감도의 정상범위 (normative range)는 표 5에 제시하였으며, 대비감도 손실 정도는 저 정상범위(low normative range)를 기 준으로 하였다.11)

    눈물막 눈물 지질층 두께가 얇아져 불안정해지면 대 비감소도 감소하고, 저공간주파수(1.5, 3 cpd)보다 고공 간주파수(6, 12, 18 cpd)에서 더 큰 대비감도 변화가 나 타났다(Fig. 3). 따라서 고공간주파수일수록 눈물막 지 질층 두께가 더 민감하게 변화한다고 볼 수 있다.

    Ⅳ. 고찰 및 결론

    눈물막은 지질층, 수성층, 점액층의 3개 층으로 구성 되며, 그중 지질층은 눈물의 증발을 막고 눈 깜박임 시 윤활작용을 한다, 이러한 특징으로 건성안 진단을 위한 검사는 눈물량을 측정하는 검사와 지질층을 측정하는 검 사로 구분된다. 하지만 선행연구에 의하면 눈물의 절대 량이 부족한 경우보다 지질층의 손상으로 인한 건성안이 더 많다고 보고되고 있어12) 최근에는 눈물막 지질층 두 께의 정량적 측정을 위한 많은 연구가 진행되고 있다.13)

    OSA(Ocular Surface Analyser)는 각막표면으로 반 사되는 패턴의 변화를 분석하여 눈물막의 지질층을 정량 적으로 분석하는 비침습적 검사이다. 기존의 세극등검 사, 쉬르머검사, 눈물막파괴시간 측정, 로즈뱅갈염색 등 이 있지만 대부분의 검사가 침습적이기 때문에 눈물을 유발할 수 있으며, 정량적 검사가 아닌 주관적인 기준으 로 눈물과 각막상피세포, 눈물 각 층 사이의 상호작용에 대한 정확한 정보를 제공할 수 없다.14)

    또한 임상에서 안과적 질환 등의 특이 사항이 없고 최 대 교정시력도 20/20 이상 가독 및 판독이 가능하지만 선명도 저하로 만족도가 떨어지는 경우를 많이 볼 수 있 다, 이는 눈물막 지질층에 이상이 있는 경우 눈물막의 불안정성을 초래하여 각막 표면의 균일한 광학면 유지가 어려운 것과 연관 있을 것으로 예상된다.15)

    이에 건조증 진단 경력 및 안과적 질환이 없고 최대 교정시력이 20/20 이상인 정상안에서 눈물 지질층이 시 력의 질에 미치는 영향을 확인해 보았다. Cho 등6)은 안 과적 질환이 없는 정상안에서도 눈물막이 불안정해지면 각막의 수차 값이 증가한다고 하였다. 본 연구에서도 전 체 대상안의 눈물막 지질층을 두께별로 나눈 3그룹(그룹 1: 15~30 nm, 그룹 2: 30~80 nm, 그룹 3: >80 nm) 중 63.6%(44안)에서 80 nm 이하로 나타나 정상안에서 도 눈물막 지질층의 불안정을 확인할 수 있었고, 눈물막 지질층 두께가 두꺼워질수록 굴절이상도가 높게 나타났 다.

    또한 기존의 가독력과 분해력으로 측정되는 시력검사 결과는 정상이지만 불편함을 호소하는 경우를 확인하고 자 대비감도를 측정하였다. 대비감도 검사는 특정 공간 주파수 범위에서 대비도의 민감도를 측정하기 때문에 일 상생활의 대비도와 유사한 시환경에서 전체적인 시기능 을 평가할 수 있는 지표로 알려져 있다.16)

    You 등17)은 정상 시력을 갖는 84명(168안)을 대상으 로 대비감도를 측정한 결과 한국인이 다른 인종과 정상 대비감도 범위가 다르지 않고, 특히 20세 이상의 연령층 에서 정상 대비감도 범위 90%내에 있다고 하여 FACT 에서 재시하는 대비감도 정상범위를 적용할 수 있었다.

    또한 많은 연구에서 대비감도와 스넬렌 시력 사이에 비일치를 보고하였고, 이러한 비일치는 대비감도 검사가 스넬렌 시력보다 더 예민하게 중심시력을 측정할 수 있 기 때문이라고 하였다.18)

    본 연구에서 눈물막 지질층의 두께별 그룹과 대비감 도를 비교한 결과 그룹 1과 그룹 2는 모든 공간주파수에 서 정상 범위를 벗어난 낮은 대비감도를 보였고, 그룹 3 에서는 3, 6 cpd에서 낮은 대비감도를 보였으나 정상범 위에서 벗어난 양은 매우 작았다. Arranz 등19)에 의하 면 저역대 공간주파수에서의 대비감도는 신경학적 요소 에 주로 영향을 받고, 고역대 공간주파수의 대비감도는 광학적 요소에 영향을 받는 경향이 있다고 하여 눈물막 지질층의 두께와 대비감도 간의 상관관계에서 고역대 공 간주파수에서 상관성을 보일 것으로 예상하였으나 연구 결과 모든 공간주파수에서 눈물막 지질층이 불안정한 경 우 저하된 대비감도를 보였다.

    눈물막 불안정과 시기능에 대한 많은 선행 연구들은 건성안을 대상으로 진행되었고,20,21) 특히 Koh 등22)은 20/20 이상의 좋은 시력을 갖는 건성안에서 대비감도 저하는 불안정한 눈물막으로 인하여 불규칙해진 안구 표 면이 원인이라고 하였다.

    본 연구에서는 정상안의 눈물막 지질층 불안정이 대 비감도에 미치는 영향을 확인하였고 그 결과 모든 공간 주파수에서 서로 간의 높은 상관성을 확인할 수 있었다.

    따라서 시력검사 시 충분한 눈깜박임 유도를 포함하 여 안정된 눈물막 형성을 위한 검사자의 세심한 조치가 필요하며, 필요시 눈물막 지질층과 대비감도 검사의 병 행이 기존의 시력검사를 보완하여 더 나은 시력의 질을 제공하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

    Figure

    KJVS-24-3-349_F1.gif

    The analyzed image of lipid layer by the ocular surface analyzer.

    KJVS-24-3-349_F2.gif

    Contrast sensitivity testing unit of the FACT instrument as seen by the subjects.

    KJVS-24-3-349_F3.gif

    Contrast sensitivity by tear film lipid layer thickness. Group 1: 15~30 nm, Group 2: 30~80 nm, Group 3: >80 nm.

    Table

    Log contrast sensitivity values for the FACT (Functional acuity contrast test)

    General characteristics of the subjects

    Comparison of the tear film lipid layer thickness group and refractive errors

    Comparison of the lipid layer thickness group and contrast sensitivity

    High and low normative range of FACT (functional acuity contrast test)

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