김용근, 김지훈, 이옥희 동강대학 안경광학과
1.서론
수정체의 역할은 두께 조절에 의한 굴절력변화와 외부 유해 환경인 자외선을 흡수하여 망막으로 가는 자외선을 차단하는 일이다.
수정체는 수 천 개의 아주 얇은 박막 결정구조로 되어있고, 광이 이 박막 층을 통과 할 때마다 특정파장의 광흡수가 일어나고 나머지는 투과 하게 된다.
자외선을 흡수하지 않고 수정체를 투과하는 비둘기의 눈이나, 사람의 무수정체나 수정체 제거의 경우 적외선 투과에 의한 망막 피로도는 급격이 증가와 더불어 색지각 한계 파장영역인 보라색 380㎚영역 보다 짧은 파장은 지각 할 수 있다(1). 특히 수정체가 있는 환경인 이전의 색지각 스펙트럼이 수정체 제거시 다른 패턴으로 변화되어 색지각 이 다르게 된다.
수정체 혼탁과 관련된 백내장은 수정체가 혼탁해져 빛을 제대로 통과시키지 못하게 되면서 안개가 낀 것처럼 시야가 뿌옇게 보이게 되는 질환으로, 백내장 수술은 혼탁이 생긴 수정체의 내용물을 제거하거나 수정체 적출하는 방법이며, 수정체가 흡수하고 있던 유해광선을 흡수 할 수 없게 되고 눈부심을 느끼는 일이 생긴다.
특히 이 증상에서 제일 먼저 청시증 발생 한다. 수정체 적출 후 안경 장용시 이런 문제를 해결하기위해서 재질선택과 광 투과 파장영역 설정이 선행되어야 한다. 이런 취지에서 본 연구는 각막과 수정체의 광 투과 스펙트럼을 분석을 통하여 청시증의 원인을 정량 적으로 분석하고자 한다.
각막과 수정체에 대한 광투과 스펙트럼을 분석을 위해 기 Waxler(2)연구결과인 각막과 수정체에 대한 광투과 스펙트럼을 이용하였다.
수정체 제거시 발생하는 색지각 현상에 대해 분석을 위해 400nm 파장영역을 기준으로 하여 자외선 영역과 가시광 영역으로 구분하여 청시증 효과를 분석하였다.
3.연구결과 및 고찰
Waxler(2)연구결과인 인간의 각막과 수정체에 대한 광 투과 스펙트럼을 [그림.1]에 보였다. 수정체 보다 각막에서 낮은 파장 300nm 영역에서부터 광투과가 시작되고 수정체는 40nm 영역부터 광 투과가 시작함을 볼 수 있다.
수정체 제거 시 400nm 이하 적외선 투과량은 Suv(T%nm)이며, 400nm이상의 가시광 영역에서 이전보다 추가 되어 들어온 투과량은 Svis(T%nm)이고, 총 투과광 증가량은 Suv + Svis(T%nm)가 된다. 각막에 의한 300nm 보다 큰 파장영역의 투과광은 다시 수정체에 의해 400nm 이하 파장영역을 제거하게 된다.
수정체만의 광 투과 곡선을 보면, 400nm영역에서 점차 투과광이 커져서 450nm 영역에서 포화점에 이르게 된다. 이 영역이 청색과 보라색 영역이다. 즉 우리 청색과 보라색은 다른 가시광선 영역 보다 투과율이 상대적으로 낮은 상태에서 색지각을 해왔다. 그러나 수정체가 제거 된 경우 이제는 이 영역의 투과율이 다른 가시광선 영역에서처럼 상대적으로 같게 된다. 그러므로 [그림.2]에서 처럼 400-450nm 파장 영역의 투과율이 높게 느끼게 된다.
4.결론
수정체의 광 투과 곡선은 400nm영역에서 점차 투과광이 커져서 450nm 영역에서 포화점에 이르게 된다. 수정체를 제거하게 되면 상대적으로 이 영역인 청색과 보라색 영역의 광이 많이 투과하게 되어 청시증 원인이 된다.
청시증 제거를 위해서는 선택 물질의 광투과 곡선이 수정체 투과광 곡성과 400-450nm 영역에서 일치해야 한다.
참고문헌
1. F.C.Delori, Fundus reflectance and the measurement of crystalline lens density
, Opt.Soc.Am. A 13. 215 (1996)
2. Waxler M. Hitchins, optical radiation and visual health, Press, Boca Raton, Florida, P.10. Fig. 5 (1986)