LES TROUBLES DE LA RÉFRACTION

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1 LES TROUBLES DE LA RÉFRACTION (Myopie, hypermétropie et astigmatisme)

2 RAPPELS D ANATOMIE Conjonctive (bulbaire ici) Coté temporal Corps ciliaire Angle irido-cornéen Iris Zonule Cristallin Sclérotique Humeur aqueuse Fossette patellaire Fovéa Corps vitré Papille Cornée Limbe Trabéculum hyaloïde Choroïde Rétine Nerf optique VUE DE DESSUS D UNE COUPE HORIZONTALE SCHÉMATIQUE D UN ŒIL DROIT HUMAIN

3 L IMAGE RÉTINIENNE ET L ACCOMMODATION Pour qu un objet soit vu net, son image optique doit se former sur la rétine ou, plus exactement, sur la fovéa. Pour que cela puisse se produire, l œil doit pouvoir faire converger (à la manière d une loupe) les rayons lumineux provenant de l objet. Ceci nécessite de la part de l œil une certaine puissance optique (ou vergence), positive ici, mesurée en dioptries et valant environ 60 dioptries pour un œil humain. Elle est due à la cornée (environ 2/3 de la puissance totale) et au cristallin (environ 1/3). Objet éloigné vu net Iris Rétine Objet ponctuel éloigné (à l infini ici) Axe optique de l œil Cornée Cristallin Image optique ponctuelle sur la rétine (fovéa) Alors que la fovéa a une position légèrement temporale, on considèrera sur les schémas qu elle est sur l axe optique de l œil. La cornée et l eau ont quasiment le même indice de réfraction. Pour les poissons, la cornée qui est baignée dans l eau n a donc quasiment aucune puissance. Toute la puissance de l œil d un poisson est celle de son cristallin.

4 Si l objet se rapproche de l œil précédent et que ce dernier reste inchangé (vergence et longueur inchangées), l image optique (qui se déplace dans le même sens que l objet) passe derrière la rétine. L image rétinienne n est plus un point mais une tache (au contour circulaire ici et de diamètre Z) appelée tache de diffusion. L objet est alors vu flou Objet rapproché vu flou Iris Rétine Objet ponctuel rapproché z Image optique en arrière de la rétine (fovéa) Cornée Cristallin Image rétinienne sous la forme d une tache circulaire de diamètre z

5 Pour maintenir la netteté à une distance quelconque, l œil doit être capable de faire "la mise au point". Dans un appareil photographique, la mise au point est obtenue par déplacement de l objectif par rapport à la pellicule (ou aux capteurs CCD pour un appareil numérique). Objectif mobile Pentaprisme Rayon lumineux Miroir escamotable Pellicule ou capteur CCD Obturateur Diaphragme Appareil photographique de type reflex Appareils photographiques à soufflet Pour l œil humain, cette mise au point n est pas effectuée par déplacements des parties optiques (cornée et/ou cristallin) par rapport à la rétine mais par modification de sa puissance optique (ou vergence).

6 Le système visuel a cette faculté de pouvoir modifier la puissance optique de l'œil par variation de celle du cristallin qui se "bombe" plus ou moins sous l action du muscle ciliaire (schémas cidessous). C'est le phénomène d'accommodation dont le rôle est de rapprocher le plus possible de la rétine l image optique du point fixé. Fibres de la Zonule de Zinn Cristallin Cornée Iris Muscle ciliaire Fibres de la Zonule de Zinn Œil n accommodant pas Cristallin Œil accommodant (le cristallin se bombe)

7 L œil humain effectue la mise au point uniquement par modification de la puissance optique de son cristallin. Il en est autrement pour certains animaux: Chez les oiseaux, cornée et cristallin peuvent voir leurs puissances modifiées. Le muscle ciliaire est ici divisé en deux parties, une modifiant la courbure de la cornée et l autre celle du cristallin. Chez les poissons, nous savons déjà que la puissance de l œil est celle du cristallin. Pour certains (les "téléostéens"), la mise au point est réalisée par déplacement du cristallin. C est également le cas chez les grenouilles, les serpents et les lézards. Pour d autres (les "sélaciens" comme les raies ou les requins), la rétine est constituée de deux parties plus ou moins rapprochées du cristallin. La partie inférieure, plus proche du cristallin, est utilisée pour la vision des objets éloignés et la partie supérieure, plus éloignée du cristallin, pour la vision des objets rapprochés. Chez les chauves-souris, la rétine a un aspect ondulé donc les photorécepteurs ont un éloignement plus ou moins important par rapport au cristallin. On retrouve le principe utilisé par les sélaciens.

8 Donc, si l objet se rapproche de l œil précédent et que ce dernier n accommode pas, l image optique passe derrière la rétine, l objet étant alors vu flou. Objet rapproché vu flou Iris Rétine Défocalisation Objet ponctuel rapproché Œil précédent n accommodant pas z Image optique en arrière de la rétine (fovéa) Cornée Cristallin Image rétinienne sous la forme d une tache de diffusion de diamètre z La vision de l objet est d autant plus floue que le diamètre Z la tache de diffusion est grand donc que la défocalisation, c est à dire l écart entre la rétine et l image optique, augmente. Aspect de l image rétinienne (en pointillés) de la lettre L en fonction de la valeur de Z Z Z Lettre vue floue mais reconnue Lettre trop floue pour être reconnue

9 Pour que l objet rapproché soit vu net, donc que son image optique soit sur la rétine, cet œil doit correctement accommoder. Objet rapproché vu net Iris Rétine Objet ponctuel rapproché Œil précédent accommodant Image optique ponctuelle sur la rétine (fovéa) Cornée Cristallin "bombé"

10 En cas de défocalisation, le schéma ci-dessous montre que le diamètre Z de la tache de diffusion devient plus petit lorsque celui de l iris (donc de la pupille) diminue, l objet étant alors vu moins flou (ou plus net). Objet rapproché vu flou Iris Rétine Objet ponctuel rapproché Œil précédent n accommodant pas z z Défocalisation Image optique en arrière de la rétine (fovéa) Cornée Cristallin Image rétinienne sous la forme d une tache circulaire de diamètre z Cette réduction de l ouverture pupillaire, appelée myosis, permet à l œil qui ne parvient pas à former l image optique sur sa rétine de limiter le flou. Le myosis peut être obtenu en augmentant l éclairage (cas des presbytes débutants ne parvenant plus à accommoder confortablement de la quantité suffisante), directement en plissant les yeux (cas des myopes regardant au loin sans leur compensation) ou en plaçant une petite ouverture circulaire devant l œil (principe du test dit du "trou sténopéique").

11 L ŒIL EMMÉTROPE (OU "NORMAL") Un œil est dit emmétrope lorsque l image optique d un point éloigné (à l infini) est sur la rétine, en l absence d accommodation. Le remotum étant le point objet qu un œil voit net sans accommoder, celui d un œil emmétrope est donc à l'infini. Un œil emmétrope voit donc parfaitement net au loin et doit accommoder pour voir net un objet proche, ce d autant plus que l objet se rapproche. Iris Rétine Objet ponctuel éloigné Œil emmétrope n accommodant pas Image optique ponctuelle sur la rétine (fovéa) Cornée Cristallin

12 LES AMÉTROPIES SPHÉRIQUES (MYOPIE ET HYPERMÉTROPIE)

13 Un œil non emmétrope est dit amétrope. S il reste néanmoins sphérique, l œil amétrope est soit myope soit hypermétrope (ou hyperope). On parle d amétropies sphériques.

14 L ŒIL MYOPE Un œil est dit myope (l amétropie étant qualifiée de myopie) lorsque l image optique d un point éloigné est en avant de sa rétine, en l absence d accommodation. Cet œil est donc "trop long pour sa puissance" ou "trop puissant pour sa longueur". La myopie est d autant plus forte que la défocalisation est grande. Iris Rétine Objet ponctuel éloigné Œil myope n accommodant pas Défocalisation z Image rétinienne sous la forme d une tache circulaire de diamètre z Cornée Cristallin Image optique ponctuelle en avant de la rétine Pour un œil myope, les objets éloignés sont vus flous. Objet et image optique se déplaçant dans le même sens, seuls les objets suffisamment rapprochés pourront former des images optiques sur sa rétine. Le remotum d un œil myope est donc rapproché et ce d autant plus que la myopie est forte.

15 L ŒIL MYOPE Un œil myope voit donc flou au loin et net des objets rapprochés situés en deçà d un plan appelé "plan rémotal".

16 CLICHÉS IRM Couple oculaire emmétrope Couple oculaire myope (yeux trop longs ici) Couple oculaire anisométrope (œil droit très myope)

17 COMPENSATION ET CORRECTION DE LA MYOPIE Compenser une amétropie, c est permettre à l œil amétrope de voir net au loin sans accommoder (comme l œil emmétrope) à l aide d une compensation par lunettes ou lentilles de contact. La compensation, dite emmétropisante, ne fait pas disparaître le défaut. Corriger une amétropie, c est faire disparaître le défaut grâce à une intervention chirurgicale (chirurgie réfractive) pratiquée par un ophtalmologiste (photographies ci-dessous), à l aide d un laser de nos jours. L œil myope étant "trop puissant pour sa longueur", et comme il est impossible de raccourcir un œil, la chirurgie réfractive consiste à diminuer la puissance de l œil en agissant sur sa cornée. Kératotomie radiaire (plus pratiquée de nos jours) Il s agissait d incisions antérieures de la cornée La PKR (PhotoKératectomie Réfractive) Le LASIK (LASer in SItu Kératomileusis)

18 Cette diminution de puissance peut aussi être obtenue en équipant l œil d un verre (de lunettes ou de contact) divergent (vergence négative) agissant à l inverse d une loupe. Œil myope n accommodant pas Iris Rétine Objet ponctuel éloigné Image optique ponctuelle sur de la rétine Cristallin Cornée Effet rapetissant sur cet œil gauche portant un verre divergent (pour compenser une myopie).

19 L ŒIL HYPERMÉTROPE (OU HYPEROPE) Un œil est dit hypermétrope (l amétropie étant qualifiée d hypermétropie ou d hyperopie) lorsque l image optique d un point éloigné est en arrière de sa rétine, en l absence d accommodation. Cet œil est donc "trop court pour sa puissance" ou "pas assez puissant pour sa longueur". L hypermétropie est d autant plus forte que la défocalisation est grande. Iris Rétine Défocalisation Objet ponctuel éloigné Œil hypermétrope n accommodant pas z Image optique en arrière de la rétine (fovéa) Cornée Cristallin Image rétinienne sous la forme d une tache circulaire de diamètre z Pour cet œil, les objets éloignés sont vus flous en l absence d accommodation. Pour voir parfaitement net au loin un œil hypermétrope doit donc accommoder et ce d autant plus que l hypermétropie est forte. Il doit évidemment accommoder encore plus pour voir net des objets rapprochés. Comme la mise en jeu de cette accommodation est parfois difficile à maintenir dans le temps, on dit souvent qu un œil hypermétrope voit mieux au loin qu au près.

20 COMPENSATION ET CORRECTION DE L HYPERMÉTROPIE L œil hypermétrope n étant "pas assez puissant pour sa longueur", et comme il est impossible de rallonger un œil, la chirurgie réfractive consiste à augmenter la puissance de l œil en agissant sur sa cornée. Cette augmentation de puissance peut aussi être obtenue en équipant l œil d un verre compensateur (de lunettes ou de contact) convergent (vergence positive) agissant comme une loupe. Œil hypermétrope n accommodant pas Iris Rétine Objet ponctuel éloigné Image optique ponctuelle sur la rétine Cornée Cristallin Effet loupe sur cet œil gauche portant un verre convergent (pour compenser une hypermétropie).

21 Notons que l ablation du cristallin (à cause d une cataracte le plus souvent) fait perdre à l œil, non seulement environ 1/3 de sa puissance mais également ses capacités accommodatives. L œil privé de son cristallin (œil dit "aphaque") devient donc fortement hypermétrope (sauf s il était fortement myope avant intervention) sans pouvoir accommoder. Le cristallin naturel devra donc être remplacé par un cristallin artificiel ou implant, l œil implanté étant dit "pseudophaque". AcrySof SN IQ filtrant la lumière bleue. Implant visible après dilatation pupillaire par un mydriatique.

22 La plupart des nouveaux-nés sont hypermétropes. Cette hypermétropie modérée, considérée comme physiologique, régresse lentement pour atteindre l emmétropie plus ou moins tardivement (cela pouvant attendre parfois la fin de l adolescence). Cette emmétropisation de l'œil est le résultat d'un processus adaptatif. Au cours du développement de l'œil, l augmentation de sa longueur est compensée par une diminution de sa puissance (cornée et cristallin) pour s'achever en fait, si tout se passe bien, le plus souvent par une très légère hypermétropie. C'est une faille au cours de ce développement qui conduit à un œil amétrope. Il y a alors une mauvaise adéquation de sa longueur et de sa puissance.

23 L ŒIL ASTIGMATE

24 QUE SIGNIFIE ASTIGMATISME? Seuls les systèmes optiques stigmatiques donnent d un point objet une image optique ponctuelle. Ces systèmes sont caractérisés par des méridiens (un méridien étant un plan passant par l axe optique du système) qui sont tous équivalents. Un système optique non stigmatique est dit astigmate. Parmi les systèmes optiques astigmates, certains sont dits astigmates réguliers. Ils possèdent deux méridiens, dits méridiens principaux, se coupant à angle droit. La puissance optique du système varie régulièrement entre ces deux méridiens et passe d une valeur maximale dans un méridien principal à une valeur minimale dans l autre. L importance de l astigmatisme est chiffrée par la différence de puissance optique entre les méridiens principaux.

25 LE FAISCEAU ASTIGMATE RÉGULIER Si le système astigmate est régulier, le faisceau émergent va être un faisceau astigmate régulier qui a des propriétés particulières. Schéma d un faisceau astigmate régulier (Cahiers d optique oculaire ESSILOR - fascicule 4): Faisceau astigmate régulier Système astigmate régulier Considérons un faisceau incident provenant d un objet ponctuel éloigné. Sur ce schéma ont été tracés les rayons émergents dans les deux méridiens principaux du système astigmate régulier. Sur le côté, ont été tracées les formes des taches lumineuses (taches de diffusion) observées sur un écran quand il occupe les positions de 1 à 5. On constate qu à aucun moment, l ensemble des rayons ne passe par un point.

26 IMAGE RÉTINIENNE DE L ŒIL ASTIGMATE RÉGULIER Si le système optique astigmate régulier est un œil, le faisceau émergent ne pourra donc jamais se réduire à un point sur la rétine. L image rétinienne d un point n est jamais ponctuelle. Il s agit d une surface, encore appelée "tache de diffusion", qui n a pas forcément un contour circulaire. Œil astigmate (régulier) de méridiens principaux 0 et 90 et n accommodant pas Faisceau image dans le méridien vertical (à 90 ici) Rétine Aspect de l image rétinienne Tache de diffusion au contour elliptique Objet ponctuel T éloigné T V T H Faisceau image dans le méridien horizontal (à 0 ici) Sans compensation, un œil astigmate ne peut donc jamais voir parfaitement net.

27 LES DIFFÉRENTS ASTIGMATISMES RÉGULIERS Classement selon l orientation des méridiens principaux : - L astigmatisme est direct (cas de la diapositive précédente) si le méridien le plus puissant est le plus vertical (à ± 30 donc entre 60 non compris et 120 non compris). Ces astigmatismes représentent 72% des astigmatismes réguliers. - L astigmatisme est inverse si le méridien le plus puissant est le plus horizontal (à ± 30 donc entre 0 et 30 non compris ou 150 non compris et 180 ). Ces astigmatismes représentent 18% des astigmatismes réguliers. - L astigmatisme est oblique lorsque les méridiens principaux s écartent de plus de 30 des horizontale et verticale (donc entre 30 compris et 60 compris ou entre 120 compris et 150 compris). Classement selon la puissance des méridiens principaux : - Astigmatisme myopique composé; les deux méridiens sont myopes. - Astigmatisme myopique simple; un méridien est myope et l autre emmétrope. - Astigmatisme mixte; un méridien est myope et l autre hyperope (cas de la diapositive précédente). - Astigmatisme hyperopique simple; un méridien est hyperope et l autre emmétrope. - Astigmatisme hyperopique composé; les deux méridiens sont hyperopes.

28 Parmi tous les types d yeux astigmates, seuls ceux qui sont astigmates réguliers peuvent être compensés par un système optique (verre de lunettes, lentille ou implant). Les astigmatismes irréguliers sont en général très difficiles à compenser. Dans certains cas d astigmatisme irrégulier (kératocône par exemple), le seul moyen d améliorer la vision est la pose d une lentille. Tout astigmatisme régulier de l œil provient généralement de la non sphéricité de la face antérieure de la cornée. Il faut noter que certains astigmatismes peuvent être acquis: déformation de la cornée suite à une opération de la cataracte, cataracte en elle-même, suite d une chirurgie réfractive.

29 UN CAS D ASTIGMATISME IRRÉGULIER: LE KÉRATOCÔNE Le kératocône est une déformation progressive de la cornée qui prend peu à peu la forme d'un "cône" en s amincissant. Cette dystrophie cornéenne dont la cause reste mystérieuse débute souvent aux alentours de la puberté et atteint en général les deux yeux. Elle entraîne une diminution de l'acuité visuelle du fait de l apparition d un astigmatisme myopique (irrégulier) évolutif, qui, rapidement, ne pourra plus être corrigé par des verres de lunettes. La vision peutêtre améliorée au début par des lentilles de contact rigides. La photoablation au laser excimer étant contre-indiquée en raison de l amincissement cornéen induit, quand les lentilles ne donnent plus d'amélioration visuelle suffisante, on pratique une greffe de cornée totale (la kératoplastie transfixiante) ou partielle (greffe lamellaire). Un Kératocône est très facilement reconnaissable grâce au signe de Munson Rizzuti. Il y a angulation de la paupière inférieure lorsque le patient regarde vers le bas. Topographie cornéenne

30 LA GREFFE (TOTALE ICI) DE CORNÉE Trépanation de la cornée sur l'œil du donneur Trépans Trépanation de la cornée receveuse Kératoplastie transfixiante suturée en points séparés Kératoplastie transfixiante suturée en surjet

31 LA PRESBYTIE

32 L ŒIL PRESBYTE La presbytie n est pas une amétropie mais l aboutissement d un processus physiologique. En vieillissant (presbyte vient d ailleurs d un mot grec signifiant vieillard!), le cristallin perd de sa souplesse et le muscle ciliaire ne peut plus le déformer aussi facilement, les capacités accommodatives diminuant. Il devient donc de plus en plus difficile, voire impossible, de voir net des objets rapprochés (ou même éloignés dans le cas de l hypermétrope). Cristallins d un sujet âgé de 19 ans (à gauche) et de 69 ans (à droite) n accommodant pas. Mêmes cristallins accommodant au maximum (les capacités accommodatives étant nulles à 69 ans). Sur ces photographies, on observe l épaississement et la diminution de transparence du cristallin avec l âge mais surtout l absence de différence de forme pour le sujet de 69 ans.

33 Un sujet est presbyte (on parle de presbytie) lorsque parfaitement compensé pour la vision de loin, il n'est plus capable de voir net de façon prolongée au près, ses réserves accommodatives étant devenues insuffisantes. On considère que dès que plus de la moitié des réserves sont sollicitées, la vision devient inconfortable. Œil presbyte accommodant sans parvenir à voir net l objet rapproché Iris Rétine Défocalisation Objet ponctuel rapproché z Image optique en arrière de la rétine (fovéa) Cornée Cristallin Image rétinienne sous la forme d une tache circulaire de diamètre z

34 Les symptômes de la presbytie sont nombreux. Ils sont normalement d apparition progressive, entre les âges de 40 et 45 ans et associés à l utilisation de la vision de près. Le sujet peut se plaindre de vision floue au près, qu il doit éloigner le journal et que "ses bras ne sont plus assez longs pour cela". Il éprouve des difficultés à lire une carte routière, les informations sur les emballages alimentaires ou les notices des médicaments, l annuaire téléphonique. Assez souvent il pense que "les textes imprimés sont de moins bonne qualité qu autrefois". Souvent, le presbyte débutant rapporte qu il a besoin de plus de lumière pour lire, ou qu il voit mieux à la lumière du jour. Les efforts accommodatifs pour conserver la vision de près peuvent entraîner une certaine rigidité (inertie) de l accommodation qui peut se traduire par un flou temporaire en vision de loin après une période prolongée de travail au près. En fonction de diverses facteurs, ces différents symptômes peuvent apparaître plus ou moins tôt. Œil presbyte accommodant sans parvenir à voir net l objet rapproché Iris Rétine Défocalisation Objet ponctuel rapproché z Image optique en arrière de la rétine (fovéa) Cornée Cristallin Image rétinienne sous la forme d une tache circulaire de diamètre z

35 RÉFÉRENCES LIVRES - Manuel de l Opticien de E.Beaubert, F.Pariguet et S.Taboulot aux éditions Maloine - Atlas de poche en couleurs d ophtalmologie de Gerhard K.Lang aux éditions Maloine - Atlas de poche en couleurs d ophtalmologie de S.Mandava, T.Sweeney et D.Guyer aux éditions Flammarion SITES INTERNET