한국인의 정상 contrast sensitivity에 관한 연구

Abstract

[영문]

[한글]

우리의 시계에는 경계가 분명한 상과 불분명한 상 그리고 명암의 차이가 많은 상과 직

은 상들이 섞여 있다. 시력이란 이러한 여러가지 경우의 상들에 대한 우리 눈의 전반적인

식별능력을 말한다. 그러나 지금까지 일반적으로 시력검사에 사용되고 있는 모든 시력표

는 경계가 분명하고 명암의 차이가 많은 것들로만 만들어져 있다. 그러므로 경계가 불분

명하고 명암의 차이가 적은 상들에 대한 우리 눈의 식별능력은 무시되어 왔다. 이러한 경

계가 불분명하고 명암의 차이가 적은 상들에 대한 우리 눈의 식별능력을 contrast sensit

ivity라 한다.

이 contrast sensitivity에 이상이 나타나는 경우로는 안매질, 망막, 시신경 등의 질환

이나 약시 등이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 안매질, 망막, 시신경 등의 질환의 초

기에 환자 자신은 시력장애를 느끼지만 시력검사에서는 20/20(1.0) 이상의 정상시력으로

나타날 수가 있다. 이러한 경우라도 contrast sensitivity검사로서는 이상소견을 발견한

수 있어 여러 안질환의 조기진단에 중요한 의의가 있는 것으로 알려져 있다.

Contrast sensitivity는 격자양상의 명암이 점차적으로 변하는 정현파격자양상(sinusoi

dal grating patterns)을 시표로 이용하여 측정한다.

시각 1도 네에 들어가는 밝은 격자와 어두운 격자의 주기의 수를 정현파격자주기 (cycl

es of sinusoidal grating)라 한다.

수리의 시기관에는 정현파격자주기에 따라 선택적으로 감응하는 시기능전달회로와 시중

추세포들이 있다고 보고된 바 있다.

Contrast sensitivity를 각 정현파격자주기에 따라 표시하여 연결한 곡선을 contrast s

ensitivity곡선이라고 한다. 여러 보고에 의하면 이 곡선의 정상형태는 종모양(bell shap

e)을 이루는 것으로 정현파격자주기가 3∼15 LP/D에서 contrast sensitivity는 치고치를

보이며 이 정현가격자주기 보다 높거나 낮은 주기에서의 contrast sensitivity는 저하된

다고 했다. 그러나 이 곡선은 측정장비의 종류에 따라 다소 다르게 나타나는 것으로 보고

되고 있다.

Contrast sensitivity근 Schade(1956)가 oscilloscope을 이용하여 처음으로 측정한 이

레 Sjostrand와 Frisen(1977)은 텔레비젼 수상기를, 그리고 Arden(1978)은 인쇄된 책자를

이용하여 각각 측정한 바 있다. 그러나 oscilloscope은 정현파격자주기가 변함에 따라 o

scilloscope영상화면의 조도가 변하며 임상에서 사용하기에는 장비조작이 어렵다. 텔레비

젼 수상기의 단점은 흔들리는 작은 잔상이 영상화면에 생긴다는 것과 취급하기가 용이하

지 않다는 점이다. Arden의 책자는 임상에서 사용한 수 있을 만큼 징확히 정현파격자양상

을 인쇄하기가 어렵다.

이러한 점을 감안하여 1983년 연세의대 안과학교실에서는 영상화면의 정현파격자양상에

정확성을 기할 수 있으며 측정방법이 간단한 microcomputer를 이용한 contrast sensitiv

ity측정장비를 개발한 바 있다.

저자는 연세의대 안과학교실에서 개발한 contrast sensitivity측정장비를 이용하여 한

국인 115명 중 정상안 226안을 대상으로 contrast sensitivity를 측정하였으며 이를 성별

, 좌우안별 그리고 연령에 따른 차이를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 정현파격자주기별 contrast sensitivity는 3.1 LP/D에서 가장 높았으며 정현파격자

주기가 감소하거나 증가할수록 contrast sensitivity는 점차 저하되었다.

2. 성별에 따른 contrast sensitivity는 각 정현파격자주기에서 유의한 차이가 없었다.

3. 좌우안에 따른 contrast sensitivity는 각 정현파격자주기에서 유의한 차이가 없었

다.

4. 정현파격자주기별 contrast sensitivity의 연령에 따른 변화는 0.4, 1.5, 35.0 LP/D

의 정현파격자주기데서는 유의한 변화가 없었으며 기타의 정현파격자주기에서는 10대군과

20대군에서 타연령군에 비해 유의있게 높게 나타났으며 10세 이하군과 60대군에서 타연

령군에 비해 유의있게 낮게 나타났다.

A Study on the Normal Contrast Sensitivity of korean

Sang Yeul Lee

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Ouk Choi, M.D.)

The visual world consists of images at varying contrast levels and such imageg

are not always separated by definite borders. The conventional test of visual

performance, Snellen letter chart, has the finest resolvable details at high

contrast. The conventional test reveals the function of only one aspect of visual

system.

Contrast sensitivity is the ability to perceive the images with indefinite

herders at low contrast.

Contrast sensitivity can be measured with sinusoidal grating patterns as test

target. Measurements of contrast sensitivity indicate the contrast level required

to distinguish objects of different size from their background. Contrast

sensitivity function is the graphic representation of threshold contrast to detect

gratings of different spacing(spatial frequency) Cycles of sinusoidal grating

(spatial frequency) expressed the number of light and dark cycle per degree of

virtual angle.

Almost any change involving the visual system, from ocular media to the retina

and visual cortex, seems to induce a change in the contrast sensitivity. In early

stage of such diseases, patients complaining of blurred vision often had severely

abnormal contrast sensitivity despite normal Snellen acuities. Therefore the

determination of contrast sensitivity seems to be an important and very sensitive

test for the detection of many early eye diseases.

Campbell and Robson (1968) suggested that there might be parallel pathways in the

visual system, selectively responding to different spatial frequencies. The

suggested existence of parallel frequency channels in human vision raised the

possibility that they might be selectively disrupted by cerebral lesions, and hence

compromise central visual function in different ways, without markemily affecting

visual acuity.

The graphic representation of contrast sensitivity as a function of spatial

frequency is called a contrast sensitivity curve. Standard normal contrast

sensitivity curve is hell shaped, and there is peak at about 3∼15 cycles per

degree but contrast sensitivity is markedly reduced at higher and lower

frequencies. The shape of contrast sensitivity curve is reported to be variable

acoording to the measurement system.

The first measurement of the contrast sensitivity function of the human visual

system with oscilloscope screen was reported by Schade in 1956. But the

oscilloscope caused alterations in screen luminance as spatial frequency is

altered, or unpleasant beating effect occurs.

Sjostrand and Frisen (1777) measured contrast sensitivity using the display

system based on television equipment. The disadvantage of T-V system are that there

is a small residual flicker.

Arden (1978) has developed a practical clinical test of contrast sensitivity

commercially available as Arden gratings. But it is technically very difficult to

produce the printed Arden grating which are of sufficiently high quality to be

clinically useful.

This study mar form the basis for assessment of contrast sensitivity in 115

healthy Korean(226 eyes) which is measured with a convenient microcomputer-driven

display system developed by the members of Department of Ophthalmology, Yonsei

University College of Medicine.The results were as follows.

1. The maximum contrast sensitivity occurred at a spatial frequency of 3.1 LP/D

and the contrast sensitivity decreased to both higher and lower spatial

frequencies.

2. There were no significant differences between the contrast sensitivity of male

and that of female at each spatial frequency.

3. There were no significant differences between the contrast sensitivity of left

and that of right eye at each spatial frequency.

4. Contrast sensitivity function showed no significant variations with age at the

spatial frequency of 0.4, 1.5, 35.0 LP/D and contrast sensitivity function was

significantly high in 2nd and 3rd decade but low in 1st and 7th decade of age at

the other spatial frequencies.