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본 연구의 취지에 동의한 20대 대학생 38명(평균 나이 20.61±1.00세; 남자 16명, 여자 22명)을 대상으로 하였다. 대상자 중 안경 착용자가 18명, 콘택트렌즈 착용자가 11명, 안경이나 콘택트렌즈 미착용자가 9명이었으며, 교정굴절력은 모두 근시이며 등가구면 굴절력을 기준으로 평균 −4.63±2.42 D, 교정시력은 평균 0.91±1.2줄(line)이었다.

수집된 자료는 MedCalc^®(version 10.3.1.0, MedCalc Software bvba, Belgium)을 이용하여 분석하였다. 모든 분석에서 신뢰구간은 95%로 하였고, 유의 확률 (p)<0.05일 때 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.

아이트래커에 의한 충동안구운동 평가에서 타깃이 30 deg의 주시각으로 나타날 때 수평과 수직 충동안구운동의 길이는 각각 32.65±2.65 deg와 32.48±2.93 deg, 폭은 3.24±1.02 deg와 3.19 deg±0.73, 길이와 폭의 곱은 106.69±38.21 deg²과 103.55±25.51 deg²으로 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 1, paired t-test에서 각각 p = 0.779, 0.756, 0.624). 안구운동 이상의 감별진단에서 충동안구운동의 유용성을 제기한 Termsarasab 등의 연구^[15]를 미루어볼 때 수평과 수직 충동안구운동의 크기 차이는 안구운동 이상의 진단의 한 요소가 될 수 있다. 이러한 측면에서 아이트래커에 의한 충동안구운동 평가의 적용 가능성을 살펴보았다. 수평과 수직 충동안구운동의 길이 차이는 −1.53 deg에서 2.35 deg로 다양한 분포를 확인할 수 있었다. 또한 그 차이의 평균 0.18±3.91 deg이었고, 38명 중 21명이 수평 방향이 수직 방향보다 길었으며, 이와 반대인 경우는 16명, 차이가 없는 경우가 1명이었다(Fig. 2). 따라서 위 결과와 같이 아이트래커에 의한 충동안구운동의 평가에서 각 안구운동 방향에 따른 눈의 움직임을 정량화하여 평가할 수 있었다.

Fig. 2. 
Difference between horizontal and vertical saccade size. x-axis: subjects sorted in ascending order based on horizontal length.

한편, 두 눈이 보고자하는 타깃을 지나쳐 주시할 때를 overshoot, 보고자하는 타깃에 미치지 못하여 주시될 때를 undershoot라고 할 때,^[16] 수평과 수직 방향의 충동안구운동에서 overshoot %는 (length-30)/30) × 100 식(여기서 30은 타깃 사이의 거리)에 의해 각각 12.25%와 10.71%로 수평 방향이 수직 방향보다 overshoot %가 많았다(Fig. 3). 수평이나 수직에서 overshoot %는 Bahill 등^[17]이 대상자 160명 중 예비검사를 통해 선정한 정상인 7명을 대상으로 적외선반사법(infrared reflection oculography)에 의한 수평 방향의 충동안구운동을 평가한 결과 2 ~ 3%로 보고한 것보다 높다. 이러한 차이는 본 연구에서 대상자를 제한하지 않고 무작위로 선택하였고 안경이나 콘택트렌즈 착용자 또는 미착용자 모두를 포함시켜 대상자의 폭이 넓은 것과 관련이 있을 것으로 판단하며, 본 연구와 같이 영상기반방식(image based methods)의 안구운동 평가는 정확도와 신뢰도가 확보된 것으로^[18,19] 측정기기의 성능 차이는 크지 않은 것으로 본다. 측정기기 차이에 따른 유의성은 없는 것으로 보고한 것^[20]과 정상적인 충동안구운동에서 편차를 고려한다면 수평이나 수직에서 overshoot %는 좀 더 작아질 것으로 본다. 따라서 위 결과로부터 아이트래커에 의한 충동안구운동 평가는 안구운동의 크기 요소를 기준으로 대상자의 다양성을 검출할 수 있어 총체 안구충동운동검사^[4]에 적용할 수 있는 것으로 판단한다.

Fig. 3. 
Difference between shooting in horizontal and vertical saccade. x-axis: subjects sorted in ascending order each saccade.

충동안구운동의 속도는 Table 2와 같다. 수평 충동안구운동의 평균속도는 292.12±62.52 deg/sec이며 오른쪽 방향과 왼쪽 방향의 주시속도는 각각 275.59±77.65 deg/sec와 308.65±74.53 deg/sec로 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(paired t-test, p = 0.062). 수직 충동안구운동의 평균속도는 235.78±41.09 deg/sec이며, 하방과 상방의 주시속도는 각각 226.19±61.20 deg/sec와 245.37±52.82 deg/sec로 유의한 차이를 보이지 않았다(paired t-test, p = 0.146).

Chang^[21]의 연구에서 안전위도법(electrooculography, EOG)으로 측정한 수평 충동안구운동의 평균속도는 30 deg 시각에서 577 deg/sec이었으며, Choi 등^[22]의 적외선반사법으로 측정한 수직 충동안구운동의 평균속도는 20 deg 시각에서 440 deg/sec이었다. 또한, Boghen 등^[23]의 연구에서 30 deg 시각의 수평 충동안구운동의 최하속도는 227 deg/sec이었으며, Yee 등^[20]의 연구에서 30 deg 시각의 수직 최대속도 300 deg/sec이었다. 본 연구에서 얻은 충동안구운동의 속도는 선행 연구자들의 결과보다 낮은 편이다. 이는 정상인만을 대상으로 한 선행연구와 다르게 무작위로 대상자를 선택하여 생긴 차이 라고 본다.

한편, 수평과 수직 충동안구운동 속도 비교에서 수평 충동안구운동이 수직 충동안구운동보다 유의하게 빨랐다(paired t-test에서 p<0.0001). 이러한 결과는 수직보다 수평 충동안구운동의 속도가 빠르다는 Bonnet 등의 결과와 일치하였다.^[24,25] 충동운동 방향의 속도에서 Yoshida^[26]는 충동안구운동은 서로 다른 방향에서 유의한 차이가 있으며 상방향의 운동이 더 빠르다고 하였다. Oohria 등^[27]은 오른쪽 방향의 충동안구운동이 왼쪽보다 빠르며 상방의 충동안구운동이 하방보다 빠르다고 하였다. 본 연구에서는 38명 중 25명이 오른쪽 주시속도가 느렸으며 일부 대상자는 오른쪽 주시에서 머리가 돌아가는 징후를 보였다. 이러한 결과는 Baloh 등^[28]이 왼쪽 충동안구운동이 오른쪽보다 7% 더 빠르다는 것과 유사하였다.

일반적으로 충동안구운동 속도는 주시각이 클수록 빠르며^[29] 나이가 들수록 느린 경향이 있다.^[20,30] 또한 정상안 대상자일지라도 상하 방향의 충동안구운동 차이가 나타날 수 있으며 이는 대상자의 특이반응의 차이(idiosyncratic differences)^[20,31]라 하였다. 충동안구운동은 주시방향, 주시시각, 개인의 특성에 따라 다양한 형태를 가짐으로 총체 총동안구운동검사와 달리 수평과 수직 방향으로 크기와 속도를 측정하여 눈의 기능을 평가할 수 있을 것이다. 충동안구운동에 관한 본 연구의 결과와 선행의 결과들에서 충동안구운동 속도는 측정방법과 대상에 따라 다양하였다. 따라서 아이트래커를 안구운동평가에 적용하기 위해서 표준화된 방법과 안구운동 이상 유무에 대한 판단 기준이 필요한 것으로 본다.

아이트래커에 의한 충동안구운동 평가는 안구움직임의 크기, 폭 및 속도의 양적 평가로 가능하였다. 대상자의 다양성에 따른 충동안구운동의 특성을 알기 위해 상관관계 분석에서 수평 충동안구운동의 주시 길이는 근거리 사위도와 뚜렷한 상관관계를 보였다(Fig. 4, Pearson 상관계수 = −0.438, p = 0.006). 그리고 내사위가 클수록, 외사위가 작을수록 주시각이 작아지는 경향을 보였다. 수직 충동안구운동의 속도는 근거리 사위도와 약한 상관관계를 보였다(Fig. 5, Pearson 상관계수 = 0.322, p = 0.049). 그리고 충동안구운동 속도는 내사위가 클수록 빠르고, 외사위가 클수록 느린 경향을 보였다. 이와 같은 사위와 충동안구운동의 특성의 관계는 여러 연구^[32-34]에서도 보고되었다. 따라서 사위는 양안시가 가능하여 총체 충동안구운동에서 정상으로 평가되지만 아이트래커에 의한 평가에서는 충동안구운동에 영향을 줄 가능성이 있는 것으로 판단된다.

Fig. 4. 
Scatter plot of phoria at near and horizontal saccade size (length).

Fig. 5. 
Scatter plot of phoria at near and vertical saccade speed.

대상자 38명에 대해 직접 관찰에 의한 총체 충동안구운동검사^[4]에서는 모두 정상으로 확인할 수 있었다. 위와 같은 총체 충동안구운동검사와 다른 방법으로 아이트래커에 의해 충동안구운동 평가를 모든 대상자에게 실시하였다. 총체 충동안구운동 평가에서 판정 기준에 따라 판단하였을 때 모두 정상그룹으로 평가되지만 이 중에서 판정 기준에 나타나지 않는 머리 미동, 주시 시 주시방향으로의 머리 움직임을 보인 대상자를 잠재적 이상 그룹(N = 13)으로 나누고, 이 외의 부드럽고 정확한 주시가 가능한 정상그룹(N = 25)으로 나누어 분석한 결과는 Fig. 6과 Fig. 7과 같다.

Fig. 6. 
Comparisons of saccade size of eye tracker for normal (N = 23) and potential abnormal (N = 13) group by gross saccade. Error bars represent 1 SD.

Fig. 7. 
Comparisons of saccade speed of eye tracker for normal (N = 23) and potential abnormal (N = 13) group by gross saccade. Error bars represent 1 SD.

수평과 수직 충동안구운동의 비교에서 길이, 폭, 길이와 면적의 곱에서 두 그룹 간(normal vs potential abnormal)의 차이는 유의하지 않았다(수평 충동안구운동: independent samples t-test에서 각각 p = 0.148, 0.953, 0.698; 수직 충동안구운동: independent samples t-test에서 각각 p = 0.461, 0.671, 0.852). 또한 주시속도를 기준으로 수평 충동안구운동의 비교에서 두 그룹 간의 주시속도는 유의한 차이를 보이지 않았고(independent samples t-test, p = 0.910), 우측 주시속도와 좌측 주시속도에서도 유의한 차이를 나타내지 않았다(각각 p = 0.897, 0.956). 수직 충동안구운동의 비교에서 두 그룹 간의 주시속도는 유의한 차이를 보이지 않았고(independent samples t-test, p = 0.109), 또한 하방 주시속도와 상방 주시속도에서도 유의한 차이를 나타내지 않았다(각각 p = 0.458, 0.106). 위와 같이 여러 항목의 비교에서 정상 그룹과 잠재적 이상 그룹 간의 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았으나 충동안구운동에서 정상그룹이 잠재적 이상 그룹보다 시각(30 deg)에 근접한 주시를 보였고, 주시속도가 더 빠른 경향을 가진 것으로 판단된다. 본 연구의 한계점은 충동안구운동 평가에 대상자의 적합성과 다양성에 관한 것이다. 즉 평가 대상자에 대한 충동안구운동이 정상과 비정상을 뚜렷하게 구별할 만한 특성과 대상자의 다양성에서 한계점을 가지고 있다. 따라서 보다 확실한 충동안구운동 이상자를 포함시켜 대상자의 스펙트럼을 넓혀 평가할 필요가 있는 것으로 본다. 그럼에도 불구하고 총체 충동안구운동검사에서 정상에서 벗어나는 기준(잠재적 이상 그룹)으로 판단해 보면 징후(sign) 차이를 보이고 있어 아이트래커에 의한 충동안구운동 평가가 가능할 것으로 본다.