Ⅰ. 서 론
스포츠 활동을 즐기는 인구는 매년 증가하고 있 다.1,2) 스포츠 활동에 참여하는 인원이 늘어남에 따라 스포츠 활동을 성공적으로 수행하고자 하는 욕구가 커졌고, 이로 인하여 효율적인 스포츠 활동에 필요한 능력에 대한 연구가 이루어졌다.3-6)
스포츠 활동을 성공적으로 수행하기 위해서는 동 작을 하는 환경을 인지하고 시‧공간적 정보를 수집해 야 한다.7) 스포츠 활동과 지각능력의 관계에 대한 여 러 논의가 있으나, 스포츠 활동에서 가장 중요한 감 각은 시각이다. 시각에서 비롯한 정보는 스포츠 활동 중 수집된 정보의 대부분을 차지하고, 다른 감각기관 에서 인지된 정보보다 우선시되는 경향이 있기 때문 이다.6-9)
일반적으로 시각 능력을 평가하는 기준은 정지한 물체를 식별하는 정지시력(Static visual acuity)이 다. 그러나 스포츠 활동에서는 정지시력뿐만 아니라 동체시력(Dynamic visual acuity), 대비감도(Contrast sensitivity), 색각시(Color vision), 안구움직임(Eye movement), 입체시(Stereopsis) 등 여러 가지 시각 능력이 요구된다.11) 특히 스포츠 활동 과정에서 요구 되는 시각적 정보는 움직이는 물체의 식별이기 때문 에, 이러한 시각능력 가운데 움직이는 물체를 정확하 게 인지하고 추적하는 동체시력이 스포츠 경기력에 영 향을 주는 주요한 요인으로 여겨진다.11,12)
Ludvigh와 Miller는 동체시력(Dynamic visual acuity, DVA)이라는 용어를 처음으로 사용하였고 관찰 자와 시표 사이에 상대적인 움직임이 존재할 때 시표를 식별하는 능력으로 정의하였다.11-13) 그러나 동체시력 은 단순히 정지시력에서 파생한 성분이라기보다는, 다 양한 환경에서 선명함을 유지하기 위해 여러 시기능이 혼합된 능력으로 볼 수 있다. 동체시력은 홱보기 안구움 직임(Saccadic eye movement), 따라보기 안구움직임 (Pursuit eye movement), 주시 유지(Maintenance of fixation), 주변 인지(Peripheral awareness), 피사체 -배경 구별(Figure-ground discrimination), 형태 식 별(Form discrimination) 등 많은 시각기능과 관련이 있다.8,11,14)
동체시력은 스포츠 경기 수행 능력과 시기능을 비 교한 연구에서 성공적인 스포츠 경기 수행과 관련이 있는 시기능으로 다루어졌다.15-18) 스포츠 경기 수행 과 동체시력이 연관성을 가지는 원인을 분석하기 위 하여 동체시력의 특성이 세부적으로 논의가 되어야 한다. 그러나 동체시력의 근본적인 특성에 대한 연구 는 아직 미미한 상태이다.
따라서 본 연구에서는 동체시력의 특성을 논의하 기 위해 정지시력, 안구움직임 및 순간시력이 동체시 력에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
Ⅱ. 연구 방법
1. 연구 대상
안과 및 전신질환이 없는 20-30대 일반인 40명을 대상으로 하였다. 원거리 나안시력 혹은 교정시력이 양안 1.0 미만인 자, 구면굴절력 –6.00 D 이상, 원주 굴절력 –2.00 D 이상 혹은 양안의 등가구면 굴절력 차이가 2.00 D 이상인 자, 시력교정술을 받은 자는 대상에서 제외하였다.
2. 연구 방법
본 연구는 을지대학교 기관생명윤리위원회의 승인 후 진행하였다(EU16-26).
연구 대상자의 정지시력을 측정한 후 남은 검사 항 목의 순서를 무작위로 선정하여 검사를 진행하였고, 휴식 시간에는 과도한 근거리 작업을 자제하도록 하 였다. 모든 검사는 나안 혹은 연구 대상자의 굴절 이 상을 교정한 상태에서 진행하였으며, 검사실의 조도 는 200 lx이었다.
3. 검사 항목
3.1. 동체시력(Dynamic visual acuity)
동체시력은 국내에서 이 등10)이 시행한 방법에 따 라 제작한 동체시력 측정 장치를 이용하여 측정하였 다(Fig. 1). 동체시력 측정 장치는 차트프로젝터, 회 전 거울, 스크린을 이용하여 제작하였다. 스크린으로 백색 포맥스판(2400 mm × 300 mm)을 이용하여 검 사 시 반사광이 생기지 않도록 하였고, 회전거울은 1 rpm 단위로 속도를 조정할 수 있는 회전모터에 거울 을 장착하여 제작하였다. 차트프로젝터에서 추출된 Snellen E 시표는 회전거울에서 입사하여 스크린에 1 cm 크기로 투영되었다. 검사는 연구 대상자의 이마 와 턱을 고정한 상태에서 진행하였고, 대상자와 스크 린 사이의 거리는 2 m를 유지하였다. 대상자는 스크 린의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하는 Snellen E 시표 를 보고 시표의 방향을 식별하였다. Snellen E 시표 는 상하좌우로 반전되어 각 방향 당 4회씩 총 16회 출현하였으며, 시표 방향을 10회 이상 정확하게 응답 하였을 때 각속도를 상향 조정하였고 8회 이상, 10회 미만으로 시표 방향을 식별하였을 때에는 같은 속도 에서 시표를 반복 출현시켰다. 시표를 반복 출현시켰 을 때 10회 이상 시표 방향을 정확하게 식별하였다면 각속도를 상향 조정하였고, 반복적으로 출현시켜도 10회 미만으로 식별하였다면 측정을 종료하였다. 시 표 속도는 60-140˚/sec 범위에서 10˚/sec 단위로 조정하였으며 동체시력은 시표 방향을 10회 이상 식 별한 가장 빠른 각속도로 정하였다.
3.2. 정지시력(Static visual acuity)
4 m 거리에서 logMAR 차트(PVVAT ver. 4.7, Precision Vision, USA)를 이용하여 단안 및 양안의 원거리 나안시 력이나 교정시력을 측정하였다. 교정시력은 연구 대상자 가 평소에 착용하는 안경이나 콘택트렌즈를 착용한 상태 에서 측정하였다. 정지시력은 logMAR 차트의 배경과 글자간 대비에 따라 고대비시력(100%)과 저대비시력 (10%)으로 나누어 각각 측정하였다.
3.3. 순간시력(Tachistoscopic vision)
순간시력은 짧은 순간 출현하였다 사라지는 숫자 를 보고 정확하게 식별한 숫자의 개수를 점수화하여 측정하였다. 선행연구19,20)를 참고하여 3.5 mm 크기 의 다섯 자리 숫자가 화면 중앙에 출현하도록 시표를 제작하였고, 시표 노출 시간은 14 msec(72 Hz)와 7 msec(144 Hz)로 나누었다. 시표는 노출 시간 당 10 회씩 출현시켰다(Fig. 2).
검사 화면은 주사율이 144 Hz인 모니터(QNIX QX2414LED144, KyoungSeong Global Korea Co., Korea)를 사용하였고, 대상자에서 화면까지의 거리 는 70 cm를 유지했다.
3.4. 안구움직임(Eye movement)
연구 대상자의 검사 수행 시간, 주시 및 홱보기 안구 움직임을 고정형 안구추적장치(Remote Eye Tracking System, SensoMotonic Instruments Co., Germany) 를 이용하여 측정하였다. 안구추적장치의 표본 주파수 는 500 Hz로 설정하였고, 안구움직임을 측정하기 전에 눈금보정(calibration) 과정을 거쳤다.
안구움직임을 측정하기 위해 NYSOA King-Devick 검사 시표를 사용하였고, King-Devick 검사의 세 가지 하위 검사를 각각 3회씩 시행하여 평균값을 산출하였 다. 시표 크기는 검사에 사용되는 모니터(XPEER ST32EH3500, Speed Technology Co., Korea)의 해 상도에 맞추어 수정하였으며 원본과 동일한 비율로 출 현되도록 하였다(Fig. 3). 연구 대상자의 턱과 이마를 고정한 상태에서 검사를 진행하였으며, 모니터와 대상 자 사이 거리는 70 cm이었다.
4. 데이터 처리
4.1. 순간시력 데이터
순간시력은 다섯 자리 숫자 시표 중 식별한 숫자의 개수마다 점수를 부과하여 하나의 시표를 전부 인지 하였을 때 1점이 되도록 하였다. 시표 노출 시간이 14 msec와 7 msec로 두 배 차이가 나므로 14 msec일 때는 숫자 당 0.2점, 7 msec일 때는 0.4점으로 계산 하였다. 또한 다섯 자리 숫자 중 가장 첫 번째 숫자의 인지 여부만을 분석하여, 시각적 기억능력(visual memory)의 영향을 축소시킨 순간시력 점수를 추가 로 산출하였다.
4.2. 안구움직임 데이터
안구추적장치에서 수집한 안구움직임 데이터의 신뢰 도를 높이기 위해 대상자의 전체 안구움직임 데이터 중 가장 앞쪽과 뒤쪽의 10%를 제외한 후 분석하였다.
4.3. 통계 분석
SPSS Statics ver. 21, Origins ver. 8.5 프로그램 을 사용하여 상관분석, 단순회귀분석, 다중회귀분석 을 수행하였다. 통계 검정의 신뢰수준은 95%로 지정 하였다.
Ⅲ. 연구 결과
1. 연구 대상자의 특성
전체 대상자 40명의 평균 나이는 23.58±2.43세, 평균 등가구면굴절이상도는 –1.28±1.33 D였다. 양 안의 나안시력이나 교정시력은 평균 고대비 정지시력 이 –0.20±0.06(logMAR), 저대비 정지시력이 –0.09 ±0.07(logMAR)이었다. 동체시력의 평균은 97.00± 21.86˚/sec이었고, 평균 순간시력 점수는 27.10± 5.18점이었다(Table 1).
2. 정지시력 측정 결과
전체 대상자의 고대비 logMAR 시력은 –0.20±0.06, 저대비 logMAR 시력은 –0.09±0.07이었다(Table 2).
동체시력과 정지시력의 상관분석 결과, 동체시력 과 고대비 정지시력은 r=-0.43(p=0.01), 동체시력과 저대비 정지시력은 r=-0.40(p=0.01)로 모두 유의한 상관관계를 보였다(Table 3, Fig. 4).
3. 순간시력 측정 결과
순간시력 점수는 노출 시간이 14 msec일 때 6.86 ±1.37점, 7 msec일 때 11.68±3.45점이었다. 총 순 간시력 점수는 18.54±4.64점이었다. 순간시력과 동 체시력의 상관관계는 r=-0.29, p=0.07로 유의하지 않았다(Table 4).
5개의 숫자로 구성된 시표를 사용하여 순간시력을 측정할 때 개입될 수 있는 시기억능력(visual memory)의 영향을 축소시킨 경우, 순간시력 점수는 시표 노출 시간이 14 msec일 때 1.66±0.34점, 7 msec일 때 2.83±0.84점 으로 총점은 4.49±1.07점이었다. 시기억능력의 개입을 축소시킨 순간시력과 동체시력의 상관분석 결과, 순간시 력과 동체시력은 상관성이 없었다(r=-0.10, p=0.57) (Table 5).
4. 안구움직임 측정 결과
NYSOA King-Devick 검사 시표를 이용하여 안구 움직임을 측정한 결과, 세 가지 하위 검사의 주시 횟수 평균은 42.46±4.30회(Test 1: 40.91±4.78회, Test 2: 41.61±4.83회, Test 3: 44.88±4.69회), 주시 지속 시간의 평균은 0.17±0.02초였다(Test 1: 0.17±0.02 초, Test 2: 0.17±0.02초, Test 3: 0.17±0.02초).
홱보기 횟수의 평균은 51.66±7.82회(Test 1: 51.27 ±8.70회, Test 2: 52.29±8.72회, Test 3: 51.43± 8.24회), 홱보기 지속시간의 평균은 0.06±0.00초였 다(Test 1: 0.06±0.01초, Test 2: 0.06±0.01초, Test 3: 0.06±0.01초).
홱보기 진폭의 평균은 9.97±1.64ﾟ(Test 1: 10.16 ±1.74ﾟ, Test 2: 9.92±1.63ﾟ, Test 3: 9.83±2.25ﾟ), 홱보기 속도의 평균은 154.72±30.99ﾟ/sec이었다 (Test 1: 157.09±34.27ﾟ/sec, Test 2: 154.35±27.67 ﾟ/sec, Test 3: 152.70±41.54ﾟ/sec).
시표를 읽는데 소요된 시간은 평균 14.35±1.98초 였다(Test 1: 14.11±1.91초, Test 2: 14.22±2.04초, Test 3: 14.73±2.19초)(Table 6).
동체시력과 안구움직임의 상관성을 분석한 결과, 동 체시력과 주시 횟수는 상관관계를 보이지 않았고 (r=0.07, p=0.65), 주시 지속시간은 약한 양의 상관관 계를 보였으나 유의하지 않았다(r=0.27, p=0.10). 동체 시력과 홱보기 횟수 및 지속시간은 상관관계를 보이지 않았다(saccadic counts: r=0.02, p=0.93, saccadic duration: r=0.01, p=0.98). 홱보기 진폭과 속도는 동 체시력과 약한 양의 상관성을 보였으나 통계적으로 유의 하지 않았다(saccadic amplitude: r=0.22, p=0.18, saccadic velocity: r=0.23, p=0.15).
동체시력과 검사 수행 시간은 상관관계를 보이지 않았다(r=0.18, p=0.26)(Table 7).
5. 다중회귀분석 결과
동체시력과 고대비 및 저대비 정지시력, 시기억능 력의 영향을 축소시킨 순간시력, 주시 지속시간의 단 계적 다중회귀분석 결과, 고대비 정지시력이 동체시 력에 영향을 미치는 유의한 성분으로 나타났으며(β =-0.43, p=0.01), 저대비 정지시력, 순간시력, 주시 지속시간이 동체시력에 미치는 영향은 통계적으로 유 의하지 않았다(low-contrast static visual acuity: β=-0.18, p=0.40, tachistoscopic vision: β=-0.11, p=0.48, fixation duration: β=0.21, p=0.16). 회귀 식은 “Dynamic visual acuity = 68.03 - 147.05 × High-contrast visual acuity(R2adj=0.16, p=0.01)” 으로 통계적으로 유의하였다(Table 8).
Ⅳ. 고 찰
동체시력은 다양한 방식으로 측정되어왔다. 본 연 구와 같이 시표 크기를 고정한 상태에서 시표를 식별 할 수 있는 최고 각속도로 동체시력을 측정하는 방법 이 있는 한편,10,16,24,25) 각속도 별 logMAR 시력으로 동체시력을 측정하는 방법 또한 사용되었다.26-28) 동 체시력과 정지시력은 상관관계가 없다는 선행 연구가 있으나,16,18) 백내장 환자의 수술 전후 정지시력과 동 체시력을 연구한 Ao 등28)은 동체시력과 정지시력이 관련이 있음을 밝혔다.
본 연구에서는 고대비 및 저대비 정지시력이 좋을 수록 동체시력이 높았다. 시표가 빠르게 움직이면 망 막상의 움직임(retinal motion)과 망막 흐려짐(retinal smear)이 발생하여 형태가 뭉그러진 것처럼 보이므 로 작은 시표를 식별하는 것이 힘들다.26,28) 따라서 빠른 속도로 움직이는 시표를 식별하기 위해서는 시 표의 좁은 틈을 구분할 수 있도록 낮은 최소분리역 (Minimum separability)이 요구되므로 정지시력이 좋을수록 동체시력이 높은 것으로 생각된다. 그러나 본 연구에서는 양안 시력이 1.0 이상인 자만을 대상 으로 하였으므로, 양안 시력이 1.0 미만인 경우에도 정지시력과 동체시력이 유의한 상관성을 가지는지에 대해서는 후속 연구가 필요할 것으로 보인다.
일반적으로 정지시력은 고대비 정지시력을 의미하 기 때문에, 동체시력과 정지시력의 상관성을 분석한 연구에서는 대부분 동체시력과 고대비 정지시력을 분 석하였다. 그러나 물체가 작고 빠르게 움직이면 대비 가 떨어지게 되므로27) 움직이는 물체를 볼 때 선명한 이미지가 아닌 대비가 낮아진 상태로 보일 것이다. 저대비 정지시력은 배경과 대비가 낮은 시표의 식별 능력을 측정하는 것이기 때문에, 물체의 미세한 부분 까지 판단할 수 있는 더 민감한 시력 즉, 시력의 질을 측정한 것이라고 할 수 있다. 따라서 저대비 정지시 력이 좋을수록 동체시력이 좋다는 결과는 일반적으로 물체를 구분하는 능력이 좋아야 할 뿐만 아니라, 시 각 능력의 질 또한 동체시력에 영향을 끼칠 수 있음 을 시사한다.
본 연구에서는 순간시력을 측정하여 동체시력과 인지 속도(speed of recognition)의 상관성을 분석하 고자 하였다. 많은 스포츠비전 연구에서 짧은 노출 시간 동안 시표를 인지하는 능력을 평가하였으나 인 지 속도보다는 반응시간(reaction time)을 측정하여 운동선수의 스포츠 능력을 비교 분석하였다.29,30) 그 러나 본 연구에서는 순간시력과 스포츠 활동의 관계 분석이 아닌 동체시력과의 상관성을 분석하고자 한 것이기 때문에, 시자극을 이용한 인지 능력만을 순간 시력으로 한정하였다.
본 연구에서 순간시력은 동체시력과 낮은 상관성 을 보였으나 유의하지 않았다. 순간시력은 하나의 숫 자나 문자로 측정한 정지시력 및 동체시력 시표와 달 리 5개의 숫자로 구성된 시표를 사용하여 측정하였기 때문에 시각적 기억능력(visual memory)이 개입되었 을 가능성을 배제할 수 없었다. 이를 보완하기 위하 여 다섯 자리 숫자 중 대상자들이 처음으로 읽게 되 는 시표의 가장 왼쪽 숫자의 인지 여부만을 순간시력 으로 재평가하였으나, 이와 같이 시각적 기억능력이 배제된 상태에서 산출된 순간시력 또한 동체시력과 상관성이 없었다.
운동선수의 동체시력은 눈을 자유롭게 움직일 때 일반인보다 높았으나 눈을 고정한 상태에서는 유의한 차이가 없다고 밝힌 Uchida 등의 연구와25) 동체시력 을 주요하게 사용하는 스포츠 선수는 홱보기 진폭이 크고 속도가 빠르다는 연구들은31,32) 동체시력과 안구 움직임의 상관성을 제시하였다. 그러나 본 연구에서 동체시력과 안구움직임은 상관관계를 보이지 않아 선 행 연구와 차이가 있었고, 안구움직임 중 동체시력과 가장 높은 상관성을 보였던 주시 지속시간 또한 동체 시력에 영향을 미치지 않았다(β=0.21, p=0.16).
선행 연구에서는 움직이는 시표를 사용하여 안구 움직임을 측정하거나, 시표의 노출 시간을 제한시키 고 시표를 식별하도록 했다.31) 그러나 본 연구에서 사 용한 King-Devick 시표는 스포츠 활동 전후의 검사 수행 시간을 비교하여 스포츠 활동 중 타격 등으로 인한 안구운동 이상 여부를 가려내기 위한 선별 검사 시표이다.33) 이러한 시표 특성의 차이로 인해 동체시 력과 안구움직임의 상관성에 대한 본 연구의 결과와 선행 연구 결과에 차이가 발생한 것으로 보인다.
본 연구에서는 선행연구와 다르게 동체시력과 안 구움직임의 상관성이 유의하지 않은 것으로 나타났 다. 그러나 안구운동능력이 동체시력에 영향을 미치 는 정도와, King-Devick 시표로 측정한 안구움직임 이 동체시력에 미치는 안구운동능력을 정확하게 평가 할 수 있는지 여부에 대해서는 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.
Ⅴ. 결 론
본 연구는 20-30대 일반인의 정지시력, 순간시력, 안구움직임이 동체시력에 미치는 영향을 분석하여 동 체시력의 특성을 파악하고자 하였다. 동체시력은 고 대비, 저대비 정지시력에 따른 시각 능력 및 시각의 질과 관련이 있었다. 순간시력과 동체시력은 상관관 계가 없었다. King-Devick시표를 이용하여 측정한 주시 및 홱보기 안구움직임은 동체시력과 상관성이 없었다. 정지시력, 순간시력, 안구움직임 중 동체시 력에 영향을 미치는 성분은 정지시력이었고, 순간시 력이나 안구움직임이 동체시력에 미치는 영향은 추가 적인 분석이 필요하다고 사료된다.
