Ⅰ. 서 론
안구의 외안근(Extraocular Muscles)은 안구의 움직 임을 담당하는 여섯 개의 근육으로, 안구를 원하는 방향 으로 움직이고 유지시키는 역할을 한다. 각각의 외안 근은 특정한 방향으로 안구를 움직이는데 관여하고, 시각 기능을 원활히 수행하는데 주요한 역할을 한다. 내 안근(Intraocular Muscles)은 안구 내부에 위치한 근 육들로, 주로 섬모체근이라고 불리는 섬모체근(Ciliary Muscle), 동공괄약근(Sphincter Pupillae Muscle), 동 공산대근(Dilator Pupillae Muscle)으로 구성되어 있는 데 이들 근육은 각각 눈의 초점 조절과 수정체의 만곡도 조정을 담당하며, 시각적 자극에 대해 안구가 적절히 반 응할 수 있도록 돕는다.
이들 근육 중 일부가 제 기능을 수행하지 못하면 시생 활에 부담이 생기고 근거리 작업을 집중하는데에 문제가 생겨 시생활의 질 저하에 큰 영향을 미치게 된다. 또한 외안근의 불균형으로 인해 복시, 사위와 같은 양안시기 능의 시각적 문제가 발생하면 안정피로가 심화되고 눈의 피로감과 함께 두통, 집중력 저하 등의 자각증상이 발생 하게 된다.1) 이를 예방하고 관리하기 위해 안구 근육의 원활한 기능은 중요하다. 안구근육의 기능을 정확히 평 가하고 강화하는 훈련은 안구의 정확한 움직임을 지지하 고 독서, 스포츠 활동, 운전 등 일상 시생활을 수행하는 데 중요한 역할을 하는데 이를 시기능훈련이라고 한다.2)
시기능훈련이란 최적의 시기능기술과 편안함을 얻기 위한 시각적 효율을 발달시키거나 향상시키기 위해 전문 화되고 개별화된 프로그램이다. 또한, 눈으로 들어온 시 각정보를 정확하고 빠르게 처리하는 능력을 향상 및 발 달시켜 효율적으로 시각정보를 처리할 수 있게 하는 프 로그램이다.
시기능훈련을 활용한 처방법은 노안 진행 완화와 시 각적 불편 증상 개선을 위해 다양한 실험이 진행되어 왔 고 북미권 지역에서는 오래전부터 루틴(routine)으로 시 행하고 있는 훈련법 중 하나이다.3)
또한 시기능훈련은 조절기능이상이나, 버전스이상이 있는 어린이나 성인을 치료하기 위한 효과적인 방법으로 널리 알려져 있는데 비침습적이고 부작용의 부담이 없다 는 점에서 안전한 시기능 처방법 중 하나이다. 또한 스 포츠 선수들에게 중요한 시기능으로 목표물 추적과 같은 시각적 작업이나 스포츠 장면에서 신속성과 정확성을 높 여줄 수 있는 유용한 수단으로 안정적인 안구운동에 결 정적인 도움이 된다. 최근에는 스포츠 선수와 일반인을 대상으로 다양한 시기능 훈련법이 맞춤형으로 개발되고 있으며 이는 반사 신경 훈련, 시각 추적 훈련, 시야 확장 훈련, 초점 조절 운동 등이 포함된다.2) 하지만 시기능훈 련법은 검사자와 피검자의 시간과 공간의 제한이 있어 안경원, 옵토메트리 오피스 내에서만 수행되어야 하고 훈련을 진행하는 숙련된 검사자가 반드시 필요한 한계점 이 존재한다.
최근에는 디지털미디어 기기를 이용한 디지털 치료기 기가 의료보건 분야에서 급성장하고 있는 추세이고 눈과 관련된 멀티미디어를 활용한 디지털 시기능 훈련 콘텐츠 도 등장하고 있으나 지나치게 놀이, 게임 중심의 콘텐츠 로 이루어졌으며 구성의 체계성이나 과학적 검증과 임상 연구가 아직 미흡한 실정이다.
본 연구에서는 대면해서 진행하는 아날로그 방식의 시기능 훈련법이 아닌 시공간의 제약이 없는 디지털 콘 텐츠로 구성된 새로운 방식의 시기능 훈련법을 소개한 다. 디지털 시기능 훈련법은 효과적인 시각적 자극을 제 공하여 몰입감을 높이고 훈련 효율성을 극대화할 수 있 다. 본 연구에서는 디지털 콘텐츠 기반의 시기능 훈련법 의 효과를 실험적으로 검증하고, 임상적 효용성과 안구 운동 및 양안시기능 개선 효과를 분석하고자 한다.
Ⅱ. 대상 및 방법
1. 대상
본 연구는 백석문화대학교 기관생명윤리위원회의 임 상연구심의위원회(Institutional Review Board) 심사 를 거쳐 연구윤리 규정에 따라 진행되었으며(IRB No.2 -7008132-A-N-01호), 2023년 12월부터 2024년 1 월까지 충남 천안시의 B 대학교 재학생을 대상으로 연 구를 시행하였다. 디지털 시기능 훈련을 수행하기 전에, 모든 참가자에게 연구의 목적과 내용, 응답한 자료에 대 한 비밀보장, 응답한 결과가 본 연구 이외의 목적으로 사용되지 않음을 설명하였다. 이러한 연구 취지에 동의 하는 대상자 30명이 연구에 참여하였고, 그 중에서 굴절 교정 수술 이력이 없고 현재 안질환 과거병력, 정상안 수준으로 간주되는 일반적인 사위도 범위(외사위 7 Δ 미만, 내사위 2 Δ 미만)에 해당되고 평균적인 범위에 해 당되는 조절력(>10D)과 폭주력(>7cm)4)을 가진 25명(남 14명, 여 11명, 평균 연령 22.8±4.15 세)을 최종 연구 대상으로 선정하였다.
2. 연구 방법
본 연구에서는 자동안굴절계(auto refrector-keratometer, HRK-8000A, Huvitz, Korea)와 포롭터(CDR-3100, Huvitz, Korea)를 이용하여 굴절이상을 완전교정하였는데 정지 시력(static visual acuity)을 평가하기 위해 5 m 떨어 진 거리에서 한천석 시력표를 이용하여 측정하였다. 대상자 의 굴절이상을 완전교정 후 저자들이 개발한 새로운 방식의 디지털 시기능 훈련법 프로그램(특허출원 NO. 10-2024- 0166311)을 주 2회, 30분 간 적용한 후 검사한 항목은 안구 운동검사, 조절근점, 폭주근점 검사와 양안시기능 검사 으로 시기능을 평가하였다(총 훈련 기간: 한 달간 8회 시행). 모든 검사 값은 시기능 훈련 전과 후에 각 3번씩 수행하여 평균값을 선택하였고, 전후 값의 통계학적 검증은 Python 3.9.0 (Python Software Foundation, Beaverton, OR, USA)을 이용하여 수행하였다. 새로운 방식의 디지털 시기능 훈련 전후의 안구운동, 양안시기능 데이터는 Wilcoxon signed-rank test를 이용하여 비교했으며, 두 군 간의 성별은 카이제곱 검정을 시행하여 비교하였다. p값이 0.050 미만인 경우를 통계적 유의성이 있다고 해석하였다.
1) 아나몰픽 기법의 이론적 배경
인간은 시각적 정보를 기반으로 사고하며, 시각적 경 험이 인지 과정에 큰 영향을 미친다. 이러한 시각적 인 지의 특성을 이용해, 사물을 정확하게 인식하지 못하고 시각적 착각을 일으키는 현상을 우리는 ‘착시'라 부른다. 인간은 시각적 정보에 문제가 없더라도 뇌가 정보를 해 석하는 과정에서 나타나는 오류를 착시라 볼 수 있다. 이러한 착시를 활용한 예술 기법중 하나가 아나모픽 (Anamorphic) 기법이다. 아나모픽 기법은 특정 각도나 시점에 따라 시각적 정보가 다른 점을 활용한 착시 예술 기법이라 볼 수 있는데(Fig. 1) 이는 원근법과 소실점에 따라 특정 위치에서는 이해할 수 없는 이미지로 보여지 지만 작가가 의도한 적절한 위치에 서면 원래의이미지를 찾을 수 있다.5)
원근법을 활용한 아나모픽 기법은 미디어 아트에서도 많이 사용되고 있다. 스타필드 하남에서 전시한 “Love Earth, Switch Off (지구를 살리는 어둠)”, 2022년 6 월 5일 환경의 날을 맞아 HS애드와 국제 비영리 자연보 전기관인 WWF(세계자연기금)가 함께 기후위기의 심각 성을 알리기 위해 제작한 북극곰 등이 그 예다.6,7)
2) 아나몰픽 기법의 언리얼 게이밍 프로그램을 디지털 시기능 훈련으로 활용
현재 디지털 기술을 기반으로 한 소프트웨어 및 영상 등을 활용한 시각 운동 훈련법이 다양하게 소개되고 있 다.8) 시각 훈련 콘텐츠를 통해 외안근과 내안근 운동을 수행할 수 있으며, 시각운동을 통해 반사 신경과 시각 추적 능력을 향상시킬 수 있다. 하지만 시각훈련을 위해 제작된 디지털 콘텐츠는 임상적 효과에 대해 검증을 거 치지 않은 콘텐츠가 대부분이고 체계적인 검사와 객관적 인 정량화 분석 프로그램이 완비된 프로그램이 전무한 실정이다. 또한 시각훈련을 위해 제작된 콘텐츠는 평면 적인 콘텐츠로 외안근 단련을 위주로 제작된 콘텐츠가 대부분으로 한계점이 존재한다. 이러한 다양한 이유로 디지털 콘텐츠는 시기능 훈련에 널리 상용화되지 못하고 있었다.
본 연구에서 시기능훈련 콘텐츠로 활용한 것은 아나 몰픽 기법을 활용한 게이밍 동영상 콘텐츠로 Fig. 3과 같다.9) 다양한 안구의 움직임을 유도하기 위해서 상하좌 우, 회선 등의 방향으로 랜덤하게 야구공이 피검자에게 로 날아오는 아나몰픽 효과를 주게 된다. 타깃의 옵션으 로 다양한 구질(커브볼, 싱커볼, 직구 등)을 구현가능하 고 란돌트 C링 시표와 숫자시표를 빠르고 신속하게 지 각할 수 있도록 반복 훈련 자극하여 궁극적으로 피검자 의 시지각 능력을 향상시키는 훈련을 하게 된다(Fig. 3 에서 상단부 사진 좌,우). 또한 안구의 좌우 움직임의 운 동성을 향상시키기 위해서 SCCO 검사법을 디지털화하 여 개발한 콘텐츠9)로 안구의 움직임과 신속성을 위한 시훈련 프로그램도 적용하였다(Fig. 3에서 하단부 사진 좌, 우).
이와 같이 다양한 디지털 시각 훈련 콘텐츠를 통해 외 안근과 내안근 훈련을 수행할 수 있으며, 시각운동을 통 해 반사 신경과 시각 추적 능력을 향상시킬 수 있다.
3) 양안시기능 평가
(1) 근거리 사위도 검사
언리얼 게이밍 시기능 훈련을 적용한 직후 본그레페 법(von Graefe method)을 이용하여 40 cm 근거리에 서 수평사위도 검사를 시행하였다. 검사에 사용한 시표 는 근거리 0.7 시력에 해당하는 세로열 시표이며, 피검 자에게 시표가 상하로 분리된 것을 확인한 후 가입된 로 타리 프리즘을 1초에 1 Δ 씩 감소시켜 분리된 시표가 일직선상에 정확히 배열되었을 때의 프리즘량을 수평사 위도로 판정하였고 외사위를 (-)부호, 내사위 (+)부호로 표기하였다.
(2) 근거리 양성 및 음성융합버전스 검사
조절자극을 피하기 위해 음성융합버전스(Negative fusional vergence; NFV)를 측정한 후 양성융합버전스 (Positive fusional vergence; PFV)를 측정하였다. 음성 융합버전스 측정 시 피검자의 양쪽 눈앞에 BI 프리즘을 1초에 1 Δ의 속도로 증가시켜서 흐린점(blur point), 분리 점(break point), 회복점(recovery point)을 측정하였고, 양성융합버전스 검사는 BO 방향으로 프리즘을 위치시켜서 프리즘 도수를 높여가면서 검사를 진행하였다.
(3) 조절력, 폭주력 검사
눈의 조절력은 푸쉬업법으로 조절근점(near point of accommodation, NPA)과 폭주력을 측정하였다.
(4) 조절 및 버전스 용이성 검사
눈의 조절 및 버전스 용이성 능력은 플리퍼 도구를 이 용하여 조절용이성(accommodative facillity), 버전스 용이성(vergence facillity) 검사를 진행하였다.
4) 안구 운동성 평가
안구의 동적 시기능 상태를 평가하기 위해 SCCO (southern california college of optometry) 검사(4점 만점 스케일), H-S 스케일(작은 주시물체를 타깃으로 한 따라보기 검사로 눈, 머리의 움직임과 자동성, 지속 성을 평가한 10점 만점 스케일), 수평 나열 숫자표를 판 독하는데 걸린 시간을 측정하는 DEM(developmental eye movement) 검사, 5점 스케일의 주시안정성 검 사(gaze stabilization test)를 사용하였고 검사는 Scheiman의 문헌3)에서 제안된 검사방법을 준용하였다.
Ⅲ. 결 과
연구대상자 25명의 일반적인 특성은 남 14명, 여 11 명, 평균 연령 22.8±4.15세이었고 성별에 따른 차이 유무는 통계학적으로 유의미한 연관성이 없는 것을 확인 하였다. 대상자들의 평균 교정시력은 1.07±0.21 (CDVA) (decimal V.A.), 굴절이상도(S.E.)는 S-2.32±1.38 D 이었다(Table 1).
1. 양안시기능 평가
1) 근거리 사위량과 융합버전스 검사
디지털 시기능훈련 적용 전과 후의 외사위도는 –2.48± 2.56 Δ(exo.)에서 -1.07±1.23 Δ(exo.)으로 외사 위량이 통계학적으로 유의하게 감소하였다(p<0.050). 양성융합버전스 흐린점은 20.34±3.12 Δ에서 22.43± 2.15 Δ으로 증가하였고 양성융합버전스 분리점은 21.99± 4.26 Δ에서 24.55±2.89 Δ으로 개선되었으나 통계적 으로 유의한 변화는 아니었다(p>0.050).
음성융합버전스 흐린점은 16.21±4.78 Δ에서 16.54± 3.26 Δ으로 나타나 거의 변화가 없었고 음성융합버전스 분리점은 평균 17.57±2.12 Δ에서 18.69±1.60 Δ으로 약 0.1 Δ이 소폭 증가하였으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었다(p>0.050, Table 2).
2) 조절 및 버전스용이성 검사
디지털 시기능훈련 후 조절근점은 13.08±2.26 cm에 서 10.15±3.41으로 개선되었고(p<0.050), 조절용이성 은 12.05±1.20회에서 9.78±1.32회로 개선되어 선명 하게 초점을 맺는데 시간이 단축되었다(p<0.050). 폭주 근점은 8.13±1.72 cm에서 7.96±2.01 cm로 나타났 고, 버전스용이성(Vergence facillity)은 12.89±2.34 회에서 9.14±1.75 회로 통계적으로 유의성이 확인되었 다(Table 3).
2. 안구 운동성 검사
안구 운동검사는 디지털 시기능훈련을 적용 후 시행 되었다. SCCO 검사에서는 훈련 전후 3.40±0.18 점, 3.56±0.65 점으로 점수가 상승하였고 안구가 원활하게 움직이는 것으로 확인하였으나 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. H-S 스케일 검사 결과는 9.65±0.47 (score)에서 9.70±0.55(score)로 소폭 상승하였다. DEM 검사는 21.54±2.98 s에서 17.14±1.09 s로 눈에 띄게 소요시간이 감소하였다. 주시안정성 검사(GST)는 훈련 전 4.45±0.12 점이었고 훈련 후에는 4.78±0.15 점으로 점수가 높아졌다(Table 4).
Ⅳ. 고 찰
본 연구에서 활용한 디지털 시기능 훈련은 눈의 건강 과 양안시기능의 개선을 위한 목적으로 한 프로그램으 로, 기존의 아날로그식 시기능 훈련법의 고안 원리를 기 반하여 개발되었다.
이러한 방식의 디지털 기반 시기능 훈련법은 다양한 사용자들의 경험을 통해 긍정적인 평가를 받고 있으나 임상적인 효과를 객관적으로 연구하여 발표한 예는 적은 편이었다. 이에 본 연구에서는 디지털 시기능 훈련기 기의 임상적 효과를 과학적으로 검증하고, 수치화 및 구체화하여 분석하였다. 안구운동성을 평가하는 검사 항목(DEM 검사)에서 디지털 시기능 훈련 프로그램의 유의성있는 효과를 확인하였다. 시기능 훈련 적용 후 21.54±2.98 s에서 17.14±1.09 s로 통계학적으로 유 의한 차이를 보였는데 이는 피검자의 홱보기 능력이 향 상되어 검사 소요시간이 단축되었다고 판단할 수 있다. 이 디지털 시기능 훈련프로그램은 그림과 영상이 나타나 며 게이밍 방식으로 진행되는데 매번 랜덤하게 바뀌는 시각적 자극으로 인해 지루하지 않고 흥미도가 높은 특 징이 있어 대상자가 집중하여 훈련할 수 있다. 이러한 점이 대상자의 시기능 결과값을 유의하게 개선하는 데에 영향을 주었다고 생각한다. 기존의 전통적인 시기능 훈 련법을 적용하여 시기능의 훈련효과를 보고한 연구논문 에 의하면 훈련자에게 지루한 훈련방식인 Block string 훈련을 반복 적용하는 것은 양안시기능의 개선 효과가 낮게 나타날 수 있다고 하였다.10)
그리고 Kim 등의 연구보고에서 무엇보다도 효과적으 로 시기능 훈련을 시행하여 양안시 이상을 개선하기 위 해서는 훈련의 충실도를 높이는 것이 중요하다고 언급하 였다.11)그래서 시기능 훈련에 있어서 흥미도와 몰입도가 높은 게임방식 기반한 디지털 시기능 훈련 기기의 활용 이 의미있다고 생각된다. 시기능 훈련 적용 후, 수평사 위도 검사에서 외사위도가 –2.48±2.56 Δ(exo.)에서 -1.07±1.23 Δ(exo.)으로 통계학적으로 유의하게 감소 하는 결과를 보였다. 또한 조절근점과 조절용이성, 버전 스용이성 검사 항목에서도 통계학적으로 유의한 개선이 확인되어 조절력의 강화와 조절, 폭주 용이성에 대해서 효과적인 시기능 개선이 이루어졌다고 추정할 수 있다. 이는 일반적으로 디지털기기를 근거리에서 장시간 사용 했을 때 양안시기능을 측정한 연구결과와 비슷한 양상12) 으로 보이지만 DEM검사 결과가 눈에 띄게 개선되었고 SCCO 검사와 H-S 스케일 검사, 주시안정성 검사 (GST) 항목 모두에서 점수가 향상된 점에서 다른 연구 결과라고 할 수 있다.
한편 양안시기능, 안구운동성의 향상은 운동선수에게 있어서 스포츠퍼포먼스의 향상과 부상 및 뇌진탕 예방에 기여하여 효과적이라는 연구보고가 있는데 운동선수의 훈련 프로그램의 일환으로 시기능 훈련을 추천하고 있어 13) 앞으로 디지털 시기능 훈련의 긍정적인 활용이 기대 되는 바이다.
본 연구에서 활용한 디지털 시기능 훈련법은 아나몰 픽 기술을 활용하여 시기능 훈련에 적용하는 창의성을 보여주었고 양안시 및 안구운동 기능의 정량적 변화를 측정하여 기초 데이터 연구에 기여하는 등 임상적인 가 치면에서 긍정적이지만 몇가지 제한점이 존재한다. 첫째 는 시훈련을 수행하는 대상자가 정확한 사전 지식을 갖 춰야하고 꾸준하게 의지를 갖고 훈련을 진행해야 한다는 점이다. 둘째는 전문가의 훈련 지도 없이 진행되기 때문 에 시기능 훈련의 성과를 스스로 판단하여 알기 어렵다 는 점이다. 그래서 안경원에서 대면 시기능 훈련과 병행 하여 활용하면 효과적이라고 생각한다.
향후 디지털 치료 및 훈련기기 시장이 더욱 확대될 것으로 전망되고 있는 만큼 이러한 디지털 프로그램을 더 널리 보급하고 효율적으로 활용하기 위해서는 프로그 램과 콘텐츠를 개인의 집이나 안경원에서도 쉽게 사용할 수 있는 형태로 개발되어야 한다. 또한 관련 후속 연구 에서는 더 많은 대상자의 수집과 기초 데이터 분석과 더 불어 양안시기능 이상자의 다양한 case를 분석하여 개 인 맞춤형 콘텐츠 및 프로그램 개발로 연구가 진행되어 야 할 것이다.
Ⅴ. 결 론
야외 활동의 감소와 과도한 근업 중심의 시생활로 인 해 안구 운동 기능이 저하되고 양안시기능의 불균형이 초래되어 사위안이 증가하고 있다. 이로 인해 시각적 불 편과 일상 생활의 질 저하가 발생하고 있는데 본 연구에 서 제안한 디지털 시기능 훈련법은 양안시기능과 안구 운동성의 개선에 효과적임을 확인하였다. 이러한 디지털 방식의 시훈련은 시공간의 제약이 없어 활용도가 높으며 대중화되었을 때 안보건에 기여가 클 것으로 기대된다.
디지털 시기능 훈련은 일상생활에서 간편하게 양안시 기능 및 안구 운동성을 훈련할 수 있어 시생활의 질을 향상시키는 데 유용하고 다양한 시각적 요구를 충족하는 중요한 역할을 할 수 있다. 향후 본 훈련을 더욱 체계적 으로 발전시켜 유치원과 학교 등에서 어린이들의 시력 발달과 시기능 보건을 위한 훈련 프로그램으로 활용할 수 있다. 또한, 디지털 시기능 훈련은 안구 운동성 기능 이 중요한 스포츠 선수들에게 운동 능력과 시각적 반응 속도를 개선하는 데 도움을 주어 전반적인 스포츠 퍼포 먼스 향상에 기여할 수 있으며 다양한 분야에서 널리 활 용될 잠재력이 있다고 판단된다.
