대한안과학회지 2009년 제 50 권 제 12 호 J Korean Ophthalmol Soc 2009;50(12):1840-1846 DOI : 10.3341/jkos.2009.50.12.1840
= 증례보고 =
근시정도에 따른 시신경유두주위 망막신경섬유층 프로파일 변화의 정량적 분석
송태근⋅유영철⋅이하범
한림대학교 의과대학 강동성심병원 안과학교실
목적: 근시의 정도에 따라서 시신경유두주위 망막신경섬유층 프로파일의 위치의 차이가 있는지 분석하고자 하였다.
대상과 방법: 전신질환과 안과적 질환이 없는 67명 127안을 구면렌즈대응치(SE)를 기준으로 그룹 A (+0.5D≤SE<-3.0D), 그룹 B (-3.0D
≤SE<-6.0D), 그룹 C (SE≥-6.0D)로 나누었다. Stratus OCT의 fast RNFL scan으로 모든 대상안의 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께 를 측정하였으며, 시신경유두중심을 수평으로 지나는 가상선을 기준으로 시신경유두주위의 상측과 하측에서 망막신경섬유층의 가장 두 꺼운 지점과 시신경유두중심을 지나는 선의 각도(angle α, angle β)를 구하여 그룹간 각도의 차이가 있는지 비교하였다.
결과: Angle α, angle β는 세 그룹간의 유의한 차이가 있었으며(일원배치 분산분석, 각각 p<0.001), 근시가 심해질수록 유의하게 값이 작아 졌다(선형회귀분석, 각각 r2=0.234, p<0.001; r2=0.282, p<0.001).
결론: 시신경유두주위 상측과 하측에서 망막신경섬유층의 두께가 가장 두꺼운 지점은 근시가 심해질수록 위치가 이측으로 변화하였다.
<대한안과학회지 2009;50(12):1840-1846>
￭ 접 수 일: 2009년 4월 22일 ￭ 심사통과일: 2009년 8월 25일
￭ 책 임 저 자: 유 영 철
서울시 강동구 길1동 445번지 한림대학교 강동성심병원 안과 Tel: 02-2224-2274, Fax: 02-470-2088 E-mail: [email protected]
근시는 가장 흔하게 접할 수 있는 안과 질환으로서 Baltimore Eye Survey와 Beaver Dam Study는 성인 근시 유병률을 각각 22.7%, 26.2%로 보고하였다.1-2최근 동아시아 지역의 근시 유병률 역시 증가하고 있는 추세이며 싱가포르의 중국인 성인 근시비율은 38.7%에 이르고, 청소년들의 근시는 30~65%
까지 보고되었다.3-6 또한 Kang et al은 2004년 보고에서 교육과 도시화와 같은 환경적인 요소와 관련하여 대한민국 의 근시 유병률도 증가하고 있다고 보고하였다.7이러한 근 시는 녹내장 유병률과 관련 있는 것으로 알려져 있으며 여러 문헌들에서 근시와 녹내장과의 관계에 대해 보고한 바 있 다.8-13녹내장은 망막신경절세포와 축삭이 점진적으로 소실 되는 질환으로서 망막신경섬유층 두께의 감소를 유발한다.
따라서 망막신경섬유층의 손상과 변화를 발견하는 것은 녹 내장 진단을 위해 매우 유용한 방법이다.14-17
최근에는 빛간섭단층촬영기(optical coherence tomography) 인 Stratus OCT로 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께 프로 파일(peripapillary RNFL thickness profile)을 정량적으로 측정하여 망막신경섬유층의 손상 정도를 알아볼 수 있다.
시신경유두주위 망막신경섬유층 두께 프로파일은 특징적으 로 상이측과 하이측이 가장 두꺼운 두개의 봉우리(double
hump) 모양을 가지며,18-21 기존 연구에 따르면 녹내장으로 인한 시신경유두주위 망막신경섬유층 손상은 상이측과 하 이측 위치에서 가장 많이 발생하고, 특히 하이측 부위의 망 막신경섬유층 손상은 녹내장을 조기에 진단하는데 있어서 매우 유용하다고 보고되었다.20,22-23 이에 본 연구는 녹내장 성 손상이 가장 많이 발생하는 시신경유두주위 망막신경섬 유층의 제일 두꺼운 지점이 근시의 정도에 따라서 위치의 차이가 있는지 정상인을 대상으로 OCT를 이용하여 정량적 으로 분석해보고자 하였다.
대상과 방법
본 연구는 2008년 4월부터 12월까지 한림대학교 강동성심 병원에 내원한 환자들 중 연구에 동의하고 연구조건에 맞는 성인환자 총 72명, 144안을 대상으로 하였다. 연구의 모든 방법은 한림대학교 강동성심병원 임상시험윤리위원회로부터 승인을 받았다. 당뇨, 고혈압, 신경학적 질환의 병력이 있거나, 다른 안과적 질환이 있는 경우, 백내장 수술을 포함하여 이전에 안과적 수술을 받은 경험이 있는 경우는 모집 기준에서 제외 하였다. 모든 피험자들을 대상으로 최대교정시력 측정, 굴절 검사, 비접촉 안압계를 이용한 안압 측정, 세극등현미경검사, 자동시야검사, 안저검사, 시신경유두 촬영 및 무적색광 망막 신경섬유층 촬영을 시행하였으며 Stratus OCT로 시신경유 두주위 망막신경섬유층 두께 프로파일을 측정하였다.
정상안은 다른 안과적 질환이 없고 자동시야검사 및 망막 신경섬유층 사진에서 녹내장성 변화가보이지 않으며 녹내
A B
Figure 1. From the thickness chart of Stratus OCT, we located superior and inferior maximal thickness points in all subjects. And the data was converted into angular location. Angular location of superior and inferior maximal thickness points were presented on red-free photography. A circle was placed around the optic nerve head and reference line (R) was drawn horizontally through the center of the circle. And the temporal meeting point of the line with the circle was set at 0°. Finally, we applied changed data based on line R (A). Line A was drawn from the optic disc center to superior maximal thickness point of peripapillary RNFL. Angle α was defined as directional angles of line R and line A. With the same method, line B was drawn from the optic disc center to inferior maximal thickness point. Angle β was defined as opposite directional angles of line R and line B (B).
장성 시신경유두를 보이지 않고, 안압이 21 mmHg를 넘지 않는 경우로 정의하였다. 피험자의 최대교정시력이 20/25 이상, 구면렌즈대응치가 +0.5 미만이며, 재현성 있고 신뢰할 만한 자동시야검사결과를 보이고, 깨끗한 망막신경섬유층 사진을 얻은 경우 결과분석에 포함시켰다. 자동시야검사는 Humphrey field analyzer II model 750 (Carl Zeiss Meditec, USA)을 이용하여 Swedish interactive threshold algorithm (SITA) standard의 central 30-2 pattern으로 검사하였다.
주시상실이 20% 미만이고 위양성반응이 15% 미만인 경우 신뢰할 만한 검사결과로 판정하였으며 Glaucoma hemifield test에서 Within normal limit로 판정된 경우 정상인 것으로 정의하였다. 빛간섭단층촬영은 소프트웨어 버전 4.0.2인 Stratus OCT (Carl Zeiss Meditec, USA)를 이용하여 fast RNFL scan을 시행하였다. 검사는 숙련된 한 검사자에 의하여 시행 되었으며, 동심원이 시신경유두 중심에 잘 위치하고 망막에 이미지의 초점이 잘 맞으며 신호강도가 6 이상을 보이는 경우 에만 결과분석에 포함하였다. 연구 대상으로 선정된 모든 피험 자는 구면렌즈대응치를 기준으로 -3.0D 이상, +0.5D 미만인 대상안은 그룹 A, -6.0D 이상, -3.0D 미만인 대상안은 그룹 B, -6.0D 미만인 대상안은 그룹 C로 나누었다. 이후 피험자
의 시신경유두 기울어짐 정도를 측정하기 위해 Tay et al이 제안한 방법을 이용하여 시신경유두의 기울어진 비율(tilt ratio) 을 구하였다.24미리 촬영된 시신경유두 사진을 사용하였으며 시신경유두 중심을 지나는 시신경유두 직경 중 가장 짧은 직 경을 가장 긴 직경으로 나눈 비(minimum disc diameters to maximum disc diameters ; tilt ratio)를 계산하였다.
OCT의 fast RNFL scan은 시신경유두를 중심으로 하는 지름 3.4 mm의 동심원을 따라 256개의 지점에서 망막신경 섬유층 두께를 측정하여 profile을 결과로 표시하고, 12개 시분역에서 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께의 sector average 분석을 시행한다. OCT에서 얻은 RNFL profile 이 미지를 바탕으로 256개의 지점 중 우선 시신경유두주위의 위쪽과 아래쪽에서 각각 망막신경섬유층이 가장 두꺼운 지점 의 위치를 구하여 각도 값으로 변환하였다. 이후 시신경유두 를 중심으로 하는 원을 설정하고 원의 중심을 수평으로 지나 는 기준선(R)이 원과 이측에서 만나는 지점을 0도로 하여 미리 계산된 각도를 우안은 시계방향, 좌안은 반시계방향으로 거울 이미지가 되도록 표시하였다. 이 각도를 기준으로 angle α와 angle β를 계산하였다. 시신경유두 중심에서부터 망막신경 섬유층 두께가 위쪽에서 가장 두꺼운 지점을 연결한 선을 A,
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Table 1. Characteristics of study groups
Group A (n=39) Group B (n=50) Group C (n=38) p-value∏
Age (years) (mean±SD*) 31.33±9.98 25.36±3.86 26.03±3.96 <0.001
SE†(D‡) (mean±SD) -1.24±1.25 -4.37±0.77 -8.86±2.09 <0.001
Angle α (°) (mean±SD) 73.08±8.16 63.02±11.87 57.72±10.84 <0.001
Angle β (°) (mean±SD) 71.52±11.95 61.71±9.04 55.71±7.31 <0.001
Angle α+Angle β (°) 144.53±16.93 124.73±17.00 113.43±15.41 <0.001
(mean±SD)
Tilt ratio (mean±SD) 0.90±0.06 0.87±0.06 0.86±0.09 0.065
Mean RNFL§ thickness (μm) 107.79±8.92 103.46±11.88 95.94±11.24 <0.001
*SD=standard deviation; †SE=spherical equivalent; ‡D=diopters; §RNFL=retinal nerve fiber layer; ∏One-way ANOVA.
Figure 2.RNFL profiles and clock hour RNFL thickness of the group A (emmetropia to low myopia), group B (moderate myopia) and group C (high myopia). It shows a double-hump pattern, with peaks over the superotemporal (11 o’clock) and inferotemporal (7 o’clock) sectors.
*Not significant differences.
아래쪽에서 가장 두꺼운 지점을 연결한 선을 B로 설정하고 기준선과 선 A 사이의 각을 angle α, 즉 시신경유두주위 망막 신경섬유층의 superior hump의 각으로 정의하였고, 기준선과 선 B 사이의 각을 angle β, 즉 inferior hump의 각으로 정의 하였다(Fig. 1).
이후 세 그룹에서의 angle α, angle β의 비교와, 각 시분역별 sector average 분석을 시행하였으며, 구면렌즈대응치에 따른 각 angle의 변화를 분석하였다. 또한 시신경유두 기울어짐으로 인한 영향을 최대한 배제하기 위하여 심각한 시신경유두 기울 어짐(tilt ratio 0.85 이하)을 보이는 피험자를 제외한 후 세 그룹간의 angle α 및 angle β에 대한 비교를 시행하였다. 통계 분석은 소프트웨어 SPSS 버전 12.0을 이용하였으며 모든 결과는 p-value가 0.05 미만인 경우 통계적으로 유의한 것 으로 간주하였다.
결 과
시신경유두주위 망막신경섬유층 촬영을 하였던 144안 중 17안에서 신뢰하지 못할만한 결과를 보여 연구대상에서 제 외되었으며 결과분석은 총 67명, 127안이 포함되었다. 전체 피험자의 평균 나이는 27.39±6.89세, 평균 구면렌즈대응치는 -4.75±3.31D이며 평균 tilt ratio는 0.88±0.07이었고, superior hump와 inferior hump가 위치하는 평균 각도(angle α 및 angle β의 평균 각도)는 각각 64.52±12.12° 및 62.93±11.39°였다.
그룹별 평균 angle α 및 angle β는 그룹 A는 73.08±8.16°, 71.52±11.95°, 그룹 B는 63.02±11.87°, 61.71±9.04°, 그룹 C는 57.72±10.84°, 55.71±7.31°로 근시가 심한 그룹일수록 평균값이 작아지는 양상을 보였으며 평균 tilt ratio는 그룹 A는 0.90±0.06, 그룹 B는 0.87±0.06, 그룹 C는 0.86±0.09 였다. 일원배치 분산분석 결과 tilt ratio를 제외한 다른 모든 변수들에서 세 그룹간에 통계적으로 유의한 차이가 있었다 (각각, p<0.001)(Table 1).
그룹별 시신경유두주위 망막신경섬유층 프로파일의 형태 및 각 시분역별 sector average 분석 결과는 Figure 2와 같다.
모든 그룹에서 망막신경섬유층 프로파일은 상이측(11시)과 하이측(7시)이 가장 두껍고, 비측(3시)이 가장 얇은 double hump 모양을 보였으며, 시분역별 평균 망막신경섬유층 두께 는 7시, 9시, 11시를 제외한 나머지 구역에서 그룹에 따른 유의한 차이가 관찰되었다.
Figure 3은 전체 피험자의 구면렌즈대응치와 각 변수들 (angle α, angle β, angle α+angle β, tilt rario)사이의 관련 성을 평가하기 위해 시행한 단순선형회귀분석과 그래프이다.
구면렌즈대응치와 angle α, angle β, angle α+angle β는 근 시가 심해질수록 값이 작아지는 유의한 상관관계를 보였다 (각각, r2=0.234, p<0.001; r2=0.282, p<0.001; r2=0.338, p<0.001). 그러나 구면렌즈대응치와 tilt ratio는 유의한 관계 를 보이지 않았다(r2=0.001, p=0.286).
이후 심각한 시신경유두 기울어짐에 의해 검사결과가 영향 받는 것을 최소화하기 위하여 각 그룹에서 tilt ratio가 0.85 이하인 피험자를 제외한 후 결과 분석을 시행하였으며 그룹 A 9안, 그룹 B 15안, 그룹 C 15안이 분석에서 제외되었다.
Figure 3. Scatterplot shows the relationship between spherical equivalent and angles. As myopia became more severe, angle α, angle β and angle α+angle β were decreased (r2=0.234, p<0.001; r2=0.282, p<0.001; r2=0.338, p<0.001 respectively). But, there was no significant difference between spherical equivalent and tilt ratio (r2=0.001, p=0.286).
기울어진 시신경유두를 가진 피험자를 제외한 후에도 그룹별 평균 angle α 및 angle β, angle α+angle β는 모두 세 그룹 사이에 유의한 차이가 있었다(Table 2). 전체 피험자 중에서 기울어진 시신경유두를 가진 피험자를 제외한 후 구면렌즈대응 치와 각 변수들(angle α, angle β, angle α+angle β, tilt rario) 사이의 관련성을 평가하기 위해 시행한 단순선형회귀분석에 서도 angle α, angle β, angle α+angle β는 모두 근시가 심해 질수록 값이 작아지는 유의한 상관관계를 보였으나(각각, r2
=0.293, p<0.001; r2=0.402, p<0.001; r2=0.420, p<0.001), tilt ratio는 구면렌즈대응치와 통계적으로 유의한 관계를 보이 지 않았다(r2=0.00, p=0.903).
고 찰
본 연구는 근시정도에 따른 시신경유두주위 망막신경섬유층 프로파일의 모양 변화를 Stratus OCT (Carl Zeiss Meditec, USA)의 fast RNFL scan을 이용하여 정량적으로 분석하였다.
Stratus OCT는 망막신경섬유층 두께를 객관적이고 정량적으 로 측정할 수 있는 장비로 12개 시분역에서 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께의 sector average 분석을 시행하며, 시신 경유두주위의 256개의 지점에서 망막신경섬유층 두께를 측정 하여 프로파일을 결과로 표시한다.
근시의 정도에 따른 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께
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Table 2. Characteristics of study groups excluding subjects with severe disc tilt
Group A (n=30) Group B (n=35) Group C (n=23) p-value∏
SE* (D†) (mean±SD‡) -0.90±1.10 -4.42±0.83 -9.41±2.48 <0.001
Angle α (°) (mean±SD) 74.01±8.51 65.92±10.53 58.25±11.56 <0.001
Angle β (°) (mean±SD) 72.35±9.36 62.24±8.84 53.65±7.51 <0.001
Angle α+Angle β (°) 146.27±15.10 128.17±16.48 111.90±17.27 <0.001
(mean±SD)
Tilt ratio (mean±SD) 0.93±0.03 0.91±0.03 0.92±0.03 0.102
Mean RNFL§ thickness (μm) 107.16±8.59 103.45±8.81 97.52±10.56 0.001
*SE=spherical equivalent; †D=diopters; ‡SD=standard deviation; §RNFL=retinal nerve fiber layer; ∏One-way ANOVA.
에 대한 연구는 이미 여러 문헌에서 보고된 바 있다. Leung et al은 138명의 정상 중국인을 대상으로 시행한 연구에서 고도 근시안이 중등도 및 경도 근시안에 비하여 평균 시신경유두 주위 망막신경섬유층 두께가 더 얇은 것으로 보고하였고,19 Choi et al은 근시가 심해질수록 평균 망막신경섬유층 두께 및 시신경유두주위의 상측, 하측, 비측의 망막신경섬유층 두께 가 얇아진다고 하였다.25근시가 심해질수록 평균 시신경유두 주위 망막신경섬유층 두께가 얇아지는 현상은 고도근시 일 수록 공막은 얇아지고, 후극부위가 부분적으로 팽창하게 되어 감각신경망막층이 얇아지는 안구의 조직병리학적 특성 때문 으로 생각해볼 수 있다.26
그러나 Choi et al의 연구 결과에서 시신경유두주위 이측 망막신경섬유층 두께는 근시의 정도와 유의한 상관관계를 보 이지 않았으며,25 Leung et al의 시신경유두주위 망막신경 섬유층 두께의 sector average 분석 역시 9시 시분역의 평균 망막신경섬유층 두께는 고도근시 그룹과 중등도 및 경도 근시 그룹에서 유의한 차이가 없었다.19본 연구도 7시부터 11시를 제외한 모든 시분역의 평균 망막신경섬유층 두께는 고도근시 그룹으로 갈수록 유의하게 값이 작아졌으나 7시, 9시, 11시 시분역의 평균값은 그룹간에 의미있는 차이를 보이지 않았다 (각각, p=0.075, p=0.528,p=0.053)(Fig. 2). 즉, 시신경유두 주위의 이측을 제외한 상측과 하측, 비측에서 고도근시 그룹 일수록 평균 망막신경섬유층 두께가 얇아졌다.
본 연구의 angle α (superior hump의 각도)와 angle β (inferior hump의 각도)는 모두 근시가 심해질수록 값이 작 아졌으며(Fig. 3), 시신경 유두가 심각하게 기울어져 있는 피험자를 제외한 후에도 모든 angle은 근시가 심해질수록 값이 작아졌다. 결론적으로 시신경 유두주위의 상측과 하측 에서 망막신경섬유층 프로파일이 가장 두꺼운 지점은 근시가 심해질수록 이측으로 위치가 변화하였다. 이것은 고도근시 로 갈수록 시신경 유두주위의 상측, 하측, 비측의 망막신경 섬유층 두께는 얇아지고, 이측의 두께는 큰 차이가 없는 본 연구의 sector average 결과와 연관시킬 수 있을 것으로 생각 된다.
근시의 정도와 녹내장의 관계에 대해서는 이미 여러 문헌
들에서 근시가 녹내장의 중요한 위험인자로 언급된 바 있
다.8-13,27그러나 근시와 녹내장성 변화의 관계에 대한 기전
들은 아직 명확히 밝혀진 바 없으며 이를 해결하기 위해서는 근시가 심해지면서 발생하는 안구의 구조적인 변화 및 기능의 변화에 대한 연구가 중요할 것이다. 본 연구에서는 단순히 근시와 망막신경섬유층 두께와의 관계를 분석한 이전의 연구 결과들과는 달리 정상안에서 근시가 심해질수록 시신경유두 주위 망막신경섬유층의 superior hump와 inferior hump가 시신경유두의 이측으로 몰리는 구조적인 변화를 관찰할 수 있었다. 그리고 이러한 결과가 실제 기능적 변화에 미치는 영향 을 알아보기 위해서는 개방각 녹내장 환자들의 근시정도에 따른 망막신경섬유층 결손의 위치 변화와 이에 따른 시야장애 의 정도에 대한 정량적인 연구가 이루어져야 할 것으로 생각 된다. 또한 정상안에서 시신경유두주위 망막신경섬유층 두 께는 안구길이와 시신경유두크기, 나이, 인종 등에 영향을 받는다고 알려져 있다.20,28-30본 연구는 안구길이와 시신경 유두크기를 고려하지 않았으며 그룹별 평균나이가 유의한 차이를 보였고, 모든 피험자가 한국인이었다. 그러나 본 연구 의 목적은 근시의 정도에 따른 망막신경섬유층 프로파일의 위치변화를 정량적으로 분석하는 것으로 망막신경섬유층 두께 에 영향을 미치는 이러한 변수들이 이번 연구결과의 신뢰도에 큰 영향을 미치지는 않았을 것으로 생각된다.
결론적으로, 시신경유두주위 상측과 하측에서 망막신경섬유 층 프로파일의 가장 두꺼운 지점은 고도근시로 갈수록 이측 으로 그 위치가 변화함을 알 수 있었다. 이 지점들은 녹내장 으로 인한 손상이 가장 빈번하게 일어나는 부위로서, 고도근시 에서 표준데이터가 제한되어 있는 Stratus OCT를 이용해 고도 근시안의 녹내장검사를 시행할 때 이 지점들의 위치변화로 결과의 신뢰도가 떨어질 수 있을 것으로 생각된다. 그러므로 고도근시안의 녹내장 진단에는 반드시 시야검사와 망막신경 섬유층 촬영을 통한 망막신경섬유층 결손의 발견과 함께 주의 깊은 Stratus OCT의 분석이 필요하며, 나아가 고도근시안의 시신경유두주위 망막신경섬유층 프로파일 변화에 대한 OCT 표준데이터의 적용 역시 고려해야 할 것으로 생각된다.
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=ABSTRACT=
Quantitative Analysis of Retinal Nerve Fiber Layer Thickness Profile in Myopic Eyes
Tae Geun Song, MD, Young Cheol Yoo, MD, Ha Bum Lee, MD
Department of Ophthalmology, Hallym University College of Medicine, Kang Dong Sacred Heart Hospital, Seoul, Korea
Purpose: To investigate peripapillary retinal nerve fiber layer (RNFL) thickness profiles associated with myopia.
Methods: One hundred and twenty-seven normal eyes of 67 Korean adults were divided into three groups by spherical equivalent.
All subjects were tested with fast RNFL scans of Stratus optical coherence tomography. The angular locations of superior and inferior maximal thickness points in relationship to a reference line drawn horizontally though the center of the scan circle were calculated from the raw data of scanned images (angle α, angle β). Differences of angle α and angle β were compared among the three groups.
Results: Angle α and angle β were significantly different in three groups (ANOVA, p <0.001, respectively). Angle α and angle β were also significantly different among the three groups for excluded eyes with tilted discs.
Conclusions: The points of superior and inferior maximal peripapillary RNFL thickness were significantly different in three groups divided by spherical equivalent. As myopia becomes more severe, superior and inferior maximal peripapillary RNFL thickness points are located closer to the fovea.
J Korean Ophthalmol Soc 2009;50(12):1840-1846
Key Words: Myopia, Optical coherence tomography, Peripapillary RNFL thickness profile
Address reprint requests to Young Cheol Yoo, MD
Department of Ophthalmology, Hallym University College of Medicine, Kang Dong Sacred Heart Hospital
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- 대한안과학회지 2009년 제 50 권 제 12 호 -
