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안질환 및 시력교정술 경험이 없고 사시, 약시가 없으며 양안시가 가능한 만 18세 이상의 30명(남자 13명, 여자 17명)의 성인들을 대상으로 실시하였다. 대상자들의 평균연령은 만 22.27±2.46세였다. 연구대상자의 평균 굴절 이상은 −3.19±2.93 D이었으며, 교정도수는 검안용 굴절력 측정기(HRK-8000A, Huvitz, Korea)와 포롭터(PDR-7000, POTEC, Korea)를 이용하여 결정하였고 시험렌즈 테(PL232, Lianyungang Tiannuo Optical Instrument, China)를 이용하여 대상자의 시력을 완전 교정하였다.

본 연구에 사용된 안경렌즈는 청광 차단 기능이 없는 일반렌즈(CHEMI HI HM, Chemiglas, Korea) 한 종류와 청광차단렌즈 두 종류였다. 청광차단렌즈는 청광을 흡수하는 방식으로 제조된 perfect UV 렌즈(CHEMI PERFECTUV, CHEMIGLAS, Korea)와 청광 발산제를 혼합하여 청색광을 분산 및 확산시키는 BB 렌즈(CHEMI BB, CHEMIGLAS, Korea)이었다. 세 렌즈의 굴절률은 1.60으로 동일하였다.^[16,17]

실험에 사용한 스마트패드는 iPad mini 2(iPad mini 2, Apple Inc, USA)를 사용하였고 화면 크기 7.9 inch, 해상도 2048×1536, 화면 최대 밝기 휘도 500 cd/m²이었다.^[18] 가독작업 시 스마트패드의 화면 각도는 105°, 스마트패드와 연구대상자의 눈 사이 거리는 50 cm로 유지하였고, 항상 동일한 위치에서 동일한 높이의 의자에 앉아 독서하게 하였다. 실험실의 조도는 566.5±6.08 lux이었다.

가독작업은 ibooks 어플리케이션을 이용하였고, 흰색(R:255, G:255, B:255) 바탕에 검정색(R:0, G:0, B:0) 텍스트와 파란색(R:0, G:0, B:255) 바탕에 검정색(R:0, G:0, B:0) 텍스트로 지정하였다. 텍스트의 기본 설정은 용지 크기 1193×1593 mm², 행간 150%, 굴림체, 글자 크기 2.8 mm, 한 장 당 글자 수는 650자가 되도록 구성하였다. 텍스트의 내용은 소설 어린왕자로부터 추출하여 특수기호를 제거하고(, . ? ! “등) Microsoft Excel 프로그램의 rand 함수를 사용하여 문장 순서를 무작위로 배열하였다.^[12] 또한 자각 증상 평가지를 사용하여 가독작업으로 인한 자각 증상의 변화를 평가하였다. 한 연구조건의 실험이 끝난 후, 다음 연구를 이어서 실행하기 전까지 근거리 작업을 하지 않는 상태로 최소 30분간의 충분한 휴식을 취할 수 있도록 하였고 하루에 3번 이하로 실험을 제한하였다.

본 연구결과는 SPSS version 23.0을 사용하였고, 분석 결과를 평균±표준편차로 나타내었다. 색상들 간의 차이, 색상 별 렌즈간의 차이, 자각 증상 전후 차이 결과의 통계적 유의성은 대응표본 검정, 반복측정 분산분석을 이용하여 분석하였으며 읽기속도 변화 양상과 렌즈 선호도의 차이는 카이제곱 검정을 실시하였다. 모든 검정 결과는 p-value가 0.05 미만일 때 통계적으로 유의한 차이를 나타내는 것으로 판단하였다.

두 청광차단렌즈 모두 400 nm 이하의 파장은 거의 차단이 되어 나머지 청광 영역인 400~500 nm 영역의 광투과율을 분석해 보았다. 일반렌즈는 400 nm 투과율이 9.8%에서 410 nm 투과율이 62.2%로 급격히 청광 투과율이 증가하였지만 perfect UV렌즈와 BB 렌즈는 410 nm 파장의 투과율이 7%, 5.9%로 낮은 투과율을 보였고 420 nm 파장 이후부터 60%를 초과하는 투과율을 나타내었다(Fig. 1). 그 중 BB 렌즈의 투과율이 가장 낮아 청광 차단율이 높음을 확인하였다. Perfect UV 렌즈는 400~408 nm 영역의 청광 투과율이 BB 렌즈에 비해 미세하게 낮았고, 나머지 청광 파장 영역에서는 BB 렌즈가 perfect UV 렌즈에 비해 낮은 청광 투과율을 보였다(Fig. 1). 약 430 nm 파장의 투과율은 perfect UV와 BB 렌즈가 비슷한 투과율을 나타내었지만 430 nm 이후의 투과율은 perfect UV 렌즈가 BB렌즈에 비해 높아 청광 차단율이 낮은 것으로 확인되었다. 근자외선 영역을 흡수하는 perfect UV 렌즈에 비해 더 넓은 청광 파장대의 영역을 흡수해 발산시키는 BB 렌즈가 더 넓은 청광 파장 영역을 차단함을 확인할 수 있었다.

Fig. 1. 
Blue light transmittance of the three ophthalmic lenses used in the study.

본 연구에서 사용한 청광차단렌즈는 모두 시판되어 사용되고 있는 렌즈이며 일정 파장대의 청광을 차단하는 효과가 있으나 차단하는 파장대와 차단정도에 있어서는 차이가 있었다. 이는 청광차단렌즈가 가져야 하는 차단 파장대 및 차단율에 대한 기준이나 학술적인 결론이 정비되어 있지 않는 것이 현재의 상황이며, 이에 대한 여러 가지 관점에서의 학술적인 뒷받침이 필요함을 보여주는 것이라고 할 수 있다.

디스플레이의 청광 비율이 다른 흰색 바탕과 파란색 바탕에서 청광 차단율이 다른 세 종류의 렌즈를 착용한 상태로 10분 동안 근거리 작업을 하였을 때 가독성의 차이를 알아보기 위해 장당 읽기 속도와 총 읽은 페이지 수를 측정하였다. 흰색 바탕에서 일반렌즈는 평균 116.28±9.75초로 읽기 속도가 가장 빨랐고, perfect UV 렌즈는 평균 117.82±15.78 초, BB 렌즈는 평균 119.15±13.77 초로, BB 렌즈 착용 시 읽기 속도가 가장 느리게 나타났다(Fig. 2). 하지만 세 렌즈간의 읽기 속도는 통계적으로 유의한 차이는 없어 청광 차단이 읽기 속도에 미치는 영향은 크지 않음을 알 수 있었다. 디스플레이의 청광 비율이 100%인 파란색 바탕에서는 흰색 바탕과 달리 일반렌즈의 읽기 속도가 평균 132.07±21.56 초로 가장 느리게 나타났고, BB 렌즈가 평균 131.65±31.85 초, perfect UV 렌즈가 평균 130.76±21.95 초로 청광차단렌즈 착용 시 읽기 속도가 일반렌즈에 비해 빠른 경향을 보이긴 하였지만 통계적으로 유의한 차이는 아니었다(Fig. 2).

Fig. 2. 
Comparison of reading speed according to background color and lens type.

10분간 총 읽은 페이지 수는 흰색 바탕에서 일반렌즈 착용 시 평균 4.70±0.60 장, perfect UV 렌즈 착용 시 평균 4.70±0.70 장, BB 렌즈 착용 시 평균 4.63±0.61 장으로 차이가 없었다(Fig. 3). 파란색 바탕에서도 일반렌즈 착용 시 평균 4.17±0.70 장, perfect UV 렌즈 착용 시 평균 4.20±0.66장, BB 렌즈 착용 시 평균 4.27±0.74 장으로 측정되어 렌즈 종류에 의한 차이는 없는 것으로 나타났다(Fig. 3).

Fig. 3. 
Comparison of total pages read according to background color and lens type.

흰색과 파란색 바탕 모두 독서 속도, 총 읽은 페이지 수로 확인한 가독성 평가에서 일반, perfect UV, BB 렌즈 간의 차이가 크지 않은 것으로 나타났다. 밝은 조도보다 어두운 조도에서 청광차단렌즈 착용 시 읽기 속도가 증가하였던 Kim 등^[12]의 연구결과로 미루어 볼 때 밝은 조도인 본 연구에서는 유의미한 가독성의 변화가 나타나지 않은 것으로 사료된다. 그러나 스마트기기를 사용하는 사람들의 시기능이나 자각 증상 평가에서 알 수 있듯이 개인적인 차이로 인해 평균 검사값에서는 차이가 없으나 개별 차이가 크게 나타나 시기능 변화나 자각 증상을 느끼는 정도의 차이가 달라질 수 있음이 보고된 바 있어,^[20,21] 청광차단렌즈 착용 시 일반렌즈에 비해 읽기 속도가 5% 이상 변화한 피검자 비율을 분석해 보았다.

흰색 바탕과 파란색 바탕 모두 변화없는 경우가 많았지만, 흰색 바탕의 경우는 통계적으로 유의하게 변화없음이 많았다. 흰색 바탕을 기준으로 파란색 바탕을 비교하였을 때 파란색 바탕에서는 읽기 속도가 증가한 피검자가 증가한 것으로 나타났다(Table 2). 즉, 흰색 바탕보다 파란색 바탕에서 작업 시에 청광 차단으로 인해 가독성이 증가하는 피검자가 있으며, 이러한 청광 차단 효과는 perfect UV와 BB 렌즈 모두에서 나타남을 확인할 수 있었다.

실험 전후 자각 증상 점수의 총점은 실험 전 9.18±8.60점이었고, 흰색 바탕에서 작업 후에는 일반렌즈 착용 시 14.00±10.61 점, perfect UV 렌즈는 14.60±12.92 점, BB 렌즈는 14.43±12.68 점으로 실험 전에 비해 자각 증상이 증가한 것으로 나타났고 반복측정 분산분석에서 유의확률 0.000로 자각 증상 변화에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(Table 3). 하지만 모든 렌즈에서 착용 전 자각 증상평가 점수와의 차이만 존재하였고 착용한 렌즈 종류에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다. 파란색 바탕에서 근거리 작업 후 자각 증상 평가 점수는 일반렌즈 19.97±15.30 점, perfect UV 렌즈 16.97±12.65 점, BB 렌즈 17.43±14.27 점으로 반복측정 분산분석에서 유의확률 0.000으로 실험 전에 비해 자각 증상이 통계적으로 유의하게 증가하였으나 흰색 바탕과 마찬가지로 착용 전과의 차이만 존재하였고 착용한 렌즈 사이에 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다(Table 3). 전신 증상 총점과 안 증상 총점을 분류하여 분석한 결과에서도 착용 전과의 차이만 있었고 청광 차단정도에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다(Table 3).

평가 항목별 점수 변화를 분석한 결과에서 전신 증상과 안 증상 모두 착용 후에 증상이 증가하는 경향을 나타내었다(Fig. 4, 5). 흰색 바탕의 경우 전신 증상 중 피곤함, 지루함, 집중 저하 항목이 착용 전에 비해 착용 후 통계적으로 유의하게 자각 증상 점수가 증가하였다(Fig. 4A). 피곤함과 집중 저하 항목의 경우, 착용 전과의 차이만 존재 하였고 렌즈 종류에 따른 차이는 없는 것으로 나타났지만 지루함 항목이 착용 전 1.19±1.10 점에서 perfect UV 렌즈 착용 후 1.83±1.66 점(p=0.003), BB 렌즈 착용 후 1.73±1.66 점 (p=0.006)으로 통계적으로 유의하게 증가하는 결과를 보여 흰색 바탕에서 청광차단렌즈 착용 시 지루함 항목이 증가하는 것을 알 수 있었다(Fig. 4A). 파란색 바탕으로 작업 후 전신 증상 항목 중 통계적으로 유의하게 증가한 항목은 흰색 바탕과 마찬가지로 피곤한, 지루함, 집중 저하 항목이었고 실험 전에 비해 통계적으로 유의하게 자각 증상이 증가하였지만 렌즈 종류에 의한 차이는 없는 것으로 나타났다(Fig. 4B).

Fig. 4. 
Variation in the general subjective symptoms score according to lens type.

A. White background B. Blue background

^*p<0.05, significantly different according to the lens type by repeated measures ANOVA

^#p<0.05, significantly different from the baseline score by the paired t-test

Fig. 5. 
Variation in the ocular subjective symptoms score by lens type.

A. White background B. Blue background

^*p<0.05, significantly different according to the lens type by repeated measures ANOVA

^#p<0.05, significantly different from the baseline score by the paired t-test

안 증상 항목에서는 흰색 바탕의 경우 안구 피로, 흐림, 초점 조절 어려움 항목에서 실험 전에 비해 통계적으로 유의하게 증상이 증가하는 것으로 나타났다(Fig. 5A). 안구 피로의 경우 일반, perfect UV, BB 렌즈 모두 실험 전에 비해 증상이 통계적으로 유의하게 증가하는 것으로 나타났지만 렌즈 종류에 의한 점수 변화의 차이는 없는 것으로 나타났다. 흐림 항목에서는 모든 렌즈에서 증상이 증가하였으나 일반렌즈 착용 시에만 통계적으로 유의한 증상의 변화를 보여 청광차단렌즈와 차이가 있었다. 반면 초점 조절 어려움 항목에서는 청광차단렌즈인 BB 렌즈 착용 시에만 유의확률 0.040으로 통계적으로 유의하게 증상이 증가하는 것으로 나타나 흐림 항목과 상반되는 결과를 보였다.

파란색 바탕으로 작업 후에는 안 증상의 모든 항목에서 일반렌즈 착용 시 자각 증상이 가장 많이 변하는 것으로 나타났다. 그 중 안구 피로, 안구 통증, 흐림, 안정피로, 초점 조절 어려움 및 건조감 항목에서 통계적으로 유의한 자각 증상의 변화가 있었다(Fig. 5B). 안구 피로와 초점 조절 어려움 항목의 경우 착용 전에 비해 세 렌즈 모두 통계적으로 유의하게 증상이 증가하였지만 렌즈 종류에 의한 차이는 없었다. 하지만 안구 통증, 흐림, 안정피로, 건조감 항목은 일반렌즈 착용 시에만 자각 증상이 통계적으로 유의하게 증가하여 청광의 비율이 많은 조건에서 근거리 작업 시 일반렌즈는 안 증상이 유발되고 청광차단렌즈는 안 증상 완화에 도움이 됨을 확인하였다.

흰색 바탕과 파란색 바탕에서 근거리 작업 시 전신 증상 중 피곤함, 지루함, 집중 저하 항목이 렌즈 착용 전에 비해 유의하게 증가하였지만 렌즈 종류에 의한 차이는 청광차단렌즈 착용 시 흰색 바탕의 지루함 항목에서만 나타났다. Dai 등^[22]의 연구에 의하면 고강도의 blue LED의 자극이 있을 때 집중력이 증가한다고 하였고, 멜라토닌 분비를 억제하여 사람을 각성 시키는 청광^[21]의 특성상 청광이 일부 차단된 상태로 흰색 바탕의 근거리 작업은 파란색 바탕에 비해 지루하게 느낄 수 있었던 것으로 사료된다.

안 증상 중 안구 피로는 바탕색과 착용 렌즈의 종류에 관계없이 모두 유의하게 증가하는 결과를 보였다. 청광 차단 정도에 따라 2시간의 컴퓨터 작업 후 안구 피로도에 차이가 있다고 보고된 Lin 등^[11]의 연구에 따르면 청광 차단율이 높은 렌즈가 안구 피로도에 도움이 된다고 하였다. 특히 500 nm 파장 이후에 60% 이상의 투과율을 보였던 렌즈에서만 나타난 결과였고, 청광 차단율이 낮은 렌즈에서는 피로도와 관계가 없는 것으로 보고되어 그에 비해 청광 차단율이 낮았던 본 연구에서는 착용 렌즈 종류에 의한 차이는 없었던 것으로 보인다. Ide 등^[10]의 연구에서도 청광 차단율이 높은 렌즈가 자각 증상에 도움이 된다고 하여 청광 차단율에 의해 자각 증상 변화가 다를 수 있다고 사료된다.

파란색 바탕에서의 근거리 작업 후 안 증상의 변화가 두드러졌었는데 안구 통증, 흐림, 안정피로, 건조감 항목이 일반렌즈 착용 시에만 유의하게 증가하여 청광차단렌즈 착용으로 자각 증상 유지에 영향을 준 것으로 보인다. 이 결과는 청광의 비율이 높은 환경에서 청광차단렌즈로 인한 청광 투과율의 감소가 조절기능 유지에 도움이 된다고 보고한 본 연구진의 선행 연구 결과^[15]와 일치하는 결과였다. 일반적인 흰색 바탕에서의 근거리 작업은 청광 차단정도에 의해 영향을 받지만 청광 비율이 높은 환경에서는 청광 차단율이 낮아도 어느 정도 효과가 있음을 의미하는 결과이기도 하다. 하지만 한 달간 하루 최소 2시간 이상 청광 차단렌즈, 착색 렌즈, 일반 렌즈를 착용 한 후의 자각 증상을 살펴 본 Leung 등^[22]의 연구에서는 본 연구에서와 비슷한 청광 투과율이었던 청광차단렌즈 착용 시에 눈부심 방지, 컴퓨터와 모바일 기기 화면을 볼 때 증상이 개선되거나 변화가 없는 경우가 유의하게 많았기 때문에 장기간 착용 시에는 흰색 바탕에서도 유의한 결과가 나올 수 있을 거라고 추측해 볼 수 있다. 따라서 장기간 착용할 경우에는 시각적인 측면을 고려하여 청광 차단율이 높은 렌즈가 유용하다고 결론내리기 위해서는 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다. 또한 흰색 바탕에서 청광차단렌즈 착용 시 지루함과, 초점 조절 어려움 항목에서 증상이 유의하게 증가하였던 결과로 미루어 볼 때 청광 차단으로 인한 부정적인 측면이 발생할 수도 있음도 배제할 수 없을 것으로 생각된다.

세 종류의 렌즈를 착용한 상태로 10분간의 근거리 작업을 마친 후 불편함 정도를 5점 척도로 하여 평가하였다. 세 종류의 렌즈 착용 후 불편함 점수를 이용하여 가장 낮은 점수를 나타낸 렌즈가 선호도가 높은 것으로 분류하여 렌즈 선호도 비율을 분석하였다.

분석 결과 흰색 바탕으로 세 종류의 렌즈를 착용한 상태로 근거리 작업을 하였을 때 불편함의 정도에 차이가 없이 동일하게 느낀 피검자는 총 30명 중 70%인 21명으로 가장 많이 분포하여 선호도에 차이가 없는 경우가 가장 많았고, 카이제곱 검정 결과 유의확률 0.000으로 통계적으로도 유의한 결과였다. 불편함 점수가 가장 낮았던 렌즈가 청광차단렌즈인 피검자는 5명으로 전체 피검자 중 16.67%, 일반렌즈였던 피검자는 4명으로 전체 피검자 중 13.33%으로 적게 분포하여 선호도가 낮았다. 따라서 흰색 바탕으로 작업 시 청광차단렌즈 착용 여부가 근거리 작업 시 불편함에 미치는 영향이 적음을 알 수 있었다.

반면 청광만 있는 파란색 바탕의 근거리 작업 시에는 청광차단렌즈 착용 시 불편함 점수가 가장 낮았던 피검자가 30명 중 16명으로 53.33%를 차지하여 절반 이상의 피검자들이 청광차단렌즈 착용 시 일반렌즈에 비해 불편함이 감소하여 선호도가 높은 것으로 나타났다. 다음으로 렌즈종류에 차이가 없이 불편함 점수가 동일하였던 피검자는 13명으로 43.44%이었고, 일반렌즈 착용 시 불편함이 가장 적었던 피검자는 1명으로 가장 적게 분포하였다. 렌즈 선호도 비율을 분석한 결과 청광차단렌즈를 선호하거나 차이가 없는 경우의 비율이 유의확률 0.002로 높게 분포하였다. 청광차단렌즈를 선호한 16명 중 청광차단렌즈 종류에 관계없이 점수가 동일하였던 2명을 제외하고는 perfect UV 렌즈 7명, BB 렌즈 7명으로 동일한 비율로 나뉘어 청광차단렌즈 종류에 따라 개인의 선호도가 다름을 유추해 볼 수 있었다.

Leung 등^[22]의 연구에 의하면 한 달 간 청광차단렌즈 착용 후에 젊은 성인에서는 일반 렌즈와 청광차단렌즈에 대한 선호도가 비슷하였지만 중년 연령대에서는 청광차단렌즈에 대한 선호도가 유의하게 높은 것으로 나타나 착용 연령대에 대한 차이가 있었다. 본 연구는 젊은 성인들을 대상으로 실험을 실시하였으나 흰색 바탕과 파란색 바탕에서 렌즈 선호도의 차이가 발생하였다. 흰색 바탕의 경우 Leung 등^[22]의 연구 결과와 같았지만 파란색 바탕에서는 청광차단렌즈에 대한 선호도가 높은 것으로 나타나 중년 연령대가 아닌 젊은 성인에서도 청광 비율이 높은 환경에서는 청광차단렌즈의 선호도가 높아짐을 의미하는 결과로 볼 수 있다. 또한 유 등^[23]의 연구에서 광원의 청광 비율에 따라 동일한 청광차단렌즈를 사용하더라도 청광 차단율에 차이가 있다고 하였기 때문에 청광의 비율이 많았던 파란색 바탕에서 자각 증상 및 렌즈 선호도에서 청광차단 렌즈가 긍정적인 효과를 나타낸 것으로 보인다. 하지만 청광차단렌즈를 선호한 피검자가 청광 차단율이 높은 렌즈를 모두 선호한 것이 아니었기 때문에 청광 비율이 높다고 청광 차단율도 높은 렌즈를 착용해야 하는 것은 아닌 것으로 판단되고 청광 차단율 외에도 개인이 느끼는 청광 차단 파장대에 대한 차이를 고려할 필요가 있음을 뒷받침하는 결과로 보인다.

Fig. 6. 
Proportion of participants with different lens preferences. *p<0.05, significantly different by chi-square test