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기질적인 문제가 없는 약시안의 교정시력이 평균 0.55±0.19 인 13세미만(9.12±2.16) 아동 15명을 대상으로 실시하였으며 그중 내사위 유형의 아동 이 9명, 외사위 유형 아동은 6명이었으며, 프리즘과 렌즈를 이용한 시기능 훈련(Vision therapy)을 통해 아동의 교정시력향상에 대한 부분과 조절 기능 및 이향 운동의 변화를 살펴보고 분석하였다.

시기능 훈련대상의 13세 미만의 아동은 Table 1에서 보여주듯이 평균 나이 9.12±2.16 세 이며 약시 치료를 위한 시기능 훈련 기간은 평균 63.33±48.38 일이었으며, 훈련 횟수는 9.00±4,48 회이었다. 이러한 시기능 훈련의 기간과 횟수는 기존의 약시 치료에 관한 여러 연구^[21-23]에서 보다 짧은 기간 내에 시행되었으며 개선 효과가 좋았다. 훈련대상 중 억제가 심하게 관찰되지 않는 비사시안의 시기능 이상 중 평균적인 기준보다 개산력이 약한 유형(Weak Divergence amplitude type)을 내사위형(WDAT)으로 구분하고, 폭주력이 약한 유형(Weak Convergence amplitude type)을 유형을 외사위형(WCAT)으로 구분하였다.

본 연구에서는 시기능 부족으로 인한 약시안을 가진 대상자를 광학 프리즘과 렌즈를 이용한 시기능 훈련을 통해서 시기능의 향상 및 약시안의 교정시력 향상을 평가하고 비교 분석하였다. 이를 위하여 약시안을 교정하기 전의 시기능 특징과 약시안을 교정한 후의 시기능을 분석하고 특징을 살펴보았다.

시기능을 평가하기 위해서 시기능 훈련 전후의 시력과 조절 기능의 + 렌즈에 대한 반응과 – 렌즈에 대한 반응을 측정하였으며, 이향 운동의 기능인 폭주력의 분리점 측정과 개산력의 분리점 측정을 함께 하였다.

굴절검사 및 타각적 굴절교정을 위해서 자동굴절검사장비(HRK-8000A, Huvitz(Korea))를 사용하였으며, 원거리 시표는(Visuscreen, Carl Zeiss(Germany)) 를 사용하였다.

버전스의 여력 측정은 프리즘바(Astron HB16 International(U.S.A))를 사용하여 흐린점/분리점/회복점을 단계적으로 측정하였으며 측정에 따른 수치는 Δ(Prism)으로 표기하였다. 본 연구에서는 대상자에게 프리즘을 눈앞에 대고 프리즘 디옵터를 높여갈 때 적응이 힘들어지는 지점 즉 분리되는 지점의 수치를 기준으로 연구하고, 그 수치의 변화를 관찰하였다.

조절에 대한 평가는 + 렌즈와 – 렌즈의 반응법을 사용하였으며, 검사에 따른 수치는 D(Diopter)로 표기하였다. 그리고 시표는 약시안의 교정시력에 따라서 시표의 크기를 조정하여 측정하였다.

시기능 훈련의 난이도는 사물의 선명한 상에 대한 기준, 그리고 자연스러운 안구의 이동 및 이향운동의 범위 내에서 훈련의 범위 및 강도를 조정 할 수 있으며, 이러한 과정에서 시기능훈련을 하는 아이들과 소통하면서 수의적인 상황을 최소화하는 방식이 기존의 시기능훈련과는 다른 점이다. 이 같은 시기능훈련은 아이들과 같은 공간에서 같이 상황에 맞는 대처 할 수 있으며, 그 과정에서 시각의 운동성과 감각성을 동시에 만족시킬 수 있는 훈련법이다.

렌즈와 프리즘 양의 증가는 운동성의 증가를 나타내고, 거기에 따른 크기 지각과 깊이지각의 변화가 망막 상에 맺어지는 상의 정밀한 위치는 망막 주변부와 중심와의 활성화에 따라서 달라지기 때문에 감각성의 변화와 밀접한 관련이 있다는 것을 알 수 있으며, 자유공간 훈련법의 장점인 피검자의 상태를 관찰하며, 일반적인 시생활 환경과 비슷한 상태에서 훈련이 가능하다는 장점이 있다.

본 연구에서는 이러한 시기능 훈련을 통해서 나타난 조절 범위와 이향 운동의 특징을 살펴보았다.

1) 광학 프리즘 기능을 활용한 시기능훈련 방법

이향운동은 양쪽 눈이 목표점을 주시할 때 두 눈을 일치시키는 기능으로 사물을 한 개로 볼 수 있는 기능이며, Fig. 1과 같이 근거리를 볼 때 더 많은 폭주량을 요구한다.

Fig. 1. 
Movement of the eyeball according to the distance (vergence ability)

이향운동의 확장을 위해서는 낱개 프리즘(loose prism, Astron international (U.S.A)) 의 상의 정각방향에 이동을 이용한 시기능훈련방법을 수행하였으며, 조절기능의 확장을 위해서는 낱개 렌즈(loose lens, 60SC DAEMYUNG(Korea))의 초점변화를 이용하여 시기능훈련을 수행하였다(Fig. 2).

Fig. 2. 
Loose prism for vergence training and Loose lens for accommodation training.

이러한 이향운동이나 조절기능의 확장은 대상자의 시기능 능력보다 한 단계 정도 약한 프리즘 및 렌즈의 굴절력을 활용하였으며, 관찰대상의 정면에 프리즘이나 렌즈를 위치시켜 사물을 관찰하는 방법으로 수행하였다. 대상자의 능력이 향상될 때마다 굴절력을 한 단계씩 올려가면서 확장을 유도하였다. 이때 렌즈와 프리즘을 이용한 방법을 수행하면서 나타날 수 있는 약시안을 가진 아동의 지각적인 변화를 관찰하고, 대상자가 수의적인 상황을 최소화 하도록 하였다.

개산과 폭주는 Fig. 3과 같이 프리즘의 Base In과 Base Out에 의해 유도되며, 수치는 폭주를 유도하는 Base Out 프리즘과 개산에 대한 적응을 유도하는 Base In 을 눈앞에 대고 측정되는 수치를 확인할 수 있다.^[14,15]

Fig. 3. 
Position of prism base direction for convergence width measurement of optical system is Base Out, degree of covergence : (a) < (b), Position of prism base direction for divergence width measurement of optical system is Base In, degree of divergence : (c) < (d).

2) 광학 렌즈를 이용한 시기능훈련 방법

시기능의 조절력의 측정은 여러 방법이 있을 수 있으나 본 연구에서는 렌즈 부과법을 사용하였다. 0.4 m 근거리에 대한 사물을 관찰하는 데는 Fig. 4 처럼 안광학계에서는 수정체가 2.5 D의 조절이 개입될 때 선명한 상을 볼 수 있을 것이며, 볼록렌즈가 정면에 있을 경우에는 볼록렌즈의 수렴된 굴절력만큼 눈의 조절력이 거리에 대한 조절력 보다 이완되었을 경우 선명한 상이 맺혀질 것이며, 오목렌즈가 정면에 있을 경우에는 오목렌즈의 발산되는 굴절력 만큼 눈이 수축하여 조절기능을 증가하였을 때 선명한 상을 맺는다.^[16]

Fig. 4. 
(a), (b) Variability of lens power with focal length (∞ Distance and 0.4 m), (c) Plus variability of the lens's ability to control the lens reaction (Looking at 0.4 m) : Lens relaxation, (d) Minus variability of the lens's ability to control the lens reaction (Looking at 0.4 m) : Lens tension.

본 연구에서는 0.4 m의 거리에서 긴장을 이완시켜주는 기능은 볼록(+) 렌즈를 안구 정면에 가입시켜서 나타나는 흐려지는 도수를 측정하여 수정체의 이완되는 능력을 관찰하였으며, 긴장을 유도하는 (−) 렌즈를 안구 정면에 가입시켜 나타나는 흐린 점에 대한 수치인 수축되는 능력을 측정하였다.^[17]

시기능의 이향운동량의 측정을 원거리와 근거리로 나눠질 수 있으며, 개산력의 측정을 기저방향을 코쪽으로 위치(Base In)시켜서 프리즘 디옵터의 량을 차츰 증가시켜 측정이 가능하며 이러한 부분을 NRC(Negative RelativeConvergence)라고 하며, 폭주력의 측정은 기저방향을 귀쪽(Base Out)으로 위치시켜 프리즘 디옵터의 량을 측정하며 이러한 측정치를 PRC(Positive Relative Convergence) 라고 나타낸다. 이때 나타나는 자각증상은 프리즘의 량에 따라서 흐린 점이 먼저 발생하고, 그리고 상이 분리되는 분리점 그리고 다시 분리되었던 상이 합쳐지는 회복점이 나타나며 표기는 흐린점/분리점/회복점으로 나타내며, 여기에서 흐린점이 나타나는 이유는 안구의 폭주를 용이하게 하기 위한 눈의 초점변화 때문에 나타날 수 있으며, 이러한 원인은 수정체의 조절력 개입 때문에 나타난다.^[18-20]

본 연구에서 사용한 통계분석방법은 SPSS(ver.20)로 분석하였다. 정규성 검정을 통해 paired t-test를 시행하고, 표본수가 적은 관계로 wilcoxon signed rank test를 함께 시행하였다. 그리고 그룹별 검정을 위해 Independent two-sample t-test를 사용하였으며 방법에 따라 평균(Mean)과 표준편차(SD)를 산출하였으며, 유의 수준은 *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001로 하였다.

약시안의 광학 프리즘 방향과 렌즈 종류에 따른 결과를 Table 2에 제시 하였다.

본 연구 에서 내사위형과 외사위형의 검정을 비교하기 위해 독립표본 t 검정을 사용하였으며, 검정 결과 실험참가자의 전체적인 이향운동 및 조절기능의 범위가 좁은 것을 알 수 있다. 이완운동의 기능을 측정하는 plus렌즈를 이용하여 내사위형 약시안의 반응을 살펴보면, 1.50±0.18 D로서 외사위형 약시안의 2.17±0.20 D보다 통계적으로 유의미한(p = 0.000) 특성을 나타내었다. 원거리에 대한 개산력 측정 결과에서도 내사위형 NRC가 3.44±1.23 Δ로서 외사위형의 6.00±1.26 Δ보다 p = 0.003으로 통계적으로 유의미한 특성을 나타냈다. 약시안의 특징인 조절기능의 저하와 양안시 이상은 이향운동의 기능저하가 원인이 될 수 있다는 것을 기존 연구에서도 많이 언급되고 있다.^[24-27]

Table 2 결과를 볼 때 외사위형과 내사위형의 시기능 차이점은 안광학계의 조절기능 중 plus 렌즈의 이완 반응 및 minus 렌즈에 대한 수축 반응 양방향에서 모두 유의한 차이점을 나타내는 것을 볼 수 있었다. 그리고 이 같은 결과는 사위의 특성에 따른 약시의 차이는 이향운동 기능 영향보다는 조절 기능이 더 영향을 주는 것을 알 수 있다. 그리고 수정체의 기능 중 이완의 기능에 영향을 주는 plus 렌즈 반응 차이가 더 유의미한 차이가 있다는 것을 알 수 있다. 이 같은 결과는 망막상의 초점을 맞추기 위한 조절기능의 역할이 두 눈의 단일시를 위한 이향운동의 역할보다 약시안의 영향에 더 많은 영향을 끼치는 것을 알 수 있다.

테라피 대상 나이와 시기능 향상에 소요되는 훈련횟수의 상관관계를 Table 3에 나타내었다.

시기능훈련의 기간은 앞서 언급한 바와 같이 평균기간이 63.33±48.38일이며, 훈련횟수는 9.00±4.48회로 나타났으며, 나이와 횟수에 따른 상관관계계수가 0.85, p = 0.00으로 유의미한 결과를 나타내었으며, 이 같은 결과로 나이가 많을수록 시기능 훈련의 횟수가 증가하였다는 것을 알 수 있었다.

안광학계에서의 시기능 훈련 전 조절기능의 측정을 위해 단안인 상태에서 눈앞 0.4 m에서 plus 렌즈 및 minus 렌즈를 서서히 가입했을 때 흐려지는 최초의 지점을 나타내었다. 시기능 훈련 전의 측정에서의 범위는 +1.77±0.38 D에서 −1.62±0.67 D로 나타내었으며 시기능 훈련 후의 조절기능 변화는 plus 렌즈반응에 대한 변화는 +2.43±0.11 D로 측정되었고, minus 렌즈의 반응에 대한 변화는 –3.83±0.80 D로 측정되었다.

렌즈의 디옵터 변화를 이용하여 조절 범위를 확장하면 조절력에 여유가 있어서 망막 상에 상을 정확하게 맺도록 할 수 있다는 것을 확인하였다. 시기능 훈련 전과 후의 결과는 Table 4와 같으며 변화에 대한 검정은 paired t-test 검정을 통해서 실시하였다. Plus 렌즈에 대한 변화는 0.67±0.39 D이었으며, minus 렌즈에서는 2.22±0.99 D의 변화가 있었다. 유의확률은 양방향의 조절반응 모두 p = 0.00으로 유의한 결과를 나타내었다. 이 같은 결과는 Fig. 5에서 보는 바와 같이 조절기능이 확장되는 것을 확인 할 수 있다. 비정규성 검정인 Wilcoxon signed rank test를 통해서도 양측의 유의확률이 p = 0.001으로 유의한 결과를 나타내었다.

Fig. 5. 
Variation of accommodation control range before and after VT using lens

Table 4에서 보는 바와 같이 조절반응의 범위는 + 렌즈의 반응에서 – 렌즈의 반응 사이의 간격을 나타내었으며, 시기능 훈련 전후의 범위를 측정하고 통계적인 유의성을 관찰하였다. 시기능 훈련전의 조절범위는 3.38±0.44 D였으며, 시기능 훈련후의 조절범위는 6.27±0.82 D 로 나타났다(Fig. 6). 조절 범위의 전후의 차이는 2.88±0.90 D으로 유의확률 p = 0.000으로 조절의 범위가 확대되는 것을 알 수 있다. 시기능 훈련후의 결과는 Wold외 3인이 정상인을 대상으로 한 연구에서 조절의 진폭은 평균 약 7.0 D 정도로 관찰된 결과와 유사한 결과를 나타내었다.^[28]

Fig. 6. 
Accommodation ability before and after VT using lens.

양안시 평가로 사용되는 눈 벌림 능력인 개산기능의 평가는 눈앞에 Base In(BI) prism을 통해서 실시하고, 눈 모음 능력인 폭주 기능의 평가는 눈앞에 Base Out(BO) prism의 측정으로 판단하였으며, 흐린 점의 평가는 아동의 분별력의 저하로 인해 분리점으로 대신하여 평가하였다. Table 6에서와 같이 시기능 훈련 전에 측정한 BI 분리 점은 4,47±1.77 Δ 이었으며, BO의 분리점은 5.27±3.20 Δ으로 측정되었으며, 시기능 훈련 후의 측정에서의 BI 분리점은 7.87±1.40 Δ이었으며, BO의 분리 점은 20.87±5.66 Δ으로 측정되었다. 이와 같은 시기능 훈련을 통해 개산기능과 폭주기능이 향상되었음을 알 수 있다.

시기능 훈련 전후에 대한 변화의 검정은 정규성 검정을 한 뒤 paired t-test 검정을 통해서 실시하였으며, 이향운동의 변화는 BI 분리점인 경우 15.60±3.74 Δ의 변화가 있었으며, BI 분리점의 변화는 3.40±1.72 Δ의 변화가 있었다. 유의확률은 양방향의 이향 운동 모두 p = 0.000으로 유의한 결과를 나타내었다. 비정규성 검정인 Wilcoxon signed rank test를 통해서도 양측의 유의확률이 p = 0.001로써 유의한 결과를 나타내었다(Table 5).

이향운동의 범위는 Base In PRISM의 반응에서 Base Out PRISM 반응 사이의 여력의 범위를 나타내었으며, 시기능 훈련전후의 범위를 측정하고 통계적인 유의성을 관찰하였다. 시기능 훈련 전의 이향운동범위는 전체 9.73±3.71 Δ이였으며, 시기능 훈련후의 이향운동의 범위는 28.07±6.86 Δ으로 나타났다. 전후의 차이는 18.33±4.85 Δ로써 유의확률 p = 0.000으로 조절의 범위와 같이 이향운동의 범위 또한 확대되는 것을 알 수 있다.

교정시력의 측정은 5 m의 거리에서 CARL ZEISS 사의 VISUSCREEN으로 실시하였으며, 양안중 약시안의 소수 시력으로 표시하였으며, 시기능 훈련전의 교정시력은 평균 0.55±0.18로 측정되었다.

시기능 훈련 전후의 교정시력의 변화는 교정 전 0.55±0.18에서 교정 후에 0.95±0.05로 변화하였으며, 변화량은 0.40±0.18이며 P = 0.000으로써 유의한 결과를 나타내었다. 비정규성 검정인 Wilcoxon signed rank test를 통해서도 양측의 유의확률이 p = 0.001 로서 유의한 결과를 나타내었다(Table 6).

이와 같은 결과는 앞서 언급된 렌즈의 디옵터 변화를 활용한 조절기능의 확장과 프리즘렌즈의 상의 이동의 기능을 활용한 이향운동의 기능 확장으로 정확하고 편안한 상을 맺게 할 수 있는 안광학계의 기능향상으로 인한 결과이다.

Table 2에서 언급된 유형에 따른 영향을 Table 4 & 5 기준으로 분석한 결과를 Table 7에서 나타내었으며, 유형에 따른 차이에서는 이향운동의 영향보다는 조절기능 영향인 + 렌즈 및 – 렌즈의 변화에서 각각 유의수준 p = 0.002 와 p = 0.013으로써 더 차이가 있음을 알 수 있으며, 안광학계에서 광학렌즈의 반응에 해당되는 조절기능의 차이가 약시안에 밀접한 영향이 있는 것을 확인 할 수 있다. 그리고 조절의 − 렌즈의 수축에 대한 반응 보다는 + 렌즈의 이완 기능에 대한 영향이 더 유의한 변화가 있음을 알 수 있었다.

이러한 결과는 − 렌즈를 활용한 조절기능의 강화보다는 눈의 긴장을 이완시켜주는 + 렌즈의 기능이 개산여력이 약한 유형(WDAT)의 약시안에서 더 필요하다는 것을 알 수 있으며, 유형에 따른 이향운동의 변화는 초점기능의 역할을 하는 조절의 영향에 따른 변화가 크다고 볼 수 있다.

따라서 약시안의 시기능은 이향운동의 기능 향상도 중요하지만, 조절의 기능이 우선되어야 할 것이며, 시기능 훈련 시에도 먼저 조절의 기능훈련 강화에 따른 이향운동의 변화를 살피는 것이 중요할 것이다. 그리고 조절의 기능 중에서도 안광학계의 눈의 긴장을 완화해 줄 수 있는 기능인 + 렌즈의 반응이 더 중요하다고 볼 수 있으며, 이러한 결과는 약시안 에서의 조절균형과 조절 범위의 중요성은 기존의 많은 연구와 일치 한다.^[29-33] 그리고 조절기능의 향상은 이향운동의 기능을 유지하는데 많은 역할을 한다고 할 수 있으며, 본 연구에서의 결과와 같이 두 가지 기능 중 한 가지라도 불균형이 이루어 질 때 안광학 기능의 회복 및 지속성이 떨어 질 수 있을 것이다.

우리 눈의 안광학계의 기능 중 초점의 기능을 정확하게 하여 선명하게 볼 수 있게 하는 것은 조절 기능과 이향운동 기능이 큰 비중을 차지하고 있다. 안기능의 저하는 사물을 선명하게 볼 수 없는 약시로 진행이 될 수도 있다.

본 연구에서는 이러한 기능의 중요성을 다시 한번 확인하고, 이러한 안광학계의 기능저하로 인한 기능의 감소는 프리즘과 안경렌즈를 활용한 시기능 훈련이 많이 도움이 되는 것을 알 수 있다.