Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 14, No. 6 pp. 2839-2843, 2013 http://dx.doi.org/10.5762/kais.2013.14.6.2839 각막굴절력에따른누액층파괴시간분포와연관성 정연홍 1* 1 경동대학교안경광학과 The Correlation of Tear Break-Up Time according to Corneal Refractive Power Youn Hong Jeong 1* 1 Department of Visual Optics, Kyungdong University 요약본연구에서는각막굴절력에따른누액층파괴시간 (TBUT) 의연관성을분석하여콘택트렌즈의선택및착용을위한참고자료로활용하고자한다. 각막손상및안질환이없는만 21세부터 27세이하 ( 평균 22.87±1.48세 ) 대학생들의각막곡률반경을각막곡률계로측정하였다. 각막굴절력은곡률반경을이용하여계산하였고 TBUT는각막곡률계의마이어 (mire) 상이처음으로왜곡되는시간으로측정하였다. 각막굴절력과 TBUT의관계에서우안의경우, y=37.921-0.610x' 의관계를가지며각막굴절력이클수록누액층이파괴되는시간이단축되는음의연관성을나타냈다 (r=-0.462, p=0.010). 좌안은 y=41.894-0.695x' 의관계로서음의연관성 (r=-0.509, p=0.004) 으로측정되어좌 우안모두각막근시도가높으면 TBUT는짧아지는음의상관관계가있는것으로분석되었다. 이결과는피검자의각막곡률반경측정으로콘택트렌즈착용여부를결정하는데필요한 TBUT의기본적인예측이가능하다. Abstract In this study, the relation between the corneal refractive power and the tear break-up time(tbut) was analyzed. The results can be effectively used in eye clinics and served as the reference on wearing the contact lenses. We had measured the radius of the corneal of university students who are in the range of 21 to 27 year-old and who don't have eye disease. The corneal refractive power was calculated by using the radius of the corneal. And TBUT is the time when the mire image is distorted first time. The relation between the corneal refractive power and TBUT in right eye was a linear as y=37.921-0.610x', in which the larger the refractive power of the cornea is, the shorter TBUT is(negative relationship; r=-0.462, p=0.010). The relation in left eye was also a negatively linear as y=41.894-0.695x'(r=-0.509, p=0.004). Consequently, in both eyes the corneal refractive power and TBUT have a negative correlation when myopia is a high. It is possible to predict TBUT, which is necessary in deciding on wear of contact lenses, by measuring the corneal radius of subjects. Key Words : Corneal radius, Corneal refractive power, Keratometer, Tear break-up time, Visible iris diameter. 1. 서론 눈의굴절력대부분은각막과수정체에의해결정된다. 특히각막의굴절률과곡률반경이굴절력에중요한요인으로작용하며이구성요소가적절하게유지되지못하면굴절이상등의여러문제가발생하게된다 [1]. 굴절이상은근시와원시, 난시를포함하는것으로광학적인 정의는눈의굴절력에해당하는상측초점과망막의중심와가일치하지않을때발생되는현상이다. 그정도를 굴절이상의정도 또는 비정시의정도 라고하며원인으로는환경적인요인과유전적인요인, 생물학적인요인으로크게나눌수있다. 그중에서도눈과관련한생물학적인요인을보면조절과폭주에따른안축장의증가와조절기전, 근업에따른가성근시, 조절시안압증가에 * Corresponding Author : Youn Hong Jeong(Kyungdong Univ.) Tel: +82-33-639-0230 email: yhjeong@k1.ac.kr Received March 27, 2013 Revised May 6, 2013 Accepted June 7, 2013 2839
한국산학기술학회논문지제 14 권제 6 호, 2013 따른공막의확장, 그리고각막의곡률반경의변화에그주된이유로알려져있다 [2]. 눈의주된굴절력인각막면은유아기엔수직경선의굴곡이가장심했다가나이가들어감에따라점차완만해지는데그정도가수평경선보다는수직경선의변화가심하며 Scott 등 [3] 은각막굴절력 (corneal refractive power) 은유리체깊이와더불어눈의굴절상태를결정하는데중요한광학상수라고하였다 [2]. 또한각막전면의곡률반경은안축장과이루는비 (ratio) 로정시를이룰수있는정도와관련된정보를제공할수있다고하였다 [4]. 각막의평균굴절력은 +43 D이고전면의중심부곡률반경은평균 7.8 mm, 후면은 7.2 mm이다. 하지만정상안의경우각막의곡률반경과굴절력은인종, 성별, 등에따라다른것으로보고되고있다 [5]. 특히각막의곡률은연령에따라서변화되며하드콘택트렌즈 (hard contact lens) 처방에서는매우중요한자료로서착용에많은영향을주고있다 [6]. 또한각막의기능적구조변화와더불어누액의양과누액층파괴시간 (tear break-up time: TBUT) 은선행연구 [7] 에서도콘택트렌즈착용과밀접한연관성을포함하고있다. 대부분의콘택트렌즈착용대상자들은인공누액과같은의약품으로부족한누액양을보충하고있으며일상생활에서흔히관찰된다. 이러한불편함을제거하기위하여최근에는누액성분을분석해서콘택트렌즈및관련제품에응용하는연구가활발하게진행되고있다. 각막의곡률반경과누액에관련된수치는콘택트렌즈의착용에중요한요인으로작용되며콘택트렌즈의함수율및이심율 (eccentricity) 등의렌즈를선택하고성공여부를예측할수있는정보가된다 [8]. 각막의곡률반경은일반적으로각막곡률계 (keratometer) 로측정하며그측정된값으로콘택트렌즈주문및처방에이용된다. 또한처방된렌즈의적합성여부의결정과사후관리도판단한다 [9]. 따라서본연구에서는안경원및안과에서임상적으로사용하는각막곡률계로각막굴절력과누액층 (precorneal tear film) 이파괴되는시간을측정하고상호연관성을분석하여처음으로콘택트렌즈를선택하는대상자들에게착용시에주의해야할기초적인참고자료로활용하고자하였다. 2. 대상및방법 2.1 대상 본연구는각막손상및안질환이없는만 21 세 ~27 세 이하 ( 평균 22.87±1.48세 ) 성인으로 2012년 7월부터 2013 년 1월까지검사하였다 [Table 1]. 피검자들은강원권대학생들로남자 22명, 여자 8명 ( 우안 30안, 좌안 30안 ) 이며교정시력이 -5.00 D +0.50의안경착용대상자인경우에만측정하였다. 검사의신뢰도를높이기위하여외부요인 ( 시력교정술을포함한안과적수술등 ) 및콘택트렌즈를착용 ( 하드 소프트콘택트렌즈 ) 등에의한각막변형으로굴절이상에영향을미치는대상자는제외하였다. [Table 1] Characteristic of subjects Classification Prevalence(%) Mean±SD Male 22(73.3) Gender Female 8(26.7) 23 20(66.7) Age(yrs) 22.87±1.48 24 10(33.3) 2.2 방법각막전면의굴절력은임상에서주로사용하는각막곡률계 (Topcon OM-4, Japan) 를이용하여각막곡률반경 (corneal radius) 을측정한후에계산으로굴절력을산출하였다. 누액층파괴시간 (TBUT) 은선행 [10] 된비침입성눈물막파괴시간 (NITBUT) 과동일한측정방법으로각막곡률계의마이어 (mire) 상이처음으로왜곡되는시간을측정하였다. 순서는먼저우안을측정한후에좌안을검사하였으며측정간격 (interval) 은정확성을위하여우안과좌안사이에 10분정도휴식시간을갖도록하였다. 가시홍채직경 (visible iris diameter) 은일반적으로가로의직경 [11] 을의미하므로자동굴절검사 (Topcon KR8100P, Japan) 기기를활용하여수평방향직경을측정하였다. 누액층이처음파괴되는시간과수평 수직의각막곡률반경사이의통계학적분석은 SPSS 13.0을이용하여산출하였으며 p<0.05인경우를통계적으로유의하다고정하였다. 3. 결과및고찰 3.1 각막굴절력과 HVID, TBUT 분포 피검자의가시홍채직경 (horizontal visible iris diameter: HVID) 범위는우안 11.00 13.00 mm, 좌안 10.00 13.00 mm으로우안보다좌안에서측정범위가넓게분포하였으며평균값 (Mean±SD) 은우안과좌안이각각 11.96±0.64 mm, 11.97±0.77 mm로통계적인차이 (t=-0.055, p=0.957) 는 2840
각막굴절력에따른누액층파괴시간분포와연관성 없었다 [Table 2]. 누액층파괴시간은우안의분포범위 ( 평균값 ) 가 4.50 18.82 s(9.10±3.00 s) 이고좌안에서는 5.00 17.47 s(9.07±2.88 s) 로좌안보다우안에서넓게분포하였지만유의한차이는없었다 (t=0.041, p=0.968). 자 9.761±3.339 s로발표하였다. 본측정값과는남자 3초, 여자는 1초정도더길게측정된것으로누액층파괴시간은검사마다그측정값이일정하지않으며측정기기와성별, 연령에따라다르기때문으로판단된다. [Table 2] Range(Mean±SD) of HVID and TBUT HVID ( mm ) Range Mean±SD t, p Levene* 11.00 13.00 11.96±0.64 t=-0.055, O.S. 10.00 13.00 11.97±0.77 p=0.957 TBUT (s) O.S. 4.50 18.82 5.00 17.47 9.10±3.00 9.07±2.88 t=0.041, p=0.968 *Levene's test for equality of variances f=0.048, p=0.827 f=0.003, p=0.958 성별구분에서는남자 10.00 13.00 mm (12.07±0.67 mm ), 여자 10.00 13.00 mm (11.68±0.72 mm ) 으로가시홍채직경의분포범위는같았으며평균값에서남자가여자보다조금더크게측정되었지만통계적인차이는없었다 (t=1.977, p=0.053). 누액층이파괴되는시간은남자 4.50 18.82 s(9.19±2.90 s), 여자 5.00 14.40 s(8.77±3.04 s) 로여자가남자보다짧았지만유의한차이가없었다 (t=0.493, p=0.624). 전체적으로가시홍채직경은 11.97±0.70 mm, 누액층파괴시간은 9.08±2.92 s의평균값을나타냈다 [Table 3]. 선행 [12,13] 된가시홍채직경에대한연구에서 Lee 등 [12] 은 11.4 mm라고하였고검사대상자의연령대가가본측정과비슷한 Sohn 등 [13] 은재질이서로다른콘택트렌즈를착용한성인남녀에서가시홍채직경을 11.65±0.36 mm, 11.64±0.34 mm라고하였다. 이값들은본검사에서측정한값과 5% 미만의오차를나타낸것으로 Sohn 등 [13] 이검사한 2007년도에비교하면변화가거의없는것으로나타났다. 누액층파괴시간은자동굴절검사장비로측정한 Mah 등 [10] 은남자 19.8 s, 여자 16.7 s로평균 18.1 s로본결과보다 2배정도길었으며세극등현미경 (slit lamp) 으로측정한 Sung 등 [7] 은남자 12.585±3.999 s, 여 [Table 3] Comparison of HVID and TBUT according to gende Range(Mean±SD) t, p Levene HVID ( mm ) TBUT (s) Male 10.00 13.00 (12.07±0.67) 10.00 13.00 (11.97±0.70) Female 10.00 13.00 (11.68±0.72) Male Female 4.50 18.82 (9.19±2.90) 4.50 18.82 5.00 14.40 (9.08±2.92) (8.77±3.04) t=1.977, p=0.053 t=0.493, p=0.624 f=0.634, p=0.429 f=0.822, p=0.368 각막곡률반경은우안에서수평경선 (180 ) 이 8.07±0.41 mm, 수직경선 (90 ) 은 7.86±0.43 mm ( 평균 7.97±0.41 mm ) 으로수직방향이더짧았으며좌안에서도수평 8.08±0.38 mm, 수직 7.88±0.40 mm ( 평균 7.98±0.38 mm ) 으로우안과같이수직방향이짧은경향을나타냈다. 곡률반경에의한각막굴절력의범위 ( 평균값 ) 는우안수평방향에서 39.96 49.34 D(46.70±2.21 D) 로측정되었고수직방향은 40.39 50.81 D(47.96±2.46 D) 였다. 좌안은수평과수직이각각 41.00 49.34 D(46.65±2.06 D), 41.32 50.81 D(47.84±2.27 D) 로평균 47.28±2.27 D와 47.22±2.11 D를나타냈다 [Table 4]. Sung 등 [14] 은검영기를이용한타각적굴절검사에서 21 30세의평균 ( 수직 수평경선 ) 각막굴절력이남자 +43.96 D, 여자 +42.64 D라고하였고본실험과동일한측정기기와방법을이용한 Seo 등 [15] 은젊은층에서곡률반경이 7.79 mm로측정되었다고발표하였다. 또한 Chio 등 [6] 은성인 (19 20세) 남녀에서우안의수평과수직경선이 43.754±2.679 D, 44.073±2.326 D이고좌안은수평 [Table 4] Corneal radius( mm ) and refractive power(d) Radius Refractive power Range (Mean±SD) O.S Horizontal* Vertical** Horizontal Vertical 7.62 9.41 (8.07±0.41) 7.40 9.31 (7.86±0.43) 7.62 9.17 (8.08±0.38) Mean±SD 7.97±0.41 7.98±0.38 Range (Mean±SD) 39.96 49.34 (46.70±2.21) 40.39 50.81 (47.96±2.46) 41.00 49.34 (46.65±2.06) Mean±SD 47.28±2.27 47.22±2.11 *horizontal direction(180 ) **vertical direction(90 ) 7.40 9.10 (7.88±0.40) 41.32 50.81 (47.84±2.27) 2841
한국산학기술학회논문지제 14 권제 6 호, 2013 [Table 5] Correlation of corneal refractive power and VID & TBUT HVID( mm ) O.S. Horizontal Vertical Mean Horizontal Vertical Mean r=-0.109, p=0.568 r=-0.465, TBUT(s) p=0.010* *p<0.05 **p 0.005 r=-0.423, p=0.020* r=-0.462, p=0.010* r=-0.192, p=0.308 r=-0.524, p=0.003** r=-0.502, p=0.005** r=-0.509, p=0.004** 42.899±3.015 D, 수직 43.197±1.329 D이라고보고하였다. 방향에따른각막굴절력은 Sung 등 [14] 이측정 (20 30대성인 ) 한 1999년부터본측정까지수직방향의굴절력이더크다고보고되고있으며곡률반경은 Chio 등 [6] 이발표한 2000년도와비교하면우안의수평방향 0.24 mm, 수직방향 0.25 mm그리고좌안의수평과수직이각각 0.20 mm, 0.30 mm정도의차이를보였다. 이러한차이는연령과시간적흐름, 측정방법과기기편차그리고하드콘택트렌즈등에의한각막표면의자극이각막곡률에영향을준것으로판단된다. 3.2 각막굴절력과 HVID, TBUT의연관성각막굴절력과가시홍채직경의연관성은우안 (r=-0.109) 과좌안 (r=-0.192) 이모두관련성이없는것으로분석되었다 (p=0.568, p=0.308). 반면누액층파괴시간과는우안수평방향에서 r=-0.465, 수직방향은 r=-0.423으로음의상관관계를나타냈으며 (p=0.010, p=0.020) 좌안에서도수평 (r=-0.524, p=0.003) 과수직 (r=-0.502, p=0.005) 이음의연관성이있는것으로분석되었다. 또한각막굴절력평균값 ( 수평 수직 ) 과의관계에서는우안과좌안이모두통계적으로유의한것으로분석되었다 [Table 5]. 각막굴절력평균값 ( 수평 수직 ) 에따른누액층파괴시간의상호상관관계를알아보기위하여직선피팅식으로분석하면우안에서 y=37.921-0.610x 로음의기울기를나타냈으며좌안에서도 y=41.894-0.695x 로우안과비슷한음의기울기값을보였다 [Fig. 1,2]. 즉, 각막곡률반경에따른누액층이파괴되는시간은우안보다좌안에서조금빠르게감소하는것으로측정되었으며상호연관성에서는우안 r=-0.462(p=0.010), 좌안 r=-0.509(p=0.004) 로통계적으로유의하게분석되었다. 이러한결과는각막의곡률반경이작을수록즉, 각막굴절력이커지면눈액층이파괴시간은짧아지는반대의성향을나타낸다고할수있으며각막근시에서건조반 (dry spot) 이빠르게생긴다는것을의미하므로콘택트렌즈처방에신중하여야할것으로판단된다. [Fig. 1] Scatter plot for corneal refractive power & TBUT() [Fig. 2] Scatter plot for corneal refractive power & TBUT(O.S.) 4. 결론 눈의굴절력은대부분각막에의해결정되며콘택트렌즈의디자인과도관계되어져있다. 또한콘택트렌즈를성공적으로적응하기위해서는많은변수들이작용하며그 2842
각막굴절력에따른누액층파괴시간분포와연관성 중에서누액양과파괴시간은콘택트렌즈착용여부에직접적인관련이있다. 누액의성분이나양은성별과나이, 인종등과관계되어있으며감정상태에따라서도달라진다고알려져있다 [5]. 하지만콘택트렌즈를희망하는대상자들이편안하게렌즈를착용하기위해서는각막굴절력을측정하고이측정값으로누액층이파괴시간에대한예측이가능하다면콘택트렌즈선택및착용등에필요한많은정보를활용할수있을것이다. 본연구에서는각막굴절력에따른누액층파괴시간을분석하면우안 y=37.921-0.610x, 좌안 y=41.894-0.695x 로직선피팅식에서음의기울기값을나타냈다. 그러므로각막곡률반경에따른누액층파괴시간이우안과좌안이서로다르다는것을나타내며상호관련성은우안 r=-0.462(p=0.010), 좌안 r=-0.509(p=0.004) 로통계적으로유의하게분석되었다. 이결과는각막굴절력에따른누액층파괴시간 (TBUT) 은안경사가피검자의곡률반경을측정함으로서누액층이파괴되는시간을예상할수있으며그로인한콘택트렌즈주문과기본적인착용예후에대한참고자료로활용이가능하다고판단된다. 하지만렌즈착용에대한판단은눈의굴절상태와더불어각막형상등에여러조건에따른정보가요구되므로추가적인실험이필요할것이다. References [1] J. H. Kim, J. A. Shin, Refraction, p.54-62, Hanmibook, 2008. [2] B. K. Lim, S. W. Jeon, Y. H. Jeong, The correlation of refractive error and ocular dimensions in older age, J Korean Oph Opt Soc, 16(3), pp.293-297, 2011. [3] R. Scott, T. Grosvenor, Structural model for emmetropic and myopic eye", Ophthalmic Physiological Optic, 13(1), pp.41-47, 1993. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1475-1313.1993.tb00424.x [4] T. Grosvenor, R. Scott, Role of the axial length/corneal radius ratio in determining the refractive state of the eye", Optom Vis Sci, 72(4), pp.287-289, 1995. [5] D. G. Horner, P. S. Soni, N. Vyas, N. L. Himebaugh, Longitudinal changes in corneal asphericity in myopia", Optom Vis Sci, 77(4) pp.198-203, 2000. DOI: http://dx.doi.org/10.1097/00006324-200004000-00012 [6] H. S. Chio, D. H. Kim, The comparative analysis of male and female of adult on the base crve, power and astigamtism of the cornea", J Korean Oph Opt Soc, 5(2), pp.27-31, 2000. [7] A. Y. Sung, T. H. Kim, K. H. Ye, Study on the comparison between contact lens wear and BUT value", Korean J Vis Sci, 12(1), pp.65-73, 2010. [8] E. H. Park, S. R. Kim, M. Park, A relationship between corneal eccentricity and stable centration of RGP lens on cornea", J Korean Oph Opt Soc, 17(4), pp.373-380, 2012. [9] E. H. Park, S. R. Kim, M. Park, A comparison of the contact areas between cornea and RGP lenses by fitting status", J Korean Oph Opt Soc, 17(3), pp.255-264, 2012. [10] K. C. Mah, K. J. Lee, Changes of the corneal curvature and TBUT in contact lens wearers", Korean J Vis Sci, 1(1), pp.89-100, 1999. [11] K. C. Mah, K. J. Lee, Contact lens, pp.121-124, Daihaksurim, 1995. [12] J. H. Lee, H. B. Lee, W. Hyu, Y. J. Hong, Ophthalmology, pp.24-25, Ilchokak, 2012. [13] K. S. Sohn, J. W. Byun, J. S. Choi, S. M. Lee, K. C. Mah, S. H. Sim, A comparative study of clinical performance of PC hydrogel and silicone hydrogel contact lenses", Korean J Vis Sci, 9(3), pp.333-350, 2007. [14] D. Y. Sung, D. J. Youk, A study on the corneal refractive power of myopic eyes in korean", J Korean Oph Opt Soc, 4(2), pp.17-22, 1999. [15] Y. W. Seo, Y. J. Choe, Study of ocular optical components", J Korean Oph Opt Soc, 5(2), pp.139-144, 2000. 정연홍 (Youn Hong Jeong) [ 정회원 ] < 관심분야 > 안경광학, 굴절검사, 양안시검사 2009 년 8 월 : 한남대학교대학원물리학과 ( 이학박사 ) 2006 년 3 월 ~ 현재 : 경동대학교안경광학과 2843