자동 굴절검사(Autorefractometer Examination)

타각적 굴절검사는 환자의 굴절(구면, 난시, 축)을 자동으로 측정하고, 자각적 굴절검사의 출발점으로 사용된다
타각적 굴절값과 자각적 굴절값의 차이는 평균 약 0.4 D이다. +0.50 D 구면을 더하면 자각값에 더 가까워진다
기계성 근시(조절 개입)는 소아와 젊은 연령에서 두드러지며, 성인에서도 약 1 D 정도 생길 수 있다
마이어링의 왜곡을 확인하면 눈물막 파괴, 각막 상태, 동공 크기에 대한 정보를 얻을 수 있다
머리 자세 고정이 잘 되지 않거나 정렬이 좋지 않으면 굴절값이 원시 쪽으로 이동하고 난시가 변할 수 있다
3세 아동 검진에서 휴대용 오토레프를 사용하면 약시와 부등시에 대한 조기 발견율이 높아진다
기계성 근시가 의심되면 사이플레진®(1% 시클로펜톨레이트) 점안으로 조절마비하 굴절검사를 시행한다

1. 오토레프라크토미터 검사란?

Stojkovic N. Huvitz auto refractometer for Ophthalmology. Flickr / Wikimedia Commons. 2020. Figure 1. Source ID: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Huvitz_auto_refractometer_for_Ophthalmology_(49667512111).jpg. License: CC BY 2.0.

안과 외래에서 사용하는 Huvitz 오토레프라크토미터의 외관. 기기 앞면에 턱받침과 이마받침이 있어 환자의 머리를 고정하고 타각적 굴절값을 자동으로 측정한다. 본문 오토레프라크토미터 검사란 항목에서 다루는 타각적 굴절검사 기기에 해당한다.

타각적 굴절검사는 환자의 눈의 굴절을 객관적으로 자동 측정하는 검사이다. 자각적 굴절검사에 걸리는 시간을 줄이고 객관적인 판단을 얻기 위한 목적으로, 안과 외래에서 가장 자주 시행되는 검사 중 하나이다.

오토레프라크토미터는 눈의 굴절(구면 굴절력 S, 원주 굴절력 C, 축 A)을 자동으로 측정하고, 동시에 각막 곡률반경(H/V)도 측정할 수 있는 기기이다. 측정 결과는 자각적 굴절검사(시력 검사)의 출발점으로 사용되며, 안경 처방의 최종 값은 자각 검사에서 확정된다¹⁾.

굴절 이상(근시·원시·난시)은 질환이며, 굴절 교정은 의료 행위이다¹⁾. 정확한 굴절 검사는 적절한 안경·콘택트렌즈 처방의 근거가 되며, 시력 장애 예방과 삶의 질 향상에 직접 연결된다. 또한 만 3세 건강검진에서 휴대형 오토레프라크토미터를 도입함으로써 약시와 고도 굴절 이상의 조기 발견률이 크게 향상되고 있다.

검영법의 종류는 크게 2가지로 나뉜다.

오토레프락토케라토미터: 고정형(테이블형)과 휴대형(Retinomax® 등)이 있다
검영법(스키아스코피): 정적 검영법(50 cm 고정)과 동적 검영법으로 나뉜다

Q 오토레프의 값이 그대로 안경 도수가 되나요?

아닙니다. 오토레프라크토미터의 값은 주관적 굴절검사의 ‘출발점’이며, 최종 안경 도수는 주관적 굴절검사로 확정됩니다. 오토레프 값과 주관적 굴절값 사이에는 평균 약 0.4 D의 차이가 있고, 조절의 영향(기계근시)을 받기 때문에 특히 소아와 청소년에서는 오토레프 값을 그대로 처방에 사용할 수 없습니다.

2. 굴절의 기초와 검사 소견

굴절의 광학적 기초

굴절력은 디옵터(D)로 표시한다. 1 D = 초점거리 1 m의 역수(1/초점거리[m])¹⁾. 구면 굴절력(S), 원주 굴절력(C), 축(A)의 세 요소가 눈의 굴절 상태를 규정한다. 각막 곡률반경(H/V의 평균값)으로부터 평균 각막 굴절력(D)을 계산할 수도 있다.

측정 데이터 확인 포인트

측정 결과를 확인할 때에는 다음 항목을 함께 점검한다.

구면 굴절력과 원주 굴절력의 절대값 및 축의 안정성
좌우 굴절 차이(부등시 여부)
각막 난시 도수와 안구 전체의 원주 굴절력 차이(내인성 난시의 기여)
신뢰 계수(기기가 제시하는 측정의 확실성 지표)

객관적 굴절값과 주관적 굴절값의 차이

조절력이 있는 성인에서는 객관적 굴절값과 주관적 굴절값의 평균 차이가 약 0.4 D이다. 오토레프 결과에 +0.50 D의 구면 굴절력을 더하면 주관값에 가까워진다. 조절의 영향을 더 넓게 포함하고 싶다면 표준편차를 고려해 오토레프 값에 +1.50 D를 더하면 거의 포함할 수 있다.

측정 결과가 들쭉날쭉해지는 원인

원인	내용
각막·수정체 혼탁	투명도 저하로 반사광 분석이 어려워진다
각막 형태 이상	불규칙 난시나 원추각막에서는 측정값이 불안정해진다
상피 손상	눈물막이 균일하지 않으면 난시 값이 증가한다
사위난시 + 평균 K가 낮음(예: 6.89 mm)	원추각막을 강하게 시사하는 패턴
눈물막 파괴	강하게 눈을 깜빡이거나 깜빡이는 간격이 길어지면 난시 값이 급격히 변한다

Q 오토레프 값은 왜 들쭉날쭉한가요?

주요 원인은 네 가지입니다. ① 눈물막 파괴(눈이 건조함, 눈을 깜빡인 직후 측정한 경우 등), ② 각막이나 수정체의 혼탁, ③ 각막 형태의 이상(불규칙 난시·원추각막 등), ④ 조절의 타이밍 차이(눈을 깜빡이지 않고 버틴 직후에 측정하지 않으면 조절이 개입해 값이 변동함)입니다. 측정값이 들쭉날쭉한 경우에는 눈물 상태를 평가하고 여러 번 측정한 평균값을 사용하는 것이 권장됩니다.

3. 검사의 원리

오토레프랙토케라토미터의 광학 원리

적외선(파장 약 850 nm)을 안저에 조사하고, 망막에서 반사된 빛을 여러 센서로 받아 분석한다. 굴절 이상이 있으면 반사광이 초점을 맺는 위치가 달라지므로, 그 차이로 구면 굴절력(S), 원주 굴절력(C), 축(A)을 자동으로 계산한다.

현대의 기기에서는 하트만-샤크 파면 센서 방식과 기존의 각막 반사 방식이 주로 사용된다.

하트만-샤크 파면 센서 방식: 파면 수차의 공간 분포를 한 번에 분석한다. 고위 수차도 측정할 수 있다.
각막 반사 방식: 각막 전면에 플라시도 링을 투사하고 각막 곡률반경을 동시에 측정한다.

측정과 동시에 각막 곡률반경(H방향·V방향)을 측정하고 평균 각막 굴절력(D)을 산출할 수 있다. 이는 안과 외래에서 ‘케라토미터’ 기능으로 일상적으로 사용된다.

조절마비 없이 측정할 때의 한계

오토레프에서는 조절의 개입(기기근시)을 피할 수 없다. 소아와 젊은 연령일수록 정도가 강하고, 성인에서도 약 1D 정도의 조절 개입은 드물지 않다. 따라서 오토레프 결과는 주관적 굴절검사와 대조해야 한다.

4. 검사 방법과 순서

Neubert HJ. Rodenstock RX900 Autorefractor HaJN 4415. Wikimedia Commons. 2013. Figure 2. Source ID: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rodenstock_RX900_Autorefractor_HaJN_4415.jpg. License: CC BY 4.0.

Rodenstock RX900 오토레프라크토미터를 사용한 소아 환자의 굴절 검사 장면. 환자가 턱받침에 얼굴을 대고, 검사자가 정렬을 맞춰 측정하고 있다. 본문 ‘검사 방법과 순서’ 절에서 다루는 머리 위치 고정, 정렬, 측정 절차에 해당한다.

오토레프라크토미터의 절차

1. 넘어짐 방지와 유도: 환자가 기기에 가까이 갈 때 넘어지지 않도록 주의 깊게 유도한다.

2. 설명: 눈의 굴절값을 측정한다는 점을 환자에게 알기 쉽게 설명한다.

3. 머리 위치 고정: 턱을 끝까지 단단히 대고 머리 위치가 기울지 않도록 고정한다.

4. 정렬: 정확한 측정을 위해 기기의 중심을 맞춘다.

5. 마이어 링 확인: 초점을 충분히 맞춰 마이어 링이 선명하게 보이도록 한다.

6. 눈깜박임 유도와 측정: 몇 번 가볍게 눈을 깜박이게 한 뒤, 눈을 크게 뜬 상태에서 깜박임을 참게 하고 측정한다.

검영법(스키아스코피)의 개요

환경: 반암실에서 발산광을 사용한다.

검사 거리: 50cm 고정(정적 검영법의 표준).

빛과 그림자 판정: 같은 방향으로 움직이면(동행) 굴절력이 -2.00 D 이상의 플러스 쪽을 나타낸다. 반대 방향으로 움직이면(역행) -2.00 D 이하를 나타낸다.

중화점: 눈의 굴절력 = 착용 렌즈 + (-2.00 D)의 관계에서 굴절력을 계산한다.

적응증: 소아, 심인성 시기능 장애, 자폐 스펙트럼 장애 환자에서 특히 유용하다.

머리 자세와 정렬 불량의 영향

머리 자세 고정과 정렬이 충분하지 않으면 굴절값이 원시 쪽으로 이동하거나 난시가 증가하거나 난시축이 변할 수 있다. 특히 난시축은 측정이 좋지 않으면 쉽게 변하므로, 측정할 때마다 안정성을 확인하는 것이 중요하다.

눈물막 파괴의 영향

힘을 주어 세게 깜빡이거나 측정 시점이 늦어지면 눈물막 파열이 발생한다. 이로 인해 데이터의 큰 변동, 난시의 증가, 난시축의 변화가 생긴다. 측정 전에는 몇 번 가볍게 깜빡이도록 하고, 곧바로 눈꺼풀을 연 상태에서 측정하는 것이 정확도 향상의 핵심이다.

마이어 링의 활용

마이어 링의 불규칙성을 확인하면 눈물막 파열 여부, 각막 상태, 동공 크기, 동공이 완전히 원형인지 여부에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이후의 시력 검사와 굴절 검사에 미칠 영향을 미리 추정하고 검사 계획을 세우는 데 유용한 정보가 된다.

휴대형 자동굴절계

Retinomax®로 대표되는 휴대형 기기는 건강검진 현장, 소아, 이동이 어려운 환자에게 유용하다. 3세 아동 시력검진의 2차 검진에서 굴절 검사를 시행하면 약시와 고도 굴절 이상을 놓치는 일을 줄이는 데 큰 효과가 있다.

주관적 굴절검사와의 연계

타각적 굴절검사 후 다음 주관적 굴절검사를 조합하여 최종 굴절값을 확정한다.

렌즈 교환법: 검안테와 시험 렌즈를 조합하여 구면 및 원주 굴절력을 조절한다
크로스 실린더법: 서로 직각인 플러스와 마이너스 굴절력을 가진 렌즈를 사용해 난시축과 난시도를 정밀하게 결정한다
2색(적-녹) 검사: 구면 굴절력의 미세 조정(과교정과 저교정의 판별)에 사용한다

크로스 실린더 렌즈는 한 자오선에 양의 굴절력을, 직각 방향에 음의 굴절력을 가진 렌즈이다. 난시가 있는 눈에서 한쪽 초선은 플러스 쪽으로, 다른 한쪽 초선은 마이너스 쪽으로 이동시킬 수 있으며, 난시축과 난시도를 정밀하게 결정하는 데 사용한다.

조절마비하 굴절검사

기계근시가 의심되거나 소아에서 조절을 배제해야 하는 경우에는 조절마비제를 점안한 뒤 굴절검사를 시행한다¹⁾. 표준 절차는 사이프레진®(1% 사이클로펜톨레이트)을 점안한 뒤 약 1시간 후에 측정하는 것이다.

Q 소아의 굴절검사에서 주의할 점은 무엇인가요?

주로 3가지가 있다. ① 기계근시(조절 개입)는 성인보다 더 뚜렷하게 강해 자동굴절검사 값은 그대로 처방값으로 사용할 수 없다. ② 조절 개입이 강하게 의심되거나 약시·사시 평가가 필요한 경우에는 사이프레진® 1% 점안액을 이용한 조절마비 굴절검사가 필요하다. ③ 만 3세 검진에서 휴대형 자동굴절검사를 이용한 굴절검사는 약시와 부등시의 조기 발견에 크게 기여한다. 검사에 협조할 수 없는 유아에게는 검영법이 유용하다.

5. 검사 소견에 대한 대응

굴절검사 결과에 따른 대응 흐름을 아래에 정리한다.

기계근시 의심(조절 개입이 큰 경우)

조절마비 굴절검사(사이프레진® 1% 점안액 → 약 1시간 후 측정)를 시행한다
특히 내사시·원시·영아에서는 적극적으로 시행한다

원주굴절력이 작고 축이 들쭉날쭉한 경우

불규칙난시, 안구건조증, 각막상피 손상을 의심한다
처방값은 자각 굴절검사 결과를 더 중시하여 결정한다

고도 굴절이상(특히 소아)

조절마비 검사로 확인하고, 적절한 안경을 처방합니다
약시의 동반 여부를 평가하고, 필요하면 조기에 약시 치료를 시작합니다

정기적인 굴절검사 빈도

약시 치료 중: 3개월마다 굴절을 재평가
근시 진행 사례: 연 2회의 굴절검사를 권장
성장기 소아: 1년에 1회 이상 정기검사

완전교정(오토레프 값과 같은 도수)이 반드시 최적의 안경 처방은 아닙니다¹⁾. 일상생활에서의 사용 상황(근거리 작업의 많고 적음, 착용 시간 등)을 고려한 처방이 편안한 상시 착용으로 이어집니다.

6. 측정 원리의 자세한 내용

자동 굴절계의 물리적 원리

적외선(약 850 nm)을 안저에 조사하고, 망막에서의 반사광을 하트만-샤크 파면 센서 또는 각막 반사 센서로 수광한다. 센서 위 밝은 점 분포의 변위(파면 수차)를 분석하여 구면 굴절력(S), 원주 굴절력(C), 축(A)을 자동으로 계산하는 방식이다.

각막 곡률반경의 측정은 플라시도 링(동심원 형태의 빛)을 각막 전면에 투사하고, 반사상의 곡률로부터 평균 각막 굴절력과 각 경선의 곡률반경을 산출한다. 이를 통해 각막 난시의 축과 크기를 객관적으로 파악할 수 있다.

검영법의 광학 원리

검영법은 망막에서 반사된 빛이 검사자의 눈에 도달할 때 나타나는 빛과 그림자의 움직임으로 굴절력을 계산하는 방법이다. 정적 검영법에서는 반암실에서 검사 거리 50 cm로 발산광을 사용한다. 빛과 그림자의 움직임(동행·역행)과 중화점을 확인하고, 중화에 필요한 렌즈 도수로 눈의 굴절력을 계산한다. 동적 검영법에서는 검사자가 거리를 바꾸면서 중화점을 찾는다. 양안을 뜬 상태에서 시행할 수 있어 기계근시의 영향을 덜 받는 장점이 있다.

교차원주렌즈의 광학 원리

교차원주렌즈는 파워 크로스 표기에서 어느 경선은 양의 굴절력을, 그에 직교하는 방향은 음의 굴절력을 가지는 렌즈이다. 이 렌즈의 마이너스 원주렌즈 축과 중간축에 주목하면서 검사를 진행한다. 난시가 있는 눈에서는 한쪽 초점선을 플러스 쪽으로, 다른 쪽 초점선을 마이너스 쪽으로 이동시킬 수 있으며, 난시 축의 결정과 난시 도수의 정밀화에 사용된다.

7. 최신 지견과 향후 전망

디지털 기기의 보급에 따라 근시의 유병률이 전 세계적으로 급증하고 있다¹⁾. 굴절 교정의 중요성은 더욱 높아지고 있으며, 정확한 굴절 검사의 의미가 다시 확인되고 있다.

하트만-샤크 파면 센서 방식의 측정 정확도는 지속적으로 향상되고 있으며, 고차 파면 수차를 평가할 수 있는 기종도 점차 보급되고 있다. AI(인공지능)를 탑재한 자동 굴절계의 개발도 진행 중이며, 측정 품질의 자동 판정과 불규칙 각막에서의 정확도 향상이 기대되고 있다.

한편, 각막 이식 후나 굴절교정수술 후(LASIK, PRK 등)의 눈에서는 각막 모양의 큰 변화로 인해 자동굴절계의 측정 정확도가 떨어지는 것으로 알려져 있다. 이러한 특수한 각막 형태에 대응하는 측정 알고리즘의 개발이 과제가 되고 있다. 또한 고도근시(-10 D 이상)와 고도원시(+10 D 이상)에서는 측정 범위의 한계에 도달할 수 있어, 측정 결과를 해석할 때 주의가 필요하다.

8. 참고문헌

成人視力検査眼鏡処方手引き作成委員会. 成人の視力検査および眼鏡処方に関する手引き. 日眼会誌. 2025;129(2):150-304.
Arslantürk Eren M, Nalcı Baytaroğlu H, Atilla H. Comparison of Spot Vision Screener and Tabletop Autorefractometer with Retinoscopy in the Pediatric Population. Turk J Ophthalmol. 2024;54(2):56-62. PMID: 38644780.
Demir MS, Muhafiz E. Performance of a photoscreener in detecting accommodation spasm. Clin Exp Optom. 2022;105(8):817-821. PMID: 34751084.