FR2866550A1 - Methode de determination objective d'un critere de performance binoculaire d'un sujet humain ou animal - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire d'un sujet humain ou animal, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode.La méthode comprend notamment :- la mesure objective des aberrations oculaires de chaque oeil (11g, 11d),- le calcul à partir des valeurs mesurées des aberrations de deux critères de performance monoculaire de l'oeil gauche et de l'oeil droit (12g, 12d), lesdits critères étant des fonctions caractéristiques respectivement de la performance d'imagerie de chaque oeil gauche et droit,- le calcul (13) du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une fonction de sommation desdits critères de performance monoculaires gauche et droit.
Description
Méthode de détermination objective d'un critère deperformance binoculaire d'un sujet humain ou animal
L'invention concerne une méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire d'un sujet humain ou animal, ainsi qu'un dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode. L'invention s'inscrit généralement dans le domaine de l'examen de la vue, c'està-dire la mesure des erreurs réfractives et des performances visuelles d'un sujet.
Traditionnellement, les mesures de performances visuelles font appel à des méthodes psychophysiques. Ces méthodes ont la particularité de reposer sur les réponses des patients à des stimulations visuelles; elles sont aussi dites subjectives.
Ainsi, le critère de performance visuelle le plus couramment utilisé dans la pratique clinique, l'acuité visuelle, est le plus souvent évalué au moyen de tableaux normalisés d'optotypes (lettres ou formes) de différentes tailles. Le relevé de la taille des plus petits optotypes reconnus par un patient permet de quantifier son acuité visuelle. Un autre critère de performance visuelle, la sensibilité au contraste (CSF pour Contrast Sensitivity Function en Anglais), est évalué d'une manière similaire à l'aide de tableau d'optotypes de différents contrastes. La sensibilité au contraste s'obtient en déterminant, à partir des réponses du patient, les optotypes les moins contrastés que celui-ci est capable de distinguer.
Un avantage des méthodes subjectives d'examen visuel précédemment décrites est de pouvoir être exécutées en vision binoculaire, c'est-à-dire dans des situations où le patient peut utiliser ses deux yeux pour voir les tests qui lui sont présentés. Les mesures subjectives de performances visuelles ont aussi l'intérêt d'être sensibles non seulement aux défauts optiques de l' i̇l, mais également à d'éventuelles déficiences neurosensorielles dont elles permettent, dans certains cas, le dépistage.
Malheureusement, ces méthodes psychophysiques de caractérisation de la vision comportent aussi plusieurs inconvénients liés à leur subjectivité. En particulier, elles ne peuvent être utilisées ni avec les jeunes enfants, ni avec les personnes ayant des difficultés d'apprentissage ou de communication, ni avec les animaux employés par la recherche. Le temps passé à l'examen est long ; par conséquent, seulement un nombre réduit de paramètres est mesuré. La reproductibilité des mesures est généralement médiocre. En outre, les mesures subjectives de performances visuelles ne permettent pas de déterminer l'origine exacte de divers troubles visuels. L'optique de l' i̇l n'est pas toujours la cause de ces problèmes.En effet, si les performances visuelles d'un patient dépendent fortement des performances optiques de ses yeux, plusieurs autres facteurs peuvent contribuer à détériorer significativement la qualité de sa vision. Les résultats visuels obtenus de manière psychophysique peuvent être altérés non seulement par des aberrations optiques, mais aussi par des déficiences neurosensorielles, des difficultés de cognition, un état mauvais psychologique du patient (stress, fatigue, etc.), des conditions de mesure inadéquates (éclairage insuffisant, etc.). Quand le clinicien relève une mauvaise performance visuelle, la mesure subjective ne lui permet pas de savoir lequel de ces facteurs en est la cause.
Le progrès continue dans le domaine de l'évaluation psychophysique de la vision. Différentes méthodes existent pour mesurer l'acuité visuelle, la sensibilité au contraste, la fonction de transfert de modulation de l'oeil ainsi que d'autres critères utiles. Cependant ces méthodes psychophysiques reposent sur des réponses du patient et souffrent des limitations mentionnées précédemment.
L'invention propose une méthode objective de détermination de critères de performances visuelles binoculaires d'un sujet, tels que l'acuité visuelle binoculaire, la sensibilité au contraste binoculaire, la simulation de l'imagerie rétinienne binoculaire d'un objet.
Pour cela, la méthode proposée utilise des mesures objectives des aberrations optiques de chacun des yeux afin d'en déduire pour chaque i̇l un critère de performance monoculaire caractéristique de la performance d'imagerie dudit i̇l, une fonction de sommation étant appliquée sur les deux critères respectifs afin d'en déduire un critère de performance binoculaire.
Plus précisément, l'invention concerne une méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire d'un sujet humain ou animal, comprenant: - la mesure objective des aberrations oculaires de chaque i̇l, - le calcul à partir des valeurs mesurées des aberrations d'un critère de performance monoculaire pour chacun des yeux gauche et droit, lesdits critères étant des fonctions caractéristiques de la performance d'imagerie respectivement de chaque i̇l gauche et droit, - le calcul du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une fonction de sommation desdits critères de performance monoculaire gauche et droit.
Avantageusement, le critère de performance monoculaire est la fonction de transfert optique de l' i̇l, calculée à partir desdites aberrations, et recalée par application d'une fonction de décalage spatial latéral.
L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode. Il comprend un système de mesure objective des aberrations oculaires d'un i̇l, une unité de traitement permettant notamment le calcul, à partir des valeurs mesurées, des aberrations de chacun des deux critères de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l, et le calcul du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une sommation desdits critères de performance monoculaires gauche et droit.
Avantageusement, la mesure des aberrations optiques est faite avec un aberromètre objectif, du type de celui décrit dans la demande de brevet français FR 0111112 qui mesure les défauts optiques monochromatiques de l'ensemble de la structure oculaire. Ces défauts sont appelés aberrations de front d'onde oculaire. L'aberromètre permet ainsi de mesurer non seulement les défauts optiques sphériques et cylindriques, mais aussi les aberrations optiques monochromatiques d'ordres supérieurs de l' i̇l en prenant en compte les effets de la structure interne de l' i̇l.
Outre la détermination objective de performances visuelles binoculaires obtenues, la méthode selon l'invention permet selon une variante la détermination de performances en fonction de la distance à laquelle le patient regarde (distance de vision), correspondant à une stimulation d'accommodation donnée.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures qui représentent: - La figure 1, un diagramme illustrant les étapes de la méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire selon l'invention; - Les figures 2A à 2C des schémas illustrant par des exemples les formes de courbes de sensibilité au contraste respectivement pour l' i̇l gauche, pour 1'oeil droit et binoculaire, obtenues par la méthode selon l'invention ; - Les figures 3A à 3C des schémas illustrant par des exemples des images rétiniennes calculées respectivement pour l' i̇l gauche, pour l' i̇l droit et binoculaire, obtenues par la méthode selon l'invention ;La figure 4, un diagramme illustrant les étapes de la méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire selon l'invention avec prise en compte de la distance de vision du sujet. - Les figures 5A et 5B, des schémas montrant selon deux exemples de réalisation, des dispositifs pour la mise en u̇vre de la méthode.
Sur ces figures, les éléments identiques sont référencés par les mêmes repères.
La figure 1 montre un diagramme illustrant les étapes de la méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire selon l'invention. La méthode comprend les mesures objectives llg et lld des aberrations oculaires respectivement de l' i̇l gauche et de l' i̇l droit, les calculs, notés respectivement 12g et 12d, à partir des valeurs mesurées des aberrations, de deux critères de performance monoculaire, fonctions caractéristiques respectivement de la performance d'imagerie de chaque i̇l gauche et droit, puis le calcul 13 du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une fonction de sommation des critères de performance monoculaires gauche et droit. La fonction de sommation doit être comprise au sens large, c'est-à-dire toute fonction de deux paramètres, strictement croissante par rapport à chacun des paramètres.Par exemple, la fonction de sommation est une addition simple, une sommation quadratique, une sommation en valeur absolue, etc. Comme cela sera décrit en détail par la suite, le critère de performance monoculaire peut être spectral, par exemple une fonction complexe définie à partir de la fonction de transfert optique de l' i̇l obtenue à partir desdites valeurs mesurées des aberrations, représentée en fonction de coordonnées dans un plan de fréquences spatiales ou de fréquences angulaires. Il peut également être spatial, par exemple une réponse percussionnelle, représentée en fonction de coordonnées spatiales ou angulaires. Avantageusement, selon l'invention, pour l'un au moins des critères de performance monoculaire, la fonction caractéristique de la performance d'imagerie de l' i̇l est recalée par application d'un décalage latéral.Par décalage latéral, on entend, dans le cas d'un critère monoculaire de type spatial, un décalage spatial latéral, c'est-à-dire l'application dans le plan de coordonnées spatiales ou angulaires, d'une translation. Pour un critère monoculaire de type spectral, le décalage latéral consiste en l'ajout d'un déphasage à la phase dudit critère.
Ainsi, grâce à l'étape de mesures objectives des aberrations oculaires de chaque i̇l puis au traitement particulier réalisé à partir de ces mesures, la méthode selon l'invention permet, contrairement aux méthodes décrites jusqu'alors, une détermination objective de critères de performances visuelles binoculaires, c'est-àdire dans des situations normales où les deux yeux contribuent à la vision, le critère de performance binoculaire étant déterminé sans l'intervention du patient et les limitations qui en résultent. Notamment, l'invention s'applique à la détermination de critères de performances visuelles de type sensibilité au contraste binoculaire et acuité binoculaire, ainsi qu'à la simulation des images rétiniennes perçues en vision binoculaire, comme cela est détaillé ci-dessous.
La détermination objective des aberrations de chaque i̇l est réalisée avantageusement par une mesure des aberrations au moyen d'un aberromètre objectif. Un aberromètre objectif est un instrument qui ne requiert aucune réponse de la part du patient ; les aberrations sont mesurées en projetant de la lumière au fond de 1'oeil du patient et en mesurant le signal lumineux réfléchi au travers de l' i̇l par la rétine par des moyens entièrement objectifs. Plusieurs types d'aberromètres objectifs ont été développés, à partir de différentes techniques : Shack-Hartmann (ou Hartmann-Shack), déflectométrie Moiré, aberrométrie de Tscherning, réfractométrie à balayage laser, skiascopie dynamique, contraste de phase, etc.Ces techniques d'aberrométrie objective ont l'intérêt de mesurer la totalité ou une grande majorité des aberrations optiques monochromatiques de l' i̇l, c'est-à-dire à la fois les aberrations d'ordres faibles telles que la défocalisation (défaut sphérique de l'onde réfractée) et l'astigmatisme (défaut cylindrique) et les aberrations d'ordres supérieurs telles que la coma, l'aberration sphérique et d'autres défauts optiques. Ces données permettent de quantifier les erreurs de réfraction non uniformes, asymétriques, parfois très irrégulières qui peuvent affecter la qualité de la vision. La demande de brevet FR 0111112 décrit une méthode de réalisation d'un aberromètre objectif compact, adapté à une utilisation clinique, capable de mesurer les aberrations subies par la lumière au travers de l'ensemble de l'optique oculaire.Cet instrument mesure également les aberrations résultant de l'introduction de toute correction optique (lunettes, lentilles, etc.) devant ou sur l'oeil au moment de l'examen.
Les valeurs des aberrations résultant des mesures effectuées sur chacun des deux yeux peuvent prendre différentes formes. Il s'agit par exemple d'un échantillonnage de l'erreur de front d'onde oculaire dans la pupille, d'un échantillonnage des pentes du front d'onde dans la pupille, des coefficients d'une décomposition de l'erreur de front d'onde sur un ensemble prédéfini de fonctions polynomiales, par exemple les polynômes de Zernike jusqu'à un ordre donné, etc. Préférentiellement, les données d'aberrations prennent la forme d'une décomposition en polynômes de Zernike de l'erreur de front d'onde oculaire.
Selon l'invention, pour chacun des deux yeux, un critère de performance monoculaire est calculé, ce critère étant une fonction caractéristique de la performance d'imagerie de chaque i̇l. Comme on l'a vu, le critère monoculaire peut être spectral ou spatial.
Selon un premier exemple, le critère de performance monoculaire est une fonction complexe, définie à partir de la fonction de transfert optique de l' i̇l (ou OTF selon l'abréviation de l'expression anglo-saxonne Optical Transfer Function ) obtenue à partir desdites valeurs mesurées des aberrations. Le calcul de l'OTF est par exemple réalisé par transformation de Fourier de la réponse percussionnelle de l' i̇l (ou PSF selon l'abréviation de l'expression anglo-saxonne Point-Spread Function), elle-même obtenue à partir desdites valeurs mesurées des aberrations de façon connue.
A partir des deux critères de performance monoculaire gauche et droit, on en déduit un critère de performance visuelle binoculaire caractéristique de la performance atteinte lorsque les deux yeux fonctionnent simultanément.
Selon un premier exemple d'application de la méthode selon l'invention, on s'intéresse à la détermination de la sensibilité au contraste binoculaire. Avantageusement, pour la détermination de la courbe de sensibilité au contraste, chacun desdits critères de performance monoculaire est obtenu par la fonction de transfert optique de chaque i̇l, pondérée par une fonction de sensibilité au contraste neurale du système visuel, et recalée par application d'un déphasage égal à l'opposé de la phase de ladite fonction de transfert optique. La sensibilité au contraste est alors déduite des critères monoculaires gauche et droit par exemple par une sommation quadratique des deux critères.
Ainsi, la fonction de sensibilité au contraste binoculaire (ou CSF, abréviation de l'expression anglosaxonne Contrast Sensitivity Function ) s'exprime en fonction des coordonnées fréquentielles fi fj, par la formule :
Où OTFPd(fi, fj) et OTFPg(fi, fj) représentent les fonctions de transfert optique complexe des yeux droit et gauche respectivement, PTFPd(fi,fj) et PTFPg(fi,fj) représentent les phases respectives de OTFPd(fi,fj) et OTFPg(fi,fj), et NTF(fi,fj) représente la fonction de sensibilité au contraste neurale du système visuel. Le symbole "exp" représente la fonction exponentielle complexe et j le nombre complexe dont le carré vaut -1. Des valeurs types de NTF(fi,fj) peuvent être obtenues à partir de plusieurs études publiées (voir par exemple G.J. Barten, Contrast sensitivity of the human eye and its effects on image quality, 1999, SPIE, Bellingham (Washington, USA).
La sensibilité au contraste CSF(fi,fj), par nature bi-dimensionnelle, peut être ramenée à une forme monodimensionnelle CSF(f) par l'extraction d'un profil suivant un méridien particulier du plan des fréquences spatiales ou par calcul du profil moyen sur un ensemble de méridiens.
Les figures 2A à 2C montrent selon des exemples des courbes de sensibilité au contraste binoculaire d'un sujet obtenues grâce à la méthode précédemment décrite. Les courbes, respectivement notées 21d, 21g, 21b représentent la sensibilité au contraste calculée suivant le méridien horizontal respectivement pour l'oeil droit, l' i̇l gauche et en vision binoculaire. Ces courbes correspondent au cas dans lequel le sujet voit des mires de contraste sinusoïdal avec des traits orientés dans le sens vertical. Elles sont obtenues en réalisant une coupe horizontale de la fonction de sensibilité au contraste calculée bidimensionnelle. Ainsi en abscisse est indiquée la fréquence spatiale de la mire en cycles par degré. En ordonnée est représenté le seuil de sensibilité, c'est-àdire l'inverse de la valeur du plus faible contraste détectable à la fréquence considérée.
Il est possible à partir des courbes de sensibilité au contraste d'un sujet, de déterminer l'acuité visuelle binoculaire du sujet, la valeur d'acuité pouvant être déduite de la courbe de sensibilité binoculaire au contraste.
Pour cela, on détermine la fréquence de coupure, c'est-à-dire la valeur de fréquence spatiale la plus haute pour laquelle la sensibilité reste supérieure ou égale à 1 (i.e. pour laquelle la valeur limite de contraste détectable reste inférieure ou égale à 1, soit 100% de contraste). Sur les figures 2A à 2C, les fréquences de coupure sont notées respectivement fd, fg, fb. L'acuité visuelle est alors calculée soit comme un multiple de la fréquence de coupure, soit comme une fonction de la fréquence de coupure, cette fonction étant déterminée par une analyse statistique des relations entre la fréquence de coupure et l'acuité visuelle subjective.
Selon une variante, l'acuité visuelle binoculaire du sujet peut-être déterminée sans passer par le calcul de sensibilité au contraste binoculaire. Selon cette variante, le critère de performance monoculaire de chaque i̇l est la fonction de transfert optique de 1'oeil, recalée par application d'un déphasage égal à l'opposé de la phase de ladite fonction de transfert optique. L'acuité binoculaire est alors obtenue par détermination d'une fréquence spatiale de coupure sur la courbe résultant de la fonction de sommation des deux critères de performance visuelle monoculaires gauche et droit.
Nous décrivons maintenant comment la méthode selon l'invention peut s'appliquer à la simulation d'une image rétinienne perçue en vision binoculaire par un sujet.
Selon une première variante, chacun desdits critères monoculaires est la fonction complexe résultant du produit de la fonction de transfert optique de l' i̇l et du spectre de fréquences spatiales de l'objet dont on veut simuler la vision. Avantageusement, pour l'un au moins des critères de performance monoculaire, ladite fonction complexe est recalée par application d'un terme de basculement de phase. Ce basculement de phase correspond à une translation de l'image rétinienne dans son plan. Il traduit l'ajustement de l'angle de visée de chaque i̇l qui est piloté par le mécanisme de fusion binoculaire, mécanisme mis en u̇vre par système visuel lorsque les deux yeux regardent une même scène visuelle. La fusion permet de superposer au mieux les deux images au niveau du cortex visuel.L'image rétinienne binoculaire est alors obtenue par exemple par une transformée de Fourier du résultat de l'application de la fonction de sommation aux critères de performance monoculaires de chacun des yeux. Dans le cas de la simulation d'imagerie binoculaire, la fonction de sommation peut être une simple addition.
Ainsi pour l' i̇l droit par exemple, le critère monoculaire droit correspond au spectre de l'image rétinienne calculée cour l' i̇l droit :
Ce spectre de l'image rétinienne est obtenu en effectuant le produit du spectre OFS(fi,fj) de fréquences spatiales de l'objet regardé par la fonction de transfert optique de l' i̇l correspondant. Le spectre OFS(fi,fj) est Par exemple obtenu par transformation de Fourier de la répartition de luminance de l'objet.
Ainsi, pour l' i̇l droit, le calcul est réalisé par la formule :
Il est procédé au calcul des spectres de fréquences spatiales IFSd(fi,fj)) et IFSg(ji,fj) des images rétiniennes formées par les yeux droit et gauche respectivement.
Le terme de basculement de phase préconisé correspond à l'ajustement de l'angle de visée de chaque i̇l mis en u̇vre par le système visuel pour favoriser une perception fusionnée des deux images. Pour le calculer, on doit estimer les pentes effectives (sxd,syd) et (sxg,syg) des variations de la phase des spectre IFSd(fi,fj) et IFSg(fi,fj)) par rapport aux coordonnées (fi, fj). Il s'agit d'un calcul de moyenne pondéré par le produit entre le module du spectre et la fonction de sensibilité au contraste neurale.
Par exemple, pour l' i̇l droit, le basculement de phase local suivant l'horizontale, soit pour l' i̇l droit :
où le symbole "phase" représente la fonction retournant la phase d'un nombre complexe. On en déduit une moyenne pondérée sxd du basculement de phase local selon l'horizontale:
où les crochets () représentent l'opération de moyennage.
Le même calcul est effectué pour la direction verticale de 1'oeil droit (syd). Le terme de basculement de phase est alors appliqué au critère monoculaire de l' i̇l droit en multipliant ce critère par :
La même opération est effectuée pour l' i̇l gauche.
Le terme de basculement de phase est donc pour une fréquence spatiale donnée, l'opposé de la valeur moyennée de la phase de chacun des critères de performance monoculaire, pondérée par le produit d'une fonction de sensibilité au contraste neurale du système visuel avec le module dudit critère monoculaire et avec l'inverse de ladite fréquence spatiale.
Pour obtenir le spectre de fréquences spatiales de l'image binoculaire, on réalise une sommation simple des critères monoculaires gauche et droit:
L'image binoculaire est ensuite calculée par transformée de Fourier du spectre en fréquence de l'image binoculaire.
A titre d'exemple, les figures 3A à 3C montrent les images simulées d'une lettre E calculées par la déposante sur un patient, respectivement pour l'oeil droit, 1'oeil gauche et en vision binoculaire (courbes 31d, 31g, 31b) .
Selon une variante, pour la simulation d'une image rétinienne perçue en vision binoculaire par un sujet, les critères monoculaires peuvent également être calculés par la fonction complexe obtenue par le produit de la fonction de transfert optique de l' i̇l et du spectre de fréquences spatiales de l'objet, multiplié par le module dudit produit. Le reste du calcul est inchangé par rapport à celui précédemment décrit.
Ainsi dans cette variante pour 1'oeil droit, le critère de performance monoculaire est, en reprenant les notations définies précédemment :
Le spectre binoculaire est obtenu par la sommation simple des critères monoculaires recalés :
Selon une variante, la méthode selon l'invention permet également de donner des critères de performance binoculaires fonction de la distance de vision d'un patient. Cette variante est illustrée par le schéma de la figure 4. Cette variante est particulièrement intéressante car, dans certaines conditions comme la presbytie ou le port d'implants intraoculaires consécutif à l'opération de la cataracte, il est fréquent que les performances visuelles soient optimales pour une distance de vision particulière et dégradées pour les autres distances. Il est donc important de pouvoir diagnostiquer les performances visuelles pour toute distance de vision utile dans la vie courante.
Selon cette variante, un ensemble de mesures des aberrations oculaires est réalisé pour chaque oeil pour différentes distances de vision (41g, 41d). La méthode comprend la sélection 43 pour chaque i̇l de l'une des mesures en fonction de la distance de vision donnée et la correction de l'une au moins desdites mesures sélectionnées en fonction du parcours d'accommodation de chaque i̇l. Le parcours d'accommodation est l'intervalle de défocalisation de l' i̇l limité par les valeurs inférieure et supérieure des défocalisations sphériques déduites de l'ensemble des mesures d'aberrations oculaires.Si la distance de vision donnée est située à l'intérieur du parcours d'accommodation, la correction consiste de préférence à annuler la défocalisation sphérique de la mesure sélectionnée, de façon à tenir compte de l'accommodation parfaite de l' i̇l à la distance de vision donnée. Ainsi la correction permet de restituer la continuité de l'ajustement de l' i̇l en fonction de la distance, à partir de mesures effectuées pour un ensemble discret de distances de vision. Si la distance de vision est située à l'extérieur du parcours d'accommodation, la correction fera de préférence correspondre la défocalisation sphérique de la mesure sélectionnée comme l'une des valeurs limites du parcours d'accommodation.Le critère de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l est alors calculé à partir de ladite valeur corrigée des aberrations (42g, 42d, selon les mêmes méthodes que celles décrites précédemment. Comme précédemment, le critère de performance binoculaire à la distance de vision choisie du patient est ensuite déduit des critères de performance monoculaires déterminés à ladite distance de vision par une fonction de sommation.
Pour déterminer le critère de performance monoculaire, il est également possible d'effectuer un calcul des aberrations à la distance de vision choisie, par interpolation à partir de l'ensemble de mesures. Le critère de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l est alors calculé à partir de la valeur interpolée des aberrations.
Les figures 5A et 5B illustrent par des schémas simplifiés la réalisation d'un dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode selon l'invention telle qu'elle a été décrite précédemment.
De façon générale, le dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode de détermination objective de critères de performances visuelles binoculaires comprend un système de mesure objective SM des aberrations oculaires d'un i̇l 0, une unité de pilotage et de traitement UPT. L'unité de pilotage et de traitement permet notamment le calcul à partir des valeurs mesurées des aberrations de chacun des deux critères de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l et le calcul du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une sommation desdits critères de performance monoculaires gauche et droit.Le système de mesure SM (non représenté en détail sur les figures 5A et 5B) comprend par exemple et de façon connue un dispositif d'éclairage avec une source lumineuse formant un faisceau d'éclairage sur la rétine, un dispositif d'analyse de la surface de l'onde lumineuse retro réfléchie par la rétine et issue de l' i̇l, un dispositif de visualisation de la surface antérieure de l' i̇l pour aider au positionnement de l'instrument par le clinicien. Le système d'analyse de la surface d'onde est par exemple de type Shack-Hartmann tel qu'il a été décrit précédemment .
Selon l'exemple de la figure 5A, des moyens CSA de contrôle de la distance de vision du patient sont en outre prévus afin de mettre en u̇vre la méthode de prédiction de performances visuelles binoculaires en fonction de la distance de vision. Dans l'exemple de la figure 5A, les moyens de contrôle CSA sont réalisés par pilotage d'une cible visuelle C par rapport au système optique SO grâce à une plateforme de translation T. Bien entendu, d'autres variantes sont possibles pour les moyens de contrôle CSA. Par exemple, une cible fixe peut être associée à un système réflecteur mobile en translation, ou la cible peut être fixe, et le système optique SO à focale variable contrôlée électriquement.
La figure 5B illustre une variante selon laquelle la voie de mesure est solidaire des mouvements de translation de la cible.
Bien entendu, ces exemples ne sont pas limitatifs et de nombreuses variantes de réalisation du dispositif sont possibles, pour la mise en u̇vre de la méthode selon l'invention.
L'invention concerne une méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire d'un sujet humain ou animal, ainsi qu'un dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode. L'invention s'inscrit généralement dans le domaine de l'examen de la vue, c'està-dire la mesure des erreurs réfractives et des performances visuelles d'un sujet.
Traditionnellement, les mesures de performances visuelles font appel à des méthodes psychophysiques. Ces méthodes ont la particularité de reposer sur les réponses des patients à des stimulations visuelles; elles sont aussi dites subjectives.
Ainsi, le critère de performance visuelle le plus couramment utilisé dans la pratique clinique, l'acuité visuelle, est le plus souvent évalué au moyen de tableaux normalisés d'optotypes (lettres ou formes) de différentes tailles. Le relevé de la taille des plus petits optotypes reconnus par un patient permet de quantifier son acuité visuelle. Un autre critère de performance visuelle, la sensibilité au contraste (CSF pour Contrast Sensitivity Function en Anglais), est évalué d'une manière similaire à l'aide de tableau d'optotypes de différents contrastes. La sensibilité au contraste s'obtient en déterminant, à partir des réponses du patient, les optotypes les moins contrastés que celui-ci est capable de distinguer.
Un avantage des méthodes subjectives d'examen visuel précédemment décrites est de pouvoir être exécutées en vision binoculaire, c'est-à-dire dans des situations où le patient peut utiliser ses deux yeux pour voir les tests qui lui sont présentés. Les mesures subjectives de performances visuelles ont aussi l'intérêt d'être sensibles non seulement aux défauts optiques de l' i̇l, mais également à d'éventuelles déficiences neurosensorielles dont elles permettent, dans certains cas, le dépistage.
Malheureusement, ces méthodes psychophysiques de caractérisation de la vision comportent aussi plusieurs inconvénients liés à leur subjectivité. En particulier, elles ne peuvent être utilisées ni avec les jeunes enfants, ni avec les personnes ayant des difficultés d'apprentissage ou de communication, ni avec les animaux employés par la recherche. Le temps passé à l'examen est long ; par conséquent, seulement un nombre réduit de paramètres est mesuré. La reproductibilité des mesures est généralement médiocre. En outre, les mesures subjectives de performances visuelles ne permettent pas de déterminer l'origine exacte de divers troubles visuels. L'optique de l' i̇l n'est pas toujours la cause de ces problèmes.En effet, si les performances visuelles d'un patient dépendent fortement des performances optiques de ses yeux, plusieurs autres facteurs peuvent contribuer à détériorer significativement la qualité de sa vision. Les résultats visuels obtenus de manière psychophysique peuvent être altérés non seulement par des aberrations optiques, mais aussi par des déficiences neurosensorielles, des difficultés de cognition, un état mauvais psychologique du patient (stress, fatigue, etc.), des conditions de mesure inadéquates (éclairage insuffisant, etc.). Quand le clinicien relève une mauvaise performance visuelle, la mesure subjective ne lui permet pas de savoir lequel de ces facteurs en est la cause.
Le progrès continue dans le domaine de l'évaluation psychophysique de la vision. Différentes méthodes existent pour mesurer l'acuité visuelle, la sensibilité au contraste, la fonction de transfert de modulation de l'oeil ainsi que d'autres critères utiles. Cependant ces méthodes psychophysiques reposent sur des réponses du patient et souffrent des limitations mentionnées précédemment.
L'invention propose une méthode objective de détermination de critères de performances visuelles binoculaires d'un sujet, tels que l'acuité visuelle binoculaire, la sensibilité au contraste binoculaire, la simulation de l'imagerie rétinienne binoculaire d'un objet.
Pour cela, la méthode proposée utilise des mesures objectives des aberrations optiques de chacun des yeux afin d'en déduire pour chaque i̇l un critère de performance monoculaire caractéristique de la performance d'imagerie dudit i̇l, une fonction de sommation étant appliquée sur les deux critères respectifs afin d'en déduire un critère de performance binoculaire.
Plus précisément, l'invention concerne une méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire d'un sujet humain ou animal, comprenant: - la mesure objective des aberrations oculaires de chaque i̇l, - le calcul à partir des valeurs mesurées des aberrations d'un critère de performance monoculaire pour chacun des yeux gauche et droit, lesdits critères étant des fonctions caractéristiques de la performance d'imagerie respectivement de chaque i̇l gauche et droit, - le calcul du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une fonction de sommation desdits critères de performance monoculaire gauche et droit.
Avantageusement, le critère de performance monoculaire est la fonction de transfert optique de l' i̇l, calculée à partir desdites aberrations, et recalée par application d'une fonction de décalage spatial latéral.
L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode. Il comprend un système de mesure objective des aberrations oculaires d'un i̇l, une unité de traitement permettant notamment le calcul, à partir des valeurs mesurées, des aberrations de chacun des deux critères de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l, et le calcul du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une sommation desdits critères de performance monoculaires gauche et droit.
Avantageusement, la mesure des aberrations optiques est faite avec un aberromètre objectif, du type de celui décrit dans la demande de brevet français FR 0111112 qui mesure les défauts optiques monochromatiques de l'ensemble de la structure oculaire. Ces défauts sont appelés aberrations de front d'onde oculaire. L'aberromètre permet ainsi de mesurer non seulement les défauts optiques sphériques et cylindriques, mais aussi les aberrations optiques monochromatiques d'ordres supérieurs de l' i̇l en prenant en compte les effets de la structure interne de l' i̇l.
Outre la détermination objective de performances visuelles binoculaires obtenues, la méthode selon l'invention permet selon une variante la détermination de performances en fonction de la distance à laquelle le patient regarde (distance de vision), correspondant à une stimulation d'accommodation donnée.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures qui représentent: - La figure 1, un diagramme illustrant les étapes de la méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire selon l'invention; - Les figures 2A à 2C des schémas illustrant par des exemples les formes de courbes de sensibilité au contraste respectivement pour l' i̇l gauche, pour 1'oeil droit et binoculaire, obtenues par la méthode selon l'invention ; - Les figures 3A à 3C des schémas illustrant par des exemples des images rétiniennes calculées respectivement pour l' i̇l gauche, pour l' i̇l droit et binoculaire, obtenues par la méthode selon l'invention ;La figure 4, un diagramme illustrant les étapes de la méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire selon l'invention avec prise en compte de la distance de vision du sujet. - Les figures 5A et 5B, des schémas montrant selon deux exemples de réalisation, des dispositifs pour la mise en u̇vre de la méthode.
Sur ces figures, les éléments identiques sont référencés par les mêmes repères.
La figure 1 montre un diagramme illustrant les étapes de la méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire selon l'invention. La méthode comprend les mesures objectives llg et lld des aberrations oculaires respectivement de l' i̇l gauche et de l' i̇l droit, les calculs, notés respectivement 12g et 12d, à partir des valeurs mesurées des aberrations, de deux critères de performance monoculaire, fonctions caractéristiques respectivement de la performance d'imagerie de chaque i̇l gauche et droit, puis le calcul 13 du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une fonction de sommation des critères de performance monoculaires gauche et droit. La fonction de sommation doit être comprise au sens large, c'est-à-dire toute fonction de deux paramètres, strictement croissante par rapport à chacun des paramètres.Par exemple, la fonction de sommation est une addition simple, une sommation quadratique, une sommation en valeur absolue, etc. Comme cela sera décrit en détail par la suite, le critère de performance monoculaire peut être spectral, par exemple une fonction complexe définie à partir de la fonction de transfert optique de l' i̇l obtenue à partir desdites valeurs mesurées des aberrations, représentée en fonction de coordonnées dans un plan de fréquences spatiales ou de fréquences angulaires. Il peut également être spatial, par exemple une réponse percussionnelle, représentée en fonction de coordonnées spatiales ou angulaires. Avantageusement, selon l'invention, pour l'un au moins des critères de performance monoculaire, la fonction caractéristique de la performance d'imagerie de l' i̇l est recalée par application d'un décalage latéral.Par décalage latéral, on entend, dans le cas d'un critère monoculaire de type spatial, un décalage spatial latéral, c'est-à-dire l'application dans le plan de coordonnées spatiales ou angulaires, d'une translation. Pour un critère monoculaire de type spectral, le décalage latéral consiste en l'ajout d'un déphasage à la phase dudit critère.
Ainsi, grâce à l'étape de mesures objectives des aberrations oculaires de chaque i̇l puis au traitement particulier réalisé à partir de ces mesures, la méthode selon l'invention permet, contrairement aux méthodes décrites jusqu'alors, une détermination objective de critères de performances visuelles binoculaires, c'est-àdire dans des situations normales où les deux yeux contribuent à la vision, le critère de performance binoculaire étant déterminé sans l'intervention du patient et les limitations qui en résultent. Notamment, l'invention s'applique à la détermination de critères de performances visuelles de type sensibilité au contraste binoculaire et acuité binoculaire, ainsi qu'à la simulation des images rétiniennes perçues en vision binoculaire, comme cela est détaillé ci-dessous.
La détermination objective des aberrations de chaque i̇l est réalisée avantageusement par une mesure des aberrations au moyen d'un aberromètre objectif. Un aberromètre objectif est un instrument qui ne requiert aucune réponse de la part du patient ; les aberrations sont mesurées en projetant de la lumière au fond de 1'oeil du patient et en mesurant le signal lumineux réfléchi au travers de l' i̇l par la rétine par des moyens entièrement objectifs. Plusieurs types d'aberromètres objectifs ont été développés, à partir de différentes techniques : Shack-Hartmann (ou Hartmann-Shack), déflectométrie Moiré, aberrométrie de Tscherning, réfractométrie à balayage laser, skiascopie dynamique, contraste de phase, etc.Ces techniques d'aberrométrie objective ont l'intérêt de mesurer la totalité ou une grande majorité des aberrations optiques monochromatiques de l' i̇l, c'est-à-dire à la fois les aberrations d'ordres faibles telles que la défocalisation (défaut sphérique de l'onde réfractée) et l'astigmatisme (défaut cylindrique) et les aberrations d'ordres supérieurs telles que la coma, l'aberration sphérique et d'autres défauts optiques. Ces données permettent de quantifier les erreurs de réfraction non uniformes, asymétriques, parfois très irrégulières qui peuvent affecter la qualité de la vision. La demande de brevet FR 0111112 décrit une méthode de réalisation d'un aberromètre objectif compact, adapté à une utilisation clinique, capable de mesurer les aberrations subies par la lumière au travers de l'ensemble de l'optique oculaire.Cet instrument mesure également les aberrations résultant de l'introduction de toute correction optique (lunettes, lentilles, etc.) devant ou sur l'oeil au moment de l'examen.
Les valeurs des aberrations résultant des mesures effectuées sur chacun des deux yeux peuvent prendre différentes formes. Il s'agit par exemple d'un échantillonnage de l'erreur de front d'onde oculaire dans la pupille, d'un échantillonnage des pentes du front d'onde dans la pupille, des coefficients d'une décomposition de l'erreur de front d'onde sur un ensemble prédéfini de fonctions polynomiales, par exemple les polynômes de Zernike jusqu'à un ordre donné, etc. Préférentiellement, les données d'aberrations prennent la forme d'une décomposition en polynômes de Zernike de l'erreur de front d'onde oculaire.
Selon l'invention, pour chacun des deux yeux, un critère de performance monoculaire est calculé, ce critère étant une fonction caractéristique de la performance d'imagerie de chaque i̇l. Comme on l'a vu, le critère monoculaire peut être spectral ou spatial.
Selon un premier exemple, le critère de performance monoculaire est une fonction complexe, définie à partir de la fonction de transfert optique de l' i̇l (ou OTF selon l'abréviation de l'expression anglo-saxonne Optical Transfer Function ) obtenue à partir desdites valeurs mesurées des aberrations. Le calcul de l'OTF est par exemple réalisé par transformation de Fourier de la réponse percussionnelle de l' i̇l (ou PSF selon l'abréviation de l'expression anglo-saxonne Point-Spread Function), elle-même obtenue à partir desdites valeurs mesurées des aberrations de façon connue.
A partir des deux critères de performance monoculaire gauche et droit, on en déduit un critère de performance visuelle binoculaire caractéristique de la performance atteinte lorsque les deux yeux fonctionnent simultanément.
Selon un premier exemple d'application de la méthode selon l'invention, on s'intéresse à la détermination de la sensibilité au contraste binoculaire. Avantageusement, pour la détermination de la courbe de sensibilité au contraste, chacun desdits critères de performance monoculaire est obtenu par la fonction de transfert optique de chaque i̇l, pondérée par une fonction de sensibilité au contraste neurale du système visuel, et recalée par application d'un déphasage égal à l'opposé de la phase de ladite fonction de transfert optique. La sensibilité au contraste est alors déduite des critères monoculaires gauche et droit par exemple par une sommation quadratique des deux critères.
Ainsi, la fonction de sensibilité au contraste binoculaire (ou CSF, abréviation de l'expression anglosaxonne Contrast Sensitivity Function ) s'exprime en fonction des coordonnées fréquentielles fi fj, par la formule :
Où OTFPd(fi, fj) et OTFPg(fi, fj) représentent les fonctions de transfert optique complexe des yeux droit et gauche respectivement, PTFPd(fi,fj) et PTFPg(fi,fj) représentent les phases respectives de OTFPd(fi,fj) et OTFPg(fi,fj), et NTF(fi,fj) représente la fonction de sensibilité au contraste neurale du système visuel. Le symbole "exp" représente la fonction exponentielle complexe et j le nombre complexe dont le carré vaut -1. Des valeurs types de NTF(fi,fj) peuvent être obtenues à partir de plusieurs études publiées (voir par exemple G.J. Barten, Contrast sensitivity of the human eye and its effects on image quality, 1999, SPIE, Bellingham (Washington, USA).
La sensibilité au contraste CSF(fi,fj), par nature bi-dimensionnelle, peut être ramenée à une forme monodimensionnelle CSF(f) par l'extraction d'un profil suivant un méridien particulier du plan des fréquences spatiales ou par calcul du profil moyen sur un ensemble de méridiens.
Les figures 2A à 2C montrent selon des exemples des courbes de sensibilité au contraste binoculaire d'un sujet obtenues grâce à la méthode précédemment décrite. Les courbes, respectivement notées 21d, 21g, 21b représentent la sensibilité au contraste calculée suivant le méridien horizontal respectivement pour l'oeil droit, l' i̇l gauche et en vision binoculaire. Ces courbes correspondent au cas dans lequel le sujet voit des mires de contraste sinusoïdal avec des traits orientés dans le sens vertical. Elles sont obtenues en réalisant une coupe horizontale de la fonction de sensibilité au contraste calculée bidimensionnelle. Ainsi en abscisse est indiquée la fréquence spatiale de la mire en cycles par degré. En ordonnée est représenté le seuil de sensibilité, c'est-àdire l'inverse de la valeur du plus faible contraste détectable à la fréquence considérée.
Il est possible à partir des courbes de sensibilité au contraste d'un sujet, de déterminer l'acuité visuelle binoculaire du sujet, la valeur d'acuité pouvant être déduite de la courbe de sensibilité binoculaire au contraste.
Pour cela, on détermine la fréquence de coupure, c'est-à-dire la valeur de fréquence spatiale la plus haute pour laquelle la sensibilité reste supérieure ou égale à 1 (i.e. pour laquelle la valeur limite de contraste détectable reste inférieure ou égale à 1, soit 100% de contraste). Sur les figures 2A à 2C, les fréquences de coupure sont notées respectivement fd, fg, fb. L'acuité visuelle est alors calculée soit comme un multiple de la fréquence de coupure, soit comme une fonction de la fréquence de coupure, cette fonction étant déterminée par une analyse statistique des relations entre la fréquence de coupure et l'acuité visuelle subjective.
Selon une variante, l'acuité visuelle binoculaire du sujet peut-être déterminée sans passer par le calcul de sensibilité au contraste binoculaire. Selon cette variante, le critère de performance monoculaire de chaque i̇l est la fonction de transfert optique de 1'oeil, recalée par application d'un déphasage égal à l'opposé de la phase de ladite fonction de transfert optique. L'acuité binoculaire est alors obtenue par détermination d'une fréquence spatiale de coupure sur la courbe résultant de la fonction de sommation des deux critères de performance visuelle monoculaires gauche et droit.
Nous décrivons maintenant comment la méthode selon l'invention peut s'appliquer à la simulation d'une image rétinienne perçue en vision binoculaire par un sujet.
Selon une première variante, chacun desdits critères monoculaires est la fonction complexe résultant du produit de la fonction de transfert optique de l' i̇l et du spectre de fréquences spatiales de l'objet dont on veut simuler la vision. Avantageusement, pour l'un au moins des critères de performance monoculaire, ladite fonction complexe est recalée par application d'un terme de basculement de phase. Ce basculement de phase correspond à une translation de l'image rétinienne dans son plan. Il traduit l'ajustement de l'angle de visée de chaque i̇l qui est piloté par le mécanisme de fusion binoculaire, mécanisme mis en u̇vre par système visuel lorsque les deux yeux regardent une même scène visuelle. La fusion permet de superposer au mieux les deux images au niveau du cortex visuel.L'image rétinienne binoculaire est alors obtenue par exemple par une transformée de Fourier du résultat de l'application de la fonction de sommation aux critères de performance monoculaires de chacun des yeux. Dans le cas de la simulation d'imagerie binoculaire, la fonction de sommation peut être une simple addition.
Ainsi pour l' i̇l droit par exemple, le critère monoculaire droit correspond au spectre de l'image rétinienne calculée cour l' i̇l droit :
Ce spectre de l'image rétinienne est obtenu en effectuant le produit du spectre OFS(fi,fj) de fréquences spatiales de l'objet regardé par la fonction de transfert optique de l' i̇l correspondant. Le spectre OFS(fi,fj) est Par exemple obtenu par transformation de Fourier de la répartition de luminance de l'objet.
Ainsi, pour l' i̇l droit, le calcul est réalisé par la formule :
Il est procédé au calcul des spectres de fréquences spatiales IFSd(fi,fj)) et IFSg(ji,fj) des images rétiniennes formées par les yeux droit et gauche respectivement.
Le terme de basculement de phase préconisé correspond à l'ajustement de l'angle de visée de chaque i̇l mis en u̇vre par le système visuel pour favoriser une perception fusionnée des deux images. Pour le calculer, on doit estimer les pentes effectives (sxd,syd) et (sxg,syg) des variations de la phase des spectre IFSd(fi,fj) et IFSg(fi,fj)) par rapport aux coordonnées (fi, fj). Il s'agit d'un calcul de moyenne pondéré par le produit entre le module du spectre et la fonction de sensibilité au contraste neurale.
Par exemple, pour l' i̇l droit, le basculement de phase local suivant l'horizontale, soit pour l' i̇l droit :
où le symbole "phase" représente la fonction retournant la phase d'un nombre complexe. On en déduit une moyenne pondérée sxd du basculement de phase local selon l'horizontale:
où les crochets () représentent l'opération de moyennage.
Le même calcul est effectué pour la direction verticale de 1'oeil droit (syd). Le terme de basculement de phase est alors appliqué au critère monoculaire de l' i̇l droit en multipliant ce critère par :
La même opération est effectuée pour l' i̇l gauche.
Le terme de basculement de phase est donc pour une fréquence spatiale donnée, l'opposé de la valeur moyennée de la phase de chacun des critères de performance monoculaire, pondérée par le produit d'une fonction de sensibilité au contraste neurale du système visuel avec le module dudit critère monoculaire et avec l'inverse de ladite fréquence spatiale.
Pour obtenir le spectre de fréquences spatiales de l'image binoculaire, on réalise une sommation simple des critères monoculaires gauche et droit:
L'image binoculaire est ensuite calculée par transformée de Fourier du spectre en fréquence de l'image binoculaire.
A titre d'exemple, les figures 3A à 3C montrent les images simulées d'une lettre E calculées par la déposante sur un patient, respectivement pour l'oeil droit, 1'oeil gauche et en vision binoculaire (courbes 31d, 31g, 31b) .
Selon une variante, pour la simulation d'une image rétinienne perçue en vision binoculaire par un sujet, les critères monoculaires peuvent également être calculés par la fonction complexe obtenue par le produit de la fonction de transfert optique de l' i̇l et du spectre de fréquences spatiales de l'objet, multiplié par le module dudit produit. Le reste du calcul est inchangé par rapport à celui précédemment décrit.
Ainsi dans cette variante pour 1'oeil droit, le critère de performance monoculaire est, en reprenant les notations définies précédemment :
Le spectre binoculaire est obtenu par la sommation simple des critères monoculaires recalés :
Selon une variante, la méthode selon l'invention permet également de donner des critères de performance binoculaires fonction de la distance de vision d'un patient. Cette variante est illustrée par le schéma de la figure 4. Cette variante est particulièrement intéressante car, dans certaines conditions comme la presbytie ou le port d'implants intraoculaires consécutif à l'opération de la cataracte, il est fréquent que les performances visuelles soient optimales pour une distance de vision particulière et dégradées pour les autres distances. Il est donc important de pouvoir diagnostiquer les performances visuelles pour toute distance de vision utile dans la vie courante.
Selon cette variante, un ensemble de mesures des aberrations oculaires est réalisé pour chaque oeil pour différentes distances de vision (41g, 41d). La méthode comprend la sélection 43 pour chaque i̇l de l'une des mesures en fonction de la distance de vision donnée et la correction de l'une au moins desdites mesures sélectionnées en fonction du parcours d'accommodation de chaque i̇l. Le parcours d'accommodation est l'intervalle de défocalisation de l' i̇l limité par les valeurs inférieure et supérieure des défocalisations sphériques déduites de l'ensemble des mesures d'aberrations oculaires.Si la distance de vision donnée est située à l'intérieur du parcours d'accommodation, la correction consiste de préférence à annuler la défocalisation sphérique de la mesure sélectionnée, de façon à tenir compte de l'accommodation parfaite de l' i̇l à la distance de vision donnée. Ainsi la correction permet de restituer la continuité de l'ajustement de l' i̇l en fonction de la distance, à partir de mesures effectuées pour un ensemble discret de distances de vision. Si la distance de vision est située à l'extérieur du parcours d'accommodation, la correction fera de préférence correspondre la défocalisation sphérique de la mesure sélectionnée comme l'une des valeurs limites du parcours d'accommodation.Le critère de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l est alors calculé à partir de ladite valeur corrigée des aberrations (42g, 42d, selon les mêmes méthodes que celles décrites précédemment. Comme précédemment, le critère de performance binoculaire à la distance de vision choisie du patient est ensuite déduit des critères de performance monoculaires déterminés à ladite distance de vision par une fonction de sommation.
Pour déterminer le critère de performance monoculaire, il est également possible d'effectuer un calcul des aberrations à la distance de vision choisie, par interpolation à partir de l'ensemble de mesures. Le critère de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l est alors calculé à partir de la valeur interpolée des aberrations.
Les figures 5A et 5B illustrent par des schémas simplifiés la réalisation d'un dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode selon l'invention telle qu'elle a été décrite précédemment.
De façon générale, le dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode de détermination objective de critères de performances visuelles binoculaires comprend un système de mesure objective SM des aberrations oculaires d'un i̇l 0, une unité de pilotage et de traitement UPT. L'unité de pilotage et de traitement permet notamment le calcul à partir des valeurs mesurées des aberrations de chacun des deux critères de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l et le calcul du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une sommation desdits critères de performance monoculaires gauche et droit.Le système de mesure SM (non représenté en détail sur les figures 5A et 5B) comprend par exemple et de façon connue un dispositif d'éclairage avec une source lumineuse formant un faisceau d'éclairage sur la rétine, un dispositif d'analyse de la surface de l'onde lumineuse retro réfléchie par la rétine et issue de l' i̇l, un dispositif de visualisation de la surface antérieure de l' i̇l pour aider au positionnement de l'instrument par le clinicien. Le système d'analyse de la surface d'onde est par exemple de type Shack-Hartmann tel qu'il a été décrit précédemment .
Selon l'exemple de la figure 5A, des moyens CSA de contrôle de la distance de vision du patient sont en outre prévus afin de mettre en u̇vre la méthode de prédiction de performances visuelles binoculaires en fonction de la distance de vision. Dans l'exemple de la figure 5A, les moyens de contrôle CSA sont réalisés par pilotage d'une cible visuelle C par rapport au système optique SO grâce à une plateforme de translation T. Bien entendu, d'autres variantes sont possibles pour les moyens de contrôle CSA. Par exemple, une cible fixe peut être associée à un système réflecteur mobile en translation, ou la cible peut être fixe, et le système optique SO à focale variable contrôlée électriquement.
La figure 5B illustre une variante selon laquelle la voie de mesure est solidaire des mouvements de translation de la cible.
Bien entendu, ces exemples ne sont pas limitatifs et de nombreuses variantes de réalisation du dispositif sont possibles, pour la mise en u̇vre de la méthode selon l'invention.
REVENDICATIONS
1- Méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire d'un sujet humain ou animal, caractérisée en ce qu'elle comprend: - la mesure objective des aberrations oculaires de chaque i̇l (llg, 11d), - le calcul à partir des valeurs mesurées des aberrations d'un critère de performance monoculaire pour chacun des yeux gauche et droit (12g, 12d), lesdits critères étant des fonctions caractéristiques de la performance d'imagerie respectivement de chaque i̇l gauche et droit, - le calcul (13) du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une fonction de sommation desdits critères de performance monoculaire gauche et droit.
1- Méthode de détermination objective d'un critère de performance visuelle binoculaire d'un sujet humain ou animal, caractérisée en ce qu'elle comprend: - la mesure objective des aberrations oculaires de chaque i̇l (llg, 11d), - le calcul à partir des valeurs mesurées des aberrations d'un critère de performance monoculaire pour chacun des yeux gauche et droit (12g, 12d), lesdits critères étant des fonctions caractéristiques de la performance d'imagerie respectivement de chaque i̇l gauche et droit, - le calcul (13) du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une fonction de sommation desdits critères de performance monoculaire gauche et droit.
Claims (14)
- 2- Méthode selon la revendication 1, dans laquelle pour l'un au moins desdits critères de performance monoculaire, ladite fonction caractéristique de la performance d'imagerie de l'oeil est recalée par application d'un décalage latéral. 3- Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle ledit critère de performance monoculaire est une fonction complexe, définie à partir de la fonction de transfert optique de 1'oeil obtenue à partir desdites valeurs mesurées des aberrations. 4- Méthode selon la revendication 3, dans laquelle la fonction de transfert optique est calculée à partir de la réponse percussionnelle de l' i̇l obtenue à partir des valeurs mesurées des aberrations. 5- Méthode selon l'une des revendications 3 ou 4 pour la détermination de la courbe de sensibilité au contraste binoculaire du sujet, dans laquelle chacun desdits critères de performance monoculaire est obtenu par la fonction de transfert optique de chaque i̇l, pondérée par une fonction de sensibilité au contraste neurale du système visuel, et recalée par application d'un déphasage égal à l'opposé de la phase de ladite fonction de transfert optique. 6- Méthode selon la revendication 5, permettant en outre la détermination de l'acuité visuelle binoculaire du sujet, ladite valeur d'acuité étant calculée à partir de la fréquence de coupure, déduite de la courbe de sensibilité binoculaire au contraste. 7- Méthode selon l'une des revendications 3 ou 4 pour la détermination de l'acuité visuelle binoculaire du sujet, dans laquelle l'acuité binoculaire est obtenue par détermination d'une fréquence spatiale de coupure sur la courbe résultant de la fonction de sommation des deux critères de performance visuelle monoculaires gauche et droit. 8- Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la fonction de sommation est une sommation quadratique.
- 9- Méthode selon l'une des revendications 3 ou 4 pour la simulation d'une image rétinienne perçue en vision binoculaire par un sujet, dans laquelle pour chacun desdits critères de performance monoculaire, ladite fonction complexe est le produit de la fonction de transfert optique de 1'oeil et du spectre de fréquences spatiales de l'objet.
- 10- Méthode selon l'une des revendications 3 ou 4 pour la simulation d'une image rétinienne perçue en vision binoculaire par un sujet, dans laquelle pour chacun desdits critères de performance monoculaires, ladite fonction complexe est obtenue par le produit de la fonction de transfert optique de l'oeil et du spectre de fréquences spatiales de l'objet, multiplié par le module dudit produit.
- 11- Méthode selon l'une des revendications 9 ou10, dans laquelle pour l'un au moins desdits critères de performance monoculaire, ladite fonction complexe est recalée par application d'un terme de basculement de phase.
- 12- Méthode selon la revendication 11, dans laquelle ledit terme de basculement de phase est pour une fréquence spatiale donnée, l'opposé de la valeur moyennée de la phase de chacun des critères de performance monoculaire, pondérée par le produit d'une fonction de sensibilité au contraste neurale du système visuel avec le module dudit critère monoculaire et avec l'inverse de ladite fréquence spatiale.
- 13- Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2 pour la simulation d'une image rétinienne perçue en vision binoculaire par un sujet, dans laquelle pour chacun desdits critères de performance monoculaires, ladite fonction caractéristique de la performance d'imagerie de 1'oeil est une image monoculaire calculée dans le plan de la rétine.
- 14- Méthode selon la revendication 13, dans laquelle l'image monoculaire est calculée dans le plan de la rétine par convolution de la réponse percussionnelle de l' i̇l avec la répartition spatiale en luminance de l'objet.
- 15- Méthode selon l'une des revendications 13 ou14, dans laquelle pour l'un au moins desdits critères de performance monoculaire, ladite image monoculaire est recalée par application d'une translation de ladite image suivant un vecteur donné.
- 16- Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2 pour la détermination de l'acuité visuelle binoculaire du sujet, dans laquelle pour chacun desdits critères de performance monoculaire, ladite fonction caractéristique de la performance d'imagerie de l' i̇l est la réponse percussionnelle de l' i̇l calculée dans le plan de la rétine, ladite fonction percussionnelle étant recalée pour l'un au moins des deux critères par application d'une translation selon un vecteur donné, la valeur d'acuité binoculaire résultant d'un calcul d'une caractéristique d'étendue spatiale de la fonction de sommation desdits critères monoculaires.17. Méthode selon la revendication 16, dans laquelle ladite fonction de sommation est une addition.
- 18- Méthode de détermination d'un critère de performance visuelle binoculaire selon l'une des revendications précédentes, pour une distance de vision donnée du sujet, dans laquelle un ensemble de mesures des aberrations oculaires est réalisé pour chaque i̇l pour différentes distances de vision (41g, 41d), la méthode comprenant en outre la sélection (43) pour chaque i̇l de l'une desdites mesures en fonction de la distance de vision donnée, la correction de l'une au moins desdites mesures sélectionnées en fonction du parcours d'accomodation de chaque i̇l, le critère de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l étant calculé à partir de ladite valeur corrigée des aberrations (42g, 42d).
- 19- Méthode de détermination d'un critère de performance visuelle binoculaire selon l'une des revendications 1 à 17, pour une distance de vision donnée du sujet, dans laquelle un ensemble de mesures des aberrations oculaires est réalisé pour chaque i̇l pour différentes distances de vision, la méthode comprenant en outre pour chaque i̇l un calcul des aberrations à ladite distance de vision par interpolation à partir dudit ensemble de mesures, le critère de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne de chaque i̇l étant calculé à partir de ladite valeur corrigée des aberrations.
- 20- Dispositif pour la mise en u̇vre de la méthode de détermination objective d'un critère de performance visuel binoculaire d'un sujet humain ou animal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système de mesure objective (SM) des aberrations oculaires d'un i̇l, une unité de traitement(UPT) permettant notamment le calcul, à partir des valeurs mesurées des aberrations, de chacun des critères de performance monoculaire caractéristique de l'imagerie rétinienne respectivement de chacun des deux yeux, et le calcul du critère de performance visuelle binoculaire du sujet, par une fonction de sommation des critères de performance monoculaire gauche et droit.
- 21- Dispositif selon la revendication 20, dans lequel le système de mesure objective des aberrations comprend un analyseur de surface d'onde de type ShackHartmann.
- 22- Dispositif selon l'une des revendications 20 ou 21, comprenant en outre des moyens (CSA) de contrôle de la distance de vision du patient.
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|---|---|---|---|---|
| WO2007020333A1 (fr) * | 2005-08-18 | 2007-02-22 | Imagine Eyes | Methode de determination objective d'un critere de performance binoculaire d'un sujet humain ou animal |
| WO2008086520A1 (fr) * | 2007-01-11 | 2008-07-17 | Alcon Research, Ltd. | Système optique alternatif : mélange et mise en correspondance d'optiques pour maximiser les avantages visuels binoculaires |
-
2004
- 2004-02-20 FR FR0401731A patent/FR2866550B1/fr not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RUBIN GARY S ET AL: "Monocular versus binocular bisual acuity as measures of vision impairment and predictors of visual disability", IOVS, vol. 41, no. 11, October 2000 (2000-10-01), pages 3327 - 3334, XP002313927 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8529058B2 (en) | 2007-01-11 | 2013-09-10 | Novartis Ag | Alternating optical system: mixing and matching optics to maximize binocular visual benefits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2866550B1 (fr) | 2006-04-14 |
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