CH656723A5

CH656723A5 - Microscope speculaire.

Info

Publication number: CH656723A5
Application number: CH2732/83A
Authority: CH
Inventors: Hisakazu Yoshino; Kazutoshi Takagi
Original assignee: Tokyo Optical
Priority date: 1982-05-19
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1986-07-15
Also published as: JPH045453B2; JPS58200730A; US4597650A; DE3317958A1; DE3317958C2

Description

L'invention a pour objet un microscope spéculaire pour l'observation et/ou la photographie des cellules endothéliales de la cornée de l'œil.

On sait qu'il existe des cellules hexagonales, d'une grosseur d'environ 20 um, appelées «cellules endothéliales», situées derrière la cornée de l'œil humain, celles-ci jouant un rôle vital dans le maintien de la transparence de la cornée. Avec le développement et l'emploi de plus en plus répandu, ces dernières années, de microscopes de chirurgie, etc., les techniques de chirurgie oculaire ont également fait des progrès remarquables, et des opérations chirurgicales telles que celles de l'humeur vitrée, des opérations par ultrasons de la cataracte, des implantations de cornée, de cristallin artificiel et analogues sont effectuées quotidiennement. Cependant, du fait que des instruments chirurgicaux viennent en contact avec l'œil en cours d'opération, ou que des solutions de perfusion, telles que des solutions salines physiologiques, solution de Ringer et analogues affectent la membrane cellulaire endotheliale de la cornée, la transparence de la cornée est réduite après une telle opération chirurgicale, ce qui pose le problème d'une chute de l'acuité visuelle. C'est la raison pour laquelle il est devenu important d'observer et/ou de photographier les cellules endothéliales de la cornée in vivo, de manière à mesurer et à contrôler leurs changements.

Pour répondre à un tel besoin, un instrument appelé «microscope spéculaire» a été développé et appliqué dans la pratique, comme appareil pour observer et photographier les cellules endothéliales de la cornée. Dans le microscope spéculaire, des rayons lumi-5 neux d'éclairage sont projetés sur la cornée, à travers un dispositif optique d'éclairage à fente, de manière à former l'image d'une fente sur la couche des cellules endothéliales de la cornée. Les rayons lumineux d'éclairage sont soumis à des réflexions spéculaires au niveau de la couche des cellules endothéliales de la cornée et sont io émis par l'œil sous forme de rayons lumineux réfléchis. Le microscope spéculaire est conçu pour détecter ces rayons réfléchis en vue d'observer et de photographier l'image des cellules endothéliales de la cornée.

La cornée est ordinairement un organe de transmission de 15 lumière et le degré de réflexion de cellules endothéliales est extrêmement faible. Pour cette raison, le microscope spéculaire est conçu de manière à utiliser la réflexion spéculaire de la couche de cellules endothéliales de la cornée, en vue de l'observation et de la photographie des cellules endothéliales, comme précédemment décrit. Dans 20 ce but, l'axe optique d'éclairage à fente et l'axe optique des rayons lumineux réfléchis sont symétriques entre eux, par rapport à une droite normale à l'organe éclairé, c'est-à-dire à la partie à observer.

Il y a toutefois lieu de noter que le degré de réflexion de la surface de la cornée est beaucoup plus grand que celui des cellules 25 endothéliales de la cornée. En fait, le degré de réflexion de la couche de cellules endothéliales est d'environ 0,02% alors que le degré de réflexion de la surface de la cornée est d'environ 2,5%. En outre, la cornée est extrêmement mince. Pour ces différentes raisons, les rayons lumineux réfléchis à la surface de la cornée pénètrent dans le 30 champ visuel d'observation du microscope spéculaire. Il s'ensuit que l'image de la lumière réfléchie à la surface supérieure de la cornée recouvre partiellement l'image des cellules endothéliales et l'image de la lumière diffusée par la cornée. On se trouve donc confronté à un problème critique, du fait que l'observation des cellules endothé-35 liales de la cornée est affectée.

Il y a lieu de noter, par ailleurs, que des microscopes spéculaires conventionnels ont été conçus en tant qu'appareils monofonctionnels à usage unique, pouvant servir uniquement à l'observation et à la photographie des cellules endothéliales de la cornée, qu'il s'agisse 40 d'instruments du type à contact ou du type sans contact. Compte tenu de ce fait, une solution a été proposée par Shiro Takizawa et Shinichi Nishimura dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique de numéro de série 122.673, en date du 19 février 1980, concédée à la même titulaire que celle de la présente invention, au 45 moyen d'une lampe à fente qui peut être également utilisée comme microscope spéculaire, simplement par remplacement de l'objectif d'un microscope d'observation de la lampe à fente, par un accessoire pour microscope spéculaire. Cette lampe à fente est caractérisée par le fait que l'éclairage des cellules endothéliales de la cornée est effec-so tué par le dispositif d'éclairage à fente de ladite lampe à fente. L'instrument proposé s'est révélé désavantageux, du fait qu'il est difficile de disposer l'axe optique du microscope d'observation et l'axe optique du dispostif d'éclairage à fente symétriquement entre eux par rapport à la droite normale à la partie à examiner. Il est donc 55 très difficile d'établir un alignement dans lequel une réflexion spéculaire au niveau des cellules endothéliales est introduite dans le microscope d'observation.

En outre, compte tenu du fait qu'on détermine s'il s'est produit ou non une modification des cellules endothéliales de la cornée, par 60 suite d'une opération chirurgicale, cette détermination se faisant en calculant le nombre de cellules endothéliales par unité de surface ou en mesurant la grosseur des cellules individuelles ou la distribution des grandeurs des cellules, des traits de graduation sont prévus sur le microscope d'observation du microscope spéculaire, ou des traits de 65 graduation sont photographiés simultanément avec les cellules endothéliales. Les traits de graduation conventionnels sont formés par évaporation sous vide de l'aluminium sur une plaque de verre et se présentent sous forme de lignes noires dans le champ visuel, de sorte

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qu'il est difficile d'observer distinctement les images affaiblies des cellules endothéliales. Du fait que les traits de graduation doivent être photographiés de façon que leurs images soient produites au-dessus des images des cellules endothéliales, les images de ces traits nuisent elles aussi à la photographie résultante.

L'invention a pour but de supprimer les inconvénients du microscope spéculaire conventionnel précédemment décrit.

L'invention a pour but, en premier lieu, de fournir un microscope spéculaire, capable de réduire la lumière nocive réfléchie par la surface de la cornée, tout en permettant d'observer et/ou de photographier avec plus de netteté les cellules endothéliales de la cornée.

Un second but de l'invention consite à fournir un microscope spéculaire permettant d'aligner extrêmement facilement une portion voulue des cellules endothéliales de la cornée avec le champ visuel d'un dispositif optique d'observation.

Un troisième but de l'invention consiste à fournir un microscope spéculaire permettant d'observer plus facilement que dans un microscope spéculaire conventionnel les graduations de référence requises pour obtenir une surface unitaire du champ, afin de compter le nombre de cellules endothéliales de la cornée, tout en évitant que les graduations de référence se superposent à l'image des cellules endothéliales de la cornée, afin d'observer et/ou de photographier les-dites cellules.

Un quatrième but de l'invention est de fournir un microscope spéculaire pouvant être associé à une lampe à fente de type conventionnel.

Conformément à l'invention, les buts précités ainsi que d'autres buts sont atteints grâce au fait que le microscope spéculaire comprend des moyens d'éclairage destinés à projeter des rayons lumineux émanant d'un dispositif à fente, sur un œil à examiner, et un dispositif optique d'observation, destiné à observer une partie éclairée de l'œil à examiner, ce dispositif optique d'observation comprenant un objectif destiné à former une image de la lumière de ladite partie éclairée, en un point intermédiaire de formation d'image, un dispositif optique de formation d'image, destiné à former une image d'observation à partir de l'image audit point intermédiaire de formation d'image, et un dispositif optique oculaire pour l'observation de l'image observée, des moyens d'interception de la lumière prévue audit point intermédiaire de formation d'image, destinés à intercepter la lumière réfléchie sur une surface de la cornée de l'œil, lesdits moyens d'interception de la lumière présentant des moyens d'ouverture principale et des moyens formant des ouvertures en alignement, adjacents auxdits moyens d'ouverture principale.

Selon cet agencement, lorsque la lumière réfléchie à la surface de la cornée atteint l'ouverture en alignement, la lumière réfléchie aux cellules endothéliales de la cornée passe automatiquement au travers de l'ouverture principale, de sorte que non seulement l'alignement est extrêmement facile, mais également la majeure partie de la lumière nocive réfléchie à la surface de la cornée est interceptée par la plaque à ouverture, du fait que l'ouverture peut être réalisée en forme de fente mince et qu'elle n'empêche pas en conséquence l'observation et la photographie des cellules endothéliales de la cornée.

Les ouvertures en alignement peuvent comprendre une pluralité de fentes formées le long de la périphérie de l'ouverture principale, à des intervalles prédéterminés, ces fentes pouvant être utilisées comme échelle graduée, du fait qu'elles permettent le passage de la lumière réfléchie par la surface de la cornée, et que des traits de graduation peuvent ainsi être formés et que ces traits ne recouvrent pas l'image des cellules endothéliales de la cornée formée à travers l'ouverture principale.

Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention. Sur ce dessin :

— la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif optique selon une première forme d'exécution de l'invention;

— la figure 2 est une vue en plan illustrant un exemple d'une plaque à ouverture utilisée dans la première forme d'exécution de l'invention;

— la figure 3 est une vue en plan illustrant un autre exemple de plaque à ouverture;

— la figure 4 est une vue en coupe horizontale d'une troisième forme d'exécution de l'invention.

5 Dans ce qui suit, des formes d'exécution préférées de l'invention seront décrites en se référant, à tifre d'exemple, à un microscope spéculaire du type sans contact, mais l'invention peut également s'appliquer comme telle, à un microscope spéculaire du type à contact.

En se référant au dessin, et notamment à la figure 1, on a repré-io senté un dispositif optique d'un microscope spéculaire comprenant une cible visuelle fixe 1, un dispositif optique d'éclairage 2 et un dispositif optique d'observation et de photographie 3. La cible visuelle fixe 1 est constituée par une petite ampoule pouvant être portée par un bras souple ou polyarticulé, non représenté, et pouvant se déplais cer librement suivant des directions tridimensionnelles. L'axe optique 0 de l'œil du patient peut être maintenu fixe en opérant de telle façon que l'œil regarde fixement la cible visuelle fixe. Le dispositif optique d'éclairage 2 comprend une ampoule 4, une lentille con-densatrice 5, une ouverture à fente 6 et une lentille de projection 7, 20 toutes disposées coaxialement. L'image de l'ouverture à fente 6 est formée et projetée sur la paroi de la cellule endothéliale de la cornée C de l'œil du patient, au moyen de la lentille de projection 7.

Le dispositif optique d'observation et de photographie 3 comprend un objectif 8, une plaque à ouverture 9, une lentille à relais 10, 25 un dispositif de lentille à puissance variable 11, un séparateur de rayons lumineux 12, une lentille de formation de l'image 13, un prisme inverseur 14, une plaque de focalisation 15 et un oculaire 16, tous ces éléments étant disposés coaxialement. Les rayons lumineux, séparés par le séparateur 12, frappent un film 19 par l'intermédiaire 30 d'un dispositif optique photographique 3a formé d'un miroir 17 et d'une lentille de formation d'image 18. La plaque de focalisation 15 du dispositif optique d'observation et le film 19 du dispositif optique photographique sont conjugués entre eux. L'axe optique OS du dispositif optique d'éclairage 2 et l'axe optique OL du dispositif 35 optique d'observation sont disposés de manière à former le même angle par rapport à l'axe optique de l'œil. Les deux dispositifs optiques sont maintenus d'une seule pièce par des moyens de supports mécaniques (non représentés), de façon qu'ils puissent être focalisés sur les cellules endothéliales de la cornée en déplaçant ces moyens 40 supports vers l'arrière ou vers l'avant.

Comme on le voit à la figure 2, la plaque à ouverture 9 présente une ouverture principale 31, d'une configuration allongée s'étendant dans le sens longitudinal, et des ouvertures formant des fentes minces 32a perpendiculaires au sens longitudinal de l'ouverture prin-45 cipale 31. Les fentes 32a constituent des ouvertures en alignement. La plaque 9 est disposée en un point intermédiaire 30 de formation . d'image des cellules endothéliales de la cornée, au moyen de l'objectif 8 du dispositif optique photographique 3.

Lorsqu'on utilise l'appareil, la ligne de visée de l'œil du patient 50 est tout d'abord fixée en permettant à l'œil de regarder fixement en direction de la cible visuelle fixe 1. L'ampoule 4 du dispositif optique d'éclairage est alors allumée de manière à éclairer l'œil par un faisceau lumineux émanant d'une fente. L'instrument est ensuite réglé en position, de façon que la lumière fortement réfléchie IR à la 55 surface de la cornée soit incidente sur l'ouverture principale 31 de la plaque 9. On procède ensuite à un réglage fin de l'instrument, de façon que la lumière fortement réfléchie à la surface de la cornée s'échappe légèrement par les fentes 32a. De cette manière, seules les réflexions sur les cellules endothéliales de la cornée peuvent traverser 60 l'ouverture principale 31. Dans cette position, une partie importante de la lumière réfléchie à la surface de la cornée est interceptée par la plaque 9. Dans ces conditions, l'instrument est réglé finement vers l'arrière ou vers l'avant, de façon que l'image des cellules endothéliales de la cornée puisse être mise au point et observée, et éventuelle-65 ment, enregistrée sur le film 19.

Cette forme d'exécution, telle qu'elle vient d'être décrite, utilise positivement la lumière fortement réfléchie par la surface supérieure de la cornée, lumière que l'on a considérée habituellement comme

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étant une lumière nocive. Une image est formée par la lumière réfléchie au niveau des cellules endothéliales de la cornée dans l'ouverture principale 31, lorsque la lumière réfléchie à la surface de la cornée est incidente sur les ouvertures en forme de fente, de sorte que l'alignement peut s'effectuer extrêmement facilement. En outre, du fait que les fentes peuvent être extrêmement minces, la plus grande partie de la lumière nocive réfléchie à la surface de la cornée peut être interceptée. Cette forme d'exécution présente donc l'avantage selon lequel l'observation et la photographie des cellules endothéliales de la cornée peuvent se faire plus distinctement qu'en utilisant un microscope spéculaire conventionnel. Bien que, dans cette forme d'exécution, les ouvertures en alignement aient été représentées sous forme de fentes, ces formes ne sont pas limitées aux configurations représentées, mais peuvent être rondes, carrées ou présenter toute autre configuration.

En se référant à la figure 3, on notera que la forme d'exécution représentée comprend une plaque à ouverture 50 destinée à être utilisée à la place de la plaque 9 de la forme d'exécution précédente. La plaque 50 présente une ouverture principale allongée 52 et une pluralité d'ouvertures en forme de fentes minces 51 la, 512a, 513a, 5Ina équidistantes dans la plaque 50, à des intervalles prédéterminés. Ces fentes étant éclairées par la lumière réfléchie à la surface de la cornée, l'opérateur peut les observer comme s'il s'agissait de traits de graduation et, du fait qu'elles peuvent être photographiées sur le film, elles sont d'une très grande commodité pour les calculs concernant les cellules endothéliales de la cornée.

Les fentes étant disposées latéralement par rapport à l'ouverture principale 52 de la plaque 50, dans laquelle l'image des cellules endothéliales de la cornée doit être formée, les traits de graduation formés par les fentes ne recouvrent jamais l'image des cellules endothéliales de la cornée. Il est donc facile d'utiliser ces fentes pour l'observation et les calculs, celles-ci n'effaçant pas même une partie de l'information sur les cellules endothéliales de la cornée.

En se reportant à la figure 1, il y a lieu de noter que la plaque 9 est disposée devant la lentille à puissance variable 11. La plaque 9 est également le point intermédiaire de formation d'image 30 et est associée avec la plaque de focalisation 15 et le film 19. Il s'ensuit que lorsque le grossissement de l'image observée ou de l'image photographique est modifié par la lentille à puissance variable 11, les intervalles entre les ouvertures de fentes 511a, 512a, 513a,... 51na utilisées comme graduations sont modifiés avec le même grossissement, et les fentes sont observées et photographiées au même grossissement. Si l'on doit examiner une modification du nombre de cellules endothéliales pour une surface unitaire, cet agencement procure l'avantage suivant: même si une photographie est effectuée une fois à un grossissement différent de celui de la photographie précédente, l'inter-5 valle de graduation sur les photographies respectives correspond au même intervalle sur la couche de la cellule endothéliale de l'œil examiné, et la surface unitaire de référence peut être déterminée en se basant sur l'intervalle de graduation photographié, sans provoquer de modification sensible de la surface unitaire, io L'invention n'est pas limitée à son application à un microscope spéculaire tel que représenté dans les formes d'exécution précitées. Comme déjà proposé dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique précitée n° 122.673, la présente invention peut être réalisée sous la forme d'un appareil accessoire destiné à être monté sur •5 une lampe à fente photographique de type courant.

En se référant à la figure 4, on a représenté une autre forme d'exécution présentant un accessoire formé par un boîtier 100 comportant un écrou à bague 106 adapté de manière à être monté sur un microscope d'observation 101 d'une lampe à fente. Pour permettre à 20 cet accessoire d'être associé à la lampe à fente, l'objectif de la lampe à fente sera tout d'abord retiré, et le boîtier de l'accessoire 100 est monté sur la lampe à fente au moyen de l'écrou à bague 106.

Le boîtier 100 renferme un dispositif optique comprenant un objectif 102, un prisme de réflexion 103, une plaque à ouverture 104 et 25 une lentille à relais 105, et est utilisé pour observer et photographier les cellules endothéliales de la cornée en envoyant un faisceau lumineux provenant des cellules endothéliales sur l'un des dispositifs optiques du microscope d'observation 101 de la lampe à fente. Dans ce type d'instrument, le concept de la présente invention peut être ap-30 pliqué à la plaque 104.

. Lorsque cet accessoire est monté sur une lampe à fente et est utilisé comme microscope spéculaire, les moyens d'éclairage à fente de la lampe à fente peuvent être utilisés pour éclairer les cellules endothéliales de la cornée. A la figure 4, le dispositif optique d'obser-35 vation et de photographie est représenté avec les mêmes références numériques qu'à la figure 1. Dans ce cas, du fait qu'un dispositif d'éclairage à fente peut être déplacé vers la droite ou vers la gauche par rapport au microscope d'observation, il sera avantageux de prévoir des ouvertures à fentes 1101, 1102,..., 1 lOn sur le côté 40 opposé au côté où les fentes 32a ou 5Ina sont formées, comme représenté en traits interrompus aux figures 2 et 3. L'appareil peut alors être utilisé sur n'importe quel côté où le dispositif d'éclairage à fente est positionné.

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3 feuilles dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Microscope spéculaire, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (2) d'éclairage destinés à projeter des rayons lumineux émanant d'un dispositif à fente (6) sur un œil à examiner, et un dispositif optique d'observation ( 13), destiné à observer une partie éclairée de l'œil à examiner, ce dispositif optique d'observation comprenant un objectif (8) destiné à former une image de la lumière de ladite partie éclairée, en un point intermédiaire (30) de formation d'image, un dispositif optique (13) de formation d'image, destiné à former une image d'observation à partir de l'image audit point intermédiaire de formation d'image, et un dispositif optique oculaire (16) pour l'observation de l'image observée, des moyens (9) d'interception de la lumière prévue audit point intermédiaire (30) de formation d'image, destinés à intercepter la lumière réfléchie sur une surface de la cornée de l'œil, lesdits moyens (9) d'interception de la lumière présentant des moyens (31) d'ouverture principale et des moyens (32a) formant des ouvertures en alignement, adjacents auxdits moyens (31) d'ouverture principale.
2. Microscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (32a) formant des ouvertures en alignement comprennent au moins deux ouvertures en forme de fentes perpendiculaires auxdits moyens (31 ) d'ouverture principale, l'espacement entre les ouvertures (32a) en forme de fentes ayant une valeur prédéterminée telle qu'elles peuvent servir d'échelle graduée.
3. Microscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif optique (3) de formation d'image comprend des moyens (12) séparateurs de lumière et un dispositif optique photographique (18) destiné à former une image de la lumière séparée par lesdits moyens séparateurs (12) sur un support d'enregistrement (19).
4. Microscope selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une unité amovible (100) destinée à être montée sur une lampe à fente (2) et groupant un objectif (102) pour la production d'une image d'une partie éclairée de cellules endothéliales de la cornée de l'œil en un point intermédiaire (30) de formation d'image, des moyens comprenant une lentille de relais (105), en vue de retransmettre et de projeter l'image du point intermédiaire de formation d'image dudit objectif sur lesdits moyens optiques (101) d'observation et lesdits moyens d'interception (104) de la lumière prévus audit point intermédiaire (30) de formation d'image.