목적 : 유발된 부등시가 보행 중 보행 패턴에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 

방법 : 평균 연령 22.23±1.99세의 40명의 젊은 성인을 대상으로 하였다. ±1.00 D, ±2.00 D, 그리고 ±3.00 D의 구면렌즈를 사용하여 우위안과 비우위안의 근시성 및 원시성 부등시를 유발시켰다. 보행 패턴의 측정은 보행분석계를 이용하여 4 km/h 속도로 지정된 트레드밀 위에서 실시하였다. 각 부등시 조건에서 10초간 보행 패턴을 측정하였다. 

결과 : 보폭 길이는 MPMVA조건과 비교해 우위안에 ±1.00 D로 유발한 근시성 및 원시성 부등시부터 유의하게 짧아졌고, 비우위안에 유발하였을 경우, ±2.00 D로 유발한 근시성 및 원시성 부등시부터 유의하게 짧아졌다. 분속수의 경우, 우위안에 ±1.00 D로 유발한 근시성 및 원시성 부등시부터 MPMVA 조건과 비교해 현저하게 증가하였지만, 비우위안에 유발된 부등시에서는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 

결론 : 유발된 근시성 및 원시성 부등시는 보행 시 보행 패턴의 변화를 야기시키는 광학적 요인으로 작용하였다. 특히 우위안에 부등시가 유발될 경우, 이러한 보행 패턴의 변화는 더욱 뚜렷하였다.

주제어 : 부등시, 우위안, 보폭 길이, 분속수

서 론 

보행은 환경인자와 신체 이동이 합쳐진 것으로 시각계, 전정계 그리고 고유감각계의 정보들이 통합되어 운동계로 출력되는 복잡한 과정이다. 

시각은 보행 환경에서 신체의 방향을 조정하고 균형을 유지하며, 다리의 궤적 및 발 위치를 예측하고 결정하는 데 중요한 역할을 한다. 

특히 장애물 보행에서는 이동 경로 중 위험을 피하기 위한 발 배치를 정확하게 제어하기 위해 이동 경로 전방 4~6m 지점에 시선을 고정하며 시각 정보를 수집한다. 

일반적으로 대비감도 능력은 문턱을 넘거나 계단을 올라갈 때 가장자리를 감지하는데 쓰이며, 주변 시야는 보행 중 물체와의 거리에 대한 정보, 즉 환경의 움직임과 위험에 대한 정보를 파악한다. 

입체시 능력은 계단 보행 시 계단의 높이를 감지하는 데 필수적이다. 

정밀한 입체감 형성에는 눈의 굴절 이상 여부, 안위 상태, 억제의 유무, 망막의 시신경 상태 등과 연관된다. 

그 중에서도 좌우안의 시력이 다른 시력 부등시나 좌우안의 교정 렌즈 굴절력이 서로 다른 굴절 부등시는 입체시를 쉽게 감소시킨다. 

이와 같은 시각결함이나 시기능이상이 존재할 경우, 이동경로에 대한 시각적 환경 정보를 제대로 인식하지 못해 불완전한 보행과 더불어 낙상사고로 이어질 수 있다. 

이는 원활한 보행을 위해 정상적인 시각 상태는 필수적인 기본 조건이라는 것을 보여준다. 

본 연구에서는 ±1.00 D ~ ±3.00 D의 구면렌즈를 사용하여 대상자의 우위안과 비우위안을 기준으로 근시성 및 원시성 부등시를 유발하고, 보행 패턴의 변화를 분석하고자 했다.

대상 및 방법 

1. 대상

본 연구의 취지에 동의하고, 정상적인 독립보행이 가능하며, 신체적으로 건강한 20대 남성 23명, 20대 여성 17명을 대상으로 하였다. 

본 연구에 참여한 대상자의 평균연령은 22.23 ±1.99세였다. 

대상자 중 양안교정시력이 1.0 미만, 사시, 비사시성 양안시 이상, 그리고 조절이상과 관련된 증상 및 징후가 있는 경우이거나 낙상 경험이나 불안정한 보행 패턴을 보이는 경우는 연구대상에서 제외하였다.

2. 연구방법

포롭터를 이용한 자각적 굴절 검사를 통해 실험대상자의 완전교정값을 검출한 후, 시험테에 장입하였다. 

완전교정된 양 눈앞에 ±1.00 D, ±2.00 D, 그리고 ±3.00 D의 구면 렌즈를 사용해 근시성 및 원시성 부등시를 정도별로 유발하였다. 

대상자의 우위안을 조사하여 각 부등시를 우위안과 비우위안에 각각 유발하였다. 

각 부등시 조건에서 해당 보행 패턴을 평가하기 위해 Optogait의 송•수신 바를 트레드밀의 양쪽 가장자리 난간에 각각 위치시켰다. 

보행패턴의 분석은 트레드밀 속도를 4km/h로 설정한 후 10초 동안 실시하였다. 

측정 시 6m 전방에 위치시킨 LCD 시력표의 점광원을 주시점으로 지정하여 조절개입에 의한 영향을 최소화하고자 하였다. 

완전교정상태에서 측정이 종료되면 유발된 부등시 조건별 측정은 무작위 순서로 진행하였다. 

부등시 조건이 바뀔 때마다 10분의 휴식시간을 제공하였다. 

측정된 보행 패턴은 다음과 같다.

(1) 보폭 길이: 양발지지 상태에서 앞에 위치한 발의 뒤꿈치에서 뒤에 위치한 발의 뒤꿈치까지의 수평거리를 의미하고 단위는 ㎝로 표시한다. 

(2) 분속수: 단위시간 당 일어나는 보폭의 수를 의미하며, 단위는 step/min으로 나타낸다. 

자료의 분석과 통계는 IBM SPSS Statistics 27 통계 프로그램을 이용하여 실시하였다. 

완전교정상태에 측정된 값과 각 부등시 조건에서 측정한 값을 비교분석 하기 위해 반복 측정 분산 분석을 활용하였다. 

모든 결과 값은 p<0.05일 때 통계적으로 유의한 차이가 있다고 판단하였다.</span>

결과 및 고찰 

1. 유발된 근시성 및 원시성 부등시에 따른 입체시의 변화

그림 2는 유발시킨 부등시의 각 정도별로 우위안과 비우위안 간의 입체시 차이를 나타낸 것이다. 

우위안과 비우위안에 각각 부등시를 유발하였을 때, 입체시는 모든 조건에서 통계적인 차이를 보였지만, 유발렌즈의 굴절력이 증가함에 따라 우위안 또는 비우위안 중 어느 한쪽으로 차이가 나는 일관성은 찾을 수 없었다. 

2. 유발된 근시성 및 원시성 부등시에 따른 보행 패턴의 변화

그림 3-A>를 살펴보면 우위안에 유발 시 +1.00 D부터, 비우위안에 유발 시 +2.00 D에서부터 완전교정상태와 비교해 보폭 길이가 유의하게 짧아졌다. 

그림 3-B>는 완전교정상태와 비교해 우위안에 유발 시 -1.00 D부터, 비우위안에 유발 시 -2.00 D에서만 보폭 길이가 유의하게 짧아졌다. 

그림 3-C>와 그림 3-D>에서 우위안에 유발 시 완전교정상태와 비교해 각각 ±1.00 D부터 분속수가 유의하게 증가하였다. 

반면 비우위안에 유발 시 분속수의 유의미한 변화를 찾을 수 없었다. 

대상자들의 보폭 길이가 짧아진 원인으로는 부등시 유발로 인해 일시적으로 변경된 시각 정보가 트레드밀의 지정된 속도에 적응된 최적의 보행 패턴의 변화를 야기하였고, 이때 보행 안정성을 확보하기 위한 보상 기전이 작동한 것으로 생각할 수 있다. 

이러한 현상은 마치 빙판길을 걸을 때 넘어지지 않도록 보폭 길이를 줄여서 걷게 되는 보행의 순응 전략과 유사하다고 볼 수 있다. 

우위안으로부터의 시각 정보는 비우위안보다 전달 속도가 더 빠르고, 그 정보를 처리하기 위한 피질 뉴런의 수와 성능이 월등히 높으며, 지각 처리의 우선순위를 가진다. 

연관하여, 근시성 부등시로 인해 발생하는 흐린 시각 정보나 원시성 부등시로 인한 변동적인 조절반응 상태가 우위안에 발생할 경우, 기존의 보행 패턴을 쉽게 변화시켜 최적의 보행 성능과 효율성에 부정적인 영향을 끼칠 수 있음을 시사한다. 

결 론 

우위안과 비우위안에 각각 근시성 및 원시성 부등시를 유발하였을 때, 입체시는 모든 조건에서 차이를 보였지만, 두 눈 중 어느 한쪽으로 차이가 나는 일관성은 찾을 수 없었다. 

하지만 우위안에 유발된 부등시에서 보폭 길이가 짧아지고 분속수가 증가하는 보행 패턴의 변화 양상이 비우위안에 유발된 부등시 상태와 비교해보다 뚜렷하였다. 

이는 부등시로 인한 입체시 감소 정도가 우위안과 비우위안이 유사하다 하더라도, 우위안의 강한 시각 정보 의존성이 보행 패턴에도 더 큰 영향을 미친 결과로 사료된다. 

인간의 쾌적하고 바람직한 보행속도는 단위 거리당 에너지 소비가 최소가 될 때이다. 

그 속도보다 느리거나 더 빠른 속도가 요구되는 상황이 발생하면, 최적의 보행 모델이 파괴되고, 비효율적인 에너지 소비 상태가 된다. 

보행장애로 인한 낙상사고는 국민들의 건강을 위협하는 중요한 사회적 문제이므로 다양한 전문영역에서 다각적인 노력이 요구된다. 

따라서 적절한 비정시의 교정은 낙상 예방에 기여하는 안광학 전문가들의 중요한 역할이 된다. 

[참고문헌] Peterka RJ. Sensorimotor integration in human postural control. J Neurophysiol.2002;88(3):1097-118.DOI: https://doi.org/10.1152/jn.2002.88.3 외 20건

원문 참조: 「한국안광학회지」 제29권 3호, 131-137쪽. 2024년

논문의 판권은 한국안광학회지에 있으며 저자의 동의하에 요약본을 게재함.

최재혁*, 문병연, 유동식, 조현국, 노재현, 김상엽

(강원대학교 안경광학과 대학원)

출처: 옵틱위클리