Ⅰ. 서 론
근시의 유병률은 전 세계적으로 증가하고 있으며, 2050년 인구의 약 50%가 근시안으로 예측된다.1) 그로 인하여 근시와 관련된 안구 질환과 이에 따른 실명의 증가는 막대한 경제적, 사회적 영향을 초래할 것이다.2)
근시는 어린이와 청소년의 일상생활에 상당한 영향을 미쳐, 외모에 영향을 미치는 안구 돌출을 초래하고, 야외 운동 및 스포츠를 방해하며, 칠판을 읽거나 화면을 주시할 때 선명도가 떨어지고, 이로 인해 학습 효율성이 떨어지며 신체적, 정신적 건강에 위험을 유발한다.
고도 근시의 발달은 유전적 병변을 초래할 수 있다. 청소년의 근시 유병률이 전 세계적으로 증가함에 따라 근시와 그에 따른 합병증은 인간의 건강과 삶의 질에 점점 더 큰 위협이 되고 있다. 고도 근시는 녹내장, 백내장, 유리체 혼탁, 망막 박리, 황반 변성과 같은 심각한 안구 합병증과 관련이 있어, 영구적으로 시력 상실을 일으킬 수 있다. 특히 소아에서 근시 발생이 증가하고 있으며, 근시 진행을 늦출 수 있을 뿐 정시화 시킬 수 없다 는 점을 고려할 때, 근시 진행을 억제하기 위한 효과적인 개입은 매우 중요하다.
세계검안협회(WCO)는3) 어린이 근시 관리의 중요성을 인식하고 이를 표준 관리로 공식 인정하는 연구4)) 에 따르면 2년 동안 아트로핀 1%를 사용하면 어린이의 근시 진행을 효과적으로 늦출 수 있다고 하였다. 그러나 아트로핀을 사용한 약리적 치료는 일부 부작용을 발생시킬 수 있으며, 특히 알레르기성 결막염과 피부염이 가장 흔한 부작용으로 나타났다.5)
현재 근시 진행을 늦추기 위한 다양한 광학적인 방법의 접근이 상당한 주목을 받고 있다. 여기에는 역기하학 콘택트렌즈(Orthokeratology, OK), 특수하게 설계된 소프트 콘택트렌즈 및 안경 렌즈 등이 사용되고 있다.
Hiraoka 등6)의 5년간 연구에 따르면 OK 렌즈군의 안축장은 0.99±0.47 mm 증가한 반면, 일반 안경 착용 군은 1.41±0.68 mm 증가하여 OK 렌즈가 근시 발달 조절에 긍정적인 영향을 미친다고 하였다. 듀얼 포커스 디자인으로 설계된 소프트 콘택트렌즈(DFCL)도 최근 근시 치료에 호응을 얻고 있다. 이 디자인과 관련된 임상 연구에 따르면 8~12세 어린이를 대상으로 한 3년간의 연구에서 DFCL을 사용했을 때 근시 진행이 평균 59% 감소하고 안축장이 평균 52% 감소하였다고 하였다.7) DFCL이 근시 진행에 좋은 통제 효과가 있으나 소아에서 콘택트렌즈를 착용하는 경우 관리 및 부적절한 위생 습관으로 인해 잠재적인 위험이 있을 수 있어 이는 눈 감염 및 각막 손상의 위험을 증가시킬 수 있다.
Jane Gwiazda8) 에 의하면 단초점 렌즈(SV) 착용 그룹과 누진굴절력렌즈(PAL) 착용 그룹 간의 근시 진행에 대한 비교 분석을 실시한 결과, SV 및 PAL 그룹의 근시 진행은 각각 –1.50±0.67 D, -1.24±0.56 D로 PAL 착용 그룹이 약 17% 정도 지연 효과가 있다고 하였다. 그러나 시간이 지남에 따라 PAL이 SV에 비해 실제 임상에서 근시 진행을 제어하는 데 상당한 이점을 보이지 않는다는 연구도 있다.9)
동물 연구에서 유도 근시성 디포커스(Myopic Defocus)가 눈의 성장을 늦추는 반면 원시성 흐림(Hyperopic Defocu)은 눈의 성장을 촉진한다는 설득력 있는 증거가 제공되었다.10)) 고도 비구면 마이크로렌즈 디자인(Highly Aspherical Lenslet Target, HALT)과 디포커스 통합 다중 세그먼트(Defocus Incorporated Multiple Segments, DIMS)는 근시성 디포커스(MD) 원리를 이용하여 근시 발달을 지연시킬 수 있는 신세대 기능성 안경 렌즈이다.
Bao 등11)) 이 2년 동안 진행한 무작위 대조 시험에서 고도 비구면 마이크로렌즈 디자인(HAL) 착용 그룹이 단초점 그룹에 비해 근시 진행이 55.00%(0.80 D), 안축장 성장이 51.00%(0.35 mm) 지연되는 것으로 나타났다. 또한 하루 12시간 이상 착용하는 경우 근시 진행이 67.00%, 안구 축 성장이 60% 지연되었다. 또 다른 임상 시험에서 디포커스 통합 다중 세그먼트(DIMS) 안경 렌즈를 착용한 그룹이 단초점(SV) 렌즈를 착용한 그룹에 비해 근시 진행 속도가 52% 감소한 것으로 나타났다. DIMS군의 안축장 성장은 SV군에 비해 62% 감소하였으며, 평균 차이는 0.34±0.04 mm였다.12)
본 연구의 목표는 다음과 같다. 첫째, 12개월 동안 DIMS 및 HALT 렌즈 그룹 간의 근시 진행률을 정량적으로 비교하여 두 렌즈 디자인의 상대적 효능을 직접 평가할 것이다. 둘째, 각 렌즈 디자인이 근시 진행의 중요한 지표인 안축길이(AL)와 같은 주요 안구 매개변수에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 이를 통해 근시성 디포커스(MD) 원리를 사용하여 설계된 DIMS 및 HALT 안경렌즈의 효과를 평가하여 근시 관리 분야 발전을 위한 기초자료를 제공하여 어린이와 청소년의 근시 진행을 관리하는 것을 목표로 하였다.
Ⅱ. 대상 및 방법
1. 대상
본 연구는 2022년 12월부터 2024년 1월까지 중국 광동성의 안과에서 실시되었다. 연구 대상은 -1.00 D에서 –5.00 D 이하의 근시, -1.50 D 이하의 난시를 가진 6~16세의 어린이 102명(204안)으로 구성되었다. 전신 질환 및 사시 및 안질환을 가진 대상은 제외하였으며 참여 전 대상 어린이와 부모의 서면 동의를 받았다.
2. 연구 방법
기저 안질환이 없는지 스크리닝한 후, 자동굴절각막계(KR-800, Topcon Corporation, Tokyo, Japan)를 이용하여 타각적굴절검사를 수행하였다. 자각적 굴절검사는 비전 테스터(VT-10, Topcon Corporation, Tokyo, Japan) 와 자동 차트 프로젝터(ACP-8, Topcon Corporation, Tokyo, Japan)를 사용하였다. 안축장은 Optical Biometer (SW-9000™, Tianjin Suowei Electronic Technology Co., Ltd., Tianjin, China)를 사용하여 5회 측정 후 평균을 기록하였다. 연구는 디포커스 통합 다중 세그먼트(Defocus Incorporated Multiple Segments, DIMS) 고도 비구면 마이크로렌즈 디자인(Highly Aspherical Lenslet Target, HALT) 렌즈가 사용되었다. 대상자는 SV 그룹(n=66), DIMS 그룹(n=68), HALT 그룹(n=70)의 3 그룹 중 하나에 무작위로 배정되었다. 구면 등가 굴절력(SER)과 안축장(AL)은 연구 시작 시점과 3개월, 6개월, 12개월에 각각 평가하였고 연구 기간 동안 3 그룹 간에 등가구면굴절력과 안축장의 변화에 대한 비교 분석을 실시하였다.
3. 통계분석
통계는 SPSS 27.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하였으며, 분석방법은 Kruskal-Wallis H-검정, 독립 표본 Mann-Whitney U 검정 그리고 일원배 치분산분석(ANOVA)을 사용하였다. 95.00% 신뢰구간(95.00% CI: 95.00% Confidence Intervals)으로 나타냈다. 유의 수준은 p<0.050을 기준으로 설정하였다.
Ⅲ. 결 과
1. 대상자의 특성
연구 대상자는 총 126명이 참여하였고 중도 탈락자를 제외하고 분석에 사용된 대상자는 총 102명이다. DIMS 그룹에 34명(68안, 33.33%), HALT 그룹에 35명(70안, 34.31%), SV 대조군에 33명(66안, 32.35%)이었다. DIMS, HALT, SV 그룹의 중도 탈락률은 각각 19.05, 16.67, 21.42%였다(Fig. 1).
DIMS, HALT, SV 그룹 간의 기본 특성을 비교한 결과, 구면등가굴절력 평균은 각각 –2.73±0.18 D, -3.01± 0.17 D, -3.10±0.20 D였다. 안축장은 DIMS 그룹 24.69±0.10 mm, HALT 그룹 24.80±0.12 mm, SV 그룹 24.71±0.11 mm 였다(Table 2).
2. 세 그룹 간 등가구면굴절력(SER)의 변화
각 그룹(DIMS, HALT, SV 그룹)의 연구 시작 시 구면 등가굴절력은 각각 –2.73±0.18, -3.01±0.17, -3.10± 0.20 D였고, 안축장은 각각 24.69±0.10, 24.80±0.12, 24.71±0.11 mm로 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (p>0.050, Fig. 2).
Table 3은 등가구면굴절력 추적 결과를 보여준다. 3개월 추적 관찰에서, 등가구면굴절력의 평균 변화는 각각 -0.09±0.02, -0.06±0.02, -0.13±0.03 D였다. 이 결과는 모든 그룹에서 초기값과 비교했을 때 SER 변수가 어느 정도 변화했음을 나타낸다. 6개월 추적 관찰에서, 등가구면굴절력의 평균 변화는 각각 –0.20±0.02, -0.14±0.02, -0.32±0.03 D였다. 이 시점에서는 초기값과 비교했을 때 등가구면굴절력이 상대적으로 유의미한 변화가 나타났으며, 그룹 간 변화의 차이도 점차 뚜렷해지기 시작했다(p<0.001). 12개월 추적 관찰에서, 등가구면굴절력의 평균 변화는 각각 -0.30±0.02, -0.23±0.02, -0.50±0.04 D였다. 각 그룹의 등가 구면굴절력 변화는 초기값에 비해 더욱 뚜렷하게 나타났으며, 그룹 간 변화 정도의 차이도 더욱 두드러지게 되었다(p<0.001). 이 연구에서는 K-W 검정을 통해 세 그 룹에서 세 가지 시간대 동안의 등가구면굴절력의 변화를 종합적으로 분석했다. 근시 관리 개입 초기 단계인 3개월 시점에서 그룹 간 등가구면굴절력의 변화가 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 그러나 6개월 및 12개월 시점에서는 DIMS와 HALT 그룹이 SV 대조군에 비해 개입 효과에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었다.
3. 세 그룹 간 안축장의 변화
3개월 추적 관찰에서, 시험군(DIMS 및 HALT)의 평균 안축장 변화는 각각 0.06±0.01 mm 및 0.04±0.01 mm 이었으며, 대조군(SV)의 평균 안축장 변화는 0.07± 0.02 mm이었다. 6개월 추적 관찰에서, 시험군(DIMS 및 HALT)의 평균 안축장 변화는 각각 0.09±0.02 mm 및 0.08±0.01 mm이었으며, 대조군은 0.12±0.02 mm이었다. 12개월 추적 관찰에서, 시험군(DIMS 및 HALT)의 평균 안축장 변화는 각각 0.13±0.01 mm이었으며, 대조군은 0.21±0.03 mm이었다. 이 결과는 시간이 지남에 따라 시험군이 대조군에 비해 안축장 변화가 적다는 효과를 보여준다. 그룹 간 안축장의 변화를 통계적 유의성을 추가 분석하기 위해 비모수 독립 검정(K-W 검정)이 사용되었다. 3개월과 6개월 시점에서는 시험군과 대조군 간 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았으나(p>0.050), 12개월 이후에는 시험군과 대조군 간에 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다(p<0.050, Table 4).
4. DIMS 착용 그룹과 HALT 착용 그룹 간 비교
Table 5는 DIMS 그룹과 HALT 그룹에서 구면등가굴 절력의 변화를 나타낸다. 두 그룹 간 근시 진행을 시간 경과에 따라 비교한 것이다. 3개월과 6개월 시점의 등가 구면굴절력 변화는 통계적으로 유의미한 차이가 없다. 그러나 12개월 시점은 두 그룹 간 등가구면굴절력 변화에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다(p<0.050).
DIMS 및 HALT 그룹의 초기 상태로부터 3개월 간격의 안축장 변화는 Table 6에 제시되어 있다. 6개월 시점에서 DIMS와 HALT 그룹의 안축장 변화에서 평균 차이는 0.01 mm이었고, 12개월 시점에서는 거의 차이가 없었다.
Ⅳ. 고 찰
연구의 결과는 DIMS와 HALT가 모두 1년 동안 SV 렌즈에 비해 근시 진행과 안축장 증가를 상당히 감소시킴을 보여준다. 이러한 결과는 어린이의 근시 조절을 위한 효과적인 전략으로 안경 렌즈의 근시성 디포커스 원리를 기반으로 디자인된 렌즈가 효과가 있음을 뒷받침한다. 3개월 시점에서는 모든 그룹에서 등가구면 굴절력 변화에 유의한 차이가 없었으나 6개월과 12개월은 통계적으로 유의미했다. 안축장 변화의 경우 3개월과 6개월에는 그룹 간에 유의한 차이가 발견되지 않았지만 12개월에는 유의한 차이가 관찰되었다. 분석 결과를 더 자세히 알아보기 위해 독립 표본 Mann-Whitney U 검정과 독립 표본 중간값 검정을 사용한 결과, DIMS와 SV를 비교한 경우 6개월과 12개월에서 등가구면굴절력 변화에 유의한 차이가 있었고 12개월에서 안축장 변화에 유의한 차이가 있었다. HALT와 DIMS 그룹을 비교한 경우 등가구면굴절력 변화도 6개월과 12개월에서 유의한 차이를 보였고 안축장 변화는 12개월에서 유의한 차이가 있었다.
그러나 본 연구는 추적 관찰 기간이 1년이고, 참가자들의 일상 활동 패턴이나 유전적 요인, 그리고 각막 곡률, 시기능 평가 등의 다른 변수들을 완전히 통제할 수 없었가 때문에 연구 결과에 제약이 있다. 따라서 향후 연구에서는 더 많은 대상자과 장기간 추적 관찰이 필요할 것으로 사료된다.
2022년 Nir Erdinest 등13) 의 연구에서 주변부 근시성 디포커스가 근시 진행을 효과적으로 줄일 수 있다는 것이 입증되었지만, 필요한 디포커스의 구체적인 양은 아직 불확실하지만 더 많은 디포커스가 근시 진행의 현저한 감소로 이어질 수 있다고 하였다. 또 다른 가능한 설명은 근시성 주변부 디포커스가 일정한 임계값을 초과하면, 근시의 진행을 늦추는 신호로 작용할 수 있다는 것이다. 또한 디포커스가 발생하는 특정 위치도 중요한 역할을 하고, 주변부 영역에서 근시성 디포커스가 발생될 때 근시 진행의 효과가 더욱 증가할 수 있다.
근시는 유전적 요인과 환경적 요인의 결합에 의해 발생한다. 최근 분자 생물학의 발전, 특히 DNA 염기 서열을 분석하는 기술인 엑손 시퀀싱(exon sequencing)의 진전은 근시와 관련된 여러 유전적 변이를 식별하는 데 도움을 주었다. 이러한 변이는 눈 발달에 중요한 경로에 영향을 미칠 가능성이 있다. 공막 리모델링은 근시 형성에 중요한 역할을 하며, 이는 다양한 생물학적 요소와 효소들의 상호 작용을 포함한다. 여기에는 저산소 유도 인자-1α (HIF- 1α),14) 기질 메탈로프로테이나제-2 (MMP-2),15) 형질전환 성장 인자-β1 (TGF-β1)16) 등이 포함된다. 공막 구조와 안구 성장의 조절은 이러한 요소들에 의해 영향을 받으며, 이들의 조절 네트워크에 대한 교란은 근시 발달로 이어질 수 있다. 이것은 근시를 예방하고 치료하는 새로운 방법을 개발하는 데 매우 중요하다.
과학, 기술, 의학의 지속적인 발전으로 인해 미래에는 더 효율적이고 안전한 근시 예방 및 관리 방법이 지속적으로 나올 것으로 예측 된다. 그러나 근시 진행을 늦추기 위한 더 많은 혁신적인 기술과 함께 근시 예방이 필수적이다. 대중 교육, 건강한 눈 습관의 장려, 시각 환경 개선을 통해 근시가 통제 불가능한 수준으로 진행되기 전에 근시를 예방해야 한다. 이는 개인의 삶의 질을 높이고 사회 전체의 건강 수준을 향상시킬 수 있을 것 이다.
Ⅴ. 결 론
본 연구는 102명의 어린이 및 청소년을 대상으로 DIMS와 HALT 렌즈가 SV 대조군과 비교하여 근시 진행 감소 효과를 확인하고자 하였다. 본 연구의 결과에 따라 다움과 같은 결론을 도출하였다,
근시 디포커스 기술을 적용한 DIMS 및 HALT 렌즈가 단초점 렌즈 착용자와 비교하여 등가구면굴절력 증가를 감소시키고 안축장의 증가 또한 제어하는 효과가 있다. 따라서 청소년 및 어린이 근시 증가 제어를 위해 DIMS 및 HALT 렌즈를 사용하는 것이 근시 증가를 억제와 함께 삶의 질도 향상 될 것으로 사료된다.
