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대상자는 조절에 영향을 끼칠 수 있는 자를 제외하고자 노안 이전인 20~30대 성인남녀 중에서 특별한 안질환과 굴절교정 수술 경험이 없는 자로, 양안 구면굴절력 차이 1.00 D 미만, 난시도 –2.00 DC 미만, 교정시력 1.0 이상, 조절기능에 이상이 없는 40명(40안, 평균나이 22.57±2.07세)을 선정하였다. 선정된 대상자들 중에서 정시안은 등가구면굴절력(spherical equivalent diopter, SED)이 0.00 ≤ SED < −0.75에 해당하는 자로 11명이었으며, 이들의 평균 등가구면굴절력은 −0.34±0.22 D이었다. 그리고 근시안은 −0.75 ≤ SED ≤ −8.75에 해당하는 자로 29명이었으며, 이들의 평균 등가구면굴절력은 –3.86±1.69 D이었다. 본 연구에서 수행한 검사과정과 규약은 건양대학교 생명윤리위원회(Institutional Review Board, IRB, 과제번호: 2017-008)의 승인을 받아 실시하였다.

근시굴절이상 유무별 근거리 시각매체의 휘도가 조절반응과 조절래그에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 근거리 시각매체의 휘도에 따른 조절반응과 조절래그를 비교 분석하였다. 그 결과 근거리 시각매체의 휘도는 발광체 시각매체가 비발광체 시각매체보다 높았다. 발광체 시각매체의 휘도는 스마트폰 178.31±5.79 cd/m², 모니터 200.65±6.27 cd/m²이었으며, 비발광체 시각매체의 휘도는 근거리 기준시표 48.88±0.18 cd/m², 프린트용지 43.94±0.56 cd/m², 신문용지 30.52±1.60 cd/m², 잡지용지 49.26±3.91 cd/m²이었다(Table 1). 그리고 근거리 시각매체 주시 시 조절반응은 발광체 시각매체를 주시한 경우가 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 낮았다. 발광체 시각매체인 스마트폰을 주시 시 조절반응은 정시안 1.60±0.30 D, 근시안 1.59±0.27 D, 모니터의 경우 정시안 1.52±0.28 D, 근시안 1.32±0.26 D이였으며, 비발광체 시각매체인 근거리 기준시표를 주시 시 조절반응은 정시안 1.88±0.27 D, 근시안 1.65±0.30 D, 프린트용지의 경우 정시안 1.83±0.28 D, 근시안 1.61±0.28 D, 신문용지의 경우 정시안 1.79±0.30 D, 근시안 1.63±0.33 D, 잡지용지의 경우 정시안 1.80±0.31 D, 근시안 1.67±0.28 D이었다.

근거리 시각매체 주시 시 조절래그는 발광체 시각매체를 주시한 경우가 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 높았다. 발광체 시각매체인 스마트폰을 주시 시 조절래그는 정시안 0.81±0.30 D, 근시안 0.63±0.27 D, 모니터의 경우 정시안 0.89±0.28 D, 근시안 0.90±0.24 D이었고, 비발광체 시각매체인 근거리 기준시표를 주시 시 조절래그는 정시안 0.53±0.27 D, 근시안 0.57±0.29 D, 프린트용지의 경우 정시안 0.57±0.29 D, 근시안 0.61±0.28 D, 신문용지의 경우 정시안 0.62±0.30 D, 근시안 0.59±0.33 D, 잡지용지의 경우 정시안 0.61±0.32 D, 근시안 0.56±0.29 D이었다.

다음으로 근거리 시각매체 주시 시 휘도와 조절반응(A: 정시안, B: 근시안) 및 조절래그(C: 정시안, D: 근시안)를 비교한 그래프는 Fig. 1에 나타내었다. 여기서 x축에 나타낸 휘도의 평균은 각각의 표식으로 표기하였으며, y축에 나타낸 조절반응과 조절래그의 평균과 표준편차는 각각의 표식과 세로방향의 오차막대로 표기하였다. 그 결과 비발광체 시각매체의 휘도는 형광등조명으로부터 방출된 빛이 비발광체 시각매체에 반사되어 측정된 휘도로서 직접 빛을 발하는 발광체 시각매체보다 휘도가 낮았다. 그리고 정시안에서 근거리 시각매체의 휘도에 따른 조절반응(F=2.622, P=0.033)과 조절래그(F=2.593, P=0.034)는 차이를 보이지 않았으나, 근시안에서 가장 휘도가 높은 모니터를 주시한 경우 측정한 조절반응과 조절래그는 비발광체 시각매체와 스마트폰을 주시한 경우보다 통계적으로 유의하게 조절반응(F=5.924, P=0.000)은 낮았고 조절래그(F=6.007, P=0.000)는 높았다.

Fig. 1. 
The comparison of accommodative response and accommodative lag between the luminance of near visual media. The comparison of luminance and accommodative response for (A) emmetropes, (B) myopes. The comparison of luminance and accommodative lag for (C) emmetropes, (D) myopes. ‘*’ indicate the result of post-hoc analysis with Scheffe's between accommodative response or accommodative lag.

NST: near standard target, PP: print paper, NP: newspaper, Ma: magazine, SP: smartphone, Mo: monitor.

이상의 결과를 정리하면, 조절반응과 조절래그는 근시굴절이상의 유무와 관계없이 휘도가 높은 발광체 시각매체를 주시한 경우에서 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 낮은 조절반응과 높은 조절래그를 보였다. 이와 관련하여 휘도가 조절과 해상시력(visual resolution)에 미치는 영향에 관한 Johnson 등의^[11] 연구에서는 동공크기를 일정하게 유지시킨 후 휘도 51.42 cd/m², 5.14 cd/m², 0.51 cd/m², 0.051 cd/m²에서 조절자극량을 0.00 D부터 3.00 D까지 변화시키고 조절반응과 해상시력을 측정하였다. 그 결과 동일한 근거리 조절자극 시 휘도가 낮을수록 조절반응은 낮았으며, 휘도가 가장 낮은 0.051 cd/m²에서 측정한 조절반응은 높은 휘도에서 측정한 조절반응보다 가장 낮게 측정되었다. 이는 조절 시 휘도가 감소할수록 조절자극에 대한 조절반응의 자극효과가 적기 때문으로 보고하였다. 그러나 본 연구에서는 휘도가 높을수록 조절반응이 낮았다. 이러한 차이는 본 연구의 경우 일상생활에서 근거리 시각매체를 사용한 근거리 작업 시 근거리 시각매체의 휘도가 조절반응과 조절래그에 미치는 영향을 알아보기 위하여 동공크기를 일정하게 제한하지 않았으며, 본 연구에서 사용한 가장 낮은 휘도는 30.52±1.60 cd/m²로 선행연구에서 조절반응의 차이가 나타난 수준의 휘도가 아니기 때문으로 사료된다. 만약 근거리 시각매체의 휘도가 조절반응과 조절래그에 직접적인 영향을 미쳤다면 Johnson 등의^[11] 연구결과와 유사하게 휘도가 높은 발광체 시각매체 주시 시 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 조절반응은 높고 조절래그는 낮았을 것이다. 그러나 본 연구의 결과, 발광체 시각매체 주시 시 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 조절반응은 낮고 조절래그는 높았다.

따라서 일상생활에서 사용하는 다양한 근거리 시각매체의 휘도가 조절반응과 조절래그에 직접적으로 미친 영향은 미약한 것으로 사료된다.

근거리 시각매체의 휘도는 눈에 입사하는 광량에 영향을 미치며, 눈에 입사한 광량을 조절하기 위하여 홍채는 동공크기를 변화시킨다. 이처럼 근거리 시각매체 주시 시 근거리 시각매체 휘도의 영향을 받은 동공크기가 근시굴절이상 유무별 조절반응과 조절래그에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 근거리 시각매체 주시 시 동공크기와 조절반응 및 조절래그를 비교 분석하였다. 그 결과 근거리 시각매체 주시 시 동공크기는 발광체 시각매체를 주시한 경우가 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 작았다. 발광체 시각매체인 스마트폰을 주시 시 동공크기는 정시안 4.38±0.44 mm, 근시안 4.26±0.64 mm, 모니터의 경우 정시안 3.96±0.45 mm, 근시안 3.74±0.59 mm이었고, 비발광체 시각매체인 근거리 기준시표를 주시 시 동공크기는 정시안 4.91±0.63 mm, 근시안 4.68±0.58 mm, 프린트용지의 경우 정시안 4.97±0.56 mm, 근시안 4.70±0.54 mm, 신문용지의 경우 정시안 4.92±0.50 mm, 근시안 4.69±0.55 mm, 잡지용지의 경우 정시안 4.91±0.52 mm, 근시안 4.66±0.55 mm이었다(Table 1).

그리고 동일한 근거리 시각매체 주시 시 근시굴절이상 유무별 동공크기와 조절반응 및 조절래그의 차이를 살펴본 결과, 동공크기와 조절래그는 동일한 근거리 시각매체 주시 시 정시안과 근시안에서 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며(P>0.050), 조절반응은 정시안과 근시안에서 신문용지, 잡지용지, 스마트폰 주시 시 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으나(P>0.050) 근거리 기준시표, 프린트용지, 모니터 주시 시 통계적으로 유의한 차이를 보였다(P<0.050).

다음으로 근거리 시각매체 주시 시 동공크기와 조절반응(A: 정시안, B: 근시안) 및 조절래그(C: 정시안, D: 근시안)를 비교한 그래프를 Fig. 2에 나타내었다. 여기서 χ축에 나타낸 동공크기의 평균과 표준편차는 각각의 표식과 가로방향의 오차막대로 표기하였으며, y축에 나타낸 조절반응과 조절래그의 평균과 표준편차는 각각의 표식과 세로방향의 오차막대로 표기하였다. 그 결과 정시안에서 근거리 시각매체에 따른 동공크기의 차이는 보이지 않았으며(F=3.797, P=0.000), 조절반응과 조절래그의 차이도 보이지 않았다. 그리고 근시안에서 모니터를 주시한 후 측정한 동공크기는 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 통계적으로 유의하게 작았으며(F=8.209, P=0.000), 조절반응과 조절래그는 통계적으로 유의하게 조절반응은 낮았고 조절래그는 높았다.

Fig. 2. 
The comparison of pupil size and accommodative response or accommodative lag between the near visual media. The comparison of pupil size and accommodative response for (A) emmetropes, (B) myopes. The comparison of pupil size and accommodative lag for (C) emmetropes, (D) myopes. ‘*’ indicate the result of post-hoc analysis with Scheffe's between accommodative response or accommodative lag.

NST: near standard target, PP: print paper, NP: newspaper, Ma: magazine, SP: smartphone, Mo: monitor.

이상의 결과를 정리하면, 근시굴절이상 유무와 관계없이 휘도가 높은 발광체 시각매체 주시 시 휘도가 낮은 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 동공크기가 작았고 조절반응은 낮았으며 조절래그는 높았다. 그리고 동일한 근거리 시각매체 주시 시 근시굴절이상 유무별 조절반응은 통계적으로 유의한 차이를 보이고 동공크기와 조절래그는 차이를 보이지 않았다. 이에 동공크기와 조절반응 및 조절래그의 관계를 알아보기 위하여 이와 관련이 있는 초점심도(depth of focus)에 대해 살펴보면, 초점심도는 이상적인 최상의 점상이 이루는 망막의 위치에서 일정한 범위 내에 존재하는 착란원상의 선명도를 동일하게 유지시킬 수 있는 상점(image)거리를 의미한다.^[12] 그리고 피사체심도(depth of field)는 초점심도 내의 상점들에 대응하는 물점(object)거리이며, 초점심도와 피사체심도는 상호교환이 가능한 개념이다.^[13] 이러한 피사체심도와 동공크기에 관하여 연구한 Marcos 등은^[14] 2~4 mm의 동공크기에서 동공크기가 작을수록 피사체심도는 깊다고 보고하였다. 그리고 피사체심도와 조절에 관하여 연구한 Bemal-Molina 등은^[13] 조절자극량을 0.00 D부터 6.00 D까지 변화시키면 동공크기는 5.70~4.62 mm, 피사체심도는 0.85~1.07 D로서 조절자극이 높아질수록 동공크기는 작아지고 피사체심도는 깊어진다고 보고하였으며, 피사체심도가 조절래그에 영향을 미친다는 가설에 동의한다고 보고하였다. 이를 미루어 보아 본 연구에서 발광체 시각매체를 주시한 경우가 비발광체 시각매체를 주시한 경우보다 조절래그가 높게 측정된 것은 발광체 시각매체 주시 시 작아진 동공크기로 인하여 초점심도가 깊어졌기 때문으로 사료된다.

다음으로 굴절이상과 동공크기에 관한 선행연구를 살펴보면, 근시안을 대상으로 굴절교정 전후에 각각 측정한 원거리 동공크기를 비교 분석한 Lim 등은^[15] 굴절교정 후 중등도·고도 근시안에서 측정한 동공크기가 경도 근시안에서 측정한 동공크기보다 큰 경향을 보였으나 동공크기는 굴절이상도와 상관성이 없는 것으로 보고하였다. 본 연구의 경우 근시안의 동공크기는 정시안의 동공크기보다 작았지만 선행연구와 유사하게 굴절이상도에 따른 동공크기의 차이는 보이지 않았다. 또한 선행연구와 달리 근시안의 동공크기가 정시안의 동공크기보다 작은 것은 동공크기 측정 시 주시거리와 측정기기 및 측정방법 등의 차이인 것으로 사료된다. 그리고 굴절이상과 조절반응 및 조절래그에 관한 선행연구를 살펴보면, 정시안과 근시안을 대상으로 소프트콘택트렌즈 교정 후 측정한 조절반응을 비교 분석한 Bae 등은^[16] 근시안의 조절반응이 정시안의 조절반응보다 낮다고 보고하였으며, 근시안을 대상으로 등가구면굴절력에 따른 조절래그를 비교 분석한 Baarg 등은^[17] 등가구면굴절력이 높을수록 높은 조절래그를 보고하였다. 이와 관련하여 본 연구에서 측정한 조절반응과 조절래그는 근시안이 정시안보다 조절반응은 통계적으로 유의하게 낮았고 조절래그는 높은 경향을 보였지만 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 이는 선행연구와 유사한 경향이라 하겠다. 그리고 본 연구에서 측정한 조절자극이 완전교정을 위하여 장입한 시험렌즈와 정점간거리 등을 고려하여 계산되었기 때문에 동일한 근거리 시각매체를 동일한 환경(주시거리, 조도 등)에서 주시하였음에도 정시안의 경우 2.41±0.01 D, 근시안의 경우 2.22±0.08 D로서 조절자극의 차이가 있었다(P=0.000). 이로부터 정시안과 근시안에서 조절반응의 차이가 나타난 것으로 여겨진다.

따라서 조절반응과 조절래그는 근거리 시각매체 휘도차이로 변한 동공크기의 영향을 받은 것으로 여겨진다. 그리고 근시안에서 조절반응과 조절래그는 정시안보다 근거리 시각매체 휘도의 영향을 더 받은 것으로 사료된다. 이와 관련하여 정시안과 근시안의 조절자극반응함수에 대하여 연구한 Yeo 등은^[18] 동일한 조절자극 시 근시안의 조절반응이 정시안의 조절반응보다 흐림 신호를 사용하는 능력이 더 낮은 것으로 보고하였다. 이를 미루어 보아 본 연구에서 휘도가 높은 모니터 주시 시 흐림 신호를 사용하는 능력과 동공이 수축하는 정도의 영향으로 근시안이 조절반응과 조절래그에 미치는 영향력은 정시안보다 더 큰 것으로 여겨진다.

이처럼 근시안이 휘도가 가장 높은 모니터를 주시한 경우에서 비발광체 시각매체와 스마트폰을 주시한 경우보다 조절래그가 통계적으로 유의하게 높았으며, 이는 조절래그의 정상범위인 0.50~0.75 D보다 높았다. 정상범위를 초과한 조절래그는 선명하게 물체를 보기 위하여 조절이 추가로 요구되어 AC/A 비 등에 의한 폭주 등으로 눈의 피로도가 가중될 것으로 여겨진다. 이로 인하여 근시안의 경우 불필요하게 휘도가 높은 모니터의 사용은 이롭지 못할 것으로 사료된다. 그리고 스마트폰 주시 시 조절반응과 조절래그에 미치는 영향력은 모니터를 주시한 경우보다 작았으며, 이는 스마트폰의 휘도는 모니터보다 22 cd/m²정도 낮아서 휘도차이가 크지 않지만, 화면크기가 모니터의 약 40배 정도로 작으므로 이러한 차이가 영향을 미친 것으로 여겨진다. 이에 근시안의 경우 본 연구에서 사용한 모니터의 휘도 및 화면크기 수준과 동일하거나 높은 발광체 시각매체를 사용 시 휘도를 낮추어 사용하는 것을 제안하고자 하며, 조절반응과 조절래그의 관점에서 발광체 시각매체를 사용한 근거리 작업 시 적절한 휘도와 화면크기에 대한 추후 연구와 장시간의 근거리 작업 시 다양한 근거리 시각매체의 종류가 조절에 미치는 영향에 대한 추후 연구가 필요할 것으로 사료된다.