Brevet FR2665627A1 — publié le 19920214

La présente invention concerne les appareils ophtalmologiques pour examen de la topographie de la surface de la cornée et a notamment pour objet un kératomètre. L'invention peut être utilisée de la façon la plus efficace pour le choix de verres de contact et pour le contrôle de la configuration de la cornée dans la microchirurgie oculaire. L'invention peut également être utilisée pour le contrôle de la configuratiion des surfaces asphériques des éléments optiques (lentilles, miroirs). A l'heure actuelle, compte-tenu de la mise en oeuvre dans la pratique médicale de nouvelles méthodes de correction de la vision telles celles utilisant des verres de contact ou nécessitant une opération microchirugicale de la cornée, il se pose le problème de la mesure précise de la topographie de la surface cornéenne du patient La connaissance de cette topographie est indispensable à la confection des verres de contact dont les paramètres géométriques des faces postérieures doivent être adaptés à la surface de la cornée de l'oeil à corriger, ainsi qu'au contrôle de la configuration de la cornée au cours des opérations microchirurgicales. On connaît des méthodes diverses de mesure des paramètres géométriques de la surface cornéenne, telles que prise de moules de l'oeil, exploration à ultra-son, photographies du profil de la surface cornéenne, coupes photographiques à la lampe à fente, stéréophotogram- métrie, topométrie à moirage, interférométrie, etc. Toutes ces méthodes présentent des inconvénients qui empêchent leur application pratique à grande échelle La méthode optimale de mesure des paramètres géométriques de la surface cornéenne est celle de kératométrie permettant d'obtenir un topogramme codé de la surface cornéenne, un kératogramme, à l'aide de l'appareil spécial, le kératomètre Par décodage du kératogramme, on obtient les coordonnées des points de la surface de la cornée. On connaît un kératomètre pour l'examen de la topographie de la surface cornéenne (SU-A-1 115 716) comprenant une source de lumière, des mires de mesure réalisées sous forme de cercles réflecteurs concentriques et d'un réticule radial disposés sur une surface sphérique concave, dont l'axe coïncide avec l'axe optique d'un objectif de projection L'objectif de projection utilise la marche télécentrique des rayons dans l'espace des objets. L'inconvénient du kératomètre connu consiste essentiellement en ce que les mires de mesures se trouvent à une distance finie de la surface cornéenne, ce qui ne permet d'obtenir qu'une faible valeur de la zone d'emplacement de la cornée, dans les limites de laquelle les déplacements de la cornée ne provoquent pas une détérioration de la précision des surfaces cornéennes à grande asphérité Un autre inconvénient de ce kératomètre est qu'il utilise en tant que mires de mesure des cercles concentriques de grand diamètre (plus de 150 mm), dont la fabricatiion à haute précision présente des difficultés technologiques Les erreurs de fabricatiion diminuent la précision de mesure. Ce kératomètre est lourd et encombrant La nécessité d'une orientation précise de la surface cornéenne par rapport à l'appareil et du réglage précis des mires de mesure a pour conséquence de compliquer la construction du kératomètre En outre, la tête du sujet doit être placée tout près de l'appareil, ce qui est incommode pour le sujet Les inconvénients précités ne permettent pas d'utiliser le kératomètre de manière efficace dans la pratique des examens médicaux et le rendent complètement inutilisable pour les opérations microchirurgicales oculaires. On connaît un kératomètre (SU-A-1 337 042) comprenant un système d'éclairage placé devant la cornée et réalisé sous forme d'une source de lumière, d'un objectif réalisé sous forme d'une lentille sphérique, de mires de mesure disposées entre la source de lumière et la lentille sphérique et réalisées sous forme de trous lumineux percés dans un diaphragme réalisé en surface sphérique concave, dont le centre se trouve au centre de la lentille sphérique, dont les plans méridiens contiennent les sections principales des prismes à deux faces réfléchissantes Les prismes sont orientés de façon que les faisceaux des rayons parallèles sortant sous différents angles de la lentille sphérique se réfléchissent dans les prismes et se coupent dans la zone d'emplacement de la cornée à examiner L'objectif de projection utilise la marche télécentrique des rayons dans l'espace des objets. Le kératomètre connu ci-dessus a pour inconvénient essentiel que les mires de mesure sont discontinues, ce qui ne permet pas d'obtenir la précision nécessaire de mesure des surfaces cornéennes de configuration asymétrique puisqu'on juge de la configuration de toute la surface cornéennne à partir des résultats de mesure de ses portions En outre, la fabrication de la lentille sphérique et d'un grand nombre de prismes est compliquée du point de vue technologique, le montage des prismes exige de compliquer la construction de l'appareil, en augmentant la masse et l'encombrement Le kératomètre se prête mal à une utilisation commode pendant les examens médicaux, car la tête du sujet doit être placée tout près de l'appareil. On s'est donc proposé de créer un kératomètre qui permettrait d'agrandir la zone d'emplacement de la cornée par rapport au kératomètre dans les limites de laquelle les déplacements de la cornée ne provoquent aucune diminution de la précision de mesure, de simplifier la construction de l'ensemble du kératomètre et d'en réduire la masse et l'encombrement. Ce problème est résolu grâce à un kératomètre comprenant un système d'éclairage placé devant la cornée et réalisé sous forme d'une source de lumière, d'un objectif et de mires de mesure disposées entre la source de lumière et l'objectif de manière symétrique par rapport à l'axe optique de ce dernier, un objectif de projection et un bloc d'enregistrement des images des mires de mesure, caractérisé selon l'invention en ce que le système d'éclairage comprend un miroir conique placé entre l'objectif du système d'éclairage et la cornée et réalisé sous forme d'un tronc de cône, dont la surface intérieure est pourvue d'un revêtement en miroir, que l'axe du cône coïncide avec l'axe optique de l'objectif du système d'éclairage et de l'objectif de projection, que les mires de mesures sont réalisées en cercles et se trouvent à la surface focale du système d'éclairage et que l'objectif de projection est réalisé au moins en deux composants, dont l'un est constitué par l'objectif du système d'éclairage et l'autre se trouve dans l'axe optique de l'objectif du système d'éclairage entre cet objectif et le bloc d'enregistrement des images de mires de mesure. Le kératomètre selon l'invention permet d'améliorer la précision de mesure de la topographie de la surface cornéenne L'utilisation du miroir conique permet de réduire de deux fois le nombre de mires de mesure pour obtenir le même nombre d'angles topographiques que dans les kératomètres connus et de se passer des mires qui doivent présenter un grand diamètre (plus de 150 mm) et dont la précision de fabrication est, par conséquent, inférieure à celle des mires de plus petit diamètre. L'invention permet d'améliorer la précision de mesure de la topographie des surfaces cornéennes à grande asphérité grâce à une plus grande zone d'emplacement de la cornée et à l'utilisation d'un objectif de projection à petite ouverture arrière, ce qui permet d'augmenter la profondeur de foyer par rapport aux kératomètres connus. La zone d'emplacement de la cornée est agrandie grâce à la collimation des faisceaux d'éclairage allant des mires de mesure à la cornée, en disposant les mires de mesure à la surface focale du système d'éclairage, ainsi que grâce au fait qu'on utilise dans l'objectif de projection la marche télécentrique des rayons dans l'espace des objets, en disposant à cet effet le diaphragme d'ouverture dans son plan focal arrière Dans le kératomètre selon l'invention, les images des mires de mesure sont obtenues sous forme de cercles fermés, de sorte que le nombre de sections méridiennes dans lesquelles la configuration de la cornée est examinée est pratiquement illimité, ce qui améliore la précision de mesure des surfaces cornéennes de configuration asymétrique. Le kératomètre selon l'invention permet d'augmenter le rendement quantitatif des mesures grâce à une plus grande zone d'emplacement de la cornée, puisque l'agrandissement de cette zone permet de réduire nettement le temps de réglage de l'appareil avant d'effectuer des mesures. Le fait d'utiliser en tant qu'objectif du système d'éclairage au moins une lentille convergente permet de simplifier la construction du kératomètre, dont le nombre d'éléments est réduit. Le fait de disposer le miroir conique de manière que la grande base du tronc de cône soit tournée vers l'objectif du système d'éclairage permet de réduire l'encombrement et la masse de l'appareil et de simplifier sa construction grâce à un plus faible diamètre des mires de mesure qui déterminent en premier lieu l'encombrement de l'ensemble de l'appareil, ainsi que d'en réduire le nombre d'éléments. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement le kératomètre selon l'invention; et la figure 2 représente le schéma d'éclairage de la zone d'emplacement de la cornée; Le kératomètre comprend un système d'éclairage disposé devant la cornée 1 (figure 1) et comprenant une source de lumière 2 dotée d'un réflecteur 3, un objectif 4 réalisé sous forme d'une lentille convergente plan-convexe et un miroir conique 5 placé entre la lentille plan-convexe 4 et la cornée 1 Entre la source de lumière 2 et la lentille plan-convexe 4 se trouvent des mires de mesure circulaires 6 disposées symétriquement par rapport à l'axe optique de cette dernière, à la surface sphérique concave de rayon R d'une lentille en ménisque 7 Le kératomètre comprend également un objectif de projection 8 composé de deux éléments une lentille plan-convexe 4 et un objectif 9, dont le centre de la pupille d'entrée se trouve au foyer postérieur F O de la lentille plan-convexe 4, et un bloc d'enregistrement des images des mires de mesure 6 Le point C est le centre de la surface sphérique convexe de la lentille 4 Le miroir conique 5 est réalisé sous forme d'un tronc de cône creux, dont la grande base est formée par la face plane de la lentille 4 et dont le sommet (point K de la figure 2) est tourné vers la cornée 1 à examiner La surface intérieure du cône comporte un revêtement miroir et son axe coïncide avec l'axe optique de la lentille 4 L'épaisseur de la lentille 4 est égale au rayon de sa surface sphérique convexe, de sorte que le centre C de la surface sphérique de la lentille 4 se trouve dans sa face plane Les mires de mesure 6 sont réalisées sous forme de traits circulaires diffusant la lumière La surface sphérique concave de la lentille en ménisque 7 est disposée de façon concentrique par rapport à la surface sphérique convexe de la lentille 4 à proximité de sa sphère focale postérieure, ce qui permet d'obtenir la collimation du faisceau de rayons allant des mires de mesure 6 Ces dernières peuvent être faites, par exemple, par gravure de cercles de diamètre voulu à la surface sphérique concave préalablemennt dotée d'un revêtement miroir recouvert d'un couche de matière opaque telle que par exemple, une couche de vernis De la sorte, lorsque la lentille 7 est éclairée par la source de lumière 2, la cornée à examiner 1 ne reçoit que les rayons provenant des mires de mesure 6. Le fonctionnement du kératomètre selon l'invention est le suivant (figure 1) Le sujet est placé de manière que la cornée à examiner 1 se trouve dans l'axe du kératomètre Les rayons de lumière provenant de la source 2 et renvoyés par le réflecteur 3 éclairent les mires de mesure 6 Comme ces dernières se trouvent près de la sphère focale de la lentille 4, les rayons de lumière, après être réfractés aux surfaces de la lentille 4, en sortent sous forme de faisceaux parallèles Le large faisceau incliné parallèle des rayons issus de la surface plane de la lentille 4 se réfléchit en partie à la surface conique du miroir 5, alors que l'autre partie frappe directement la surface de la cornée 1, comme l'indique le schéma de la marche des rayons provenant des points A de la mire de mesure 6 (figures 1, 2) les plus éloignés de l'axe Il en résulte que la zone d'emplacement de la cornée à examiner 1 est éclairée par des faisceaux de rayons parallèles, dont l'angle d'inclinaison sur l'axe est précisément connu, puisque les paramètres de construction du schéma sont connus. Parmi les rayons réfléchis par la cornée 1, se trouvent toujours ceux qui marchent parallèlement à l'axe optique et frappent la surface sphérique convexe de la lentille 4 pour converger ensuite en point F O se trouvant au centre de la pupille d'entrée de l'objectif 9 (figure 1) Les rayons réfléchis par la surface de la cornée 1 forment l'image des mires de mesure 6 sous forme de faisceaux divergents de rayons allant à l'objectif 9, les rayons principaux de ces faisceaux étant parallèles à l'axe optique dans l'espace entre la cornée à examiner 1 et la surface convexe de la lentille 4 C'est ainsi que se réalise dans le dispositif selon l'invention la marche télécentique des rayons dans l'espace des objets Le bloc forme les images des mires de mesure 6 provenant de différentes portions de la surface cornéenne 1 C'est en mesurant les coordonnées de ces images et connaissant les angles d'inclinaison, par rapport à l'axe optique, des faisceaux de rayons parallèles éclairant la cornée 1, qu'on détermine la topographie de la surface de la cornée 1 La mise en place du kératomètre par rapport à la cornée à examiner 1 se fait par les procédés traditionnels. R E V E N D I C A T I O N S 1 Kératomètre comprenant un système d'éclairage placé devant la cornée ( 1) et réalisé sous forme d'une source de lumière ( 2), d'un objectif ( 4) et de mires de mesure ( 6) disposées entre la source de lumière ( 2) et l'objectif ( 4) de façon symétrique par rapport à l'axe optique de ce dernier, un objectif de projection ( 8) et un bloc ( 10) d'enregistrement des images des mires de mesure ( 6), caractérisé en ce que le système d'éclairage comprend un miroir conique ( 5) placé entre l'objectif ( 4) du système d'éclairage et la cornée ( 1) et réalisé sous forme d'un tronc de cône, dont la surface intérieure est dotée d'un revêtement miroir, que l'axe du c 8 ne coïncide avec l'axe optique de l'objectif ( 4) du système d'éclairage et de l'objectif de projection ( 8), que les mires de mesure ( 6) sont circulaires et se trouvent à la surface focale du système d'éclairage et que l'objectif de projection ( 8) comprend au moins deux composants ( 4,9), dont l'un est constitué par l'objectif ( 4) du système d'éclairage et l'autre est placé dans l'axe optique de l'objectif ( 4) du système d'éclairage entre cet objectif et le bloc ( 10) d'enregistrement des images des mires de mesure ( 6). 2 Kératomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'objectif ( 4) du système d'éclairage comprend au moins une lentille convergente. 3 Kératomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grande base du miroir conique ( 5) est tournée vers l'objectif ( 4) du système d'éclairage.