각막 난시가 토릭소프트콘택트렌즈 착용으로 인한 축 회전 변화에 미치는 영향

1. 대상

본 연구에 동의하며 안질환 및 안과적 수술경험이 없고 소프트렌즈 착용경험이 있는 각막 난시도 −0.75 D 이상의 근시성 직난시안 20대(평균 23.5±2.5세) 성인 총 45명(남자 23명, 여자 22명)의 단안 혹은 양안 85안을 연구 대상으로 하였다. 각막 난시도에 따라 −0.75 ≤ D < −1.50, D ≥ −1.50 두 개의 군으로 분류하였다. −0.75 ≤ D < −1.50군은 45안(53%)으로 각막 난시도 평균값은 −0.97±0.33 D 이었으며 D ≥ −1.50 군은 40안(47%)으로 각막 난시도 평균값은 –2.21±0.52 D이었다(Table 1).

Table 1.

Classification of the participating subjects

2. 사용렌즈

본 연구에서는 함수율 69%인 nelfilcon A 재질의 후면 토릭 소프트렌즈(Alcon사)를 사용하였다. 연구 대상 렌즈의 축 안정화 디자인은 상하부의 두께가 얇고 중심부의 두께가 두꺼운 이중쐐기형 디자인이었다(Table 2).

Table 2.

The specifications of the toric soft contact lens used in the study

3. 굴절이상 및 각막 난시도 측정

굴절이상도 및 각막 난시도 측정은 자동안굴절력계(Autorefractor keratometer, REKTO ORK II, Dongyang optics, Korea)를 사용하여 3회 반복 측정 후 평균값을 각각 취하였고, 측정된 굴절이상 값으로 제조사에서 제시하는 도수 환산표에 따라 처방하였다. 각막 전면의 정확한 곡률반경을 구하기 위해 각막지형도 검사기(Corneal Topographer CT-1000, Shin-nippon, Japan)를 사용하였다.

4. 회전량 및 회전방향 측정

실험대상자들에게 토릭 소프트렌즈를 6시간동안 착용하게 하였으며, 렌즈의 움직임이 충분히 안정화된 착용 15분 후와 6시간 후의 토릭 소프트렌즈의 회전방향 및 회전량을 세극등 현미경(Slit lamp US/SL 7F, Topcon, Japan)으로 측정하였다.^[8] 주시 시간은 위쪽(12시)에서부터 시계방향으로 45° 간격으로 8가지로 변화를 주었으며 정면주시를 포함하여 총 9개 주시 방향에서의 토릭 소프트렌즈의 회전방향과 회전량을 측정하였다. 각각의 주시 방향 변화 시 정면을 주시하게 하여 5번의 순목 후에 회전량과 회전방향을 측정하였다. 각 주시 방향 별 주시점은 정면 중심점으로부터 6 mm 떨어진 거리에 위치하였다. 회전량과 회전방향 측정은 렌즈자체에 표기된 축 마킹(3-9시)을 사용하였다. 기록된 사진과 영상은 Photoshop Software (Adobe photoshop 7.01, Adobe Systems Incorporated, United States)을 이용하여 회전양과 회전방향을 분석하였다.

5. 통계처리

SPSS 23을 이용하여 상관관계를 분석하였고 유의확률은 p값이 0.05이하일 경우를 유의한 상관관계가 있는 것으로 판단하였다. 대응표본 t-test를 통해 렌즈 착용 15분 후와 6시간 후의 2개의 각막 난시도 그룹 내에서 주시 시간에 따른 토릭 소프트렌즈 회전량의 유의성을 분석하였다.

1. 정면주시에서의 회전방향 및 회전량

정면주시 상태에서 착용 직후 회전량이 5° 미만인 경우와 5° 이상인 경우로 나누어 착용 시간 경과에 따른 토릭소프트렌즈 회전방향 및 회전량 변화를 알아보았다.

회전량이 5° 미만인 저난시군(−0.75 ≤ D < −1.50)의 회전양상을 평가하였을 때 착용 직후에는 귀 쪽으로 회전이 8안(44%), 코 쪽으로 회전은 10안(56%)이었고, 착용 6시간 후에는 각각 11안(61%), 7안(39%)이었다. 중·고난시군(D ≥ −1.50)에서는 착용 직후 평가에서는 각각 12안(52%), 11안(48%)이었고, 착용 6시간 후에는 각각 18안(78%), 5안(22%)이었다(Fig. 1a). 저난시군에서의 평균 축 회전량은 착용 직후 평가에서 0.2° 귀 쪽, 착용 6시간 후에는 2.4° 귀 쪽이었으며, 중·고난시군에서는 각각 0.3° 귀 쪽, 3.2° 귀 쪽이었다. 착용 직후와 착용 6시간 후 모두 저난시군과 중·고난시군에서 귀 쪽으로 회전하는 경우가 더 많았으며, 중·고난시군에서 회전량이 착용 직후에 비해 통계적으로 유의하게 증가하였다(Fig. 2a).

Fig. 1.

Number of eyes according to the toric lens wearing time in the different corneal astigmatism group. a. Rotation < 5° in the frontal gaze. b. Rotation ≥ 5° in the frontal gaze.

Fig. 2.

Changes in the degree and direction of rotation according to the toric lens wearing time in the different corneal astigmatism group. a. Rotation < 5° in the frontal gaze. b. Rotation ≥ 5° in the frontal gaze.

회전량이 5° 이상인 저난시군에서는 착용 직후에 귀 쪽으로의 회전이 20안(74%), 코 쪽으로 회전은 7안(26%)이었고, 착용 6시간 후에는 각각 20안(74%), 7안(26%)이었다. 중·고난시군에서는 착용 직후 평가에서 각각 13안(76%), 4안(24%)이었고, 착용 6시간 후에서 각각 9안(53%), 8안(47%)이었다(Fig. 1b). 저난시군의 평균 회전량은 착용 직후에 5.4° 귀 쪽, 착용 6시간 후에 5.5° 귀 쪽으로 회전하였고, 중·고난시군은 각각 8.3° 귀 쪽, 3.1° 귀 쪽으로 회전하여 저난시군에서는 회전량의 차이가 나타나지 않은 반면, 중·고난시군에서는 회전량이 감소하였다(Fig. 2b). 착용 시점간의 회전량 변화는 두 난시군에서 모두 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 회전량이 5°미만인 군에서는 착용 직후와 착용 6시간 후의 회전량이 개인에 따라서 최소 0.2°에서 최대 19.2°까지 차이가 있었지만, 5° 이상인 군에서는 최소 0.5°에서 최대 103.4°까지 차이가 나타나 착용 직후 5° 이상의 회전량을 보이는 경우는 개인에 따라서 착용 시간이 경과됨에 따라 100° 이상의 차이를 보이는 경우가 발생하는 것으로 나타났다.

2. 정면주시 시 회전량에 따른 주시 시간별 회전방향 및 회전량

토릭 소프트렌즈를 처방할 때의 축 회전량 평가 시점인 착용 직후를 기준으로 축 회전이 5° 미만인 경우와 이상인 경우로 나누어 착용 시간 경과에 따른 토릭 소프트렌즈의 회전 양상 변화를 비교하여 보았다.

정면주시 시 5° 미만으로 회전하는 저난시군의 경우에는 토릭 소프트렌즈를 착용한 직후에는 모든 주시 방향에서 귀 쪽으로 회전되었으며 주시 방향에 따라 회전되는 정도의 차이가 있었지만 어느 방향을 주시하든지 5° 미만이었다. 정면주시 시 5° 미만으로 회전하는 저난시군이 토릭 소프트렌즈를 6시간 동안 착용한 후에는 많은 경우에 귀 쪽으로 회전이 되었으나 위, 위-귀, 귀 방향 주시 시에는 귀 쪽으로 회전하여 착용 직후와 회전방향에서 차이가 있었으며, 회전량도 귀, 아래-귀, 코, 위-코 방향 주시 시에 5° 이상으로 회전되어 착용 직후와 차이가 있었다. 착용 직후와 착용 6시간 후의 회전량 차이가 가장 큰 방향은 귀 방향으로 6.6° 변하였으며 통계적으로 유의한 차이였다(Fig. 3a).

Fig. 3.

Changes in the degree of rotation according to the wearing time by gaze direction in the corneal astigmatism group with rotation < 5° in the frontal gaze. a. Low astigmatism group (−0.75 ≤D<−1.50). b. Middle and high astigmatism group (D ≥ −1.50).

정면주시 시 5° 미만으로 회전하는 중·고난시군에서는 착용 직후와 착용 6시간 후 모두 많은 주시 방향에서 귀쪽으로 회전이 되었으나 위, 귀-귀, 귀 방향 주시 시에는 귀 쪽으로 회전되어 저난시군과 차이가 있었다. 또한, 착용 직후에도 4개의 주시 방향에서 5° 이상 회전하여 저난시군에 비해 회전량이 많음을 알 수 있었으며, 착용 6시간 후에는 코-위 방향 주시 시에만 5° 이상의 축 회전이 나타났다. 중·고난시군에서는 착용 직후와 착용 6시간 후의 회전량 차이가 모든 주시 방향에서 통계적으로 유의하지 않았다(Fig. 3b).

정면주시 시 5° 이상으로 회전하는 저난시군의 경우에는 토릭 소프트렌즈를 착용한 직후에는 어느 방향으로 주시하든지 귀 쪽으로 회전되어 정면주시 시 5° 미만 군과 차이가 없었으며 6시간 착용 후에는 귀-위 방향으로 주시할 때에만 귀 쪽으로 회전하여 5° 미만 군과 차이가 있었다. 착용 직후의 회전량은 귀-아래, 코, 코-위, 귀-위 방향을 주시하였을 때 5° 이상 회전하여 정면주시 시 5° 미만군에 비해서 회전량이 커졌으며, 착용 6시간 후에는 위 방향을 주시할 때를 제외하고는 모든 방향에서 5° 이상 회전하였고 귀, 귀-아래, 아래, 코-아래, 코, 코-위 방향 주시시에는 10° 이상으로 축이 회전되어 대부분의 주시 방향에서 큰 축 회전이 나타났다. 착용 직후와 착용 6시간 후의 회전량 차이가 가장 큰 주시 방향은 귀-위 방향으로 13.7°의 변화가 나타났으며, 코-위, 코, 귀-아래 및 귀 방향에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다(Fig. 4a).

Fig. 4.

Changes in the degree of rotation according to the wearing time by gaze direction in the corneal astigmatism group with rotation ≥ 5° in the frontal gaze. a. Low astigmatism group (−0.75 ≤D<−1.50). b. Middle and high astigmatism group (D ≥ −1.50).

정면주시 시 5° 이상으로 회전하는 중·고난시군의 경우에는 토릭 소프트렌즈를 착용한 직후에 많은 주시 방향에서 귀 쪽으로 회전이 되었으나 위, 귀-위, 귀 방향 주시 시에는 귀 쪽으로 회전되었다는 점에서 저난시군과 차이가 있었으며, 6시간 착용 후에는 저난시군과 동일하게 위-귀방향 주시 시에만 귀 쪽으로 회전하였다. 착용 직후의 회전량은 귀-아래, 아래, 코-아래, 코, 코-위 방향 주시 시에 5° 이상 회전되었으며, 특히 코 및 코-위 방향 주시 시에는 10° 이상 회전하였다. 착용 6시간 후에는 귀-아래, 아래, 코, 코-위 방향 주시 시에 5.0° 이상 회전하였으나 10° 미만의 회전량을 보여 저난시군과 달리 착용 직후의 회전량이 더 컸다. 착용 직후와 착용 6시간 후의 회전량 차이는 위-코 방향에서 7.0°로 가장 큰 회전량 변화를 보였으나 통계적으로는 차이가 없었다(Fig. 4b).

ASD(Accelerated Stabilized Design) 디자인과 프리즘 밸러스트(Prism ballast) 디자인의 토릭 소프트렌즈로 연구를 수행한 한 박 등^[8]과 Ames 등^[10]의 선행연구에서 정면주시 시 회전방향이 코 쪽보다 귀 쪽이 더 많은 것으로 나타났다. 하지만 본 연구에서는 이들 선행연구에서 수행되지 않았던 실험대상안들의 착용 시간과 각막 난시에 따른 변화양상을 평가하였으며 그 결과 난시도 및 착용 시간에 따라서 축 회전방향이 달라짐을 밝혔다. 즉, 토릭 소프트렌즈의 축 틀어짐을 평가할 때 일반적으로 허용 가능한 축 회전량이 5° 미만인 경우를 분석하였을 때 착용 직후에는 토릭 소프트렌즈의 축이 코 쪽으로 회전하는 대상안과 귀쪽으로 회전하는 대상안 숫자의 차이가 크지 않았으며, 착용 시간이 경과한 후에는 귀 쪽으로 회전하는 비율이 훨씬 높았고, 귀 쪽으로 회전하는 비율은 중·고난시군에서 더 높아서 축 회전방향이 난시도 및 착용 시간에 따라 달라질 수 있음을 알 수 있었다. 반면에 정면 주시에서 5° 이상의 축 틀어짐이 나타난 경우에는 저난시군과 중·고난시군에서 모두 귀 쪽으로 회전하는 비율이 월등하게 높았다.

또한, 본 연구에서 사용한 토릭 소프트렌즈의 축 안정화 디자인은 이중쐐기형으로 선행연구의 대상이었던 토릭 소프트렌즈와 축 안정화 디자인의 차이에 의해서도 축 회전방향의 차이가 나타났을 가능성도 있다. Edrington^[11]의 연구에 따르면 이중쐐기형 디자인를 착용하였을 때 낮은 굴절력의 근시와 난시일 경우에는 중심부가 얇게 제작되어 축 안정화가 불안정한 경향이 있다고 보고하였고, Gundel^[12]은 이중쐐기형 디자인의 도난시 렌즈일수록 두꺼운 경선이 상안검과 평행을 이루면서 회전을 줄일 수 있다고 하였다. 이렇게 토릭 소프트렌즈 자체의 두께의 차이에 의해서도 축 안정성이 영향을 받을 뿐만 아니라 각막의 형태와 관련하여 토릭 소프트렌즈의 안정성에 대한 영향이 달라졌을 가능성도 크다. 각막의 형태는 각막 지형도로 분류된 원형, 타원형, 나비형과 같은 몇 가지 각막 형상으로 분류할 수 있을 뿐만 아니라 각막 이심율로도 분류될 수 있으며, 이러한 각막 형상 및 각막 이심율의 차이에 의해 토릭 소프트렌즈의 축 회전이 달라질 수 있음이 보고된 바 있다.^[9,13] 본 연구로부터 각막 난시의 정도 역시 토릭 소프트렌즈의 축 안정화를 달라질 수 있게 하는 요인으로 작용할 수 있음을 알 수 있었다.

본 연구에서 주시 시간에 따른 토릭 소프트렌즈의 축 회전량을 측정한 결과, 정면주시 시 5° 미만으로 회전이 된 정상 피팅군이 토릭 소프트렌즈를 착용한 직후에는 저난시군의 경우 어느 방향을 주시하든 5° 미만의 회전량을 보여 주시 시간에 따른 시력 변화가 크지 않을 것으로 예상하나 중·고난시군은 정면주시 시 5° 미만의 회전량을 보인 착용 직후에도 주시 방향에 따라서 5° 이상 차이나는 경우가 발생하는 것으로 나타나 주시 방향에 따라 시력 변화가 크게 나타날 수 있음을 알 수 있었다. 하지만 착용 6시간 후에는 저난시군의 회전량이 착용 직후보다 증가하여 착용 시간 경과에 따라서 5° 이상 차이나는 경우가 발생하는 것으로 나타나 착용 초기에는 시력 이상을 느끼지 못하더라도 착용 시간이 경과됨에 따라 시력 변화를 느끼게 될 것으로 보인다. 중·고난시군에서는 착용 직후와 비교하여 회전량의 변화가 크지 않아 비록 착용 6시간이 경과된 후에도 시력의 변화가 크지 않을 것으로 보인다.

토릭 소프트렌즈를 처방하기 위한 축 회전 평가 시에 5° 이상의 회전량을 보인 경우에도 그 렌즈의 착용을 지속하였을 때 나타날 수 있는 시력의 변화 정도가 저난시군과 중·고난시군 모두 착용 직후와 착용 6시간 후에 주시 방향에 따라서 10° 이상까지 났다. 특히 저난시군은 착용 직후 5.4°로 정면주시 시의 축 회전이 5°를 크게 벗어나는 범위가 아니었음에도 주시 방향에 따라서 크게 차이가 났으며 중·고난시군은 착용 직후 8.3°로 정면주시 시의 축 회전이 상대적으로 많았으나 착용 시간이 경과되었을 때 축 회전이 10°를 벗어나는 경우가 저난시군보다 작아서 시력적인 면에서는 저난시군보다 중·고난시군이 문제가 더 적은 것으로 나타났다. 위와 아래의 얇은 디자인과 4개의 활성존을 통해 렌즈의 축을 교정하는 디자인의 토릭 소프트렌즈를 귀쪽과 코 쪽으로 각각 45°씩 회전시켰을 때 각막 난시도가 높은 군에서 렌즈의 회전복귀속도가 가장 빨랐다는 박 등^[8]의 연구에서와 마찬가지로 난시도가 높은 군에서의 축 회전이 안정적임을 알 수 있는 결과라 볼 수 있다.

McIlraith 등^[14]은 프리즘 밸러스트 오토얼라인(Auto align) 디자인의 토릭 소프트렌즈를 대상으로 한 연구에서 귀-위 방향을 주시하였을 때 회전이 가장 컸으며 10° 가량되었다. 본 연구에서는 난시도와 착용 시간에 따라서 주시 방향에 차이가 있었으며 대체적으로 코 방향보다는 귀 방향을 주시하였을 때와 위아래 수직 방향보다는 사선 방향으로 주시하였을 때 회전량이 더 크게 나타났다. 이러한 결과가 나타난 이유는 내회선 혹은 외회선 시 큰 안구 회전량이나 상안검의 마찰이 관여했을 가능성이 있다고 보인다. 덧붙여 안검의 각도 및 크기 혹은 안검장력이 축 회전에 영향을 미칠 수 있는 변수가 될 수 있다고 보고한 Young 등^[15]의 연구와 같이 외회선 운동이 큰 사선 방향을 주시함으로써 안검의 각도 및 장력이 달라져 렌즈의 회전량이 변하는 것이라 생각된다.

ASD 방식의 안정화 디자인 렌즈의 피팅 가이드라인에 따르면 정면주시 시 축 회전량의 수용 범위가 5°라고 언급되어 있다.^[16] 반면 본 연구에 사용된 이중쐐기형 디자인의 토릭 소프트렌즈는 축 회전량의 수용 범위가 제시되어 있지 않았으나, 회전량이 적으면 적을수록 시력에 유리한 것은 사실이다. 본 연구에서는 각막 난시, 착용 시간 및 주시 방향에 따라서 축의 틀어짐에 따라 시력의 변화가 초래할 수 있음을 밝혔다. 그러나 토릭 소프트렌즈의 회전에 두께 또한 영향을 미치므로 착용자의 근시도와 난시도가 회전에 영향을 미쳤을 것으로 보인다. 따라서 추후 근시도 및 난시도에 따른 토릭 소프트렌즈의 회전 변화 및 각막난시도와의 상관관계에 대해 충분한 수의 피검자를 대상으로 연구할 필요가 있다. 보다 안정적인 토릭 소프트렌즈 처방을 위해서 다양한 축 안정화 디자인 기술이 개발되고 있으며, 처방에 대한 전문성도 개선되어 토릭 소프트렌즈가 난시 교정을 위해 효과적으로 사용되고 있지만 보다 나은 시력 보정을 위해서 각막 난시와 같이 축 회전에 영향을 미칠 수 있는 요인들에 대해 지속적인 연구가 필요하리라 생각된다.