자동굴절검사와 자각적 굴절검사의 비교분석: 사진굴절검사기(VS100)를 중심으로

서 론

눈의 굴절이상도는 검사 기기의 종류, 검사자의 숙련도, 그리고 환자의 순응도에 따라 차이가 날 수 있다. 피검자의 반응에 관계없는 객관적(타각적; objective) 굴절검사는 주관적(자각적; subjective) 굴절검사와 어느 정도 상관관계를 가지며 굴절이상을 예상할 수 있지만, 광학적 처방을 위한 정확도가 미흡하고, 각 검사방법간의 일치도에 차이를 보이고 있다. 이렇게 객관적이고 정확한 굴절검사에 한계가 있는 것은 각각의 기기에 있어 검사반응에 대한 발생기전의 차이와 측정 기술의 불완전함에 기인한다.^[1] 최근 안과나 안경원에서 굴절이상을 신속하면서도 정확하게 측정하기 위해 자각적 굴절검사 전에 예비검사로 자동굴절검사기를 이용한 타각적 검사를 선행하고 있는 추세로 이런 자동굴절검사기의 중요성은 잘 알려져 있다.^[2] 자동굴절검사기는 검사 대상의 눈의 상태에 따라 제한적인 요소를 가지게 되며, 협조를 잘하지 않는 유·소아의 굴절검사에서는 활용에 어려움이 있다. 이러한 문제점은 검영기를 이용하여 해결할 수 있으나 이 또한 검사의 숙련도가 매우 필요하다. 자동굴절검사기를 이용한 타각적 굴절검사는 자각적 굴절검사 결과와 비교하여 많이 연구되었으며, 이러한 자각적 굴절검사는 조절마비제를 사용하지 않은 현성검사 결과를 자동굴절검사와 비교하여 자동굴절검사기의 유효성 연구로 진행되어 왔다.^[3-4]

최근 소개된 사진굴절검사기 Spot Vision Screener VS100(Welch Allyn, USA)은 안저로부터 나오는 반사광을 카메라로 찍어 굴절이상과 사시유무를 측정할 수 있는 방법으로, 조절마비제를 사용하지 않아도 된다. 또한 검사 거부감이 없으며 비교적 짧은 거리인 36inch(약 1m)에서 짧은 시간에 양안을 동시에 측정이 가능하다.^[5] 사진굴절 검사기를 이용한 대부분 이전 연구들이 유·소아의 약시 스크리닝에 효과가 있다는 보고가 있으나,^[6] 성인을 대상으로 한 연구가 없는 것으로 확인되었다. 또한 기존의 자동굴절검사기와 비교한 굴절이상도의 정확성과 임상적 유용성에 대해서는 아직까지 국내에 보고된 바가 없다.

따라서 본 연구에서는 성인을 대상으로 사진굴절검사기를 이용한 굴절이상도를 측정하여 이 결과를 외부 주시시표를 주시하는 개방형 자동굴절검사기와 주시시표가 내부에 있는 폐쇄형 자동굴절검사기로 측정한 굴절이상도와 비교하였다. 또한 자각적 굴절검사와 비교하여 검사기기로 측정된 굴절이상도의 신뢰성을 검증하고자 하였다.

대상 및 방법

결과 및 고찰

총 100명 200안을 대상으로 하였으며 남자 55명(110안), 여자 45명(90안)이었다. 대상자들의 평균 나이는 22.04±3.14세였으며, 자각적 굴절검사와 자동굴절검사기로 측정한 굴절이상도를 표로 나타내었다(Table 1).

Table 1.

Comparison of mean refractive error and each components M, J0, J45 obtained by subjective refraction and VS100, ARK-1a, Nvision k-5001

포롭터를 이용한 자각적 굴절검사의 구면굴절력 평균값은 −1.22±2.06 D, 원주굴절력 평균값은 −0.76±0.71 D로 나타났고, 검사값을 power vector 성분으로 분석한 결과 M 성분의 평균값은 −1.60±2.14 D, J₀ 성분은 0.28±0.38 D, J₄₅ 성분은 −0.03±0.19 D로 나타났다. VS100으로 측정한 구면굴절력과 원주굴절력의 평균은 −1.09±1.97 D, −0.85±0.69 D로 나타났고, M = −1.51±1.98 D, J₀= 0.31±0.37 D, J₄₅= −0.05±0.24 D로 나타났다. VS100으로 측정한 구면굴절력과 M 성분, J₀ 성분은 자각적 굴절검사에 비해 (+)방향으로 측정되었고, 원주굴절력, J₄₅ 성분은 (−)방향으로 측정되었다. 이전 연구에서 소아를 대상으로 사진굴절검사기와 조절마비 굴절검사의 측정치를 비교한 결과, Erdurmus^[9] 등은 PlusoptiX CR03 (PlusoptiX GMBH, Germany)로 측정한 구면굴절력과 등가구면굴절력이 조절마비 굴절검사에 비해 더 근시로(−0.70 D, −0.64 D) 측정됨을 보고하였으며, Lim^[10] 등도 PlusoptiX S09 (PlusoptiX GMBH, Germany)로 측정한 구면굴절력과 등가구면굴절력이 조절마비 굴절검사에 비해 더 근시로(−0.54 D, −0.56 D) 보고하였다. 보고된 대부분의 사진굴절검사기가 자각적 굴절검사결과보다 (−)방향으로 나타난 것으로 보인다. 그러나 본 연구에서 VS100으로 측정한 굴절력은 자각적 굴절검사보다 오히려 (+)방향으로 측정된 것은 대상자가 성인이고 조절마비제를 사용하지 않았기 때문으로 판단된다. 폐쇄형 자동굴절검사기(KR-8100P)인 경우 한^[11] 등은 자각적 굴절검사와 비교해 등가구면굴절력을 나타내는 M 성분과 J₄₅ 성분은 (−)방향으로 더 크게 측정되었고, J₀ 성분은 (+)방향으로 측정되었다. 본 연구에서도 자각적 굴절검사와 비교해 M 성분과 J₄₅ 성분은 (−)방향으로 더 크게 측정되었고, J₀ 성분은 (+)방향으로 측정되었다. 개방형 자동굴절검사기(Nvision K-5001)의 경우 김^[12] 등은 M 성분과 J₄₅ 성분은 (−)방향으로 더 크게 측정되었고, J₀ 성분은 (+)방향으로 측정되었다. 본 연구에서도 자각적 굴절검사와 비교해 M 성분과 J₄₅ 성분은 (−)방향으로 더 크게 측정되었고, J₀ 성분은 (+)방향으로 측정되었다.

자동굴절검사기 측정값을 pearson 상관계수를 이용하여 자각적 굴절검사와 상관성을 분석한 결과 VS100의 경우 M, J₀ 성분(r = 0.949, 0.716)은 강한 양적 선형관계를 보였으며, J₄₅ 성분(r = 0.461)은 뚜렷한 양적 선형관계를 보였다(p<0.001). ARK-1a와 자각적 굴절검사의 상관성은 M, J₀, J₄₅ 모든 성분에서 강한 양적 선형관계를 보였다(r = 0.929, 0.912, 0.701, p<0.001).

Nvision K-5001의 경우 M, J₀ 성분(r = 0.957, 0.820)은 강한 양적 선형관계를 보였으며, J₄₅ 성분(r = 0.605)은 뚜렷한 양적 선형관계를 보였다(p<0.001)(Table 2).

Table 2.

Correlation coefficient of each components M, J0, J45 obtained by subjective refraction and VS100, ARK-1a, Nvision k-5001

자각적 굴절검사 측정값 평균과 자동굴절검사기의 측정값의 차이를 비교하여 기기의 정확도를 구하였다. 자각적 굴절검사와 VS100의 차이는 M = −0.08±0.67 D, J₀ = −0.02±0.28 D, J₄₅ = 0.01±0.23 D로 측정되었고, 모든 성분에서 유의한 차이는 없었다(P = 0.065, 0.156, 0.228). 정확도계수는 차이값 평균의 표준편차에 1.96을 곱하여 얻은 것으로 M = 1.313, J₀ = 0.564, J₄₅ = 0.454로 나타났다. 자각적 굴절검사와 ARK-1a의 차이는 M = 0.49±0.84 D, J₀ = −0.05±0.19 D, J₄₅ = 0.01±0.14 D로 측정되었고, M 성분과 J₀ 성분은 유의한 차이가 있었으며(P = 0.000, 0.000), J₄₅ 성분은 유의한 차이가 없었다(P = 0.280). 정확도계수는 M = 1.664, J₀ = 0.372, J₄₅ = 0.292로 나타났다. 자각적 굴절검사와 Nvision K-5001의 경우 한^[11] 등은 M = 0.20±0.47 D(P = 0.000), J₀ = −0.03±0.22 D(P = 0.171), J₄₅ = −0.01±0.16 D (P = 0.684)로 측정되었고, M 성분만 유의한 차이를 보였으며, J₀ 성분과 J₄₅ 성분은 유의한 차이가 없었다. 본 연구에서는 M = 0.16±0.63 D, J₀= −0.09±0.30 D, J₄₅ = 0.01±0.18 D로 측정되었고, M 성분과 J₀ 성분은 유의한 차이가 있었으며(P = 0.000, 0.000), J₄₅ 성분은 유의한 차이가 없었다(P = 0.147). 정확도계수는 M = 1.250, J₀= 0.603, J₄₅= 0.364로 나타났다. 자동굴절검사기의 성분별 정확도는 등가구면 굴절력을 나타내는 M 성분은 Nvision K-5001(1.250)이 가장 높았고, 난시 성분을 나타내는 J₀ 성분과 J₄₅ 성분 모두 ARK-1a(0.372, 0.292)가 높은 것으로 나타났다(Table 3).

Table 3.

The accuracy of each components M, J0, J45 obtained by subjective refraction and VS100, ARK-1a, Nvision k-5001

자각적 굴절검사와 자동굴절검사기의 일치도는 측정값 차이에 대한 95% 신뢰구간을 이용하여 Bland-Altman plot로 나타내었다. M 성분에 대한 VS100의 신뢰구간은 +1.23 ~ −1.41 D (p＜0.05), ARK-1a의 신뢰구간은 +2.16 ~ −1.16 D(p＜0.05)로 측정범위에 따라 유의한 차이가 있었으나, Nvision K-5001의 신뢰구간은 +1.41 ~ −1.08 D(p>0.05)로 자각적 굴절검사 값과 차이가 없었다(Fig. 1). J₀ 성분에 대한 VS100의 신뢰구간은 +0.53 ~ −0.57 D(p＞0.05)로 측정범위에 따라 차이가 없었으나, ARK-1a의 신뢰구간은 +0.31 ~ −0.42 D(p<0.05), Nvision K-5001의 신뢰구간은 +0.50 ~ −0.70 D(p<0.05)로 유의한 차이가 있었다(Fig. 2). J₄₅ 성분에 대한 VS100의 신뢰구간은 +0.47 ~ −0.43 D(p<0.05)로 측정범위에 따라 유의한 차이가 있었으나, ARK-1a의 신뢰구간은 +0.30 ~ −0.28 D(p>0.05), Nvision K-5001의 신뢰구간은 +0.38 ~ −0.34 D(p>0.05)로 자각적 굴절검사 값과 차이가 없었다(Fig. 3).

Fig. 1.

The agreement in M component of three instruments with subjective refraction (A; SR_VS100, B; SR_ARK-1a, C; SR_Nvision K-5001).

Fig. 2.

The agreement in J0 component of three instruments with subjective refraction (A; SR_VS100, B; SR_ARK-1a, C; SR_Nvision K-5001).

Fig. 3.

The agreement in J45 component of three instruments with subjective refraction (A; SR_VS100, B; SR_ARK-1a, C; SR_Nvision K-5001).

자동굴절검사기는 광선을 눈에 입사시켜 반사된 광선을 읽어내는 장치이므로 측정값의 편차를 유발시키는 여러가지 요인이 존재한다. Rubin^[13] 등은 모형안을 대상으로 자동굴절검사를 실시했을 때에는 측정값의 편차가 거의 없었으나, 실제 눈의 굴절상태를 측정 시 상대적으로 더 큰 편차를 보였으며, 기기 자체의 요인이 굴절이상도의 편차에 미치는 영향이 상당하다고 보고하였다.^[14] 새로운 기기의 측정값에 대한 신뢰도를 판단하기 위해서는 기존의 기기와 비교하는 과정이 필요하다. 폐쇄형과 개방형 자동굴절검사기는 이전의 많은 연구에서 정확도와 신뢰도가 확인되었고, 이를 바탕으로 임상에서 오랜 기간 사용되어왔다. 본 연구에서 사용된 사진굴절검사기는 안과, 안경원에서 5초정도의 시간에 환자의 반응 없이 쉽게 굴절이상 스크리닝이 가능하며, 많은 인원을 대상으로 신속하게 굴절검사를 할 수 있는 장점이 있다. 또한 유소아의 굴절검사 시 탁상형 자동굴절검사기는 거부감과 함께 협조가 잘 되지 않아 정확도가 떨어질 수 있는 반면 카메라와 흡사하게 생긴 사진굴절검사기는 호기심을 유발하며 위화감을 줄일 수 있어 굴절검사 시 유용하게 사용할 수 있다. 하지만 이마 지지대와 턱 받침대가 없어 환자의 머리나 기구가 기울어지면 난시축의 변화를 야기 시킬 수도 있다. 자각적 굴절검사 시 사용되는 차트 검사로는 약시의 위험요소 발견 민감도가 소아의 경우 50%미만이며, 학생들검사 시 21%가 위음성(false negative) 결과를 나타내었다.^[15] USPSTF(미국질병예방특별위원회)는 약시 요소들의 발견을 위해 모든 만 3 ~ 5세 유아들에 대한 굴절이상 스크리닝을 권장하고 있으며, AAP(미국소아과학회)에서도 차트굴절검사의 대안으로 photoscreening을 권장하고 있다.^[16] 문헌마다 사진굴절검사기의 기종, 측정 대상군의 연령, 굴절이상 정도 등에 따라 약간의 차이는 있으나, 사진굴절검사의 민감도는 63 ~ 94%, 특이도는 62~99%로 보고되었다.^[13] 본 연구에 사용된 spot vision screener의 민감도는 87.7%, 특이도는 75.9%이며, 약시 위험 요소를 탐지하는데 민감도는 연령 사이에 유의미한 차이가 없다고 보고되었다.^[17] 이는 사진굴절검사기가 약시를 발견하는데 좋은 특이성과 민감성을 제공한다고 볼 수 있다. VS100은 –7.50 ~ +7.50 D의 구면굴절력과 3.00 D의 난시를 측정할 수 있으나 고도수를 측정할 수 없어 다른 자동굴절검사기보다 측정범위의 한계를 나타낸다. 하지만 최근 근시수술 등으로 고도수가 많이 사라짐으로 인해 안과, 안경원에서의 굴절검사에 무리가 없을 것으로 사료된다. 또한 검사가능한 동공직경은 4 ~ 9 mm이며 동공간거리는 35 ~ 80 mm까지 가능하나 고령자의 경우 동공크기가 작아 측정의 한계가 있을 것으로 사료된다. 사진굴절검사는 동공 직경에 따라 굴절값의 정확도가 변할 수 있다고 보고되었다.^[18-20] 이는 최적의 결과를 위해 낮은 수준의 반암실 조명이 있는 환경에서 수행해야 하며, 피험자의 눈과 수평이 되도록 맞추면 결과를 더 빠르게 확인할 수 있을 것으로 사료된다.

결 론

본 연구는 성인들을 대상으로 조절마비제를 사용하지 않은 현성굴절검사의 측정치를 기존의 자동굴절검사기와 새로 개발된 사진굴절검사기를 비교 분석하였다. VS100의 굴절이상도는 ARK-1a, Nvision K-5001과 비교하여 플러스 방향으로 측정되었으나 이는 조절의 영향을 덜 받기 때문이라고 생각되며, 그 차이값이 임상적인 관점에서 작다고 판단된다. VS100의 민감도는 87.7%, 특이도는 75.9%로 굴절이상도 측정에 유용하며 자각적 굴절검사와 높은 상관관계를 나타내었다. 결과적으로 사진굴절검사기는 양안이 개방되어 자연시 상태로 짧은 시간에 큰 오차 없이 굴절이상을 측정할 수 있고, 안위이상과 동공크기 등을 파악할 수 있어 자각적 검사의 예비검사로 사용가능한 검사기구가 될 수 있을 것으로 사료된다.

Acknowledgments

이 논문은 2017년도 광주보건대학교 교내 연구비의 지원을 받아 수행된 연구임(No.3017034).

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