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1 = 증례보고 = 삼차원 (3D) 영상시청이눈피로에미치는영향 대한안과학회지 2012 년제 53 권제 7 호 J Korean Ophthalmol Soc 2012;53(7): pissn: eissn: 권준기 1 강수연 1 김균형 2 서영우 1 오재령 1 김승현 1 김효명 1 송종석 1 고려대학교의과대학안과학교실 1, 가천의과대학교안과학교실 2 목적 : 이차원및삼차원영상물시청전, 후눈의피로도와눈물막파괴시간, 안구표면온도변화등을통한안구표면의변화를객관적으로비교해보고자하였다. 대상과방법 : 2D 및 3D 영상물시청전, 후로눈의피로도및눈이외의증상, 최초로확연히눈피로를느끼는시간, 시청중측정한눈의피로도에대해서비교하였다. 구면렌즈대응치, 결막충혈도, 눈물막파괴시간및안구표면온도의변화에대해서도비교하였다. 결과 : 2D 영상에비해 3D 영상을시청한후에눈의피로도및두통, 집중력의저하를느끼는정도가컸으며 (p=0.038, 0.003, 0.045), 30 분간격으로측정한눈의피로도역시 3D 영상에서더높았다. 눈피로를느끼기시작하는시간은 3D 영상시청시에 분, 2D 는 분이었다 (p=0.002). 3D 영상시청후구면렌즈대응치가유의하게감소하였다. 결론 : 3D 영상을시청할때느끼는눈의피로도와두통, 집중력의저하정도가 2D 영상에비해유의하게더컸으며눈의확연한피로감을느끼기시작하는시간도더짧았고, 구면렌즈대응치가유의하게근시로진행하는양상을보였다. < 대한안과학회지 2012;53(7): > 삼차원 (3D, dimensional) 영상은입체감을주어보는이로하여금영상이보다실제적으로느껴지게하는장점을가진다. 과거에는놀이동산에서주로사용되었으나최근영상기술의발달과함께 3D 영화 아바타 가전세계적으로 3D 영화의붐을일으키게되었고그이후로 3D로제작된많은영화들이만들어져극장에서상영되고있다. 이러한변화는영화뿐만아니라 3D TV와 3D 컴퓨터가각가정에보급되면서방송사들도 3D 콘텐츠를만들어방영하는등짧은기간동안영상산업에 3D와관련하여많은변화가진행되고있다. 3D 영상은이차원 (2D) 영상에비해입체감을더느끼게하는장점이있으나시청자로하여금눈의피로를유발하여일명 3D 눈피로 (3D asthenopia) 를일으킬수있고, 눈이외에도두통, 미식거림등의증상을일으킬수있다. 1 문제는과거놀이동산에서짧은시간 3D 영상에노출되는것과는달리가정에보급된 3D TV나컴퓨터를이용하게되는경우상당시간동안몰입하여 3D 영상을시청하게될 접수일 : 2011년 9월 19일 게재허가일 : 2012년 5월 4일 심사통과일 : 2011 년 11 월 26 일 책임저자 : 송종석서울특별시구로구구로동로 148 고려대학교구로병원안과 Tel: , Fax: crisim@korea.ac.kr * 이논문의요지는 2010 년대한안과학회제 104 회학술대회에서구연으로발표되었음. 가능성이매우크다는것이다. 따라서건강한성인뿐아니라시기능이아직성숙하지않은어린학동기의아이들, 그리고건강상의문제로집에서장기간 TV를시청하는노인층에서 3D 영상에장기간노출됐을때어떠한문제가발생할수있을지에대해서는별로알려진것이없다. 따라서 2D 영상에서 3D 영상으로영상산업이발전하고변화하기위해서는 3D 영상과관련된주관적증상들을평가하고이를해결할수있는방안을모색하여야한다. 본연구에서는이러한 3D 영상을시청할때느끼는눈의피로감과두통이나미식거림등의주관적증상이 2D 영상을시청할때와어떤차이가있는지를비교해보고자하였으며, 주관적증상이외에결막충혈도, 안구표면온도, 눈물막파괴시간, 구면렌즈대응치등눈의객관적지표들의변화정도가 2D와 3D 영상간에차이가있는지알아보고자하였다. 또한원거리입체시를측정하여 3D 영상시청에따른눈의피로도, 두통, 미식거림등의증상및눈의객관적지표의변화와개개인의입체시정도간에연관성이있는지도평가해보고자하였다. 대상과방법 특별한안질환또는전신적인질환이없는건강한성인지원자총 14명을대상으로하였다. 이들은모두실험전프리즘교대가림검사, 벡터분석 (vectogram) 을시행하여서융합에영향을줄수있는사시, 사위또는억제 (suppression) 941

2 - 대한안과학회지 2012 년제 53 권제 7 호 - 가없는것을확인하였다. 또한 Frisby-Davis (FD-2) 원거리입체시검사를통해모든피험자들의원거리입체시를측정하였다. 1주간격으로 2D 영상과 3D 영상을각각시청하였으며대상자를임의로나누어서한그룹은 2D 영상을먼저시청하게하였으며나머지그룹은그역순으로시청하게하였다. 주변조명은모두없앤암실에서시청하였으며약 5 m의거리를유지하도록하였다. 삼성전자사의 55 inch HDTV (UN55C7000WF, Samsung Electronics, Korea) 를통해 3D 영상을시청하였으며제조사에서제공한셔터글래스방식의안경을사용하였다. 영상물시청전후 Ames et al 2 이제안한설문지를통한눈의피로도 를평가하였다 (Appendix 1). 눈피로와관련된 10가지증상을각각 0 6점으로표시하여이를합산하는방법이며따라서눈피로도는최소 0점에서최대 60점으로평가되었다. 눈피로이외에도 3D 영상과관련된눈이외의 4가지증상, 즉두통, 현기증, 속메슥거림, 집중력저하등에대해서도각각 0 6점으로표시하여영상물시청전후의증상변화를평가하였다. 또한약 2시간에걸친영상시청시간동안 30분간격으로간단한눈의피로도를 0-6점으로응답하게하였으며눈의피로가확연히느껴지기시작하면피검자에게표시하여그시간을기록하도록하였다. 객관적평가를위해서는세극등검사를통하여결막충혈정도를 Schulze et al 3 이제시한충혈도사진과비교하여 1 인의안과의사가 1 10점범위에서점수를매겼고, 플루레신형광염색후눈물막파괴시간을측정하였으며, 안구표면온도를비접촉적외선온도측정기 (BT-020, Easytme, Korea) 를이용하여각막중심부에서시청전, 후각각 3회측정하여평균값을기록하였다. 영상물시청전후굴절이상에어떠한변화가있는지평가하기위해영상물시청전과시청직후자동굴절검사기 (RK-F1, Canon Inc, Tokyo, Japan) 를이용하여굴절이상을측정하였으며구면렌즈대응치를계산하여영상물시청전후의변화를평가하였다. 모든검사는양안중우안을택하여진행하였다. 통계적분석은 SPSS v12.0 (for Windows, Chicago, USA) 를이용하였으며 p값이 0.05 미만인경우통계적으로유의성이있다고보았다. 각각의측정변수의변화량에대 해서 2D 영상및 3D 영상시청간에차이가있는지는 paired t-test를통해알아보았고, 피험자의원거리입체시와눈의피로도및눈이외의증상, 안구의객관적지표들간의연관성을평가하기위해서 Pearsons correlation analysis 를이용하였다. 결과 실험에참가한총 14명은남자 7명, 여자 7명으로성비는동일하였으며, 평균연령은 28.4 (±2.44) 세였다. 이들은모두정위를보였으며, 벡터분석상억제를보이는경우는없었다. 원거리입체시는평균 8.93 (±4.00) 초였다. 영상물시청전, 후로 Ames et al 2 이제시한설문지를통한눈의피로도 (0-60) 는 2D 시청시에는시청전평균 3.86점에서시청후 7.43점으로서 3.57점상승하였으며, 3D 시청시에는시청전평균 4.21점에서시청후 11.86점으로서 7.65점상승하였다. 이둘의차이는통계적으로유의하였다 (p=0.038). 2D를먼저시청한그룹은 2D 시청후 4.00 (±4.08) 점상승하였고, 3D 시청후 6.86 (±4.67) 점상승하였다. 3D를먼저시청한그룹은 2D 시청후 3.14 (±3.72) 점상승하였고, 3D 시청후 8.43 (±10.67) 점상승하였다. 시청순서에관계없이 3D 시청이 2D 시청에비해눈의피로도가더많이상승하는것으로나타났다. 눈이외의증상으로, 먼저두통은 (0 6) 2D 시청시 0.29 점에서 0.50점으로서약 0.21점상승하였으며 3D 시청시에는 0.14점에서 1.21점으로약 1.07점상승하였다. 이역시유의한차이를보였다 (p=0.003). 현기증에대해서는 2D 시청시약 0.14점상승하였고 3D 시청시 0.57점상승하였다 (p=0.139). 속미식거림은 2D 시청시약 0.14점상승하였고, 3D 시청시약 0.36점상승하였다 (p=0.082). 집중력저하에대해서는 2D 시청시 0.79점상승하였고, 3D 시청시에는 1.43점상승하였다 (p=0.045) (Table 1). 영상을시청하면서 30분간격으로측정한 간단한눈의피로도 (0-6) 에대해서는 2D 및 3D 각각시청 30분후 1.14 (±0.95), 2.57 (±1.50), 시청 60분후 1.86 (±1.51), 3.79 (±1.67), 그리고시청 90분후 2.50 (±1.51), 5.00 Table 1. Changes of ocular fatigue and non-ocular symptoms after watching 2D and 3D images 2D 3D p * Ocular fatigue (scale: 0-60) 3.57 ± ± Headache (scale: 0-6) 0.21 ± ± Dizziness (scale: 0-6) 0.14 ± ± Nausea (scale: 0-6) 0.14 ± ± Decreased concentration (scale: 0-6) 0.79 ± ± Values are stated as mean ± SD. Paired t-test

3 - 권준기외 : 삼차원 (3D) 영상시청과눈피로 - Figure 1. Ocular fatigue while watching 2 D and 3 D images. (±1.52) 로측정되었다. 모든시간대에서 2D 영상에비해 3D 영상에서유의하게높게측정되었다 (p=0.017, 0.003, 0.000) (Fig. 1). 또한시청후최초로확연히눈의피로를느끼기시작하는시간은 2D 시청시평균 (±22.82) 분부터였으며 3D 시청시에는평균 (±20.33) 분부터였다 (p=0.002). 즉, 3D 영상시청시에 2D 영상에비해유의하게일찍눈의피로를느끼기시작하는것으로나타났다. 다음으로안구관련객관적지표로서측정한 4가지항목중, 먼저구면렌즈대응치는 2D 시청전, 후로 0.01 (±0.27) 디옵터증가하였으며 (p=0.902), 3D 시청전, 후로는 0.21 (±0.37) 디옵터감소하였다 (p=0.047) (Fig. 2). 즉, 2D 영상시청후에는구면렌즈대응치의유의한변화가없었지만, 3D 영상시청후에는구면렌즈대응치가유의하게근시쪽으로이동하는것을알수있었다. 이둘의차이는통계적으로유의하였다 (p=0.029). 결막충혈정도, 눈물막파괴시간, 그리고안구표면온도에대해서는 2D 와 3D 간에유의한차이를보이지는않았다 (p=0.583, 1.000, 0.926) (Table 2). 실험전에측정한원거리입체시의정도와 3D 영상물시청전, 후변화하는눈의피로도및눈이외의증상 4가지, 안구관련객관적지표 4가지와는모두상관관계를보이지않았다 (Table 3). 그리고 3D 영상시청후구면렌즈대응치의변화정도와 3D 영상시청후눈의피로도의증가사이에도상관관계를보이지는않았다 (p=0.664). 고찰 영상산업의발달로 3D 영상을제공할수있는영상기기들이점차늘어나고있다. 3D 영상을보여주는영화관은물론이고, 3D TV와 3D 모니터, 3D 카메라와캠코더, 최근에는 3D 영상을제공하는스마트폰까지점차다양한전자기기를통해 3D 영상을접할수있게되었다. 3D 영상의기술방식은크게안경식과무안경식으로나누며, 스마트폰과같이소형영상기기를제외하고는대부분안경식기술을이용 Figure 2. Changes of spherical equivalents (diopter) after watching 2D and 3D images. 하고있다. 안경식방법에는편광안경방식과셔터글래스방식두가지가있으며현재우리나라의대표적두전자회사인삼성전자의경우셔터글래스방식을, LG전자의경우편광안경방식을이용한전자제품을생산하고있다. 본연구에서는셔터글래스방식을이용한 3D TV를통해 3D 영상을시청하였으며현재로는 3D 기술방식에따라눈의피로유발에차이가있는지에대해서는별로알려진바가없다. 3D 영상시청이눈의피로를유발하는원인에대해서는몇가지이론이제시되고있다. Lambooij et al 4 은과도한조절-폭주연관운동에대한요구, 불충분한깊이정보로인한 3D 영상의왜곡, 부자연스러운이미지의흐림등으로인해시각적불편감이초래될것이라고하였고, Hoffman et al 1 은조절과폭주의불일치가시청자로하여금양안시자극의융합능력을떨어뜨려불편감과시각적피로를유발한다고하였다. 본연구에서눈피로에대해피험자들의응답을통해주관적으로평가하였을때 2D 영상시청전에는평균 3.86 (±5.57) 점이시청후에는 7.43 (±5.71) 로약 3.57점상승하였고, 3D 영상의경우시청전에는평균 4.21 (±4.73) 점이시청후에는 (±10.92) 점으로약 7.65 점상승하였다. 즉, 3D 영상의시청이눈의피로를 2D 영상보다상대적으로더많이일으키는것으로나타났으며, 전신적증상중두통, 집중력저하의경우 2D 영상에비해 3D 영상이더많이유발하는것으로나타났다. 또한영상물시청후 30분, 60분, 90분에측정한전반적인눈의피로감에있어서도모든시간대에서 3D 영상에서더심한피로감을나타냈으며심한눈의피로를느끼는시간도 2D 영상의경우평균 (±22.82) 분인반면 3D 영상의경우 (±20.33) 분으로, 3D 영상시청시 2D 영상보다눈의피로감을더빨리느꼈으며이는통계적으로유의하였다 (p=0.01). 본연구에서는 3D 영상이일으키는주관적눈의피로도를객관적으로평가하기위해이전연구에서제시한눈물막 943

4 - 대한안과학회지 2012 년제 53 권제 7 호 - Table 2. Changes of ocular objective indices after watching 2D and 3D images 2D 3D p * Spherical equivalent (diopter) 0.01 ± ± Conjunctival injection (scale: 1-10) 0.29 ± ± Tear BUT (sec) ± ± Ocular surface temperature ( ) 0.23 ± ± Values are stated as mean ± SD. Paired t-test. Table 3. Correlation coefficients and p-values between distant stereoacuity and variables for watching 3D images Distant stereoacuity (sec of arc) Pearson coefficient p * Ocular fatigue (scale: 0-60) Headache (scale: 0-6) Dizziness (scale: 0-6) Nausea (scale: 0-6) Decreased concentration (scale: 0-6) Spherical equivalent (diopter) Conjunctival injection (scale: 1-10) Tear BUT (sec) Ocular surface temperature ( ) * Pearsons correlation analysis. 파괴시간, 안구표면온도, 결막충혈도등을평가해보았다. 5 2D 영상과 3D 영상모두결막충혈도는약간증가하는경향을, 눈물막파괴시간은조금짧아지는경향을, 안구표면온도는다소증가하는경향을보였으나영상시청전후에통계적으로유의한차이를보이지않았고, 2D 영상과 3D 영상간에도별차이를보이지않았다. 그러나자동굴절검사기를이용한굴절이상의구면렌즈대응치의경우 2D 영상시청전후에는유의한차이를보이지않았으나 3D 영상시청후에는평균 0.21 (±0.37) 디옵터근시쪽으로측정되었고 2D와 3D 간의차이는통계적으로유의하였다 (p=0.029). 근거리작업을오래하게되면일시적으로근시가유발되며이를 nearwork-induced transient myopia (NITM) 이라한다. 6 이러한 NITM이영구적인근시로진행하는지에대해서는논란이있지만근거리작업이근시를유발하고또근시를진행시키는중요한환경적요소로여겨지고있다. 7-9 본연구에서는 5 m 거리에서 2D와 3D 영상을시청하게한후영상시청전과시청직후의구면렌즈대응치를비교한결과 2D 영상의경우시청전후에유의한차이를보이지는않았으나평균구면렌즈대응치가원시쪽으로미세하게진행한경향을보였다. 그러나 3D 영상의경우 5 m의시청거리에도불구하고평균구면렌즈대응치가유의하게근시로진행하는결과를나타냈다. 이는 3D 영상의경우영상의깊이차이로인해영상을시청하는도중반복적인조절작용이유발되어일어나는현상이아닐까생각되며이러한조절작용이 3D 영상을시청할때눈의피로를더느끼는 한원인이될수있겠다. Iwasaki et al 10 은원, 근거리자극을이용해구면렌즈대응치의변화를확인한후근시로의이동을보인사람들에게서안구피로도, 건조감등의증가를확인하였다. 비록본연구에서 3D 시청시에일어나는구면렌즈대응치의근시로의변화정도와눈의피로도에대해서는유의한연관성을보이지는않았지만, 향후이에대한추가적인연구가필요할것이다. Lambooij et al 11 은양안시기능이떨어지는사람들이 3D 영상시청후느끼는눈의피로도가더높다고보고한바있다. 본연구에서도 3D와관련된눈의피로도나전신적인증상이각개인의원거리입체시기능에따라차이가있지않을까하는가정하에원거리입체시검사인 FD-2 를이용하여원거리입체시검사를시행한후 3D 영상과관련된눈의피로도및전신적증상과의연관성을평가하였으나눈의피로도및전신적증상과원거리입체시간에유의한연관성을보이지는않았다. FD-2 를통한원거리입체시검사의정상범위로는대략 8-20초 (second of arc) 정도로알려졌으며, 연령별로는약 20대에서 7-13초정도의가장좋은입체시를보였다는보고가있다. 12 본연구에서도평균 8.93 (±4.00) 초의원거리입체시를보였으며, 대부분 20대후반의연령을감안해보면피검자들은모두정상적인입체시를모두가졌다고볼수있다. 따라서입체시와눈의피로도및전신증상과의적절한연관성분석이이루어지지못하였을가능성이있다. 이는실험전, 교대프리즘가림검사및벡터분석을통해사시나사위또는억제가있는경우를제외 944

5 - 권준기외 : 삼차원 (3D) 영상시청과눈피로 - 한것과도관련이있을것이다. 본연구의한계점으로는검사대상이정상성인 14명으로대상수가비교적적다는점을들수있다. 한피검자가무작위순서로 2D와 3D 영상을모두시청해야하므로 2주에걸쳐검사를진행하여야했고이로인해본연구를위한지원자를충분히확보하기가어려웠다. 그럼에도불구하고본연구에서는 2D 영상에비해 3D 영상을시청할때눈의피로와두통, 집중력저하가더크게유발되는것을알수있었고, 눈의피로감을확연히느끼는데걸리는시간도더짧은것을확인할수있었다. 또한 2D 영상과달리 3D 영상을시청한후에는구면렌즈대응치가유의하게근시로진행하는현상을확인하였다. 따라서 3D 영상을시청할때에는일반 2D 영상에비해휴식을보다일찍취하는것이바람직하다고생각하며휴식을취할때는먼사물을바라보아 3D 영상시청으로인한조절을이완시켜주는것이필요하다고생각한다. 3D 영상시청과관련된안전성가이드라인을제시하기위해서는향후좀더많은인원의다양한연령대를대상으로대규모의연구들이필요하리라생각한다. 참고문헌 1) Hoffman DM, Girshick AR, Akeley K, Banks MS. Vergence-accommodation conflicts hinder visual performance and cause visual fatigue. J Vis 2008;8: ) Ames SL, Wolffsohn JS, McBrien NA. The development of a symptom questionnaire for assessing virtual reality viewing using a head-mounted display. Optom Vis Sci 2005;82: ) Schulze MM, Jones DA, Simpson TL. The development of validated bulbar redness grading scales. Optom Vis Sci 2007;84: ) Lambooij MTM, Ijsselsteinjn WA, Heynderickx I. Visual discomfort in stereoscopic displays: a review. In: Woods AJ, Dodgson NA, Merritt JO, et al., eds. Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems, Proc SPIE 2007; v ) Suh YW, Kim KH, Kang SY, et al. The objective methods to evaluate ocular fatigue associated with computer work. J Korean Ophthalmol Soc 2010;51: ) Ciuffreda KJ, Vasudevan B. Nearwork-induced transient myopia (NITM) and permanent myopia is there a link? Ophthalmic Physiol Opt 2008;28: ) Goldschmidt E. [On the etiology of myopia. An epidemiological study]. Acta Ophthalmol (Copenh) 1968;Suppl 98:1+. 8) Ong E, Ciuffreda KJ. Nearwork-induced transient myopia: a critical review. Doc Ophthalmol 1995;91: ) Hung GK, Ciuffreda KJ. Incremental retinal-defocus theory of myopia development--schematic analysis and computer simulation. Comput Biol Med 2007;37: ) Iwasaki T, Tawara A, Miyake N. Reduction of asthenopia related to accommodative relaxation by means of far point stimuli. Acta Ophthalmol Scand 2005;83: ) Lambooij M, Fortuin M, IJsselsteijn W, Heynderickx I. Measuring visual fatigue and visual discomfort associated with 3-D displays. J Soc Inf Disp 2010;18: ) Kim SJ, Kim SY. Normal distance stereoacuity by age assessed by the Frisby Davis Distance stereotest. J Korean Ophthalmol Soc 2008;49: Appendix 1. Questionnaire for evaluating ocular fatigue Tired eyes Sore/aching eyes Irritated eyes Watery eyes Dry eyes Eyestrain Hot/burning eyes Blurred vision Difficulty in focusing Vision discomfort None Mild Moderate Severe

6 - 대한안과학회지 2012 년제 53 권제 7 호 - =ABSTRACT= The Ocular Fatigue of Watching Three-Dimensional (3D) Images Junki Kwon, MD 1, Su-Yeon Kang, MD 1, Kyun-Hyung Kim, MD 2, Young-Woo Suh, MD, PhD 1, Jae Ryung Oh, MD, PhD 1, Seung-Hyun Kim, MD, PhD 1, Hyo-Myung Kim, MD, PhD 1, Jong-Suk Song, MD, PhD 1 Department of Ophthalmology, Korea University College of Medicine 1, Seoul, Korea Department of Ophthalmology, Gachon University of Medicine and Science 2, Incheon, Korea Purpose: To compare ocular fatigue, non-ocular symptoms, and ocular surface changes, such as tear break-up time (BUT) and ocular surface temperature, after watching 2-dimensional (2D) and 3-dimensional (3D) images. Methods: Fourteen volunteers were enrolled in the present study. Subjects watched 2D as well as 3D images and answered questions regarding ocular fatigue and general symptoms such as headache. Before and after watching images, the spherical equivalent, degree of conjunctival injection, tear BUT, and ocular surface temperature were measured and the amount of change was analyzed. While watching images, subjects answered questions regarding ocular fatigue and the time when they began to feel definitive symptoms. Results: Watching 3D images induced a greater degree of ocular fatigue, headache, and decreasing concentration than watching 2D images (p = 0.038, 0.003, and 0.045, respectively). While watching images, 3D images induced a greater degree of ocular fatigue than 2D images and caused subjects to feel earlier ocular fatigue (3D: min, 2D: min, p = 0.002). Spherical equivalents became more myopic after watching 3D images. Conclusions: After watching 3D images, a greater degree of ocular fatigue, headache, and decreasing concentration was induced and a shorter time to feel definitive ocular fatigue was observed than after watching 2D images. In addition, spherical equivalents changed myopically after watching 3D images. J Korean Ophthalmol Soc 2012;53(7): Key Words: Ocular fatigue, Three-dimensional (3D) image Address reprint requests to Jong-Suk Song, MD, PhD Department of Ophthalmology, Korea University Guro Hospital #148 Gurodong-ro, Guro-gu, Seoul , Korea Tel: , Fax: , crisim@korea.ac.kr 946

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<31372D30342D303628B1E8BDC2C7F62DBCADC7FDC1F829313532352E687770> 대한안과학회지 2014년 제 55 권 제 10 호 J Korean Ophthalmol Soc 2014;55(10):1525-1529 pissn: 0378-6471 eissn: 2092-9374 http://dx.doi.org/10.3341/jkos.2014.55.10.1525 Original Article 외편위 환자에서 3D TV 시청이 사시각 및 굴절이상에