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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.17 No.3 pp.268-274
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2015.17.3.268

Effect of Multi pinhole glasses on Visual Acuity and Accommodation

Jung-Bok Kim, Byoung-Sun Chu
Dept. of Optometry and Vision Science, Institute for eye-functional promotion, Catholic University of Daegu, Gyeongsan
Address reprint requests to Byoung-Sun Chu Dept. of Optometry and Vision Science, Catholic University of Daegu, Gyeongsan TEL: 053-850-2553, Fax: 053-850-6793, E-mail: bschu@cu.ac.kr
July 23, 2015 September 5, 2015 September 18, 2015

Abstract

Purpose:

The aim of the study was to investigate the effect of multi pinhole glasses as a corrective device for uncorrected visual acuity and accommodation.


Methods:

Participants of 17 male and 15 female without any ocular complication volunteered. The mean of equivalent refractive error were -1.33±1.10D for right eye and -1.51±0.78D for left eye. All participants were instructed to wear multi pinhole glasses for an hour a day for a month. Visual acuity and amplitude of accommodation were measured initially, after 2 weeks and after a month of wearing multi pihhole glasses.


Results:

There were statistically difference between time of measurement for the group of wearing multi pinhole glasses. Visual acuity improved from 0.29±0.27 logMAR initially, 0.21±0.21 logMAR after 2 weeks later and 0.15±0.17 logMAR one month later. Accommodative amplitude also improved from 11.39D to 13.59D at one month of wearing multi pinhole glasses. However there was no differecen found for the group without pinhole glasses.


Conclusions:

Results indicated that visual functions may be varied by wearing multi pinhole glasses. The multi pinhole glasses may improve visual acuity and accommodative amplitude.



However the result of this study may be limited due to relatively short period of study and small number of participants. Therefore it is recommenced that long term study with large number of participants is needed for better understanding.



다중 핀홀 안경에 의한 시력과 조절력 변화 효과에 대한 연구

김 정복, 추 병선
대구가톨릭대학교, 안경광학과, 시기능증진 연구소, 경산
    Catholic University of Daegu

    Ⅰ. 서 론

    최근 IT 기기의 발달과 더불어 스마트폰 사용 증가 로 인해 시각을 이용한 활동이 증가되고 있다. 2012 년과 2013년의 한국의 스마트폰 보급률은 67.6%, 73.0%로 세계 1위인 것으로 조사되었다.1) 이는 세계 평균 보급률인 14.8%(2012년 기준)보다 5배 가까이 높은 수치에 해당하는 것이다.(Fig.1)

    이러한 스마트폰 보급률이 증가되면서 인터넷과 스 마트폰 사용 시간이 증가되어 스마트폰 중독에 빠지는 비율도 증가되고 있다.2) 또한 컴퓨터 및 스마트폰의 사 용으로 인한 과도한 근거리 활동이 사회적인 문제로 인 식되고 있으며, VDT(Video Display Terminal)증후 군, CVS(Computer Vision Syndrome)등 안정 피로와 관련된 문제들을 호소하는 비율이 높아지고 있다.3,4)

    질병관리본부와 대한안과학회가 공동으로 실시한 국민건강영양조사의 결과를 바탕으로 발표 된 이 등5) 의 연구를 보면 2008년 근시 48.9%, 난시 51%에서 2012년 근시 53.3%, 난시 55%로 꾸준히 증가하여 10 명 중 5명이 근시에 해당하는 것으로 나타났고, 연령 별로 보게 되면 근시 유병률은 10대 55.1%, 20대 51.4%, 30대 45.6%이였고, 난시 유병률은 10대 61.4%, 20대 61.9%, 30대 63.1%로 젊은 연령층에서 매우 높게 나타났다.

    이러한 굴절이상을 교정하기 위한 대표적인 방법 은 안경 및 콘택트렌즈 착용이다. 하지만, 안경 착용 의 불편함과 콘택트렌즈의 장시간 착용으로 인한 부 작용으로 인해 최근 들어 라식, 라섹과 같은 굴절교 정술을 선호하는 비율 또한 높아지고 있다.6,7) 이처럼 현대 사회의 사람들에게 굴절이상을 교정하기 위한 다양한 방법들이 큰 관심사가 되었고, 안구 운동에 의한 시력 회복 방법8,9) 등 다양한 교정 방법들이 소 개 되고 있는데, 그 중에서 핀홀 효과를 이용하여 시 력 교정에 효과가 있다는 안경이 판매되고 있다.10)

    핀홀(Pinhole)은 작은 구멍을 의미하는 말로써, 그 효과는 작은 구멍을 통해 사물을 보게 될 경우에 나 타날 수 있는 상에 대한 효과를 말하는 것이다. 우리 눈의 동공은 눈에 들어오는 빛의 양에 따라 그 크기 를 변화시켜 눈 속으로 들어오는 빛의 양을 조절하여 사물을 항상 선명하게 볼 수 있도록 한다.11,12) 핀홀을 장용하게 되면 동공 크기가 작아지는 효과가 발생하 면서 구면수차가 줄어들게 되고 이로 인해 눈에 들어 오는 빛이 줄어 수정체 주변부를 가리는 효과를 가지 게 된다. 이러한 현상으로 초점심도가 깊어지는 효과 가 발생한다.13) 따라서 나안 상태에서 착용할 경우 일 시적인 시력 교정효과를 볼 수 있게 된다. 핀홀은 현 재 굴절검사 과정 중에서 시력저하의 원인이 안질환 에 의한 것인지 아니면 굴절이상 미 교정에 의한 것 인지를 구분하기 위해 간편하게 사용되어지고 있 다.14) 그 동안 사용되어지던 핀홀 렌즈는 단일 구멍이 있는 단일 핀홀 렌즈였다. 단일 핀홀 렌즈의 단점은 시야가 좁고 주변부에를 차단하고 있다. 하지만 다중 핀홀 안경의 경우 핀홀 구멍이 여러 개 있어 좁은 시 야 부분과 주변부 차단이라고 하는 단점을 극복하였 다. 또한 안경 형태로 제작되어 있기 때문에 추가적 인 장치 없이도 바로 착용이 가능하다는 장점이 있다. 또한 측면 보기 등은 안구 운동만으로 충분히 극복 가능하다는 장점이 있다. 이에 Kim 등15)은 핀홀 안경 을 착용한 상태에서의 일시적인 시력 및 시기능 개선 효과에 대한 연구를 실시하였다. 하지만 핀홀 안경의 꾸준하고 지속적인 착용으로 인한 시력 및 시기능 개 선 효과에 대한 연구는 아직 진행되지 않고 있다.14-18) 이에 본 연구에서는 다중 핀홀 안경을 1일 1시간씩 1 개월 동안 꾸준히 착용하게 하였을 때의 시력 및 조 절력의 변화에 대해 알아보고자 하였다.

    Ⅱ. 연구 대상 및 방법

    1. 연구 대상

    안과적 질환 및 과거병력이 없고 복시, 폭주 및 안 구운동능력 등의 양안시 기능에 이상이 없는 남녀 32 명을 대상으로 하였다.(남자 17, 여자 15, 23.59± 4.14세) 자동안굴절력계로 측정한 등가구면 굴절력이 ±3.00D를 넘어 가거나(등가구면 굴절력이 ±3.00D 를 넘어가게 되면 나안시력이 0.1이하가 되게 된다. 시력 검사 시에 사용되어지는 시력표는 0.1시력까지 표기 되어 있으므로 그 이하의 시력을 가진 경우 정 확한 시력을 수치화하기 어렵다. 또한 나안에 다중 핀홀 안경을 착용하게 되므로 위험성을 고려하여 제 외시켰다.), 굴절교정수술을 받은 적이 있는 피검자 들은 연구 대상자에서 제외시켰다.

    2. 연구 재료

    연구에 사용된 다중 핀홀 안경은 5.2x4.0 cm의 렌 즈 사이즈를 가지고 있으며, 검은색의 불투명한 플라 스틱 재질로 되어있으며 렌즈의 두께는 1.2 mm, 총 86개의 구멍이 수평 7줄로 나열되어 있는 안경으로 하였다. 핀홀 구멍의 사이즈는 0.9 mm, 수평과 수직 으로 2.5 mm 간격으로 구멍이 나열되어 있고 측면에 서 들어오는 빛의 영항을 막기 위하여 렌즈과 안경 다리가 연결되는 부분에 가림막이 부착되어 있는 핀 홀 안경을 사용하였다.(Fig.2)

    3. 연구 방법

    자동안굴절력계(HRK-800A, Huvitz)로 측정한 후 좌우안의 등가구면 굴절력을 정리하였고, 17명의 피 검자에게는 다중 핀홀 안경을 1일 1시간씩 착용시키 고, 15명의 피검자들에게는 핀홀을 착용시키지 않게 한 다음 착용 초기, 2주 후, 1달 후의 나안 원거리 시 력과 조절력을 측정하여 결과를 비교하였다. 다중 핀 홀 안경은 나안 상태에서 착용하도록 하였으며, 집안 에서 TV 시청시에 착용하도록 하였다.

    나안 원거리 시력은 ETDRS Chart(4 m)를 사용하 여 측정하였고, 단안과 양안의 나안 원거리 시력을 모두 측정하였으며, 시력 표기는 LogMAR표기에 의 한 최소시각의 Log 표기 값으로 나타내었다. 시력이 20/20보다 더 좋을 경우에는 (-)값으로 표기하였다.

    단안과 양안의 최대조절력은 Push-up method을 사용하여 측정하였고, 나안 상태에서 0.6-0.7에 해 당하는 근거리 시표를 보게 한 후 피검자의 눈 앞으 로 2 cm/sec의 속도로 이동시켜 “흐림”을 자각할 때 시표와 피검자의 눈 사이의 거리를 측정하여 1/거리 (m) 공식을 이용하여 D로 변환하여 조절력을 기록하 였다. 검사의 정확성을 위해 3회 반복 측정한 후 그 평균값을 최종 조절력으로 하였다.

    원거리 시력과 조절력은 단안과 양안 모두 측정하 였으나, 연구에는 양안의 데이터만 사용하였다.

    4. 통계 처리

    연구 결과 분석에는 SPSS 프로그램(Ver.20)을 활 용하였다. 동일 대상자를 대상으로 다중 핀홀 안경 착용 시기에 따른 변화에 대한 분석은 반복측정 분산 분석(Repeated Measures ANOVA)방법으로 하엿으 며, LSD 방법에 의한 주효과 비교를 이용하여 분석 하였다. 통계 결과는 신뢰도 95%를 기준으로 유의수 준(p-value) 0.05 이하이면 통계적으로 유의성이 있 다고 판단하였다.

    Ⅲ. 결 과

    연구에 참여한 피검사자들은 남자 17명, 여자 15명 으로 총 32명이었다. 연령 분포는 18~32세까지였으 며 평균 연령은 23.59±4.14세이었고, 우세안 분포는 오른쪽 20명, 왼쪽 12명이었다. 나안 시력이 0.1이 되지 않거나, 교정 시력이 1.0 이상이 나오지 않고, 조절력 부족 등의 양안시 문제가 있는 피검사자들은 연구에서 제외하였다. Table 1, 2

    1. 나안 상태에서의 양안 원거리 시력

    LogMAR 표기로 기록한 검사 초기 나안 양안 시력 은 0.29±0.27으로 나타났으며, 1일 1시간씩 다중 핀 홀 안경을 착용한 2주 후의 나안 양안 시력은 0.21± 0.21으로 초기보다 시력이 상승된 결과를 보였다. (p<0.01) 착용 1달 후의 나안 양안 시력은 0.15± 0.17으로 측정되었고, 이는 착용전과 2주 착용을 한 것보다 유의하게 나안 양안 시력이 상승된 결과를 보 였다.(p<0.000) Fig.3

    2. 나안 상태에서의 양안 조절력

    양안 조절력은 검사 초기 11.38±2.57D으로 측정 되었고, 다중 핀홀 안경 2주 착용 후에는 12.65± 2.23D로 조절력이 증가되긴 하였지만, 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 그러나 1달 후의 양 안 조절력은 13.59±1.39D로 착용 전과 2주 착용시 의 조졀력보다 통계적으로 유의한 수준으로 증가한 결과를 보였다.(p<0.02) Fig.4, Table 3

    Ⅳ. 고찰 및 결론

    최근 들어 스마트폰의 보급률과 사용시간 증가1,2) 등으로 인해 우리 눈의 주 기능인 시력 기능이 저하 되고 있다. 굴절이상의 주 교정 수단인 안경은 한번 착용하게 되면 꾸준하게 착용하게 되며, 1년에 1~2 번씩 시력검사를 통해 안경렌즈를 재교정해주어야 한 다. 최 등의 20대 이후 연령층을 대상으로 한 연구를 보게 되면 안경이 불편해서 콘택트렌즈 교정을 선택 한 대상자가 전체 콘택트렌즈 착용자의 58%로 나타 났으며, 안경 착용자의 절반 정도가 불편함을 가지고 있는 것으로 알려졌다.6,7)

    이러한 불편함을 호소하는 비율이 증가됨으로 인 해 안경 및 콘택트렌즈의 교정이 아닌 또 다른 시력 교정 방법에 대한 관심이 증가되었다. 애드워드 프리 드먼 박사의 저서인 “4주면 눈이 좋아진다”에서는 안 구운동만으로도 시력이 회복되어 교정 안경을 벗을 수 있다고 하였다. 또한 최근 시력회복과 관련된 도 서8) 뿐 아니라 핀홀 효과를 이용한 핀홀 안경에 대한 관심이 급증하고 있다.10)

    현재 굴절이상은 대부분 안경 또는 콘택트렌즈를 이용하여 교정되어지고 있다. 굴절이상 교정을 필요 로 하는 비정시(Ametropia)안이 핀홀 렌즈를 착용하 게 되면 초점심도가 깊어지게 되어 망막 중심에서 결 상 되는 흐림을 유발하는 상의 크기를 축소시켜 선명 도를 증가시키므로 시력이 향상되어 추가적인 교정 안경 또는 콘택트렌즈 없이도 교정 효과를 얻을 수 있다.11,12) 이처럼 핀홀은 시력을 향상시키는 요인을 가지고 있음에도 미용적인 측면 등으로 인하여 시력 저하의 원인이 굴절 미교정인지 안질환과 관련 된 병 리적 원인에 의한 것인지의 여부를 알아보기 위한 목 적으로 주로 사용되어지고 있다.14) 시력 향상에 초점 을 둔 핀홀 효과에 대한 연구는 다양하게 진행되고 있다. 다만 현재까지의 연구는 단일 및 다중 핀홀 안 경 및 콘택트렌즈를 착용한 상태에서의 시기능 변화 에 대한 연구가 대부분이었다.14-18)

    본 연구에서는 다중 핀홀 안경을 1일 1시간씩 꾸준 하게 착용한 경우의 시력과 조절력 변화에 대해 알아 보고자 하였다. 다중 핀홀 안경을 착용하기 전의 피검 사자들의 나안 원거리 시력은 (LogMAR) 0.29± 0.27 이었으며, 다중 핀홀 안경을 꾸준히 2주간 착용한 후 의 나안 원거리 시력은 0.21±0.21으로 향상된 결과를 보였다.(p<0.01) 이는 시력표의 1줄에 해당하는 변화 이다. 또한 1달간 꾸준하게 착용한 후의 나안 원거리 시력은 0.15±0.17으로 초기 시력보다 향상되었다. (p<0.000) 이러한 시력 향상은 다중 핀홀 안경을 꾸준 하게 착용함으로 인해 초점심도가 깊어지게 되고 구면 수차 감소로 인하여 시력이 향상된 것이다.15)

    핀홀 착용으로 인해 동공이 작아진 것과 같은 효과 를 가지게 되고, 작은 구경으로 들어오는 상을 선명 하게 보기 위해 추가적인 조절력을 필요로 하게 된다. Ripps 등19)의 연구를 보면 핀홀의 작은 구경으로 인 한 조절 자극 증가, 초점심도 깊이 변화 등의 현상이 발생된다고 하였다. 이러한 조절 자극 증가로 인하여 핀홀 착용을 꾸준하게 하게 되면 인위적인 자극 증가 로 인하여 조절력이 증가하게 된다. Push-up method으로 측정한 조절력은 초기에는 11.38± 2.57D이었으나, 다중 핀홀 안경을 2주, 1달간 꾸준하 게 착용한 후 측정한 조절력을 보게 되면 12.65± 2.23D, 13.59±1.39D로 착용 기간이 길어질수록 증 가되는 결과를 보였다.(p<0.02)

    본 연구를 통해 나온 결과를 보게 되면 다중 핀홀 안경을 꾸준하게 착용하게 되면 시력과 조절력은 조 금씩 향상되는 효과를 보이고 있다. 굴절이상의 정도 에 따른 차이는 존재하였지만, 대부분의 피검사자들 에서 향상되는 결과를 보였다. 다중 핀홀 안경을 착용 하게 되면 선명단일시를 유지하기 위해 융합과 조절 기능이 개입되는 것을 보면 꾸준하게 착용하게 될 경 우 시기능 훈련을 받은 것과 같은 효과를 가지게 되어 시력과 조절력이 향상된 것으로 사료된다. 장 등20)은 연구를 통해 융합 및 조절 훈련이 시력 향상과 근시 진행억제에 도움이 된다고 보고하였다. 최근 들어 다 중 핀홀의 시력과 시기능 교정 효과에 대한 연구가 꾸 준히 발표 되고 있으며, 발표 된 내용을 보게 되면 다 중 핀홀을 착용으로 인해 난시 교정 효과와 함께 입체 시와 조절력 상승의 결과가 발생한 것으로 나타났 다.17.18) 피검사자들의 자각적 평가를 보게 되면 다중 핀홀 안경의 시력 향상 효과에 대한 부분은 “만족”이 라는 응답(59%)이 많았지만, 상의 선명도나 복시, 오 심 등의 안정 피로와 같은 추가적인 부분에서는 “불만 족”을 호소하는 응답(59%)이 많았다.(Fig. 5)

    다중 핀홀 안경을 꾸준히 착용하게 되면 나안 시력 은 어느 정도 향상되는 결과를 보이긴 하지만, 시력 교정 안경 및 콘택트렌즈를 착용하지 않고 생활을 할 수 있을 만큼은 아니며, 선행 논문14)에서도 언급된 것 처럼 착용 중 복시(23%), 잔상(12%), 오심(30%) 등의 안정 피로 증상이 발생하였으므로 오랜 시간 착용을 위해서는 주의가 필요할 것이다. 또한 안전한 실내에 서 착용을 기본으로 하되 운전 및 야외 활동 시에서 는 착용을 하지 않은 것이 안전상 좋을 것으로 사료 된다.(Fig. 6)

    본 연구를 바탕으로 착용 기간을 더 길게 설정하여 시력 변화의 지속 여부와 함께 핀홀 구멍의 크기에 변화를 주어 구멍 크기에 따른 시기능 변화, 핀홀 효 과의 지속 시간과 조절부족 등의 양안시 이상 등의 훈련 등과 같은 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료 된다.

    감사의 글

    이 논문은 2014년도 대구가톨릭대학교 일반교내연 구비 지원으로 연구되었습니다.

    Figure

    JMBI-17-3-268_F1.gif

    Penetration rate of smart phone in the world.

    JMBI-17-3-268_F2.gif

    Photography of Multi pinhole glasses used in the study.

    JMBI-17-3-268_F3.gif

    Changes of binocular visual acuity in distance after a month(logMAR).

    JMBI-17-3-268_F4.gif

    Changes of accommodative amplitude after a month(D).

    JMBI-17-3-268_F5.gif

    Subjective satisfaction research.

    JMBI-17-3-268_F6.gif

    The Subjective satisfaction and symptoms of participants.

    Table

    General characteristics of subjects

    The equivalent refractive error of participants

    Changes of visual functions After a month

    Reference

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