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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.18 No.3 pp.361-368
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2016.18.3.361

A Study on the Change of Positive Vergence and Accommodative power according to Illumination

In-Chul Jeon
Dept. of Optometry and visual optics, Dongshin University, Naju

Address reprint requests to In-Chul Jeon Dept. of Optometry, Dongshin University TEL: 061-330-3554, E-mail: icjeon@dsu.ac.kr

Abstract

Purpose:

The purpose of this study is to investigate changes of positive vergence and accommodative power with illumination.


Methods:

49 subjects(mean age:24.51±2.82) having no systemic and ocular disease were recruited. Illuminance environment is going to use the light meter ((LX-101, Lutron, USA) and dimmers to change the light intensity from 10 lux to 1000 lux measured the amplitude of accommodation and far/near positive vergence.


Results:

Amplitude of accommodation was lowest to 8.51 D with 10 lux and the highest to 9.12 D with 800 lux. As the illuminance increases, the exponential decay fit(y=9.09-0.62e- x111.9
) was maintained while also increasing amplitude of accommodation. Break point of distance positive vergence was higher by 20.81 △ at low illuminance of 10 lux, near positive vergence was higher by 21.42 △ at low illuminance of 10 lux. The exponential decay fit of Distance/near positive vergence were y=17.08+4.66e- x44.11
and y=20.93+0.63e- x39.15
, respectively.


Conclusions:

As the illuminance increases while amplitude of accommodation is increasing, Distance/near positive vergence was increase in low light, while temporarily reduced while increasing illuminance showed a pattern that changes less.



조도에 따른 조절력과 양성융합버전스 변화

전 인철
동신대학교 안경광학과, 나주

    Ⅰ. 서 론

    조도란 빛의 밝기 정도를 나타내는 것으로, 어떤 면에 입사하는 빛의 양을 룩스(lux) 단위로 나타내는 것이다. VDT 작업 시 직접 조명은 피로증상의 원인 이고 간접 조명을 사용하는 것이 피로도를 감소시킬 수 있다.1) 동일한 공간이라 하더라도 조명 상황에 따 라 조도는 달라지고 수행하는 업무의 성과를 극대화 하고 눈의 피로감을 최소화하기 위해 조도 환경은 매 우 중요하다. 한국산업규격 조도 기준2)에 따르면 눈 검사를 위한 안과암실은 60 ~ 150 lux, 학생들이 수 업을 받는 교실 및 안경원은 300 ~ 600 lux로 기준 하고 있고, 보건소 내의 눈 진단 검사실은 평균 1,000 lux를 기준으로 제시하고 있다. 최근 안경원 내의 눈 검사실은 별도의 공간에 조광기를 설치하여 검사 환경을 조정할 수 있는 경우도 있지만 영세한 안경원의 경우 별도의 공간을 마련하고 있지 않는 경 우도 많다. 검사실의 조도에 따라 동공크기 및 조절 등이 관여 되어 부정확한 검사 결과를 초래할 수 있 다. 김 등3)의 연구에 의하면 초등학교 4학년을 대상 으로 조사한 결과 교실의 조명을 간접형 등기구나 루 버형 등기구를 사용하여 학습 환경을 개선한 결과 시 력저하 현상이 감소된다고 하였고, 한 등4)은 조도에 따른 눈의 굴절력과 동공크기를 알아본 결과 일부구 간의 조도가 눈의 굴절력과 동공크기에 영향을 준다 고 하였다. 이 등5)과 김 등6)은 조도가 낮아짐에 따라 근거리에서 내편위 경향을 보인다고 하였으며, 모 등 7)은 조도는 가독성에 영향을 주는 인자로 조도가 어 두운 경우보다 밝은 경우 최소가독 글자가 작았다고 하였다.

    정상적인 양안 시생활을 위한 조건으로는 선명도, 크기, 조도 등이 있다. 이 등8)은 정상적인 양안시기 능을 가진 성인에서 망막조도를 감소시키면 입체시도 감소한다고 보고하였고, 고 등7)도 필터를 이용해 망 막조도를 감소시킨 결과 80% 투과율에서 10% 투과율 까지는 시력과 융합 능력에 유의한 차이가 없었지만, 1% 투과율을 가진 2.0 ND에서는 시력 및 융합능력이 감소된다고 하였다. Lavasik 등8)도 유사한 실험을 진행하여 망막 조도와 입체시의 관계를 알아보았는 데, 2% 투과율(1.7 ND)보다 조도가 감소되면 입체시 도 감소한다 하였다. 이와 같이 조도는 시기능 수행 에 많은 영향을 줄 수 있다. 그러나 시기능검사를 위 한 조도에 관한 규정은 아직 명확하지 않은 실정이고 검사 시의 조도에 관한 의견도 분분한 상황이다. 따 라서 본 연구는 조도 환경에 따라 조절력과 양성융합 버전스의 변화를 확인하여, 시기능검사 시의 조도 환 경을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.

    Ⅱ. 연구대상 및 방법

    1. 연구 대상 및 방법

    본 연구는 안과적 수술 경력이 없는 자를 대상으로 하였고, 원거리와 근거리 교정시력이 모두 정상인 남 녀 24.51(±2.82)세 49명을 대상으로 실시하였다. 실 험실의 조도 환경은 조도계(LX-101, Lutron, USA) 와 조광기를 사용하여 10, 50, 200, 500, 800, 1000 lux 상태로 설정한 상태에서 조절력과 원거리 및 근 거리 양성융합버전스를 측정하였다. 조절력과 양성융 합버전스는 포롭터(Shin-Nippon BR-7)를 이용하였 고 검사는 측정 오차를 줄이기 위해 조도 환경 별 검 사시간을 달리하여 측정하였다.

    1) 조절력

    조절력은 마이너스렌즈 부가법에 의해 3회 측정한 후 평균값을 기록하였다. 원용 완정교정도수를 착용 한 후 근거리(40cm) 1.0 시표를 주시하는 상태에서 마이너스렌즈를 –0.25D 단위로 부가하여 시표가 흐 리다고 인지할 때까지 가입된 굴절력의 절대값과 40 cm 거리 해당 버전스인 +2.50D를 더한 값을 최대 조 절력으로 기록하였다.9)

    2) 원·근거리 양성융합버전스

    원거리 양성융합버전스를 측정하기 위하여 원거리 시표를 보는 상태에서 1△/sec의 속도로 기저외방 (Base Out) 프리즘을 증가시켜 흐린점, 분리점으로 기록하였으며, 다시 프리즘을 감소시켜 하나로 합쳐 지는 프리즘 양을 회복점으로 기록하였다. 근거리 수 평 융합버전스는 40 m에 근거리 시표를 위치시킨 상 태에서 측정하였다.

    3) 통계분석

    자료분석은 통계처리프로그램 SPSS ver 18.0을 사용하였으며, 대응비교검정과 선형회귀분석 및 지수 감소 회귀분석을 실시하였다. 유의수준은 p < 0.05를 적용하였다.

    Ⅲ. 결 과

    1) 조절력

    조도 변화에 따른 조절력은 10, 50, 200, 500, 800, 1000 lux 조도에서 각각 8.51, 8.72, 8.96 ,9.10, 9.12, 9.05 D이었다. 가장 낮은 조도환경(10 lux)에서 측정된 조절력과 각각의 조도에서 측정된 조절력 간 대응비교분석을 실시한 결과 10 lux 조도 상태에서의 조절력이 통계적으로 유의하게 낮은 것으 로 나타났다(p<0.05). 조도 환경에 따른 조절력의 변 화에 대한 선형 회귀분석 결과를 Fig. 1에 나타내었 다. 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, Y=8.71+0.12X의 회귀식이 성립되었다(r=0.80, p=0.049). 지수감소 회귀(exponential decay fit)분 석 결과 처음 조도가 증가하면서 조절력도 급격히 증 가하였고, 조도가 높아질수록 조절력의 변화가 적어 지면서 안정화되었고, y=9.09-0.62e- x 111.9 의 지수 함수식이 나타났다. 실험값과 예측값 분포는 99% 일 치하였고 분석결과는 신뢰할 수 있었다(Fig. 1).

    2) 양성융합버전스

    양성융합버전스는 포롭터의 로터리프리즘을 이용 하여 원거리와 근거리에서 각각 측정하였다. 원거리 양성융합버전스의 분리점은 10, 50, 200, 500, 800, 1000 lux 조도에서 각각 20.81, 18.54, 17.40, 16.98, 17.02, 17.01 △이었다(Table 2). 가장 낮은 조도환경(10 lux)에서 측정된 양성융합버전스 분리점 과 각각의 조도에서 측정된 양성융합버전스의 분리점 간 대응비교분석 결과 낮은 조도인 10 lux 상태에서 원거리 양성융합버전스가 증가하였다(p<0.05). Table 1

    근거리 양성융합버전스의 분리점은 10, 50, 200, 500, 800, 1000 lux 조도에서 각각 21.42 △과 21.11, 20.93, 20.95, 20.89, 20.97 △이었다(Table 2). 가장 낮은 조도환경(10 lux)에서 측정된 양성융합 버전스 분리점과 각각의 조도에서 측정된 양성융합버 전스의 분리점 간 대응비교분석을 실시한 결과 조도 가 낮은 10 lux 상태에서 원거리 양성융합버전스가 유의하게 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05).

    조도에 따른 원거리 양성융합버전스에 대한 선형 회귀분석 결과 통계적으로 유의하지 않았으나 (r=-0.72, p=0.11), 지수감소 회귀분석 결과는 조도 가 증가되면서 급격히 감소하다가 점차적으로 변화가 적어지는 양상을 보이는 y=17.08+4.66e- x 44.11 의 지 수함수식이 나타났다. 실험값과 예측값 분포는 99% 일치하였고 분석결과는 신뢰할 수 있었다(Fig. 2).

    조도에 따른 근거리 양성융합버전스에 대한 선형 회귀(linear regression)분석 결과 통계적으로 유의 하지 않았으나(r=-0.65, p=0.17). 지수감소 회귀 (exponential decay fit)분석 결과, 조도가 증가하면 서 일시적으로 감소하다가 변화가 적어지는 양상을 보였고, y=20.93+0.63e- x 39.15 의 지수함수식이 나타 났다. 실험값과 예측값 분포는 98% 일치하였고 분석 결과는 신뢰할 수 있었다(Fig. 3).

    Ⅳ. 고찰 및 결론

    근거리 작업 시 직접적인 조명은 눈의 피로를 가중 시키고 정상적인 양안시를 위한 주요 기능 중 하나인 입체시를 감소시킨다. 선행연구에서 정상적인 양안시 기능을 가진 성인을 대상으로 망막조도를 감소시켰을 때 입체시와 시력이 유의하게 감소되었다고 하였다.8, 10, 12) Nakamura 등13)은 연령에 따라 6개 그룹으로 분류하여 5 lux와 500 lux에서 동공 크기를 비교하 였다. 그 결과 같은 조도 하에서 연령이 증가할수록 동공의 크기도 줄어든다고 하였고, 단초점 콘택트렌 즈와 멀티포컬콘택트렌즈 착용 시 동공 크기와 조절 반응 변화 비교에서 유의한 차이를 발견하지 못했다 고 하였다.14) 조도 환경 변화에 따른 조절력과 양성융 합버전스의 변화 여부를 알아보고자 하였다. 낮은 조 도 환경인 10 lux 상태에서 조절력과 변화된 각각의 조도 환경에서의 조절력과 대응비교검정 결과 10 lux 환경에서 조절력이 유의하게 낮은 것으로 나타났다 (p<0.05). 이 등5)은 조도와 색온도에 따른 조절력과 사위도의 변화에 관하여 연구한 결과 조도가 높을수 록 조절력의 크기가 커진다고 하였는데 이것은 본 연 구의 결과에서 조도가 낮은 경우 조절력의 크기도 낮 아지는 결과와 동일하다고 볼 수 있다. 양성융합버전 스도 10 lux를 제외한 조도에서 유의한 차이가 없었 으나, 10 lux 조도 상태에서 양성융합버전스가 통계 적으로 유의하게 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05). 구 등10)의 연구에서 중성필터를 통해 망막조도를 감 소시킨 결과 80% 투과율에서 10% 투과율까지는 융합 능력에 유의한 차이가 없었지만, 1% 투과율에서는 시 력과 융합능력이 감소된다고 하여 본 연구와 상반되 는 결과가 나타났다. 이러한 결과는 연구방법의 차이 때문인데 본 연구는 조광기를 이용하여 실내 조도를 직접 감소시켜 실제 조도가 감소된 상태를 연출하였 지만, 기존 선행 연구에서는 단안에만 필터를 가입하 여 한쪽 눈의 조도만을 감소시켰다. 이는 융합조건의 중요점인 양안 대비를 감소시켰기 때문에 융합력이 감소되는 결과를 초래하여 발생된 것으로 본 연구와 상반되는 결과가 나왔을 것으로 예측된다. 사람의 눈 은 협동안운동에 의하여 조절이 일어나면서 조절성폭 주가 함께 일어나고 축동된다. 또한 조절이 이완되는 경우 조절성폭주가 제거되면서 산동이 일어나게 된 다. 고위수차는 동공 크기와 연관되는데 동공 크기가 커지는 경우 구면수차가 발생되고 동공이 작아지는 경우 코마수차가 증가한다고 하였다.15) 동공의 크기 가 확대됨으로써 구면수차로 인하여 시표가 흐려지고 다시 흐림을 제거하기 위해 조절이 요구되어 조절력 은 감소되고 양성융합버전스는 증가되어 측정되는 것 으로 생각할 수 있다. 최 등16)은 착색렌즈를 착용한 상태에서 사위도의 변화를 연구하였는데 착색렌즈를 통해 검사한 사위도는 내편위 경향을 보인다고 하였 다. 착색렌즈가 가입된 상황은 조도가 감소된 상황으 로 생각할 수 있으며 조도 감소에 따라 내편위 경향 을 보인다는 것은 양성융합버전스의 증가로 생각할 수 있다. 결과 분석을 위해 선형 회귀분석과 지수함 수 회귀분석을 실시하였다. 조절력은 선형회귀 분석 에서 유의한 차이가 있었지만 양성융합버전스는 조도 에 따른 차이가 적어 유의한 차이가 나타나지 않아 지수함수 회귀분석을 통해 조도에 따라 변화되는 곡 선 모형을 추정하고자 하였다. 곡선 모향을 통해 확 인한 결과 조절력은 조도가 증가하면서 증가하다가 안정화되는 양상을 보였고, 양성융합버전스는 조도가 증가하면서 감소하다가 안정화되는 양상을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 반복되는 실험으로 인하여 결과 에 오류를 범할 수 있어 폭주근점과 음성융합버전스 는 배제하였다. 추후 조도에 따른 폭주근점 및 음성 융합버전스의 확인과 검사 시의 적정 조도 확인을 위 해 반복성 평가가 이루어 져야 할 것으로 사료된다.

    이상으로부터 조도 환경 변화에 따른 조절력과 양 성융합버전스의 변화를 살펴본 결과 조절력은 조도가 증가하면서 함께 증가하다가 안정화되는 양상을 보이 고, 원거리와 근거리 양성융합버전스는 낮은 조도에 서 높다가 조도가 증가하면서 점차 감소하면서 안정 화되는 양상을 보인다. 따라서 조도의 변화에 따라서 조절력과 양성융합버전스 검사 결과는 달라질 수 있 기 때문에 적정한 조도 상황에서 검사를 실시해야 할 것으로 사료된다.

    Figure

    JMBI-18-3-361_F1.gif

    The means of accommodative power by luminance.

    JMBI-18-3-361_F2.gif

    The means of positive fusional vergence by luminance at distance.

    JMBI-18-3-361_F3.gif

    The means of positive fusional vergence by luminance at near.

    Table

    The means of accommodative power and results of paired t-test.

    The means of Positive Fusional Vergence at 3 m and 40 cm.

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