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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.24 No.3 pp.287-294
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2022.24.3.287

Change in Visual Acuity according to the Contrast of the Chart

Ji-Soo Jung1), Yee-Rin Jung2), Byoung-Sun Chu2)
1)Dept. of Optometry, Daegu Catholic University, Student, Gyeongsan
2)Dept. of Optometry, Daegu Catholic University, Professor, Gyeongsan
* Address reprint requests to Byoung-Sun Chu (https://orcid.org/0000-0001-9419-2194) Dept. of Optometry and Vision Science, Daegu Catholic University, Gyeongsan TEL: +82-53-850-2553, E-mail: bschu@cu.ac.kr
August 8, 2022 September 23, 2022 September 26, 2022

Abstract


Purpose : This study was to evaluate the change in visual acuity when contrast of vision chart is decreased using a contrast chart, and to confirm the correlation between the correction method and the gaze distance.



Methods : There were 24 people (13 males and 11 females, mean age of 24.08±1.55) who had normal visual function without any eye disease. Binoptometer® 4P (OCULUS, Wetzlar, Germany) was used to measure binocular vision acuity (VA, logMAR) in five contrast conditions: 100, 40, 20, 10, and 5% under far and near distance. Each participant wore glasses or contact lenses as correction methods, and VA was measured.



Results : VA was reduced with decrease in contrast sensitivity for far and near VA significantly (p<0.010). There was a greater decrease in far VA than near VA except for 40% (100%: p<0.050, 20%: p<0.010, 10%: p<0.010, 5%: p<0.010). Between correction methods, there was a greater decrease of far VA corrected by contact lens than by glasses in 10% chart (p<0.010), and there was a greater decrease of near VA corrected by contact lens than by glasses in 5% chart (p<0.050).



Conclusion : This study confirmed that the VA for far and near decreased with lower contrast chart. Wearing glasses resulted in better VA than contact lenses in lower contrast chart. As there is no environment of 100% of contrast in real life, measuring VA with 100% contrast at optical shop might be difference of satisfaction in vision, especially depending on correction method.



시표의 대비도에 따른 시력의 변화

정 지수1), 정 예린2), 추 병선2)
1)대구가톨릭대학교 일반대학원 안경광학과, 학생, 경산
2)대구가톨릭대학교 안경광학과, 교수, 경산

    Ⅰ. 서 론

    대비(contrast)란 어두운 면과 밝은 면의 차이를 말하 며 물체의 대비도에 따라서 시인성이 달라지고 문자, 사 물 인식에 영향을 주는 요소이며,1) 배경색상과 휘도에 영향을 받게 된다.2) 대비감도(contrast sensitivity)는 명암과 같은 대비도를 구분하는 능력을 말하며, 공간 주 파수(spatial frequency)는 일정한 모양의 구조가 위치 에 따라 반복되며 공간적으로 배열되어 있을 때 단위 길 이 당 같은 구조가 반복되는 횟수를 공간 주파수 혹 은 공간 진동수라고 한다.1) 대비감도 기능(contrast sensitivity function)은 공간주파수에 해당하는 시표의 크기와 대비감도를 모두 고려한 시력 상태를 말하며 단 순한 시력이 아닌 기능적 시력으로서 대비감도의 저하는 일반적인 시력검사의 결과값과 상관없이 일상생활에서 큰 영향을 줄 수 있다. 이전의 연구에서 대비감도의 손 상과 교통사고 발생과 연관성이 있다는 연구도 보고되었 다.3) 하지만 현재 안경원과 안과에서 시행되는 자각식 굴절검사와 일반 시력 검사시 사용되는 국제적인 시력검 사표는 휜색 바탕에 검정색 글자의 고대비 시표를 사용 한다. 고대비 시표는 1862년부터 스넬렌에 의해 사용되 었으며,4) 현재까지도 일반적인 시력검사 시 사용하는 스 넬렌, 로그마, 란돌트 시표 모두 흰색 바탕에 검정색 글 자의 고대비 시표이다. 따라서 일반적으로 행해지는 시 력검사는 대비감도 기능이 반영되지 않은 고대비 상태에 서 측정된 시력이다. 하지만 우리가 일상에서 마주하는 물체와 환경들은 고대비 시표에서처럼의 고대비 상태가 아니며 이에 따라 시력검사 결과와 실제 일상에서 마주 하고 느끼는 시력에는 차이가 있을 수 있다. 실제로 저 대비 시표와 고대비 시표에서의 시력차이를 비교한 기존 논문에 따르면 저대비 시표와 고대비 시표에서의 시력차 이가 유의한 수준으로 있다고 보고했으며,5) 고대비 시표 검사는 일상생활에서 사용할 수 있는 대조를 반영하지 않기 때문에 일상생활 환경을 반영해 줄 수 있는 다른 형태의 시력 검사의 사용에 대해 많은 논쟁이 있다고 알 려져 있다.6) 또한 이전 연구에서는 콘택트렌즈의 착용이 높은 공간주파수에서 대비감도 저하를 보였다고 보고한 바 있으며,7) 20대 미만의 학생들과 65세 이상의 노안을 대상으로 주시거리에 따른 대비감도를 비교한 이전 논문 에서는 노안 피검사자들은 거리에 따른 대비감도에 영향 이 없었지만 20대 미만의 학생에서는 거리가 짧아질수 록 대비감도가 증가하는 결과를 보고하였다.8) 따라서 본 연구에서는 대비감도가 조절 가능한 시표를 사용하여 여 러 대비감도 환경에서 시력을 측정하고 고대비 시표와 저대비 시표에서의 시력 차이를 비교하며, 원거리와 근 거리에서 대비감도별 시력을 측정하여 주시거리와 대비 감도기능의 연관성을 확인하고, 안경 착용자와 콘택트렌 즈 착용자를 구분하여 안경착용과 콘택트렌즈의 착용에 따라 대비감도기능 시력에 영향을 주는지 확인해보고자 한다.

    Ⅱ. 대상 및 방법

    1. 대상

    본 연구의 대상자들은 교정시력이 1.0 이상으로 정상 시력이며 근시 –5.00 D 이상, 난시 –2.00 D 이상의 굴 절이상자와 양안 2.00 D 이상의 굴절부등자는 연구에서 제외되었다. 실험에 참여된 피검사자들은 모두 시력에 이상이 없고 안과적 질환이나 수술경력이 없으며 기존의 대비감도 시력과 색각 이상 등 시기능적 이상이 없는 대 상자들로 선별되었으며 안경과 콘택트렌즈 중 본인이 주 로 착용하는 것으로 완전 교정하도록 하여 실험에 참여 하였다. 성인 24명(평균연령: 24.08±1.55세, 남자: 13 명, 여자: 11명, 콘택트렌즈 착용자: 12명, 안경 착용 자: 12명). 본 연구는 실험 전 모든 대상자의 참여 동의 를 얻었으며, 자발적 참여 의사가 있는 대상자들로만 선 별되었고, 대상자들은 본 연구의 목적과 검사 내용을 숙 지한 후 연구에 참여하였다.

    2. 연구 방법

    1) 측정 장비

    Binoptometer (OCULUS, Wetzlar, Germany)의 OPTOTYPE 모드를 이용하여 대비도 100, 40, 20, 10, 5%인 시력 차트를 이용하여 시력을 측정 하였으며(Fig. 1), 측정은 양안 완전교정 상태에서 측정하였다. 시표 는 국내, 국제 표준 시표인 logMAR(logarithm of the minimum angle of resolution) 시력표를 사용하였고 측정은 양안으로 측정하였다.

    2) 검사 방법

    측정은 완전교정 상태에서 양안으로 측정하였고 각각 원거리에서 대비도 100, 40, 20, 10, 5% 시표로 측정 하였고 근거리에서 역시 100, 40, 20, 10, 5% 대비도 에서 각각 측정하였다. 조도는 검사결과에 영향을 주지 않도록 일반적인 검사실의 조도인 200 lx로 세팅하였고. 반복적인 측정으로 인한 피로도 유발로 결과 값에 영향 을 주지 않기 위해 한 대비도 차트에서 검사를 한 후 1~2분 정도의 휴식시간을 두었다. 시표에 대한 학습효 과를 방지하기 위해 시표의 문자를 바꾸면서 시력을 측 정하였고 검사 값의 신뢰성과 타당성을 위해 측정한 시 표의 대비도 순서와 원거리, 근거리 측정의 순서는 무작 위로 배치하였다.

    3. 통계분석

    연구를 통하여 측정된 데이터는 통계분석 프로그램인 IBM SPSS Statistics(SPSS Inc, Chicago, IL, USA) 를 사용하였으며, ANOVA 및 T검증 통계를 이용하여 비교하였고, 통계분석 결과 p<0.050일 때 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 판단하였다.

    Ⅲ. 결 과

    1. 원거리 시력 변화

    원거리 시력 측정 결과 대비도 100% 시표에서 0.09±0.07, 40% 시표에서 0.44±0.07, 20% 시표에 서 0.52±0.11, 10% 시표에서 0.69±0.11, 5% 시표에 서 0.85±0.12로 측정되었고(Fig. 2), 대비도가 저하될 수록 시력이 저하되는 것을 확인할 수 있었다. 통계적으 로는 모든 그룹간의 비교에서 모두 유의한 차이를 보였 다(p<0.010, Table 1).

    2. 근거리 시력변화

    근거리 시력 측정 결과 대비도 100% 시표에서 0.04±0.07, 40% 시표에서 0.40±0.04, 20% 시표에 서 0.44±0.08, 10% 시표에서 0.56±0.09, 5% 시표에 서 0.75±0.12로 측정되었고(Fig. 3), 원거리 시력 측 정 결과값과 마찬가지로 대비도가 저하될수록 시력이 저 하되는 것을 확인할 수 있었다. 통계적으로는 대비도 40% 시표에서의 측정값과 20% 시표에서의 측정값을 비 교한 데이터를 제외한 모든 그룹간의 비교에서 모두 유 의한 차이를 보였다(p<0.010, Table 1).

    3. 시표의 대비도에 따른 원거리, 근거리 시력 차이

    시표의 대비도에 따른 원거리 시력과 근거리 시력을 비교한 결과 원거리에 비해 근거리에서 모든 대비도에서 의 시력이 좋았으며 대비도 저하에 따른 시력의 변화 역 시 더 적었다(Fig. 4).통계적으로는 40% 대비시표에서 의 시력을 제외하고 100, 20, 10, 5% 시표에서 모두 유 의한 결과를 보였으며 저대비 시표일수록 차이가 커졌다 (Table 1).

    4. 굴절이상 교정에 방법에 따른 원거리 시력 변화

    안경 착용자와 콘택트렌즈 착용자간의 원거리 시력 측정값에서는 모든 대비도에서 안경보다 콘택트렌즈 착 용자의 시력이 떨어지는 것을 보였지만(Fig. 5), 통계적 으로는 10% 대비시표에서의 측정값만 유의한 결과를 보 였다(p<0.010, Table 2).

    5. 굴절이상 교정에 방법에 따른 근거리 시력 변화

    안경 착용자와 콘택트렌즈 착용자간의 근거리 시력 측정값에서는 원거리 결과값과 마찬가지로 모든 대비도 에서 안경보다 콘택트렌즈 착용자의 시력이 떨어지는 것 을 보였고(Fig. 6), 통계적으로는 5% 대비시표에서의 측정값만 유의한 결과를 보였다(p<0.050, Table 2).

    Ⅳ. 고 찰

    현대 사회에서 유아의 근시 가속화와 노년 인구의 증가 로 시력에 대한 교정과 검진을 받는 환자는 꾸준히 늘어나 고 있다. 현재 안과나 안경원의 일반적인 시력교정은 자각 적, 타각적 굴절검사로 진행되며 여러 가지 시력의 기능 중 굴절이상을 교정하는 것에만 집중되어있다. 하지만 시 력을 평가할 때 단순한 굴절검사는 평가에 대한 정보로 부족하다. American Academy of Ophthalmology Basic and Clinical Science Course(미국 안과 학회)에서 시력은 기능적 시력을 완전히 반영하지 않는다고 보고했 고,5) 여러 연구에서 대비감도가 기능적 시력을 반영하는 주요한 지표임을 입증했다.9-11) 대비감도 기능은 시표의 크기와 대비감도를 모두 고려한 시력 상태를 말하며 대비 감도 기능에 따라 시인성에 영향을 줄 수 있다. 하지만 현재 이루어지고 있는 시력측정은 대비감도 기능이 반영되지 않는 고대비 시력표를 사용하고 있다. 따라서 실제의 시력 의 기능과 검사에서 측정된 시력에서 차이가 있을 수 있다. 이전의 문헌에서 Snellen 시력은 대비감도가 감소함에도 불구하고 정상일 수 있다고 보고되었고,12) 대비감도는 임 상의가 환자의 기능적 시력 및 삶의 질과 직접적으로 관련 된 치료를 더 잘 이해하고 제공할 수 있는 강력한 도구이며 Snellen 시표의 한계를 대체할 수 있는 시력의 질을 측정하 기 위한 표준 보조 시력 검사로 대비 감도 측정이 필요하다 고 보고되었다.13) 따라서 본 연구에서는 대비감도가 저하 됨에 따라 시력의 질이 어느 정도 영향을 미칠 수 있는지를 확인하기 위해 100, 40, 20, 10, 5%의 대비 시표에서의 시력을 측정하고 비교하였고 원거리와 근거리를 따로 측정 하여 검사 거리가 대비감도 기능과 연관이 있는지를 측정 하였으며, 교정 방법에 따라 대비감도 기능에 영향을 미칠 수 있는지 확인하기 위해 안경 착용자와 콘택트렌즈 착용 자로 피검자를 나누어서 진행하였다. 본 연구에서는 시력 표의 대비도 저하에 따라 유의한 수준의 시력저하를 보였 고 원거리와 근거리 측정, 비교에서는 원거리 측정값이 모 든 대비시표에서 임상적으로 의미 있는 차이로 더 낮은 시력을 보였으며, 이전에 콘택트렌즈의 착용이 대비 감도 를 저하시킬 수 있다고 보고한 선행연구와 마찬가지로,20) 본 실험에서도 안경과 콘택트렌즈의 비교에서 역시 모든 대비시표에서 콘택트렌즈가 임상적으로 의미 있는 정도의 저하를 보였다. 대비감도는 여러 가지 변수에 의해 저하될 수 있다. 노화는 대비감도 저하에 상관관계가 있다고 입증 되었고,14-15) 노안의 인공 수정체 삽입 수술 후 대조군에 비해 대비감도가 저하되었다는 연구도 보고되었으며,16) 구면수차 및 코마수차와 같은 고위 광학 수차도 대비 감도 와 기능적 시력에 영향을 미친다고 보고되었다.17) 따라서 정확한 기능적 시력 측정을 위해서는 대비감도 기능이 고 려되어야 하며 대비감도가 저하되어있거나 클라이언트가 대비감도 저하에 영향을 주는 요인을 갖고 있다면 대비감 도의 기능과 저대비 상태에서의 시력을 고려해줘야 한다, 실제로 대비감도 저하는 여러 불편함을 동반하게 되며 이 전 연구에서 대비감도의 손실로 인해 안구내 산란이 유발 되고 눈부심 장애를 일으킬 수 있다고 보고되었고,18) 시력 과 대비 감도는 고령 관련 황반 변성 환자에서 시력 관련 삶의 질에 영향을 미치는 두 가지 중요한 요소라고 보고되 었다.19) 따라서 임상에서 클라이언트를 검사하고 시력을 평가할 때 단순한 시력이 아닌 기능적 시력을 고려해야하 며 대비감도 기능을 기능적 시력을 평가하는 의미 있는 도구로서 사용하여야 한다고 사료된다. 하지만 본 연구는 실험 대상자의 수가 많지 않고 20대의 정상안이라는 특정 한 대상으로 연구를 진행하였기에 모든 연령대를 설명하기 에는 한계가 있으며, 근거리에서의 대비시력 측정 결과 역 시 20대가 아닌 다른 연령층에서의 결과는 본 연구에 담겨 있지 않으므로 후속 연구가 필요하다고 사료된다.

    Ⅴ. 결 론

    본 실험의 결과 시표의 대비감도가 저하될수록 시력 은 원거리와 근거리에 상관없이 유의한 수준으로 감소하 였다. 원거리 시력과 근거리 시력을 비교했을 때는 대비 감도 변화에 따른 시력의 저하가 근거리보다 원거리에서 더 큰 변화를 보였고, 대비도 40%인 시표를 제외한 모 든 데이터에서 유의한 결과값을 확인하였다. 굴절이상 교정법에 따른 차이에서는 원거리와 근거리에서 모두 안 경보다 콘택트렌즈 착용에서 대비감도 저하에 더 큰 영 향을 받는 것으로 나타났으며 대비도가 저하될수록 안경 과 콘택트렌즈 착용의 시력의 질은 더 큰 차이를 보였으 며 통계적으로는 원거리에서 대비도 10% 근거리에서는 대비도 5%로 유의한 결과를 보였다.

    Acknowledgement

    This work was supported by research grants from Daegu Catholic University in 2022.

    Figure

    KJVS-24-3-287_F1.gif

    Equipment used in the experiment Binoptometer® 4P (OCULUS, Wetzlar, Germany).

    KJVS-24-3-287_F2.gif

    Far distance VA (visual acuity) by different contrast ratio of the charts.

    KJVS-24-3-287_F3.gif

    Near distance VA (visual acuity) by different contrast ratio of the charts.

    KJVS-24-3-287_F4.gif

    Differences between far and near VA (visual acuity) by different contrast ratio of the charts.

    KJVS-24-3-287_F5.gif

    Far VA (visual acuity) by different correction method.

    KJVS-24-3-287_F6.gif

    Near VA (visual acuity) by different correction method.

    Table

    Far VA and Near VA change according to contrast

    Differences in far and near VA by correction method

    Reference

    1. Kim JD: Clinical Examination and Prescription of Eye Function Abnormalities, 4th ed., Seoul, Shin Gwang Publisher, pp. 49-57, 2017.
    2. Pamir Z, Boyaci H: Context-dependent lightness affects perceived contrast. Vision Res. 124, 24-33, 2016.
    3. Owsley C, Stalvey BT et al.: Visual Risk Factors for Crash Involvement in Older Drivers With Cataract. Arch Ophthalmol. 119(6), 881-887, 2001.
    4. Bailey IL, Lovie-Kitchin JE: Visual acuity testing. From the laboratory to the clinic. Vision Res. 90, 2-9, 2013.
    5. Campbell FW, Green DG: Optical and retinal factors affecting visual resolution. J Physiol. 181(3), 576-593, 1965.
    6. Duggan E, Donoghue O et al.: Time to Refocus Assessment of Vision in Older Adults? Contrast Sensitivity but Not Visual Acuity Is Associated With Gait in Older Adults. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 72(12), 1663-1668, 2017.
    7. Kirkpatrick DL, Roggenkamp JR: Effects of soft contact lenses on contrast sensitivity. Am J Optom Physiol Opt. 62(6), 407-412, 1985.
    8. Njeru SM, Osman M et al.: The Effect of Test Distance on Visual Contrast Sensitivity Measured Using the Pelli-Robson Chart. Transl Vis Sci Technol. 10(2), 32, 2021.
    9. Owsley C, Sloane ME: Contrast sensitivity, acuity, and the perception of 'real-world' targets. Br J Ophthalmol. 71(10), 791-796, 1987.
    10. Ginsburg AP, Rosenthal B et al.: The evaluation of reading capability of low vision patients using the Vision Contrast Test System (VCTS). Low Vision 17-28, 1987.
    11. Rubin GS, Bandeen-Roche K et al.: The association or multiple visual impairments with self-reported visual disability: SEE project. Invest Ophthalmol Vis Sci. 42(1), 64-72, 2001.
    12. Thall EH: The human eye as an optical system, In: Basic and clinical sciences, Optics, refraction, and contact lenses, San Francisco, Am Academy Ophthalmology, pp. 98-115, 2000.
    13. Ginsburg AP: Contrast sensitivity and functional vision. Int Ophthalmol Clin. 43(2), 5-15, 2003.
    14. Amesbury EC, Schallhorn SC: Contrast sensitivity and limits of vision. Int Ophthalmol Clin. 43(2), 31-42, 2003.
    15. Schneck ME, Haegerström-Portnoy G: Practical assessment of vision in the elderly. Ophthalmol Clin North Am. 16(2), 269-287, 2003.
    16. Negishi K, Ohnuma K et al.: Effect of chromatic aberration on contrast sensitivity in pseudophakic eyes. Arch Ophthalmol. 119(8), 1154-1158, 2001.
    17. Packer M, Fine IH et al.: Functional vision, contrast sensitivity, and optical aberrations. Int Ophthalmol Clin. 43(2), 1-3, 2003.
    18. Ortiz-Peregrina S, Ortiz C et al.: Impact of Age-Related Vision Changes on Driving. Int J Environ Res Public Health 17(20), 7416, 2020.
    19. Roh M, Selivanova A et al.: Visual acuity and contrast sensitivity are two important factors affecting vision-related quality of life in advanced age-related macular degeneration. PLoS One 13(5), e0196481, 2018.
    20. Kim JM, Lee MA: Comparison of Contrast Sensitivity Between Soft Contact Lens Wearers and Spectacle Wearers. J Korean Oph Opt Soc. 12(4), 119-125, 2007.