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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.27 No.4 pp.355-365
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2025.27.4.355

Changes in Binocular Visual Function after Applying a Digital Visual Function Training Program in Children with Phoria

Jae-Pil Jeong1), Yun-Tae Ko2), Chang-Won Park3)
1)Department of Art & Technology, Chung-Ang University, Professor, Ansung
2)Department of Applied Arts Engineering, Graduate School, Chung-Ang University, Student, Ansung
3)Dept. of Optometry, Baekseok Culture University, Professor, Cheonan
* Address reprint requests to Chang Won Park (https://orcid.org/0000-0003-4494-3935) Dept. of Optometry, Baekseok Culture University, Cheonan TEL: +82-41-550-9140, E-mail: cwpark2011@bscu.ac.kr
November 28, 2025 December 23, 2025 December 23, 2025

Abstract


Purpose : This study evaluated the therapeutic efficacy of a digital-based vision therapy program in children with binocular vision dysfunction, analyzing changes in subjective symptoms, binocular function, accommodative and fusional vergence, and ocular motility.



Methods : Twenty-four children with near exophoria ≥7Δ and reduced accommodative/ vergence function underwent full refractive correction followed by digital vision therapy for 2 weeks (3 sessions/week, 15 minutes/session). The program included digital convergence training (Lifesaver Card), digital peripheral wall chart exercises, and eye-tracking-based gaming. Preand post-training assessments included CISS, phoria (von Graefe), PFV/NFV, NPA/NPC, accommodative and vergence facility, SCCO, H-S scale, DEM, and GST, each measured in triplicate. Statistical analyses were performed in Python, with p<0.050 considered significant.



Results : Training significantly reduced near exophoria, shortened NPC, and increased PFV (p<0.050). Accommodative and convergence capacities improved, vergence facility increased, while accommodative facility showed minimal change. Ocular motility (SCCO, DEM, GST) improved, with DEM reaction times significantly faster. CISS scores decreased across all domains, indicating reduced subjective symptoms. These outcomes were consistent with prior analog vision training studies.



Conclusion : Digital vision training effectively enhanced binocular vision, accommodation, fusional vergence, ocular motility, and subjective visual symptoms, demonstrating efficacy comparable to conventional therapy. Gamified, eye-tracking interfaces improved engagement and clinical applicability, suggesting digital vision training as a viable intervention for pediatric convergence and accommodative deficits.


Accommodation , Binocular vision function , Digital vision therapy , Vergence

소아 사위안에서 디지털 시기능 훈련법을 적용한 후 양안시기능의 변화

정재필1), 고윤태2), 박창원3)
1)중앙대학교 예술공학대학 예술공학부, 교수, 안성
2)중앙대학교 일반대학원 응용예술공학과, 석사과정, 안성
3)백석문화대학교 안경광학과, 교수, 천안

    Ⅰ. 서 론

    외안근의 불균형은 복시, 사위 등과 같은 양안시기능의 이상을 초래할 수 있으며, 이로 인해 안정피로가 증가하고 시각적 피로, 두통, 집중력 저하 등 다양한 자각적 증상이 나타날 수 있다.1)Dahal과 Khatri(2019)의 연구에 따르면, 사위(phoria)를 포함한 양안시기능 이상은 전 세계적으로 흔하게 관찰되며, 특히 근거리 작업과 관련된 시각적 요구가 증가함에 따라 그 임상적 중요성이 더욱 강조되고 있다.2) 건강한 양안시기능은 안구 근육과 융합 기능의 조화로운 작용이 시각적 편안함과 효율성을 유지하는 데 핵심적임을 시사한다.3) 안구 근육의 기능적 상태를 평가하고 강화하는 훈련은 독서, 스포츠, 운전 등 일상에서 요구되는 정밀한 시각 활동을 지원하는 핵심 수단이다. 이러한 훈련은 시기능훈련(vision therapy)이라 하며, 개인별로 체계적으로 설계된 프로그램을 통해 최적의 시각 기능과 편안함을 목표로 한다. 시기능훈련은 안구를 통한 시각 정보를 신속하고 정확하게 처리하는 능력을 향상시켜, 일상적인 시각 활동 수행력과 시각 정보 처리 효율을 높이고자 한다.4)

    시기능훈련은 노안 진행 완화, 조절 기능 이상, 버전스 이상과 관련된 다양한 시각적 불편 증상 개선을 위해 광범위하게 연구되어 왔으며, 북미를 중심으로 이미 임상에서 안전하고 신뢰할 수 있는 비침습적 시각 재활 방법으로 자리 잡고 있다.5) 한국에서는 상대적으로 대중화 되지 않았으나, 최근 들어 시기능훈련에 대한 관심과 수요가 점차 확대되는 추세이다.6) 양안시 기능은 일상 생활과 학습, 작업 수행에 필수적인 시각적 능력으로, 이를 개선하기 위한 시기능훈련법은 안구 운동, 조절 능력, 융합 기능 등을 체계적으로 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 전통적인 시기능훈련법은 검사자와 피검자의 시간적·공간적 제약을 받으며, 안경원이나 옵토메트리 클리닉 등 특정 환경에서만 수행 가능하다는 한계가 있다. 또한 훈련의 효과를 보장하기 위해서는 숙련된 검사자의 지속적인 관찰과 피드백이 필수적이다.5)

    한편, 코로나19 팬데믹 이후 직접적인 대면 활동이 제한되면서, 디지털 콘텐츠를 활용한 비대면 방식의 시각 훈련 및 재활 활동이 점차 확산되고 있으며, 이에 대한 사회적 적응과 수용 또한 빠르게 증가하고 있다. 이러한 흐름에 발맞추어 디지털 미디어 기기를 활용한 시각 치료 및 재활 콘텐츠가 의료·보건 분야에서 급속히 확산되고 있으며, 미디어 기반 디지털 시기능 훈련법 또한 등장하고 있다.7) 그러나 기존 상용 콘텐츠는 대부분 게임이나 놀이 중심으로 구성되어 있어, 체계적 설계와 과학적 검증, 임상적 연구가 충분하지 않은 실정이다.4)

    이에 본 연구에서는 전통적인 아날로그 기반 시기능 훈련법의 원리를 디지털 콘텐츠로 구현하여 시공간의 제약 없이 수행 가능한 디지털 시기능훈련법을 적용하였다. 연구에 활용된 디지털 훈련법은 몰입감 있는 시각 자극을 제공함으로써 훈련 효율성을 극대화하며 전통적으로 효과가 입증된 원리와 방법을 그대로 적용하였다는 점과 참여자의 능력을 난이도에 따라서 분류할 수 있다 는 점에서 학술적·임상적 의미가 있다.

    본 연구의 목적은 사위안(phoria) 환자를 대상으로 디지털 콘텐츠 기반 시기능 훈련법8,9,10)의 효과를 실험적으로 검증하고, 이를 통해 안구 운동 및 양안시 기능의 개선 정도를 체계적으로 평가하는 데 있다. 나아가, 본 연구는 기존 디지털 콘텐츠 기반 시기능 훈련법의 임상적 효용성을 객관적으로 확인하여 시기능의 부족한 부분을 개인 맞춤형 훈련 접근성을 향상시키고 시간과 장소의 제약이 없는 다양한 환경에서 효율적으로 시각 기능을 개선할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다.

    Ⅱ. 대상 및 방법

    1. 대상

    본 연구는 기관생명윤리위원회의 임상연구심의위원회(Institutional Review Board) 심사를 거쳐 연구윤리 규정에 따라 진행되었다(IRB No.: 제2-7008132-AN- 01호. 25-22). 연구대상자는 사위안을 가진 어린이를 선별하여 수행되었다. 연구 참여자들에게는 디지털 게이밍 콘텐츠를 기반으로 제작된 시기능 훈련 프로그램의 내용과 방법을 사전에 충분히 설명하였고 이후 연구 수행에 앞서 연구의 목적과 내용, 응답 자료의 비밀 보장, 그리고 응답 결과가 본 연구 이외의 용도로 사용되지 않음을 명확히 안내하였다. 피검자 중에서 전신질환이 있거나 현재 안질환을 병력을 가지고 있는 자는 제외 되었다. 안구의 조절력(10 D 미만)과 계산 AC/A 비(3 ratio 이내), 폭주력(7 cm 초과)이 평균 이하이고 일반적으로 외사위로 분류되는 7 Δ 이상의 외사위를 보이는 폭주부족형 외사위안 유형의 양안시기능 이상자 24명 (남 13명, 여 11명)을 최종 연구대상으로 선정하였다.4)

    2. 연구 방법

    본 연구에서는 정지 시력(static visual acuity)을 평가하기 위해 5 m 떨어진 거리에서 한천석 시력표를 이용하여 측정하였고 자동안굴절계(auto refrector-keratometer, HRK-8000A, Huvitz, Korea)와 포롭터(CDR-3100, Huvitz, Korea)를 이용하여 굴절이상을 완전교정하였다. 연구 대상자들은 굴절이상을 완전교정을 한 후에 디지털 시기능 훈련 프로그램(SeeOn, Equall D Co., Korea)을 수행하였다. 저자들이 개발한 디지털 시기능 훈련법 프로그램8-10)을 연구대상자에게 주 3회씩 총 2주간, 매회 15분씩 훈련을 지도하였다. 모든 검사 양안시검사 결과값은 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.

    1) 양안시기능 이상과 관련된 증상의 CISS 설문도구 측정

    본 연구에서는 양안시이상 관련된 자각적 증상의 정량화를 위해서 CITT 연구팀에서 개발한 Convergence Insufficiency Symptom Survey (CISS)를 설문 도구 를 활용하였다.11) CISS는 총 15개의 항목으로 구성되며, 각 항목은 0점에서 4점까지의 Likert 척도로 평가된다. 설문조사는 디지털 시기능훈련을 받기 전과 훈련 종료 후로 2번에 걸쳐서 진행되었다.

    설문조사 방식은 검사자가 각 항목을 참가자에게 천천히 읽어주고, 이해가 어려운 용어에 대해서는 추가 설명을 제공하며 응답을 기록하는 방식으로 진행되었다. 각 항목의 점수는 증상이 나타나는 빈도에 따라 산정되며, ‘전혀 없음(never)’은 0점, ‘거의 없음(infrequently)’은 1점, ‘가 끔(sometimes)’은 2점, ‘자주(fairly often)’는 3점, ‘항상(always)’은 4점으로 구분된다. 항목 점수를 모두 합산한 총점은 0점에서 60점 범위이며, 설문 문항에는 눈의 피로, 불편감, 두통, 졸림, 집중력 저하, 기억력 문제, 글자 겹침 또는 흔들림, 독서 속도 저하, 통증 및 욱신거림, 눈 당김, 시야 흐림, 읽던 줄 놓침, 반복 읽기 등 다양한 시각적 및 주관적 증상이 포함된다.

    또한, 참가자의 CISS 총점에 따라 정상군과 폭주부족군으로 분류하여 기존 문헌에서 제시된 기준에 따라 총점이 16점 미만이면 정상군, 16점 이상이면 양안시기능 이상으로 간주하였다.12)

    2) 양안시기능의 객관적인 평가

    (1) 근거리에서 사위도, 양성 및 음성융합버전스 검사

    본 연구는 디지털 기반 시기능 훈련 프로그램이 폭주 부족형 외사위 환자의 양안시기능에 미치는 영향을 규명하고자 디지털 훈련 전·후의 사위도 및 융합버전스 변화를 정량적으로 비교·평가하였다. 연구 절차는 (1) 사전 시기능 평가 → (2) 디지털 콘텐츠 기반 훈련 적용 → (3) 사후 평가의 세 단계로 구성되었다. 사전 검사 단계에서는 40 cm 근거리에서 본그레페법(von Graefe method)을 사용하여 수평 사위도를 측정하였다. 외사 위는 음수(-), 내사위는 양수(+)로 표시하였다. 음성융 합버전스(Negative Fusional Vergence; NFV)와 양성 융합버전스(Positive Fusional Vergence; PFV)는 각 항목을 3회씩 측정한 후 평균값을 사용하여 평가하였다. 조절의 영향을 최소화하기 위해 양성융합버전스 검사를 먼저 수행하였다. 이후 참가자에게 디지털 게이밍 시기능 훈련을 단일 세션으로 적용하였다. 본 훈련은 기존의 아날로그 시기능 훈련의 원리를 준거로 구성된 멀티미디어 환경 내에서 폭주·융합 능력, 안구 운동 조절 능력 등 양안시 기능을 향상시키기 위한 목표로 수행되었다.

    훈련 종료 직후 동일한 프로토콜을 적용하여 본그레페 수평 사위도와 음성·양성융합버전스를 재측정 하였으며, 사전·사후 결과를 비교 분석하여 훈련이 안구 운동 및 양안시 기능에 미친 변화를 평가하였다. 이러한 방법적 설계는 디지털 시기능 훈련의 단기 효과를 객관적으로 검증하고, 향후 임상적 적용 가능성과 효용성을 판단하는 근거를 마련하는 데 목적이 있다.

    (2) 안구의 조절력, 폭주력 검사와 조절 및 폭주용이성 검사

    눈의 조절 기능 평가는 푸쉬업(Push-up) 기법을 활용하여 조절근점(near point of accommodation, NPA)을 측정하는 방식으로 이루어졌다. 조절근점 측정은 조절 시스템의 최대 능력을 반영하는 지표로 환경, 피로도, 시각적 부하 등 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 모든 피검자에서 동일한 시간과 장소, 조명, 자세, 당일 컨디션을 최대한 일정히 유지하고 3회 검사를 수행한 후, 평균값을 취하여 일관성을 확보하고자 하였다.

    또한 조절 기능뿐 아니라 폭주능력의 기초적 변화를 파악하기 위해 동일한 절차로 폭주근점(near point of convergence, NPC)도 병행하여 평가하였다. 폭주근점 측정에서는 시표가 복시로 분리되는 지점을 기록하였으며, 이는 융합버전스 기능의 능력을 반영하는 중요한 임상적 자료로 활용하였다.

    눈의 조절 및 버전스 용이성(facility) 평가를 위해서는 플리퍼(flipper) 도구를 사용하여 조절용이성(accommodative facility)과 버전스용이성(vergence facility) 검사를 실시하였다. 이는 조절 지속력 및 회복력, 시각적 스트레스에 대한 적응 능력을 반영하는 필수적인 지표이다. 버전스용이성 평가는 BO(Based-out)/BI(Based-in) 프리즘 플리퍼를 이용하여 진행하였으며, 피검자가 프리즘 변화에도 불구하고 시표를 단일하게 융합할 수 있는지를 측정하였다. 일정 시간 동안 양방향 프리즘 변화에 대해 성공적으로 융합한 횟수를 계산하여 버전스 시스템의 반응성 및 안정성을 분석하였다.

    3) 안구의 운동성 평가

    안구의 동적 시기능(dynamic visual function)을 평가하기 위해 네 가지 검사를 적용하였다. 우선, 안구운동의 질적 수행을 4점 기준으로 판정하는 SCCO(Southern California College of Optometry) 평가척도를 사용하였다. 또한, 소형 주시물체를 이용하여 따라보기 수행을 분석하는 H–S 스케일을 적용하여 안구 및 머리의 협응운동과 지속성을 10점 만점 체계로 측정하였다. 더불어, 수평 배열된 숫자표를 읽는 데 소요되는 시간을 기반으로 동적 안구운동 능력을 정량화하는 DEM(Developmental Eye Movement) 검사를 실시하였다. 마지막으로, 주시의 안정성을 5점 척도로 평가하는 gaze stabilization test를 함께 시행하였다. 모든 검사는 Scheiman이 제시한 표준화된 검사 절차를 근거로 수행하였고13) 각 3번씩 수행하여 평균 값을 선택하였다.

    4) 디지털 시기능훈련 프로그램의 내용

    본 연구에서 디지털 시기능훈련은 디지털 기반 컴퓨터 모니터 인터페이스를 사용하여 수행되었으며, 피험자는 모니터로부터 70 cm 거리를 유지하였다. 눈과 손의 협응력을 훈련하기 위한 훈련은 LG전자 60 인치(LG모니터 TVS75 QHD, LG전자 Co., Korea)모니터를 사용하였고 그 외 시훈련은 32 인치 크기의 모니터(삼성전자 모니터 LSS32CM80, 삼성전자 Co., Korea)를 활용하였다.

    본 연구에서 디지털 시기능훈련 콘텐츠로 활용한 게임은 세 가지 타입으로 적용되었고 각 게임당 5분씩, 1회차당 15분간 훈련하였다. 첫 번째 타입은 디지털 기반 눈모음운동(Convergence Exercise) 자극 훈련 게이밍 시스템을 사용하였다(Fig.1 (A)). 본 시스템은 PC 모니터를 통해 좌·우안 시각 자극을 제공하며, 사용자의 내직근(medial rectus muscle)을 강화하기 위한 폭주 운동(vergence movement)을 유도한다. 사용자는 초기 화면에서 라이프 세이버 카드(Lifesaver Card) 또는 대응 아이콘을 선택하여 훈련 모드로 진입하며, 이후 난이도(Level)를 설정할 수 있다. 선택된 난이도에 따라 타깃의 이동 속도, 간격, 융합 거리가 자동으로 조정된다. 훈련 시, 화면 좌·우 영역에서 독립적으로 움직이는 두 개의 시각 타깃(Target T₁, T₂)을 주시하며, 양안을 내측으로 수렴하여 두 타깃을 융합시키도록 수행한다. 시스템은 사용자의 시선 움직임을 실시간으로 추적하여 수렴 반응 속도, 융합 유지 시간, 시선 이탈 빈도 등 데이터를 수집하고 분석함으로써 내직근 협응력 및 폭주운동 성능을 정량적으로 평가한다. 또한, 게임화(Gamification) 요소를 적용하여 융합 성공 횟수, 반응 속도, 시선 정렬 정확도 등을 기반으로 실시간 점수와 피드백을 제공함으로써 참여도와 훈련의 집중을 유지하였다. 또한 양시선이 융합을 하지 못하여 실패하거나 흐린점, 분리점을 느끼는 경우에도 실패한 것으로 간주하였다.

    두 번째 타입은 디지털 주변 월차트(Wallchart) 기반 시기능 훈련 게임이다(Fig.1 (B)). 본 시스템은 PC 모니터를 통해 다중 시각 자극 패턴을 제시하여 피훈련자 외안근의 단속성 및 시각 추적 능력을 향상시키도록 설계되었다. 게임은 종래 종이 기반 월차트를 모사한 디지털 화면을 제공하며, 문자 및 도형의 크기, 색상, 심도(depth) 변화를 포함한 다중 타깃(Target T₁~Tₙ)을 랜덤 간격으로 나타나도록 배치하였다. 훈련 난이도(Level)에 따라 중앙 타깃 간 거리와 시야 범위, 색상 대비, 이동 속도 등이 자동 조정된다. 훈련자는 시스템의 안내에 따라 다양한 방향에서 나타나는 타깃을 향하여 빠르게 시선을 이동하거나 시각 추적 운동(visual tracking movement)을 수행하게 유도되었다. 시선 추적 모듈을 통해 사용자의 응시 위치, 이동 경로, 응시 시간, 초점 전환 속도 등의 데이터를 실시간으로 수집하며, 반복적 자극으로 내·외직근 협응과 안구 운동성(ocular motility), 양안 융합 능력(binocular fusion ability)을 개선하도록 설계되었다. 게임화 요소를 접목하여 훈련 몰입도와 지속성을 유지하였다. 피험자가 화면에 제시된 타깃을 연속하여 3회 이상 놓치거나 읽지 못하거나 오독한 경우를 ‘실패’로 정의하였고 실패가 발생하면 난이도(Level)를 한 단계 낮춘 후 동일 과제를 재훈련하도록 구성하였다.

    세 번째 유형의 게임은 빠른 타깃 인지 능력, 시선 추적 능력, 그리고 손-눈 협응력 향상에 초점을 둔 훈련으로 설계되었다. 사용자는 화면 내 임의 위치에서 출현하는 시각 타깃(Target T)을 시선으로 추적한 후, 손으로 터치하거나 마우스로 클릭하여 타깃을 선택하며 훈련을 수행하였다. 아이트래킹 모듈은 시선 위치, 수렴 유지 시간, 반응 속도, 정확도 등 핵심 지표를 실시간으로 측정·분석하며, 수집된 데이터는 점수, 피드백, 성공률 등 게임화 요소와 연계되어 정량화된다. 반복적 훈련을 통해 사용자의 시각 추적 능력, 홱보기 및 따라보기 안구운동(saccadic and pursuit eye movements), 및 손-눈 협응력이 향상되도록 설계되었다.

    5) 통계분석

    7측정된 데이터는 Python 3.9.0 (Python Software Foundation, Beaverton, OR, USA) 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 디지털 시기능훈련을 하기 전과 후의 양안시기능과 안구운동성에 대한 검사결과, Shapiro– Wilk 검정을 통해 정규성을 평가한 결과, 일부 변수에서 정규성 가정이 충족되지 않았기 때문에 정규성을 만족하는 변수에는 짝지은 t-검정(Paired t-test)을 사용하였고 비정규분포를 나타낸 변수는 대응표본 Wilcoxon 부호순위 검정(Wilcoxon signed-rank test)을 적용하여 분석하였다. 모든 통계적 검정은 양측검정(two-tailed)으로 수행 하였으며, 유의수준은 p<0.050로 설정하였다.

    Ⅲ. 결 과

    연구에 참여한 24명의 대상자 중 남성은 13명, 여성은 11명이었으며, 평균 연령은 10.23±1.59세였다. 성 별에 따른 변수 차이는 통계적으로 유의하지 않은 것으로 나타났다. 대상자들의 평균 교정시력(CDVA)은 1.02±0.14(decimal V.A.)였으며, 평균 굴절 이상도(S.E.)는 –1.35±0.97 D로 측정되었다(Table 1).

    1. 디지털 시기능 훈련 전후의 CISS 검사결과

    CISS 설문 평가 결과, 모든 항목에서 훈련 후 점수가 훈련 전보다 낮게 나타났으며, 특히 항목 1번(눈의 피로감), 2번(눈 불편감), 5번(집중력 저하), 7번(복시 경험), 13번(글자가 흐려지거나 초점이 맞지 않는 현상)의 점수는 2점대에서 1점대로 감소하였다. 이 변화는 통계적으로 유의하게 나타났다(p<0.050) (Table 2).

    2. 디지털 시기능 훈련 전후 양안시기능 검사 결과

    1) 근거리 사위도와 융합버전스 검사 결과

    디지털 기반 시기능 훈련 적용 전후 외사위도의 변화를 분석한 결과, 외사위량은 훈련 이전 평균 –8.35±1.19 Δ 에서 훈련 후 –5.21±1.88 Δ로 유의하게 감소하였다 (p<0.050). 양성융합버전스(positive fusional vergence, PFV) 측정에서는 흐린점(blur point)이 18.54±3.79 Δ 에서 21.50±4.21 Δ으로 증가하였으며, 분리점(break point)도 19.75±2.48 Δ에서 20.24±3.06 Δ으로 향상 되었으나, 이 변화는 통계적으로 유의하지 않았다. 반면, 음성융합버전스(negative fusional vergence, NFV)의 흐린점은 16.53±2.30 Δ에서 16.90±2.86 Δ으로, 분리 점은 16.80±3.24 Δ에서 16.95±3.91 Δ으로 거의 변화가 없었으며, 통계적 유의성 역시 관찰되지 않았다 (Table 3).

    2) 조절 및 버전스용이성 검사

    디지털 기반 시기능 훈련 적용 후, 조절근점(accommodative amplitude)은 훈련 전 14.59±1.40 cm에서 훈련 후 11.08±1.27 cm로 유의하게 단축되어(p<0.050) 조절 능력이 개선됨을 확인하였다. 조절용이성(accommodative facility)은 13.14±1.56 cpm에서 12.40±1.89 cpm으로 향상되어 피검자의 초점 전환 시간이 감소하는 경향을 보였으나 유의성은 확인되지 않았다. 한편, 폭주근점(vergence amplitude)은 9.19±1.57 cm에서 7.05± 0.85 cm로 개선되었고, 버전스용이성(vergence facility)은 13.70±2.81 cpm에서 12.02±3.53 cpm으로 향상되어, 안구 융합 조절 능력의 개선이 통계적으로 유의하게 확인되었다(Table 4).

    3) 디지털 시기능 훈련 전후 안구 운동성 검사

    안구 운동 평가 결과, 디지털 시기능 훈련 적용 후 여러 검사항목에서 향상을 관찰하였다. SCCO(Southern California College of Optometry) 검사에서는 훈련 전 3.02±0.59 점에서 훈련 후 3.79±0.28점으로 점수가 상승하여 안구 움직임의 원활성이 개선됨을 확인하였다 (p<0.05). H-S 스케일(Head-Eye Scale) 검사에서는 훈련 전 9.54±0.71 점에서 훈련 후 9.81±0.96 점으로 소폭 증가하였다. DEM(Developmental Eye Movement) 검사에서는 시각 타깃 판독 시간이 훈련 전 평균 23.95 ±3.34초에서 훈련 후 20.10±2.91초로 유의하게 단축 되어, 시각적 추적 속도의 개선이 확인되었다. 또한, 주시안정성 검사(Gaze Stabilization Test, GST)에서는 훈련 전 4.10±0.38점에서 훈련 후 4.67±0.24점으로 상승하여, 안구의 주시안정성이 강화되었다(Table 5).

    Ⅳ. 고 찰

    본 연구에서 적용한 디지털 기반 시기능 훈련 프로그램은 양안시 기능, 조절 능력, 융합 버전스, 안구 운동성 및 주관적 증상(CISS) 전반에서 유의한 개선을 보여, 폭넓은 시기능 향상을 확인하였다. 이러한 결과는 기존의 전통적 옵토메트리 시기능 훈련 연구에서 보고된 패턴과 일관된 경향을 보인다. 예를 들어 Scheiman 등은 9–17세 아동 221명을 대상으로 12주간의 표준 시기능 훈련을 시행한 후, 폭주근점(NPC), 조절 기능, PFV, CISS 점수에서 유의한 향상이 나타났다고 보고한 바 있다.14) 본 연구의 결과 또한 이와 유사하게 NPC 단축, PFV 향상, 자각증상 감소가 관찰되어, 디지털 기반 훈련이 기존 오프라인 시기능 훈련과 동일한 기능적 효과를 견인할 수 있음을 시사한다.

    또한, 컴퓨터 기반 홈트레이닝 프로그램의 효과를 검증한 Serna A. 등의 연구15)에서, 훈련 전 평균 NPC 24.2 cm가 훈련 후 5.6 cm로 크게 개선되었고, 대상자의 92.8%가 NPC ≤ 6 cm 기준에 도달하였으며 PFV 또한 대상자의 92.8%에서 의미 있게 증가하였다. 이 연 구에서 참여자의 64.2%가 자각 증상의 경감을 보고하였 는데, 이는 본 연구에서 나타난 주관적 증상 개선(CISS 개선)과 매우 유사한 패턴을 보인다. 즉, 디지털 인터페이스 기반의 훈련이 기존의 종이 기반·대면 훈련 방식과 동등한 훈련 효과를 갖는다는 점에서 두 연구는 일관 된 결과를 제시한다.

    본 연구가 기존 문헌 대비 의미 있는 확장을 이룬 지점은 평가 범위의 확장성과 디지털 플랫폼의 활용성 두 가지 측면에서 찾을 수 있다. 기존 연구는 주로 NPC, PFV, CISS와 같은 핵심 지표에 집중해 왔으나, 본 연구는 조절력(조절근점, 조절용이성), 안구운동성(SCCO, DEM, GST) 등 보다 다차원적인 시기능 요소를 포함하여 종합적 분석을 수행하였다. 특히 DEM과 GST와 같은 검사 항목을 포함함으로써 읽기 효율, 시선 안정성, 단속성 운동 등 학습 수행과 직결되는 기능적 영역까지 평가한 점은 임상적 의의가 크다. 기존 전통적 훈련이 펜슬 푸시업(pencil push-up), 플리퍼, 프리즘렌즈 등의 물리적 장비 또는 반복적 수동 훈련에 의존하였다면, 본 연구는 디지털 UI 기반 타깃 제시, 시선추적(eyetracking), 게임화(gamification)를 결합하여 사용 편의성, 동기 부여, 지속가능성 측면에서 뚜렷한 장점을 가진다. 특히 Fig. B와 Fig. C에서 제시된 홱보기 및 따라보기 안구운동 및 주시안정성 훈련용 게이밍 모듈은 읽기 속도, 집중력, 시각적 처리 효율 등 실생활 기능 향상에 직접 기여할 수 있는 구조를 갖고 있어 시기능 훈련의 실제 적용 가능성을 확장한 것으로 볼 수 있다.

    한편, 본 연구에는 몇 가지 한계점이 존재한다. 첫째, 발산 기능(NFV)의 향상은 제한적이었다. NFV 흐린점 및 분리점 모두 유의한 변화가 없었으며 이는 본 연구에서 사용된 디지털 훈련이 수렴(convergence) 중심의 자극에 편중되었음을 시사한다. 향후 연구에서는 divergence 기반 자극을 포함하는 훈련 알고리즘 개발이 필요할 것이다. 둘째, 본 연구는 비교적 짧은 기간(2주)의 훈련 효과만을 분석하였으며, 장기적 유지 효과, 재발 가능성, 학습·일 상생활 기능 향상과의 연계성을 검증하지 못했다는 한계가 있다. 따라서 향후에는 장기 추적 연구를 통해 효과 지속성 및 실생활 기능 향상 여부를 확인할 필요가 있다.

    마지막으로, 본 연구는 탐색적(pilot) 연구로서 실제 임상 환경에서 확보할 수 있는 대상자 수와 연구 기간의 제약으로 인해 비교적 소규모 표본을 기반으로 수행되었다는 제한점이 있다. 또한 본 연구는 아동을 대상으로만 진행되었으므로, 청소년·성인·고령층 등 다양한 연령대에서도 동일한 디지털 시훈련 효과가 재현되는지 추가적인 검증이 필요하다. 향후 연구에서는 초기 사위 정도, 굴절 이상, 안경 교정 여부 등의 임상 변수를 포함하여 반응 예측 모델(응답자 대비응답자)을 구축한다면, 개인 맞춤형 시기능 훈련 프로토콜 개발에 중요한 근거가 될 것이다.

    Ⅴ. 결 론

    본 연구에서 개발·적용한 디지털 기반 시기능 훈련 프로그램은 양안시 기능, 조절 능력, 융합 버전스, 안구 운동성 및 주관적 증상(CISS) 개선에 광범위한 효과를 보였다. 특히 NPC 단축, PFV 증가, 조절근점 개선, DEM, GST 검사 결과의 향상 등은 기존의 전통적 시기능 훈련 연구에서 보고된 결과와 일관된 양상을 보이며, 디지털 환경에서도 동일한 시훈련의 효율성이 확보될 수 있음을 확인하였다. 또한 시선추적과 게임화 요소를 활용한 디지털 UI 기반 훈련은 훈련 참여도 및 지속성을 높여 기존의 수기 중심 훈련 방식과 비교하여 임상적 활용성을 확장하였다.

    그러나 NFV 개선이 제한적이었다는 점과 연구 대상자 수와 수행기간이 단기간(2주) 훈련 결과에 국한되었다는 점은 본 연구의 한계로 남아 있으며, 향후 더 많은 대상자, 다양한 연령대와 임상 특성을 반영한 확장 연구가 필요하다. 또한 개산 자극이 포함된 디지털 훈련 개발과 장기 추적을 통한 지속 효과 검증이 요구된다. 그럼에도 불구하고 본 연구는 디지털 기반 시기능 훈련이 아동의 폭주 및 조절 이상 개선에 효과적인 훈련 옵션이 될 수 있음을 제시하였으며, 디지털 기반 시기능 훈련 프로그램의 지속 개발 필요성 그리고 임상 활용 편의성 등 가능성을 확인한 점에서 의의가 있다고 할 수 있다.

    Acknowledgement

    본 연구는 2025년 과학기술정보통신부 및 정보통신기획평가원의 SW중심대학사업 지원을 받아 수행되었음(2025-0-00032)

    Figure

    KJVS-27-4-355_F1.jpg

    A test subject performing convergence vergence training and rapid ocular pursuit exercises using a digitally designed visual function training program.

    ((A): convergence training; second-(B) and (C): training to enhance fixation stability and pursuit/ saccadic eye movements).

    Table

    General characteristics of total subjects

    Mean±SD†: Values are presented as mean ± standard deviation(SD)
    CDVA*: corrected distance visual acuity
    SE#: spherical equivalent

    Comparison of CISS scores before and after digital visual training

    Data are presented as mean. *p<0.050 indicates statistical significance; ns = not significant.

    Mean value of phoria, fusional vergence at before and after vision training

    *p<0.050 significantly different from each group compared
    PFV†: positive fusional vergence, NFV‡: negative fusional vergence

    Mean value of accommodation related test at before and after digital vision training

    *p<0.050 significantly different from each group compared
    NPA†: near point accommodation, NPC‡: near point convergence

    Mean value of eye movement examination at before and after Visual trainning

    Values are presented as mean±SD, *p<0.050 significantly different from each group compared
    SCCO†: southern california college of optometry, H-S scale‡: Heinsen and Schrock scale
    DEM∮: developmental eye movement , GST§: gaze stabilization test

    Reference

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