Dr K CHATTI [Tapez un texte] Biophysique de la vision

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1 La vision d'un objet est obtenue grâce aux ondes lumineuses qu'il émet, soit directement (source lumineuse) soit par réflexion des ondes provenant d'une source lumineuse extérieure. La chaîne visuelle comprend l œil qui assure le recueil et la transduction du message physique constitué par une onde lumineuse, les voies nerveuses qui assurent la transmission au cortex de l information recueillie, les centres corticaux qui assurent les fonctions de d analyse et de traitement de l information aboutissant à la perception du message sensoriel constitué par une image en couleurs et en relief. Le recueil et la transduction du message physique se fait sur la rétine. La zone centrale, appelée macula, couvre 15 à 20 du champ visuel. L épaisseur rétinienne y est maximale. Les récepteurs, qui sont des cellules ganglionnaires, sont exclusivement des cônes. Au centre existe la fovéa qui est sollicitée par toutes les fonctions visuelles élaborées. Les bâtonnets sont les photorécepteurs de la rétine périphérique. Les axones des cellules ganglionnaires se regroupent au niveau de la papille (qui est donc une zone de la rétine dépourvue de récepteurs) et constituent le nerf optique qui se termine dans une zone du cortex occipital dite aire visuelle. Au terme de cet enseignement, l étudiant doit être capable de : 1. décrire les caractéristiques des différents dioptres de l œil. 2. expliquer la formation de l image d un objet dans l œil d un sujet normal 3. décrire les différentes anomalies de la réfraction oculaire 4. décrire le rôle des cônes et bâtonnets dans la perception visuelle 5. décrire les différentes anomalies de la vision des couleurs 6. décrire les techniques d exploration des anomalies de la réfraction oculaire, de la vision des couleurs et du champ visuel. 1

2 I. Signal physique de la vision NOTIONS SUR LA DIOPTRIQUE OCULAIRE Le signal physique est constitué d ondes électromagnétiques lumineuses en provenance de point précis qui peut être une source de lumière telle que soleil ou lampe ou rayon réfléchi par un objet éclairé. L onde lumineuse peut correspondre à une vibration sinusoïdale de fréquence ν donnée et de longueur d onde λ (ν = c/λ). La gamme de longueur d onde électromagnétique perceptible par l œil humain est comprise entre 400 et 750nm. La sensation de couleurs dépend de cette longueur d onde. II. Rappel d optique géométrique 1. dioptres - L indice de réfraction n d un milieu est le rapport de la vitesse de la lumière dans le vide (c) à la vitesse de la lumière dans ce milieu (v). Il dépend de la longueur d onde de la lumière : n = - Un dioptre est une surface séparant deux milieux transparents et homogènes d indices de réfractions différents n 1 et n 2. - Un dioptre, selon la loi de Descartes, dévie tout rayon lumineux qui ne le frappe pas perpendiculairement (fig.2) selon : n 1 sin i 1 = n 2 sin i 2 (loi de Descartes) Rayon réfléchi n 1 n 2 Rayon réfracté r i 2 i 1 Rayon incident Dioptre Fig.1 Déviation d'un rayon lumineux selon la loi de Descartes - Un dioptre est dit stigmate s il donne d un objet ponctuel une image ponctuelle, donc s il fait converger en un même point tous les rayons lumineux provenant d un même point. Un dioptre sphérique peut être considéré, en première approximation, comme un système stigmate dans le cas où le faisceau lumineux est étroit (pinceau), paracentral et fait un angle faible (<10 ) avec la normale au dioptre au point d incidence (approximation de Gauss). - Le foyer image est le lieu de l image d un point situé à l infini. La distance focale image est la distance séparant le dioptre du foyer image. Le foyer objet est le lieu d un objet dont l image est à l infini ; on définit de manière équivalente la distance focale objet. P n 1 n 2 r S C I P Fig.2 : Dioptre stigmatique; A:l'image d'un objet ponctuel est une image ponctuelle; 2

3 - La puissance d un dioptre est défini par : D= Où r est le rayon de courbure du dioptre - La puissance d un dioptre est homogène à l inverse d une longueur et se mesure en dioptries (1dioptrie = 1δ = 1m -1 ). Elle traduit l importance de la déviation d un faisceau, et donc de sa convergence ou divergence par le dioptre. Elle est égale à l inverse de distance focale objet. Si p est la distance d un objet (ou d une image) au sommet du dioptre, on appelle proximité P la quantité P = mesurée en dioptries. - Dans le cas d approximation de Gauss, et lorsque le milieu d indice n 1 est l air (n 1 =1), en notant n, l indice du 2 ème milieu, on démontre que les proximités P de l objet et P de l image sont liées par la relation : P + np = D Dans cette formule P est positif pour un objet réel, négatif pour un objet virtuel. A chaque point A du milieu objet correspond donc un point A du milieu image. Les point A et A sont dits conjugués. De même les plans perpendiculaires à l axe passant par A et A sont dits conjugués. Chaque point du plan objet a son conjugué dans le plan conjugué image. 2. Lentilles - Une lentille mince est constituée d un matériau transparent délimité par deux faces dont l une au moins est courbe. Si les faces sont sphériques, la lentille est dite sphérique. Fig. 3 représentation d'un lentille convergente On appelle distance focale la grandeur. f = OF = + OF' On appelle vergence C d'une lentille l'inverse de sa distance focale : C = 1/f. La vergence s'exprime en dioptries (δ). exp. : C = +3 δ, f = 33 cm C = -8 δ, f = -12,5 cm Un objet est formé d un ensemble de points objets. On appelle objet ponctuel l ensemble d intersection des rayons incidents ou de leur prolongement. Un objet est réel, si tous les rayons qui lui proviennent sont réels. Un objet réel est situé à gauche de la lentille. Un objet est virtuel si au moins un des rayons qui lui parviennent est virtuel (il est nécessaire de le prolonger jusqu à l objet (il est nécessaire de prolonger jusqu à l objet). Un objet virtuel est situé à droite de la lentille. Fig.4 Objet virtuel et objet réel 3

4 Une lentille cylindrique est un système astigmate. On fait correspondre une focale et non un foyer (Fig.5). Les rayons lumineux incidents ne subissent aucun changement de direction selon le méridien principal vertical (puissance nulle, la courbure selon ce plan étant infinie) alors qu'ils subissent une réfraction suivant la direction du méridien principal horizontal. Les rayons réfractés convergent vers une direction perpendiculaire au méridien selon lequel la puissance est non nulle. On l'appelle focale image. Un dioptre ellipsoïdal : En traversant ce dioptre, le faisceau incident va s'amincir selon les directions des deux méridiens principaux. Ces rayons vont d'abord converger vers une direction perpendiculaire au méridien principal le plus puissant, c'est la 1 ère focale (dans cet exemple elle est horizontale et correspond au méridien vertical), puis convergent à nouveau vers une direction perpendiculaire à la précédente et au méridien principal de puissance plus faible, c'est la 2 ème focale (dans cet exemple elle est verticale et correspond au méridien horizontal). Enfin les rayons du faisceau réfracté divergent définitivement. A focal focale B focale Lentille Fig.7 A : Focale d une lentille cylindrique B: Marche des rayons lumineux à travers un dioptre ellipsoïde VISION NORMALE I. L'œil réduit Les milieux transparents de l œil assurent la transmission de l onde lumineuse à la rétine. Leur indice de réfraction (tableau I) différent de celui de l air, est responsable de la convergence qui assure la formation de l image sur la rétine. Tableau I Indices optiques des milieux transparents Zone n Cornée 1,377 Humeur aqueuse 1,337 Cristallin 1,42 Humeur vitrée 1,337 La lumière pénétrant dans l'œil rencontre successivement une série de dioptres qui ne sont qu'imparfaitement sphériques: - le dioptre cornéen antérieur, de loin le plus puissant (48 dioptries); - le dioptre cornéens postérieur, de faible puissance, car il sépare des milieux d'indice de réfraction très voisins; - les dioptres cristalliniens antérieur et postérieur ( 12 à 14 δ). 4

5 L'ensemble des dioptres sphériques de l'œil peut être approximativement assimilés à un dioptre sphérique unique, appelé œil réduit de Listing (fig.6). L œil est représenté par un dioptre sphérique unique (la cornée) défini par: - indices extrêmes 1 (air) et n=1,337 (intérieur), - rayon r = 5,6mm, - sommet (s) à 2mm en arrière de la face antérieure de la cornée, - centre optique (c) à 17mm en avant de la rétine, - la puissance D 0 = (n-1)/r, donc approximativement 60d. F s c F' a Lumière r=5,6mm 17mm F s c F' b p f Espace objet Espace image Fig.6 Œil réduit (a) et sa représentation schématique (b) Convention (fig.6): - l espace objet est situé en avant du dioptre. L espace image est situé en arrière du dioptre. L axe optique est orienté dans le sens de propagation de la lumière, de gauche à droite. les distances sont notées algébriquement, - la position d un point sur l axe est exprimée par l inverse de la distance le séparant du sommet o proximité de F = 1/p < 0 o proximité de F = 1/f > 0 II. Formation des Images dans l œil normal ou emmétrope 1. Diamètre apparent d'un objet Soit la rétine dans le plan conjugué d'un objet AB. L approximation de l'oeil réduit permet de déterminer facilement son image A B en traçant les rayons lumineux passant par le centre c du dioptre (Fig. 7). B α A c A B Figure 7 : Image d un objet à travers l l œil réduit 5

6 L'image A B est renversée, sa taille est donnée par : A B = l.tgα l.α Où l est la distance du centre optique c à la rétine. Ainsi la grandeur de l image rétinienne ne dépend que de l angle α sous lequel l oeil voit l'objet et qu'on appelle diamètre apparent de l'objet. L image rétinienne est très petite. 2. Minimum séparable et Acuité visuelle On appelle territoire indépendant de la rétine l'ensemble des récepteurs visuels qui convergent fonctionnellement vers une même cellule ganglionnaire c'est à dire une même "ligne" de transmission. Deux points objets A et B ne pourraient être perçus distinctement que si leur image A et B impressionnent deux territoires indépendants distincts. Ce qui équivaut à dire que la taille de l'image A B doit être au moins égale à l étendue d un territoire. Pour que deux objets soient vus distinctement, il faut que leurs images soient sur la rétine et il faut qu elles soient distinctes. Le minimum séparable sera donné par l angle α l sous lequel le centre optique de l oeil voit un territoire indépendant. α l est donc le diamètre apparent d un territoire indépendant. α l ne sera pas 1e même en tout point de la rétine. Il augmente depuis le centre de la fovéa (donc au niveau des cônes) à la périphérie de la rétine (bâtonnets) de la même manière que l étendue des territoires indépendants. L'acuité visuelle (AV) est définie comme étant l'inverse du minimum séparable exprimé en minute d arc. AV = ; AV s exprime en dixième. 3. L'accommodation L œil a la faculté de modifier sa vergence en déformant le cristallin sous l'action de ses muscles : on dit alors qu'il accommode. Cette accommodation est liée à la contraction du muscle ciliaire dont les contraintes sont transmises au cristallin par les fibres de la Zonule. L'œil normal ou emmétrope est tel que la rétine est située dans le plan focal image du dioptre sphérique équivalent à l'œil, c est à dire que la rétine est le conjugué d'un plan à l'infini de l espace objet. Dans ce cas la puissance de l'œil est : D 0 = 60δ. Lorsque l objet se rapproche de l œil, d'après la formule de conjugaison des dioptres sphériques, son image se formerait en arrière de la rétine si la puissance de l'œil n'augmente pas. L'objet sera vu "flou". Grâce à l accommodation, l œil augmente sa vergence, donc sa puissance, qui devient D. Le degré d accommodation A correspond à cette augmentation de puissance : A = D D 0 Lorsque l'œil accommode au maximum il est capable de voir nettement un point rapproché situé à une distance de l'œil appelé punctum proximum PP. La distance PP est appelée distance minimum de vision distincte ou vision nette rapprochée. Le (PP) est ainsi le point conjugué de la rétine au maximum de puissance de l œil : D max. Lorsque l'œil n accommode pas du tout, il est au repos et il vise un point situé au loin et appelé punctum remotum (PR). La distance PR est appelée distance maximale de vision éloignée nette. Pour un œil normal : la distance PP est égale à -25cm, la distance PR est égale à -. 6

7 On appelle parcours d'accommodation P la distance entre punctum remotum et punctum proximum. P = PR PP. L'amplitude dioptrique d'accommodation (A m ) ou pouvoir d accommodation est la valeur maximale d accommodation et est donnée par la formule : A m = D max D 0 = - Variation de l accommodation avec l âge et notion de presbytie : L'amplitude d'accommodation diminue avec l âge. Elle baisse de la valeur 14 dioptries dans l'enfance à une valeur presque nulle vers la soixantaine. Cette diminution est la conséquence d un défaut progressif de la plasticité du cristallin. Elle se traduit par un éloignement progressif du punctum proximum (le punctum remotum n'est pas affecté par le vieillissement). On dit qu'il y a presbytie lorsque l'amplitude d accommodation devient inférieure à 4 dioptries valeur moyenne de A m vers 50 ans. Les presbytes ont des difficultés à voire de près. III. Vision binoculaire Dans la vision binoculaire, une image se forme sur chaque rétine. Mais la perception dans le cas d'une vision normale est unique. Cette fusion des deux images se fait grâce à un mécanisme cérébral. Mais il est nécessaire que les deux images du même objet se forment sur deux points correspondants des deux rétines (les centres des fovéas sont des points correspondants). Si l image d un objet ne forme sur deux points non correspondants des deux rétines on dit qu il y a disparité et le sujet perçoit une mage double : c est la diplopie. IV. Détermination du champ visuel Le champ visuel est l'étendue de l'espace que l'œil immobile peut voir autour d'un point de fixation. Dans le cas normal, ce champ est large puisque, pour une fixation centrale, les limites avec l axe visuel sont d environ 110 du côté temporal, 60 du côté nasal, 70 vers le haut et 90 vers le bas. LES ANOMALIES DE LA REFRACTION L œil normal ou emmétrope est un système optique qui présente une symétrie de révolution autour de son axe. La rétine étant alors située au niveau du plan focal image du dioptre sphérique équivalent quand l'œil n'accommode pas. Si la coïncidence rétine -plan focal image n'est pas respectée, mais que la symétrie de révolution est conservée, on dit que l'oeil est amétrope on distingue deux grandes catégories d'amétropie sphériques : la myopie et l'hypéropie suivant que le plan focal image est en avant ou en arrière de la rétine. Quand la symétrie de révolution n'est pas réalisée il en résulte un défaut optique appelé astigmatisme. I. Les amétropies sphériques 1. Définitions a) La myopie : L image d'un point situé à l'infini se forme en avant de la rétine. Le punctum remotum de l'oeil myope est réel, à une distance finie en avant de la cornée. Sa proximité R (négative) mesure le degré de myope, c est à dire l'augmentation de la puissance optique de l'oeil par rapport à la normale (Fig.8). 7

8 b) L'hyperopie : L'image d'un point situé à l'infini se forme en arrière de la rétine. Le punctum remotum de l'œil hypérope est virtuel à une distance finie en arrière de la cornée. Sa proximité R (positive) mesure le degré d hyperopie, c est à dire la diminution de la puissance optique de l'oeil par rapport à la normale. P r à P r P r c) hypérope b) myope Fig.8 : œil emmétrope et amétrope a) Emmétrope 2. Classification a. les amétropies de conformation On a dit que l oeil emmétrope a une Puissance optique de 60 dioptries. Cette valeur n est en fait qu une moyenne statistique. Les amétropies de conformation ne sont que les manifestations des fluctuations statistiques de cette grandeur biologique ; fluctuations qui peuvent correspondre soit à des myopies soit à des hypéropies et ne dépassent guère 5 dioptries. Le caractère essentiel des amétropies de conformation est qu elles ne sont pas pathologiques et surtout non évolutives. b) Les amétropies axiles Elles sont pathologiques et résultent d'un trouble du développement de l'œil dont la longueur est réellement raccourcie (hyperopie) ou allongé (myopie) par rapport aux dispersions normales. Ces amétropies sont souvent importantes et évolutives. 3. Accommodation En générale dans les amétropies, le cristallin n'est pas affecté. L'amplitude d'accommodation des amétropes est par suite du même ordre de grandeur que celle des emmétropes. Toutefois Pour une amplitude d accommodation donnée la distance du punctum proximum à la cornée est conditionnée par le degré d'amétropie. * pour l'œil myope : P = A m + R 1 = P 1 A + R m Comme R est positif, le punctum proximum de l'œil myope est plus rapproché de la cornée que celui de l'oeil emmétrope. La presbytie sera mieux supportée chez le myope que chez l emmétrope. En particuliers si la myopie est de 4 dioptries. La presbytie ne se manifestera jamais. * Pour l'oeil hypérope : P = A m + R P = 1 A + R m Comme R est négatifs le punctum proximum de l'œil hypérope est plus éloigné que celui de l œil emmétrope. La presbytie se manifestera d'autant plus précocement chez l'hypérope que le degré de son hypéropie est important. Par ailleurs, les hypéropes peuvent avoir une vision nette à l'infini moyennant l'accommodation, Cependant, pour les sujets surtout jeunes fortement hyperopes non corrigés, l'effort 8

9 d'accommodation qu'ils fournissent peut conduire à un spasme d accommodation avec contracture permanente des muscles ciliaires. 4. Correction Le résultat escompté est de permettre au sujet amétrope de voir nettement à l'infini sans accommoder. On peut obtenir ce résultat en plaçant devant l'œil une lentille sphérique telle que son foyer image soit confondu avec le punctum remotum de l'œil. Dans ces conditions, des rayons parallèles arrivant sur la lentille semblent provenir, pour l'œil, de son punctum remotum. On peut corriger les myopes avec des lentilles sphériques divergentes et les hypéropes avec des lentilles sphériques convergentes (Fig.9). La puissance du verre correcteur dépend du degré d'amétropie et de la distance verre-œil P P a) b) REMARQUES : Fig.9: lentilles de correction des amétropies :a) myope, b) hypérope * Les myopies importantes > 10 dioptries et l'aphakie (absence de cristallin) sont d'excellentes indications pour les lentilles de contact. * Pour les amétropes qui deviennent presbytes on peut utiliser des verres à double foyer composés de 2 parties : une partie supérieure pour la vision de loin et corrigeant l'amétropie et une partie inférieure pour la vision de près. II. L'Astigmatisme 1. Définition L'astigmatisme est le défaut optique de l'œil du à la perte de la symétrie de révolution des dioptres oculaires. Le dioptre cornéen étant presque toujours seul en cause. Il s'agit d'une forme d'amétropie dans laquelle à un point objet il correspond une image non ponctuelle même si les conditions de l'approximation de Gauss sont réalisées. 2. Classification a. Astigmatisme irrégulier C'est la conséquence d'une atteinte pathologique de la cornée soit d'origine traumatique (cicatrices de blessure, d'intervention ou de brûlures) soit d'une dystrophie d'origine inconnue tel le kératocône où la cornée a une forme grossièrement conique. Dans ces cas la réfraction des rayon lumineux se fait de manière anarchique sans qu'on puisse décrire la marche des rayons lumineux qui conduisent à la formation des images. Celles-ci seront plus ou moins déformées. 9

10 b. Astigmatisme régulier Le dioptre cornéen dans ce cas, n'a pas le même rayon de courbure selon ses différents méridiens, mais pour un méridien donné la courbure est constante. Il existe deux méridiens privilégiés correspondant l'un à un rayon de courbure maximal (puissance minimale) et l'autre à un rayon de courbure minimal (puissance maximale). Ces deux méridiens sont appelés méridiens principaux. Ils sont toujours perpendiculaires et leurs directions sont souvent voisines de l'horizontale et la verticale. La différence entre les puissances correspondant à ces deux méridiens principaux mesure le degré d'astigmatisme. L astigmatisme régulier est dit conforme à la règle quand la puissance selon la méridien vertical est supérieure à celle selon le méridien horizontale Plus rarement la puissance selon le méridien vertical est inférieure à celle selon la méridien horizontal, dans ce cas l'astigmatisme régulier est dit non conforme à la règle ou inverse. 3. Vision d'un astigmate régulier Pour comprendre comment un tel astigmate voit un objet ponctuel placé à l infini, il suffit de construire la marche des rayons lumineux incidents parallèles à travers le système optique de l'oeil. L'image sur la rétine d'un point situé à l'infini va dépendre de la position des focales correspondant aux méridiens principaux du dioptre cornéen par rapport à la rétine. (Fig.10) Astigmatisme régulier conforme à la règle Astigmatisme régulier non conforme à la règle myopique composé myopique simple mixte hypéropique simple hypéropique composé Figure 10 : différents cas d astigmatisme régulier 4. Correction d'un astigmatisme régulier La correction d un astigmatisme régulier consiste à amener les deux focales l'une sur l autre et à ramener cette focale unique sur la rétine. Ceci peut être réalisé par des verres astigmates, c'est à dire des verres ne présentant pas la même puissance dans tous les méridiens. Il existe différents types de verres astigmates des verres plan-cylindriques et verres sphéro-cylindriques ou toriques le plus généralement utilisés. EXEMPLE : Un œil astigmate conforme à la règle myopique composé : myopique de 4 dioptries selon le méridien vertical et myopique de 2 dioptries selon le méridien horizontal. On le corrige par un verre astigmate divergent qui, placé très près de l'œil doit avoir : une puissance de -4 dioptries selon la méridien vertical et de - 2 dioptries selon le méridien horizontal. 10

11 Pour réaliser cette correction on peut choisir : - soit deux lentilles plan-cylindriques divergentes associées : la 1 ère de puissance -4 dioptries de génératrices horizontales et la 2 ème de puissance -2 dioptries de génératrices verticales. - soit l'association d'une lentille plan-cylindrique divergente de puissance - 2 dioptries de génératrices horizontales et d'une lentille sphérique divergente de - 2 dioptries. - soit enfin un verre torique de puissance -4 dioptries selon le méridien vertical et -2 dioptries selon le méridien horizontal. VISION DE COULEUR I. Massage sensoriel de la vision 1. Luminance-teinte-saturation Le système luminance-teinte-saturation, ou HLS (hue-luminance saturation) est caractérisé par trois qualités physiologiques perçues comme immédiates par le sujet : - La luminance : grandeur mesurable et additive qui permet à un sujet de préciser l intensité de la lumière perçue ; s exprime en candéla par m² (cd.m - ²) ou par nits (1 cd.m - ² = 10 nits) - La tonalité : grandeur repérable mais non mesurable et non additive. Qui permet d identifier la teinte de la lumière perçue. Par exemple elle permet de différencier le rouge du vert. Le teinte est repérée par la longueur d onde de la lumière monochromatique qui produit une même sensation de tonalité ; - La saturation qui permet au sujet d indiquer le pourcentage de lumière blanche qui délave une teinte donnée. Par exemple un rose pale contient plus de banc qu un rouge foncé de même teinte, il est dit moins saturé. La tonalité et la saturation, qualités dites chromatiques, sont toujours liés entre elle et caractérise la couleur de la lumière perçue. La luminance, au contraire, peut exister de façon indépendante. Par exemple, en vision crépusculaire, où l on ne distingue pas les couleurs. Ainsi, à l exclusion des pourpres, toute sensation toute sensation lumineuse de luminance totale L peut être définie comme la superposition d une quantité donnée L de luminance d'une lumière de longueur d onde et d'une quantité donnée L w de lumière blanche : L = L + L w 2. Rouge-Vert-bleu Le système rouge-vert-bleu, ou RVB utilise trois variables moins directement liées aux qualités physiologiques mais plus facilement accessibles à la mesure par des systèmes physiques. Toute sensation lumineuse peut être reproduite par la superposition de trois teintes appelées primaires : Rouge, vert, bleu chacun ayant une luminance adéquate : L= L R + L V + L B La représentation RVB d une sensation colorée est un système trichrome. En fait, dans les cônes on a pu identifier trois sortes de pigments. Un pigment sensible au bleu, un sensible au rouge et un dernier sensible au vert. Ces spécificités ont permis de classer les cônes en trois catégories. Les cônes S, qui contiennent en majorité le pigment sensible au bleu. Les cônes M, plus sensible au vert et enfin les cônes M plus sensible au rouge. 3. Luminance et éclairement énergétique de la luminance 11

12 La sensation de luminance est liée principalement à l éclairement énergétique de la lumière. Cet éclairement est proportionnel à la brillance énergétique de la source lumineuse. En effet la sensibilité de l œil à la lumière dépend de la longueur d onde. Totalement insensible aux infrarouges et aux ultraviolets, l œil est plus sensible au bleu qu au rouge. Pour une brillance énergétique suffisante (vision diurne ou photopique) la sensibilité est maximale pour une longueur d onde λ φ voisine de 555 nm qui correspond à la lumière bleu-vert. Pour une brillance énergétique faible (vision nocturne ou scotopique) la sensibilité est maximale pour une longueur d onde λ σ voisine de 510nm (qui ne correspond à aucune sensation colorée en vision nocturne). Ces domaines correspondent à la mise en jeu de récepteurs différents : les cônes pour la vision photopique et les bâtonnets pour la vision scotopique (tableau II). Tableau II : les trois domaines de la vision en fonction du niveau de luminance Domaine Luminance photopique L>10nits Crépusculaire 10-3 L < 10 nits Scotopique L< 10-3 nits Remarques : - Seuil absolu et adaptation au niveau de luminance : Le seuil absolu défini comme la plus petite luminance susceptible d être perçue par l œil, dépend de la luminance qui excitait l œil auparavant. - Seuil différentiel de luminance L s : c est la valeur minimale de L telle qu une valeur L+ L puisse être distinguée d une lumière de même longueur d onde λ et de luminance L. - Ordre de grandeur de luminances courantes : grâce au diaphragme que constitue l iris et au pouvoir d adaptation des bâtonnets, l œil est un récepteur dont la dynamique en luminance s étend sur 15 ordres de grandeur (tableau III). Tableau III : exemples de luminances perceptibles par l œil Exemple L (nits) Surface du soleil à midi Neige au soleil Papier blanc au soleil Papier blanc sous la pleine lune Papier blanc sous les étoiles Dyschromatopsies Les dichromates sont des sujets à vision colorée divariante, c'est à dire que toutes leurs sensations colorées peuvent être réalisées par un mélange de deux primaires seulement. Ces sujets confondent plusieurs teintes entre-elles. On a pu montrer que chez les dichromates une des trois catégories des cônes responsables de la vision colorée était absente. On distingue trois cas : a) Les Protanopes (type Dalton) : Chez ces sujets les cônes sensibles au rouge sont absents. Ils sont aveugles au rouge et confondent le gris, le rouge et le bleu-vert. Les droites de confusion concourent vers le rouge (λ = 700 nm). Le nombre de teintes distinctes est réduit à 17 chez les protanopes ( pour le sujet normal). b) Les deutéranopes (type NAJEL) : chez ces sujets les cônes sensibles au vert sont absents. Ils sont aveugles au vert qu'ils confondent avec le rouge et le jaune. c) Les tritanopes : Très rares de ce fait peu étudiée. Ce sont des sujets chez qui les cônes sensibles au bleu sont absents. Ils sont aveugles au bleu. EXPLORATION FONCTIONNELLE DE LA VISION 12

13 I- Exploration des troubles dioptriques Le but est de dépister chez un sujet, une éventuelle amétropie, d'en préciser la nature et en déterminer le degré afin de la corriger et restituer au sujet une vision aussi proche de la normale que possible. Plusieurs méthodes permettent cette exploration. On les classe habituellement en deux catégories : méthodes subjectives et objectives. 1. Méthodes subjectives Elles reposent sur l'appréciation par le sujet des difficultés visuelles à reconnaître des tests qui lui sont présentée. Les tests les plus souvent utilisée sont : les tableaux d'optotypes et le cadran horaire. Si la vision à 5m n'est pas nette, le diagnostic de trouble de la vision d'origine dioptrique peut se faire au moyen du trou sténopeique (orifice de petit diamètre aménagé dans un écran opaque) placé devant l'œil qui voit "flou'. Ce trou sténopéique joue le rôle de diaphragme. Si l'acuité visuelle est améliorée l'origine dioptrique du trouble est certaine, dans le cas contraire l'origine est rétinienne ou nerveuse. Une fois le diagnostic de trouble dioptrique posé, les corrections d'essai sont réalisées grâce à une boite de verres qui comporte une série de lentilles sphériques et cylindriques convergentes et divergentes de différentes puissances. La correction est obtenue par la lentille, ou l'association de lentilles qui permet la vision nette des tests proposés (voire travaux pratiques). 2. Méthodes objectives Leur intérêt est de permettre la détermination des caractéristiques optiques de l'œil sans la participation active du sujet. Nous ne décrirons que deux de ces méthodes : la kiascopie qui permet une mesure des amétropies sphériques et la kératométrie qui permet de déterminer l'astigmatisme cornéen. La skiascopie : Cette méthode consiste à observer le sens de déplacement de la lumière à travers la pupille du patient. Lorsqu'on déplace sur sa rétine l'image d'une source lumineuse. Le mouvement se fait dans un sens ou dans l'autre suivant que le remotum du sujet est situé en avant ou en arrière de l'observateur. Si le remotum coïncide avec l œil de l'observateur, la pupille du sujet s'obscurcit en entier d'un seul coup : c'est «l'ombre en masse» dont l'obtention permet de déterminer la réfraction de l'œil examiné. La Kératométrie : est une méthode qui permet de mesurer le degré d'astigmatisme, c'est à dire la différence de puissance des deux méridiens principaux de la cornée en se servant de celle-ci comme miroir convexe qui donne d'un objet une image dont la taille est proportionnelle au rayon de courbure. L'appareil qui permet une telle mesure est appelé kératomètre ou ophtalmomètre de JAVAL (voire travaux pratiques). II. Exploration des dyschromatopsies Plusieurs méthodes ont été Proposées pour le diagnostic des troubles de la vision des couleurs. Une de ces méthodes est constituée par les Planches d ISHIHARA dont le principe est simple: ces planches sont formées Par un semis de petits cercles de diamètres différents et de couleurs différentes. Ces cercles sont disposées de telle façon à former des figures ou des chiffres que le sujet normal peu facilement reconnaître et que le dichromate identifie mal du fait des confusions de tonalité qu il présente. Actuellement les dyschromatopsies ne peuvent être corrigées. En fait, elle n entraînent généralement que peu de gêne dans la vie courante, mais leur dépistage est important dans certaines catégories professionnelles (aviateurs, navigateurs, conducteurs de trains...) (voire travaux pratiques). 13