백내장 인공수정체(IOL) 도수측정, 안구 생체 계측 : IOL Master, Lenstar LS900, AL-Scan, OA-2000 - 부분빛간섭계(PCI), 저간섭성반사계(OLCR)

백내장 수술은...

과거에는 단순히 혼탁된 수정체를 제거하는 것이 목적이었으나

기계와 술기가 발달함에 따라..

수술 전 정확한 계산을 통하여 수술 후 굴절오차(Prediction Error, PE)를 최소화하는 것이 중요하게 되었습니다. 

즉, 수술전 정시, 근시, 원시 어떠한 종류의 굴절상태를 보인다하더라도, 

수술이후에는 정확히 정시 (0 Diopter) 혹은 약간의 근시를 만들어 주는것이 최근 백내장 수술의 목표입니다.

하지만, 술전 예측하였던 눈의 도수값(굴절값)과 실제 수술후 보이는 도수값(굴절값)은..

차이를 보이는 경우가 종종 있으며, 이러한 차이를 굴절오차(예측오차, Prediction Error, PE)라고 합니다.

굴절오차(예측오차, PE)를 줄이기 위해서는...

정확한 생체 계측이 필요하고 정교한 계산을 통해 목표하는 인공수정체 도수를 결정하는 것이 중요합니다.

초음파 측정방법 (A-scan)

인공수정체 도수를 결정하기 위한 생체 계측에는...

과거에는 그리고 현재에도, 초음파를 사용한 접촉식 방법(A-scan)이 많이 사용되었습니다.

그리고, 교과서적으로는 여전히 접촉식 초음파를 이용한 안축장 측정이 백내장수술 전 검사의 표준으로 여겨지고 있습니다

하지만, 이는 국소점안 마취제를 사용하여 환자 각막에 손상을 준다는 단점이 있었으며

무엇보다 검사자의 숙련도에 따라 다른 결과를 보이는 단점이 있습니다.

이는 각막에 탐침자가 직접 접촉하는 방식으로.. 검사자 간 가해지는 압력의 차이나 측정 위치에 따라 측정값의 변화가 있을 수 있습니다.

또한, 측정할수 있는 생체계측의 종류가 매우 한정적이며, 내장된 프로그램들(인공수정체 도수 계산 공식)이 역시 한정적입니다.

이는 10여년 전부터 증가한 라식, 라섹 등의 굴절 수술을 시행받은 눈에서  인공 수정체 도수를 계산하게되면, 오차가 매우 커진다는 단점이 있습니다. 

이에 따라서, 점차

1. 비접촉 측정이 가능하여 감염의 위험이 없고, 검사가 쉬우며, 

2. 한 번의 검사로 여러 가지 생체계측 변수를 측정할 수 있고, 

3. 내장된 프로그램을 이용하여 다양한 상황에서, 다양한 공식으로 인공수정체 도수를 계산할 수 있는 

광학적 측정 방법 장치들이 사용되고 있습니다.

   

Zeiss IOL Master 600

그중 널리 사용되는 것이... 

시간 도메인(Time domain) 부분간섭성 반사계를 이용한 부분빛간섭계(Partial Coherence Interferometry, PCI)인

IOL Master 500 (Carl Zeiss, Jena, Germany)입니다.

이는 기존 A-scan의 계측치와도 뛰어난 일치를 보입니다.

그러나 IOL Master 는 780 nm의 짧은 파장을 사용하는데, 짧은 파장은 투과성이 떨어집니다.

따라서, 후낭하백내장(posterior subcapsular cataract)이 심하거나...

백내장이 과숙할 경우,

유리체 혼탁이 있는 경우 측정이 잘 안 된다는 단점이 있습니다. 

Haag-Streit Lenstar LS900 과 Nidek AL-Scan

IOL Master 와 유사한 기계로,

2008년에 개발된, Lenstar LS900 (Haag-Streit, Bern, Switzerland)는...

820 nm 파장의 광선을 이용하여 안구생체계측을 시행할 수 있는 저간섭성반사계(Optical Low-coherence Reflectometry, OLCR)입니다

2012년부터 사용되기 시작한 AL-Scan (Nidek, Gamagori, Japan)은...

830 nm 파장의 광선을 이용한 부분결합간섭원리와 샤임플러그(scheimpflug) 이미지를 사용하는 부분빛간섭계(Partial Coherence Interferometry, PCI)입니다.

IOL Master, Lenstar LS900, AL-Scan 모두 약간씩 차이는 있지만, 

측정을 위해 사용하는 광선의 파장이 820nm-830nm 의 짧은 파장을 이용한다는데서, 낮은 투과성과 낮은 해상도의 문제가 존재합니다.

   

Tomey OA-2000

이러한 단점들을 보완하기 위해 푸리에 도메인(Fourier-domain) 파장가변광원(swept-source)을 이용한..

저간섭성반사계(Optical Low-coherence Reflectometry, OLCR), OA-2000 (Tomey, Nagoya, Japan)이 최근 개발되었습니다.

이는 플라시도 링(placido ring)의 반사 이미지를 사용하여 한 번에 수평각막직경, 각막굴절력, 각막두께, 전방깊이, 동공크기 등을 측정할 수 있습니다.

IOL Master보다 신호대잡음비(signal to noise ratio)가 높아 계측 이미지의 질이 좋아지고 

세포 투과력이 좋아지기에 백내장 혼탁이 심해도 계측이 잘됩니다.

또한 IOL Master에 비해 긴 파장인, 1,060 nm의 파장을 이용하기에 

수정체 혼탁에 의한 빛의 산란과 감쇠가 줄어들고 더 뛰어난 세포 투과력을 가져, 이로 인해 더욱 정확한 계측이 가능합니다.

하지만 어떠한 기계를 사용하여 검사를 하더라도, 계측오차는 있을수 밖에 없습니다.

그나마, 최근 기계인 OA-2000 이 오차가 가장 적다고는 하지만, 여전히  예측치는 다를수 있음을 알아야만합니다.

지금까지...

백내장 인공수정체(IOL) 도수측정, 안구 생체 계측 : IOL Master, Lenstar LS900, AL-Scan, OA-2000 - 부분빛간섭계(PCI), 저간섭성반사계(OLCR)에 대해서 알아보았습니다.