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근거리 작업을 위한 실내조도 설정을 위해 지하철 2, 7호선의 입석, 좌석 및 탑승구와 환승구 상황의 조도를 위치에 따라 3번씩 측정하였다. 이에 따라 실험실 내부의 조도를 측정된 데이터를 근거로 200 lux로 조절하였다.

본 연구에서는 연구대상자의 시력검사 및 교정을 위해 개방형 자동굴절력계(NVision-K 5001, Shin-Nippon, Japan)과 근거리 시표(Phoropter replacement card, Hahn-medical, Korea), 포롭터(PDR-7000, POTEC, Korea)를 사용하였으며, 디스플레이로는 스마트패드(Samsung Galaxy Tab 7.0 SHW-M180W WIFI model, Samsung, Korea)를 사용하였다. 디스플레이가 움직이는 환경을 만들기 위해 왕복식 진탕기(CR-300, FINEPCR, Korea)를 이용하였다.

대중교통 이용 또는 도보와 같은 동적인 상태에서의 근거리 작업 환경을 구현하고자 스마트패드를 왕복식 진탕기 위에 올려놓고 동체시력과 관련된 선행 연구^[8-10]를 참고하여 40 rpm(240 deg/sec)의 속도로 진탕기가 상하로 움직이도록 하였다. 이 때 디스플레이의 초고 및 최저위치는 대상자의 눈높이에서 상하 26도의 간격이 유지되도록 하였다.

연구대상자들은 나안 또는 교정시력이 0.8 이상이 되도록 등가구면 굴절력으로 환산하여 처방한 소프트콘택트렌즈를 착용하고 30분의 안정화시간을 가지게 한 후 30분간 스마트패드를 통해 트랜스포머 1(Transformers 1, 2007)자막이 없는 더빙판을 시청하도록 하였다.

연구대상자와 스마트패드 디스플레이와의 수평 거리는 40.00 cm(2.50 D 조절자극)로 설정하였으며, 디스플레이가 왕복식 진탕기에서 최고로 올라갔을 때 대상자와의 거리는 41.7 cm(2.40 D 조절자극), 최저로 내려갔을 때 거리는 39.5 cm(2.53 D의 조절자극)이었다.

Virtual reality symptom questionnaire 설문지를 통해 30분 동안의 움직이는 디스플레이를 이용한 영상시청 전후의 전신증상과 눈 관련 증상을 측정하였으며, 영상시청 전후 증상의 차이를 분석하였다.^[11]

연구대상자의 조절반응량은 개방형 자동굴절력계(NVision-K 5001, Shin-Nippon, Japan)를 이용하여 40 cm 거리에서 영상시청 전에 측정하였고, 영상시청 동안의 조절반응량을 매 5분마다 동일거리에서 측정하여 시청 전 조절반응량과의 차이를 알아보았다. 조절용이성은 근거리 시표를 40 cm 거리에 위치시키고 0.7시표를 주시시킨 후 ±2.00 D flipper를 사용하여 대상자들의 양안 및 단안 조절용이성을 측정하였다. 즉, +2.00 D 렌즈를 눈앞에 위치시키고 시표가 선명하게 보이면 –2.00 D 위치로 반전시켜 선명하게 보였을 때를 1회로 간주하여 1분 동안의 반전시킨 횟수를 측정하였으며, 영상시청 전후 총 2회 실시하였다.

가상 이동환경에서 스마트패드를 이용한 영상시청 전 대상자의 전신증상 및 눈 관련 증상 총점은 각각 5.00±4.54점 및 2.60±2.58점이었으나, 30분 동안의 동적환경에서 영상시청 후 총점은 각각 12.64±8.82점 및 8.28±5.87점으로 측정되어 전신 및 눈 증상 모두 통계적으로 유의하게 증가함을 알 수 있었다(paired t-test, p=0.000)(Fig. 1).

Fig. 1. 
Change in the total subjective symptom score after watching a movie on a moving smartpad based on the degree of ametropia.

*p < 0.05, significantly different from the baseline in the Wilcoxon signed-rank test

이에 동적환경인 가상 이동환경에서의 영상시청 전후 전신 및 눈 관련 증상의 점수 변화를 세부 항목별로 비교하였다(Fig. 2A). 전신 증상의 총 8가지 항목 모두 통계적으로 유의하게 증상이 증가하는 것으로 나타났다. 그 중 동적환경에서의 영상가장 큰 변화를 보인 항목은 피로감과 졸음으로 각각 1.38±1.19점 및 1.24±1.13점에서 2.74±1.58점 및 2.48±1.67점으로 증가한 것으로 나타났다. 전신 증상과 마찬가지로 눈 관련 증상의 5가지 항목 모두 통계적으로 유의하게 증상이 증가하는 것으로 나타났고, 피로감 항목이 1.24±1.20점에서 2.90±1.46점으로 약 1.66점 증가하여 가장 큰 변화를 나타내었으며, 다음으로 초점 조절 어려움, 눈의 따가움 순으로 증상이 증가하였다(paired t-test, p<0.05).

Fig. 2. 
Changes in all subjective symptom scores after watching a movie on a moving smartpad based on the degree of ametropia.

A. Total, B. Mild, C. Moderate, D. Severe

*p<0.05, significantly different from the baseline by the Wilcoxon signed-rank test

연구대상자 우위안의 교정 콘택트렌즈 굴절력을 기준으로 경도, 중도 및 고도 비정시군으로 분류하여 가상 이동환경에서의 근거리 영상시청에 따른 자각증상 점수의 변화를 전신증상과 눈 관련증상으로 나누어 분석하였다. 동적환경의 영상시청 전후 전신증상과 눈 관련증상 총점은 경도 비정시군에서는 각각 5.19±4.80점 및 1.81±1.81점에서 11.95±8.27점(약 6.76점 증가) 및 7.19±4.51점으로(약 5.38점 증가), 중도 비정시군에서는 각각 4.46±3.64점 및 3.25±2.82점에서 12.50±8.55점(약 8.04점 증가) 및 8.67±6.40점으로(약 5.42점 증가), 고도 비정시군에서는 각각 6.80±7.46점 및 2.80±3.70점에서 16.20±13.14점(약 9.40점 증가) 및 11.00±8.31점(약 8.20점 증가)으로 증가하였으며 각 비정시군의 영상시청 전후 자각증상 총점의 차이는 통계적으로도 유의하였다(Wilcoxon signed-rank test, p<0.05)(Fig. 1). 비정시 정도가 높을수록 전신 및 눈 관련 증상의 자각증상 점수가 더 높게 증가하는 경향을 나타내었으나 비정시군 사이의 영상시청 전후 자각증상 총점의 차이는 통계적으로 유의한 차이는 아니었다.

한편 각 비정시군에서 자각증상 항목별 점수 변화에서는 경도 및 중도 비정시군은 영상시청 후 메스꺼움을 제외한 나머지 모든 항목에서 통계적으로 유의하게 증상이 증가하였다. 전신증상의 경우 경도 비정시군에서는 졸림, 어지러움 순으로 변화 정도가 나타났으며, 중도 비정시군에서는 피로감, 졸림, 지루함 순으로 증상의 변화가 나타났다. 눈 관련 증상의 경우 경도와 중도 비정시군 모두 눈의 피로와 초점 조절 어려움 항목에서 큰 변화가 나타났다. 반면 고도 비정시군은 전신증상 중에서는 피로감 항목, 눈 관련 증상 중에서는 초점 조절 어려움 항목만 통계적으로 유의하게 증상이 증가한 것으로 나타났다. 이는 자각증상 항목의 점수변화는 고도 비정시군에서 가장 높았지만 고도 비정시안 5명 중 2명은 증상의 변화가 없었으나 3명은 증상이 증가하여 나타난 결과로 생각된다(Wilcoxon signed-rank test, p<0.05)(Fig. 2).

가상 이동환경에서의 영상시청 후, 연구대상자의 우위안, 비우위안 및 양안 조절용이성은 모두 증가하는 경향을 나타내었으나 통계적으로 유의한 변화는 아니었다(Fig. 3). 그러나 영상시청 전후 조절용이성의 변화를 연구대상자 우위안의 비정시 정도에 따라 분석한 결과, 중도 비정시안의 우위안의 조절용이성이 영상시청 후 통계적으로 유의하게 증가하는 것으로 나타났다(Wilcoxon signed-rank test, p<0.05)(Table 1). 영상시청 전의 조절용이성을 우위안의 비정시 정도에 따라 분석하였을 때에는 우위안, 비우위안 및 양안 간의 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 동적환경의 영상시청 후 우위안의 조절용이성에서는 비정시 정도에 따라 통계적으로 유의한 차이가 관찰되었고, 경도 비정시안 대비 중도 비정시안의 조절용이성이 약 2.12 cpm 높게 통계적으로 유의하게 증가하였다(Mann-Whitney U test, p<0.05)(Table 1). 즉, 우위안에서만 비정시 정도에 따라 조절용이성의 변화에 차이가 있음을 확인할 수 있었다.

Fig. 3. 
Change in the accommodative facility after watching a movie on a smartpad.

DE: dominant eye, NDE: non-dominant eye, OU: oculus uterque

단안 조절용이성의 변화 양상 분석 시, 우위안의 경우 조절용이성의 감소, 유지 및 증가의 변화를 보인 대상자는 각각 16명(32%), 7명(14%), 및 27명(54%)으로 나타났으며, 비우위안은 감소 15명(30%), 유지 14명(28%), 및 증가 21명(42%)으로 나타나 지속적으로 조절자극이 변할 때 우위안과 비우위안 모두 조절용이성 감소보다 유지되거나 증가하는 경우가 더 많아 조절기능이 유지되거나 증가하는 경우가 많음을 알 수 있었다. 양안의 조절용이성 변화 양상은 감소 22명(44%), 유지는 5명(10%), 증가는 23명(46%)으로 감소한 인원과 증가한 인원의 수는 비슷하게 분포하여 조절 이외에 폭주기능의 변화가 다양하게 나타남을 예측해 볼 수 있었다.

가상의 이동환경에서 영상을 시청하는 매 5분마다 조절반응량을 측정하고 이를 박스 플롯으로 나타낸 결과 대부분의 분포량은 비슷하게 분포함을 알 수 있었다(Fig. 4A). 반복측정 분산분석을 실시하여 각 시간 대의 우위안과 비우위안의 조절반응량의 차이를 분석한 결과 우위안(repeated measure ANOVA, p=0.001)과 비우위안(repeated measure ANOVA, p=0.000) 모두 측정 시간에 따라 조절반응량의 차이가 통계적으로 유의함을 확인할 수 있었다. 우위안의 경우, 실험 전 조절반응량 1.70±0.53 D에서 가상 이동환경에서 영상시청 5분 후 1.37±0.43 D로 조절반응량이 유의하게 감소하였다가(paired t-test, p=0.001) 5분 이후로 조절반응량이 증가하여 20분 후 1.52±0.45 D로 5분 후 조절반응량에 비해 통계적으로 유의하게 조절반응량이 증가하였고(paired t-test, p=0.001), 5분 이후에 조절반응량이 감소하여 30분 후에는 영상시청 전에 비해 통계적으로 유의하게 낮은 조절반응량으로 나타났다(paired t-test, p=0.001). 즉, 우위안의 경우 조절반응량이 감소 증가를 반복하여 조절자극의 변화에 대한 조절적응이 반복적으로 나타남을 확인할 수 있었다. 비우위안의 조절반응량 변화는 영상시청 전 약 1.68±0.58 D에서 5분 후 1.28±0.45 D로 통계적으로 유의하게 감소하였다가(paired t-test, p=0.000), 25분까지 조절반응량이 유지되었고, 30분 후 조절반응량이 1.41±0.43 D로 5분 후 조절반응량에 비해 통계적으로 유의하게 조절반응량이 증가하여(paired t-test, p=0.046) 우위안과 달리 비우위안에서는 조절반응량의 변화가 적음을 확인할 수 있었다. 가상 이동환경에서의 영상시청 시 우위안과 비우위안 모두 5분 후에 조절적응이 되지만 5분 이후 우위안과 비우위안의 조절반응량 변화 양상의 차이를 보였다. 우위안의 경우 조절자극의 변화에 따라 조절적응이 반복적으로 나타난 반면, 비우위안에서는 조절자극이 변화하여도 한 번 적응된 조절반응량에서 변화가 크지 않음을 확인할 수 있었다.

Fig. 4. 
Change in the accommodative response while watching a movie on a moving smartpad based on the degree of ametropia.

A. Total, B. Mild, C. Moderate, D. Severe

비정시 정도에 따른 조절반응량 변화 분석 시 경도 비정시군의 경우, 우위안은 영상시청 전 약 1.76±0.61 D의 조절반응량에 비해 영상시청 5분 후 약 1.36±0.48 D로 통계적으로 유의하게 감소하였고(Wilcoxon signed-rank test, p=0.012), 이후 20분까지 점진적으로 조절반응량이 증가하다가 영상시청 20분 후에 영상시청 5분 후의 조절반응량에 비해 통계적으로 유의하게 증가하는 것으로 나타났다(Wilcoxon signed-rank test, p=0.024)(Fig. 4B). 이후 영상시청 25분까지 조절반응량이 유지되다가 다시 조절반응량이 감소하는 양상을 나타내었다. 반면 비우위안의 경우는 가상 이동환경의 영상시청 전 약 1.88±0.46 D의 조절반응량에서 영상시청 후 약 1.40±0.45 D로 통계적으로 유의하게 감소하였고(Wilcoxon signed-rank test, p=0.001), 이후 영상시청 30분 후까지 조절반응량이 감소된 상태를 지속적으로 유지하는 것으로 나타났다(Fig. 4B).

중도 비정시군의 조절반응량의 변화는 우위안에서는 영상시청 전 약 1.68±0.45 D의 조절반응량에서 시청 5분 후약 1.41±0.35 D로 통계적으로 유의하게 감소하였다가(Wilcoxon signed-rank test, p = 0.037) 영상시청 20분 후까지 다시 조절반응량이 증가하여 약 1.53±0.42 D로 나타나 시청 5분 후의 조절반응량에 비해 통계적으로 유의한 증가를 나타내었다(Wilcoxon signed-rank test, p = 0.024)(Fig. 4C). 이후 조절반응량은 다시 감소하여 영상시청 30분 후에는 시청 전 조절반응량에 비해 통계적으로 유의하게 감소한 약 1.36±0.40 D로 나타났다(Wilcoxon signed-rank test, p=0.003). 비우위안에서는 영상시청 전 약 1.49±0.62 D의 조절반응량에서 시청 5분 후 약 1.18±0.60 D로 통계적으로 유의하게 감소하였고(Wilcoxon signed-rank test, p = 0.009)영상시청 10분 후 조절반응량이 다시 증가하였다가 15분 후 다시 감소하여 시청 전 대비 유의한 조절반응량의 감소가 관찰되었고(Wilcoxon signed-rank test, p = 0.025), 이후 다시 조절반응량이 증가하였다가 시청 25분 후에는 시청 전 대비 유의하게 감소하여(Wilcoxon signed-rank test, p = 0.015) 30분 후에는 약 1.29±0.40 D의 조절반응량이 관찰되었다.

경도 및 중도 비정시군의 조절반응량 분포는 측정 시간마다 비슷한 정도의 분포를 보였지만 고도 비정시군에서는 측정 시간마다 조절반응량의 분포정도가 차이가 컸고 이로 인해 우위안과 비우위안의 조절반응량에 유의미한 변화 양상은 나타나지 않았다(Fig. 4D).

경도와 중도 비정시군에서 우위안의 조절반응량 변화는 지속적으로 변하기는 하나 반복이 되는 조절자극에 대하여 조절적응이 나타나는 비슷한 양상을 보인 반면, 비우위안의 경우 경도 비정시군에서 시청 초반에 조절적응이 일어난 후 조절반응량 변화가 적었던 경우와 달리 중도 비정시군에서 지속적으로 조절반응량이 변화하는 양상을 나타내어 비정시 정도가 높을수록 우위안 뿐만 아니라 비우위안에서도 조절적응을 반복적으로 하는 것으로 생각되었다. 고도 근시의 경우 대상안이 5명으로 적었고 변화 양상도 다양하여 뚜렷한 조절반응의 변화 양상을 확인할 수는 없었다.