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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.27 No.2 pp.97-112
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2025.27.2.97

Comparison of Parameter Measurement Equipment Required for Glasses Prescription

Su-Mi Lee1), Jae-Yeon Pyo2), Hui-kyong Kim3), Seung-Jin Oh4), Ki-Choong Mah5,6)
1)Dept. of Optometry, Graduate School of Eulji University, Master, Seongnam
2)Dept. of Optometry, Graduate School of Eulji University, PhD, Seongnam
3)Dept. of Clinical Optometry, Graduate School of Health and Welfare, Eulji University, Master, Seongnam
4)Dept. of Optometry, Jeonbuk Science College, Professor, Jeongeup
5)International College of Optometry, Jining Polytechnic, Professor, China
6)Dept. of Optometry, Eulji University, Professor, Seongnam
* Address reprint requests to Ki-Choong Mah (https://orcid.org/0000-0001-7762-2615) International College of Optometry, Jining Polytechnic, Jining, China TEL: +86-537-223-2873, E-mail: kcmah9927@gmail.com
March 13, 2025 June 19, 2025 June 21, 2025

Abstract


Purpose : This study analyzes the parameters necessary for glasses prescriptions and presents objective data for accurate and comfortable glasses prescriptions



Methods : For 41 adults over 20 years of age (men: 28, women: 13), nasopupillary distance, interpupillary distance, optical center height, pantoscopic angle, face form angle, and vertex distance were measured using photographs, True View I, Ruler, and Smart Centering Device measurement methods, and the accuracy (error) was compared using photographic measurement method as the standard. In addition, the correction value for clinical application was calculated through the error correction equation.



Results : There were significant differences in optical center height, pantoscopic angle, face form angle, and vertex distance in the measurement methods of the four devices (p<0.050). The correction values based on the standard photographic measurement method, were statistically significant (p<0.050) with high correlation coefficients of the nasopupillary distance, interpupillary distance, optical center height, pantoscopic angle, face form angle, and vertex distance in the True View I. In the case of ruler, the correlation coefficients between the nasopupillary distance, interpupillary distance, optical center height and vertex distance were high and statistically significant (p<0.050). The Smart Centering Device method was statistically significant only for the face form angle (p<0.050). The 95% confidence intervals for the correction values showed that the Smart Centering Device had a narrower range and less deviation at the nasopupillary distance, while all other parameters were narrower in the True View I and had the least deviation from the mean values.



Conclusion : The results of measuring the parameters required for glasses prescriptions using four different measuring devices showed differences depending on the measurement method, and correction values that can be applied in place of photographic measurements in clinical practice were suggested.


Photographic measurement , Reference jig , Reference ruler , Regression , Smart Centering Device

안경 처방에 필요한 매개변수 측정 장비의 비교

이수미1), 표재연2), 김희경3), 오승진4), 마기중5,6)
1)을지대학교 대학원 안경광학과, 석사, 성남
2)을지대학교 대학원 안경광학과, 박사, 성남
3)을지대학교 보건복지대학원 임상옵토메트리학과, 석사, 성남
4)전북과학대학교 안경광학과, 교수, 정읍
5)제녕직업기술대학 국제시광학원, 교수, 중국
6)을지대학교 안경광학과, 교수, 성남

    Ⅰ. 서 론

    안경은 인체의 감각기관 중 가장 중요한 부분인 눈의 시기능 이상을 보정하기 위한 의료 용구로 그 기능은 시각 보정, 안위 이상 교정, 시기능 이상 보정이 있고,1,2) 이러한 안경의 정확한 기능을 위해서는 다양한 광학적 요소들이 중요하며 이 중에서 안경렌즈의 광학 중심점과 동공 중심의 일치 여부가 가장 중요하다.3)

    동공 중심과 안경렌즈의 광학 중심점이 일치하지 않게 되면 프리즘 효과가 발생하여 사위가 유발된다.4-5) 사위가 유발되면 정확한 굴절검사와 그에 따른 처방이 이루어지더라도 복시, 어지러움, 교정시력의 저하, 안정 피로, 두통 등의 다양한 증상이 발생할 수 있다.6)

    안경 처방에 필요한 매개변수는 단안 동공거리 (Nasopupillary Distance), 동공간거리(Interpupillary Distance), 광학중심점높이(Optical Center Height), 경사각(Pantoscopic Angle), 안면각(Face Form Angle), 정점간거리(Vertex Distance) 등이다.

    단안 동공거리는 좌우 동공 중심을 잇는 수평 직선이 만나는 코 부위의 정중앙을 측정 기준점으로 하여 좌우 동공 중심점까지의 수평 길이이다. 동공간거리는 좌우 동공 중심점 간의 수평거리이며 해부학적인 관점에서 좌우 안구의 회전 점 사이의 거리를 측정하는 것이 원칙이지만, 실제로는 측정이 어렵기 때문에 실무에서는 일반적으로 각 동공 중심 간의 수평거리를 측정하고 있다. 광학중심점높이는 안경테를 착용한 상태에서 안경테의 하부 림 제일 낮은 홈 위치 또는 동공 중심 바로 아래 림의 홈 위치에서 동공 중심의 각막 반사상까지의 수직 길이를 의미한다. 경사각은 정확하게 피팅한 안경테의 측면에서 관측하여 연직선과 안경테의 측면 림이 이루는 각으로 정의하며 안면각은 안경테의 좌우 렌즈 삽입부 상부 림의 돌출된 두 점이 이루는 각으로 정의한다. 정점간거리는 안경렌즈의 후면 정점에서 각막 정점까지의 거리이며 동양인의 경우 보통 12 mm 정도로 간주된다.2)

    2021년 대한안경사협회 조사에 따르면, 19세 이상 성인 중 약 55% 이상이 안경을 착용하고 있다. 안경 사용이 증가할수록 안경사의 정확한 처방과 조제 가공은 더욱 중요하다.7)

    현재 안경원에서 주로 사용되는 검사 방법인 안경자를 사용한 측정값은 검사자의 측정 방법과 숙련도 차이에 따라 상당한 오차가 발생한다.8) 또한 동공간거리와 광학중심점높이는 아직도 경험에 따라 설계가 이루어지는 경우가 많다. 정확한 계측을 통한 설계가 이루어지지 않는다면 사위나 복시, 어지러움, 교정시력 저하 등과 같은 다양한 부적응 증상의 원인이 될 수 있다. 이와 같은 부적응 증상을 줄이고 정확한 안경 처방을 위해서는 오차가 작은 측정 장비의 사용과 정확한 측정값의 설계를 이용한 올바른 안경 조제 및 가공이 필요하다.9) 이를 통한 눈과 안경렌즈의 적절한 조합은 정확한 시력 교정을 위한 편안한 안경의 가장 기본적인 구성요소가 된다.10,11)

    본 연구는 사진, 트르뷰 아이, 안경자, 스마트 센터링 장치를 사용한 각 계측값을 측정하여 정확한 비교 데이터와 편안한 안경 처방을 위한 객관적 자료를 제시하고 자 하였다.

    Ⅱ. 대상 및 방법

    1. 대상

    연구 대상자는 안과 관련 수술 이력이 없고 원거리와 근거리에서 사시가 없는 20세 이상 41명(남자: 28명, 여자: 13명)의 성인을 선정하여 검사하였다. G*Power ver. 3.1.9.4 (Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Germany)를 이용하여 대상자 수를 결정하였다.

    모든 검사 과정과 규약은 을지대학교 기관생명윤리심 의위원회(Institutional Review Board, IRB, 승인 번호: EU23-53)의 승인을 받았으며, 연구에 참여한 대상자에게 실험의 목적 및 검사 방법에 대해 구두와 서면으로 충분히 설명한 후 동의를 얻고 검사를 진행하였다. 연구 대상자의 나이는 20세부터 27세까지이었고, 평균 나이는 22.2±1.8세였다.

    2. 연구 방법

    1) 연구 장비

    (1) 측정용 안경테

    실험에 사용한 안경테는 국제 표준기구에서 규정된 안경과 렌즈 크기에 대한 표준 표기 방식인 박싱 시스템(Boxing System)으로 표기된 안경테를 사용하였으며 안경테의 규격은 50 □ 21 142였다(Fig. 1). 실험에 사용된 안경테에 안경렌즈를 장착하여 형태를 유지하였고, 장착한 안경렌즈로 인해 생길 수 있는 오차를 줄이기 위해 대상자의 각막반사점 예상 위치에 직경 약 30mm 정도의 원형 구멍을 뚫었다.

    단안 동공거리, 동공간거리, 광학중심점 높이의 측정을 위해 안경테의 좌측 엔드피스에 기준 눈금자를 부착하였고, 정점간거리의 측정을 위한 기준 눈금자는 안경 테의 우측 다리 부분에 부착하여 측정하였다(Fig. 2).

    (2) 사진 계측 설계

    사진 계측을 위한 장비는 다음과 같은 원리로 설계하였다(Fig. 3). 정면 촬영을 위한 반 반사 거울(semireflection mirror)은 연구 대상자 정면에 있는 카메라 렌즈의 광축과 45˚ 각을 이루는 위치에 설치하였다. 펜 라이트 광원은 반 반사 거울에 반사된 후 정면 카메라의 광축과 일치하여 입사하도록 반 반사 거울과 45˚ 각을 이루는 측면에 설치하였다. 설계된 계측 장비를 통해 반 반사 거울에 반사된 펜 라이트 광원은 연구 대상자가 5 m 이상 원거리에 있는 펜 라이트 광원을 주시하는 것과 같은 효과로 펜 라이트 광원의 입사 방향은 카메라 렌즈의 광축과 일치하며 연구 대상자가 광원을 주시하는 동안 정면 카메라로 각막 반사점을 직접 촬영할 수 있도록 설계하였다.

    (3) 트르뷰 아이

    트르뷰 아이 (TRUE VIEW I, HOYA, JAPAN)는 3D 컨설팅 프로그램을 아이패드(A1474, Apple, USA)와 연결하여 3차원으로 계측할 수 있는 장비로 근용 PD 모듈과 측정용 안경테에 부착할 위치보정 지그(reference jig, HOYA, JAPAN)로 구성되어 있다(Fig. 4).

    (4) 안경자

    안경자는 단안 동공거리, 동공간거리, 광학중심점높이, 경사각, 안면각, 정점간거리를 측정하는 간단한 장비로 단안 동공거리와 동공간거리, 광학중심점높이 측정을 위해 펜 라이트를 사용하여 측정하였다(Fig. 5).

    (5) 스마트 센터링 장치

    스마트 센터링 장치(Smart Centering Device, 오큐랩, 한국)는 아이패드(A1474, Apple, USA)를 사용하여 눈과 프레임 정보를 간단히 측정하여 개인 맞춤 렌즈에 필요한 매개변수를 측정하는 장비이며, 스마트 센터링 장치, 아이패드 및 측정용 안경테에 부착할 눈금자 (reference ruler)로 구성되어 있다(Fig. 6).

    2) 계측 방법

    본 연구에서는 사진 계측법, 트르뷰 아이 계측법, 안경자 계측법, 스마트 센터링 장치 계측법을 이용하여 안경 처방에 필요한 매개변수인 단안 동공거리(NPD), 동 공간거리(IPD), 광학중심점높이(OH), 경사각(PA), 안면각(FFA), 정점간거리(VD)를 3회 반복 측정하였다. 표준 계측법은 매개변수를 적절하게 측정할 수 있도록 직접 제작하여 계측한 사진 계측 법을 기준으로 비교 분석하였다.

    3. 통계 방법

    통계 분석은 PASW Statistics 18.0 프로그램과 Origin 8.5 프로그램을 이용하여. 일원 배치 분산분석(One way ANOVA)을 통해 네 가지 측정 장비의 계측 값을 비교하고, 사후 검정(Post-hoc test, Turkey)을 수행하여 집단 간 차이를 확인하였다. 각 장비의 정확도 (오차 비교)는 대응 표본 T 검정 (Paired t-test)을 사용하였고, 선형 회귀식 (Linear regression)을 사용하여 오차에 대한 보정 값을 분석하였다. 모든 통계 분석의 유의수준은 p<0.050 미만을 적용하였다.

    Ⅲ. 결 과

    1. 매개변수 측정 장비의 계측값 비교

    1) 단안 동공거리

    우안 동공거리에 대한 사진, 트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치의 계측값은 각각 31.75±1.38, 31.59±1.52, 31.32±1.27 및 32.14±1.61 mm이었고, 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 좌안 동공거리의 계측값은 각각 31.65±1.58, 31.74±1.74, 31.63±1.25 및 31.95±1.56 mm이었고, 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

    2) 동공간거리

    동공간거리에 대한 사진, 트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치의 계측값은 각각 63.41± 2.68, 63.33± 3.05, 62.94±2.32 및 64.02±2.71 mm였고, 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

    3) 광학중심점높이

    우안 광학중심점높이에 대한 사진, 트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치의 계측값은 각각 26.22±1.93, 27.87±2.30, 27.24±2.25 및 30.49±2.12 mm이었고 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.050). 사후 분석 결과 스마트 센터링 장치의 계측값은 다른 장비의 계측값 보다 높게 측정되었다(p<0.050). 좌안 광학중심점높 이의 계측값은 각각 26.46±2.07, 27.93±2.55, 27.40± 2.07 및 30.52± 2.32 mm였고, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.050). 사후 분석 결과 스마트 센터링 장치의 계측값은 다른 장비의 계측값보다 높게 측정되었다 (p<0.050).

    4) 경사각

    경사각에 대한 사진, 트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치의 계측값은 각각 5.10±1.77, 6.58±3.70, 5.17±1.12 및 11.72±3.58°였고, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.050). 사후 분석 결과 스마트 센터링 장치의 계측값은 다른 장비의 계측값보다 높게 측정되었다(p<0.050).

    5) 안면각

    안면각에 대한 사진, 트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치의 계측값은 각각 3.27±0.48, 3.14±1.40, 3.77±0.75 및 5.55±2.14°였고, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.050). 사후 분석 결과 스마트 센터링 장치의 계측값은 다른 장비의 계측값보다 높게 측정되었다 (p<0.050).

    6) 정점간거리

    정점간거리에 대한 사진, 트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치의 계측값은 각각 8.10± 1.50, 9.04± 1.72, 9.02±0.97 및 12.68±1.76 mm였고, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.050). 사후 분석 결과 스마트 센터링 장치의 계측값은 다른 장비의 계측값보다 높게 측정되었다(p<0.050).

    2. 표준 계측법에 대한 정확도(오차) 비교

    1) 단안 동공거리

    트르뷰 아이는 0.04±0.48 mm로 유의한 차이가 없었고, 안경자는 0.23±0.62 mm, 스마트 센터링 장치는 –0.34±0.45 mm로 유의한 차이가 있었다(p<0.050) (Table 2).

    2) 동공간거리

    트르뷰 아이는 0.08±0.96 mm로 유의한 차이가 없었고, 안경자 0.46±1.25 mm, 스마트 센터링 장치는 –0.6±1.64 mm로 유의한 차이가 있었다(p<0.050) (Table 3).

    3) 광학중심점높이

    트르뷰 아이는 –1.56±1.65 mm, 안경자 –0.98± 1.77 mm 및 스마트 센터링 장치 –4.16± 1.60 mm로 모두 유의한 차이가 있었다(p<0.050)(Table 4).

    4) 경사각

    트르뷰 아이는 –1.48±3.37°, 스마트 센터링 장치 -6.62±3.56°로 유의한 차이가 있었고(p<0.050), 안경자는 –0.07±1.87°로 유의한 차이가 없었다(Table 5).

    5) 안면각

    트르뷰 아이는 0.12±1.22°로 유의한 차이가 없었고, 안경자 –0.50±0.78°, 스마트 센터링 장치는 –2.28± 2.34°로 유의한 차이가 있었다(p<0.050)(Table 6).

    6) 정점간거리

    트르뷰 아이는 –0.93±0.98 mm, 안경자 –0.91± 1.11 mm, 스마트 센터링 장치는 –4.58±1.63 mm로 모두 유의한 차이가 있었다(p<0.050)(Table 7).

    3. 정확도 비교를 위한 오차 보정 식 산출

    1) 단안 동공거리

    트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치 계측법의 측정오차에 대한 보정 식은 각각 Y=5.210+0.837X, Y=-0.485+0.837X, 및 Y=4.063+0.863X였으며, 모두 통계적으로 유의하였다(p<0.050)(Fig. 7).

    2) 동공간거리

    트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치 계측법의 측정오차에 대한 보정 식은 각각 Y=10.419+0.837X, Y=-0.970+1.023X 및 Y=11.810+0.806X였으며, 모두 통계적으로 유의하였다(p<0.050)(Fig. 8).

    3) 광학중심점높이

    트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치 계측법의 측정오차에 대한 보정 식은 각각 Y=10.225+0.578X, Y=11.273+0.551X 및 Y=7.660+0.612X였으며, 모두 통계적으로 유의하였다(p<0.050)(Fig. 9).

    4) 경사각

    트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치 계측법의 측정오차에 대한 보정 식은 각각 Y=3.792+0.199X, Y=3.281+0.351X 및 Y=3.608+0.127X였으며, 트르 뷰 아이는 통계적으로 유의하였고(p<0.050), 안경자와 스마트 센터링 장치는 유의하지 않았다(Fig. 10).

    5) 안면각

    트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치 계측법의 측정오차에 대한 보정 식은 각각 Y=2.692+0.183X, Y=2.663+0.160X 및 Y= 3.656-0.070X였으며, 트르 뷰 아이와 스마트 센터링 장치는 통계적으로 유의하였고 (p<0.050), 안경자는 유의하지 않았다(Fig. 11).

    6) 정점간거리

    트르뷰 아이, 안경자 및 스마트 센터링 장치 계측법의 측정오차에 대한 보정 식은 각각 Y=1.593+0.720X, Y=-1.335+1.047X 및 Y=2.572+0.436X였으며, 모두 통계적으로 유의하였다(p<0.050)(Fig. 12).

    4. 표준 계측법에 대한 오차 보정 값 비교

    1) 단안 동공거리

    보정 값의 차이는 트르뷰 아이 –0.01±0.41 mm이고, 95% 신뢰도 범위는 1.60 mm(-0.81∼0.79)였고, 안경자 –0.01±0.62 mm, 95% 신뢰도 범위는 2.45 mm (-1.23∼1.23)이었다. 스마트 센터링 장치는 –0.01± 0.40 mm이고, 95% 신뢰도 범위는 1.58 mm(-0.80∼ 0.78) 이었다. 95% 신뢰구간은 스마트 센터링 장치 계측법이 가장 좁았고, 안경자 계측법이 가장 넓었다(Fig. 13).

    2) 동공간거리

    보정 값의 차이는 트르뷰 아이 –0.02±0.82 mm이고, 95% 신뢰도 범위는 3.20 mm(-1.62∼1.58)이었고 안경자 –0.01±1.25 mm, 95% 신뢰도 범위는 4.90 mm(-2.44∼2.46)이었다. 스마트 센터링 장치는 2.11±1.56 mm이고 95% 신뢰도 범위는 6.11 mm (-3.05∼3.06)이었다. 95% 신뢰구간은 트르뷰 아이 계측법이 가장 좁았고, 스마트 센터링 장치 계측법이 가장 넓었다(Fig. 14).

    3) 광학중심점높이

    보정 값의 차이는 트르뷰 아이 –0.01±1.32 mm이고, 95% 신뢰도 범위는 5.20 mm(-2.61∼2.59)이었고, 안경자 –0.01±1.51 mm, 95% 신뢰도 범위는 5.91 mm (-2.94∼2.97)이었다. 스마트 센터링 장치는 0.01± 1.37 mm이고 95% 신뢰도 범위는 5.36 mm(-2.67∼ 2.69)이었다. 95% 신뢰구간은 트르뷰 아이 계측법이 가장 좁았고, 안경자 계측법이 가장 넓었다(Fig. 15).

    4) 경사각

    보정 값의 차이는 트르뷰 아이 –0.00±1.60°이고, 95% 신뢰도 범위는 6.29°(-3.15∼3.14)이었고, 안경자 0.00±1.72°, 95% 신뢰도 범위는 6.74°(-3.37∼ 3.37)이었다. 스마트 센터링 장치는 0.00±1.71°이고 95% 신뢰도 범위는 6.69(-3.34∼3.35)이었다. 95% 신뢰구간은 트르뷰 아이 계측법이 가장 좁았고, 안경자 계측법이 가장 넓었다(Fig. 16).

    5) 안면각

    보정 값의 차이는 트르뷰 아이 5.66±0.41°이고, 95% 신뢰도 범위는 1.60°(-0.80∼0.80)이었고, 안경자 0.00± 0.47°, 95% 신뢰도 범위는 1.84°(-0.92∼ 0.92)이었다. 스마트 센터링 장치는 6.34± 0.46°, 95% 신뢰도 범위는 1.80°(-0.90∼0.90)이었다. 95% 신뢰구간은 트르뷰 아이 계측법이 가장 좁았고, 안경자 계측법이 가장 넓었다(Fig. 17).

    6) 정점간거리

    보정 값의 차이는 트르뷰 아이 0.00±0.85 mm이고, 95% 신뢰도 범위는 3.33 mm(-1.66∼1.67)이었고, 안경자 0.00±1.11 mm, 95% 신뢰도 범위는 4.36 mm (-2.18∼2.18)이었다. 스마트 센터링 장치는 0.00± 1.29 mm이고 95% 신뢰도 범위는 5.08 mm(-2.54∼ 2.54)이었다. 95% 신뢰구간은 트르뷰 아이 계측법이 가장 좁았고, 스마트 센터링 장치 계측법이 가장 넓었다 (Fig. 18).

    Ⅳ. 고 찰

    안경은 정확한 굴절검사와 그에 따른 처방이 이루어졌다 하더라도 동공 중심과 렌즈의 광학 중심이 일치하지 않으면 사위를 유발하고 복시, 어지러움, 교정시력의 저하, 안정 피로, 두통 등의 다양한 증상으로 편안한 안경으로서 역할을 하지 못한다.1) 특히 동공간거리에 대한 측정 오차는 굴절이상이 심한 환자일수록 프리즘을 더 많이 유발할 수 있으므로 임상적으로 더 중요한 의미를 지니게 된다.12)

    눈의 광학적 기본 요소 중 하나인 회선점 조건에는 경사각과 안면각이 있는데, 경사각은 수직 방향과 밀접한 관계가 있으며 안면각은 수평 방향과 밀접한 관계가 있다. 경사각이나 안면각이 회선 점 조건에서 어긋나는 경우 프리즘이 발생하고 비점수차가 나타나게 되어 상의 왜곡과 흐림 증상, 어지러움과 두통, 안정 피로 등의 증상을 호소하게 된다.13,14) 안경렌즈의 광학 중심점과 동공 중심의 일치 여부에 따라 발생할 수 있는 수평 및 수직 프리즘의 유발 원인은 측정 기준 PD와 측정 기준 OH의 부정확함 때문이며,15) 이에 따라 발생한 프리즘 효과가 입체적 거리감을 감소시킨다.16) 또한, 안경의 편안한 착용감과 효과적인 교정을 위해서는 안경의 무게가 착용자의 얼굴 부위에 고르게 분산될 수 있도록 안정적이고 적절하게 피팅된 상태이어야 한다.2)

    Pascual 등17)은 안경 처방을 위한 개인별 매개변수의 정확한 측정 방법과 측정 장비는 편안한 안경을 위한 필수 요소임에도 불구하고 대부분의 장비가 단안 동공 거리 측정에 있어서는 우수한 정밀도와 반복성을 나타 내지만, 그 외의 다른 매개변수는 항상 정확하게 측정되지는 않는다고 하였다. 이러한 이유로 안경 처방에 필요한 매개변수의 측정 장비에 대한 정확도와 신뢰도를 분석한 기초 자료의 제시가 중요하다고 생각하였다.

    안경 처방에 필요한 매개변수 측정을 위해 사진 계측법의 측정 장비를 설계 제작한 후, 실무에서 가장 보편적으로 사용하는 안경자와 트르뷰 아이, 그리고 개발 장비인 스마트 센터링 장치를 선정하여 연구를 진행하였다.

    4가지 장비의 계측값에 대한 비교에서 동공간거리와 단안 동공거리에서는 유의한 차이가 없었으나, 광학중심점높이와 경사각, 안면각, 정점간거리에서는 유의한 차이가 있었다(p<0.050). Garcia 등18)에 의하면 단안 동공 거리와 동공간거리는 모든 평가 방법에서 허용할 수 있는 반복성을 보였고, 광학중심점높이, 경사각 및 안면각은 반복성이 낮다고 보고하였다. 본 연구의 결과 또한 동공간거리, 단안 동공 거리에서는 유의한 차이가 없었지만, 광학중심점높이, 경사각, 안면각, 정점간거리에서는 유의한 차이가 있는 것으로 확인되었다. 우안 광학중심점높이는 사진과 스마트 센터링 장치의 오차가 4.27 mm로 가장 큰 차이를 보였고, 좌안 광학중심점 높이는 사진과 스마트 센터링 장치 오차가 4.06 mm로 가장 큰 차이를 보였다. 경사각은 사진과 스마트 센터링 장치의 오차가 6.62°로 가장 큰 차이를 보였고, 안면각은 트르뷰 아이와 스마트 센터링 장치의 오차가 2.41° 로 가장 큰 차이를 보였다. 정점간거리는 사진과 스마트 센터링 장치의 오차가 4.58 mm로 가장 큰 차이를 보였다. 이러한 결과는 안경테의 흘러내림에 따라 측정값에 영향을 받을 수 있는 광학중심점높이, 경사각, 정점 간거리의 측정에서 주로 발생하였다. 눈금자보다 가벼운 위치보정 지그를 부착한 트르뷰 아이 계측법은 측정 값에 큰 영향을 주지 않았지만, 상대적으로 무거운 눈금자를 부착한 스마트 센터링 장치 계측법은 안경테의 흘러내리는 정도에 따라 측정값에 영향을 준 것으로 나타났다. 사진 계측법을 기준으로 트르뷰 아이, 안경자, 스마트 센터링 장치 계측법의 측정값을 비교하여 오차를 구하고 사진 계측값과 동일한 보정 값을 구한 결과 트르뷰 아이 계측법은 단안 동공거리, 동공간거리, 광학중심 점높이, 경사각, 안면각, 정점간거리에 대해 상관계수가 높았다. 안경자 계측법은 경사각과 안면각에 대한 상관 계수가 낮았고, 단안 동공 거리와 동공간거리, 광학중심 점높이, 정점간거리는 상관계수가 높게 나타났다. 스마트 센터링 장치 계측법은 경사각과 안면각에 대한 상관 계수가 낮게 나타났다.

    사진 계측값을 기준으로 트르뷰 아이, 안경자, 스마트 센터링 장치 계측법의 보정 값에 대한 95% 신뢰구간의 범위를 비교한 결과, 단안 동공 거리는 스마트 센터링 장치가 1.58 mm(-0.80∼0.78)로 가장 좁았고, 평균값의 편차가 가장 적었다. 안경자의 신뢰도 범위는 2.46 mm(-1.23∼1.23)로 가장 넓었고 평균값의 편차가 가장 크게 나타났다. 동공간거리는 트르뷰 아이가 3.20 mm(-1.62∼1.58)로 가장 좁았고, 평균값의 편차가 가장 적었다. 스마트 센터링 장치는 6.11 mm (-3.05∼3.06)로 가장 넓었고 평균값의 편차가 가장 크게 나타났다. 광학중심점높이와 경사각, 안면각의 보정 식 결과에 대한 95% 신뢰구간 범위에서 트르뷰 아이는 각각 5.20 mm(-2.61∼2.59), 6.29°(-3.15∼ 3.14), 1.60°(-0.80∼0.80)로 가장 좁았고, 평균값의 편차가 가장 적었다. 안경자는 각각 5.91 mm(-2.94∼ 2.97), 6.74°(-3.37∼3.37), 1.84°(-0.92∼0.92)로 가장 넓었고 평균값의 편차가 가장 크게 나타났다. 정점 간거리는 트르뷰 아이 계측법과 스마트 센터링 장치 계측법에서 각각 3.33 mm(-1.66∼1.67), 5.08 mm (-2.54∼2.54)로 트르뷰 아이 계측법이 가장 좁았고 평균값에 대한 편차가 가장 적었으며 스마트 센터링 장치 계측법이 가장 넓었고 평균값의 편차가 가장 크게 나타났다. 사진 계측값에 대한 안경자 보정 값의 신뢰도가 낮은 원인은 검사자의 숙련도나 측정 기준점이 약간씩 다르며 검사자의 우세안에 의한 시차와 측정 시 손 떨림의 영향으로 차이가 생겨 안경자 계측법의 보정 값에 영향을 준 것으로 판단했다.

    AlAnazi 등19)은 안경자로 측정하는 절차가 검사자의 능력과 경험에 따라 달라지는 수작업 방식이라고 보고 하였다. Gantz 등20)은 동공간거리의 수동 측정은 시차와 안경자의 잘못된 위치로 인해 영향을 받는다고 하였고, 허 등21)은 동공간거리를 측정하는 다양한 방법 중 각막 반사식 동공거리계 방법을 가장 정확한 방법으로 보고하였다. 본연구에서는 안경테 흘러내림에 따라 측정값에 영향을 받는 광학중심점높이, 경사각, 정점간거리는 위치보정 지그와 눈금자의 무게가 안경테의 흘러 내림에 영향을 미치며 측정값에 영향을 주는 것으로 생각되었다. 가벼운 위치보정 지그를 부착한 트르뷰 아이 계측법의 보정 값은 사진 계측값과 비교한 결과 신뢰도 구간이 좁고 평균값의 편차가 작았다. 따라서 오차 보정을 위해 산출된 보정 값이 실무에서도 적용할 수 있을 것으로 판단되었지만, 상대적으로 무게감이 있는 눈금자를 부착한 스마트 센터링 장치 계측법의 보정 값은 실무에서 적용하면 다소 오차가 발생할 수 있으므로 유의해야 할 것으로 판단되었다. 이와 같이 안경 처방에 필요한 매개변수 측정 장비의 신뢰도와 정확도에 대한 검증은 실무에서 꼭 필요한 부분으로 측정 시 발생하는 오차에 대한 정밀한 보정 방법은 안경광학 분야에서 앞으로 연구할 가치가 높을 것으로 생각되며, 보다 정확한 안경 처방을 위해서는 매개변수를 더 정밀하게 측정할 수 있는 장비의 개발이 필요할 것으로 생각된다.

    Ⅴ. 결 론

    사진, 트르뷰 아이, 안경자, 스마트 센터링 장치의 계측값을 비교했을 때 단안 동공거리 및 동공간거리는 차이가 없었고, 광학중심점높이와 경사각, 안면각 및 정점 간거리는 차이가 있었다.

    사진 계측법을 기준으로 트르뷰 아이, 안경자, 스마트 센터링 장치 계측법의 측정값을 비교하여 오차를 구하고 보정 값을 구한 결과 트르뷰 아이 계측법은 모든 매개변수에서 상관성이 높았고, 안경자 계측법은 단안 동공거리와 동공간거리, 광학중심점높이, 정점간거리에서 상관성이 높게 나타났다. 스마트 센터링 장치 계측법은 경사각과 안면각에서 상관성이 낮았다.

    보정 값에 대한 95% 신뢰구간에서 트르뷰 아이 계측법에서 동공간거리, 광학중심점높이, 경사각, 안면각, 정점간거리의 신뢰구간이 가장 좁았고 사진 계측값과 비교해 차이가 가장 작게 나타났다. 트르뷰 아이와 스마트 센터링 장치 계측법에 따른 광학중심점높이, 경사각, 정점간거리의 계측값은 위치보정 지그와 눈금자 영향으로 사진 계측값과 차이가 있었다. 사진 계측값과 비교한 결과 비교적 가벼운 지그를 부착한 트르뷰 아이의 보정 값은 신뢰도 구간이 좁고 평균값의 편차가 작아 산출된 보정 값이 실무에서도 적용할 수 있을 것으로 생각된다. 지그보다 무거운 눈금자를 부착한 스마트 센터링 장치는 오차가 큰 것으로 나타났고, 안경자의 무게가 측정값에 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. 이러한 문제 해결을 위해서는 눈금자를 사용하지 않는 방식이나 안경자의 무게를 줄이는 방법이 필요할 것이다.

    이상으로, 여러 가지 측정 장비를 이용하여 안경 처방에 필요한 매개변수를 측정한 결과 계측 방법에 따라 차이가 나타났고, 임상에서 사진 계측값을 대신하여 적용할 수 있는 보정 값을 제시하였다. 또한, 실무에 매개 변수 측정값을 적용하기 위해 변수에 따라 추가적인 분석이 보충되어야 할 것이다.

    Acknowledgement

    본 연구가 완성될 수 있도록 실험장비 지원 및 데이터 분석에 협력해 주신 오큐랩(주) 전민희 대표님과 한국호야(주) 한규섭 부장님에게 감사드립니다.

    Figure

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    A measuring lens mounted into the spectacle frame to accurately measure the subject's corneal reflex point. (a) Measuring lenses with a circular hole of 30 mm in diameter, (b) Subject wearing spectacle frame mounted measuring lenses.

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    Reference ruler attached to convert measured values. (a) Reference ruler for converting measurement values for interpupillary distance, nasopupillary distance, and optical center height, (b) reference ruler for converting measured values for pantoscopic angle and vertex distance.

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    Design of measuring equipment for photographic measurement.

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    True View I for measuring parameters at far and near. (a) True View I equipment for dispensing system booting, (b) TRUEVIEW I equipment consisting of a reference jig to be attached to the measurement spectacle frame, a near PD module, and an iPad Air.

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    Ruler for measuring far and near parameters (HOYA, Japan).

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    Smart centering device for measuring far and near parameters. (a) Reference ruler, Smart centering device, and iPad Air, (b) reference ruler attached to the measuring glasses frame.

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    Regression equation to correct measurement error of nasopupillary distance based on photographic measurements. (a) True View I, (b) Ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F8.gif

    Regression equation to correct measurement error of interpupillary distance based on photographic measurements. (a) True View I, (b) Ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F9.gif

    Regression equation to correct measurement error of optical center height based on photographic measurements. (a) True View I, (b) Ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F10.gif

    Regression equation to correct measurement error of pantoscopic angle based on photographic measurements. (a) True View I, (b) Ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F11.gif

    Regression equation to correct measurement error of face form angle based on photographic measurements. (a) True View I, (b) Ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F12.gif

    Regression equation to correct measurement error of vertex distance based on photographic measurements. (a) True View I, (b) Ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F13.gif

    Difference between photographic measurements and corrected values for nasopupillary distance at 95% confidence interval. (a) True View I, (b) ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F14.gif

    Difference between photographic measurements and corrected values for interpupillary distance at 95% confidence interval. (a) True View I, (b) ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F15.gif

    Difference between photographic measurements and corrected values for optical center height at 95% confidence interval. (a) True View I, (b) ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F16.gif

    Difference between photographic measurements and corrected values for pantoscopic angle at 95% confidence interval. (a) True View I, (b) ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F17.gif

    Difference between photographic measurements and corrected values for face form angle at 95% confidence interval. (a) True View I, (b) ruler, (c) Smart Centering Device.

    KJVS-27-2-97_F18.gif

    Difference between photographic measurements and corrected values for vertex distance at 95% confidence interval. (a) True View I, (b) ruler, (c) Smart Centering Device.

    Table

    Comparison of mean values of parameter measurements by different equipment

    SD*: standard deviation, NPD†: Nasopupillary Distance, IPD‡: Interpupillary Distance, OH＃: Optical center Height, PA*: Pantoscopic Angle, FFA†: Face Form Angle, VD‡: Vertex Distance, SCD＃(Smart centering device
    *The units of FFA and PA are ° (degrees), and other units are mm

    Comparison of errors by equipment for nasopupillary distance measurements based on photographic measurement

    Comparison of errors by equipment for interpupillary distance measurements based on photographic measurement

    Comparison of errors by equipment for optical center height measurements based on photographic measurement

    Comparison of errors by equipment for pantoscopic angle measurements based on photographic measurement

    Comparison of errors by equipment for face form angle measurements based on photographic measurement

    Comparison of errors by equipment for vertex distance measurements based on photographic measurement

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