FR2599615A1 - Dispositif et procede d'examen du fond d'un oeil vivant - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF D'ENREGISTREMENT ETOU D'OBSERVATION DE L'IMAGE DE LA RETINE D'UN OEIL VIVANT. CE DISPOSITIF COMPREND DES MOYENS D'APPUI 1 REALISANT UN POSITIONNEMENT PRECIS DE L'OEIL O, UNE SOURCE LUMINEUSE 2 EMETTANT UN RAYONNEMENT R, UN PREMIER SYSTEME OPTIQUE 8, 9 FAISANT CONVERGER LE RAYONNEMENT R EN UN POINT F SITUE JUSTE EN AVANT DE LA CORNEE 100 DE MANIERE A LE FAIRE PENETRER DANS L'OEIL O ET ECLAIRER LA RETINE 102, UN SECOND SYSTEME OPTIQUE 10 ADAPTE POUR TRANSMETTRE LE RAYONNEMENT REFLECHI SUR LA RETINE 102 A UN DISPOSITIF D'ENREGISTREMENT 3 OU D'OBSERVATION 4. MATERIEL D'OPHTALMOLOGIE.

Description

La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'examen du fond d'un oeil vivant, en particulier d'un oeil humain, plus précisément pour l'observation et/ou l'enregistrement de l'image du fond d'oeil.

Tant pour l'ophtalmologiste que pour le clinicien, les informations apportées par l'examen du fond d'oeil sont essentielles. Le fond d'oeil est en effet le seul endroit où l'on peut observer directement, sans effraction, certaines structures vasculaires ou nerveuses.

L'exploration convenable du fond d'oeil nécessite un éclairement intense. Comme l'oeil ne supporte pas un tel éclairement pendant un temps long, il convient d'obtenir une image la plus précise possible du fond d'oeil, de manière à permettre un examen différé prolongé, dans les mêmes conditions qu'un examen direct ; c'est pourquoi il a déjà été proposé d'utiliser un rayonnement cohérent (rayon laser), permettant notamment la réalisation d'hologrammes du fond d'oeil. Toutefois, l'éclairement de la rétine par ce rayonnement intense pose des difficultés qui sont dues à la forte convergence du système optique que constituent la cornée et l'humeur aqueuse, le cristallin et l'humeur vitrée, cette convergence étant de l'ordre de 65 dioptries.En effet, en raison de cette forte convergence, le faisceau incident est normalement focalisé en une zone ponctuelle de la rétine, en ne réalisant pas l'éclairement étendu souhaité, et surtout en risquant d'endommager la rétine.

On a déjà proposé de résoudre ce problème en adaptant sur l'oeil, préalablement à l'examen, un verre de contact divergent dont la vergence a une valeur opposée de celle de l'oeil, l'ensemble formant un système optique théoriquement neutre ; selon ce procédé connu, le rayonnement laser incident destiné à éclairer la rétine est envoyé au verre de contact directement, de façon focalisée, ou au moyen de fibres optiques ; le rayonnement réfléchi, donnant l'image de la rétine, est acheminé du verre de contact à un dispositif d'observation ou d'enregistrement tel qu'un support d'enregistrement holographique.

Ce procédé connu n'a malheureusement pas dépassé le stade expérimental dans la mesure où la pose préalable d'un verre de contact et sa retenue sur l'oeil en cours d'examen sont des opérations peu commode#s, tant pour l'ophtalmologiste que pour le patient, risquant de provoquer des "bougés" perturbant l'enregistrement.

Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif et un procédé d'examen du fond d'oeil par lesquels il est possible d'éclairer une zone étendue de la rétine, sans danger pour les différents organes et tissus constitutifs de l'oeil, et notamment pour la rétine.

Ces résultats sont atteints selon le procédé qui fait l'objet de l'invention par le fait qu'on dirige sur l'oeil un faisceau lumineux, par exemple un faisceau laser, que l'on fait converger juste en avant de la cornée, de manière a le faire pénétrer dans l'oeil et à éclairer la rétine, dont l'image éclairée peut ensuite être observée ou enregistrée.

Rappelons qu'un rayon lumineux passant par le centre optique d'une lentille ne subit aucune déviation en traversant cette lentille. Selon l'arrangement proposé, le point de convergence du faisceau lumineux est voisin du centre optique de l'oeil, Si bien que les rayons composant ce faisceau ne subissent pas de déviation importante après focalisation devant la rétine, ils forment un faisceau divergent apte à éclairer largement la rétine.

De plus, la focalisation du rayonnement se faisant à l'extérieur de l'oeil, tout risque de lésion due à ce rayonnement est naturellement exclu.

Enfin, l'oeil n'est en contact avec aucun élément mécanique extérieur, ce qui rend la mise en oeuvre du procédé particulièrement simple.

Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend
a) des moyens d'appui adaptés pour réaliser un positionnement précis de l'oeil
b) une source d'émission d'un rayonnement lumineux, dit incident
c) un premier système optique placé sur le trajet dudit rayonnement lumineux et adapté pour le faire converger en un point situé juste en avant de la cornée de manière à le faire pénétrer dans l'oeil et éclairer la rétine
d) un second système optique placé sur le trajet du rayonnement réfléchi et adapté pour transmettre ce rayonnement à un dispositif d'enregistrement et/ou d'obser- vation.

Les moyens d'appui sont par exemples des arceaux d'appui pour le front et le menton du patient, ces moyens pouvant être du type couramment utilisés en ophtalmologie ; ils permettent d'obtenir une immobilisation et un positionnement précis du visage et, corrélativement, de l'oeil examiné ; de plus, ils forment une butée mécanique assurant que le point de focalisation du rayonnement lumineux incident se trouve bien à l'extérieur de l'oeil.

Le dispositif est avantageusement pourvu d'un élément séparateur, par exemple une lame transparente à faces parallèles, apte à séparer le rayonnement incident du rayonnement réfléchi, afin d'éviter que les moyens d'enregistrement et/ou d'observation n'interfèrent avec la source d'émission.

Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la source d'émission est un laser émettant un rayon laser. Dans cette hypothèse, il est possible d'effectuer des hologrammes du fond d'oeil en prévoyant un support d'enregistrement holographique, de préférence un film thermoplastique à développement rapide ; le dispositif est alors pourvu d'un élément séparateur, qui est avantageusement le même que celui dont il vient d'être fait état, et est adapté pour séparer le rayonnement laser en deux faisceaux distincts
- un premier faisceau, dirigé vers l'oeil, et pénétrant dans celui-ci après avoir été focalisé juste en avant de la cornée
- un second faisceau, dit de référence, qui est dirigé sur le support d'enregistrement holographique suivant une direction décalée angulairement par rapport à la direction sous laquelle le rayonnement ré#fléchi sur la rétine arrive sur le support.

La colncidence du faisceau de référence avec le faisceau réfléchi par la rétine, qui se fait au niveau du support d'enregistrement sous un angle bien défini, réalise des interférences produisant un hologramme.

Lorsque le faisceau de référence est occulté (par tout moyen approprié) il est possible d'obtenir des images directes, tant en lumière blanche qu'en rayonnement laser.

Dans ce cas, il est avantageux de prévoir comme support d'enregistrement ou d'observation une caméra vidéo, dont l'objectif est placé sur la trajectoire du faisceau réfléchi sur la rétine.

Par ce montage, on réalise donc un système complet d'observation du fond de l'oeil, permettant une vision directe de la rétine, sous différents angles, et à plus ou moins fort grossissement, lorsqu'on éclaire la rétine par une lumière blanche ou une lumière laser. Les images obtenues peuvent être observées directement sur un écran vidéo en temps réel et/ou peuvent être enregistrées sur magnétoscope.

Lorsque la rétine est éclairée par un faisceau laser, et que le faisceau de référence est désocculté, on obtient des hologrammes. Ceux-ci peuvent être observés immédiatement ou de manière différée, après enregistrement sur bande magnétique. Ils peuvent être également obser vues, directement, après éclairage adéquat, au moyen d'un système grossissant, de manière à restituer un image détaillée, à échelle micrométrique, et en trois dimension#s, du fond d'oeil.

On comprendra aisément que la restitution en relief du fond d'oeil permet d'effectuer un examen extremement précis et détaillé de la rétine et de déceler des particularités non visibles (ou peu visibles) sur des images bidimensionnelles.

Néanmoins, il est également possible d'utiliser des sources de rayonnement de type traditionnel, à incandescence ou à flash par exemple, les rayonnements réfléchis sur la rétine étant dans ce cas soit enregistrés sur des plaques photographiques, soit directement observés, éventuellement par l'intermédiaire d'un instrument optique grossissant (loupe ou microscope).

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront de la description et des dessins annexés qui en présentent deux modes de réalisation préférentiels.

Sur ces dessins, les figures 1 et 2 sont respectivement des vues schématiques de ce premier et de ce second modes de réalisation.

Sur les figures, l'oeil examiné - désigné par 0 est représenté schématiquement en coupe, la cornée, le cristallin et la rétine ayant reçu respectivement les références 100, 101 et 102. L'axe optique de l'oeil est désigné par XX'. Les moyens d'appui du visage sont représentés symboliquement par un plan d'appui 1 perpendiculaire à l'axe XX'.

Le dispositif de la figure 1 comprend un émetteur laser 2 de type connu, à rayonnement continu ou pulsé.

Il s'agit par exemple d'un laser pulsé, type YAG dédoublé en fréquence, émettant un rayonnement visible situé dans le vert, et dont la puissance est de l'ordre de 2 à 4 mJ.

Dans le cas d'un rayonnement pulsé, la durée des flashs sera par exemple de quelques nanosecondes.

Le laser choisi a avantageusement des caractéristiques qui permettent de l'utiliser également à des fins thérapeutiques pour la microchirurgie du laser ; il a ainsi un caractère polyvalent, économiquement intéressant pour l'ophtalmologiste utilisateur.

Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le rayon laser émis'a une direction perpendiculaire à l'axe XX'. Ce rayon R est transformé de manière connue en un faisceau divergent R1 (conique), au moyen d'une lentille convergente 6 associée à un diaphragme 7.

Le faisceau divergent R1 rencontre ensuite une lentille convergente 8 qui le transforme en un faisceau convergent R'1. Sur le trajet de celui-ci est placé un élément séparateur. 9 tel qu'une lame transparente à faces parallèles traitées par exemple. L'élément séparateur 9 divise le faisceau R'1 en deux faisceaux R2 et R3 ; le faisceau R2 est réfléchi sur l'élément 9, tandis que le faisceau R3 le traverse sans déviation,
L'élément séparateur 9 est positionné de telle façon que l'axe optique du faisceau R2 coïncide avec XX' ; les caractéristiques optiques de cet élément sont choisies par exemple de telle sorte que 75 8 de l'énergie de R1 (et de R'1) soit transmise à R2, 25 % de cette énergie étant transmise à R3.

Le rayon convergent R2, selon une caractéristique importante de l'invention, focalise en un point F situé sur l'axe optique XX' de l'oeil, juste en avant de la cornée 100, à distance d de celle-ci. De préférence, la distance d est comprise entre 0,5 et 1,5 mm ; elle est par exemple égale à 1 mm environ.

Après le point F, le faisceau divergent R'2 est peu dévié du fait que ce point est voisin du centre optique du système optique constitué par l'oeil, et notamment du centre optique de la cornée qui est l'élément de l'oeil possèdant la plus forte vergence (de l'ordre de 43 dioptries). Le faisceau R'2 rentre donc dans l'oeil et éclaire la rétine 102 sous un angle solide relativement élevé. Les caractéristiques et l'emplacement des systèmes optiques 6, 7, 8 et 9 sont déterminées par exemple de telle manière que le faisceau conique R'2ait un angle au sommet de l'ordre de 20 degrés, ce qui permet de réaliser l'éclairement d'une zone, à contour circulaire, relativement étendue.

Chaque point éclairé de la rétine constitue une source lumineuse émettant un rayonnement, dit réfléchi.

A la figure 1, on a représenté, en traits interrompus, le rayonnement réfléchi émis par le point K de la rétine situé sur l'axe optique XX'.

Ce rayonnement, initialement en forme de faisceau divergent I1, sort de l'oeil sous la forme d'un faisceau parallèle I2 (du fait que l'oeil a son foyer sur la rétine).

Le faisceau parallèle I2 traverse sans déviation le séparateur 9, puis rencontre une lentille convergente 10.

Celle-ci transforme le faisceau I2 en un faisceau convergent, qui est focalisé en un point K', sur un support d'enregistrement holographique 3 de type connu. Il s'agit de préférence d'un film holographique thermoplastique permettant une restitution rapide de l'enregistrement.

L'image de chaque point éclairé de la rétine est ainsi enregistrée sur le support 3.

Le faisceau R3, dit faisceau de référence, après focalisation en un point P, est réfléchi sur un miroir 11 qui est positionné de manière à le diriger également sur le support 3. Avant d'atteindre ce dernier, il est transformé, au moyen d'une lentille convergente 12, en un faisceau à rayons parallèles R'3.

L'axe optique du faisceau R'3 forme un angle aigu par rapport à l'axe optique du faisceau réfléchi I3 (qui coïncide avec XX'). L'angle est avantageusement ajustable, des moyens appropriés (non représentés) étant prévus pour modifier à volonté, de manière micrométrique, l'inclinaison du miroir 11 et de la lentille 12 associée.

En option, derrière le support d'enregistrement holographique 3, est montée une caméra vidéo reliée à un moniteur 5.

L'ensemble des systèmes optiques équipant le dispositif est logé de préférence dans un carter (qui n'a pas été représenté par seul souci de simplification), ce carter présentant une ouverture devant laquelle vient se placer l'oeil du patient lorsque son visage est en place contre les moyens d'appui 1.

Le laser étant mis en marche, le support holographique reçoit simultanément les éclairements dûs à l'onde de référence du rayonnement R3 - R'3 et à l'onde objet du rayonnement R2 - R'2 - il - I2 - I3. L'angle ayant été correctement ajusté, les interférences entre ces deux ondes composent dans le support d'enregistrement holographique 3 un hologramme de la zone éclairée de la rétine 102.

Après développement - qui peut se faire en présence du patient en raison de sa rapidité (de 20 à 30 secondes pour un film thermoplastique) - il est possible d'observer en relief l'image enregistrée, soit en l'éclairant par l'onde de référence, soit en l'exposant à de la lumière blanche dont l'angle d'incidence est oC
La caméra vidéo 4 sert de viseur pour les réglages et la mise au point des différents systèmes optiques du dispositif avant enregistrement. Elle permet également bien entendu l'observation directe du fond d'oeil et/ou l'enregistrement des hologrammes.

Dans le second mode de réalisation représenté à la figure 2, la source lumineuse 20 est une lampe à filament qui émet un rayonnement collimaté S, par exemple de lumière blanche. Le rayonnement S est dirigé selon l'axe optique XX' de l'oeil 0. Il est d'abord transformé en un faisceau divergent Si par une lentille convergente 60 associée à un diaphragme 70, puis en un faisceau convergent S'1. Celui-ci traverse sans déviation une lame séparatrice 90 et forme un faisceau S2 qui converge en un point F. Comme dans le mode de réalisation précédent, le point de focalisation F est situé à faible distance en avant de la cornée 100 de l'oeil 0 préalablement positionné par rapport au dispositif (grâce aux moyens d'appui 1).Après focalisation en F, ce rayonnement incident donne naissance à un faisceau divergent (conique) qui pénètre dans l'oeil 0 et éclaire une zone étendue de la rétine 102.

Le fond d'oeil éclairé émet un rayonnement réfléchi
J1, qui ressort de l'oeil sous forme d'un faisceau à rayons parallèles J2. En rencontrant la lame séparatrice 90, le faisceau J2 est dévié - au moins partiellement à angle droit, pour former un faisceau J3 qui se trouve séparé du rayonnement incident S'1 - S2.

Un dispositif d'observation ou d'enregistrement 40 placé sur le trajet du faisceau J3 permet de capter ce faisceau et d'obtenir une image du fond d'oeil.

Le dispositif 40 peut être par exemple un simple objectif d'observation, éventuellement équipé d'un dispositif d'agrandissement d'image (loupe ou microscope), un capteur photographique ou photosensible, ou encore une caméra vidéo.

Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux deux seuls modes de réalisation qui viennent d'être décrits à simple titre d'exemples. Elle en englobe au contraire toutes les variantes.

C'est ainsi naturellement que divers trajets optiques, dont la conception est à la portée de l'homme de métier, différents de ceux qui viennent d'être décrits, peuvent être prévus pour les rayonnements incident et réfléchi, qui permettent d'obtenir les résultats recherchés.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'enregistrement et/ou d'observation de l'image du fond de l'oeil vivant, caractérisé par le fait qu'il comprend

a) des moyens d'appui (1) adaptés pour réaliser un positionnement précis de l'oeil (0) dans le dispositif

b) une source (2 ; 20) d'émission d'un rayonnement lumineux (R ; S), dit incident

c) un premier système optique (6-7-8-9 ; 60-70-80) placé sur le trajet dudit rayonnement lumineux (R ; S) et adapté pour le faire converger en un point (F) situé juste en avant de la cornée (100) de manière à le faire pénètrer dans l'oeil (0) et éclairer la rétine (102)

d) un second système optique (10 ; 90) placé sur le trajet du rayonnement lumineux réfléchi sur la rétine (102) et adapté pour transmettre ce rayonnement à un dispositif d'enregistrement (3, 4) et/ou d'observation (40).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un desdits premier ou second systèmes optiques comprend un élément séparateur (9# ; 90) apte à séparer le rayonnement incident du rayonnement réfléchi, par exemple une lame à faces parallèles.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la source (2) d'émission de rayonnement lumineux est un laser émettant un rayon laser (R).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le support d'enregistrement est un support d'enregistrement holographique (3), de préférence un film thermoplastique, et qu'il est pourvu d'un élément séparateur (9) adapté pour séparer le rayonnement laser en deux faisceaux distincts

- un premier faisceau convergeant audit point F pour pénètrer dans l'oeil

- un second faisceau, -dit:de référence, qui est dirigé au moyen d'un système optique (11-12) sur le support d'enregistrement holographique (3), suivant une direction décalée angulairement d'un angle (oc) par rapport à la direction sous laquelle le rayonnement réfléchi sur la rétine arrive sur ce support (3).

6. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que le dispositif d'enregistrement et/ou d'observation est une caméra vidéo (4), éventuellement associée audit support holographique (3).

7. Procédé d'enregistrement et/ou d'observation de l'image du fond d'un oeil vivant, qui consiste à diriger sur celui-ci un faisceau lumineux (R2 ; S2) qui converge juste en avant de la cornée (100) de manière à le faire pénètrer dans l'oeil (O) et à éclairer la rétine (102), puis à enregistrer et/ou observer le faisceau (I2-I3,

J2-J3) réfléchi sur la rétine.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le faisceau lumineux (R2) dirigé sur la rétine est un faisceau laser.