최신 안과 의학 논문 : 노안교정 인레이(Inlay)의 원리

논문으로 보는 안과 눈 이야기/노안



이전 포스팅에 이어서 노안을 교정하는 방법중 하나인 인레이(inlay) 는 원리에 대해서 알아보겠습니다.



최신 안과 의학 논문 : 각막 인레이 (Corneal Inlay) 노안 치료법

http://argzumbang.tistory.com/219





최신 안과 논문 번역 마흔 한번째 연구 Current Opinion of Ophtahlmology 에  2013년 4월 실린 Corneal inlays for presbyopia correction  각막 인레이를 이용한 노안의 교정 연구

최신 안과 논문 번역 마흔 두번째 연구 Ophthalmology and Therapy 에 2017년 6월 실린 A review of Presbyopia Treatment with Corneal Inray  각막 인레이를 이용한 노안 치료 리뷰 

두가지 연구를 바탕으로 하였습니다.


최신 안과 의학 논문 : 노안교정 인레이(Inlay)의 원리

최신 안과 의학 논문 : 노안교정 인레이(Inlay)의 원리




앞서 이야기한 현재 전세계적으로 개발되어있는 각막 인레이의 종류는 다음과 같이 각기 다른 원리를 이용한 3가지 종류가 있습니다.

3가지 종류 모두 양안을 치료하는 것이 아니라, 비주시안 (Non -dominant eye) 단안에만 삽입을 하는 치료법입니다.


  1. 인레이 자체가 굴절값을 가져서, 각막내에 삽입되었을때 각막의 굴절률 refractive index 을 변화시켜 각막 자체가 Multifocal 즉 다초점 각막 이 되도록 하는 방법 : Refractive optic inlay

  2. 인레이 자체는 굴절값을 가지지 않으나, 각막내에 삽입되어 각막의 곡률 curvature 를 변화시켜 역시 각막 자체가 Multifocal 즉, 다초점 각막 이 되도록 하는 방법 : Corneal reshaping inlay

  3. 각막의 굴절률이나, 곡률에는 영향을 주지않고 핀홀 효과를 이용한 방법 : Small aperture inlay






우선 1번 Refractive optic inlay 와 2번 Corneal reshaping inlay 에 대해서 알아보겠습니다.

이해를 돕기 위해서 잠시만 다초첨 콘택트 렌즈 이야기를 하겠습니다.


   


콘택트렌즈의 디자인은 일반적으로 다음과같이 생겼습니다.

콘택트렌즈의 중심부에는 Optic zone이라고 하는 렌즈 도수에 관여하는 부분이 있고, 주변부는 착용했을때 눈이  불편하지 않도록 관여하는 부분, 즉 착용감을 담당하는 부분입니다.

이 중심부의 Optic zone1가지 종류의 커브 (곡선, curvature) 를 가지고 있습니다. 

이 optic zone의 curvature (곡률반경)가 휘어있는 정도가 안경으로 치면 안경의 도수를 결정하는 부분으로 원거리 시력을 교정해 주는 부분입니다.


Multifocal CL (다초점 콘택트 렌즈)



Multifocal CL (다초점 콘택트 렌즈) 는 원거리 시력을 교정해 주는 이 Optic zone의 일부에, 근거리 시력을 교정해 줄수 있는 돋보기를 추가한 것입니다. (근거리를 위한 power를 add 함)


이 돋보기를 추가한 위치가 Optic zone의 주변부라고 하면, 중심부를 통해서는 원거리를 보게 되고 주변부를 통해서 근거리를 보게되는 형태가 될것입니다.  이러한 형태를 CD Center Distance (center가 원거리) 형태라고 합니다.


한편 돋보기를 추가한 위치가 Optic zone의 중심부라고 하면, 중심부를 통해서는 근거리를 보게 되고 주변부를 통해서 원거리를 보게되는 형태가 될것입니다. 이러한 형태를 CN Center Near (center가 근거리) 형태라고 합니다.




즉, 원래는 Optic zone에는 원거리를 교정하는 부분만 있었는데, 일부에다가 돋보기를 추가한 누진 다초점 안경과 같은 형태가 되는 것이죠.

아래의 왼쪽 사진이 CD (Center Distance)의 다초점 렌즈의 형태이고, 우측이 CN (Center Near)의 다초점 형태의 형태입니다.

여전히 (일반 콘택트 렌즈와 마찬가지로) Optic zone을 제외한 주변부는 렌즈의 착용감을 담당하는 부분이고, Optic zone에서만 이러한 변화를 미세하게 주었습니다.


Multifocal CL (다초점 콘택트 렌즈)


주변부의 착용감을 담당하는 부분을 제외하고 Optic zone만을 확대해서 보면 다음사진과 같습니다.


왼쪽 사진의 CD Center Distance 의 렌즈를 보면 가운데 노란 부분은 원거리를 담당하는 부분이고 이를 둘러싼 파란 부분은 돋보기가 추가되어서 근거리를 보게 해줍니다. 즉 노안을 치료하는 부분입니다.


오른쪽 사진은 CN Center Near 렌즈로, 주변부의 노란부분이 원거리를 담당하는 부분이고 가운데 있는 파란 부분에 돋보기가 추가되어 근거리를 보게해주는 노안 치료 부위입니다.


Multifocal CL (다초점 콘택트 렌즈)



콘택트 렌즈 회사에 따라서 CD (Center Distance) 이냐  CN (Center Near) 이냐가 다릅니다. 국내에 출시되고 있는 모든 다초점 콘택트 렌즈는 현재 CN Center Near 의 형태를 띄고 있습니다.


노바티스 (알콘)의 자회사 시바비전에서 만들고 있는 에어옵틱스 아쿠아 멀티포컬(Air optix Aqua Multifocal) 이나  바슈롬에서 만들고 있는 퓨어비전 2 (Purevision 2)는 모두 CN Center near 의 형태로   주변부를 통해서 멀리를 보게 하고   중심부를 통해서 근거리를 보게하는 형태입니다.



실제로 이렇게 생겼습니다.  CN Center Near의 모습을 보여주고있습니다.


Air optix AQUA MF (해외) = Air  optix MF (국내) 엘어렌즈 멀티포컬 Purevision 2




이제 다시 각막 인레이(Corneal inlay) 이야기로 넘어가봅시다.


  1. 인레이 자체가 굴절값을 가져서, 각막내에 삽입되었을때 각막의 굴절률 refractive index 을 변화시켜 각막 자체가 Multifocal 즉 다초점 각막 이 되도록 하는 방법 : Refractive optic inlay

  2. 인레이 자체는 굴절값을 가지지 않으나, 각막내에 삽입되어 각막의 곡률 curvature 를 변화시켜 역시 각막 자체가 Multifocal 즉, 다초점 각막 이 되도록 하는 방법 : Corneal reshaping inlay





각 인레이의 형태는 이전 포스팅을 참조하세요~


최신 안과 의학 논문 : 각막 인레이 (Corneal Inlay) 노안 치료법

http://argzumbang.tistory.com/219



Flexivue microlens 로 대표되는 Refractive optic inlay 는 다음 사진에서 보듯이 CD (Center Distance)의 형태를 띄고 있습니다. 중심부에는 구멍이 뚤려있어서 원거리를 그대로 보도록 하고, 주변부에는 돋보기를 추가한 형태입니다.  주변부의 인레이 자체가 "안경처럼" 굴절값을 가지고 있기 때문에 돋보기 역할을 할수 있습니다.

결국  Refractive optic inlay 는 각막 자체에 수술을 해서 항상 CD (Center Distance)다초점 콘택트를 끼고 있도록 만들어 주는 것과 동일하다고 보시면됩니다.


  




Raindrop inlay (물방울 인레이)로 대표되는 Corneal reshaping inlay는 반대로 CN (Center Near)의 형태를 띄게 됩니다.
위의 Flexivue 와는 달리 Raindrop inlay 는 자체적으로 굴절값을 가지는 물질이 아닙니다. 각막의 굴절값과 동일한 굴절값을 가지면서, 각막내부에 삽입되었을때 각막의 곡률반경을 변화시킵니다. 

시축 (visual axis)의 중심부에다가 삽입하였을때 중심부에다가 돋보기를 추가한 형태가 되고, 주변부는 돋보기 없이 그대로 원거리를 보게 하는 방식입니다. 

결국  Corneal reshaping inlay 는 각막 자체에 수술을 해서 항상 CN (Center Near)의 다초점 콘택트를 끼고 있도록 만들어 주는 것과 동일하다고 보시면됩니다.







정리하자면 왼쪽과 같은  CD (Center Distance)의 콘택트 렌즈를 항상 끼고 있는 것처럼 각막 수술을 하는 방법이 Flexivue microlens 로 대표되는 Refractive optic inlay 입니다.


우측과 같이  CN (Center Near)의 콘택트 렌즈를 항상 끼고 있는 것처럼 각막 수술을 하는 방법이  Raindrop inlay 로 대표되는 Corneal reshaping inlay 입니다.


Multifocal CL (다초점 콘택트 렌즈)


국내에서는 우측과 같이  CN (Center Near)의 콘택트 렌즈만 판매 된다고 말씀 드렸습니다.

각막 인레이역시 동일하게 우측과 같이  CN (Center Near)의  Raindrop inlay 만 시술되고 있습니다.

실제로 여러가지 이유들로 인해서 CD (center distance)보다는 CN (Center Near)가 더욱 선호되고 있으며, 환자의 적응이나 만족감도 더 좋습니다.


   


마지막으로  핀홀 효과를 이용한 방법인 : Small aperture inlay 방법 입니다.

이는 앞선 두가지 방법과는 달리 각막의 굴절률이나, 각막 곡률에는 영향을 주지않는 방법입니다.


이 표를 다시 보면 알다시피 두께가 다른 것들에 비해서 매우 얇습니다.

각막의 굴절률을 변화시키는 Flexivue microlens 는 15~20 마이크로미터 (0.015~0.020 mm), 각막의 곡률을 변화시키는 Raindrop inlay 는 가장 두꺼워서 32마이크로 미터 (0.032 mm) 인데 비해서  KAMRA Inlay 는 5마이크로 미터 (0.005 mm)밖에 안됩니다.  

즉, 각막의 형태를 변형시키는 방법이 아니기 때문에 두께가 두꺼울 필요가 없습니다.



 


KAMRA Inray (국내에서는 흔히 카메라 인레이 라고 부릅니다. 실제이름은 캄라 인레이 이지만요) 로 대표되는 Small aperture inlay 방법은 핀홀 효과를 이용합니다.


전체 크기가 3.8mm 가 되는 얇은 비닐과 같은 모양인데, 가운데 1.6 mm의 구멍이 뚫려 있고 이를 통해서 외부에서 빛이 들어오고, 이 구멍을 둘러싸고 있는 부분은 검게 칠해져 있어서 빛이 통과하지 못하게 되어있습니다.

하지만 빛만 통과하지 못해야지 각막의 영향공급이나 산소공급은 영향을 받지 않아야 아므로 약 8400 개의 작은 구멍들이 뚫려 있는 모습입니니다.


핀홀 효과 라고 하는 것은 다음사진으로 설명할 수 있습니다.

노안이 있는 사람이 화살표 모양의 근거리의 사물을 보게 되면   원래의 동공 (pupil) 을 통해서 사물을 보았을때는 A와 같이 상이 흐리게 맺히게 됩니다.

하지만 이때  눈앞에 Pinhole (핀홀, 바늘구멍) 을 대게 되면 상이 B와 같이 또렷하게 맺히게 됩니다.

실제로 노안이 있는 사람에서 가까이 있는 사물을 또렷하게 보기위해서 핀홀 안경을 끼게 되면 상이 또렷하게 잘보이게 됩니다.


이런 핀홀 효과를 이용한 안경이 다음과 같은 핀홀 안경입니다.

이렇게 작은 구멍이 송송 뚤려있는 안경을 통해서 사물을 보게되면 +5 Diopter ~ - 5 Diopter 까지가 커버되기 때문에 안경을 끼는 사람들도 안경을 벗을수 있고, 노안이 있는 사람들에서는 돋보기가 필요 없어지게됩니다.



하지만 이런 거추장 스러운 안경은 한번씩 낄수있을지는 몰라도 항상 끼고 살수는 없습니다.

주변의 빛을 차단하고 바늘 구멍을 통한 빛만이 눈에 들어오기 때문에 전반적으로 어두워지게 되고, 그럼 어두운 곳이나 밤이되면 사물이 잘 안보이게 됩니다.



그래서 눈앞에다가 핀홀안경과 같은 핀홀을 대는 것이 아니라, 동공의 크기를 직접 조절하면 핀홀 효과를 직접 얻을수 있지 않을까 하고 개발된 것이 이러한 KAMRA Inray 카메라 인레이 의 원리 입니다.


동공이 작아진 상태에서 실제 사물을 본다면 아래 그림과 같습니다.

노안이 없는 상태 (In focus - 가운데 줄) 에서는 동공 pupil의 크기가 정상적인 4mm, 어두운 곳에서 동공의 크기가 커진 상태인 6mm, 밝은 곳에서 동공의 크기가 작아진  상태인 2mm 어떤 경우라도 명확하게 글자가 상을 맺는 것을 볼수 있습니다.

하지만 노안이 온상태에서는 (Focused in front of retina - 맨 아래줄) 가까이있는 사물을 볼때 정상적인 동공 크기 4mm 에서 상이 또렷하게 맺히지 않고 흐리게 보입니다. 동공의 크기가 커져서 6mm가 되면 상이 더더욱 더 잘 안보입니다.  한편 동공의 크기가 작아진 2mm 상태가 되면  상이 점점더 선명하게 관찰됩니다.



이처럼 동공의 크기를 조절하여 가까운 곳을 볼때 선명하게 상이 맺도록 하는 기술이  KAMRA Inray 카메라 인레이 입니다.


핀홀 안경의 장점인 선명한 상을 얻으면서도, 핀홀 안경의 단점인 전반적인 어두워짐을 극복하기 위해서 양안에 시술을 하는 것이 아니라 단안에만 시술을 합니다.




지금까지 알아본 것이 노안 교정에 사용되는 인레이(inlay)의 원리들입니다.


이제 이런 인레이의 실제 치료효과에 대해서 알아보겠습니다.









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    • Infinite Bleu
    • 2020.04.26 16:18
    감사합니다.
    이해하는데 큰 도움이 되었습니다.