목적: 각막곡률계를 이용하여 비접촉식으로 안경렌즈의 곡률반경을 측정할 수 있는 방법에 관하여 조사하고자 한다. 방법: 각막곡률계의 전면부에 -9.50 D ~ -11.50 D의 시력검사용 시험렌즈를 부착한 후 안경렌즈를 각막곡률계의 전면부에서 약 25 cm 가량 떨어진 곳에 설치한다. 안경렌즈의 위치를 조금씩 변경시키며 선명한 마이어상을 관찰하여 곡률반경을 측정한 후, 구면계를 이용하여 곡률반경의 보정공식을 만든다. 결과: 전면부에 시험렌즈를 부착한 각막곡률계를 이용하여 곡률반경 측정이 성공적으로 수행되었다. 측정한 곡률반경은 구면계 데이터를 이용하여 보정값으로 변환 되었으며, 보정값을 만드는 직선의 방정식 5가지를 얻었다. 임의의 여러 가지 렌즈들을 전면부에 시험렌즈가 부착된 각막곡률계로 측정한 후 직선의 방정식을 이용하여 계산한 결과 3.5% 미만의 오차로 측정이 가능함을 알았다. 결론: 전면부에 시험렌즈를 부착한 각막곡률계를 이용하여 비접촉식으로 안경렌즈의 곡률반경을 측정하는 것이 가능하며, 그 정확도는 렌즈메져보다 오히려 높은 것으로 나타났다.
목적: 각막곡률계(keratometer) 측정값과 각막지형도(corneal topography) 검사에 의해 분류된 난시량에 따른 비구면 RGP 렌즈의 동적 움직임 차이를 알아보고자 하였다. 방법: 직난시를 가지고 있는 20~30대 남녀의 36안을 대상으로 각막곡률계를 이용하여 각막의 곡률을 측정하고 난시량에 따라 비구면 RGP 렌즈를 피팅한 후 회전량, 순목에 의한 수평 및 수직 방향으로의 이동거리를 측정하였으며 이를 각막지형도 검사를 이용하여 측정된 전체 각막 난시량을 기준으로 하여 피팅하였을 때 각막에서의 비구면 RGP렌즈 동적움직임과의 차이를 비교하였다. 결과: 각막곡률계로 측정하여 얻은 중심부 각막 난시량이 각막지형도 검사를 이용하여 얻은 전체 각막 난시량보다 더 크게 나타난 경우는 61.1%였으며, 그 반대의 경우는 36.1%로 중심부 각막 난시량이 언제나 전체 각막 난시량보다 크게 나타나는 것은 아니라는 것을 알 수 있었다. 또한, 전체 각막 난시량과 중심부 각막 난시량의 차이값이 0.25D 이상인 경우가 19안으로 52.8%에 해당하는 피검안 경우는 비구면 RGP 렌즈 처방이 틀려질 수 있음을 알 수 있었다. 각막곡률계에 의해 측정된 각막 난시량을 기준으로 하였을 때는 수평방향의 이동이 각막의 난시 정도에 따라 통계적으로 의미있는 차이를 나타내었으나 각막지형도에 의해 전체 각막 난시량으로 분류하였을 때는 비구면 RGP 렌즈의 회전양, 수직 및 수평 방향으로의 이동거리 모두 통계적으로 의미있는 변화가 없었다. 각막곡률계에 의해 측정된 중심부 각막 난시량이 각막지형도 검사에 의해 측정된 전체 각막 난시량에 비해 클 경우가 그 반대의 경우에 비해 렌즈의 회전량이 더 많았다. 또한, 각막의 곡률 반경이 다르더라도 각막 난시량에 의해 동일한 베이스커브를 가진 렌즈로 처방이 내려지는 동일처방의 경우에는 각막 난시량이 증가하면 비구면 RGP 렌즈의 회전량이 증가하는 경향을 보였다. 결론: 본 연구를 통해 각막곡률계와 각막지형도 검사를 이용하여 직난시안에 비구면 RGP 렌즈를 피팅하였을 때 각막에서의 동적움직임이 완전히 상이하지는 않았으며 특정 움직임에서는 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 각막곡률계를 이용한 피팅의 성공률을 더 높이기 위해서 혹은 각막지형도 검사를 이용한 피팅의 적절한 적용을 위해서 피팅 방법들 간의 상관관계에 대해 더 많은 연구가 수행되어야 함을 알 수 있었다.
현재 국내의 시각 관련 전문가들이 일반적으로 사용하는 자동 시각 굴절력-곡률계(Auto Ref-Keratometer)는 대부분 일본 제품들을 포함하는 외국산들이다. 최근 국내에서도 일부 기업에서 시각 측정기 부문에서의 개발을 행하고 있으나 아직 외국 제품들에는 정확도, 성능 등에서 크게 미흡한 수준을 보이고 있다 이에 좀 더 개선된 성능의 광학 부문, 소프트웨어 부문, 전자 하드웨어 부문등이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 하드웨어의 변경 없이 전자 부문 소프트웨어의 다양한 변경을 가할 수 있도록 해 주어 개발 기간을 크게 줄일 수 있고 고객 데이터베이스 구축 등의 응용 확장도 가능하도록 범용성을 갖추 자동 시각 굴절력 곡률계의 전자 부문 하드웨어를 설계하였다. 본 전자 부문 하드웨어 시스템은 동시 개발 중인 광학 부문, 전자 부문 소프트웨어와 연동되어 외국 제품에 비교시 정확도와 성능면에서 근소하나마 향상된 결과를 낼 수 있게 하였을 뿐 아니라 향후 발전 가능성도 크게 향상시킬 수 있었다.
최근 시각 관련 측정기 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재 국내의 시각 관련 전문가들이 일반적으로 사용하는 자동 시각 굴절력-곡률계(AutoRefracto-Keratometer)는 대부분 일본 제품들을 포함하는 외국산들이다. 최근 국내에서도 일부 기업에서 시각 측정기 부문에서의 개발을 행하고 있으나 아직 외국 제품들에는 정확도, 성능 등에서 크게 미흡한 수준을 보이고 있다. 이에 좀 더 개선된 성능의 광학 부문, 소프트웨어 부문, 전자 하드웨어 부문 등이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 하드웨어의 변경 없이 전자 부문 소프트웨어의 다양한 변경을 가할 수 있도록 해 주어 개발 기간을 크게 줄일 수 있고 고객 데이터베이스 구축 등의 응용 확장도 가능하도록 범용성을 갖춘 자동 시각 굴절력 곡률계의 전자 부문 하드웨어를 설계하였다. 본 전자 부문 하드웨어 시스템은 동시 개발 중인 광학 부문, 전자 부문 소프트웨어와 연동되어 외국 제품에 비교시 정확도와 성능면에서 향상된 결과를 낼 수 있게 하였을 뿐 아니라 향후 발전 가능성도 크게 향상시킬 수 있었다.
각막곡률반경은 RGP 렌즈를 착용한 대학생(1980~1984년)을 대상으로 측정하였다. 대상자는 187명으로 여자(167), 남자(17) 그리고 원추각막환자(3)이었다. 각막곡률반경은 전체대상자의 평균치가 7.77mm이었고, 좌안과 우안의 측정치 역시 7.77mm이었다. 눈의 수평, 수직경선의 측정치는 7.88mm, 7.65mm이었다. 남자와 여자의 경우는 모두가 수평이 수직경선보다 동일하게 0.22mm 크게 조사되었다. 성별에 따른 곡률반경의 차이는 남자의 경우 평균치가 7.84mm으로 여자의 경우보다 0.08mm 정도 크게 측정되었고, 좌, 우안의 크기는 차이가 없었다. 원추각막환자는 곡률반경의 평균치가 6.86mm으로 정상인 조사대상자의 평균치보다 0.91mm 작게 조사되어 차이가 큰 것으로 나타났다.
최근 시각 관련 측정기 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 본 연구는 자동 시각 굴절력 곡률계의 전자 부문 소프트웨어를 개발하였다. 만약 자동화된 시스템이 광학계로부터 나오는 영상을 이용하여 내부 처리를 거친 후 정확한 시각 측정치를 검사자에게 알려줄 수 있다면 잘못 측정되는 측정 횟수를 크게 줄일 수 있을 것이다. 본 연구는 형태학적 필터링(morphological filtering)과 그레이-레벨의 신호 강조(signal enhance) 기술들을 이용하여 자동 시각 굴절력 측정 시스템에 연동될 측정 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘에서는 광학계로부터 도출된 영상으로부터 첫째로 형태학적 필터링 처리를 행한다. 이 과정은 처리가 어려운 원 영상을 좀 더 다루기 쉬운 상태로 바꿔주는 역할을 하게 된다. 둘째는 일차 처리된 영상에 가해주는 그레이 수준 한계 기법을 통한 신호 강조 기법으로서 이는 영상의 그레이 값 분포가 다양함으로 인해서 발생되는 오차를 줄이기 위해서 사용된다. 그리하여 본 전자 부문 소프트웨어는 정확한 측정값 도출이 어려운 시각 영상에 적용되어 효과적으로 오차를 줄임으로써 보다 효율적인 시각 측정을 가능하게 하였다.
최근 시각 관련 측정기 개발에 대한 국내의 관심이 높아지고 있다. 이에 본 논문은 자동 시각 굴절력 곡률계의 전자 부문 소프트웨어와 하드웨어 시스템을 개발하였다. 광학 부문으로부터 나오는 영상 을 이용하여 전자 부문 시스템에서 내부 처리를 거친 후 정확한 시각 측정치를 검사자에게 알려 줄 수 있다면 잘못 측정되는 측정 횟수를 잠재적으로 크게 줄일 수 있을 것이다. 전자 부문 시스템은 소프트웨어와 하드웨어의 두 부분으로 나뉘어 개발되었는데, 소프트웨어 부분은 형태학적 필터링과 그레이 레벨의 신호 강조 기술 등을 이용하여 행해짐으로써, 보다 향상된 굴절력 치수를 도출할 수 있게 개발하였고, 하드웨어 부분은 기존의 시스템들과 동일한 기능을 수행함과 동시에 하드웨어의 변경 없이도 소프트웨어의 변경을 자유롭게 행할 수 있도록 구성하여 개발기간을 크게 줄일 수 있고 나아가 응용 확장 등도 용이하다는 장점을 가지게 되었다. 그리하여 전자 부문 시스템은 정확한 측정값 도출이 어려운 시각 영상에 적용되어 효과적으로 오차를 줄임으로써 보다 효율적인 시각 측정을 가능하게 하였다.
목적: 각막곡률계(keratometer) 측정값을 기준으로 분류된 난시량에 의해 피팅(fitting)하였을 때 RGP 렌즈의 중심 안정위치가 각막 지형도 검사(corneal topography) 측정값을 기준으로 각막 난시를 분류하여 전체 각막 난시를 고려하였을 때 어떻게 달라지는지를 알아보고자 하였다. 방법: 직난시를 가진 20~30대 남녀 19명 38안에게 각막곡률계 측정값으로 분류한 각막 난시량에 따라 9.9 mm 직경의 비구면 RGP 렌즈를 피팅한 후 초고속 촬영장치를 이용하여 각막에서 렌즈의 중심안정위치를 측정하였다. 또한 각막 지형도 검사에 의해 측정된 전체 각막 난시량을 기준으로 하였을 때와 각막의 가장 가파른 부분의 위치와 렌즈의 중심안정위치 관계를 비교하였다. 결과: 직난시안에서는 중심부 각막 난시값과 각막 전체 난시값의 차이가 있을 때에 RGP 렌즈의 중심 안정 위치에는 변화가 없었다. 각막지형도 검사를 이용하여 각막에서 가장 가파른(steep) 위치와 RGP 렌즈의 중심안정위치와의 관계를 알아보았을 때 각막에서 가장 가파른 위치와 RGP 렌즈의 수직방향에서의 중심안정위치가 일치하는 경우는 52.3%였으며, 두 위치가 일치하지 않는 경우의 대부분은 각막의 가파른 부분이 윗방향인데 반하여 렌즈의 중심안정위치는 아랫방향인 경우였다. 각막의 가장 가파른 위치와 렌즈의 수평방향에서의 중심안정위치가 일치하는 경우는 65.6%였으며, 이들 두 위치가 일치하지 않는 경우의 76.9%는 각막의 가장 가파른 부분의 곡률반경과 플랫(flat)한 부분의 곡률반경 차이가 0.05 mm 이하로 작았다. 결론: 본 연구에서는 RGP 렌즈의 중심안정위치는 중심부 각막 난시와 전체 각막 난시의 차이에 의해 영향을 받지 않으며 오히려 각막의 지형이 더 중요할 수 있다는 것을 밝혔다.
본 연구에서는 연령에 따른 안광학적 요소의 변화를 알아보기 위해 16세에서 79세 사이의 한국인 남녀 63명(남자 32명, 여자 31명)을 대상으로 Keratometer로 각막 전면의 곡율반경을 측정하였고 Refractometer로 조절마비제를 사용하지 않은 상태에서 굴절이상을 측정하였다. 또한 A-mode Ultrasonography로 전방의 깊이, 수정체의 두께, 유리체의 깊이, 안축의 길이 등을 측정하였다. 측정 결과, 전방의 깊이는 20대에서 3.0 mm~4.0 mm의 분포를 나타내고 있었으며 연령의 증가에 따라 그 깊이가 감소하여 70대의 노인층에서는 2 mm~3.50 mm의 분포를 나타냈다. 수정체의 두께는 20대에서는 약 2.64 mm 정도였으나 70대에서는 4.62 mm 정도로 나이가 증가함에 따라 그 크기가 커짐을 알 수 있었다. 유리체의 깊이는 약 17 mm 정도에서 큰 변화가 없었다. 안축의 길이는 40세 미만의 젊은층이 24.47 mm인데 비해 40대 이후의 노년층의 24.11 mm로 감소하고 있었으며 각막곡율반경은 젊은층이 7.79 mm, 노년층이 7.72 mm로 나이가 듦에 따라 그 크기가 감소함을 알 수 있었다.
본 논문은 자동 시각 굴절력 곡률계의 전자 부문에 연동될 곡률 측정 알고리즘을 소개한다. 만약 자동화된 시스템이 광학계로부터 나오는 영상을 이용하여 내부 처리를 거친 후 정확 시각 측정치를 검사자에게 알려줄 수 있다면 잘못 측정되는 측정 횟수를 크게 줄일 수 있을 것이다. 본 연구는 형태학적 필터링(morphological filtering)과 그레이-레벨의 신호 강조(signal enhance) 기술들을 이용하여 자동시각 굴절력 곡률계에 연동될 각막 곡률 측정 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘에서는 광학계로부터 도출된 링 모양 광원의 화상을 처리하기 위해서 새로운 방법을 사용하는 대신에 굴절력 측정을 위해서 6개의 점으로 구성된 화상을 처리하는 방식으로 변형 적용시킨다. 이 때 링의 띠를 6개의 덩어리점으로 변형하는 과정만을 제외하면 굴절력 화상을 처리하는 방식과 같게 된다. 이는 알고리즘의 간결화와 측정 시간을 줄이는 효과를 얻게 된다. 그리하여 본 각막 곡률 측정 알고리즘은 정한 측정 값 도출이 어려운 시각 영상에 적용되어 효과적으로 오차를 줄임으로써 보다 효율적인 시각 측정을 가능하게 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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