Ⅰ. 서 론

2024년 인터넷 이용 실태조사에 따르면 스마트폰을 포함한 모바일 인터넷 사용은 99.9%로 유선인터넷 82.5%를 크게 앞섰다.¹⁾ 또한 2024년 국가 통계포털에서는 대한민국 전체 인구의 99.3%가 휴대폰을 보유하고 있으며, 그 중 95.3%가 스마트폰을 사용하는 것으로 보고하였다.²⁾

이처럼 스마트폰은 일상생활에서 자주 사용되고 있으며 PC나 TV 등 다른 영상 매체에 비해 더 작은 화면과 글자 크기, 짧은 주시거리에서 이용하는 특징을 가지고 있다. 특히 스마트폰을 장시간 근거리에서 사용할 경우 모양체근의 과도한 긴장으로 조절력에 부담을 줄 수 있으며, 눈의 피로를 유발하는 주된 원인이 될 수 있다고 보고하였다.³⁾ 또한 이러한 기전은 단순히 눈의 피로를 넘어 근시의 발병 및 진행에도 영향을 미치는 환경적 요인으로 지목되고 있다.^{4, 5, 6)} Foreman 등에 따르면 스마트기기 사용은 근시 위험을 유의하게 증가시키며, 특히 컴퓨터를 함께 사용할 경우 위험도가 더욱 높다고 보고하였다.⁷⁾ 또한 Zong 등은 디지털 기기 화면 사용 시간이 1시간 증가할수록 근시 발생 위험이 약 7% 상승할 수 있다고 보고하였으며 디지털 기기 노출이 근시의 조기 발현에 기여할 수 있음을 제시하였다.⁸⁾ 이처럼 디지털 기기 사용 습관은 근시의 발현 및 진행에 있어 중요한 환경적 위험요인으로 작용함을 시사한다. 따라서 스마트폰을 포함한 디지털 기기 사용 습관은 장기적으로 시기능과 안 건강에 영향을 미칠 수 있어 관련 요인에 대한 체계적인 분석이 필요하다.

또한 스마트폰을 사용할 경우 시각적 피로와 조절 기능 저하에 밀접하게 연관된다고 보고하고 있다.³⁾ Kang 등은 화면크기가 작을수록 조절 기능 저하와 시각적 피로가 나타났으며⁹⁾, Kim 등은 짧은 주시거리가 일시적인 원거리 교정시력 저하와 근시도 증가를 유발한다고 보고하였다.¹⁰⁾ 또한, Naipal 등은 조절 기능이 정상인 성인에서도 작은 글자 크기와 근거리 사용이 디지털 눈 피로를 유발할 수 있음을 밝혔다.¹¹⁾

이처럼 스마트폰의 사용은 시각적 피로, 조절 및 융합 기능 저하, 근시 진행과 관련하여 연구가 다수 진행되고 있으나 기존 선행연구들은 화면크기에 따른 조절 기능 변화⁹⁾ 또는 주시거리에 따른 근시도 변화¹⁰⁾ 등 단일 요인이 미치는 영향만을 독립적으로 분석하였다. 이와 달리 본 연구는 정상 시기능을 가진 근시안의 성인을 대상으로 스마트폰 사용 시 주요 변수인 화면크기와 주시거리 두 요인을 동시에 적용하였다. 이를 통해 각 요인의 개별적 영향뿐만 아니라 두 요인이 결합되었을 때 조절 및 융합 기능(조절근점, 폭주근점, 조절용이성, 조절래그, 원·근거리 사위 및 AC/A 비)에 미치는 복합적인 상호작용을 종합적으로 분석하였다. 이를 통해 스마트폰 사용자에게 적합한 근거리 작업에 대한 기초자료를 제시하고, 안 건강 증진을 위한 근거를 마련하고자 하였다.

Ⅱ. 대상 및 방법

1. 대상

본 연구는 안질환 및 전신질환이 없으며, 등가구면굴절력 –0.75 D 이상의 20~34세 성인 32명을 대상으로 진행하였으며 양안 교정시력 0.9 이상, 모건의 기댓값을 기준으로 원거리 사위 1±2 Δ 외사위, 근거리 사위는 3±3 Δ 외사위, AC/A 비 4/1±2, 음성 상대조절력(NRA) +2.00±0.50D, 양성 상대조절력(PRA) -2.37± 1.00 D, 조절래그 +0.50±0.50 D, 조절력 18 –나이/3±2.00 D로 정상범위인 자로 선정하였다.¹²⁾

2. 연구 방법

1) 실험 조건

실험에 사용된 스마트폰은 디스플레이 크기에 따라 두 가지 조건으로 설정하였으며 가장 많이 판매되고 있는 기기와 동일한 화면크기의 모델로 선정하였다.¹³⁾ 구체적인 사양은 아래와 같다.

주시거리에 따른 차이는 평균 독서 거리인 40 cm와 선행 연구에서 측정된 평균 스마트폰 기기 사용 거리인 20 cm의 두 가지 조건으로 실시하였다.¹⁴⁾ 연구 대상자는 완전 교정값으로 시험렌즈테를 착용한 상태에서 진행하였다. 또한 모든 실험은 외부 시각적 자극 및 조도의 영향을 최소화하기 위해 실내에서 진행하였으며. 평균 조도는 KS 기준 450 lx로 설정하고,¹⁵⁾ 디스플레이 밝기는 흰색 화면을 기준으로 화면 중앙과 네 모서리의 휘도를 개별 측정해 평균 245.89±3.86 cd/m²로 설정하였다.¹⁶⁾ 시야각 변화에 따라 OLED 디스플레이의 휘도 분포가 달라질 수 있음에 스마트폰은 거치대를 이용해 모든 연구 대상자의 시선과 수직(90°)이 되도록 고정하였다.¹⁷⁾

2) 실험 절차

본 연구는 스마트폰 기기(Galaxy Note20 Ultra, Galaxy S²⁰⁾와 주시거리(40cm, 20cm)를 조합한 총 4개의 조건에서 시행되었으며, 각 30분 동안 자막이 배제된 영화 히트맨2(2025)를 시청하였다. 반복적인 근업 활동으로 인한 순서 효과를 방지하기 위해 총 2일간 나누어 실시하였다. 첫째 날에는 스마트폰을 배정받아 주시거리를 무작위로 변경하여 2회 측정을 수행하였으며, 둘째 날에는 전날 사용하지 않은 스마트폰으로 동일하게 주시거리는 무작위로 측정을 완료하였다. 시기능 측정은 근거리 작업이 끝난 직후 측정하였으며, 각 조건 간에는 시각적 피로를 회복하기 위해 15분간 휴식 시간을 진행하였다. 이후, 각 조건에서 영화 시청 전후의 시기능 측정값과 주관적 피로도 점수의 변화량을 산출하였다. 이때 변화량은 시청 후 측정값(post)에서 시청 전 기준값(pre)을 뺀 값(post-pre)으로 계산하였다.

3) 평가 항목

각 항목은 3회 측정하였으며, 결과로는 평균값을 사용하였다.

(1) 조절 기능

푸쉬업(Push-up)법을 이용한 조절근점(NPA), ±2.00D 렌즈 플리퍼를 활용한 단안 및 양안 조절용이성(AF), 크로스실린더(Cross-cylinder)를 이용한 조절래그(Lag of Accommodation), 양성 및 음성 상대조절력(PRA/NRA)을 측정하였다.

(2) 융합 및 사위 기능

양안 폭주 상태를 확인하기 위한 폭주근점(NPC)을 측정하였으며, 하웰 사위 검사법(Howell phoria test)을 이용하여 원거리(3 m) 및 근거리(40 cm) 수평사위를 측정하였다. 또한, 조절 자극 변화에 따른 폭주 반응 능력을 평가하기 위해 경사 AC/A 비(Gradient AC/A ratio)를 산출하였다.

4) 통계 분석

통계 분석은 IBM SPSS Statistics ver. 27 (IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 사용하였다. 연구 대상자의 조절 지표 중 단안 측정값은 우안과 좌안의 측정값은 대응 표본 t-검정을 통해 비교하였으며, 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않아 분석에서는 우안의 결과만을 사용하였다.

각 조건 간 주효과 및 상호작용 효과는 이원 반복측정 분산분석(two-way repeated measures ANOVA)로 분석하였다. 본 연구의 두 독립변수(기기, 거리)는 모두 2개의 수준으로 구성되어 있으므로 주효과에 대한 별도의 사후 검정은 생략하였다. 다만, 요인 간 상호작용 효과가 유의하게 산출된 지표에 한하여 단순 주효과 분석(Simple main effect analysis)을 실시하였다. 구체적인 조건 간 차이를 확인하기 위한 다중 대응 비교(Multiple pairwise comparisons) 시 1종 오류의 증가를 통제하기 위해 Bonferroni 보정을 적용하였다. 모든 유의수준은 p < 0.050 미만으로 설정하였다.

Ⅲ. 결 과

1. 연구 대상자

본 연구에는 총 32명이 참여하였으며, 남자 12명(37.5%), 여자 20명(62.5%)이었다. 평균 연령은 25.06± 4.23세이었으며 양안의 평균 교정시력은 0.95±0.05 이었다. 단안의 평균 구면 굴절이상도는 우안 –3.27±2.00 D, 좌안 –3.16±2.10D이었다. 평균 난시 굴절이상도는 우안 –1.33±0.60D, 좌안 –1.30±0.56D이었다. 등가구면 굴절력은 우안 –3.72±2.12D, 좌안 –3.65±2.19D이었다(Table 1).

2. 주시거리와 화면크기 요인에 따른 각 항목의 주효과 및 상호작용 분석

기기 및 주시거리 요인에 따른 시기능 결과는 이원 반복측정 분산분석으로 확인하였다(Table 2).

1) 주시거리에 따른 주효과 분석

조절근점, 폭주근점, 조절래그, 양성상대조절력, 근거리 수평사위, 경사 AC/A 비 항목에서는 기기 요인에 따른 주효과나 두 요인 간의 상호작용 효과가 나타나지 않았으나, 거리 요인에서 통계적으로 유의한 주효과가 관찰되었다. 40 cm 조건에 비해 20 cm 조건에서 두 기기 모두 조절근점이 유의하게 멀어졌고(p < 0.001), 폭주근점 또한 유의하게 멀어지는 결과를 보였다(p < 0.001). 20 cm 조건에서 조절래그가 유의하게 증가하였으며(p < 0.001), 경사 AC/A 비는 유의하게 감소하는 양상을 보였다(p < 0.001). 근거리 수평사위는 40 cm 대비 20 cm 조건에서 두 기기 모두 유의하게 내사위 방향으로 변화하였다(p < 0.001). 반면, 원거리 수평사위는 기기 요인, 거리 요인 및 상호작용 효과 모두에서 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

2) 화면크기에 따른 주효과 분석

음성상대조절력의 경우 거리 요인(p < 0.001)뿐만 아니라 기기 요인(p = 0.022)에서도 통계적으로 유의한 주효과를 나타냈으며, 상호작용 효과는 유의하지 않았다(Fig. 1). 두 기기 모두 20 cm 주시거리에서 음성상대조절력이 유의하게 감소하였고, 특히 20 cm 거리 조건에서 Galaxy S20 조건이 Galaxy Note20 Ultra 조건에 비해 유의하게 더 큰 음성상대조절력의 감소를 보였다(p = 0.020).

3) 주시거리와 화면크기의 상호작용 효과 분석

단안 및 양안 조절용이성 항목에서는 기기 요인의 주효과가 유의하게 나타났으며(p = 0.002, p < 0.001), 동시에 기기와 거리 요인 간의 통계적으로 유의한 상호작용 효과가 확인되었다(p = 0.029, p = 0.013), (Fig. 2, Fig. 3). 사후 분석 결과, Galaxy Note20 Ultra 조건에서는 거리에 따른 단안 및 양안 조절용이성의 유의한 차이가 없었던 반면(p = 0.488, p = 0.470), Galaxy S20 조건에서는 20 cm 주시거리에서 단안 및 양안 조절용이성이 유의하게 감소하였다(p = 0.003, p < 0.001). 특히 20 cm 조건에서는 Galaxy S20이 Galaxy Note20 Ultra에 비해 단안 및 양안 조절용이성이 유의하게 더 큰 감소를 보였다(p < 0.001).

Ⅳ. 고 찰

선행 연구에서 디지털 기기 사용에 따른 시각적 피로 및 조절 기능 저하의 관련성을 꾸준히 보고해 왔다.^{18, 19)} 특히, 화면크기나 주시거리 각각 조절 기능 저하와 시각적 불편감에 영향을 준다고 보고되었으나^{9, 10)}, 두 요인을 함께 고려하여 상호작용 효과를 분석한 연구는 제한적이다. 이에 본 연구에서는 화면크기와 주시거리를 함께 요인으로 설정하고 다양한 시기능 지표의 변화를 종합적으로 비교하고자 하였다.

본 연구 결과 거리 요인은 조절근점, 폭주근점, 조절래그, 경사 AC/A 비 등 주요 지표에서 유의한 주효과를 나타냈다. 특히 40 cm에 비해 20 cm의 짧은 주시거리에서 조절근점과 폭주근점이 유의하게 멀어지고 조절래그가 증가하였다. 이는 짧은 근거리 노출이 조절계에 과부하를 유발하고 조절래그를 증가시킨다는 KAUR 등(2022)의 연구와²⁰⁾, 짧은 주시거리가 조절근점 및 폭주근점을 멀어지게 한다는 Padavettan 등¹⁹⁾의 결과와 일치한다.

화면크기 요인은 음성상대조절력과 조절용이성에서 유의한 영향을 미쳤다. 음성상대조절력은 화면이 작은 조건에서 더 크게 감소했으며, 조절용이성에서는 기기와 거리 요인 간의 뚜렷한 상호작용 효과가 확인되었다. 작은 화면을 20 cm에서 시청할 때 조절용이성의 저하가 가장 높게 나타난 반면, 비교적 큰 화면에서는 거리에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았다. 또한 Padavettan 등¹⁹⁾은 40 cm의 고정된 주시거리에서 스마트폰을 이용한 텍스트 읽기 작업 후 조절용이성이 감소함을 보고하였으며, Chellapan 등²¹⁾ 역시 일상적인 스마트폰 사용이 조절용이성을 포함한 전반적인 시기능 저하를 유발한다고 보고하였다. 이처럼 선행 연구들에서는 보다 정밀한 작업이 요구되는 과제를 통해 뚜렷한 조절 전환 능력의 저하가 관찰되었다. 반면, 본 연구의 Galaxy Note20 Ultra(6.9인치) 조건에서는 조절용이성 저하가 유의하게 나타나지 않았다. 이는 본 연구가 선행 연구들에 비해 상대적으로 큰 화면을 적용하였고 자막이 배제된 영상 시청 과제를 채택하여, 세밀한 문자 해독에 따른 조절계의 부담이 상대적으로 적었기 때문인 것으로 사료된다.

사위 및 상대조절력 결과에서도 선행연구와 대비되는 양상이 확인되었다. 사위의 경우 40 cm에서는 외사위, 20 cm에서는 내사위 방향으로 변화하였다. Kaur 등²⁰⁾은 장시간 근업 시 조절래그 증가와 AC/A 비 감소가 외사위를 유발한다고하였으나, Alvarez 등²²⁾은 지속적 근거리 주시가 폭주 적응을 유발해 눈의 정렬 기준을 내사위 방향으로 이동시킨다고하였다. 본 연구의 짧은 거리인 20 cm 조건은 높은 폭주 요구로 인해 폭주 적응이 증가하여 내사위 방향의 편위가 나타난 것으로 생각된다. 또한, 기존 스마트폰을 이용한 텍스트 읽기 과제를 이용한 Padavettan 등¹⁹⁾의 연구에 따르면 음성 및 양성 상대조절력이 모두 감소하는 경향을 보였다. 반면에, 본 연구에서는 음성상대조절력만 감소하고 양성상대조절력은 오히려 증가하는 결과를 나타냈다. 이는 젊은 성인의 텍스트 읽기가 아닌 영상 시청이라는 과제 특성이 반영된 결과로, 화면크기와 주시거리에 따라 조절 부담의 양상이 달라질 수 있음을 보여준다.

결론적으로, 스마트폰 사용 시 20 cm의 짧은 주시거리는 조절근점 및 폭주근점의 후퇴, 조절래그 증가 등 여러 조절 및 융합 관련 지표의 유의한 변화를 유발함을 확인하였다. 따라서 스마트폰 사용 시 20 cm와 같은 과도하게 가까운 주시거리를 지양하고 상대적으로 먼 거리(40 cm 이상)를 유지하는 것이 시각적 부담을 줄이는 데 기여할 수 있을 것으로 생각된다. 나아가 본 연구에서 단시간의 근업 시 조절 및 융합 기능의 변화가 나타났기에 임상에서는 정확한 검사를 위해 피검자의 검사 전 근거리 작업 여부를 확인하고 충분한 휴식을 제공해야 한다. 또한 디지털기기 제조사 차원의 주시거리 감지 기능 탑재의 필요성과 일상에서 근거리 작업 시 주기적으로 휴식을 권장하는 조치가 병행되어야 할 것으로 생각된다. 그러나 본 연구는 20~30대 젊은 성인만을 대상으로 하여 다양한 연령에 따른 시기능 변화의 차이를 반영하지 못했다는 한계점을 가진다. 또한, 통제된 실내 조도 및 휘도 환경에서 단기간의 노출만을 평가하였기 때문에 실제 생활 환경에서 장기적인 스마트폰 사용이 시기능에 미치는 영향으로 단정하기는 어렵다. 아울러, 서로 다른 두 스마트폰 기기를 활용하여 화면 크기를 비교함에 따라 화면 크기 이외의 디스플레이 고유 특성을 완전히 통제하기 어려웠다는 한계가 존재한다. 따라서 향후 연구에서는 다양한 연령대를 포함하고 기기 고유의 광학적 변수를 통제한 실제 생활 환경 기반의 장기 추적 연구가 필요할 것으로 보이며, 더 나아가 태블릿 PC나 데스크톱 등 다양한 디스플레이 크기별로 시각적 부담을 최소화할 수 있는 최적의 임상적 기준치를 비교·규명하는 연구가 병행되어야 할 것으로 생각된다.

본 연구를 통해 스마트폰의 화면크기와 주시거리가 근거리 작업 시 조절 및 융합 기능에 어떤 영향을 미치는지 확인하였다. 이러한 결과는 향후 스마트폰 사용 가이드 및 디지털 시각 환경 설계의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 스마트폰 사용 시 주시거리와 화면 크기가 시기능에 미치는 변화를 확인하였다. 연구 결과, 20 cm의 짧은 주시거리는 40 cm 조건에 비해 조절근점과 폭주근점을 유의하게 후퇴시키고 조절래그를 증가시키는 등 조절 및 융합 관련 지표의 유의한 변화를 유발하였다.

근거리 수평사위는 20 cm 조건에서 유의하게 내사위 방향으로 편위가 변화하였으며, 경사 AC/A 비는 유의 하게 감소하는 양상을 보였다. 상대조절력의 경우, 음성상대조절력은 감소하고 양성상대조절력은 증가하였다.

결론적으로 스마트폰의 근거리 사용은 단시간 내에도 시기능에 뚜렷한 변화를 초래할 수 있는만큼, 임상적 시기능 평가 시 환자의 직전 근거리 작업 여부를 고려할 필요가 있다. 본 연구는 스마트폰 작업 거리에 따른 시기능 변화를 정량적으로 제시하여 향후 올바른 디지털 기기 사용 가이드라인 마련을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.