FR3135889A1 - Système de balayage de fond d'œil, confocal - Google Patents

Système de balayage de fond d'œil, confocal Download PDF

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Matteo MANENTE
Flavio RIZZARDI
Michele Martin
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Abstract

Appareil de balayage de fond d'œil confocal qui comprend : - un dispositif d'éclairage (11) configuré pour générer au moins un faisceau lumineux ; - un détecteur (12) apte à émettre un signal lorsqu'il est investi par la lumière pour former une image numérique ; - des groupes optiques (131, 132, 133, 134, 135, 136) positionnés par rapport au dispositif d'éclairage (11) et au détecteur (12) afin d'être traversés par le faisceau lumineux pour l'orienter le long d'un parcours d'éclairage (A) vers une position cible prédéfinie (O) et pour envoyer un reflet de ce faisceau lumineux de la position cible (O) vers le détecteur (12) le long d'un parcours d'image (B) ; - un dispositif de balayage (14) doté d'une paroi (141) mobile avec une première fissure (142) qui est positionnée de façon à intercepter le chemin d'image (B) et une seconde fissure (143) positionnée de façon à intercepter le parcours d'éclairage (A). La première fissure (142) est configurée et positionnée de manière à former une lame de lumière d'éclairage dotée d'une section linéaire et la seconde fissure (143) est configurée et positionnée de manière à former une lame de lumière réfléchie dotée d'une section linéaire. La paroi (141) est configurée de telle sorte qu'à la suite de leur propre mouvement, la première et la seconde fissures (142, 143) sont déplacées de manière mutuellement solidaire.

Description

SYSTÈME DE BALAYAGE DE FOND D'ŒIL, CONFOCAL
DOMAINE TECHNIQUE.
La présente invention concerne un appareil de balayage du fond d'œil confocal, c'est-à-dire un dispositif optique confocal capable de reconstituer une image en couleur réelle du fond d'œil par balayage.
L'appareil en question est configuré pour projeter un faisceau de lumière blanche capable d'intercepter le fond d'œil dans un segment éclairé. Le faisceau est orienté de manière à déplacer sur le fond d'œil le segment éclairé transversal à son développement. Les images réfléchies du segment éclairé par la voie déplacée sur le fond d'œil sont acquises pour reconstituer l'image du fond d'œil.
L'appareil selon la présente invention est structurellement plus simple et plus solide que les appareils traditionnels et permet une acquisition fiable et précise du fond d'œil.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Aujourd'hui, dans le domaine de l'acquisition d'images du fonds d'œil, la technique de « widefield imaging », c'est-à-dire l'acquisition en champ large d'une image du fonds d'œil, est connue. Une autre technique de nos jours comprend l'utilisation de laser à balayage confocal (cSLO).
Dans le « widefield imaging », la rétine est éclairée par un flash et une photographie bidimensionnelle est acquise. Cette technique présente le problème de l'élimination des réflexes générés par la cornée et ceux générés par les surfaces des verres. Par ailleurs, ces dispositifs traditionnels ont l'avantage de permettre une acquisition rapide d'images de la rétine, évitant ainsi les effets du mouvement. Elles permettent également une haute résolution latérale avec un niveau de signal et une gamme dynamique élevés.
En outre, la technique de « widefield imaging » a de lourdes contraintes liées à la nécessité d'éliminer les effets, en limitant le champ de vision à environ 60 degrés et en rendant plus difficile la combinaison avec d'autres techniques. En outre, l'ensemble du champ visuel du système d'imagerie est utilisé en même temps.
En revanche, les appareils de balayage ponctuel prévoient d'éclairer un petit point de la rétine avec un laser et de détecter la lumière réfléchie ou émise (par exemple, en cas de fluorescence) par un détecteur ayant un trou sténopéïque devant le détecteur. Le trou sténopéïque est optiquement combiné au point éclairé sur la rétine de sorte que la lumière parasite et les objets hors champ sont supprimés de l'image. Pour reconstituer l'image de toute la rétine, le point est déplacé ou scanné.
Ce type d'appareils, appelés scanners confocaux, ont l'avantage de supprimer la lumière hors champ, montrant ainsi des images à contraste élevé, mais ils ont certaines limites.
En particulier, ils exigent la réalisation d'un éclairage par points, par conséquent, ils prévoient l'utilisation de laser ou de SLD, qui sont coûteux, et créent une intensité lumineuse instantanée élevée sur l'œil, au détriment de la sécurité du patient.
Cependant, le disque optique est foncé parce qu'il ne se trouve pas dans le plan focal de la rétine.
En outre, l'image de chaque point est acquise en séquence, par conséquent une très grande vitesse de balayage du fond d'œil est nécessaire pour éviter les artefacts de mouvement, au détriment de la simplicité structurelle et du coût de l'appareil.
Par ailleurs, en raison de la grande vitesse d'acquisition requise, les appareils traditionnels de ce type présentent des vibrations à haute fréquence et sont bruyants.
Une autre technique connue aujourd'hui est celle du balayage linéaire du fonds d'œil.
Cette technique permet d'éclairer un segment linéaire et non pas un point de la rétine, permettant ainsi d'augmenter la surface scannée et, par conséquent, de nécessiter des vitesses de balayage inférieures pour limiter les défauts d'image dus aux artefacts de mouvement.
Ces systèmes maintiennent une suppression élevée des réflexes et de la pollution de l'image due à des objets hors champ, grâce à la structure confocale.
La largeur de la ligne de balayage peut être adaptée à la quantité de suppression de la lumière hors champ nécessaire.
La technique de balayage linéaire utilisée aujourd'hui présente toutefois des limites.
Par exemple, les variations de l'intensité de la ligne ou de la sensibilité du réseau linéaire destiné à l'acquisition de l'image peut entraîner des striures dans l'image acquise.
Aujourd'hui, cette technique nécessite l'utilisation d'un masque pour éliminer le reflet des surfaces parasites, comme par exemple la surface de la cornée, ainsi que celles des verres du système optique, ce qui compromet l'efficacité optique du système et donne des images sombres.
De plus, la formation du segment éclairé sur la rétine est désormais obtenue par l'utilisation d'un scanner galvanométrique qui est délicat et coûteux.
En alternative au scanner galvanométrique, on connaît l'utilisation de masques munis d'une fissure placée en face de la source lumineuse et du capteur d'acquisition de l'image.
Pour obtenir le balayage, les masques sont déplacés par rapport à la source lumineuse et au capteur, ou inversement, le capteur et/ou la source lumineuse sont déplacés par rapport aux masques.
Cette alternative exige cependant une synchronisation de mouvement élevée pour obtenir des images de bonne qualité, au détriment de la simplicité structurelle et de la solidité du dispositif.
En outre, cette solution nécessite, en cours de construction, un alignement très précis des masques dont les fissures doivent être alignées au micromètre de position. Cet alignement peut par ailleurs être rétabli afin de compenser une dégradation des positions réciproques résultant de l'utilisation du dispositif.
En outre, les solutions traditionnelles équipées de scanners galvanométriques et de masques mobiles ont tendance à rendre perceptibles les vibrations ou le bruit qui peuvent être particulièrement gênants.
Par ailleurs, une critique majeure est associée à la possibilité de salissure des masques, ce qui peut compromettre sensiblement la qualité de l'image acquise au moyen de ces dispositifs traditionnels.
Le problème à la base de cette invention est donc de permettre la réalisation d'une analyse du fond d'œil qui évite les vibrations et le bruit et par rapport aux techniques traditionnelles et grâce à un appareil structuré plus simple et plus solide.
La tâche d'un appareil de balayage du fond d'œil confocal selon la présente invention est par conséquent de résoudre ce problème.
Dans le cadre de cette tâche, l'objectif de la découverte est de proposer un appareil de balayage du fond d'œil confocal permettant un balayage du fond d'œil de manière plus simple et précise que les solutions traditionnelles.
Un autre but de l'invention consiste à proposer un appareil de balayage du fond d'œil confocal permettant d'acquérir une image du fond d'œil par un balayage de celui-ci en évitant une perte partielle ou totale du signal ou, en tout état de cause, un rapport signal/bruit excessif pour obtenir une grande efficacité d'acquisition d'images.
Un autre objectif de cette invention consiste à mettre au point un appareil de balayage du fond d'œil confocal qui permette une plus grande stabilité de fonctionnement dans le temps en réduisant les demandes d'entretien possibles pour rétablir des rapports optimaux entre signal/bruit ou une luminosité optimale de l'image.
Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil de balayage du fond d'œil confocal nécessitant des interventions d'entretien plus rares et plus simples, au profit de la productivité de celui-ci.
Dans le cadre de cette tâche, l'objectif de l'invention est de réaliser un appareil de balayage du fond d'œil confocal facile à réaliser grâce à des technologies de production connues.
Un autre objectif de la présente invention consiste à proposer un appareil de balayage du fond d'œil confocal qui soit structurellement simple et facile à utiliser.
Cette tâche, cet objectif ainsi que d'autres objectifs qui apparaîtront mieux par la suite sont atteints par l'appareil de balayage du fond d'œil confocal selon la revendication indépendante ci-jointe.
Des caractéristiques détaillées d'un appareil de balayage du fond d'œil confocal selon l'invention sont présentées dans les revendications dépendantes.
D'autres caractéristiques et avantages de la découverte figureront plus loin dans la description d'une forme d'exécution préférée, mais non exclusive d'un appareil de balayage du fonds d'œil confocal selon l'invention, illustré sous sa forme de réalisation représentée à titre indicatif et non limitatif dans les tables de dessin ci-dessous.
  • la présente un schéma simplifié d'un appareil de balayage du fond d'œil confocal selon l'invention ;
  • la montre un agrandissement particulier du schéma simplifié de la ;
  • les figures 3 et 4 montrent deux vues en perspective différentes d'une forme de mise en œuvre d'un appareil de balayage du fond d'œil selon l'invention.
 DESCRIPTION DÉTAILLÉE
En particulier, sur la , un appareil de balayage du fond d'œil confocal est globalement indiqué par le numéro 10 et comprend :
- un dispositif d'éclairage 11 configuré pour générer au moins un faisceau lumineux ;
- un détecteur 12 apte à émettre un signal lorsqu'il est investi par la lumière pour former une image numérique ;
- des groupes optiques 131, 132, 133, 134, 135, 136 positionnés par rapport au dispositif d'éclairage 11 et au détecteur 12 afin d'être traversés par le faisceau lumineux pour l'orienter le long d'un parcours d'éclairage A vers une position cible prédéfinie O et pour envoyer un reflet de ce faisceau lumineux de la position cible O vers le détecteur 12 le long d'un parcours d'image B ;
- un dispositif de balayage 14 doté d'une paroi 141 mobile avec une première fissure 142 qui est positionnée de façon à intercepter le chemin d'image B et une seconde fissure 143 positionnée de façon à intercepter le parcours d'éclairage A.
La seconde fissure 143 est configurée et positionnée de manière à former, à partir du faisceau lumineux, une lame de lumière d'éclairage dotée d'une section linéaire.
La première fissure 142 est configurée et placée de manière à former, par le reflet, une lame de lumière réfléchie dotée d'une section linéaire.
La première fissure 142 et la deuxième fissure 143 sont dans des positions combinées à la position cible O, de manière à être associées à la rétine de l'œil du patient, dans des conditions d'utilisation.
Les groupes optiques 131, 132, 133, 134, 135, 136 peuvent être configurés pour combiner optiquement la première fissure 142 et la deuxième fissure 143 avec la position cible O.
La paroi 141 est configurée de telle manière qu'à la suite d'un mouvement de celle-ci, la première fissure 142 et la deuxième fissure 143 soient déplacées d'une manière réciproquement solidaire.
En d'autres termes, la paroi 141 présente la première fissure 142 et la seconde fissure 143 qui sont monolithiquement mobiles avec la paroi 141, par exemple elles peuvent être réalisées en deux parties de la paroi 141 qui sont monolithiquement fixées l'une à l'autre, ou qui sont d'un seul tenant, c'est-à-dire qu'elles forment un corps unitaire.
Cela permet d'obtenir un balayage du fond d'œil en évitant ou en réduisant considérablement le bruit et/ou les vibrations générées par les dispositifs traditionnels.
En particulier, comme le montrent les figures 3 et 4, la première fissure 142 et la deuxième fissure 143 sont réciproquement d'un seul tenant et sont des parties respectives d'une fissure unitaire, qui, sur les figures 3 et 4, est pour plus de simplicité indiquée par la référence 144.
La paroi 141 peut tourner autour d'un axe de rotation X, par exemple pour permettre le passage de la première fissure 142 et de la seconde fissure 143 pour intercepter ou couper le parcours d'éclairage A et le parcours d'image B, respectivement, de manière cyclique.
De cette manière, il est possible d'obtenir une structure particulièrement solide avec la paroi 141 qui intercepte le parcours d'image B et le parcours d'éclairage A et, en tournant, vous permet de former la lame de lumière d'éclairage et la lame de lumière réfléchie lorsque la première fissure 142 et la seconde fissure 143 coupent le chemin d'éclairage A et le parcours d'image B respectivement.
La vitesse de rotation de la paroi 141 peut être fixe ou réglable et peut être définie de manière à définir la vitesse de balayage, c'est-à-dire la vitesse à laquelle la lame de lumière d'éclairage parcourt le fond d'œil placé, en cours d'utilisation, dans la position cible O.
Par exemple, comme le montrent les figures 3 et 4, la paroi 141 peut avoir une pluralité de fissures unitaires 144, ou de première et seconde fissures si celles-ci ne sont pas d'un seul tenant, c'est-à-dire formant une fissure unique.
Clairement, les dimensions radiales de la paroi 14, par rapport à l'axe de rotation X, peuvent être choisies en fonction de la taille du dispositif d'éclairage 11 et du détecteur 12 qui feront face à la paroi 141.
En particulier, la paroi 141 peut être un disque mince calé sur l'axe d'un moteur électrique 145.
Le dispositif d'éclairage 11 peut comprendre :
  • une première source lumineuse 111, comprenant par exemple une matrice de leds, capable d'émettre une lumière dans le champ visible, de préférence blanche, pour remplir la fonction d'imagerie ;
  • une seconde source lumineuse 11 configurée pour émettre un rayonnement lumineux non situé dans le champ visible, par exemple un rayonnement infrarouge, et configuré pour générer des cibles dans la position cible O, l'appareil de balayage 10 étant configuré pour permettre une mise au point, le cas échéant automatique, d'une rétine à photographier présente dans la position cible O ;
  • un organe réfléchissant configuré pour acheminer les rayons lumineux émis par les première 111 et seconde 112 sources lumineuses le long du parcours d'éclairage A.
Le parcours d'éclairage A et le parcours d'image B peuvent être alignés le long d'un plan auquel appartient l'axe de rotation X si la première fissure 142 et la seconde fissure 143 s'étendent dans une direction radiale par rapport à l'axe de rotation X, de manière à obtenir une interception précise de la seconde fissure 143 par le reflet du faisceau lumineux, filtré par la première fissure 142, et réfléchi par la position cible O.
Les groupes optiques 131, 132, 133, 134, 135, 136 sont configurés de manière à définir un premier axe optique C par lequel le parcours d'éclairage A intercepte la paroi 141 et un second axe optique D le long duquel le parcours d'éclairage A intercepte la paroi 141.
L'axe de rotation X peut être parallèle aux premier et deuxième essieux optiques D lorsqu'ils interceptent la paroi 141 et les première et seconde fissures 142 et 143.
Le premier axe optique C peut être parallèle au second axe optique D lorsqu'ils interceptent la paroi 141 et les première et seconde fissures 142 et 143 et ils peuvent être situés sur un même plan que l'axe de rotation X pour avoir une synchronisation optimale, en action, entre l'interaction de la première fissure 142 avec le faisceau lumineux dirigé vers la position cible O, et l'interaction entre le reflet du faisceau lumineux provenant de la position cible O et la seconde fissure 143, afin de parvenir à une acquisition optimale d'une image du fond d'œil placé dans la position cible O.
Dans une forme de réalisation préférée de la présente invention, pour des raisons de simplicité et de solidité de construction, la première fissure 142 et la seconde fissure 143, ou la fissure unitaire 144 si celles-ci en forment deux parties, se développent dans une direction de développement qui est radiale à l'axe de rotation X.
Cependant, de manière générale, l'axe de rotation X peut être gauchi par rapport aux axes optiques C et D, et la paroi peut avoir différentes formes.
Par exemple, dans une forme de mise en application non illustrée sur les figures jointes, la paroi pourrait avoir une forme tronconique et la première fissure et la seconde fissure peuvent s'étendre le long d'un plan radial à l'axe de rotation de ladite paroi.
L'axe de rotation pourrait être incliné par rapport au premier et second axes optiques avec un angle égal à celui d'ouverture de la nappe conique sur laquelle se développe la paroi de telle sorte que la première et la seconde fissures lorsqu'elles interceptent les premier et second axes optiques s'étendent perpendiculairement à celui-ci.
Dans une autre forme possible de mise en œuvre de la présente invention, la paroi pourrait se développer selon une surface par exemple cylindrique, coaxiale à l'axe de rotation et perpendiculaire auxdits premier et second axes optiques.
Dans ce cas, la première fissure et la seconde fissure peuvent se développer dans une direction de développement qui est parallèle à l'axe de rotation.
La paroi pourrait être à son tour cylindrique et le dispositif d'éclairage et le détecteur pourraient être entourés par celle-ci.
Cette forme de réalisation présenterait un encombrement réduit dans la direction perpendiculaire au premier et second axes optiques mais certainement supérieure transversalement, par rapport aux autres formes de mise en œuvre décrites ci-dessus.
Les groupes optiques 131, 132, 133, 134, 135, 136 peuvent inclure :
- un premier groupe optique 131, donnant sur le détecteur 12 et configuré pour compenser les aberrations optiques ;
- un deuxième groupe optique 132 à la suite du premier groupe optique et configuré pour créer une image d'une rétine présente dans la position cible O, sur le détecteur 12 ;
- un troisième groupe optique 133 configuré pour conjuguer la rétine du patient, à savoir la position cible O avec la deuxième fissure 143 ;
- un quatrième groupe optique 134 configuré pour condenser sur la première fissure 142 la lumière produite par le dispositif d'éclairage 11 ;
- un cinquième groupe optique 135 configuré pour conjuguer la rétine du patient, à savoir la position objectif O avec la première fissure 142 ;
- un sixième groupe optique 136 comprenant une lentille de balayage 136a et un groupe cible 136b configurés pour créer un point combiné de pupille et rétine.
L'appareil 10 selon la présente invention peut inclure un organe optique 16 apte à séparer le parcours d'image B du parcours d'éclairage A et qui, par exemple, peut comprendre un miroir perforé de sorte que le parcours d'éclairage A intercepte une surface spéculative de ce miroir perforé qui est annulaire à une ouverture qui est traversée par le parcours d'image B, il est ainsi possible d'assurer un nettoyage élevé de l'image du fond d'œil.
Par exemple, un miroir perforé comme décrit ci-dessus est particulièrement utile pour obtenir un appareil à large champ ou en jargon, en « wide field ».
Le miroir perforé peut, sous d'autres formes de mise en œuvre de la présente invention, prévoir une pluralité de trous, éventuellement répartis de manière diffuse.
L'organe optique 16 peut être en position optiquement associée à la pupille de l'œil à scanner où la position de la rétine est dans la position cible O.
On comprend, par conséquent, qu'un appareil de balayage du fond d'œil confocal selon la présente invention atteint la tâche et les objectifs mandatés en mettant à disposition une solution structurée, plus fiable et plus solide que les solutions connues aujourd'hui.
En particulier, un appareil de balayage du fond d'œil confocal permet d'acquérir une image du fond d'œil par un balayage de celui-ci en obtenant une synchronisation totale entre la lame de lumière d'éclairage et la lame de lumière qui constitue le reflet du fond d'œil, notamment en permettant d'obtenir une image très propre par la lumière réfléchie par les surfaces des verres des groupes optiques ainsi que de la cornée.
De plus, un appareil de balayage du fond d'œil confocal nécessite des interventions de maintenance plus rares et plus simples, au bénéfice de la productivité de celui-ci, puisqu'il ne nécessite pas de remise en état de l'alignement des fissures car elles sont réalisées en un seul corps ou de manière monolithique.
L'appareil de balayage du fond d'œil confocal selon la présente invention est d'ailleurs facilement réalisable avec des technologies de production connues.
L'invention ainsi conçue est susceptible de nombreuses modifications et variantes, toutes relevant de la protection des revendications jointes.
En outre, tous les détails pourront être remplacés par d'autres éléments techniquement équivalents.
Lorsque les caractéristiques opérationnelles et les techniques mentionnées sont suivies de signes ou de numéros de référence, ces signes ou numéros de référence ont été apposés dans le seul but d'augmenter l'intelligibilité de la description et des revendications elles-mêmes et, par conséquent, ils ne constituent en aucune manière une restriction à l'interprétation de chaque élément identifié, à simple titre d'exemple, par ces signes ou numéros de référence.

Claims (10)

  1. Appareil de balayage de fond d'œil confocal comprenant les éléments suivants :
    - un dispositif d'éclairage (11) configuré pour générer au moins un faisceau lumineux ;
    - un détecteur (12) apte à émettre un signal lorsqu'il est investi par la lumière pour former une image numérique ;
    - des groupes optiques (131, 132, 133, 134, 135, 136) positionnés par rapport au dispositif d'éclairage (11) et au détecteur (12) afin d'être traversés par le faisceau lumineux pour l'orienter le long d'un parcours d'éclairage (A) vers une position cible prédéfinie (O) et pour envoyer un reflet de ce faisceau lumineux de la position cible (O) vers ledit détecteur (12) le long d'un parcours d'image (B) ;
    - un dispositif de balayage (14) doté d'une paroi (141) mobile avec une première fissure (142) qui est positionnée de manière à intercepter ledit parcours d'image (B) et une seconde fissure (143) positionnée de manière à intercepter ledit parcours d'éclairage (A) ; cette première fissure (142) étant configurée et placée de manière à former à partir dudit faisceau lumineux une lame de lumière d'éclairage présentant une section linéaire ; ladite deuxième fissure (143) étant configurée et positionnée de manière à former à partir dudit reflet une lame de lumière réfléchie dotée d'une section linéaire ; ladite paroi (141) étant configurée de telle façon qu'à la suite de leur propre mouvement, lesdites première et seconde fissures (142, 143) sont déplacées de manière solidaire.
  2. Appareil selon la revendication précédente dans lequel ladite première fissure (142) et ladite seconde fissure (143) sont mutuellement d'un seul tenant et sont des parties respectives d'une fissure unitaire.
  3. Appareil selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite paroi (141) tourne autour d'un axe de rotation (X).
  4. Appareil selon la revendication précédente dans lequel lesdits groupe optiques (131, 132, 133, 134, 135, 136) sont configurés de manière à définir un premier axe optique (C) le long duquel ledit parcours d'éclairage (A) intercepte ladite paroi (141) et un second axe optique (D) le long duquel ce parcours d'éclairage (A) intercepte ladite paroi (141) ; dans lequel ledit premier axe optique (C) est parallèle audit second axe optique (D).
  5. Appareil selon les revendications 3 et 4 dans lequel ledit axe de rotation (X) est parallèle auxdits premier et deuxième axes optiques (D).
  6. Appareil selon l'une des revendications 3-5, dans lequel ladite première fissure (142) et ladite seconde fissure (143) se développent dans une direction de développement qui est radiale par rapport audit axe de rotation (X).
  7. Appareil selon l'une des revendications 3-6, dans lequel ladite paroi (141) est en forme de disque et calée sur un axe d'un moteur électrique (16) qui définit ledit axe de rotation (X).
  8. Appareil selon les revendications 3 et 4 dans lequel ledit axe de rotation (X) est perpendiculaire auxdits premier et second axes optiques (D).
  9. Appareil selon l'une des revendications 3-5 et 8 dans lequel ladite première fissure (142) et ladite seconde fissure (143) se développent dans une direction de développement qui est parallèle audit axe de rotation (X).
  10. Appareil selon l'une des revendications 8 et 9 dans lequel ladite paroi (141) se développe selon une surface cylindrique ou tronconique
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