An Excel Program for Dk Calculation of Contact Lens

엑셀 프로그램을 이용한 콘택트렌즈의 Dk 결정

Purpose: The review article was written to establish an excel program that could calculate minimal Dk of contact lens without $O^2$ deficiency and actual $O^2$ concentration on cornea when contact lens were being fitted by changing lens-related factors. Methods: An excel program was formulated to calculate the thickness of post-lens lacrimal layer, Dk of contact lens and $O^2$ concentration on cornea. Results: With the excel program established, minimal $O^2$ concentration needed on cornea could be calculated when the thickness of post-lens lacrimal layer was changed by varying lens-related factors. A different route in the excel program was needed to choose based on the shape of lacrimal layer. The thickness of lacrimal layer was determined by the shape of meniscus made of tear between lens edge and cornea with flat fit. Thus, the $O^2$ concentration showing negative number in calculation decreased on peripheral cornea with flatter fitting and actual $O^2$ concentration would be zero on cornea. With tight fitting, the thickness of post-lens lacrimal layer is much thicker than lens itself thus negative number in calculation by the excel program is shown indicating zero oxygen on cornea. It can cause $O^2$ deficiency regardless of Dk of contact lens. Conclusions: The calculation of thickness of post-lens lacrimal layer and $O^2$ concentration on cornea by the established excel program is suggested to avoid $O^2$ deficiency when fitting state is varied by changing lens-related factors.

목적: 콘택트렌즈 피팅 시 렌즈 관련 사양의 변화에 따라 다른 값을 가지는 각막에서 산소부족이 없는 최소 Dk값 및 산소농도를 계산/확인할 수 있는 프로그램을 수립하고자 하였다. 방법: 엑셀 프로그램을 이용하여 콘택트렌즈착용 시 렌즈 아래 형성되는 눈물층의 두께와 Dk값을 계산할 수 있는 방정식을 세우고 수치 계산 모델을 확립하였다. 결과: 렌즈사양을 변화시키면 렌즈 아래 눈물층의 두께가 변하며 이에 따라 산소투과도가 다르게되므로 각막이 요구하는 최소 산소농도 역시 달라짐을 계산으로 확인하였으며, 눈물층의 두께를 위한 계산 프로그램은 눈물층의 형태에 따라 다르게 선택되어야 함을 밝혔다. 즉, flat 피팅 시에는 렌즈가장자리와 각막이 만나서 만들어지는 오목면의 형태에 따라 렌즈 아래 눈물층의 두께가 결정되며, flat하게 피팅 될수록 각막주변부 표면의 산소농도는 감소되어 계산값으로는 (-)가 되며 실제로는 산소농도는 0이 된다. Tight 피팅 시 각막표면의 산소를 계산하면 tight 피팅으로 눈물층의 두께가 렌즈의 두께보다 극단적으로 두꺼워지게 되어 계산값은 역시 (-)가 되며 각막 표면의 산소 농도는 0이 되어 산소결핍을 야기하게 됨을 알 수 있다. 결론: 콘택트렌즈의 변수를 조절하여 피팅 상태를 변경할 때에는 눈물층의 두께와 이에 따른 각막표면의 산소농도를 정확하게 계산하여 산소결핍이 나타나는 일이 없도록 하여야 한다.