대한안과학회지 2014 년제 55 권제 4 호 J Korean Ophthalmol Soc 2014;55(4):480-485 pissn: 0378-6471 eissn: 2092-9374 http://dx.doi.org/10.3341/jkos.2014.55.4.480 Original Article 각막굴절수술에서웨이브프론트가이드와웨이브프론트최적화방식의고위수차및시력의비교 Higher-Order Aberrations and Visual Acuity with Wavefront-Guided and Wavefront-Optimized Ablation in Laser Keratorefractive Surgery 김성인 오정재 오태훈 박규홍 백남호 최진석 Sung In Kim, MD, Jeong Jae Oh, MD, Tae Hoon Oh, MD, Kyu Hong Pak, MD, Nam Ho Baek, MD, PhD, Jin Seok Choi, MD, PhD 새빛안과병원 Department of Ophthalmology, Saevit Eye Hospital, Goyang, Korea Purpose: To compare higher-order aberrations (HOAs) and visual acuity after wavefront-guided and wavefront-optimized laser keratorefractive surgery. Methods: This retrospective study consisted of consecutive cases of eyes that underwent wavefront-guided (VISX S4 CustomVue ) or wavefront-optimized (WaveLight EX500) laser assisted in situ keratomileusis (LASIK) or photorefractive keratectomy (PRK). Preoperative and postoperative uncorrected visual acuity (UCVA), best corrected visual acuity (BCVA), manifest refraction spherical equivalent (MRSE), and preoperative and 3 month postoperative HOAs were compared. Results: There were no statistical differences in UCVA, BCVA, MRSE, or total HOAs in either the LASIK and PRK groups (all p > 0.05). Induced amount of spherical aberration (SA) was significantly lower in the wavefront-optimized LASIK and PRK than wavefront-guided LASIK and PRK. Conclusions: In laser keratorefractive surgery, wavefront-guided and wavefront-optimized platforms produced equivalent visual outcomes and no differences in total HOAs. However, the wavefront-optimized platform caused less spherical aberration 3 months after operation. J Korean Ophthalmol Soc 2014;55(4):480-485 Key Words: Higher-order aberrations, LASIK, PRK, Wavefront-guided, Wavefront-optimized 웨이브프론트 (Wavefront) 기술은약 50년전부터천문학분야에서천체망원경의해상도를향상시키기위하여개발 Received: 2013. 5. 10. Revised: 2013. 8. 6. Accepted: 2014. 2. 12. Address reprint requests to Jin Seok Choi, MD, PhD Department of Ophthalmology, Saevit Eye Hospital, #1065 Jungang-ro, Ilsandong-gu, Goyang 410-817, Korea Tel: 82-31-900-7700, Fax: 82-31-900-7777 E-mail: zenith716@hanmail.net * This study was presented as a narration at the 108th Annual Meeting of the Korean Ophthalmology Society 2012. 되었다. 1 이러한웨이브프론트기술이약 20년전부터안과영역에사람눈의굴절수차를교정하기위해도입되었다. Zernike 공식을통해복잡한형태의웨이브프론트를저위수차와고위수차의수학적요소로나눌수있게되었고각각의요소로눈의수차를분석할수있게되었다. 2 레이저각막굴절수술환자에서상당한양의고위수차가수술전에도존재하며, 주로코마 (coma), 세조각 (trefoil), 구면수차 (spherical aberration) 인것으로보고되었다. 3 구면수차와코마수차는레이저굴절수술후에증가하는주된고위수차로알려졌으며, 이는레이저절삭에의한각막의 c2014 The Korean Ophthalmological Society This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 480
- 김성인외 : 웨이브프론트방식에따른굴절수술결과 - 형태변화에의한것으로, 특히레이저절삭면과굴절수술후상처치유반응등에의해유발된다. 4-6 아울러고위수차 (higher-order aberrations) 의증가는대비감도를저하시켜기능적시력의감소를초래한다. 7-9 이처럼굴절교정수술에의해발생하는고위수차를줄이기위한노력으로써웨이브프론트기술이도입되었으며, 각레이저기기제조사별로다양한웨이브프론트방식을지원하고있다. 웨이브프론트방식에는웨이브프론트가이드 (Wavefrontguided) 방식과웨이브프론트최적화 (Wavefront-optimized) 방식이있다. 웨이브프론트가이드방식은먼저웨이브프론트분석을이용하여환자의저위수차와고위수차를파악한후, 기존에존재하는수차를제거하고술후수차의증가를억제하는것이다. 반면에웨이브프론트최적화방식은집단분석을바탕으로미리프로그램되어있는절삭방식을이용하여각막고유의비구면성을유지하고수술후유발되는수차를최소화하기위한방식이다. 즉, 웨이브프론트가이드방식은수술전존재하는고위수차를줄이기위한방법이고, 웨이브프론트최적화방식은수술후발생되는고위수차를최소화하기위한방법이다. 10 두방식모두고식적인굴절교정수술과비교하여술후고위수차를유의하게줄이는것으로여러논문들에서보고되고있다. 11-13 하지만두방식을직접적으로비교분석하여술후결과를보고한논문은많지않다. 또한보고들마다결과가일정하지않아어떤보고에서는웨이브프론트가이드방식이고위수차면에서유리하다고한반면, 11,14 다른보고들에서는두방식이술후고위수차면에서유의한차이가없다고하였다. 10,15 아직국내에서는웨이브프론트가이드방식과웨이브프론트최적화방식의차이에따라수술결과가어떻게다른지에대한연구는발표되지않은실정이다. 이에본연구에서는두방식의웨이브프론트기기를이용한굴절교정수술의결과와그차이에대해보고하고자한다. 대상과방법 2011년 12월부터 2012년 5월까지본원에서합병증이없는웨이브프론트방식의라식 (LASIK) 또는 PRK수술을시행받은환자중 3개월이상추적관찰이가능했던 200명, 400안을대상으로하였다. 엑시머레이저로웨이브프론트가이드방식인 VISX사의 S4 CustomVue 을이용하여라식을시행한환자 50명 100안, PRK를시행한환자 50명 100 안을 CustomVue 군으로분류하였고, 웨이브프론트최적화방식인 ALCON사의 WaveLight EX500 을이용하여라식을시행한환자 50명 100안, PRK를시행한환자 50명 100안을 EX500군으로분류하였다. CustomVue 라식군과 EX500 라식군, Customvue PRK 군과 EX500 PRK 군으로나누어술후 3개월째의고위수차의변화를각각분석하였다. 수술전검사에서각막, 녹내장, 망막등의안과질환이없는환자들을대상으로하였고레이저기종간절삭량차이를고려하여평균구면대응치가 -6 diopter 이상의고도근시와이전에안과적수술을받았던환자들은본연구에서제외하였다. 수술전검사로나안및최대교정시력, 현성굴절검사, 각막형태검사, 세극등검사, 안저검사를시행하였고고위수차검사를시행하였다. 모든환자에서 Wavescan (WaveScan Aberrometer; VISX, Santa Clara, CA, USA) 을이용하여고위수차를측정하였다. 고위수차검사는산동한상태로암실에서동공중심부 6 mm 영역에서측정하였고, 측정된수차는 Zernike 상수로표시하였으며, 전체고위수차 (total higher- order aberration), 구면수차 (spherical aberration), 코마수차 (coma aberration), 세조각수차 (trefoil aberration) 의 RMS를측정하였다. 굴절교정수술은 3명의술자에의해시행되었다 (PKH, CJS, KSJ). 굴절교정수술방법은먼저환자의각막을 0.5% proparacaine hydrochloride (Alcaine, Alcon, USA) 를사용하여점안마취후개검기를사용해각막을노출시킨다음 PRK의경우 spatula로각막상피를제거하였으며, 라식의경우에는 Nidek MK-2000 microkeratome (Nidek, Gamagori, Japan) 을이용하여 8.5 mm 직경및 130 micron 두께를가진비측기저의원판모양각막절편 (corneal flap) 을만들었다. CustomVue 군에서는 VISX사의 STAR S4 Excimer laser 를이용해 6.5 mm 광학부로각막을절삭하였고, EX500군에서는 ALCON사의 EX500 Excimer laser를이용해 6.5 mm 광학부로각막을절삭하였다. 수술후에는항생제점안액 (0.5% Ofloxacin drop, Tarivid, Santen, Japan) 과스테로이드점안액 (0.1% Fluorometholon drop, Ocumetholone, Samil, Table 1. Patient demographics of LASIK group Group CustomVue EX500 p-value Age (years) 31.59 ± 9.09 28.71 ± 6.57 0.33 UCVA (log MAR) 1.15 ± 0.37 1.15 ± 0.35 0.76 MRSE (D) - 3.64 ± 1.75-3.60 ± 1.60 0.92 UCVA = uncorrected visual acuity; MRSE = manifest refraction spherical equivalent. 481
- 대한안과학회지 2014 년제 55 권제 4 호 - Table 2. Patient demographics of PRK group Group CustomVue EX500 p-value Age (years) 29.27 ± 5.87 26.00 ± 6.09 0.11 UCVA (log MAR) 1.52 ± 0.34 1.40 ± 0.37 0.77 MRSE (D) -4.02 ± 1.69-4.39 ± 1.68 0.28 UCVA = uncorrected visual acuity; MRSE = manifest refraction spherical equivalent. Table 3. Preoperative HOAs of LASIK group HOA RMS CustomVue EX500 p-value Total HOA (μm) 0.39 ± 0.15 0.37 ± 0.12 0.48 Spherical aberration 0.11 ± 0.14 0.08 ± 0.13 0.09 Coma 0.21 ± 0.13 0.20 ± 0.11 0.51 Trefoil 0.20 ± 0.11 0.20 ± 0.10 0.97 HOA = higher-order aberration; RMS = root mean square. RMS (µm) 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00-0.05 HOA * p < 0.002 SA LASIK Coma Trefoil CustomVue-L EX500-L Figure 1. Postoperative changes in HOAs by group in LASIK. HOA = higher-order aberration; SA = spherical aberration. Korea) 을 1일 4회점안, 인공눈물점안액 (0.1% Sodium hyaluronate drop, Unial, Unimed, Korea) 을 1일 6회점안하였으며, PRK인경우는상피재생이완전히이루어진후부터스테로이드점안액을 3개월간회수를줄이면서중단하였고, 라식인경우는술후 1주일간점안하였다. 네군에서술후 1주, 1개월, 3개월째에나안및교정시력, 현성굴절검사를시행하였고, 술후 3개월째에고위수차검사를시행하여안구수차의변화량을술전과비교분석하였다. 시력은 logmar (minimal angle of resolution) 을이용하여통계적처리를시행하였으며결과는소수점시력으로환산하여같이표기하였다. 두군간측정치의통계학적비교는 Paired samples t-test 를이용하였다. 통계처리는 SPSS 18.0 을이용하였으며, p-value의유의수준은 0.05 미만으로하였다. 결과 라식군에서대상환자의평균연령은 CustomVue 라식군에서 31.59 ± 9.09세, EX500 라식군에서 28.71 ± 6.57세였으며두군간에통계적으로유의한차이가없었다. 수술전구면대응치는 CustomVue 라식군에서 -3.64 ± 1.75D였고 EX500 라식군에서는 -3.60 ± 1.60D로통계적으로유의한차이가없었다 (p=0.92, Table 1). 수술후 3개월째평균구면대응치는각각 0.04 ± 0.09D, 0.05 ± 0.06D 로통계적으로유의한차이가없었다. CustomVue 라식군의술전평균나안시력은스넬렌시력 0.07에서술후 3개월째에 0.99로유의하게향상되었고 (p<0.001), EX500 라식군의술전평균나안시력은스넬렌시력 0.07에서술후 3개월째에 1.00으로유의하게향상되었다 (p<0.001). 수술전후시력에서두군간의유의한차이는없었다. PRK군에서대상환자의평균연령은 CustomVue PRK군에서 29.27 ± 5.87세, EX500 라식군에서 26.00 ± 6.09세였으며두군간에통계적으로유의한차이가없었다. 수술전구면대응치는 CustomVue PRK군에서 -4.02 ± 1.69D였고 EX500 PRK군에서는 -4.39 ± 1.68D로통계적으로유의한차이가없었다 (p=0.28, Table 2). 수술후 3달째평균구면대응치는각각 0.06 ± 0.04D, 0.07 ± 0.08D로통계적으로유의한차이가없었다. CustomVue 라식군의술전평균나안시력은 0.03에서술후 3개월째에 0.96으로유의하게향상되었고 (p<0.001), EX500 라식군의술전평균나안시력은 0.04에서술후 3개월째에 0.97로유의하게향상되었다 (p<0.001). 수술전후시력에서두군간의유의한차이는없었다. 수술전 CustomVue 라식군과 EX500 라식군의전체고위수차 (Total HOA, 단위 : Root mean square, RMS) 는각각평균 482
- 김성인외 : 웨이브프론트방식에따른굴절수술결과 - Table 4. Preoperative HOAs of PRK group HOA RMS CustomVue EX500 p-value Total HOA (μm) 0.36 ± 0.15 0.39 ± 0.11 0.12 Spherical aberration 0.05 ± 0.16 0.05 ± 0.19 0.85 Coma 0.20 ± 0.12 0.20 ± 0.11 0.83 Trefoil 0.18 ± 0.10 0.19 ± 0.10 0.34 HOA = higher-order aberration; RMS = root mean square. RMS (µm) 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00-0.05 HOA * p < 0.001 SA PRK Coma Trefoil CustomVue-M EX500-M Figure 2. Postoperative changes in HOAs by group in PRK. HOA = higher-order aberration; SA = spherical aberration. 0.39 ± 0.15, 0.37 ± 0.12로두군사이에유의한차이가없었다 (p=0.48, Table 3). 술후 3개월째전체고위수차의증가량은 CustomVue 군과 EX500군에서각각평균 0.20 ± 0.23, 0.20 ± 0.03으로두군사이에통계적으로유의한차이가없었다 (p=0.63). 하지만구면수차의증가량은 CustomVue 라식군과 EX500 라식군에서각각평균 0.24 ± 0.19, 0.17 ± 0.01 로 CustomVue 라식군에서의증가량이 EX500 라식군보다통계적으로유의하게더큰것으로나타났다 (p=0.002, Fig. 1). 코마의증가량은 CustomVue 라식군과 EX500 라식군에서각각평균 0.12 ± 0.18, 0.16 ± 0.03으로두군사이에통계적으로유의한차이가없었다 (p=0.35). 세조각의증가량도 CustomVue 라식군과 EX500 라식군에서각각평균 0.01 ± 0.02, 0.00 ± 0.05로두군사이에통계적으로유의한차이가없었다 (p=0.820). 수술전 CustomVue PRK군과 EX500 PRK군의전체고위수차는각각평균 0.36 ± 0.15, 0.39 ± 0.11로두군사이에유의한차이가없었다 (p=0.12, Table 4). 술후 3개월째전체고위수차의증가량은 CustomVue PRK군과 EX500 PRK군에서각각평균 0.21 ± 0.24, 0.16 ± 0.21로두군사이에통계적으로유의한차이가없었다 (p=0.29). 구면수차의증가량은 CustomVue PRK군과 EX500 PRK군에서각각평균 0.25 ± 0.14, 0.13 ± 0.40으로 CustomVuePRK 군에서의증 가량이 EX500 PRK 군보다통계적으로유의하게더큰것으로나타났다 (p=0.001, Fig. 2). 코마의증가량은 CustomVue PRK군과 EX500 PRK군에서각각평균 0.12 ± 0.16, 0.15 ± 0.28 로두군사이에통계적으로유의한차이가없었다 (p=0.34). 세조각의증가량도 CustomVue PRK군과 EX500 PRK군에서각각평균 -0.01 ± 0.07, -0.01 ± 0.01로두군사이에통계적으로유의한차이가없었다 (p=0.67). 고찰 웨이브프론트기술이처음안과에접목되었을때, 많은술자들이파면분석술을통해정밀하고정확한안구의광학적정보를굴절교정수술에적용시키면 2.0 이상의시력이나올것으로기대하였다. 하지만사람의눈은광학적으로완전하지않고, 사람눈이가지는고위수차는나이, 동공의직경, 조절상태등의여러요인에의해변화하므로항상일정한값을얻기가어렵다. 6 또한굴절교정수술후각막의비구면성의변화에의해고위수차가증가하기때문에완벽한시력에는한계를갖게된다. 굴절교정수술후관찰되는고위수차의증가는불빛번짐, 대비감도감소, 눈부심등시력의질을저하시키는요인으로알려졌다. 16 특히구면수차는점상감도분포함수 (point spread function) 와변조전달함수 (modulation transfer function) 의기능저하에많은영향을미치며, 시력의질저하와강한상관관계가있는것으로보고되었다. 9 일반적으로굴절교정수술후에고위수차는증가하는것으로알려졌으며, 고식적인굴절교정수술에서는근시, 난시와같은저위수차만교정을하기때문에코마와구면수차같은고위수차가증가하게된다. 이러한고위수차를줄이기위해웨이브프론트기술이도입이되었고, 국내여러보고에서웨이브프론트방식이고식적인굴절교정수술보다고위수차의증가를줄인다고발표하였다. 6,17,18,19 웨이브프론트방식에는크게웨이브프론트가이드방식과웨이브프론트최적화방식이있으며, 아직국내에서는두방식을직접적으로비교분석하여술후결과를보고한논문은없었다. 웨이브프론트가이드방식과웨이브프론트 483
- 대한안과학회지 2014 년제 55 권제 4 호 - 최적화방식을비교한해외연구들을보면, Hong et al 17 과 Awwad et al 20 은웨이브프론트가이드방식이웨이브프론트최적화방식보다통계적으로유의하게고위수차증가가작다고보고하였다. Padmanabhan et al 11 도웨이브프론트가이드방식과웨이브프론트최적화방식의비교에서시력, 구면대응치에서는차이가없었으나, 고위수차증가면에서통계적으로유의하게웨이브프론트가이드방식이유리하다고보고하였다. Stonecipher and Kezirian 15 도비슷한결과를보고하였고, 술전총고위수차가높았던환자에서만웨이브프론트가이드방식이유리하다고하였다. 반대로 Tran and Shah 21 는두방식간의차이가없다고보고하였고, Perez-Straziota et al 10 도고위수차에서웨이브프론트가이드방식과웨이브프론트최적화방식간의차이가없다고하였다. 본연구에서는국내에서널리사용되는웨이브프론트가이드방식의 VISX사의 S4 CustomVue 와웨이브프론트최적화방식의 ALCON사의 WaveLight EX500 을비교해보았으며, 모든환자에서각막의혼탁이나감염등수술과관련된합병증은없었다. 라식군과 PRK군모두수술후나안시력, 교정시력, 술후구면대응치에있어서두방식간에통계적으로유의한차이는없었다. 술후전체고위수차의증가량은웨이브프론트가이드방식과웨이브프론트최적화방식간에통계적으로유의한차이가없었으며, 코마수차, 세조각수차에서도두방식간의차이가없었다. 하지만구면수차의증가량은라식군과 PRK군모두에서웨이브프론트최적화방식이웨이브프론트가이드방식에비해통계적으로유의하게작았다. 본연구결과에서는웨이브프론트가이드방식이고위수차면에서웨이브프론트최적화방식보다우수하지않았다. 오히려구면수차면에서는웨이브프런트최적화방식이더많은장점을보였다. 이는각막굴절교정수술후유발되는구면수차로설명할수있다. 일반적으로중등도이상의근시에서는각막절삭량이더많아지게되고, 이로인한각막고유의비구면성의변화가구면수차를유발하게된다. 그러므로술전웨이브프론트분석에의한웨이브프론트가이드방식의절삭보다는각막고유의비구면성을고려한웨이브프론트최적화방식의절삭이술후구면수차의유발을덜시키게된다. 10 또한웨이브프론트가이드방식이술전웨이브프론트분석을통해환자마다개별적인레이저조사를시행하는방식임에도불구하고웨이브프론트최적화방식에비해시력, 구면대응치, 고위수차면에서이점이없었다. 또한웨이브프론트가이드방식은웨이브프론트최적화방식에비해술전웨이브프론트분석이필수적이고웨이브프론트분석 은심한건성안, 동공이작을때, 현성굴절검사와의불일치, 환자의협조가잘되지않을때정확한측정이불가능해진다. 반면, 웨이브프론트최적화방식은웨이브프론트가이드방식에서필수적인웨이브프론트분석이필요하지않고, 사용하기편리하다. 10 그래서현재일반적으로술전고위수차가높은사람은웨이브프론트가이드방식으로, 절삭량이많은고도근시에서는각막고유의비구면성을고려한웨이브프론트최적화방식을사용하고, 불규칙각막에서는각막지형도유도절삭을하고있다. 22,23 본연구는술전고위수차및구면대응치가비슷한군을대상으로연구하였고, 고도근시를제외하였다하더라도두엑시머레이저의절삭깊이, 이행부를포함한절삭범위차이등기계변수가미칠수있는영향에대해서는고려되지않은상태이므로본연구결과를모든굴절교정수술에일반화시켜적용하기에는다소제한점이있다. 본연구는아직국내에보고되지않은웨이브프론트가이드방식과웨이브프론트최적화방식의서로다른기종에의한수술결과를직접비교하여, 비구면도에따른절삭을원리로하는웨이브프론트최적화방식이웨이브프론트가이드방식과비교하여고위수차에서큰차이를보이지않는점을알아본바에서의의가있다고생각한다. 결론적으로레이저각막굴절교정수술에서웨이브프론트가이드방식이나웨이브프론트최적화방식모두술후시력차이를보이지않았으나, 웨이브프론트최적화방식을이용한각막굴절교정수술이웨이브프론트가이드방식보다고위수차증가는차이가없었고구면수차의증가는적은것으로나타났다. 다만, 보다정확한결과를얻기위해서는향후보다많은환자를대상으로한연구가필요할것으로생각한다. REFERENCES 1) Netto MV, Dupps W Jr, Wilson SE. Wavefront-guided ablation: evidence for efficacy compared to traditional ablation. Am J Ophthalmol 2006;141:360-8. 2) Thibos LN, Applegate RA, Schwiegerling JT, Webb R. Standards for reporting the optical aberrations of eyes. J Refract Surg 2002; 18:S652-60. 3) Netto MV, Ambrósio R Jr, Shen TT, Wilson SE. Wavefront analysis in normal refractive surgery candidates. J Refract Surg 2005; 21:332-8. 4) Yoon G, Macrae S, Williams DR, Cox IG. Causes of spherical aberration induced by laser refractive surgery. J Cataract Refract Surg 2005;31:127-35. 5) Roberts C. Biomechanics of the cornea and wavefront-guided laser refractive surgery. J Refract Surg 2002;18:S589-92. 6) Ahn SM, Seok SS, Park CY. Considering spherical aberration in choosing the wavefront map for laser vision correction. J Korean 484
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