네 가지 기기를 이용하여 측정한 수평각막윤부직경 비교

Comparison of Horizontal White-to-white Diameter Measured Using Four Devices

Article information

J Korean Ophthalmol Soc. 2023;64(1):9-15

Publication date (electronic) : 2023 January 15

doi : https://doi.org/10.3341/jkos.2023.64.1.9

Da Eun Yoon, MD , Soo Chang Cho, MD, PhD , Hyun Jin Kim, MD , Kyung Eun Han, MD, PhD

The Institute of Ophthalmology and Optometry, Department of Ophthalmology, Ewha Womans University Mokdong Hospital, Ewha Womans University College of Medicine, Seoul, Korea

윤다은, 조수창, 김현진, 한경은

이화여자대학교 의과대학 이대목동병원 안과학교실 시과학연구센터

Address reprint requests to Kyung Eun Han, MD, PhD Department of Ophthalmology, Ewha Womans University Mokdong Hospital, #1071 Anyangcheon-ro, Yangcheon-gu, Seoul 07985, Korea Tel: 82-2-2650-5154, Fax: 82-2-2654-4334 E-mail: hanke@ewha.ac.kr

Received 2022 August 9; Revised 2022 October 15; Accepted 2022 December 27.

Abstract

목적

서로 다른 네 가지 기기를 이용하여 측정한 수평각막윤부직경을 비교하고자 한다.

대상과 방법

52명 52안을 대상으로 IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, Pentacam HR을 이용하여 수평각막윤부직경을 측정하였다. 측정값은 반복측정 분산분석을 이용하여 비교하였고, 피어슨 상관관계 분석을 통해 상관관계를 확인하였다. Bland-Altman plot을 이용하여 측정 기기 간 측정값 사이의 일치도를 확인하였다.

결과

IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, Pentacam HR으로 측정한 수평각막윤부직경 측정값의 평균은 각각 11.65 ± 0.39, 11.52 ± 0.44, 11.51 ± 0.52, 11.28 ± 0.41 mm로 IOL Master 500이 가장 길었고, Pentacam HR이 가장 짧았다. IOL Master 500과 ANTERION 사이에는 유의한 차이가 있었고(p=0.03), Pentacam HR은 다른 세 기기 모두와 유의한 차이가 있었다(각각 p<0.001). 기기 간 측정값 사이에는 양의 상관관계가 있었으며(모두 r>0.6, p<0.001), 95% 일치한계범위는 0.808에서 1.619 mm였다.

결론

IOL Master 500으로 측정한 수평각막윤부직경은 ANTERION, Pentacam HR과 유의한 차이가 있었고, OA-2000과는 유의한 차이가 없었다. IOL Master 500과 나머지 세 기기 사이의 일치도가 낮아 임상적으로 대치하여 사용하기 어려울 것으로 생각된다.

Trans Abstract

Purpose

To compare the horizontal white-to-white (WTW) diameter measured using four devices.

Methods

We measured the horizontal WTW diameter of 52 eyes of 52 patients using the IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, and Pentacam HR devices. Repeated-measures analysis of variance was used to compare the measurements. Correlations between the measurements were evaluated using the Pearson correlation test. Agreement between measurements obtained using different instruments was confirmed using a Bland-Altman plot.

Results

The mean horizontal WTW diameters obtained using IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, and Pentacam HR were 11.65 ± 0.39, 11.52 ± 0.44, 11.51 ± 0.52, and 11.28 ± 0.41 mm, respectively. The horizontal WTW diameters obtained using IOL Master 500 and Pentacam HR were the largest and smallest, respectively. There was a statistically significant difference in mean diameter between IOL Master 500 and ANTERION (p = 0.03), as well as between Pentacam HR and the remaining three devices (all p < 0.001). There were positive correlations between the measurements obtained using the different devices (all r > 0.6, p < 0.001). The 95% limits of agreement between the measurements were 0.808-1.619 mm.

Conclusions

There were statistically significant differences in horizontal WTW diameter between IOL Master 500 and ANTERION, and between IOL Master 500 and Pentacam HR, but not between IOL Master 500 and OA-2000. Measurements obtained using IOL Master 500 and the remaining three devices are not interchangeable because of their low level of agreement.

Keywords: ANTERION; IOL Master 500; OA-2000; Pentacam HR; White-to-white diameter

수평각막윤부직경(white-to-white)은 유수정체용 인공수정체삽입술에 사용되는 인공수정체의 크기를 정하거나, 백내장수술에 사용되는 인공수정체의 도수를 계산할 때 필요한 주요 안구계측치이다. 유수정체용 인공수정체삽입술은 고도 근시가 있거나, 각막의 두께가 얇아 레이저시력교정술이 제한적인 환자들에게 시행할 수 있는 굴절교정수술이며, 삽입하는 인공수정체의 크기는 수평각막윤부직경에서 근시 또는 원시 정도에 따라 0.5 mm 정도를 더하거나 뺀 값으로 섬모체고랑거리를 유추하여 결정한다. 적절하지 않은 크기의 유수정체용 인공수정체를 삽입하면 백내장이나 폐쇄각녹내장 등의 합병증이 발생할 수 있기 때문에 수술 전 정확한 수평각막윤부직경을 측정하는 것이 필수적이다.1

한편, 백내장수술에 사용되는 인공수정체의 도수 계산 공식 중 Barrett Universal II 공식, Holladay 2 공식에서도 인공수정체 도수 예상의 정확도를 높이기 위해 수평각막윤부직경을 공식 내 변수로 사용한다.2-4 Vega et al5는 안축장이 22 mm 이하의 짧은 눈에서는 수평각막윤부직경을 포함한 모든 변수가 인공수정체의 굴절력을 예측하는 데에 중요하게 작용하는 것으로 보고한 바 있다.

현재 임상에서 사용되고 있는 안구계측기들은 서로 다른 원리로 수평각막윤부직경을 포함한 전안부의 측정값들을 계측한다. IOL Master 500 (Carl Zeiss, Jena, Germany)은 부분결합간섭(partial coherenece interferomertry)의 원리를 이용하며, ANTERION (Heidelberg Engineering Inc., Heidelberg, Germany)은 파장가변 빛간섭단층촬영(swept-source optical coherence tomography)과 적외선카메라(infrared camera)를 이용하는 것으로 알려져 있다. OA-2000 (Tomey, Nagoya, Japan)은 파장가변광원(swept-source)을 이용한 저간섭성반사계(low-coherence reflectometry)를 이용하며, Pentacam HR (Oculus Inc., Wetzlar, Germany)은 샤임플러그 카메라(scheimpflug photography)의 원리를 이용한다. 수평각막윤부직경은 기기에 따라 서로 다른 원리로 계측되기 때문에 기기 간 측정값에 차이가 존재하는지, 임상적으로 대치가 가능할 것인지에 대한 논의가 필요하다. 국내외로 다양한 기기를 이용하여 안구계측치를 비교한 연구들이 있었지만, 기존 기기들과 최근 개발된 ANTERION, OA-2000으로 수평각막윤부직경을 측정하여 비교한 연구는 아직 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 안과 수술력이 없는 성인에서 IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, Pentacam HR의 총 네 가지 기기를 이용하여 측정한 수평각막윤부직경을 비교하고, 기기 간의 차이를 확인하고자 하였다.

대상과 방법

2021년 2월부터 2021년 3월까지 이화여자대학교 의과대학 부속 목동병원 안과에 내원한 만 20세 이상의 성인을 대상으로 하였다. 콘택트렌즈를 사용하고 있는 경우, 안외상의 기왕력이 있는 경우, 양안 모두 안과 수술력이 있는 경우, 각막 질환의 과거력이 있는 경우, 주시를 방해할 만한 안질환을 가지고 있는 경우는 연구 대상에서 제외하였다. 본 연구는 헬싱키선언을 준수하였으며, 연구윤리심의위원회의 승인(IRB 승인 번호: 2021-01-022)을 받아 진행하였다.

모든 환자들을 대상으로 한 명의 측정자가 네 가지 기기를 IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, Pentacam HR의 순서로 측정하였고, 측정 전 눈을 깜빡이게 한 후 측정하였다. 검사는 5분 간격을 두고 순서에 따라 연속적으로 시행하였으며, 양안의 수평각막윤부직경을 모두 측정하였다. 수술력이 없는 경우 우안의 측정치를, 양안 중 단안의 수술력이 있는 경우, 수술력이 없는 눈을 대상으로 하였다.

통계 분석은 SPSS ver. 20 for Windows (IBM Corp., Amonk, NY, USA)를 사용하였다. 측정 기기 간 측정값의 비교는 반복측정 분산분석(repeated measures analysis of variance)을 이용하였고, Bonferroni correction을 이용하여 사후검정하였다. 피어슨 상관관계 분석을 통하여 각 기기 간의 상관계수를 확인하였다. Bland-Altman plot을 이용하여 측정값들의 분포를 시각화하고, 95% 일치한계범위를 확인하여 일치도를 평가하였다. 95% 일치한계범위는 유수정체용 인공수정체 크기의 단위가 0.5 mm인 것을 감안하여, 0.5 mm 이하를 일치도가 높은 것으로 정하였다.6,7 p-value가 0.05 미만인 경우를 통계학적으로 유의한 것으로 정하였다.

결 과

총 52명 52안을 대상으로 검사를 진행하였으며, 대상자의 평균 나이는 67.6 ± 7.5세였다. 우안을 측정한 대상자와 좌안을 측정한 대상자는 각각 26명이었으며, 이 중 남성은 20명, 여성은 32명이었다.

IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, Pentacam HR을 이용하여 측정한 수평각막윤부직경의 평균값은 각각 11.65 ± 0.39 mm, 11.52 ± 0.44 mm, 11.51 ± 0.52 mm, 11.28 ± 0.41 mm였다. IOL Master 500으로 측정한 수평각막윤부직경이 가장 길었고, Pentacam HR의 측정값이 가장 짧았다(Table 1). 기기 간 측정값 사이에는 양의 상관관계가 있었으나(모두 r>0.6, p<0.001), IOL Master 500의 측정 값은 ANTERION과는 유의한 차이가 있었고(p=0.03), OA-2000과는 유의한 차이가 없었다(p=0.099). ANTERION과 OA-2000은 유의한 차이가 없었다(p>0.999). Pentacam HR과 다른 세 기기 사이에는 유의한 차이가 있었다(모두 p<0.001) (Table 2).

Table 1.

Mean horizontal white-to-white measurement measured by IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, and Pentacam HR

Table 2.

Pairwise comparison of horizontal white-to-white values measured using IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, and Pentacam HR

일치도에 대해 분석하였을 때, 각 기기 간 차이에는 특정한 추세를 보이지 않았고, 95% 일치한계를 벗어나는 측정값은 전체의 10% 이하였다. 95% 일치한계범위는 각각 IOL Master 500과 ANTERION 사이 1.234 mm (-0.488에서 0.746 mm), IOL Master 500과 OA-2000 사이 1.619 mm (-0.667에서 0.952 mm), IOL Master 500과 Pentacam HR 사이 1.034 mm (-0.146에서 0.888 mm), ANTERION과 OA-2000 사이 1.519 mm (-0.746에서 0.773 mm), ANTERION과 Pentacam HR 사이 0.808 mm (-0.162에서 0.646 mm), OA-2000과 Pentacam HR 사이 1.276 mm (-0.409에서 0.867 mm)였다. 95% 일치한계범위는 IOL Master 500과 OA-2000 사이가 1.619 mm로 가장 넓었고 ANTERION과 Pentacam HR 사이는 0.808 mm로 가장 좁았다(Fig. 1).

Figure 1.

Bland-Altm an plot of horizontal white-to-white (mm) among the four devices. Mean (continuous line), lower and upper limits of agreement (± 1.96 standard deviation, dotted lines). (A) IOL Master 500 and ANTERION. (B) IOL Master 500 and OA -2000. (C) IOL Master 500 and Pentacam HR. (D) A NTERION and OA-2000. (E) A NTERION and Pentacam HR. (F) OA-2000 and Pentacam HR.

고 찰

본 연구에서는 IOL Master 500, ANTERION, OA-2000, Pentacam HR의 네 가지 기기로 측정한 수평각막윤부직경을 비교하여, 임상적으로 대치가 가능할지 분석하였다. 본 연구 결과 IOL Master 500과 ANTERION, IOL Master 500과 Pentacam HR 사이에는 수평각막윤부직경 값의 유의한 차이가 있었고, IOL Master 500과 OA-2000, ANTERION과 OA-2000 사이에는 유의한 차이가 없었으나 모두 일치도가 낮아 임상적으로 대치가 어려울 것으로 판단하였다.

수평각막윤부직경을 비교한 기존 연구들에서는 다양한 결과를 보였는데, Szalai and Csutak8은 IOL Master 500과 ANTERION로 수평각막윤부직경을 측정 시, 두 기기 간에는 통계적으로 유의한 차이가 있었고(p<0.0001), 95% 일치한계는 -0.93에서 +0.30 mm라고 하여, 본 연구 결과와 유사한 결과를 제시하였다. 최근 국내 도입되어 많이 사용되고 있는 IOL Master 700 (Carl Zeiss, Jena, Germany)과 ANTERION의 측정값을 비교한 연구들이 있었는데, IOL Master 700으로 측정한 수평각막윤부직경의 95% 일치한계는 각각 (-0.352에서 0.117 mm),7 (-0.212에서 0.510 mm),9 (-0.4019에서 0.1349 mm)10으로 나타났으며, 모두 IOL Master 700과 ANTERION 사이에 유의한 차이가 있으나(모두 p<0.001) 대치를 고려할 수 있을 것으로 보고하였다. Panthier et al11은 IOL Master 700과 ANTERION의 비교에서 기기 간 유의한 차이가 있고(p<0.05), 95% 일치한계는 -0.19에서 0.67 mm으로 대치가 불가능하다고 보았다. 기존의 연구들에서 대치를 고려할 수 있는 기준에 대해 명확히 제시되지는 않았으나, IOL Master 700과 ANTERION은 대치를 고려할 수 있는 것으로 보는 의견이 우세하였다.

IOL Master 500과 OA-2000의 수평각막윤부직경은 세 개의 연구에서 비교하였는데, Reitblat et al12은 일치도가 좋다고 하였으나(95% 일치한계: -0.55에서 0.45 mm), Kongsap13은 두 기기 사이에는 유의한 차이(p=0.018)가 있고, 95% 일치한계가 넓다고(-1.85에서 1.42 mm) 하였으며, Guo et al14은 고도근시안 환자와 대조군에서 두 기기를 비교하였는데, 두 군 모두에서 기기 간 차이는 유의하지 않으나(p>0.05), 95% 일치한계가 넓다(각각 [-0.80에서 0.68 mm], [-0.90에서 0.86 mm])고 하여, 95% 일치한계가 넓다는 점에서 본 연구와 유사하였다. 한편, Liao et al15은 IOL Master 700과 OA-2000의 수평각막윤부직경 측정값 사이에는 유의한 차이가 있고(p<0.001), 95% 일치한계가 넓어(-0.53에서 0.81 mm) 대치하여 사용할 수 없을 것으로 보고하였다. 모든 연구에서 95% 일치한계범위는 1.00 mm 이상으로 넓었다.

IOL Master 500과 Pentacam HR으로 수평각막윤부직경을 비교한 연구는 현재까지 한 개였는데, 두 기기 간 유의한 차이는 있으나(p<0.01) 95% 일치한계가 넓지 않아(-0.561에서 -0.107 mm) 대치가 가능할 것으로 보아,6 본 연구에서의 결론과는 차이가 있었다. 그 외 IOL Master 700과 Pentacam HR를 비교한 연구들에서는 두 기기 사이에 유의한 차이가 있고(각각 p<0.001) 95% 일치한계가 각각 -0.004에서 0.559 mm,7 0.17에서 0.78 mm16로 넓어 대치가 불가능하다고 하였다.

ANTERION과 Pentacam HR의 측정값 사이에 큰 차이가 없고, 임상적으로 대치가 가능(95% 일치한계, -0.05에서 0.379 mm)하다고 보고한 선행 연구 결과와 달리,7 본 연구에서의 95% 일치한계는 -0.162에서 0.646 mm로 넓어 대치가 불가능하였다. 그 외에 ANTERION과 OA-2000, OA-2000과 Pentacam HR을 비교한 연구는 현재까지 보고되지 않았다.

수평각막윤부직경 값들의 차이는 기기에 따라 이미지를 얻는 데 사용하는 광원이나, 홍채 주변의 경계를 인지하는 알고리즘이 달라서 발생할 수 있다.7 IOL master 500은 590 nm 파장의 발광 다이오드 광원을 사용하여 홍채의 형태를 인식하며,17 홍채에 초점을 맞춘 뒤 눈 전면의 회색조 사진을 촬영한 후 각막의 변연부를 자동으로 감지하여 계산한다.6 IOL Master 700은 파장가변 빛간섭단층촬영 방식으로 여러 안구계측치를 측정하지만, 수평방향윤부직경은 발광 다이오드 광원(800 nm 파장)을 사용하여 측정한다.18 ANTERION은 각막굴절률, 전방깊이, 중심각막두께, 수정체두께, 안축장은 파장가변 빛간섭단층촬영을 통하여 측정하지만, 수평각막윤부직경은 820-890 nm 파장의 발광 다이오드 광원과 적외선카메라를 이용하여 측정한다.19,20 OA-2000은 파장가변 빛간섭단층촬영과 플라시도원반의 반사 이미지를 결합하여 안구계측치 정보를 얻으며 750 nm 파장의 발광 다이오드 광원을 사용한다.21 Pentacam HR은 샤임플러그 카메라가 시축을 중심으로 회전하며 여러 이미지를 촬영한 후 얻은 데이터로 전안부 이미지를 3차원으로 재구성하는데, 475 nm 파장의 발광 다이오드를 이용한다.6,22 이와 같이 기기마다 사용되는 광원의 파장에도 차이가 있어, 이에 따라서도 인식에 차이가 발생할 수 있을 것으로 생각된다.

국내에서도 여러 기기로 안구계측치를 측정하여 비교한 연구들이 보고되었는데,23-31 이 중 최근 도입된 기기들을 이용한 비교에서 MR-6000 (Tomey Corp., Nagoya, Japan)와 IOL Master 700, Orbscan II (Bausch and Lomb Inc., Rochester, NY, USA)를 비교 시, 수평각막윤부직경은 각각 11.46 ± 0.32 mm, 11.70 ± 0.35 mm, 11.62 ± 0.53 mm였으며, MR-6000 (Tomey Corp.)은 Orbscan II (Bausch and Lomb Inc.)와 유의한 차이가 있었고, MR-6000 (Tomey Corp.)과 IOL Master 700, IOL Master 700과 Orbscan II (Bausch and Lomb Inc.) 사이에는 유의한 차이가 없고, MR-6000 (Tomey Corp.)과 IOL Master 700은 일치도가 높다고 보고되었다.30 샤임플러그-플라시도원반 방식인 SIRIUS (Costruzione Strumenti Oftalmici, Florence, Italy)와 ANTERION을 비교한 연구에서는 각각 11.47 ± 0.57 mm, 11.74 ± 0.57 mm로 유의한 차이를 보였으며(p<0.005), 95% 일치한계범위가 넓어 임상적으로 상호 호환하기 어려울 것이라고 하였다.26

본 연구에서의 수평각막윤부직경 측정치(IOL Master 500, 11.65 ± 0.39 mm)는 IOL Master 500으로 측정한 중국에서의 연구 결과와는 유사(11.55 ± 0.36 mm,14 11.45 ± 0.42 mm32)하였고, IOL Master 700으로 측정한 국내 연구 결과들(11.78 ± 0.47 mm,31 11.70 ± 0.35 mm30)에 비해서는 약간 짧았으며, 스페인과 헝가리, 독일 등 유럽국가들의 선행 연구 결과들(IOL Master 500, 12.01 ± 0.26 mm,6 12.00 ± 0.46 mm,8 12.19 ± 0.44 mm,22 12.09 ± 0.42 mm12)보다는 짧았다. 이는 인종이나 민족에 의한 영향으로 생각된다.

뿐만 아니라, 수평각막윤부직경은 밝은 공막 부위와 어두운 홍채 부위 사이로 간주되는 두 윤부 사이의 최대거리로 측정하므로,6 속눈썹, 코, 각막 윤부의 병변, 각막 투명도의 이상은 전안부 이미지 내에 음영의 변화를 주어 측정에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 연령이 증가함에 따라 각막 질환 및 노인환 등으로 인해 각막 자체의 변화가 있을 수 있으며,33 이는 수평각막윤부직경을 인식하는 데 차이를 발생시킬 수 있다.34 본 연구에서 ANTERION의 측정값은 국내 선행 연구(11.74 ± 0.57 mm, 평균 나이 58.87 ± 18.33세)에 비해 짧았는데,26 이는 대상 연령의 차이에 기인하였을 수 있다. 본 연구에서의 대상자 나이는 평균 67.6 ± 7.5세였고, 선행 연구들에서의 평균 연령은 10대에서 60대로 다양하여,6-16,32,35 연구 마다 다른 결과가 도출된 데에는 나이의 영향이 있었을 수 있다. 유수정체용 인공수정체삽입술은 주로 젊은 성인을 대상으로 시행되는 경우가 많으므로, 본 연구 결과를 해석할 때 이를 고려해야 할 것으로 생각된다.

본 연구는 상대적으로 적은 수의 대상자에게 진행되었으며, 국내에서 사용량이 증가하고 있는 IOL Master 700 및 측경기(caliper)와 비교하지 못하였다는 제한점이 있다. IOL Master 500과 IOL Master 700으로 측정한 수평방향윤부직경을 비교하였을 때 일치도가 좋다고 보고된 바 있으나,32,35 향후 다양한 연령대의 많은 수의 대상자에 대해 IOL Master 700을 포함한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

결론적으로, ANTERION이나 OA-2000으로 측정한 수평각막윤부직경은 IOL Master 500과 유의한 차이는 없으나 일치도가 낮아 임상적으로 대치하여 사용하기 어려울 것으로 생각된다. 결과를 해석하고 인공수정체 도수나 유수정체용 인공수정체의 크기를 결정할 때에 본 연구 결과를 고려해야 할 것으로 생각된다.

Acknowledgements

This work was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korea government (MSIT) (No. NRF-2017R1C1B1011577)

Notes

Conflicts of Interest

The authors have no conflicts to disclose.

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Biography

윤다은 / Da Eun Yoon

이화여자대학교 의과대학 이대목동병원 안과학교실 시과학연구센터

The Institute of Ophthalmology and Optometry, Department of Ophthalmology, Ewha Womans University Mokdong Hospital, Ewha Womans University College of Medicine

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Instrument	Mean ± SD (mm)	95% CI (mm)		Range (mm)	p-value^*
Instrument	Mean ± SD (mm)	Lower limit	Upper limit	Range (mm)	p-value^*
IOL Master 500	11.65 ± 0.39	11.55	11.76	10.80-12.50	<0.001
ANTERION	11.52 ± 0.44	11.40	11.65	10.63-12.46
OA-2000	11.51 ± 0.52	11.36	11.66	9.29-12.41
Pentacam HR	11.28 ± 0.41	11.17	11.40	10.40-12.10

Measurement	MD ± SD (mm)	p-value^*	95% LoA (mm)	r^†	p-value^‡
IOL Master 500-ANTERION	0.129 ± 0.315	0.028	-0.488 to 0.746	0.718	<0.001
IOL Master 500-OA-2000	0.142 ± 0.413	0.099	-0.667 to 0.952	0.628	<0.001
IOL Master 500-Pentacam HR	0.371 ± 0.264	<0.001	-0.146 to 0.888	0.781	<0.001
ANTERION-OA-2000	0.013 ± 0.388	>0.999	-0.746 to 0.773	0.691	<0.001
ANTERION-Pentacam HR	0.242 ± 0.206	<0.001	-0.162 to 0.646	0.885	<0.001
OA-2000-Pentacam HR	0.229 ± 0.325	<0.001	-0.409 to 0.867	0.785	<0.001