Ⅰ. 서 론

수차는 원거리에서 온 광선이 광학계에 의하여 상을 맺을 때 한 점에 맺히지 않고 일그러져 보이거나 흐려지 는 현상을 말하며,^1,2) 안경 또는 콘택트렌즈 등으로 교정 이 가능한 저위수차와 굴절이상을 교정하여도 보정되지 않는 고위수차로 구분된다.³⁾

저위수차는 파면수차를 표현하는 제르니케 다항식의 0차, 1차, 2차 항의 수차인 구면원주 굴절력이상에 의한 근시, 원시, 난시를 의미하며, 전체 수차의 90.0% 정도 를 차지하고 있다. 3차 항부터의 고위수차는 전체 수차 의 10.0% 정도를 차지하고 있으며, 코마수차(coma aberration Z 3 − 1, Z 3 1), 트레포일수차(trefoil aberration Z 3 − 3 , Z 3 3), 구면수차(spherical aberration Z 4 0), 비 점수차(secondary astigmatism aberration Z 4 − 2 , Z 4 2), 콰트레포일수차(quatrefoil aberration Z 4 − 4 , Z 4 4)등이 있다.⁴⁾

고위수차는 저위수차에 비해 비율이 낮지만, 시력의 질에 큰 영향을 주며 굴절이상도, 각막굴절력, 연령, 각 막난시도에 따라 변화하는 것으로 보고되고 있어⁵⁾ 단순 히 하나의 원인에 의해 영향을 받는 값이 아니라 복합적 인 여러 요인의 작용으로 나타난다. 즉, 연령이나 근시 도 및 난시도와 같은 굴절이상도 등의 한가지 요인과 고 위수차의 상관관계 분석만으로는 시력의 질에 대한 예측 이 불가능하다.

Zhang 등⁶⁾은 인간의 눈의 수차는 대부분 각막의 수 차에서 비롯된다고 보고하였고, Karimian 등⁷⁾은 연령 이 증가하면서 구면수차가 음(-)의 방향으로 상관관계 가 있다고 보고하였으며, Kirwan 등⁸⁾은 4~14세의 연 령대를 대상으로 고위수차를 분석한 결과 근시안이 원시 안보다 전체 고위수차가 더 크다고 하였다. Song 등⁹⁾은 동공크기 3 mm 영역에서 20~30대의 연령층에서 연령 이 증가하면 구면수차는 음(-)의 방향으로 증가한다고 보고하였고 Amano 등¹⁰⁾은 연령이 증가함에 따라 안구 전체의 구면수차가 증가하는데 이는 수정체의 변화 때문 이라고 하였다.

Philip 등¹¹⁾과 He 등¹²⁾은 성인 대상으로 한 연구에서 굴절이상에 따라 나누어 고위수차를 비교한 결과 정시에 비해 근시안의 고위수차 값이 유의하게 높다고 보고하였 으나, Porter 등¹³⁾과 Cheng 등¹⁴⁾은 굴절이상도와 고위 수차는 연관성이 없다고 보고하였다.

위와 같이 굴절이상도, 연령 및 복합적인 여러 요인에 따른 고위수차 변화에 대한 많은 연구가 보고되고 있지 만 연구 결과는 차이를 보이고 있다. 따라서 본 연구에 서는 전 연령층의 성인을 대상으로 굴절이상도에 따른 고위수차와의 상관관계, 근시, 정시, 원시 그룹간의 고 위수차를 비교 분석하여 시력의 질을 높이기 위한 연구 에 도움이 될 수 있는 기초자료를 제공하고자 한다.

Ⅱ. 대상 및 방법

1. 대상

연구대상자는 본 연구의 목적과 내용에 대하여 충분 히 설명한 후, 연구 취지에 동의한 대상자 중 안과질환 과 전신질환 및 굴절교정 수술을 받은 경험이 없는 20~69세의 성인 남녀 68명(남자: 32명, 여자:36명), 136안을 대상으로 하였다. 대상자의 평균 연령은 39.11±19.10세(남자 40.27±19.247세, 여자 38.08± 19.04세)이다.

2. 연구방법

굴절검사와 고위수차 검사는 i-Profiler^plus (Carl Zeiss Meditec, Jena, Germany)를 사용하여 반암실 상태에서 반복하여 3번을 측정한 후 평균값을 사용하였 다. 굴절이상도는 등가구면굴절력을 사용하였으며, 안구 전체 고위수차는 제르니케 다항식에서 코마(coma), 트 레포일(trefoil), 구면(spherical), 비점(astigmatism), 콰트레포일(quatrefoil)수차의 4차 항까지의 제르니케 계수를 비교 분석하였다.

3. 통계분석

모든 측정값에 대한 분석은 Origin 8.5 program (OriginLab Co., Northampton, USA)을 사용하였으며, 빈도분석과 One-way ANOVA를 이용하여 근시, 정시, 원시 세 그룹 간의 고위수차 차이를 비교하고, 굴절이상도 와 고위수차의 상관관계는 Pearson correlation을 이용 하여 분석하였다. 통계적 유의수준은 p<.050일 때 유의하 다고 판단하였다.

Ⅲ. 결 과

1. 등가구면 굴절력과 고위수차

Table 1은 연구대상자의 등가구면굴절력과 안구 전 체의 고위수차인 코마수차, 트레포일수차, 구면수차, 비 점수차, 콰트레포일수차를 나타낸 것이다. 전체 대상 안의 등가구면굴절력은 –1.558±2.478 D이며 남자가 -1.671±2.516 D, 여자가 –1.457±2.457 D로 남자 등 가구면굴절력의 근시도가 높게 나타났으나 성별에 따른 유의한 차이는 없었다.

안구 전체 고위수차 중 코마수차는 전체 대상안이 0.055±0.042 μm, 남자가 0.054±0.044 μm, 여자가 0.055±0.040 μm로 남자보다 여자가 높게 나타났으나 성 별에 따른 유의한 차이는 없었고, 트레포일수차는 전체 대 상안이 0.057±0.049 μm, 남자가 0.057±0.058 μm, 여 자가 0.055±0.041 μm로 여자보다 남자가 높게 나타났으 나 성별에 따른 유의한 차이는 없었다. 구면수차는 전체 대상안이 0.022±0.021 μm, 남자가 0.019±0.016 μm, 여자가 0.025±0.023 μm로 남자보다 여자가 높게 나타났 으나 성별에 따른 유의한 차이는 없었고, 비점수차는 전체 대상안이 0.020±0.018 μm, 남자가 0.019±0.018 μm, 여자가 0.021±0.018 μm로 남자보다 여자가 높게 나타났 으나 성별에 따른 유의한 차이는 없었다. 콰트레포일수차 는 전체 대상안이 0.022±0.024 μm, 남자가 0.019± .020 μm, 여자가 0.024± 0.027 μm로 남자보다 여자가 높게 나타났으나 성별에 따른 유의한 차이는 없었다.

2. 근시, 정시, 원시 그룹의 고위수차

Table 2는 근시(-0.540~-9.445 D), 정시(-0.495~ 0.360 D), 원시(0.510~2.820 D) 세 그룹의 등가구면굴 절력과 안구 전체의 코마수차, 트레포일수차, 구면수차, 비점수차, 콰트레포일수차를 분류하여 나타낸 것이다. 전체 대상안 136안 중 근시안은 78안(57.4%)으로 등가 구면굴절력은 –3.205±1.938 D, 정시안은 26안(19.1%) 으로 등가구면굴절력은 –0.142±0.280 D, 원시안은 32 안(23.5%)으로 등가구면굴절력은 1.308±0.595 D이다.

안구 전체 고위수차 중 코마수차는 근시안이 0.048± 0.037 μm, 정시안이 0.057±0.041 μm, 원시안이 0.069 ±0.049 μm로 원시안의 코마수차가 가장 높게 나타났으 며 세 그룹 간의 유의한 차이가 있었다(F=3.144, p=0.046). 트레포일수차는 근시안이 0.044±0.033 μm, 정시안이 0.063±0.043 μm, 원시안이 0.084±0.072 μm로 원시 안의 트레포일수차가 가장 높게 나타났으며 세 그룹 간의 유의한 차이가 있었고(F=8.386, p<0.001), 근시도가 낮 고 원시도가 높을수록 양의 상관성을 나타냈다(Fig. 1). 구면수차는 근시안이 0.021±0.023 μm, 정시안이 0.025 ±0.043 μm, 원시안이 0.025±0.017 μm로 정시안의 구 면수차가 가장 높게 나타났으나 세 그룹 간의 유의한 차이 는 없었고, 근시도가 낮고 원시도가 높을수록 양의 상관성 을 나타냈다(Fig. 2). 비점수차는 근시안이 0.017± 0.015 μm, 정시안이 0.028±0.024 μm, 원시안이 0.023 ±0.018 μm로 정시안의 비점수차가 가장 높게 나타 났으며 세 그룹 간의 유의한 차이가 있었고(F=4.879, p=0.009), 근시도가 낮고 원시도가 높을수록 양의 상관성 을 나타냈다(Fig. 3). 콰트레포일수차는 근시안이 0.018 ±0.018 μm, 정시안이 0.024±0.028 μm, 원시안이 0.031 ±0.031 μm로 원시안의 콰트레포일수차가 가장 높게 나 타났으며 세 그룹 간의 유의한 차이가 있었고(F=3.984, p=0.021), 근시도가 낮고 원시도가 높을수록 양의 상관성 을 나타냈다(Fig. 4).

Ⅳ. 고찰 및 결론

본 연구에서는 i-Profiler^plus를 이용하여 성별에 따른 등가구면 굴절력과 고위수차, 근시, 정시, 원시 그룹 간 의 고위수차량을 비교 분석하였다. 분석 결과 안구 전체 의 고위수차 중 코마수차는 전체 대상안이 0.055± 0.042 μm, 남자가 0.054±0.044 μm, 여자가 0.055± 0.040 μm로 남자보다 여자가 높게 나타났고, 트레포 일수차는 전체 대상안이 0.057±0.049 μm, 남자가 0.057 ±0.058 μm, 여자가 0.055± 0.041 μm로 여자 보다 남자가 높게 나타났다. 구면수차는 전체 대상안이 0.022±0.021 μm, 남자가 0.019±0.016 μm, 여자가 0.025±0.023 μm로 남자보다 여자 높게 나타났고, 비 점수차는 전체 대상안이 0.020±0.018 μm, 남자가 0.019±0.018 μm, 여자가 0.021±0.018 μm로 남자보 다 여자가 높게 나타났다. 콰트레포일수차는 전체 대상 안이 0.022±0.024 μm, 남자가 0.019±0.020 μm, 여 자가 0.024±0.027 μm로 남자보다 여자가 높게 나타났 다. Kim 등¹⁵⁾의 연구결과에 의하면 성별에 따른 굴절교 정 수술 전,후의 평균 고위수차는 차이가 없었지만, 남 자와 여자 모두에서 굴절교정 수술 후 고위수차가 증가 한다고 보고하였다.

본 연구에서 안구 전체의 고위수차 중 코마수차는 근 시안이 0.048±0.037 μm, 정시안이 0.057±0.041 ㎛, 원시안이 0.069±0.049 μm로 원시안의 코마수차가 가 장 높게 나타났으며 세 그룹 간의 유의한 차이가 있었 다. Hartwig 등¹⁶⁾은 수평 코마수차와 수직 코마수차는 교정굴절력과 상관성이 없는 것으로 보고하였고, Lim 등¹⁷⁾은 원주교정굴절력이 커지면 수평 코마수차가 음(-) 의 방향으로 증가한다고 보고하여 연구결과 차이에 대한 세부적인 추가 연구가 필요하다고 생각한다.

트레포일수차는 근시안이 0.044±0.033 μm, 정시안 이 0.063±0.043 μm, 원시안이 0.084±0.072 μm로 원시안이 가장 높게 나타났으며 세 그룹 간의 유의한 차 이가 있었고, 근시도가 낮고 원시도가 높을수록 양의 상 관성을 나타냈다. Lim 등¹⁷⁾은 굴절이상도가 마이너스 (-)의 방향으로 증가하면 오블리크트레포일수차, 수직 트레포일수차는 음(-)의 방향으로 증가한다고 보고하여 굴절이상도가 (+)의 방향으로 증가하면 수차가 양(+)의 방향으로 증가한다는 본 연구결과와 일치하였다.

구면수차는 평행광선으로 입사된 빛이 굴절 매질의 중심부와 주변부 굴절력의 차이로 인해 상이 맺히는 부 위가 다르게 되는 수차로, 양(+)의 구면수차는 빛이 초 점 앞쪽에 맺히기 때문에 등가구면굴절력과 상관성이 있 다.¹⁰⁾ 본 연구에서 구면수차는 근시안이 0.021±0.023 μm, 정시안이 0.025±0.043 μm, 원시안이 0.025± 0.017 μm로 정시안이 가장 높게 나타났으나 세 그룹 간 의 유의한 차이는 없었고, 근시도가 낮고 원시도가 높을 수록 양의 상관성을 나타냈다. Karimian 등⁷⁾은 음(-) 의 방향으로 등가구면교정굴절력이 증가할수록 구면수 차는 양(+)의 방향으로 증가한다고 보고하였고, Kim¹⁸⁾ 은 동공크기 6 mm 영역에서의 근시도와 구면수차는 관 계없음을 보고하였다. Lim 등¹⁷⁾은 음(-)의 방향으로 등 가구면교정굴절력이 증가하면 구면수차는 양(+)의 방향 으로 증가한다고 보고하였고. Hartwig 등¹⁶⁾은 등가구면 교정굴절력이 양(+)의 방향으로 증가하면 구면수차는 양(+)의 방향으로 증가한다고 보고하였다. 본 연구결과 는 Hartwig 등¹⁶⁾의 결과와 일치하는 결과를 나타냈다.

비점수차는 근시안이 0.017±0.015 μm, 정시안이 0.028±0.024 μm, 원시안이 0.023±0.018 μm로 정시 안이 가장 높게 나타났으며 세 그룹 간의 유의한 차이가 있었고, 근시도가 낮고 원시도가 높을수록 양의 상관 성을 나타냈다. 콰트레포일수차는 근시안이 0.018± 0.018 μm, 정시안이 0.024±0.028 μm, 원시안이 0.031 ±0.031 μm로 원시안이 가장 높게 나타났으며 세 그룹 간의 유의한 차이가 있었고, 근시도가 낮고 원시도가 높 을수록 양의 상관성을 나타냈다. Lim 등¹⁷⁾은 음(-)의 방향으로 등가구면교정굴절력이 증가하면 안구의 수직 콰트레포일수차는 음(-)의 방향으로 증가한다고 보고하 여 원시도가 높을수록 양의 상관성을 나타낸다는 본 연 구결과와 일치하였다.

안광학계에서 나타나는 다양한 고위수차는 상의 질을 저하시켜 시력을 저하시키는 원인으로 알려져 있지만,^19,20) 안경이나 콘택트렌즈로 교정되지 않아 굴절교정술 등을 이용하여 고위수차를 교정하였고 굴절교정술이 어려운 고 령인 경우 고위수차로 인한 시력저하로 인하여 삶의 질이 낮아졌다.

본 연구 결과 안구 전체의 고위 수차는 트레포일수차 가 가장 높게 나타났으며 근시 그룹에서는 코마수차, 정 시와 원시 그룹에서는 트레포일수차가 가장 높게 나타났 다, 등가구면굴절력과 고위수차와의 상관성은 근시도가 낮고 원시도가 높을수록 양의 상관성을 나타냈으며 콰트 레포일 수차가 가장 높은 양의 상관성을 나타냈다. 하지 만, 안구 전체의 고위수차는 각막굴절력, 동공 크기, 연 령 등 여러 가지 복합적인 요인에 따라 다르게 보고되고 있어 시력의 질을 향상하기 위한 추가적인 연구가 필요 할 것으로 생각된다.