목적: 확산적 흐림의 투과율이 시력과 대비감도에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 방법: 평균연령 $22.83{\pm}0.50$세의 대학생 30명(남 13명, 여 17명)을 대상으로 Optec$^{(R)}$ 6500으로 시력과 대비감도를 측정하였다. 확산적 흐림의 도구로 백내장 시뮬레이터용 확산필름을 사용하였고, 백내장의 진행 정도나 안개의 농도가 반영될 수 있도록 확산적 흐림의 투과율을 변화시키면서 측정하였다. 결과: 시력과 확산적 흐림의 투과율은 비례식$VA(T)=1.84{\times}10^{-2}T-0.65$으로 맞춤되었다. 대비감도는 모든 공간주파수에서 감소하였는데, 고공간주파수 대역에서의 대비감도가 더 큰 영향을 받아 정상범위를 먼저 벗어났고 대비감도의 정점은 저공간주파수 방향으로 이동하였다. 대비감도함수들의 교차점으로부터 대비감도가 정상범위를 벗어나는 확산적 흐림의 투과율 및 정점공간주파수의 이동을 산출한 결과, 투과율이 약 78.70%이 되면 대비감도의 정점이 6 cpd에서 3 cpd로 이동하는 것으로, 그리고 약 69.71%이 되면 모든 공간주파수에서의 대비감도가 정상범위를 벗어나는 것으로 평가되었다. 결론: 확산적 흐림의 투과율의 감소는 시력의 저하와 더불어 대비감도의 감소, 정상범위의 이탈 및 정점대비감도 이동 등을 유발시켜 시각적 불편함을 일으킨다는 점에서 백내장이나 안개 운전 시에는 더 많은 주의가 요구된다.
목적: 확산적 흐림의 투과율이 시력과 대비감도에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 방법: 평균연령 $22.83{\pm}0.50$세의 대학생 30명(남 13명, 여 17명)을 대상으로 Optec$^{(R)}$ 6500으로 시력과 대비감도를 측정하였다. 확산적 흐림의 도구로 백내장 시뮬레이터용 확산필름을 사용하였고, 백내장의 진행 정도나 안개의 농도가 반영될 수 있도록 확산적 흐림의 투과율을 변화시키면서 측정하였다. 결과: 시력과 확산적 흐림의 투과율은 비례식 $VA(T)=1.84{\times}10^{-2}T-0.65$으로 맞춤되었다. 대비감도는 모든 공간주파수에서 감소하였는데, 고공간주파수 대역에서의 대비감도가 더 큰 영향을 받아 정상범위를 먼저 벗어났고 대비감도의 정점은 저공간주파수 방향으로 이동하였다. 대비감도함수들의 교차점으로부터 대비감도가 정상범위를 벗어나는 확산적 흐림의 투과율 및 정점공간주파수의 이동을 산출한 결과, 투과율이 약 78.70%이 되면 대비감도의 정점이 6 cpd에서 3 cpd로 이동하는 것으로, 그리고 약 69.71%이 되면 모든 공간주파수에서의 대비감도가 정상범위를 벗어나는 것으로 평가되었다. 결론: 확산적 흐림의 투과율의 감소는 시력의 저하와 더불어 대비감도의 감소, 정상범위의 이탈 및 정점대비감도 이동 등을 유발시켜 시각적 불편함을 일으킨다는 점에서 백내장이나 안개 운전 시에는 더 많은 주의가 요구된다.
Purpose: To investigate the effects of the transmittance of diffusive blurson visual acuity and contrast sensitivity. Methods: Visual acuity and contrast sensitivity were measured by using Optec$^{(R)}$ 6500 in Healthy 30 subjects aged $22.83{\pm}0.50$ (male 13, female 17) who ...
Purpose: To investigate the effects of the transmittance of diffusive blurson visual acuity and contrast sensitivity. Methods: Visual acuity and contrast sensitivity were measured by using Optec$^{(R)}$ 6500 in Healthy 30 subjects aged $22.83{\pm}0.50$ (male 13, female 17) who were recruited from university students. Cataract simulator was used as a tool for diffusive blur. Visual acuity and contrast sensitivity were measured with varying the transmittance of diffusive blur in order to simulate progression of cataract and concentration in fog. Results: Visual acuity was reduced proportionally with decreasing the transmittance of the diffusive blur as follows: $VA(T)=1.84{\times}10^{-2}T-0.645$. Contrast sensitivity was decreased in all spatial frequencies. Contrast sensitivity in a high spatial frequency band was a greater effect and was off the normal range of contrast sensitivity. The peak of contrast sensitivity was moved in the direction to low frequency. From an intersection point of contrast sensitivity function, we could calculated the transmittance of the diffusive blur being off the normal range and the shift to peak spatial frequency. The peak of contrast sensitivity function was observed to move from 6 to 3 cpd at transmittance of about 78.70%, the contrast sensitivities for all frequencies at transmittance of about 69.71% were deviated from the normal range. Conclusions: The transmittance of diffusive blur causes a reduction in visual acuity and contrast sensitivity, a deviation of normal range of contrast sensitivity, and a shift of peak contrast sensitivity. Therefore the more attention is required when suffering from cataracts or driving in fog.
Purpose: To investigate the effects of the transmittance of diffusive blurson visual acuity and contrast sensitivity. Methods: Visual acuity and contrast sensitivity were measured by using Optec$^{(R)}$ 6500 in Healthy 30 subjects aged $22.83{\pm}0.50$ (male 13, female 17) who were recruited from university students. Cataract simulator was used as a tool for diffusive blur. Visual acuity and contrast sensitivity were measured with varying the transmittance of diffusive blur in order to simulate progression of cataract and concentration in fog. Results: Visual acuity was reduced proportionally with decreasing the transmittance of the diffusive blur as follows: $VA(T)=1.84{\times}10^{-2}T-0.645$. Contrast sensitivity was decreased in all spatial frequencies. Contrast sensitivity in a high spatial frequency band was a greater effect and was off the normal range of contrast sensitivity. The peak of contrast sensitivity was moved in the direction to low frequency. From an intersection point of contrast sensitivity function, we could calculated the transmittance of the diffusive blur being off the normal range and the shift to peak spatial frequency. The peak of contrast sensitivity function was observed to move from 6 to 3 cpd at transmittance of about 78.70%, the contrast sensitivities for all frequencies at transmittance of about 69.71% were deviated from the normal range. Conclusions: The transmittance of diffusive blur causes a reduction in visual acuity and contrast sensitivity, a deviation of normal range of contrast sensitivity, and a shift of peak contrast sensitivity. Therefore the more attention is required when suffering from cataracts or driving in fog.
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문제 정의
[5] Herse와 Bedell[2]은 인위적으로 유발된 확산적 흐림, 광학적 흐림, 망막 편심 등의 비교 연구에서 확산적 흐림을 유발시켰을 때는 문자시표와 격자시표, 두 경우 모두에서 대비감도가 유사하게 감소하지만, 광학적 흐림과 망막편심을 유발시켰을 때는 격자시표를 사용했을 때보다 문자시표를 사용했을 때 대비감도가 더 많이 감소한다고 보고하였다. 또한 액정윈도우는 유용한 셔터 및 휘도 필터의 역할을 하므로 백내장과 관련된 유용한 모델을 제공해줄 수 있다고도 제안하였다.[6] Vivekananda-Schmidt 등[7]은 정상인에게 확산적 흐림을 유발시켜 건물 내에서의 보행을 관찰한 후, 시기능에 문제가 있는 환자의 안전에 있어서 건물 내부의 디자인이 중요하다는 점을 알렸다.
본 연구에서는 이러한 확산적 흐림에서의 대비감도 감소 현상을 정량적으로 분석하였으며, 그 결과 확산적 흐림의 투과율 감소에 따른 대비감도의 정상범위 이탈 및 정점공간주파수 fp의 이동은 아래와 같이 정리할 수 있었다.
하지만 확산적 흐림에 있어서 시기능의 중요한 정보를 제공해주는 대비감도의 정상범위 이탈이나 정점이동 현상 등에 대한 연구는 전무한 상태이다. 본 연구의 목적은 확산적 흐림의 짙기 즉, 확산적 흐림의 투과율이 감소하는 과정에서 대비감도에 어떠한 변화가 나타나는지를 정상범위 이탈과 정점이동 현상을 중심으로 조사하는데 있다.
제안 방법
검사순서는 매뉴얼에 따라 낮은 공간주파수에서부터 시작하였고, 시표의 암기를 최소화하기 위하여 저대비에서 고대비의 순으로 읽도록 하였다.[12] 대비감도 시표의 패치(patch)는 기울어진 3가지 방향 중 하나의 방향을 답하도록 하였으며, 만일 첫 번째로 오답을 말하게 되면 3교대 강제선택법(three-alternative forced-choice method)을 멈추고 최종적으로 올바르게 응답한 패치의 대비감도 값을 기록하였다.[13] 피검사자가 가장 낮은 대비의 시표를 구별하지 못한 경우는 대비감도가 과대평가되는 것을 방지하기 위하여 대상자에서 제외시켰다.
6에서 대비감도함수는 세 번 교차하는데 이러한 교차점에 ○을 표시하였다. 각 교차점에서의 투과율과 대비 감도 값은 정상범위의 이탈에서 사용하였던 대비감도함수 들의 교차점 계산을 이용하여 산출하였다.[19] 계산 결과에 따르면 첫 번째 교차점에서의 투과율과 대비감도는 (78.
[11] 측정된 시력은 분수시력으로 원거리 시력표에 따른 시력환산표를 이용하여 소수시력으로 환산하였다. 검사순서는 매뉴얼에 따라 낮은 공간주파수에서부터 시작하였고, 시표의 암기를 최소화하기 위하여 저대비에서 고대비의 순으로 읽도록 하였다.[12] 대비감도 시표의 패치(patch)는 기울어진 3가지 방향 중 하나의 방향을 답하도록 하였으며, 만일 첫 번째로 오답을 말하게 되면 3교대 강제선택법(three-alternative forced-choice method)을 멈추고 최종적으로 올바르게 응답한 패치의 대비감도 값을 기록하였다.
00 D이내이었다. 굴절이상의 교정 시 조절마비제를 사용하지 않았으며, 자동굴절력계(Natural vision-k 5001, Shinnipon, Japan)를 이용한 타각적 굴절검사 후, 포롭터를 이용한 자각적 굴절검사를 실시하여 완전교정값(full correction)을 구하였다.
백내장 시뮬레이터용 확산필름을 이용하여 여러 확산적 흐림의 투과율에 따른 대비감도의 변화를 알아보았다. 확산적 흐림의 투과율이 감소하면 시력은 투과율에 비례하여 감소하였다.
이러한 연구의 수행을 위해 백내장 환자들이 겪는 시각적 어려움을 정상인들이 체험해 볼 수 있도록 고안된 백내장 시뮬레이터용 확산필름을 이용하여 여러 투과율의 확산적 흐림을 유발시킨 후, 각 투과율에서 시력과 대비감도를 측정하였다. 확산적 흐림의 투과율은 백내장의 진행 정도, 혹은 안개의 짙기에 해당하는 안개의 농도를 반영할 수 있는 변수라는 점에서 본 연구는 백내장의 진행 정도, 혹은 안개의 농도에 따른 시력 및 대비감도의 변화에 대한 연구의 기초자료로 활용될 수 있으리라 사료된다.
하지만 이러한 연구에는 많은 시간과 노력이 필요하다. 이에 본 연구에서는 대비감도함수들의 교차점 계산을 이용한 근사적 분석방법을 이용하여 각 공간 주파수별로 정상범위를 벗어나는 투과율을 아래와 같이 근사적으로 평가하였다. [19
그림에 따르면 시력은 투과율에 따라 비례하여 감소하는 것으로 보인다. 이에 시험곡선(trial curve)으로 선형함수로 택하고 최소자승법(least square method)을 이용하여 확산적 흐림의 투과율과 시력 사이에 성립하는 정량적인 관계를 맞춤하였다. 그 결과 확산적 흐림의 투과율 T과 시력 VA사이에는 식 (1)과 같은 선형적 관계가 성립된다는 결과를 얻을 수 있었다.
이제 확산적 흐림이 유발될 때 각 공간주파수별로 대비 감도가 정상범위를 벗어나는 투과율을 정량적으로 분석하도록 한다. 이를 정확히 알아보기 위해서는 다양한 대비를 연출하는 검사장비 및 세분화된 간격의 투과율 하에서의 검사가 필요하다.
[14] 한 확산적 흐림의 투과율에서 검사를 끝낸 후, 그 다음 투과율에서의 검사가 수행될 때까지는 30분이상의 충분한 휴식시간이 주어졌다. 확산필름의 분광투과율은 분광광도계(UV-2450, Shimadzu, Japan)로 가시광선 범위(380~780 nm)에서 5 nm 간격으로 측정하였다.[15]
대상 데이터
연구에 참여한 대상자들은 평균연령 22.83±0.50의 대학생 30명(남 13명, 여 17명)으로 전신질환, 안질환, 굴절이상 수술, 기타 안과 관련 수술 경험이 없고, 대비인지(contrast perception)에 영향을 미치는 녹내장, 건성안, 망막 병리적 문제 등이 없는 자들로 선별하였다.
이론/모형
사용된 시력표는 Optec® 6500에 내장된 원거리 시력표(No. 2000-042)와 사인파 격자(sine-wave grating)를 이용한 대비감도 시표인 FACT(Functional Acuity Contrast Test) 시표이다.
확산적 흐림의 유발을 위한 도구로는 정상인들이 다양한 안과적 질환을 체험해 볼 수 있도록 고안된 저시력 시뮬레이터(low vision simulators, Fork in the Road, USA)의 한 구성품인 백내장 시뮬레이터(cataract simulator, Fig. 1)용 확산필름을 이용하였다. 확산적 흐림에 대한 정량적인 지표는 확산필름의 투과율로 대표하였다.
성능/효과
확산적 흐림의 투과율이 감소하면 시력은 투과율에 비례하여 감소하였다. 대비감도 역시 감소하였는데, 저공간주파수에서의 대비감도보다 고공간주파수에서의 대비감도가 더 큰 영향을 받아 정상범위를 먼저 이탈하였으며, 대비감 도의 정점은 저공간주파수 방향으로 이동하였다. 이러한 결과를 투과율과의 관계를 통해 정량적으로 분석하였으며, 그 결과 투과율이 77.
71%가 되면 모든 공간주파수에서의 대비감도가 정상범위를 이탈함을 알 수 있었다. 또한, 78.70%일 때는 대비감도의 정점이 6 cpd에서 3 cpd로 이동하며, 56.72%일 때는 정점이 3 cpd에서 1.5 cpd로 이동함도 알 수 있었다.
대비감도 역시 감소하였는데, 저공간주파수에서의 대비감도보다 고공간주파수에서의 대비감도가 더 큰 영향을 받아 정상범위를 먼저 이탈하였으며, 대비감 도의 정점은 저공간주파수 방향으로 이동하였다. 이러한 결과를 투과율과의 관계를 통해 정량적으로 분석하였으며, 그 결과 투과율이 77.71%가 되면 우리 눈의 시기능에서 가장 중요한 역할을 하는 6 cpd에서의 대비감도가 정상범위를 이탈하고, 69.71%가 되면 모든 공간주파수에서의 대비감도가 정상범위를 이탈함을 알 수 있었다. 또한, 78.
5에서 음영으로 나타낸 부분은 정상범위를 나타낸다. 이를 근거로 투과율 100%, 90.79%, 83.43%때는 모든 공간주파수 1.5 cpd, 3 cpd, 6 cpd, 12 cpd, 18 cpd에서 대비감도가 정상범위에 속해 있음을 알 수 있다(Table 1에서 음영으로 표시되어 있는 부분). 하지만 투과율 77.
이상으로부터 확산적 흐림이 유발되면 모든 공간주파수에서 대비감도가 감소된다는 결과를 얻을 수 있다. 이러한 대비감도의 감소는 휘도의 변화나 광학적 흐림 등에서도 나타나는 현상이다.
이상을 정리하면 확산적 흐림의 투과율이 78.70%이 되면 대비감도의 정점은 6 cpd에서 3 cpd로 이동하며, 투과율이 더 낮아져서 56.72%가 되면 대비감도의 정점은 3 cpd에서 1.5 cpd로 이동한다고 결론지을 수 있다.
따라서 이 두 좌표를 지나는 직선방정식을 구한 후, 이 직선방정식에 6 cpd에서의 대비감도 정상범위의 하한값인 55를 대입하면 대비감도가 정상범위를 벗어나는 확산적 흐림의 투과율을 구할 수 있다. 이와 같은 가상적인 대비감도 직선들의 교차점 계산을 이용한 근사적 평가를 실시한 결과, 6 cpd에서 정상범위를 벗어나는 확산적 흐림의 투과율은 근사적으로 77.71%임을 알 수 있 었다. 마찬가지 방법으로 각 공간주파수별로 대비감도가 정상범위를 벗어나는 확산적 흐림의 투과율을 구하면 1.
[17] 따라서 식 (1)을 맞춤곡선(fitting curve)으로 하여 확산필름의 개수와 투과율 사이의 관계를 맞춤하면 확산필름 1장에 대한 평균 투과율을 구할 수 있다. 최소자승법(least square method)을 이용하여 맞춤하였고, 그 결과 확산필름 1장의 평균 투과율이 91.92%임을 알 수 있었다.
지금까지 살펴본 결과를 정리하면 다음과 같다. 확산적 흐림의 투과율이 감소하면 대비감도는 감소하는데, 특히 고공간주파수에서의 대비감도가 더 큰 영향을 받아 정상 범위를 먼저 벗어나면서 이와 더불어 정점이 저공간주파수 방향으로 이동한다고 결론지을 수 있다.
후속연구
본 연구에서 도출된 결과들은 백내장을 모사하는데 사용된 확산필름을 이용한 결과이고, 또한 근사적 방법으로 도출된 결과이기 때문에 실제 임상적 상황을 정확히 반영한다고 할 수 없을 것이다. 하지만 본 연구에서의 정량적 결과가 실제 백내장 질환이나 안개 상황에서 시기능 평가를 수행할 때 기초자료로 유용하게 쓰일 수 있기를 바라며, 보다 실질적인 상황과 검사장비를 활용한 정확한 연구의 수행 시 유용하게 활용될 수 있기를 기대한다.
이러한 연구의 수행을 위해 백내장 환자들이 겪는 시각적 어려움을 정상인들이 체험해 볼 수 있도록 고안된 백내장 시뮬레이터용 확산필름을 이용하여 여러 투과율의 확산적 흐림을 유발시킨 후, 각 투과율에서 시력과 대비감도를 측정하였다. 확산적 흐림의 투과율은 백내장의 진행 정도, 혹은 안개의 짙기에 해당하는 안개의 농도를 반영할 수 있는 변수라는 점에서 본 연구는 백내장의 진행 정도, 혹은 안개의 농도에 따른 시력 및 대비감도의 변화에 대한 연구의 기초자료로 활용될 수 있으리라 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
시각적 능력이 저하되는 현상은, 어떤 문제로부터 야기되는가?
미교정된 굴절이상, 부적절한 굴절교정, 백내장, 안개 등의 상황에서는 시력이 떨어지고 대비감도가 감소하는 등 시각적 능력이 저하되는 것으로 알려져 있다.[1] 이러한 현상들은 망막이나 신경과 관련된 문제가 아닌 렌즈(각막, 수정체)나 빛을 전달하는 매체와 관련된 광학적 문제로부터 야기되는데, 미교정된 굴절이상이나 부적절한 굴절교정 등과 같은 경우를 광학적 흐림(dioptric blur)이라 하며, 백내장이나 안개 등과 같은 경우를 확산적 흐림(diffusive blur)이라 한다.[2] 이러한 경우들은 일상생활에서 흔히 접할 수 있지만 피검자 모집이나 다양한 변인의 일관성 있는 통제가 어렵다는 점에서 임상적으로 만족할 만한 실험 결과를 얻기가 쉽지 않기 때문에 그 상황을 모사해줄 수 있는 인위적 흐림을 유발시켜 시각적 능력을 평가하는 방법들이 시도되어 왔다.
시력이 떨어지고 대비감도가 감소하는 등, 시각적 능력이 저하되는 현상이 나타나는 상황은?
미교정된 굴절이상, 부적절한 굴절교정, 백내장, 안개 등의 상황에서는 시력이 떨어지고 대비감도가 감소하는 등 시각적 능력이 저하되는 것으로 알려져 있다.[1] 이러한 현상들은 망막이나 신경과 관련된 문제가 아닌 렌즈(각막, 수정체)나 빛을 전달하는 매체와 관련된 광학적 문제로부터 야기되는데, 미교정된 굴절이상이나 부적절한 굴절교정 등과 같은 경우를 광학적 흐림(dioptric blur)이라 하며, 백내장이나 안개 등과 같은 경우를 확산적 흐림(diffusive blur)이라 한다.
어떤 경우를 확산적 흐림이라 하는가?
미교정된 굴절이상, 부적절한 굴절교정, 백내장, 안개 등의 상황에서는 시력이 떨어지고 대비감도가 감소하는 등 시각적 능력이 저하되는 것으로 알려져 있다.[1] 이러한 현상들은 망막이나 신경과 관련된 문제가 아닌 렌즈(각막, 수정체)나 빛을 전달하는 매체와 관련된 광학적 문제로부터 야기되는데, 미교정된 굴절이상이나 부적절한 굴절교정 등과 같은 경우를 광학적 흐림(dioptric blur)이라 하며, 백내장이나 안개 등과 같은 경우를 확산적 흐림(diffusive blur)이라 한다.[2] 이러한 경우들은 일상생활에서 흔히 접할 수 있지만 피검자 모집이나 다양한 변인의 일관성 있는 통제가 어렵다는 점에서 임상적으로 만족할 만한 실험 결과를 얻기가 쉽지 않기 때문에 그 상황을 모사해줄 수 있는 인위적 흐림을 유발시켜 시각적 능력을 평가하는 방법들이 시도되어 왔다.
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