얼룩말에게는 과연 어떤 일이 벌어질까요? 두 그림의 유일한 차이점은 대비감도다. 대비감이 높은 하단의 얼룩말 줄무늬가 더욱 선명해 보이며, 마른 초원과 유사한 색을 띄며 자세를 낮춰 숨어있는 사자 역시 아래 그림이 더 잘 보인다.
사자가 보이는 이유 - 대비감도함수 대비감도함수는 공간시 능률을 보여준다. x 축에 공간 주파수(시표 크기)를, y축에 흑백 대비도를 표기하며,곡선 아래 부분이 시각적으로 '인지'가 가능한 영역이다. 크기가 작은 글씨(x축 기준 우측)는 높은 대비도(y축 기준 하단)일 경우만 인지된다.
교정시력 1.0에도 차이가 있다? 아큐브 오아시스 원데이ⓡ(t) 렌즈를 대조 실험해 본 결과, 대조군 보다 특히 높은 공간주파수 영역에서 20% 정도 우수한 대비감도가 측정되었다. 즉, 사물의 디테일을 보다 선명하게 인지할 수 있다는 것을 시사한다. t: 아큐브 오아시스 원데이ⓡ/ c1: t렌즈 +0.25ds 덧댐 가입/ /c2: 2주 착용 세노필콘a
어두운 조명에서도 더욱 잘 보이려면? t 렌즈(아큐브 오아시스 원데이ⓡ)와 대조군에서 측정된 교정시력은 통계학적으로 의미 있는 정도의 수준 차이가 있었다. 어두운 조명에서 더 큰 차이를 보였으며, 동일 시표 줄의 2~3개 정도 글씨를 더 읽었다. hllc: 밝은 조명+저대비 차트 (160cd/m2, 10%)/ llhc: 어두운 조명+고대비 차트 (2.5cd/m2, 100%)
교정 시력이 1.0임에도 불구하고 뭔가 '완벽'하지 않다는 고객을 만나는 경우가 있다. 이런 아리송한 일은 시력을 측정하는 방법 때문에 발생한다. 전통적인 시력검사는 모든 것이 정지된 상태에서 밝은 조명 아래, 고대비(high contrast) 차트로 시행된다. 이 방법으로는 실제 고객이 일상생활 속에서 접하는 공간주파수, 빛의 밝기, 대비감 등의 변화와 동적 시력을 완벽하게 파악하지 못한다.
또한, 교정 시력이 아무리 우수한 상태라 할지라도 여러 요소에 의해 시각적 품질은 변할 수 있다. 시각적 품질 변화가 발생하는 가장 첫번째 지점은 '눈물막'이다. '눈물막'은 빛의 굴절이 처음 발생하는 지점이다. 안정적인 눈물막은 지질, 수분, 점액 성분이 모두 균형을 이룬다. 그러나 눈물막이 불안정해지면 빛의 산란이 생겨 망막에 맺히는 상의 선명도가 떨어진다. 눈은 우수한 시력을 유지하기 위해 지속적으로 순목운동을 하며, 이를 통해 눈물막은 안정적인 상태를 유지하게 된다.
그러나 눈물막이 안정적으로 유지된다 하더라도, 완벽하지 않은 인체의 광학시스템이 다른 문제를 발생시킨다. 각막과 수정체의 '구면구차'나 코마, 트레포일과 같은 '고위수차'가 시력 품질을 저하시키는 원인 중 하나다.
눈이 콘택트렌즈와 같은 인공 물질을 만났을 때, 시력에 영향을 미칠 수 있는 요소는 더욱 많아진다. 그래서 콘택트렌즈 제조사는 시각적 성능에 영향을 줄 수 있는 광학적 수차를 최소화하기 위해 노력하고 있다. 특히, 렌즈 재질이 눈물막과 어떻게 상호작용을 하느냐에 따라 시력이 향상되거나 저하될 수 있다. 렌즈 재질에 따라 빛의 굴절이나, 산란 정도가 각기 다르기 때문이다. 또한 렌즈 재질의 균질성(homogeneity)은 시력 품질에 영향을 주는 또 다른 주요 요소 중 하나다.
콘택트렌즈를 착용하면 눈물막은 렌즈 전면부와 후면부에 얇게 상하로 분리된다. 자연 눈물과 유사하게 점액의 농도를 보유할 수 있다면 눈물막 유지 및 눈물이 손실되는 것을 방지하는데 도움이 된다. 그러한 이유로 콘택트렌즈 제조 시 눈물 점액과 유사한 역할을 하는 성분을 폴리머에 첨가하기도 한다. 이 경우, 콘택트렌즈로 분리되기 전 상태와 유사한 환경을 만들어주어 콘택트렌즈 착용 중에도 눈물막이 안정적으로 유지될 수 있게 돕는다.
그렇다면 궁극적으로 고객이 실제 경험하는 시각적 성능을 평가하는 방법에는 무엇이 있을까? 대비감도함수는 시력의 품질을 평가하는 방법 중 하나로, 공간주파수와 대비감에 변화를 줌으로써 시각적 자극을 추출하고 임계치를 측정한다(그림2). 대비감도함수 곡선의 아래 영역은 시각적 인지가 가능한 정도를 뜻한다. 즉, 곡선이 높고 크다는 것은 보다 높은 공간지각능력을 갖고 있다는 의미다. 전통적인 교정시력 검사인 va는 대비감도함수 곡선 중 단 한 개 지점에서 측정된 시력에 지나지 않는다. 이는 전체적인 시각 능력을 판단하는데 한계가 있다. 예를 들어 백내장이나 안구건조증 등 안구질환이 동반된 고객의 경우 실제 측정된 va의 하락 정도와 고객이 느끼는 시력 품질의 저하가 비례하지 않는 이유가 바로 이 때문이다. 쉬운 예로 상단의 얼룩말 줄무늬의 경우, 대비감이 높은 아래쪽의 이미지가 훨씬 더 선명하게 보인다. 이는 시력의 차이가 아니라 '대비감도함수'의 차이다(그림1).
친수성 실리콘 하이드로젤 '세노필콘a'는 pvp(폴리비닐피로리돈) 습윤인자가 폴리머 전반에 함유되어있어 렌즈 전면에 수분을 모으고 유지하는 가교 역할을 한다. 또 pvp는 눈물막이 분리되는 것을 방지해 눈물막이 안정적으로 유지될 수 있게 돕는다. 앞서 강조했듯이 안정적인 눈물막은 시력의 질에 중요한 영향을 미친다.
이를 확인하기 위한 실험이 미국에서 진행됐다. 무작위로 선출된 35명의 미국 내 피검자(18~39세, 근시)를 대상으로 착용할 제품 정보를 알리지 않은 채 세 그룹으로 나눈 후 각기 다른 콘택트렌즈를 착용시키고 대비감도 검사를 이행했다. 연구 결과, 일일착용 세노필콘a(t렌즈: 아큐브 오아시스 원데이ⓡ) 착용 군이 대조군(c1:t렌즈 +0.25ds, c2: 2주착용 세노필콘a)보다 14~30% 정도 대비감도함수곡선 아래 영역이 증가한 것을 발견했다(그림3.) logmar 시력검사 역시 통계학적으로 유의한 정도로 더 우수한 것이 확인되었다(그림4). 이는 렌즈의 광학 정밀도가 크게 향상되었음을 시사하며, 보다 선명한 시력을 제공할 수 있음을 의미한다. 이 실험을 통해 눈물막 유지는 광학적 정밀도를 높여주며, 시력 교정과 대비감도 향상에 기여하는 것을 확인하였다. 따라서 고객이 사용하게 될 콘택트렌즈가 양적 그리고 질적 시력의 품질을 향상시키는지 관심을 갖고 지켜봐야 할 것이다.
※ 원본 출처: cheng x et al. high performance vision. optician, 2017; 254: 6622 25-27