대한안과학회지 2009 년제 50 권제 7 호 J Korean Ophthalmol Soc 2009;50(7):1050-1059 DOI : 10.3341/jkos.2009.50.7.1050 = 증례보고 = 접수번호 : 50-07-04-34 시간영역과스펙트럼영역빛간섭단층촬영기의황반두께측정치및반복성의비교 문성운 1 김응석 2 김영균 1 유승영 1 곽형우 1 경희대학교의과대학안과학교실 1, 중앙대학교의과대학안과학교실 2 목적 : 정상인과당뇨황반부종 (DME) 환자에서시간영역빛간섭단층촬영기 (TD-OCT) 와스펙트럼영역빛간섭단층촬영기 (SD-OCT) 2 종을이용하여황반두께를측정하고각기종별두께측정치의차이와반복성을알아보았다. 대상과방법 : 정상인 54 안과 DME 환자 26 안을대상으로 Stratus OCT, Cirrus HD-OCT, Spectralis HRA+OCT 를이용하여황반두께를 2 회순차적으로측정한후 9 개의영역으로나누어기기 3 종의측정치를비교하고반복성값을구하였다. 결과 : 반복성은 TD-OCT 보다 SD-OCT 에서더좋았다. 황반두께측정치는정상인과 DME 환자에서모두 Spectralis HRA+OCT, Cirrus HD-OCT, Stratus OCT 순으로높게측정되었으며, 정상인에서는기기별로어떤조합으로비교하더라도 9 개영역모두에서의미있는차이가있었다. 결론 : SD-OCT 와 TD-OCT 모두반복성이뛰어났으나 SD-OCT 의반복성이더뛰어난것으로나타났다. 기종간의측정부위가다르며측정치가조금씩다르므로검사결과를해석할때에이를염두에두어야할것으로생각된다. < 대한안과학회지 2009:50(7):1050-1059> 황반두께 (macular thickness) 의측정은황반질환의정도를판단하고경과를관찰하는데에중요한역할을하기때문에황반두께의정확하고신뢰성있는측정은임상적으로중요하다. 뿐만아니라황반부에있는망막신경절세포들 (retinal ganglion cells) 의변화에의해황반두께의변화를가져오기때문에녹내장성변화관찰에도유용하게쓰일수있다. 1-5 황반부를영상화하고두께를측정하는기기들로는망막두께분석기 (Retinal Thickness Analyzer, RTA), 동일초점레이저검안경검사 (confocal Scanning Laser Ophthalmoscope, cslo), 빛간섭단층촬영기 (Optical Coherence Tomography, OCT) 등이상용화되어있다. 빛간섭단층촬영기는망막을층별로직접보여주는기기로황반부검사에가장많이쓰이고있는영상기기이다. 최근에소개된스펙트럼영역빛간섭단층촬영기 (Spectral-domain OCT) 를이용하면더욱빠르고해상도높은황반의영상을얻을수있다. 초당 400 회의스캔을하며, 약 10 μm의축해상도 (axial resolution) 접수일 : 2009 년 4 월 22 일 심사통과일 : 2009 년 6 월 30 일 책임저자 : 유승영서울시동대문구회기동 1 경희대학교의료원안과 Tel: 02-958-8451, Fax: 02-966-7340 E-mail:syyu@khu.ac.kr * 본논문의요지는 2008 년대한안과학회제 100 회추계학술대회에서포스터로발표되었음. 를가지는시간영역빛간섭단층촬영기 (Time-domain OCT) 와비교하여스펙트럼영역빛간섭단층촬영기는초당최소 20,000회의스캔을하며, 약 5 μm의축해상도를가진다. 1,6,7 두가지시스템모두간섭계 (interferometer) 를통하여후방산란 (backscatter) 된빛정보가 reference mirror에반사되는시간차를이용하여측정한다는원리는같다. 그러나시간영역빛간섭단층촬영기는 reference mirror의움직임에서생기는시간차를이용하여망막두께정보를모으는데반하여, 스펙트럼영역빛간섭단층촬영기는 reference mirror 는고정되어있고간섭계를통한빛의스펙트럼을스펙트럼측정기 (spectrometer) 를통해받아들인후이정보를푸리에변환 (Fourier transformation) 을통하여영상을만든다. 스펙트럼영역빛간섭단층촬영기는시간영역빛간섭단층촬영기에비해축해상도가향상되어망막내부구조 (intra-retinal structure) 를이전보다정밀하게보여주어미세정보를제공하나, 황반두께의양적인평가 (quantitative evaluation) 에서는아직충분한자료를갖지못하고있다. 6,7 이에저자들은시간영역빛간섭단층촬영기 (Stratus OCT, Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, USA) 와함께 2가지종류의스펙트럼영역빛간섭단층촬영기 (Cirrus HD-OCT, Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, USA), (Spectralis HRA+OCT, Heidelberg Engineering GmbH, Heidelberg, Germany) 를사용하여정상인및당뇨황반부종환자의황반두께를측정하여각기기의황반두께측정의반복성을알아보고정상인의황반두께측정값을기기별로비교하고자하였다. 1050 www.ophthalmology.org
- 문성운외 : 빛간섭단층촬영의측정치와재현성 - 환자선택 대상과방법 전신질환이나안질환이없으며, 굴절교정수술을포함한기타안과적수술의과거력이없고, 안과검사에서이상소견이없으며교정시력 1.0 이상인정상성인 54명 54안과당뇨망막병증이외의다른안질환이없는당뇨황반부종환자 26명 26안을대상으로전향적연구를하였다. 정상인대상군에서는무작위로한쪽눈을선택하여같은날 3개기종의빛간섭단층촬영기로황반두께를동일한검사자가 30분간격으로총 2회반복측정하였다. 검사를위하여따로산동제를사용하지는않았다. 당뇨황반부종환자군에서는산동제를사용하여산동을하고황반부종이있는눈에대하여같은날동일한검사자가 3개기종의빛간섭단층촬영기로 30분이내에각각측정하고한시간후에다시측정하였다. 시간영역빛간섭단층촬영 시간영역빛간섭단층촬영기는 Stratus OCT (Carl Zeiss Figure 1. AREDS grid at right used for reporting retinal thickness (F=fovea; S1=superior inner;, N1=nasal inner; I1=inferior inner; T1=temporal inner; S2=superior outer; N2=nasal outer; I2: inferior outer; T2=temporal outer). Meditec, Dublin, CA, USA) 를사용하였고, 황반두께지도스캔 (macular thickness map scan) 모드를사용하였다. 황반두께지도스캔은중심와를중심으로하는최고 1024픽셀 (1024 axial pixels, 512 transverse pixels) 로이루어진 6개의방사상스캔 (radial scan) 으로구성되고, 각스캔사이는 30 간격이있다. 6개의스캔으로얻은영상은중심시야 20 (6 mm diameter map) 의측정값을사용하여분석하였다. 황반두께지도는중심원 (central circle), 안쪽원 (inner ring), 바깥쪽원 (outer ring) 3개의동심원으로구성되고, 각동심원의직경이각각 1 mm, 3 mm, 6 mm에해당된다. 각동심원은다시 4분역으로나뉘어져 9개의구역으로표시되며 μm단위로측정값을얻었다. 8 모든스캔은신호강도 (signal strength) 7 이상만결과에포함시켰다. 스펙트럼영역빛간섭단층촬영스펙트럼영역빛간섭단층촬영은 Cirrus HD-OCT (Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, USA) 와 Spectralis HRA+OCT (Heidelberg Engineering GmbH, Heidelberg, Germany) 2 가지기종을사용하였다. Cirrus HD-OCT의경우 macular cube 512 128 combination scan을이용하였다. 이는라스터스캔 (raster scan) 방식이며황반부 6 6 mm에해당하는부위를 512 128( 가로 세로 ) 의점으로스캔하는방식이다. 모든경우신호강도 7 이상인경우만결과에포함시켰다. Spectralis HRA+OCT는레이저검안경검사 (SLO) 를동시에시행할수있는고해상도스펙트럼영역빛간섭단층촬영기이다. Fast scanning mode를이용하여황반부 6 6 mm에해당하는부위를 512픽셀로이루어진 B-scan 25개를이용하여구성한다. Eye tracking을하는 Automatic Real-Time (ART) 기능을사용하여측정하였고, 1 mm, 3 mm, 6 mm 동심원을포함하는볼륨스캔 (volume scan) 을사용하였다. 동심원모두가스캔영역안에포함되어있는경우만본연구에포함시켰다. Stratus OCT 와비교분석을위하여두가지스펙트럼영역빛간섭단층촬영기모두 1 mm, 3 mm, 6 mm 동심원을가진망막두께지도를이용하였으며망막두께지도는망막중심와영역 (fovea, F), 상내측 (superior inner, S1), 비내측 (nasal inner, N1), 하내측 (inferior inner, I1), 이내측 (temporal inner, T1), 상외측 (superior outer, S2), 비외측 (nasal outer, N2), 하외측 (inferior outer, I2), 이외측 (temporal outer, T2) 로총 9개구역으로표기하였다 (Fig. 1). 8 통계분석 www.ophthalmology.org 1051
- 대한안과학회지 2009 년제 50 권제 7 호 - 통계분석은 SPSS version 13.0 for Windows (SPSS INC.) 를사용하여분석하였다. 황반두께측정치의반복성은 Bland-Altman limits of agreement를사용하여 95% 의신뢰도는측정치의차이값의 ±1.96 standard deviation으로측정되었으며, 이값을 COR (coefficient of repeatability, μm, ±1.96 standard deviation of the differences) 로표시하였다. 9,10 COR은평균값의크기에따라달라지므로비교에적합한수치를위한절대평가수치 (absolute value) 를얻기위하여평균값과 COR의비율을퍼센트수치로표시한 RR (relative repeatability, %, COR 100/mean value) 을구하여세기종간의측정값을비교하였다. 각기기의황반두께측정치의비교는 paired t-test 를이용하여분석하였다. 결과 정상인대상군 54명 ( 남자 38명, 여자 16명 ) 의나이는 22~46세 ( 평균 28.92±7.03세 ) 이며당뇨황반부종환자군 26명 ( 남자 20명, 여자 6명 ) 의나이는 29~67세 ( 평균 55.16± 10.32세 ) 였다. 각기기별로 9구역의황반두께평균, 1차와 2차검사치의차이값의평균 (difference), COR 그리고 RR 은 Table 1, 2, 3에기록하였다. 중심와 (fovea, F) 의두께측정치는정상인에서 Stratus OCT 는 193.33±18.19 μm, Cirrus HD-OCT는 253.01±20.55 μm, Spectralis HRA+ OCT는 268.94±18.88 μm로 Spectralis HRA+OCT 가가장 두껍게측정되었으며, difference값은 Stratus OCT 는 -1.04± 5.03 μm, Cirrus HD-OCT 는 -0.39±5.86 μm, Spectralis HRA+OCT 는 0.11±4.50 μm였다. 당뇨황반부종환자의경우중심와의두께측정치는 Stratus OCT 는 329.67±148.75 μm, Cirrus HD-OCT 는 379.46±143.07 μm, Spectralis HRA+ OCT는 396.81±147.34 μm로정상인에서와마찬가지로 Spectralis HRA+OCT가가장두껍게측정되었으며, difference 값은 Stratus OCT 는 4.42±23.27 μm, Cirrus HD- OCT는 1.08±11.67 μm, Spectralis HRA+OCT 는 -2.00± 9.02 μm였다 (Fig. 2). 측정치의평균값을비교할때, 정상인에서 Stratus OCT와 Cirrus HD-OCT의비교와 Stratus OCT와 Spectralis HRA+OCT 의비교, 그리고 Cirrus HD- OCT와 Spectralis HRA+OCT 의비교, 모두에서 9개의구역의모든수치가의미있는차이 (paired t-test, all of them p<0.001) 를보였으며기종별차이값의평균은 Stratus OCT와 Cirrus HD-OCT 의비교에서 50.8 (F (fovea)= 59.68±6.65) μm, Stratus OCT와 Spectralis HRA+OCT 의비교에서 72.8 (F=75.61±5.73) μm, Cirrus HD-OCT 와 Spectralis HRA+OCT의비교에서 22.00 (F=15.94± 6.05) μm였다 (Table 4). 반복성 (repeatability) 은정상인에서 Stratus OCT 가평균 COR은 ±8.58 (6.54~11.73) μm이며실질적인비교수치인 RR(%) 은 3.64 (2.49~5.1)% 였고, 중심와 (F) 의 COR은 ±9.86 μm, RR은 5.1% 였다. Cirrus HD-OCT의평균 COR은 ±8.30 (5.09~11.49) μm, RR은 2.91 (1.72~4.54)%, 중심 Table 1. Mean values and reliabilities of macular thickness parameter in Stratus OCT A Macular thickness (um) Difference (um) COR (um) RR (%) Fovea 193.33±18.19-1.04±5.03 ±9.86 5.1 Superior 1 270.13±13.82-0.59±3.97 ±7.79 2.88 Nasal 1 270.66±15.17-0.13±3.44 ±6.75 2.49 Inferior 1 261.90±15.62 1.35±5.98 ±11.73 4.48 Temporal 1 255.25±13.25-1.43±5.46 ±10.69 4.19 Superior 2 224.49±15.64 0.65±3.34 ±6.54 2.91 Nasal 2 248.03±15.57-0.50±3.48 ±6.83 2.75 Inferior 2 219.56±15.76-1.26±4.97 ±9.74 4.44 Temporal 2 210.15±14.07-1.15±3.73 ±7.32 3.48 B Macular thickness (um) Difference (um) COR (um) RR (%) Fovea 329.67±148.75 4.42±23.27 ±45.61 13.84 Superior 1 353.31±91.38 1.08±16.56 ±32.45 9.18 Nasal 1 342.46±93.40 3.62±25.07 ±49.13 14.35 Inferior 1 337.63±99.98 1.73±9.48 ±18.58 5.5 Temporal 1 344.15±123.26 4.15±17.23 ±33.77 9.81 Superior 2 305.15±69.31-0.62±14.11 ±27.66 9.06 Nasal 2 295.35±49.71 1.46±8.40 ±16.46 5.57 Inferior 2 274.19±46.32 1.69±11.77 ±23.08 8.42 Temporal 2 296.23±78.11 3.46±20.77 ±40.72 13.74 A=normal; B=diabetic macular edema. 1052 www.ophthalmology.org
- 문성운외 : 빛간섭단층촬영의측정치와재현성 - A B 3.28% 였다 (Fig. 3). 당뇨황반부종환자는 Stratus OCT 의평균 COR은 ±31.94 (16.46~49.13) μm이며, RR은 9.94 (5.5~14.35)% 였고, 중심와의 COR은 ±45.61 μm이며, RR은 13.84% 였다. Cirrus HD-OCT의평균 COR 은 ±16.44 (9.83~ 28.32) μm, RR은 4.6 (2.56~8.55)%, 중심와의 COR은 ±22.88 μm이며, RR은 6.03% 이며, Spectralis HRA+OCT 의평균 COR은 ±20.38 (10.25~48.46) μm, RR은 5.48 (2.43~14.5)%, 중심와의 COR은 ±17.68 μm이며, RR은 4.46% 이었다 (Fig. 3, Table 1~3). Bland-Altman plot의 95 % limits of agreement 값은정상인에서 Stratus OCT (-8.4 to 9.3), Cirrus HD-OCT (-7.9 to 8.9), Spectralis HRA+OCT (-6.6 to 7.4) 이며, 당뇨황반부종환자는 Stratus OCT (-35.7 to 31.0), Cirrus HD-OCT (-17.6 to 17.3), Spectralis HRA+OCT (-22.4 to 23.2) 이었다 (Fig. 4). Figure 2. Comparison of macular thickness among the three OCTs in nine areas (A=normal; B=diabetic macular edema) (F=fovea; S1=superior inner; N1= nasal inner; I1=inferior inner; T1=temporal inner; S2=superior outer; N2=nasal outer; I2=inferior outer; T2=temporal outer). 와의 COR은 ±11.49 μm이며, RR은 4.54% 이며, Spectralis HRA+OCT의평균 COR은 ±6.78 (4.85~9.52) μm, RR은 2.21 (1.41~3.28)%, 중심와의 COR은 ±8.82 μm이며, RR은 고찰 정상인에서각기기의황반두께측정치는시간영역빛간섭단층촬영기와 2종의스펙트럼영역빛간섭단층촬영기각각비교에서 9개구역모두에서스펙트럼영역빛간섭단층촬영기가의미있게크게측정되었으며 (p<0.001), 스펙트럼영역빛간섭단층촬영기 2종끼리의비교에서도 Spectralis HRA+OCT가 Cirrus HD-OCT에비하여황반두께가 9개영역모두에서의미있게크게측정되었다 (p<0.001). 당뇨황반부종환자에서도스펙트럼영역빛간섭단층촬영기의측 Table 2. Mean values and reliabilities of macular thickness parameter in Cirrus HD-OCT A Macular thickness (um) Difference (um) COR (um) RR (%) Fovea 253.01±20.55-0.39±5.86 ±11.49 4.54 Superior 1 321.56±15.40-0.67±4.70 ±9.21 2.86 Nasal 1 324.54±16.20-0.41±3.45 ±6.76 2.08 Inferior 1 315.45±16.86-0.80±4.14 ±8.11 2.57 Temporal 1 307.16±13.85-0.54±4.55 ±8.91 2.9 Superior 2 273.01±14.85 0.06±4.02 ±7.88 2.89 Nasal 2 295.36±17.21 0.31±2.60 ±5.09 1.72 Inferior 2 263.87±19.03-1.30±3.89 ±7.63 2.89 Temporal 2 256.81±14.70-0.26±4.90 ±9.61 3.74 B Macular thickness (um) Difference (um) COR (um) RR (%) Fovea 379.46±143.07 1.08±11.67 ±22.88 6.03 Superior 1 401.08±87.04-1.77±5.24 ±10.27 2.56 Nasal 1 385.46±92.59 0.85±5.59 ±10.96 2.84 Inferior 1 380.33±106.23 0.42±8.22 ±16.11 4.24 Temporal 1 393.90±118.90 0.58±8.00 ±15.67 3.98 Superior 2 337.42±58.54 0.85±12.12 ±23.76 7.04 Nasal 2 338.29±52.05 0.12±5.01 ±9.83 2.91 Inferior 2 312.17±49.30-0.19±5.17 ±10.13 3.25 Temporal 2 331.31±70.06-0.69±14.45 ±28.32 8.55 A=normal; B=diabetic macular edema. www.ophthalmology.org 1053
- 대한안과학회지 2009 년제 50 권제 7 호 - A B Figure 3. Comparison of the three OCT s relative repeatability (%) (A=normal; B=diabetic macular edema) (F=fovea; S1=superior inner; N1=nasal inner; I1= inferior inner; T1=temporal inner; S2=superior outer; N2=nasal outer; I2=inferior outer; T2=temporal outer). 정값이시간영역빛간섭단층촬영기보다더크게측정되었으나그차이는정상인보다수치가낮았고, 의미있는차이를보이지는않았다. 최근보고들에서도역시스펙트럼영역 빛간섭단층촬영기로측정한황반두께가시간영역빛간섭단층촬영기로측정한것보다크게측정된다고보고하였다. 1-3 기종별로황반두께측정치가차이가나는가장큰이유는두께측정의기준이되는기준선을정하는방식이기종마다다르기때문으로생각된다 (Fig. 6). 기준선의설정은기계마다고유의분할방식 (segmentation algorithm) 에따라결정되며 Stratus OCT 는내경계막 (ILM, internal limiting membrane) 에서부터시수용체층의내절과외절의접합부 (inner segment and outer segment junction, IS/OS) 까지를측정한다. 이는해상도로인해 IS/OS와망막색소상피를정확하게구분짓지못하기때문이다. Cirrus HD-OCT는황반두께를측정할때망막색소상피층 (retinal pigment epithelium) 내측경계에서내경계막 (internal limiting membrane) 내측경계까지측정하게되어이론상 Stratus OCT 보다시수용체층외절두께에해당하는 40~50 μm 정도더두껍게측정된다고알려져있다. 11,12 본연구에서도평균 50.8 (F=59.68±6.65) μm의차이를보였다. Spectralis HRA+OCT 는망막색소상피와부르크막 (Bruch s membrane) 을구분 (identification) 하여내경계막내측경계에서부터부르크막내측경계까지를기준선으로보고망막두께를측정하기때문에이론적으로 Cirrus HD-OCT와의차이는망막색소상피 (RPE) 층의높이라고볼수있다. 본연구에서측정된수치는 22.00 (F=15.94±6.05) μm로실제조직학적으로측정된망막색소상피를이루는세포의높이 10~14 μm보다는약간두꺼우나, 중심와에서측정된차이값은조직학적 Table 3. Mean values and reliabilities of macular thickness parameter in Spectralis HRA+OCT A Macular thickness (um) Difference (um) COR (um) RR (%) Fovea 268.94±18.88 0.11±4.50 ±8.82 3.28 Superior 1 344.89±14.32-1.15±4.86 ±9.52 2.76 Nasal 1 346.19±15.36-0.61±2.48 ±4.87 1.41 Inferior 1 339.81±14.67-0.07±2.90 ±5.68 1.67 Temporal 1 330.95±14.40-0.09±2.47 ±4.85 1.47 Superior 2 296.20±15.08 0.22±4.14 ±8.11 2.74 Nasal 2 314.36±14.81-0.24±2.96 ±5.81 1.85 Inferior 2 285.29±16.42-0.83±3.27 ±6.41 2.25 Temporal 2 282.13±16.06-0.81±3.55 ±6.96 2.47 B Macular thickness (um) Difference (um) COR (um) RR (%) Fovea 396.81±147.34-2.00±9.02 ±17.68 4.46 Superior 1 422.42±94.92-0.85±5.23 ±10.25 2.43 Nasal 1 401.08±89.37 0.54±8.61 ±16.87 4.21 Inferior 1 398.56±99.83-3.35±7.63 ±14.96 3.75 Temporal 1 416.67±120.95-2.50±11.49 ±22.53 5.41 Superior 2 372.98±69.02 1.73±10.60 ±20.77 5.57 Nasal 2 352.40±51.71 1.65±7.82 ±15.33 4.35 Inferior 2 334.27±48.16 0.85±24.73 ±48.46 14.5 Temporal 2 359.73±74.40 0.31±8.47 ±16.61 4.62 A=normal; B=diabetic macular edema. 1054 www.ophthalmology.org
- 문성운외 : 빛간섭단층촬영의측정치와재현성 - A B Figure 4. Bland-Altman plots of the three OCTs. The mean difference is represented by the blue solid line and the 95% confidence limits, by the dotted lines (A=normal; B=diabetic macular edema). 세포의높이와비슷하다. 시간영역빛간섭단층촬영과스펙트럼영역빛간섭단층촬영의두께측정값의차이를보이는다른이유로는축해상도와축과옆면의방향보정 (calibration in the axial and lateral direction) 의차이가일부역할을한다. 그외에각영역의두께를측정하는방식 (subfield averaging) 의차이를들수있는데 Stratus OCT 의중심와는 512개의 A-스캔이모이는가운데 6개의값으로, 그나머지부위는 3개의스캔값 (inner ring: 512 1/6 3=256개 A-스캔, outer ring: 512 1.5/6 3=384 A-스캔 ) 을가지고측정값을구하고, 스펙트럼영역빛간섭단층촬영기는여러개의 A-스캔 (Cirrus HD-OCT 128개, Spectralis HRA+OCT 25개 ) 을이용하여측정값을구하므로서로다른측정방법에서차이가 있다 (Fig. 5). 황반두께측정시간도차이가있다. 단순히산술적인계산으로 Stratus OCT 는초당 400개의 A-스캔을하므로영상을만들기위해조합하는시간을제외하고 1.92초가걸리고, Cirrus HD-OCT 는초당 27000개의 A-스캔을하므로 macular cube 512 128 combination 모드사용시 2.43초가걸린다고볼수있고, 초당약 40000번의 A-스캔이가능한 Spectralis HRA-OCT의경우는 0.32초가걸리나 eye tracking time이있어약 2.5초가걸린다. 13 그러나 Stratus OCT의경우는 1 line 측정후에영상을고르고저장하는시간이 6번반복되므로실제검사를진행하는시간은가장길다. 특히협조가잘되지않는환자에서는 6회의반복주시가필요한시간영역빛간섭단층촬영기보다 1회의주시만 www.ophthalmology.org 1055
- 대한안과학회지 2009 년제 50 권제 7 호 - Figure 5. Illustration of how time domain and spectral domain OCT samples the retina differently (Right= SD-OCT; Left=TD-OCT). Table 4. Mean and standard deviation of each OCT s macular thickness measurement difference. In the comparison of each OCT s macular thickness, all 9 areas showed a significant difference of p<0.001 ( * paired t-test. all of them (9 areas)) A Spectralis-Stratus Cirrus-Stratus Spectralis-Cirrus Mean SD Mean SD Mean SD F 75.6111 5.73031 59.6759 6.64757 15.9352 6.04624 S1 74.7593 4.29429 51.4259 6.68525 23.3333 7.47575 N1 75.537 5.90718 53.8796 6.55667 21.6574 7.64472 I1 77.9167 6.07481 53.5556 7.39816 24.3611 8.86397 T1 75.7037 5.28572 51.9074 6.22387 23.7963 5.4561 S2 71.713 6.10799 48.5185 7.09236 23.1944 7.10794 N2 66.3333 7.43335 47.3333 6.76004 19 9.52999 I2 65.7315 16.2012 44.3148 7.63637 21.4167 18.9507 T2 71.9815 6.11984 46.6667 6.3558 25.3148 6.98603 Mean 72.8097 * p<0.001 50.8086 * p<0.001 22.001 * p<0.001 B Spectralis-Stratus Cirrus-Stratus Spectralis-Cirrus Mean SD Mean SD Mean SD F 67.1346 29.8635 49.7885 48.0687 17.3462 41.9983 S1 69.1154 17.533 47.7692 28.2727 21.3462 24.6007 N1 58.6154 26.4433 43 30.5382 15.6154 38.1692 I1 60.9231 24.5025 42.6923 29.6496 18.2308 25.2461 T1 72.5192 28.0323 49.75 30.6 22.7692 24.5301 S2 67.8269 15.2983 32.2692 63.2274 35.5577 57.2951 N2 57.0577 15.326 42.9423 13.4784 14.1154 18.4772 I2 60.0769 21.3423 37.9808 23.3784 22.0962 22.6186 T2 63.5 24.4847 35.0769 27.7992 28.4231 29.4206 Mean 64.0855 42.3632 21.7222 A=normal; B=diabetic macular edema. 으로검사가완료되는스펙트럼영역빛간섭단층촬영기가더유리할것으로생각된다. 시간영역빛간섭단층촬영기의황반두께측정의신뢰성은이전의몇몇연구에서보고되었다. Massin et al은 Stratus OCT의 macular mapping algorithm을이용하여정상성인 10안과유의한황반부종 (clinically significant macular edema, CSME) 을가진당뇨환자 10안을대상으로한반복성연구에서정상성인은 ±5%, 당뇨환자의경우 ±6% 의 1056 www.ophthalmology.org
- 문성운외 : 빛간섭단층촬영의측정치와재현성 - Figure 6. Tomographies of the macula taken by the three OCTs with reference lines. All three anterior lines are similar to the ILM, but each posterior line is situated differently. 반복성을보였다고발표하였다. 14 이후 Polito et al은 Massin et al과비슷한방법으로정상성인 10안과유의한황반부종을가진당뇨환자 15안을대상으로한연구에서 fast macular thickness mapping을이용하여측정한반복계수 (coefficient of repeatability, COR) 가정상성인에서 1.68~7.43%, 유의한황반부종을가진당뇨환자에서 3.41~ 6.19% 였음을보고하였다. 15 Gurses-Ozden et al은 OCT-3 (Model 3000) 을이용하여정상성인 10안을대상으로황반두께및시신경섬유층의두께를측정하여그반복성을보는연구를시행하였고측정치의표준편차를그평균값으로나누는방식으로구한변이계수 (coefficient of variation, %) 는평균중심와두께 (mean foveal thickness) 에서 4.7~6.4%, 6 mm 총황반부피 (total macular volume) 에서 0.7~1.1% 를보였다고발표하였다. 16 최근에는황반두께측정치에대하여시간영역빛간섭단층촬영기과스펙트럼영역빛간섭단층촬영기를비교한연구들이발표되었는데정상인을대상으로한변이계수비교연구에서 Leung et al은시간영역빛간섭단층촬영기 1.62~ 3.21%, 스펙트럼영역빛간섭단층촬영기 0.58~2.42% 라고하였고, Kakinoki et al은시간영역빛간섭단층촬영기는 0.7~3.3%, 스펙트럼영역빛간섭단층촬영기는 0.2~1.3% 로발표하였다. 11,12 Forooghian et al은 DME 환자를대상으로한연구에서변이계수비교를하였는데시간영역빛간섭단층촬영기는 0.86~3.13%, 스펙트럼영역빛간섭단층 www.ophthalmology.org 1057
- 대한안과학회지 2009 년제 50 권제 7 호 - 촬영기는 0.58~2.87% 라고하였다. 13 이들연구에서두가지빛간섭단층촬영기모두변이계수가좋았으나시간영역빛간섭단층촬영기보다스펙트럼영역빛간섭단층촬영기가좀더좋은수치를보였다. 이전의연구들과같이본연구에서도정상인에서시간영역빛간섭단층촬영기인 Stratus OCT 의 RR은 2.49~5.1% 로높은반복성을보여주었다. 스펙트럼영역빛간섭단층촬영기에서 Cirrus HD-OCT의 RR은 1.72~4.54%, Spectralis HRA+OCT의 RR은 1.41~3.28% 로시간영역빛간섭단층촬영기보다더높은반복성을보였다. 특히중심와영역이외에도 Spectralis HRA+OCT 의경우는모든영역에서, Cirrus HD-OCT는바깥이측영역 (outer temporal, T2) 을제외한영역에서, RR이 3% 미만으로나타났다 (Fig. 3, Table 1~3). 당뇨황반부종환자에서시간영역빛간섭단층촬영기와스펙트럼영역빛간섭단층촬영기의반복성차이는더욱커져시간영역빛간섭단층촬영기의평균반복성은 9.94% 로좋지않았고, 특히중심와의반복성은 13.84% 로더떨어져신뢰도가떨어지는것으로나타났다. 이에반해스펙트럼영역빛간섭단층촬영기중 Cirrus HD-OCT 는 RR 로표시한평균반복성이 4.6%, 중심와의반복성이 6.03% 이고, Spectralis HRA+OCT 는평균반복성이 5.48% 이며특히중심와의반복성은 4.46% 로높은신뢰도를나타냈다. 이는당뇨황반부종환자에서주시 (fixation) 가정상인보다잘유지되지않는것이영향을주었으리라생각된다. 13 시간영역빛간섭단층촬영기를이용하여정상인에서반복성을본이전의연구들에서도중심와 (1 mm circle) 에서반복성이낮게나타난다는보고들이있었다. 14-16 시간영역빛간섭단층촬영기에서측정하는망막두께지도는 6방향의촬영결과를조합하여만드는데, 특히중심 1 mm 동심원부위는각측정치의중심부 1 mm를종합하여계산된수치이기때문에환자의주시유지에영향을가장많이받으며, 중심와함몰부의모양과심한경사때문에변화 (variation) 가크기때문이라고하였다. 14-16 또한바깥영역 (inner circle and outer circle area) 은 3개의스캔결과로계산되는수치인데반해중심와부위는 6개의스캔결과로계산되는부위이므로변화치를보완 (compensation) 해주기보다는, 오히려그자체만으로도표준편차가커질가능성이높다고하였다 (Fig. 5). 17 본연구에서도정상인을대상으로한결과에서 3종기기모두중심와에서변화가다른영역에비해높게나타났으나그정도는 Stratus OCT 에비하여스펙트럼영역빛간섭단층촬영기 2종의경우에작았다. 이는방사상스캔방식이아닌라스터스캔방식이며, 스캔속도가빠르므로주시유지에영향을적게받기때문이라고생각된다. 그러나스펙트럼영역빛간섭단층촬영기에서중심와의변화가주변부 보다여전히더큰이유는중심와함몰부의특성 (depression shape, severe slope) 이한가지이유로생각된다. 또한스펙트럼영역빛간섭단층촬영기는시간영역빛간섭단층촬영기와달리전체영역에서일률적인숫자의 A-스캔으로망막두께지도를만들므로제일좁은영역인중심와영역은주변영역에비하여더적은숫자의 A-스캔으로이루어지게되고따라서변화를보완하는능력이더떨어지므로중심와부위에서주변영역보다변화가높게나타난다고생각된다 (Fig. 5). 이상에서시간영역빛간섭단층촬영기와스펙트럼영역빛간섭단층촬영기모두검사의반복성이뛰어난것으로나타났으나, 스펙트럼영역빛간섭단층촬영기는시간영역빛간섭단층촬영기에비하여반복성이더높은것으로나타났다. 특히당뇨황반부종환자에서는앞의결과에서와같이시력감소와상의왜곡으로인해반복주시가어려우므로 6 번의주시가필요한시간영역빛간섭단층촬영기보다스펙트럼영역빛간섭단층촬영기로경과관찰하는것이더유리할것이다. 또한빛간섭단층촬영기에따라망막두께를측정하는기준선 (reference line) 설정과영역별로두께측정방식 (subfield averaging) 이다르므로많은정상수치를모아기기별로정상두께를표준화시키는작업이필요하다. 18 그리고측정의차이를이해하는것이임상과연구에서중요할것으로생각된다. 참고문헌 1) Drexler W, Fujimoto JG. State-of-the-art retinal optical coherence tomography. Prog Retin Eye Res 2008;27:45-88. 2) van Velthoven ME, Faber DJ, Verbraak FD, et al. Recent developments in optical coherence tomography for imaging the retina. Prog Retin Eye Res 2007;26:57-77. 3) Gupta V, Gupta P, Singh R, et al. Spectral-Domain Cirrus High-Definition Optical Coherence Tomography Is Better than Time-Domain Stratus Optical Coherence Tomography for Evaluation of Macular Pathologic Features in Uveitis. Am J Ophthalmol 2008;145:1018-22. 4) Leung CK, Chan WM, Yung WH, et al. Comparison of macular and peripapillary measurements for the detection of glaucoma: an optical coherence tomography study. Ophthalmology 2005;112: 391-400. 5) Kanadani FN, Hood DC, Grippo TM, et al. Structural and functional assessment of the macular region in patients with glaucoma. Br J Ophthalmol 2006;90:1393-7. 6) Chen TC, Cense B, Pierce MC, et al. Spectral Domain Optical Coherence Tomotraphy: Ultra-high Speed, Ultra-high Resolution Ophthalmic Imaging. Arch Ophthalmol 2005;123:1715-20. 7) Yi K, Chen TC, de Boer JF. Spectral domain optical coherence tomography. Techniques in Ophthalmology 2006;4:170-4. 8) Age-Related Eye Disease Study Group. The Age-Related Eye Disease Study Sevberity Scale for Age Related Macular Degenera- 1058 www.ophthalmology.org
- 문성운외 : 빛간섭단층촬영의측정치와재현성 - tion: Areds Report No. 17. Arch Ophthalmol 2005;123:1484-98. 9) Bland JM, Altman DG. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Lancet 1986;1:307-10. 10) Bland JM, Altman DG. Comparing methods of measurement: why plotting difference against standard method is misleading. Lancet 1995;346:1085-7. 11) Leung CK, Cheung CY, Weinreb RN, et al. Comparison of Macular Thickness Measurements between Time Domain and Spectral Domain Optical Coherence Tomography. Invest Ophthalmol Vis Sci 2008;49:4893-7. 12) Kakinoki M, Sawada O, Sawada T, et al. Comparison of macular thickness between Cirrus HD-OCT and Stratus OCT. Ophthalmic Surg Lasers Imaging 2009;40:135-40. 13) Forooghian F, Cukras C, Meyerle CB, et al. Evaluation of Time Domain and Spectral Domain Optical Coherence Tomography in the Measurement of Diabetic Macular Edema. Invest Ophthal- mol Vis Sci 2008;49:4290-6. 14) Massin P, Vicaut E, Haouchine B, et al. Reproducibility of retinal mapping using optical coherence tomography. Arch Ophthalmol 2001;119:1135-42. 15) Polito A, Del Borrello M, Isola M, et al. Repeatability and reproducibility of fast macular thickness mapping with stratus optical coherence tomography. Arch Ophthalmol 2005;123:1330-7. 16) Gurses-Ozden R, Teng C, Vessani R, et al. Macular and retinal nerve fiber layer thickness measurement reproducibility using optical coherence tomography (OCT-3). J Glaucoma 2004;13: 238-44. 17) Danis RP, Fisher MR, Lambert E, et al. Results and repeatability of retinal thickness measurements from certification submissions. Arch Ophthalmol 2008;126:45-50. 18) Chan A, Duker JS. A standardized method for reporting changes in macular thickening using optical coherence tomography. Arch Ophthalmol 2005;123:939-43. =ABSTRACT= The Comparison of Macular Thickness Measurements and Repeatabilities Between Time Domain and Spectral Domain OCT Sung Woon Moon, MD 1, Eung Suk Kim, MD 2, Young Gyun Kim, MD 1, Seung Young Yoo, MD, PhD 1, Hyung Woo Kwak, MD, PhD 1 Department of Ophthalmology, Medical Collage of Kyung Hee University 1, Seoul, Korea Department of Ophthalmology, Medical Collage of Chung-Ang University 2, Seoul, Korea Purpose: To compare macular thickness measurements obtained from time domain optical coherence tomography (TD-OCT) and 2 spectral domain (SD) OCTs and to evaluate their repeatability and agreement in normal subjects and diabetic macular edema patients. Methods: Fifty-four healthy, normal subjects and 26 diabetic macular edema patients were participated in this study. In a randomly selected eye from each subject, two serial macular measurements were obtained from TD-OCT (Stratus OCT) and SD-OCTs (Cirrus HD-OCT, Spectralis HRA+OCT) by an experienced technician in random order. Nine areas of macular thickness map and repeatabilities obtained by the 3 OCTs were compared. Results: In relative repeatability, SD-OCT showed better results overall compared to TD-OCT. Macular thickness was greatest in the Spectralis HRA+OCT in both normal subjects and diabetic macular edema patients, followed by Cirrus HD-OCT and Stratus OCT. In normal subjects, regardless of the type of comparison between the machines there was a statistically significant difference in all 9 areas. Conclusions: While the TD-OCT and the 2 SD-OCTs are reliable for macular thickness measurement, SD-OCT has better measurement repeatability compared with TD-OCT. Because macular measurements obtained from the 3 OCT systems cannot be interchanged, an effort should be made to standardize the measurement of each system. J Korean Ophthalmol Soc 2009;50(7):1050-1059 Key Words: Macular thickness measurement, Repeatability, Spectral-domain OCT, Time-domain OCT Address reprint requests to Seung Young Yu, MD, PhD Department of Ophthalmology, Kyung Hee University Hospital #1 Hoegi-dong, Dongdaemun-gu, Seoul 130-702, Korea Tel: 82-2-958-8451, Fax: 82-2-966-7340, E-mail:syyu@khu.ac.kr www.ophthalmology.org 1059