Ann Optom Contact Lens > Volume 22(3); 2023 > Article
각막굴절교정렌즈 치료 영역의 이측 편위와 연관된 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계 지표 분석

Abstract

목적

전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계를 이용하여 각막굴절교정렌즈 치료 영역의 이측 편위의 연관 인자를 찾아보고자 하였다.

대상과 방법

각막굴절교정렌즈를 최소 2주 이상 착용한 대상자에서 최초 착용 전 시행한 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계(Anterion; Heidelberg, Germany)에서 전면 각막 굴절지표, 각막 두께 지표, 전면 각막 높이 지표, 전면 각막 수차를 수집하였다. 치료 영역의 이측 편위 발생 여부에 따른 기저 지표들의 차이를 분석하였다.

결과

총 33명(평균 10.6 ± 2.2세) 63안이 분석에 포함되었다. 대조군(no decentration [ND], n = 48안)과 이측 편위군(temporal decentration [TD], n = 15안) 간 치료 전 안축장, 구면대응치, 수평 각막 직경의 차이는 없었다. 전면 평균 각막 굴절력, 중심 각막굴절력, 이측 및 비측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점에서의 각막 굴절력 모두 TD 군에서 더 높았다. 4.0 mm 직경에서의 수직 경선 대비 수평 경선의 전면 평균 각막 굴절력 비는 TD 군에서 더 높았다. 각막 최대 굴절력의 수직 좌표(Kmax y)의 절대값은 ND 군에서 더 높았다. 고위 root mean square 수차는 경계성 유의 수준을 보이며 ND 군에서 더 높았다.

결론

전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계 상 중심 및 수평 경선에서의 가파른 각막 곡률, 4.0 mm 직경에서 수평 경선의 상대적인 가파름, Kmax의 수직 치우짐이 각막굴절교정렌즈 치료 영역의 이측 편위와 연관이 있었다.

Abstract

Purpose

This study aims to elucidate the factors contributing to the temporal decentration of the orthokeratology lens (OK lens) treatment zone, employing profiles obtained from anterior segment swept-source optical coherence tomography (AS SS-OCT).

Methods

The measurements prior to treatment were taken using AS SS-OCT (Anterion; Heidelberg, Germany) in subjects who had worn OK lenses for at least 2 weeks. The collected data encompassed anterior corneal refractive profiles, corneal thickness profiles, anterior corneal elevation profiles, and anterior corneal aberrations. A comparison was drawn between two groups: the temporal decentration (TD) group and the control (no decentration [ND]) group, based on the presence of temporal decentration of the treatment zone.

Results

The analysis included a total of 63 eyes (48 eyes in the ND group and 15 eyes in the TD group) from 33 patients (10.6 ± 2.2 y). No significant differences were observed in axial length, spherical equivalent, and horizontal corneal diameter between groups. However, the TD group exhibited higher values in terms of anterior SimKmean (D), central K (D), and anterior K at temporal and nasal 3.0, 2.0, and 1.0 mm points. Moreover, the TD group displayed a higher horizontal meridian to vertical meridian ratio (H/V K ratio at 4.0 mm diameter) of anterior corneal K at 4.0 mm diameter ring. The ND group showed a higher vertical distance to the maximum corneal power (Kmax y) compared to the TD group. Although high order root mean square aberrations were relatively higher in the ND group, statistical significance was marginally attained (p = 0.047).

Conclusions

The temporal decentration of the OK lens treatment zone was determined to be linked with steeper corneal curvature at the central and horizontal meridians, an augmented relative steepness of the horizontal meridian at the 4.0 mm diameter, and a vertical displacement in Kmax on AS SS-OCT.

서 론

각막굴절교정렌즈(orthokeratology lens)를 이용한 각막굴절교정술은 일시적으로 근시성 굴절 이상을 줄여주면서 동시에 소아 및 청소년기에 중장기적으로 근시의 진행 속도를 억제시켜 주는 비수술적 치료법이다[1]. 각막굴절교정렌즈는 역기하 디자인을 띄고 있기 때문에 중심 각막은 편평하게 되고 중심 주변부 각막은 가파르게 되어 주변부 망막의 원시성 탈초점화(defocus)가 유발되는 것이 작용 원리이다[2].
각막굴절교정술은 위생 관리를 철저하게 하면서 정기적으로 관찰한다면 비교적 안전하고 근시 완화 및 진행 억제에 매우 효과적이기 때문에[3,4] 최근 들어 널리 대중화되고 있다. 하지만, 치료 영역(treatment zone)의 중심이탈(decentration)은 각막굴절교정술의 대표적인 임상적 난제 상황들 중 하나이며, 이의 적절한 해결은 지난 수십 년간 많은 임상가들의 큰 관심사였다[5,6]. 정상적인 피팅 과정에도 불구하고 심하지 않은 치료 영역의 중심이탈은 흔히 발생하곤 하고, 일부에서는 이상적이라고 판단될 정도의 피팅이라 할지라도 교정되지 않는 경우도 종종 경험하게 된다. 중심이탈이 교정되지 않으면 시력 저하, 각막의 수차 증가, 이로 인한 빛번짐(glare), 빛퍼짐(halo), 빛폭발(starburst)와 같은 이상광시증(dysphotopsia) 및 대비감도 저하가 발생할 수 있기 때문에[7], 교정되지 않은 각막굴절교정렌즈 치료 영역의 중심 이탈은 임상적으로 중요한 문제라고 할 수 있다.
치료 영역의 중심이탈 중 하측 및 이측(temporal) 방향으로의 중심이탈이 상대적으로 흔하다고 알려져 있으며[7,8], 수평 방향의 중심이탈 중 74%에서 이측 방향으로의 이탈이 발생한다고 보고된 바 있었다[7]. 수직 방향의 중심이탈은 기본적으로 렌즈가 눈꺼풀에 일부 가리기 때문에 렌즈의 기본 만곡 조정, 주변부 만곡 조정 등을 통해 시상 깊이(sagittal depth)를 조정하여 쉽게 교정되는 경우가 흔하지만, 이측 편위(temporal decentration)는 부적절한 렌즈 직경을 비롯한 렌즈 피팅 상의 문제들을 제외하고서라도 기저 각막 난시, 수면 중의 안구 움직임, 비정상적인 수면 자세, 아시아인에서 특이적인 짧은 눈꺼풀사이 거리, 높은 눈꺼풀 장력, 때로는 알 수 없는 이유의 복합적인 원인에 의해 발생하기 때문에[9-11] 교정이 어려운 편이다. 따라서 각막굴절교정렌즈를 처음 피팅할 시, 치료 영역의 이측 편위를 사전에 예측할 수 있다면 환자 선택 및 사전 설명에 큰 도움이 될 것이다.
과거 한 연구에서 각막 지형도의 몇 가지 지표들이 각각 수평 방향 및 수직 방향으로의 치료 영역 중심이탈의 정도와 유의한 연관성을 가진다고 보고하였다[12]. 하지만 이는 이측 방향에 국한하여 분석한 연구가 아니었고 플라시도 원반 기반의 각막지형도를 이용하였기 때문에 현재 샤임플러그카메라 혹은 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계 기반의 각막 단층촬영(corneal tomography)이 대중화된 현재의 실정에 맞지 않은 한계점이 있다. 이에 본 연구에서는 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계 상의 다양한 지표들을 대상으로 각막굴절교정렌즈 치료 영역의 이측 편위의 연관 인자를 찾아보고자 하였다.

대상과 방법

본 연구는 후향적 코호트 연구로서 환자 동의서 취득은 면제 받았다. 중앙대학교병원의 연구윤리심의위원회(institutional review board [IRB])의 승인(approval number: 2307-008-19479) 하 헬싱키 선언에 입각하여 수행되었다. 본원 안과에서 LK렌즈(Lucid Korea, Seoul, Korea) 혹은 Paragon CRT (Paragon Vision Sciences, Gilbert, AZ, USA) 렌즈를 이용하여 각막굴절교정렌즈 착용 시작 후 2021년 11월부터 2023년 8월간 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계(Anterion; Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany)를 촬영한 바 있었던 환자들을 포함하였다. 각막굴절교정렌즈의 최초 피팅은 회사 측에서 제공하는 제품별 가이드라인을 따랐다.
각막굴절교정렌즈를 최소 2주 이상 착용한 대상자에서 각막굴절교정렌즈 치료 영역의 중심이탈이 없는 대조군(no decentration [ND] group)과 이측 편위가 있는 환자군(temporal decentration [TD] group)으로 구분하였다. 치료 시작 전 시행한 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계와 자동굴절측정계에서 아래 총 5가지 범주 내 지표들을 수집하여 군 간 비교하였다.
첫 번째 범주로 전면 각막 굴절 지표(anterior corneal refractive profiles)를 수집하였다. 전면 축성 곡률(anterior axial curvature)에 기반한 3.0 mm 직경에서의 전면 각막 평균 굴절력(SimKmean), 전면 각막 난시, 전면 최대 각막 굴절력(Kmax)의 각막 정점(vertex) 기준 수평 좌표(Kmax x, mm)의 절대값 및 수직 좌표(Kmax y, mm)의 절대값, 전면 축성 곡률 지도(anterior axial curvature map) 상 중심, 이측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점, 비측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점, 상측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점 및 하측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점에서의 전면 각막 굴절력을 수집하였다. 각막 정점에서 3.0, 2.0, 1.0 mm 떨어진 지점 각각에서의 이측부에서 비측부 전면 각막 굴절력을 뺀 값을 각각 6.0 mm 직경에서의 이비측 전면 각막 굴절력 차이(temporal and nasal [TN] K difference at 6.0 mm diameter, D), 4.0 mm 직경에서의 이비측 전면 각막 굴절력 차이(TN K difference at 4.0 mm diameter, D), 2.0 mm 직경에서의 이비측 전면 각막 굴절력 차이(TN K difference at 2.0 mm diameter, D)로 정의하였다. 각막 정점에서 3.0, 2.0, 1.0 mm 떨어진 지점 각각에서의 상측부에서 하측부 전면 각막 굴절력을 뺀 값을 각각 6.0 mm 직경에서의 상하측 전면 각막 굴절력 차이(superior and inferior [SI] K difference at 6.0 mm diameter, D), 4.0 mm 직경에서의 상하측 전면 각막 굴절력 차이(SI K difference at 4.0 mm diameter, D), 2.0 mm 직경에서의 상하측 전면 각막 굴절력 차이(SI K difference at 2.0 mm diameter, D)로 정의하였다. 직경 6.0, 4.0, 2.0 mm 각각에서의 수직 경선 전면 평균 각막 굴절력 대비 수평 경선 전면 평균 각막 굴절력의 비(horizontal to vertical [H/V] K ratio at 6.0, 4.0, 2.0 mm diameter)를 산출하였다.
두 번째 범주로 각막 두께 지표(corneal thickness profile)를 조사했으며, 중심각막두께(μm), 최저각막두께(μm) 및 최저 각막두께의 각막 정점 기준 수평 좌표(thinnest point x, mm)의 절대값을 수집하였다.
세 번째 범주로 전면 각막 높이 지표(anterior corneal elevation profiles)를 조사하였고, best-fit toric (BFT)을 기준으로 한 전면 높이 지도(anterior elevation map) 상 중심, 이측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점 및 비측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점에서의 높이(mm)를 수집하였다.
네 번째 범주로 전면 각막 수차를 조사하였다. 각막 정점 기준 중심 6.0 mm 이내 영역에서 전면 각막의 1-4차에 걸친 10개의 개별 수차값(1차: vertical tilt, horizontal tilt; 2차: 사난시[oblique astigmatism], 탈초점[defocus], 직난시와 도난시[WTRATR astigmatism]; 3차: oblique trefoil, 수직 코마[vertical coma], 수평 코마[horizontal coma], horizontal trefoil; 4차: 구면수차[spherical aberration]), 저위 root mean square (RMS low order aberration) 및 고위 RMS (RMS high order aberration) 값을 수집하였다. 1-4차 개별 각막 수차는 좌우안 차이에 따른 음수, 양수의 차이를 보정하기 위해 절대값을 분석에 이용하였다.
그 밖의 기타 범주로 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계 상 수평 방향의 각막 직경(white-to-white, mm) 및 안축장(mm), 자동굴절측정계상 구면대응치(spherical equivalent, D)를 수집하였다.
전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계의 전면 각막 접선곡률 지도(anterior tangential curvature map)의 치료 영역에 가상의 원을 그린 다음 그 중심을 치료 영역의 중심으로 정의하였다. 접선곡률지도의 정사각형 1칸의 변의 길이가 1.0 mm임을 참고하여, 과거 보고된 방식과 같이 치료 영역 중심과 동공 중심 사이의 수평 거리가 0.5 mm를 초과할 시[13], 각막굴절교정렌즈 치료 영역의 이측 편위로 정의하였다(Fig. 1).
군 간 결과값 비교 시, 정규성 검정 후 결과값들이 정규 분포를 만족할 시에는 모수 검정인 Student’s t-test를, 정규 분포하지 않을 시에는 비모수 검정인 Mann-Whitney U test를 시행하였다. 군 간 성별 분포 차이 분석은 chi-square test를 이용하였다. p-value가 0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다. 통계 분석은 Prism version 10.0 (GraphPad Software, Boston, MA, USA)을 이용하였다.

결 과

총 33명(남자 8명, 여자 25명) 63안이 포함되었다. 평균 나이는 10.6 ± 2.2세였다. 전체 대상자 중 48안은 ND 군, 15안은 TD 군으로 배정되었다. TD 군의 중심이탈 정도는 평균 0.67 ± 0.13 mm였다. 각막굴절교정렌즈 착용 시작 당시의 나이, 기저 안축장 길이, 구면대응치, 각막 직경은 군 간 차이가 없었으나, 여자 환자의 비율은 ND 군에서 46.0%, TD 군에서 100%로 이측 편위군에서 여자의 비율이 유의하게 높았다(p < 0.001, Table 1).
전면 각막 평균 굴절력은 TD 군에서 44.51 ± 1.08 D, ND 군에서 43.64 ± 0.92 D로 TD 군에서 유의하게 더 높았고(p = 0.025) 전면 각막 난시는 두 군 간 차이가 없었다(Table 2). 각막 정점에서 Kmax까지의 수평 거리는 두 군 간 차이가 없었으나, 수직 거리는 ND 군에서 1.70 ± 0.88 mm, TD 군에서 0.77 ± 0.43 mm로 ND 군에서 유의하게 더 높았다(p = 0.011, Table 2). 중심 및 이측과 비측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점에서의 전면 각막 굴절력 모두 역시 TD 군에서 유의하게 더 높았다(Table 2). 상측과 하측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점에서의 전면 각막 굴절력은 두 군 간 차이를 보이지 않았고, 직경 6.0, 4.0, 2.0 mm 각각에서의 이비측 전면 각막 굴절력 차이와 상하측 전면 각막 굴절력 차이 역시 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 6.0, 2.0 mm 직경에서의 H/V K ratio는 군 간 차이가 없었으나, 4.0 mm 직경에서는 H/V K ratio (H/V K ratio at 4.0 mm diameter)가 TD 군에서 0.98 ± 0.01, ND 군에서 0.96 ± 0.02로 TD 군에서 유의하게 더 높았다(p = 0.027, Table 2). ND 군, TD 군 모두에서 3.0 mm 및 2.0 mm 지점에서 이측부 전면 각막 굴절력이 비측부 전면 각막 굴절력 대비 유의하게 더 높았으며, 1.0 mm 지점에서는 ND 군에서만 이측부 각막 굴절력이 비측부보다 높았고 TD 군에서는 이측, 비측 간 차이를 보이지 않았다(Table 3).
중심각막두께, 최저각막두께 및 최저각막두께의 수평 거리는 군 간 차이가 없었고(Table 4), 중심, 이측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점 및 비측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점에서의 전면 각막의 높이 역시 두 군 간 차이가 없었다(Table 5). ND 군, TD 군 모두에서 2.0 mm 및 1.0 mm 지점에서 이측부 전면 각막 높이가 비측부 전면 각막 높이 대비 유의하게 더 높았으며, 3.0 mm 지점에서는 두 군 모두에서 이측부와 비측부 간 전면 각막 높이의 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 6).
치료 전 전면 각막의 1-4차에 걸친 10개의 개별 수차의 절대값은 모두 두 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 7). 저위 RMS는 두 군 간 차이를 보이지 않았고, 고위 RMS는 ND 군에서 0.48 ± 0.09 μm, TD 군에서 0.40 ± 0.08 μm로 이측 편위가 없는 군에서 경미하게 더 높았으나 그 차이는 경계 수준의 통계적 유의성을 보였다(p = 0.047, Table 7).

고 찰

일반적으로 각막굴절교정렌즈 치료 영역의 중심이탈 중 하측 및 이측 방향으로의 중심이탈이 흔하다[7,8]. 수평 방향의 중심이탈 중 비측보다 이측 방향으로의 중심이탈이 더 흔한 이유는 본 연구에서도 동일하게 보였듯이 정상적으로 각막은 비측부보다 이측부가 더 가파른 형태를 가지기 때문이다[14]. 렌즈 치료영역의 중심이탈은 근시 진행을 오히려 더 억제시키는 장점이 있지만 각막의 고위수차를 증가시키고 대비감도를 떨어뜨려 시력의 질적 저하를 가져온다[7]. 본 연구에서는 평균 0.67 ± 0.13 mm의 심하지 않은 치료 영역 이측 편위 환자에서 치료 전 전안부 파장가변 빛간섭단층 촬영 지표들의 특징들을 분석하였다. 그 결과 대조군 대비 이측 편위군에서 3.0 mm 직경에서의 전면 평균 각막 굴절력, 전면 중심 각막 굴절력, 이측 및 비측 3.0, 2.0, 1.0 mm 지점에서의 전면 각막 굴절력이 모두 더 높았고, Kmax의 수직거리가 더 짧았으며, 4.0 mm 직경에서의 수직 경선 대비 수평 경선의 전면 평균 각막 굴절력 비(H/V K ratio at 4.0 mm diameter)가 더 높았다. 현재까지 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계 상 다양한 지표들을 이용해서 각막굴절교정렌즈 치료 영역의 이측 편위와 연관된 인자를 색출하고자 한 연구는 국내외에 없었으며 본 연구가 최초이다.
본 연구에 사용한 장비인 Anterion은 2019년에 출시된 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계로, 1,300 nm의 긴 파장의 레이저 광원을 이용해서 14.0 mm 깊이로 전안부 단면을 촬영할 수 있고, 10 μm 이내의 축방향 해상도와 45 μm의 횡방향 해상도의 고해상도로 B 스캔을 얻을 수 있다[15,16]. 또한, 각막 정보를 얻기 위해 직경 8.0 mm 이내에서 총 65개의 방사형 이미지를 측정해서 중심 3.0 mm에서의 중심각막곡률을 계산하여 전후면 각막 굴절값을 제공해준다. 또한, 전통적인 플라시도 원반 방식의 각막지형도는 눈물층의 영향을 받을 수 있기 때문에 특히 안구건조증이 있는 환자에서 부정확한 굴절 지표들을 얻게 되는 한계점을 보완할 수 있고, 샤임플러그카메라 방식의 전안부 분석기들의 기존 출시된 일부 모델에서는 안축장 정보를 동시에 얻지 못한다는 단점 역시 Anterion이 보완할 수 있다. 최근 한 연구에서, 실제 임상에서 사용되는 안구 생체측정정보들이 Anterion과 이중샤임플러그 카메라 전안부 분석계 간 큰 차이가 없다고 보고한바 있다[17]. 이를 종합해보았을 때, 정확한 안축장과 전안부의 각종 굴절지표들의 정보들을 얻을 수 있고, 측정값들이 안구건조증, 안구 표면의 장벽 상태를 비롯한 눈물층 문제에 상대적으로 덜 구애받기 때문에 각막굴절교정렌즈 피팅 및 경과 관찰에 있어 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계를 유용하게 사용해볼 수 있겠다.
라식 수술 시 각막 절삭 영역의 중심이탈이 0.5 mm 이내는 이상적이거나 정상으로, 0.5-1.0 mm의 중등도 중심이탈은 통상적으로 받아들일 수 있는 수준으로 알려진 바 있다[18]. 본 연구에서는 이러한 통상적인 기준과 과거에 보고된 기준[13]에 따라 0.5 mm를 초과하는 중심이탈을 임상적으로 의미있는 중심이탈로 간주하여 본 연구에서의 이측 편위의 기준으로 삼았다.
본 연구에서 치료 시작 전 각막 전면 각막 난시가 두 군 간 차이가 없었는데(Table 1), 이는 각막의 난시가 증가할수록 중심이탈의 정도가 증가한다는 과거 연구와 배치된다. Maseedupally et al [9]은 1.50-3.50 D의 각막 난시가 있는 환자에서 각막 난시가 증가할수록 중심이탈 정도가 유의하게 증가한다고 보고하였다. 반면, 이와 반대로 Gu et al [12]은 본 연구에서와 유사하게 치료 영역 중심이탈의 정도가 기저 각막 난시와 무관하다고 보고하였다. 각막 난시가 증가하게 되면 일반적으로 각막굴절교정렌즈의 주변부 영역을 좀 더 가파르게 조정하는 경향이 있기 때문에 아마도 이러한 피팅 상의 보정 경향이 기저 각막 난시가 본 연구에서 이측 편위와 무관한 결과가 나왔을 것으로 추정된다.
본 연구에서 기저 전면 중심 각막 굴절력과 이측과 비측 각막 1.0, 2.0, 3.0 mm 지점의 굴절력 모두 TD 군에서 더 높았지만, 상측과 하측 각막의 굴절력은 두 군 간 차이가 없었다(Table 2). 각막의 중심 및 중심 주변부의 시상 높이가 높아서 각막의 중심이 각막굴절교정렌즈에 의해 보다 쉽게 눌릴 수 있는 상황에서 수직 대비 수평 경선에서 더 가파른 각막에서는 렌즈가 수평 방향으로 더 중심이탈이 잘 일어날 수 있겠다고 저자들은 생각한다. 나아가, 3.0, 5.0 mm 직경과는 달리 4.0 mm 직경에서만 수직 경선 대비 수평 경선의 각막 굴절력 비(H/V K ratio at 4.0 mm diameter)가 TD 군에서 유의하게 더 높았는데(Table 2), 이는 측정한 각막 위치의 상이함 때문일 수 있다. Maseedupally et al [9]의 연구에 의하면 중심 3.0 mm 직경에서 각막 난시를 측정했을 때에는 각막 난시의 증가에 따라 중심이탈 정도가 커졌는데, 오히려 Gu et al [12]은 5.0 mm 직경에서의 각막 난시는 중심이탈 정도가 음의 상관관계를 가진다고 하였다. 이를 종합하자면 대략적으로 중심 3.0-4.0 mm 직경에서의 각막의 수평 경선과 수직 경선 간 굴절력 불균형이나 각막 난시 정도가 치료 영역의 중심이탈에 주도적으로 영향을 주는 것으로 추정해볼 수 있겠다.
비록 본 연구에서는 6.0, 4.0, 2.0 mm 직경 모두에서 이측과 비측의 전면 각막 굴절력 차이와 상측과 하측의 전면 각막 굴절력 차이가 두 군 간 다르지 않았으나(Table 2), Gu et al [12]은 3.0 mm 직경에서의 상하측 각막 굴절력 차이 정도가 수평 방향에서 중심이탈 정도와 역으로 비례한다고 하였다. 흥미롭게도 본 연구에서 전면 최대 각막 굴절력(Kmax)의 각막 정점 기준 수평 거리는 두 군 간 차이가 없었으나, Kmax의 수직 거리는 이측 편위가 없었던 군에서 오히려 더 높았다(Table 2). 아마도 Kmax의 수직 방향으로의 치우짐, 수직 경선의 상하측 굴절력 차이처럼 수직 방향으로의 중심이탈을 유발하려는 힘이 존재할수록 수평 방향에서의 치료영역 중심이탈의 억제력이 발생할 수 있다고 생각된다.
각막 부위별 높이는 두 군 간 차이가 없었고(Table 5), 두 군 모두에서 중심에서 2.0, 1.0 mm 떨어진 지점에서 오히려 이측 각막이 비측 각막에 비해 유의하게 더 높았다(Table 6). 이측 각막의 전면이 비측보다 더 앞으로 튀어나와 있는 점은 이론적으로는 이측 편위의 장벽으로 작용할 수 있다고 생각되는데, 사실 각막의 높이가 곡률지도와 같이 굴절력의 절대값을 구하는 것이 아니라, BFT, best-fitsphere처럼 가상의 최적 모형을 만든 다음에 그를 기준으로 한 상대적인 높이를 구하는 것이기 때문에 환자별로 표준화가 되지 않는 점이 이러한 결과가 발생한 원인이지 않을까 조심스럽게 추정된다.
본 연구에서는 각막의 수평 직경(white-to-white) 역시 두 군 간 차이가 없었다(Table 1). Gu et al [12]은 각막 직경에 따라 환자 맞춤식으로 렌즈 직경을 달리 처방했을 때 렌즈의 직경이 중심이탈 정도와 상관관계를 가지지 않았다고 보고하였는데, 이는 각막 직경이 클수록 렌즈의 직경을 크게 제작하여 착용한 것이 중심이탈을 억제한 효과가 사전에 반영되었을 가능성이 있다. Hiraoka et al [7]이 10.0 mm 직경의 렌즈를 처방했을 때 중심이탈 정도가 0.85 ± 0.51 mm였고, Maseedupally et al [9]이 11.0 mm 직경의 렌즈를 처방했을 때 중심이탈 정도가 0.48 ± 0.20 mm로 훨씬 적었던 것은 렌즈의 직경이 중심이탈과 상관이 있다는 근거이기 때문에 모든 환자에서 각막의 직경을 감안하지 않고 일괄적으로 동일 직경을 처방하는 것은 바람직하지 않을 것이다. 하지만, 렌즈의 직경 변화 없이 렌즈의 기본만곡과 주변부 만곡 모두 중심이탈에 영향을 주기 때문에 각막의 직경, 렌즈의 직경이 중심이탈 여부와 그 정도에 절대적인 인자로 작용하지 않을 것으로 저자들은 생각한다. 본 연구에서의 중심이탈 정도가 0.67 ± 0.13 mm로 경증에 가까웠던 것도 각막 직경이 두 군 간 차이가 없었던 것의 원인 중 하나였을 수 있다.
본 연구에서 10개의 개별 수차 모두 두 군 간 차이가 없었고, 예상과 달리 고위 RMS 값이 ND 군에서 0.48 ± 0.09 μm로 0.40 ± 0.08 μm인 TD 군에 비해 오히려 약 0.08 μm 더 높았는데, 이는 Kmax가 중심에서 수직으로 치우친 것이 오히려 중심이탈의 보호효과로 작용한 것처럼 고위 수차로 유발된 안구 표면의 불규칙성이 각막의 이측 편위의 보호 효과로 작용했을 수도 있다. 하지만, 두 군 간의 유의 수준이 0.047로 경계 수준이었고 적은 대상자수를 포함한 본 연구의 특성 상 통계적인 오류 가능성을 배제할 수 없다.
본 연구는 후향적 연구 설계를 가지고 적은 대상자수를 포함한 중대한 한계를 가진 연구이다. 하지만, 실제 임상에서 난제 중 하나인 각막굴절교정렌즈 치료 영역 이측 편위의 위험 인자를 전안부 파장가변 빛간섭단층촬영계로 선별해보고자 한 의도를 가진 최초의 연구로서의 성격을 가진다. 비록 본 연구에서 제시한 몇 가지 지표들이 명확한 cut-off 값을 가지지는 못하기 때문에 각막굴절교정렌즈의 최초 피팅 시 이측 편위를 예방하기 위한 명확한 가이드라인을 임상가들에게 제공해줄 수는 없겠지만, 특히 4.0 mm 직경에서 수평 경선의 상대적인 가파름, Kmax의 수직 치우짐, 전반적으로 가파른 각막 곡률 등을 사전에 살펴보고 이측 편위 발생을 미리 예상해볼 수 있겠다는 의의를 가진다.

Conflicts of interest

The authors have no conflicts to disclose.

Figure 1.
Definition of pupil-centered temporal decentration in the orthokeratology treatment zone, as determined by the anterior tangential curvature map in Anterion anterior segment swept-source optical coherence tomography. The black circle represents the designated fitting zone. The left yellow circle indicates the center of the treatment zone, while the right yellow circle lies on the same vertical meridian as the pupil center. The distance between the pupil center and the center of the treatment zone, depicted by a bidirectional red line, is defined as the temporal decentration distance.
aocl-2023-22-3-89f1.jpg
Table 1.
Comparative analysis of patient demographics, baseline axial length, spherical equivalent, and white-to-white distance based on temporal decentration in orthokeratology treatment zone
Variable No decentration (n = 48) Temporal decentration (n = 15) p-value
Age (years) 10.7 ± 2.3 10.5 ± 2.1 0.765*
Sex, female 46.0 100 < 0.001
Axial length (mm) 24.28 ± 0.68 24.41 ± 0.61 0.517*
Spherical equivalent (D) -2.42 ± 1.29 -2.53 ± 0.85 0.312
White-to-white distance (mm) 11.90 ± 0.28 12.03 ± 0.30 0.147*

Values are presented as mean ± standard deviation or percentage only.

D, diopter.

* Student’s t-test;

Chi-square test;

Mann-Whitney U test.

Table 2.
Comparative analysis of baseline anterior corneal refractive profiles based on temporal decentration in orthokeratology treatment zone
Anterior corneal refractive profiles No decentration (n = 48) Temporal decentration (n = 15) p-value
Anterior SimKmean (D) 43.64 ± 0.92 44.51 ± 1.08 0.025*
Anterior corneal astigmatism (D) 1.48 ± 0.82 1.23 ± 0.52 0.654
Magnitude of Kmax (mm)
 x 0.16 ± 0.14 0.10 ± 0.10 0.311*
 y 1.70 ± 0.88 0.77 ± 0.43 0.011*
Anterior K at corneal vertex (D) 43.79 ± 0.78 44.63 ± 1.03 0.034*
Anterior K at temporal (D)
 3.0 mm 42.61 ± 0.46 43.48 ± 1.14 0.012*
 2.0 mm 43.00 ± 0.52 43.90 ± 1.11 0.010*
 1.0 mm 43.11 ± 0.62 44.04 ± 1.01 0.009*
Anterior K at nasal (D)
 3.0 mm 41.78 ± 0.64 42.74 ± 1.31 0.020*
 2.0 mm 42.51 ± 0.63 43.58 ± 1.22 0.008*
 1.0 mm 42.89 ± 0.72 43.94 ± 1.07 0.008*
TN K difference (D)
 6.0 mm diameter 0.89 ± 0.38 0.77 ± 0.28 0.475
 4.0 mm diameter 0.48 ± 0.28 0.38 ± 0.39 0.396*
 2.0 mm diameter 0.18 ± 0.23 0.13 ± 0.28 0.637*
Anterior K at superior (D)
 3.0 mm 43.55 ± 1.18 44.04 ± 1.15 0.338*
 2.0 mm 44.52 ± 1.44 44.74 ± 1.22 0.720*
 1.0 mm 44.63 ± 1.30 45.06 ± 1.15 0.429*
Anterior K at inferior (D)
 3.0 mm 44.17 ± 0.87 44.41 ± 0.96 0.364
 2.0 mm 44.68 ± 0.79 44.90 ± 1.17 0.587*
 1.0 mm 44.58 ± 0.78 45.11 ± 1.20 0.190*
SI K difference (D)
 6.0 mm diameter -0.59 ± 0.73 -0.60 ± 0.68 0.985*
 4.0 mm diameter -0.04 ± 0.88 -0.53 ± 0.73 0.210*
 2.0 mm diameter 0.16 ± 0.69 -0.34 ± 0.55 0.104*
H/V K ratio
 6.0 mm diameter 0.96 ± 0.02 0.97 ± 0.01 0.099*
 4.0 mm diameter 0.96 ± 0.02 0.98 ± 0.01 0.027*
 2.0 mm diameter 0.96 ± 0.02 0.98 ± 0.01 0.088*

Values are presented as mean ± standard deviation.

D, diopter.

* Student’s t-test;

Mann-Whitney U test.

Table 3.
Comparative analysis of baseline anterior corneal K values between temporal and nasal area at equidistant intervals in the orthokeratology treatment zone
Group Temporal area
Nasal area
p-value*
Distance from center (mm) Anterior K (D) Distance from center (mm) Anterior K (D)
No decentration (n = 48) 3.0 42.61 ± 0.46 3.0 41.78 ± 0.64 < 0.0001
2.0 43.00 ± 0.52 2.0 42.51 ± 0.63 < 0.0001
1.0 43.11 ± 0.62 1.0 42.89 ± 0.72 0.001
Temporal decentration (n = 15) 3.0 43.48 ± 1.13 3.0 42.74 ± 1.31 0.001
2.0 43.90 ± 1.11 2.0 43.58 ± 1.22 0.043
1.0 44.04 ± 1.01 1.0 43.94 ± 1.07 0.296

Values are presented as mean ± standard deviation.

D, diopter.

* Paired t-test comparing temporal and nasal area at equidistant intervals.

Table 4.
Comparative analysis of baseline corneal thickness profiles based on temporal decentration in the orthokeratology treatment zone
Corneal thickness profiles No decentration (n = 48) Temporal decentration (n = 15) p-value
CCT (μm) 545.6 ± 36.9 527.8 ± 13.3 0.643*
Thinnest corneal thickness (μm) 543.1 ± 37.0 526.6 ± 13.5 0.831
Magnitude of the thinnest point x (mm) 0.40 ± 0.22 0.38 ± 0.08 0.746

Values are presented as mean ± standard deviation.

CCT, central corneal thickness.

* Mann-Whitney U test;

Student’s t-test.

Table 5.
Comparative analysis of baseline anterior corneal elevation profiles based on temporal decentration in the orthokeratology treatment zone
Anterior corneal elevation profiles No decentration (n = 48) Temporal decentration (n = 15) p-value
Anterior elevation at temporal (mm)
 3.0 mm -1.42 ± 1.13 -1.40 ± 1.29 0.973*
 2.0 mm 0.44 ± 0.96 0.33 ± 1.09 0.790*
 1.0 mm 2.18 ± 1.67 2.35 ± 1.30 0.798*
Anterior elevation at corneal vertex (mm) 2.51 ± 1.77 2.64 ± 1.42 0.856*
Anterior elevation at nasal (mm)
 1.0 mm 0.18 ± 1.28 0.54 ± 1.01 0.491*
 2.0 mm -1.96 ± 1.28 -0.95 ± 1.34 0.988*
 3.0 mm 0.03 ± 0.85 -0.81 ± 1.64 0.102*

Values are presented as mean ± standard deviation.

* Student’s t-test.

Table 6.
Comparative analysis of baseline anterior corneal elevation between temporal and nasal area at equidistant intervals in the orthokeratology treatment zone
Group Temporal area
Nasal area
p-value*
Distance from center (mm) Anterior elevation (mm) Distance from center (mm) Anterior elevation (mm)
No decentration (n = 48) 3.0 -1.42 ± 1.13 3.0 0.03 ± 0.85 0.353
2.0 0.44 ± 0.96 2.0 -1.96 ± 1.28 < 0.001
1.0 2.18 ± 1.67 1.0 0.18 ± 1.28 0.001
Temporal decentration (n = 15) 3.0 -1.40 ± 1.29 3.0 -0.81 ± 1.64 0.546
2.0 0.33 ± 1.09 2.0 -1.95 ± 1.34 0.015
1.0 2.35 ± 1.30 1.0 0.54 ± 1.01 0.024

Values are presented as mean ± standard deviation.

* Paired t-test comparing temporal and nasal area at equidistant intervals.

Table 7.
Comparative analysis of baseline anterior corneal aberration profiles based on temporal decentration in the orthokeratology treatment zone
Magnitude values of anterior corneal aberrations No decentration (n = 48) Temporal decentration (n = 15) p-value
1st order
 Vertical tilt (μm) 0.67 ± 0.50 0.35 ± 0.39 0.122*
 Horizontal tilt (μm) 0.30 ± 0.22 0.29 ± 0.19 0.917*
2nd order
 Oblique astigmatism (μm) 0.35 ± 0.36 0.24 ± 0.24 0.496
 Defocus (μm) 1.86 ± 0.33 2.01 ± 0.16 0.210*
 WTRATR astigmatism (μm) 2.02 ± 0.96 1.30 ± 0.57 0.061*
3rd order
 Oblique trefoil (μm) 0.11 ± 0.07 0.10 ± 0.08 0.939
 Vertical coma (μm) 0.21 ± 0.15 0.14 ± 0.12 0.345
 Horizontal coma (μm) 0.13 ± 0.10 0.13 ± 0.05 0.994*
 Horizontal trefoil (μm) 0.12 ± 0.12 0.13 ± 0.12 0.995*
4th order
 Spherical aberration (μm) 0.25 ± 0.08 0.32 ± 0.08 0.361*
RMS LoA (μm) 2.98 ± 0.84 2.51 ± 0.36 0.148*
RMS HoA (μm) 0.48 ± 0.09 0.40 ± 0.08 0.047*

Values are presented as mean ± standard deviation.

HoA, high order aberration; LoA, low order aberration; RMS, root mean square.

* Student’s t-test;

Mann-Whitney U test.

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