Address reprint requests to Sun Young Shin, MD, PhD Department of Ophthalmology and Visual Science, Seoul St. Mary’s Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea, #222 Banpo-daero, Seocho-gu, Seoul 06591, Korea 굴절이상은 소아에서 시력저하의 가장 흔한 원인이다.1 이러한 굴절이상은 여러 광학적 구성요소, 즉 안축장, 전방 깊이, 수정체두께, 각막곡률 등에 의해 결정되고 이들 요소들은 안구가 성장함에 따라 변하게 된다.2 소아는 출생 직후 다양한 정도의 굴절이상을 보일 수 있는데 출생 시 평균 2-2.4 diopters (D)의 원시 굴절이상을 보이며,3 많은 수에서 생후 첫 1년 안에 빠르게 호전되고 그 이후로는 6세까지 느리게 굴절이상이 줄어드는 방향으로 변하는데 이것을 정시화(emmetropization)라고 한다.4,5 정시화 과정은 안구 성장에 따라 여러 광학적 구성 요소의 상호협응 과정으로 인한 변화라고 생각할 수 있다. 현재까지의 연구들에서 생애 초기 정시화 과정 이후 근시의 진행은 주로 안축장 증가의 형태학적 요인으로 인해 발생하며, 원시는 안축장이 주로 짧은 경우에서 나타나는 굴절이상으로 알려져 있다.2 근시의 분류로는 주요하게 안축장이 평균치보다 길어 발생하는 축성 근시(axial myopia)와 이 외에도 각막 및 수정체 요인에 의해 발생하는 굴절오류로 인한 굴절이상 근시(refractive myopia)6-8로 구분할 수 있으나, 현재까지 대부분의 연구들에서는 안축장 및 전방깊이에 의해 근시 변화가 일어난다고 보고되었고 각막 및 수정체 요인에 대하여는 중요도가 낮다고 하였다.2,4,8-10
Sorsby et al5은 생후 36개월까지를 빠른 안구 성장 시기로 정하고, 이때 안축장이 약 5 mm 증가하며 이를 보상하기 위해 각막 및 수정체 변화가 일어난다고 하였고 이후를 느린 안구 성장 시기로 보아 굴절오류에 관련된 안구계측치 변화를 설명하였다. Wang et al11이 중국인 소아 1,106명을 대상으로 안축장과 신장의 상관관계를 연구한 논문에 따르면, 만 8세경 안구의 성장 속도가 가장 빠른 것을 확인할 수 있었고, 8세 이후에도 안구의 성장이 이루어지지만 그 변화가 느린 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연구들로부터 정시화가 마무리된 6세 이후에도 안구 성장에 따라 안구생체계측치들도 변화할 것으로 생각되고 굴절 상태에 따라 다른 변화 양상을 보일 것으로 예상된다. 하지만 현재까지 국내에서 만 6세 이후 소아들의 성장에 따른 안구생체 계측치의 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 기존 문헌 고찰상 해외 연구들에서는 원시 및 근시 굴절이상에 따른 환자군을 나누지 않고 연구한 논문이 대부분이며, 만 6-15세,2 만 21-64세,12 만 6-12세13 등 넓은 범위의 연령대를 대상으로 동일 시점에서 단면조사를 시행한 연구 결과들이 보고되어 있지만 동일한 개체를 경과 관찰하며 굴절이상에 따른 안구생체계측치를 비교한 논문은 없었다.
이에 본 연구진들은 정시화 이후 근시성 굴절이상으로의 변화를 보이는 만 6-9세 소아들을 대상으로 안구의 변화가 빠르게 일어나는 1년 동안의 안구생체계측치 변화를 분석하고, 굴절이상을 원시와 근시로 나누어 비교 분석하고자 하였다.
대상과 방법
본 연구는 2019년 12월부터 2022년 6월까지 본원 소아 안과에 내원한 환자의 의무기록을 분석하여 진행하였다.
연구에 포함된 대상자는 만 6세부터 만 9세의 소아 60명, 60안이며, 초진 내원 시 자동각막굴절계검사상 원시 및 근시 굴절이상을 가진 60명(근시 30명, 원시 30명)의 소아들이 본 연구에 포함되었다. 연구 대상 환자 중 협조 저하 등의 이유로 검사에 실패하거나 누락된 환자는 없었다. 모든 소아에 대해 조절마비굴절검사를 포함한 정밀 안과 검진을 시행하였으며 근시 및 원시를 제외하고 안구의 선천 기형이 있거나 시축을 가리는 백내장, 각막혼탁으로 인해 검사가 신뢰성 있게 진행되지 않는 경우, 사시가 있는 경우, 과거에 안과 수술을 받은 경우는 연구 대상에서 제외하였다.
모든 환아에서 굴절이상을 측정하기 위하여 조절마비검사를 시행하였다. 조절마비검사는 0.5% phenylephrine과 0.5% tropicamide 혼합제(Mydrin P®, Santen Pharmaceutical Co., Ltd., Osaka, Japan)를 양안에 10분 간격으로 3회 점안한 후 30분 뒤 동공확대와 빛 반사가 없는 것을 확인한 후 자 동굴절검사(Canon RK-F1®, Canon Inc., Mississauga, Canada)를 시행하였다. 이때 반복 측정 시 오차를 줄이기 위하여 동일한 검사자가 3회 반복 측정한 평균값을 사용하였고 1년 후 동일한 검사를 반복 시행하였다. 안구계측치는 다음과 같은 방법으로 측정되었다. IOL Master 700 (Carl Zeiss Meditec, Jena, Germany)은 대상자의 이마와 턱을 검사대에 고정시키고 대상자는 중앙의 주시광선을 보게 하여 광원이 동공 중심에 오게 하여 측정한다. IOL master 700 내부의 발광다이오드(light emitting diode) 광선을 내보내는 텔레센트릭(telecentric) 각막곡률검사기를 이용하여, 검사치가 거리의 영향을 받지 않도록 조정한다. 1.5, 2.5, 3.5 mm의 반지름을 가진 3개의 육각형 모양의 18개 점의 위치에 대한 비교 분석을 통해서 평균 각막곡률을 계산하게 된다. 이로부터 안축장(axial length), 각막곡률(keratometry, K) 및 중심각막두께(central corneal thickness), 전방깊이(anteior chamber depth), 수정체두께(lens thickness), 각막윤부 크기(white to white)를 측정하였고 1년 후 외래 내원 시 조절마비제 점안 후 동일한 검사를 반복 시행하였다.
대상자의 연령, 성별, 조절마비굴절검사의 굴절값을 조사하였으며 통계 처리를 위해 구면렌즈대응치값(spherical equivalent [SE], 구면렌즈값+1/2 × 원주렌즈값)으로 변환하여 이용하였다. IOL master® (Carl Zeiss Meditec) 결과값에서 각막굴절력과 안축장을 수집하였다. 각막굴절력 또한 통계 처리를 위해 가파른 축과 편평한 축의 각막굴절력의 평균으로 변환하여 사용하였다.
본 연구는 헬싱키선언(Declaration of Helsinki)을 준수하였으며, 본 병원 임상연구심사위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인 하에 시행되었다(IRB 승인 번호: KC 22RISI0680). 모든 통계적 분석은 SPSS for windows 22.0 버전(IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 이용하여 시행하였다. 전체 대상자의 연령, 성별, 구면렌즈대응치, 안축장, 각막굴절력, 중심각막두께, 수정체두께, 각막윤부 크기에 대한 기술 통계를 실시하였다. 구면렌즈대응치(SE)값을 통해 SE>-0.5 D 이상인 환자를 근시, SE>+0.5 D 이상인 환자를 원시로 분류하였고, 이 방법으로 분류된 원시 및 근시 소아군에서 동일한 안구계측치에 대한 비교를 시행하고자 하였다. 서로 다른 두 군의 1년간의 안구계측치 비교에는 Wilcoxon signed rank test, 두 군에서의 비교는 Mann-Whitney test를 이용하여 비교하였다. 통계적 유의수준은 p값이 0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의하다고 판단하였다.
결 과
만 6-9세의 총 60명의 소아(60안)를 대상으로 시행한 검사 결과가 연구에 포함되었다. 근시 및 원시 소아에서 우안과 좌안의 생체계측치를 비교한 Pearson 상관계수 검사에서 양의 상관관계(원시 소아 안축장 Pearson 상관계수 0.890, 근시 소아 안축장 Pearson 상관계수 0.813)를 보여 우안 측 정치를 기준으로 하여 비교하였다. 평균 연령은 원시 소아 6.27 ± 0.87세, 근시 소아 6.93 ± 0.87세였다. 원시 소아 30명 중 53% (n=16)가 여자, 47% (n=14)가 남자 소아였고 근시 소아 30명 중 47% (n=14)가 여자, 53% (n=16)가 남자 소아였다.
원시 소아에서 1년간의 구면렌즈대응치 변화는 4.04 ± 2.40 D에서 3.91 ± 2.24 D로 변화하였으나, 통계학적으로 유의미한 변화를 보이지는 않았다(p=0.051) (Table 1). 반면, 근시 소아에서 구면렌즈대응치는 -4.48 ± 2.35 D에서 -5.08 ± 2.23 D로 통계학적으로 유의미한 변화를 보였다(p<0.000) (Table 1).
원시 소아에서 1년간의 안구계측치를 비교하여 보았을 때, 1년 후 안축장, 중심각막두께, 전방깊이는 모두 유의하게 증가하였고(p=0.000, p=0.002, p=0.000), 수정체두께는 유의하게 감소하였다(p<0.000). 각막곡률 평균값 및 각막난시, 각막윤부 크기는 유의미한 변화를 보이지 않았다(Table 1). 근시 소아에서 1년간의 안구계측치를 비교하여 보았을 때, 1년 후 안축장과 전방깊이는 유의하게 증가하였고(p=0.000, p=0.000), 수정체두께는 유의하게 감소하였다(p=0.000). 각막곡률 평균값 및 각막난시, 중심각막두께, 각막윤부 크기는 유의미한 변화를 보이지 않았다(Table 1).
초진 시 원시 및 근시 소아의 안구계측치를 비교하였을 때 수정체두께(p=0.000)는 원시 소아에서 유의미하게 큰 값을 가졌으며, 안축장(p=0.000), 전방깊이(p=0.000), 각막곡률 평균값(p=0.002)은 근시 소아에서 유의미하게 큰 값을 보였다. 각막난시 및 각막윤부 크기는 유의미한 차이를 보이지 않았다(Table 2). 1년 후 원시 및 근시 소아의 안구 계측치를 비교하였을 때, 초진 시와 마찬가지로 원시보다 근시 소아에서 각막곡률 평균값(p=0.008), 안축장(p=0.000), 전방깊이(p=0.001)가 유의미하게 크게 확인되었으나 두 군에서 수정체두께의 유의한 차이는 보이지 않았다.
원시 및 근시 소아에서의 1년간 각 안구계측치들의 변화값을 비교해 보았을 때, 구면렌즈대응치, 각막곡률 평균값, 안축장, 중심각막두께의 변화값은 유의한 차이를 보이지 않았으나, 전방깊이는 원시 소아에서 근시 소아보다 유의하게 증가하였고(p=0.000), 수정체두께는 원시 소아에서 근시 소아보다 유의하게 더 감소하였다(p=0.000) (Table 3).
고 찰
안구의 굴절이상은 안축장, 각막 및 수정체의 굴절력, 전방깊이 등의 여러 인자들에 의해 좌우되며 소아의 성장 과정에서 이러한 안구계측치의 차이로 굴절이상에 변화가 생긴다. 저자들은 정시화 과정 이후 근시성 변화가 빠르게 일어나는 만 6-9세 사이 동일한 수의 원시 및 근시 소아의 1년간의 굴절 상태와 안구계측치 변화를 관찰하여 굴절이상과 계측치 간의 상관관계를 설명하고자 하였다.
안축장, 전방깊이
본 연구 결과에서 안축장 및 전방깊이는 원시 및 근시 소아 모두에서 유의한 증가를 보였다. 대부분의 선행 연구에서 안축장과 전방깊이, 유리체강 깊이가 굴절이상과 관련하여 가장 중요한 요인이라고 밝혀진 바 있으며, 이는 본 연구결과와 일치한다.2,4,8,9 Warrier et al13 및 Mallen et al14이 시행하였던 연구 결과에서 근시 표본에서 안축장이 길고, 이에 영향을 주는 유리체강 깊이와 전방깊이가 길다고하였고 원시 표본에서는 짧게 측정된다고 보고된 바 있다. 본 연구 결과에서도 안축장, 전방깊이는 원시 및 근시 소아에서 1년간 모두 유의하게 증가하나 계측치 자체는 원시에서보다 근시 소아에서 두 시기 모두에서 유의미하게 큰 값을 보여 이러한 선행 연구들과 일치함을 알 수 있다.
수정체두께
1992년 Scott and Grosvenor8가 시행한 연구 결과에서 정시와 근시안에서 전방깊이 및 유리체강 깊이가 깊을수록 수정체두께는 얇다는 것을 확인하였으며 이는 안구가 성장함에 따라 유리체강 깊이의 증가를 상쇄하기 위하여 수정체두께가 두꺼워지지 않거나 오히려 얇아지면서 안구가 정시화를 유지하려고 한다고 설명하였다. Shih et al15이 시행한 연구에서도 7-11세의 원시, 정시 및 근시안 모두에서 안축장 및 전방깊이의 성장에 따라 수정체두께가 얇아짐을 확인하였고, 근시안 및 정시안에서 원시보다 수정체두께의 변화가 더 얇은 것을 확인하였다. 본 연구에서도 원시 및 근시안에서 모두 1년간 수정체두께가 유의하게 감소한 모습을 보였으며, 근시안에서 수정체두께가 원시안에서보다 더 얇은 것을 확인할 수 있어 선행 연구들과 일치한 결과를 보인다. 다만 1년간의 수정체두께 변화 정도는 근시에서보다 원시에서 더 크게 나타났는데, 이는 안구의 성장에 따라 원시 및 근시안에서 모두 수정체두께 감소라는 동일한 변화가 이루어지지만 근시성 변화가 시작되는 초기 학동기 연령에서는 원시안에서 더 빠른 속도로 이루어 진 것이라고 해석할 수 있다. 다만, 현재까지의 문헌 고찰에 따르면 안구의 성장이 끝난 만 10세 이후 원시안에서보다 근시안에서 최종 수정체두께가 얇다는 보고도 있지만,9 이와 달리 근시안에서 더 두껍게 측정되었다는 보고도 있어,16 추후 한국인 환아에서 근시성장이 끝난 시점의 수정체두께가 원시에 비해 어떠한 차이가 있을지에 대해서 장기적인 연구가 필요할 것이다.
중심각막두께
굴절이상과 중심각막두께 사이의 가능한 연관성에 대해서는 상충되는 연구 결과들이 보고되어 있다. Hashemi et al,17 Chen et al,12 Prasad et al18 등이 시행한 선행 연구들에서 중심각막두께는 굴절이상 차이에 따라 통계학적으로 유의미한 변화를 보이지 않는 것으로 알려져 있으나, Kadhim and Farhood19가 진행한 연구에 따르면, 근시 환자에서 더 얇은 중심각막두께를 가진다고 보고하였다. Long et al20이 진행한 연구에서는 본 연구와 같이 원시, 정시 및 근시로만 4-6세의 환자군을 나누어 굴절이상에 따른 각막두께와 각막생체계측치들이 다름을 발견하였고, 원시안에서 중심각막두께가 더 두껍고 각막곡률이 편평하며 근시안에서는 중심각막두께가 얇고 변형에 취약한 구조를 보여 소아에서의 근시 진행의 예측인자로 각막생체계측치 측정을 이용할 수 있다고 하였다. 본 연구 결과에서는 Long et al20의 결과와 같이 근시안보다 원시안에서 더 중심각막두께가 두꺼운 것을 두 시기 모두에서 확인할 수 있었으나 통계적으로 유의하지는 않았다. 다만, 원시안에서 1년간 중심각막두께의 유의한 증가를 보이나 근시안에서는 유의한 변화를 보이지 않았다. 원시안에서의 중심각막두께 증가는 안구의 성장에 동반되어 증가하는데, 이는 연령에 따라 중심각막두께가 천천히 증가하며 만 5-9세경에 성인의 각막두께에 도달한다는 이전 연구 결과로 설명할 수 있다.21 다만 근시안에서의 중심각막두께 변화는 선행 연구와 같이 안축장 증가에 따른 안구 후부 신장에 의해 일반적인 안구 성장으로 설명할 수 없는 각막 변화가 동반될 수 있을 것이라고 생각할 수 있다. 본 연구에서도 이전과 마찬가지로 근시안에서는 통계학적으로 유의한 각막두께 변화는 보이지 않아 임상적으로 굴절이상에 따라 각막두께 계측치의 변화에 유의미한 변화는 없을 것으로 생각되었다.
각막곡률
정시화에서 각막 및 수정체의 역할을 보고한 Grosvenor and Goss22의 연구에서, 영아기에 안축장이 빠르게 증가하는 경우 각막 및 수정체는 편평해지면서 정시화를 유지하는 역할을 하고, 성장 후반기에 안축장이 비슷하게 유지되는 경우에는 각막이 일정부분 만곡되면서 정시를 유지한다고 알려져 있다. Patel et al23이 시행한 연구에서도 굴절이상 차이에 따른 각막곡률의 유의한 차이는 확인되지 않았다. 본 연구에서는 안구생체계측을 시행한 두 시기 모두에서 근시안이 원시안에 비해 각막곡률이 유의미하게 큰 것을 확인할 수 있었는데, 이는 Rosenblatt et al24이 보고한 연구에서 근시안이 원시안보다 각막곡률이 가파르다는 결과와 일치한다. 다만, 두 군 모두에서 1년간 통계적으로 유의한 변화는 확인되지 않아 1년간의 각막곡률 변화는 굴절이상에 따른 차이가 없다고 할 수 있으며 이는 선행 연구 결과와도 일치한다. 이를 바탕으로 추후 근시안의 각막곡률의 변화가 연령에 따라 어떤 변화 과정을 갖는지에 대한 장기적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
각막윤부 크기
앞서 고찰한 바와 같이 굴절이상에 따른 안구생체계측치의 차이는 안축장 및 중심각막두께, 각막곡률에 해당하는 각막 요인에 의하여 대부분 설명될 수 있으며, 기존 연구들에서도 각막반경은 굴절이상에 따른 유의한 차이를 보이지 않는다고 보고되어 있다.25 본 연구에서도 각막윤부 크기는 원시안 및 근시안에서 관측 시기 모두에서 유의한 차이를 보이지 않으며, 1년간의 변화도 유의하지 않는 것으로 확인되어 이는 안구 성장에 따른 정시화 유지에 상대적으로 중요도가 낮은 인자로 생각할 수 있을 것이다.
한국인 소아의 안구계측치 변화는 기존 보고된 해외 문헌 고찰들과 대부분 일치하는 경향을 보이나 수정체두께와 굴절이상의 상관관계에 대하여는 여러 상충하는 보고들이 있고 특히 원시 환아와 근시 환아에서 안구생체계측치를 단면 조사로 비교한 해외 연구2에서 굴절이상 간에 수정체두께 차이가 없다고 보고하고 있는 것과 달리, 한국인 소아를 대상으로 한 본 연구에서는 첫 검사 시기에서 근시 환아의 수정체두께가 유의하게 얇은 결과를 보여주었다. 또한, 기존 해외 문헌에서는 보고된 바 없는 원시 환아에서 근시 환아에서보다 수정체두께의 변화량이 더 크다는 결과를 얻어 보고하였다. 또한 본 연구에서는 1년간의 안구계측치 변화를 관찰한 결과, 근시 환아에서 이전에 보고되었던 연구4,10에서보다 수정체두께의 변화가 컸는데 이를 한국인 근시 환아의 특징으로 생각하여 보고하고자 하였다. 다만, 원시 환아의 수정체두께 변화에 대하여는 기존에 보고된 연구가 없어 본 연구에서 보고한 변화 양상이 한국인 소아의 결과로서 의의가 있다고 생각하였다.
본 연구는 몇 가지 제한점이 있는데, 후향적 연구로서 발생 가능한 표본 선정의 편견이 있을 수 있다. 전체 인구가 아닌 본원을 내원한 환자를 대상으로 하여 모집단 선정에 한계가 있으며, 표본 수가 각각 30명씩으로 적다는 단점이 있다. 또한, 근시 및 원시의 굴절이상 정도에 따라 표본을 세분화하지 않아 경도, 중등도, 고도 굴절이상의 차이에 의한 안구계측치들 차이의 상관성이 밝혀져 있지 않다는 한계가 있어 이를 보완한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 국내 만 6세부터 만 9세의 소아들을 대상으로 1년간 안구생체계측치의 변화를 경과 관찰 후 굴절이상에 따라 그 결과를 비교하였다. 같은 시기에서 원시 소아에서는 각막곡률 평균값 및 중심각막두께, 수정체두께가, 근시 환아에서는 안축장 및 전방깊이의 변화가 유의미하게 나타남을 알 수 있었다. 이는 임상적으로 생애 초기 정시화 과정 이후 원시와 근시 소아의 안구 성장 양상의 차이를 시사하며, 추가적인 장기 연구 결과를 토대로 굴절이상에 따른 안구생체계측치 변화 경과 관찰에 유용하게 사용할 수 있을 것이다.
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