Phase 1: 신경시과학

신경 코드의 디코딩

시각을 교정하기 전에, 뇌가 이를 어떻게 처리하는지 먼저 이해해야 합니다. 우리의 연구는 시각 경로가 움직임과 대비를 어떻게 해석하는지 분석하여 단순한 광학적 결함과 신경학적 처리 문제를 명확히 구분하는 기초 단계에서 시작됩니다.

좌우 시각경로의 모션 대비감도

대비감도(Contrast Sensitivity)는 물체와 배경을 구별하는 시각 시스템의 능력을 측정하며, 이는 일반적인 시력(Acuity)을 넘어선 기능적 시각의 핵심 지표입니다. 우리는 가우시안 포락선으로 변조된 정현파 격자인 가보자극(Gabor patch)을 사용하여 시각계의 공간적 및 시간적 합산(Spatial and Temporal Summation) 기전을 정밀하게 탐구합니다. 자극의 크기와 지속 시간을 조절함으로써 시각 뉴런의 수용장 특성을 매핑하고, 특정 신경 채널의 결함을 분리해낼 수 있습니다.

공간주파수
가보 패치 공간주파수 변화 (1-30 cpd)
spatial frequency: 1 cpd
시간주파수
temporal frequency: 1 Hz
대비감도 그래프
우수(dominant hand)와 시로(visual pathway)가 동체시지각에 미치는 영향
대비감도 박스플롯
좌우 시각경로에서의 모션 대비감도

연구 결과의 의미 (Key Findings): 민감도 역치 분석 결과는 연령 그룹별로 뚜렷한 기능적 기준선을 보여주며, 박스플롯(Boxplot)은 고령층에서 유의미한 분산(Variance)이 나타남을 시사합니다. 이러한 데이터는 구조적 손상이 가시화되기 전, 초기 단계의 미세한 신경 퇴화를 감지하기 위한 정량적 표준을 수립하는 데 기여합니다.

Phase 2: 시광학 계측

눈의 6개 경계면에서의 신비: 굴절

근시 진행은 단순히 안축장의 증가만이 아닌, 주변부 망막의 형태적 변화와 밀접한 관련이 있습니다. 우리는 정밀 기하광학 모델링과 색수차 원리를 통해 근시도가 망막의 기하학적 구조에 미치는 영향을 정량적으로 규명합니다.

연구 1: 정밀 기하광학 모델링 및 시뮬레이션

연구 개요

2014년부터 지속적으로 고도화해 온 독자적인 계산 알고리즘을 통해, 각막 전면과 후면, 수정체 피질의 전면과 후면, 그리고 수정체 핵의 전면과 후면 등 총 6개의 굴절면에서 발생하는 모든 입사각과 굴절각을 기하광학적 관점에서 계산합니다.

망막 OCT 측정
OCT 각막 곡률 실측
Ray-tracing 시뮬레이션
각막1면부터 수정체2면피질까지의 총 90개 Ray-tracing
곡률 변화 그래프
굴절이상도별 망막 형상

핵심 발견 (Key Findings)

  • 상관관계 확인: 등가구면굴절력과 망막 곡률반경 간에는 강한 양의 상관관계(r=0.836)가 확인되었습니다.
  • 비대칭 팽창: 이측(Temporal)과 하측(Inferior) 망막에서 가장 뚜렷한 변화가 관찰되어, 근시 진행 시 망막이 특정 방향으로 비대칭적으로 팽창함을 시사합니다.

연구 2: 색수차 기반 주변부 망막 굴절력 측정

연구 개요

주변부 망막의 굴절 상태를 정밀하게 측정하기 위해 적색(Red)과 녹색(Green) 파장의 색수차(Longitudinal Chromatic Aberration) 원리를 이용합니다.

  • Step 1. 시인성 보정: 중심시야에서 1cpd 적/녹 패치의 대비감도를 측정하여 주관적 등가 선명도 기준값 설정
  • Step 2. 주변부 자극: 8°, 16°, 32° 동심원상에 배치된 적/녹 LED 쌍을 무작위 순서로 점멸
  • Step 3. 굴절 산출: 피험자의 색상별 시인성 응답 패턴을 분석하여 망막상 초점 위치 역산
측정 시스템 모식도
주변부 망막 완전교정 pilot study
LED 회로도
LED 제어 회로도
시제품
주변부 망막 완전교정 측정장비 시제품