스마트폰 사용 시 자세가 시기능 변화에 미치는 영향

서 론

신종 코로나바이러스 감염증 사태로 인한 실내 활동의 증가로 스마트기기를 포함하는 영상표시장치(visual display unit, VDU)의 이용시간 또한 증가하게 되었다. 방송통신위원회의 ‘2022 방송매체 이용행태 조사 결과’에 따르면 2022년 OTT(over-the-top) 플랫폼 서비스 이용자가 크게 늘어났고, OTT 이용 시간 또한 지속적으로 증가하고 있다.^[1] 또한 과학기술정보통신부^[2]에 따르면 2017년부터 2021년까지 4년간 동영상 서비스 이용률이 지속적으로 증가해 만 3세 이상 인터넷 이용자 중 최근 1개월 이내 동영상 서비스를 이용한 비율은 93.9%에 달했고, 동영상 서비스 이용자의 81.7%가 하루 1회 이상, 주 평균 6.3 시간의 동영상을 시청한다. Dain 등의 선행 연구^[3]에 따르면 VDU의 사용이 안구 통증, 흐림, 피곤, 두통, 빛 번짐과 같은 문제들을 유발한다고 하였으며, Kim 등^[4]에 의하면 자기 통제력이 낮을수록 스마트폰 중독 수준이 증가하는 것으로 나타난 바 있다. 이는 Lee 등^[5]이 보고한 통제력이 낮아질수록 매체들의 사용을 억제하지 못함으로써 중독적 사용을 심화시킨다는 연구결과와 그 맥락을 같이 한다. 이러한 VDU 활용 시 조절력과 폭주력이 감소하게 되므로 이의 검사를 통하여 안구피로를 측정할 수 있을 것이라 하였으며,^[6] 실제로 VDU 사용 시 근업거리가 짧아지는 것은 안구통증을 증가시키는 원인이 된다.^[7]

Watten 등^[8]의 연구에서는 지속적인 근거리 작업은 섬모체근과 외안근의 힘에 무리를 주게 되고 이로 인하여 조절력의 감소가 유발되며, 근거리 작업 시 이향 운동의 기능이 조절 기능보다 더 쉽게 피로해짐을 밝혔다. 또한 조절과 폭주의 불균형은 조절-이완의 불완전성(accommodative hysteresis)을 야기하게 되어 AC/A 비 측정 오류가 발생될 수 있다.^[9] 이렇듯 근거리 작업과 시기능은 밀접한 관계를 가지는데, Majumder 등^[10]은 각기 다른 독서자세일 때의 최대조절력을 비교하고, 자세에 따른 최대조절력의 차이가 대상자의 굴절이상 여부에 따라 달라짐을 밝힘으로써 자세에 따라 시기능 변화가 영향받을 수 있음을 밝혔다. 이렇듯 시기능의 변화는 근거리 작업 뿐만 아니라 작업자세에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 그러나 근업 시의 자세 변화가 최대조절력을 포함한 전반적인 시기능의 변화에 미치는 영향에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 스마트폰을 사용한 근업 시 자세 변화가 조절과 버전스를 포함한 시기능의 변화와 회복에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

결과 및 고찰

1. 근업 자세에 따른 최대조절력의 변화

앉은 자세에서 연구대상자의 영상 시청 전, 후 및 휴식 후 평균 양안 최대조절력은 순서대로 각각 13.37±3.33 D, 12.89±4.00 D 및 12.76±4.24 D로 측정되었던 반면, 누운자세에서는 동일 순서대로 12.39±3.02 D, 12.07±2.65 D 및 12.71±3.20 D로 측정되었다(Fig. 1).

Fig. 1.

Change in accommodative amplitude after near work using a smartphone according to posture.*: significantly different between the comparisons at p<0.05

자세에 따른 양안 최대조절력의 비교 시 앉은 자세에서의 근업 전 최대조절력은 누운 자세의 경우보다 약 1.00 D가량 높게 측정되었는데 이러한 차이는 통계적으로도 유의한 차이이었다(p=0.001). Majumder^[10] 등은 단안 최대조절력을 앉은 자세, 선 자세, 누운 자세에서 각각 측정하고 그 결과, 굴절이상 여부의 미고려 시에는 누운 자세와 앉은 자세 사이의 최대조절력은 유의한 차이가 없으며, 앉은 자세와 선 자세 사이에서만 1.29 D 가량의 유의한 최대조절력의 차이를 보인다고 하였다. 그러나 선행 연구결과와는 달리 본 연구에서 앉은 자세와 누운 자세에서의 양안 최대조절력은 1.00 D 가량 유의한 차이를 가지는 것으로 나타났다. 이는 두 연구 사이의 연구대상자의 정시와 비정시의 비율 및 굴절이상 정도가 달라 나타난 결과로 생각되었다. 즉, 선행연구에서 대상자들의 굴절이상 여부에 따른 비교 시 정시는 앉은 자세에서의 최대조절력이, 원시와 근시의 경우는 누운 자세에서의 최대조절력이 크게 측정되는 경향이 있다고 하였으나 굴절이상도는 알 수 없었으므로 정시와 근시의 대상자들로 수행된 본 연구 결과와의 정확한 비교는 무리가 있다. 그러나 정시의 비율이 높거나 굴절이상도가 큰 비정시의 비율이 낮다면 그 결과는 달라질 것이라 예상할 수 있다.

한편 VDU인 스마트폰을 사용한 15분간 근업 후 최대조절력은 자세에 관계없이 감소하는 경향을 나타내었으나 근업 전 대비 통계적으로 유의한 차이는 아니었다. Cho 등^[19]의 연구결과에 따르면 2D 디스플레이로 영상 시청시 근업 후 최대조절력이 약 0.40 D 감소한다고 하였는데, 본 연구에서도 앉은 자세에서의 양안 최대조절력은 통계적 유의성은 없었으나 약 0.47 D 감소하였으므로 선행논문의 연구 결과와 유사한 수준으로 감소함을 알 수 있었다. 한편 15분 간의 휴식 후 최대조절력은 작업 자세에 따라 다르게 나타났다. 즉, 앉은 자세에서 휴식 후 최대조절력은 통계적인 유의성은 관찰되지 않았으나 근업 직후보다 감소하는 양상을 보였던 반면, 누운 자세에서는 휴식 후 최대조절력은 근업 직후보다 약 0.60 D 가량 증가하는 유의한 차이(p=0.003)를 보였으며, 근업 전 최대조절력 수준으로 회복을 나타내었다. 따라서 근업 시 작업 자세에 따라 최대조절력의 변화와 이의 회복 정도가 달라짐을 알 수 있었다. 그러나 근업 후와 휴식 후 자세에 따른 최대조절력 값의 차이는 통계적으로 유의한 수준은 아니었다.

2. 근업 자세에 따른 조절용이성의 변화

앉은 자세에서 연구대상자의 영상 시청 전, 후 및 휴식 후 평균 양안 조절용이성은 각각 15.0±5.20 cpm, 13.0±5.01 cpm 및 14.9±5.30 cpm으로 측정되었고, 누운 자세에서는 순서대로 13.8±5.13 cpm, 12.6±4.98 cpm 및 14.2±4.74 cpm으로 측정되었다(Fig. 2).

Fig. 2.

Change in accommodative facility after near work using a smartphone according to posture.*: significantly different between the comparisons at p<0.05

자세에 따른 양안 조절용이성의 비교 시 앉은 자세에서의 근업 전 조절용이성은 누운 자세의 경우보다 약 1.2 cpm가량 크게 통계적으로 유의하게 큰 값을 가지는 것으로 나타났다(p=0.008). 한편 15분간 스마트폰을 사용한 근업 후 조절용이성은 앉은 자세와 누운 자세에서 각각 근업 전 대비 2.0 cm 및 1.2 cpm씩 통계적으로 유의하게 감소하는 것으로 나타났다(p=0.000). 한편 15분 간의 휴식 후 조절용이성은 앉은 자세에서는 근업 직후 대비 다시 2 cpm 가량 통계적으로 유의(p=0.000)하게 증가하여 근업전과 동일한 조절용이성을 나타내었으며, 누운 자세에서 근업 직후 대비 1.6 cpm 가량 통계적으로 유의(p=0.000)하게 증가하여 근업 전보다 오히려 높은 조절용이성 값을 나타내었다. 근업 전, 후 및 휴식 후 자세 간의 조절용이성 또한 최대조절력의 경우와 마찬가지로 통계적으로 유의한 차이는 아니었다.

Table 1.

Subjects' characteristics and refractive errors included in this study

Rosenfield 등^[20]은 50 cm거리에서 25분 간 컴퓨터를 사용한 근거리 작업 후에는 단안 조절용이성에는 큰 변화가 없었지만 양안의 조절용이성이 눈에 띄게 감소하였다고 하였는데, 본 연구에서도 선행연구와 유사하게 누운 자세와 앉은 자세에서 모두 15분 간 33 cm 거리의 스마트폰 사용 후 양안 조절용이성이 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 독서시간의 증가와 함께 흐림과 조절용이성의 저하가 비례해서 증가한다는 연구 결과^[21]와 하루 동안 컴퓨터 사용을 계속하였을 때 아침보다 밤에 조절용이성이 더 낮게 측정된다는 선행연구 결과^[22]를 통해 본 연구에서 수행된 조건에서 스마트폰을 사용한 근업 시간이 증가하면 조절용이성의 감소는 더욱 커질 것이라 예상된다.

3. 근업 자세에 따른 폭주근점의 변화

스마트폰을 사용한 근업 전, 후 및 휴식 후 폭주근점은 앉은 자세에서는 순서대로 6.20±2.19 cm, 7.02±2.24 cm 및 6.82±2.16 cm로 측정되었고, 누운 자세에서 동일 순서대로 7.04±1.97 cm, 7.29±2.40 cm 및 7.08±2.59 cm로 측정되었다(Fig. 3).

Fig. 3.

Change in near point of convergence after near work using a smartphone according to posture.*: significantly different between the comparisons at p<0.05

자세 간 폭주근점의 변화를 살펴보았을 때 최대조절력과 유사하게 자세에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타나(p=0.000) 앉은 자세에서의 폭주근점이 누운 자세에서 보다 약 0.80 cm 짧은 것으로 나타났으므로 누운 자세에서 폭주력이 앉은 자세 대비 감소됨을 알 수 있었다. 한편 15분간 스마트폰을 사용한 근업 후 폭주근점은 앉은 자세에서는 근업 전 대비 약 0.80 cm 가량 통계적으로 유의하게 멀어졌으나(p=0.000), 누운 자세에서는 약 0.25 cm 가량 멀어졌으나 통계적인 유의성은 관찰되지 않았다. 15분의 휴식 후 폭주근점은 앉은 자세와 누운 자세에서 각각 0.20 cm와 0.21 cm 가량 다시 짧아졌으나 통계적인 유의성은 없었고, 앉은 자세의 경우는 근업 전 폭주력 수준으로 회복되지 않아 근업 전의 폭주근점과 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Fig. 3).

Park 등^[23]의 선행연구에서도 스마트폰을 통한 근업 시 폭주근점이 멀어지는 경향을 나타내었는데 본 연구에서도 자세에 관계없이 15분의 근업으로도 동일한 결과가 나타났으며, 앉은 자세에서는 통계적으로도 유의한 폭주근점의 멀어짐이 확인되었다. 사람의 눈이 가까운 곳을 보게 되면 섬모체근의 수축으로 수정체가 두꺼워져 초점을 맺을 수 있는 조절이 발생하며, 그와 동시에 외안근의 수축으로 눈의 폭주가 유발되어 물체를 하나의 상으로 볼 수 있도록 융합이 일어나게 된다. 이처럼 조절과 폭주는 서로 협동안 관계를 보이며 사람의 시각계에서 서로 함께 작용하는 시각 과정이다. 본 연구에서는 앉은 자세와 누운 자세에서 스마트폰을 사용한 근업 후 최대조절력의 감소와 함께 폭주근점의 멀어짐이 나타났는데 이러한 결과는 디지털기기로 근업을 한 후 폭주근점은 멀어지고 조절력은 감소한다는 선행연구 결과^[24]와 일치한다. 그러나 근업 자세에 따라 휴식 후 근업 전의 시기능 수준으로의 회복 여부는 다르게 나타났다. 선 자세에서 누운 자세로 바꿀 때 안압은 2~4 mmHg 가량 증가^[25]하며, 본 연구의 연구대상과 동일한 조건인 근시와 정시의 안압은 조절로 유의하게 감소된다^[26]고 보고된 바 있다. 따라서 본 연구에서 휴식 후 누운 자세에서만 근업 전 수준의 최대조절력과 폭주근점을 보인 것은 앉은 자세에서와는 다른 안압 변화의 가능성을 생각해 볼 수 있으나 이를 뒷받침할 후속 연구가 뒤따라야 할 것이다.

4. 근업 자세에 따른 근거리 사위도의 변화

스마트폰을 사용한 근업 전, 후 및 휴식 후 근거리 사위도는 앉은 자세에서는 순서대로 –2.75±1.85 △, –1.88±2.26 △ 및 –2.74±2.58 △로 측정되었고, 누운 자세에서는 동일 순서대로 –2.06±2.07 △, –2.30±2.35 △ 및 –2.60±2.46 △으로 측정되어 자세에 따라 다른 변화 양상을 나타내었다.

자세에 따른 근거리 사위도를 비교해 보면 근업 전 누운 자세에서 근거리 사위도가 앉은 자세 대비 약 +0.70 △증가한 값을 나타내 통계적으로 유의하게 내사위화 되었음을 알 수 있었다(p=0.001). 앉은 자세의 근거리 사위도는 근업 후에는 근업 전 대비 +0.9 △ 가량 통계적으로 유의하게 내사위화(p=0.000) 되었고, 휴식 후에는 통계적으로 유의하게 –0.9 △ 가량 다시 외사위화(p=0.000) 되어 근업 전과 유사한 수준으로 회복되었다(Fig. 4). 앉은 자세에서는 근업으로 인한 조절성 폭주의 영향으로 근거리 사위도가 내사위화 된 것으로 생각되며, 15분 휴식 후에는 이향성 및 조절성 폭주가 존재하지 않아 근업 전 수준으로 회복된 것으로 판단되었다.

Fig. 4.

Change in near phoria after near work using a smartphone according to posture.*: significantly different between the comparisons at p<0.05

한편 누운 자세에서의 근거리 사위도는 앉은 자세의 경우와는 달리 근업 후, 이후 휴식 후 모두 외사위화 되었으며, 근업 전과 휴식 후의 외사위도는 통계적으로도 유의한 차이(p=0.021)를 나타내었다(Fig. 4). Cheng 등^[27]은 누운자세에서는 동공간거리, 즉 PD가 상방과 코 방향으로 이동한다고 하였다. 본 연구에서는 연구대상자들의 PD를 측정하지는 않았으나 근업 전 누운 자세에서의 근거리 사위도가 앉은 자세보다 더 내사위 경향을 보였던 것은 누운자세에서의 PD가 앉은 자세의 경우보다 더 가까워진 결과로 생각해 볼 수 있다. 따라서 휴식 후 최대조절력과 폭주근점의 변화와는 다른 양상을 보였던 누운 자세에서의 근거리 외사위화는 누운 자세에서의 폭주 부담 또는 AC/A 비의 변화에 따른 결과일 가능성을 생각해 볼 수 있다.

5. 근업 자세에 따른 AC/A 비 변화

자세에 따른 스마트폰 사용 전, 후 및 휴식 후 경사 AC/A 비의 경우 앉은 자세에서는 순서대로 1.91±1.16 △/D, 1.82±1.30 △/D 및 1.78±1.18 △/D로 측정되어 근업 후와 휴식 후 교차결합 강도가 약해지는 경향을 나타내었던 반면, 누운 자세에서는 동일 순서대로 1.88±1.12 △/D, 2.04±1.37 △/D 및 1.95±1.34 △/D로 측정되어 근업 후 교차결합의 강도가 강해졌다가 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 AC/A 비 사이에는 통계적인 유의성이 관찰되지 않았다(Fig. 5).

Fig. 5.

Change in response AC/A ratio after near work using a smartphone according to posture.

경사 AC/A 비의 경우 본 연구에서 검사한 시기능 가운데 자세에 관계없이 통계적으로 유의한 변화를 보이지 않은 검사값을 나타내었다. 본 연구에서는 근거리 사위도가 –6~0 △의 정위를 대상자로 선정하였으나 경사 AC/A 비의 평균값은 정상 AC/A 비인 2~6 △/D보다 다소 낮게 나타났다. Duane-White 분류^[26,27]에서는 낮은 AC/A 비가 외사위를 유발한다고 하였으므로 본 연구에서 앉은 자세에서 근업 후 낮아진 AC/A 비로 인하여 근거리 사위도가 외사위화된 것으로 생각되었다. 한편 누운 자세에서 근업 후와 휴식 후의 AC/A 비는 증가하는 경향을 보였음에도 외사위화 경향을 나타내었는데 이는 앉은 자세에서보다 낮은 조절력을 보였기 때문인 것으로 생각되었다. 이렇듯 지속적인 근거리 자극은 폭주와 조절의 부담을 증가시키고 안정피로를 유발하기 때문에^[28] 근업 시간이 증가한다면 사위도, AC/A 비 등에 미치는 영향도 커질 것으로 생각된다.

결 론

본 연구에서는 앉은 자세와 누운 자세에서 스마트폰을 사용한 영상 시청 전, 후 및 휴식 후 시기능을 측정하여 자세 변화와 근업이 조절 및 폭주의 시기능에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.

본 연구 결과, 누운 자세에서의 스마트폰 이용한 근업전 최대조절력, 폭주근점, 근거리 사위도 및 조절용이성은 앉은 자세 대비 통계적으로 유의하게 낮게 나타났으나 경사 AC/A 비는 자세 간의 유의한 차이는 없었다. 스마트폰을 사용한 근업 후 및 휴식 후 시기능의 변화 및 회복 정도는 자세 별로 다르게 나타났다. 즉, 앉은 자세에서는 스마트폰을 사용한 근업 후 통계적으로 유의한 조절용이성의 감소, 폭주근점의 멀어짐, 근거리 사위의 내사위화를 나타내었고, 휴식 후에는 조절용이성과 근거리 사위도는 근업 전 수준으로 회복되었던 반면, 누운 자세에서는 근업후 조절용이성만 통계적으로 유의한 변화를 보였으며, 휴식 후 근업 전 수준으로 회복되었다. 따라서 동일한 종류의 근업을 하더라도 자세에 따라 시기능의 변화 양상과 근업 전 수준으로의 회복에 요구되는 시간이 달라질 수 있음을 알 수 있었다. 그러나 본 연구에서는 자각적인 피로도를 조사하지 않았으므로 자세에 따른 근업 후와 휴식후의 시기능 차이가 자각적으로 인지할 수 있는 정도의 차이인가를 판단할 수 없다는 한계를 가진다. 일상생활에서는 옆으로 누워서 영상을 시청하는 경우가 더 많은 것으로 보고^[12]된 바 있으나 본 연구에서는 앉은 자세와 똑바로 누운 자세에서의 시기능만을 측정하였으므로 다양한 자세에서의 시기능 변화와 자각적 피로도 사이의 상관관계에 대한 후속 연구의 필요성을 제안할 수 있겠다.

Acknowledgments

본 논문의 일부내용은 2020년도 한국안광학회 동계학술대회에서 구연으로 발표되었음.

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