Brevet FR2690329A1 — publié le 19931029

La présente invention est relative à un appareil pour l'examen externe de l'oeil humain, en particulier en relation avec les troubles de l'équilibre et l'étude des déplacements et des dimensions de la pupille. On sait que, du fait que l'équilibre repose sur un système multisensoriel, ses troubles relèvent théoriquementsde plusieurs spécialités médicales. L'organe d'équilibre de l'oreille interne est stimulé par la position et les mouvements de la tête dans l'espace, et il régit par voie réflexe la répartition de l'excitation de tous les muscles concernés par l'équilibre, y compris bien entendu ceux des yeux. Cette activité oculaire, qui est indépendante de l'audition, échappe à la conscience. Le corps médical a toujours choisi comme meilleur témoin de l'activité vestibulaire l'activité musculaire de l'oeil et, à cet effet, il a tenté d'étudier les déplacements oculaires réflexes, ou nystagmus, en observant la forme, l'amplitude,la fréquence et la vitesse de ses déplacements. Jusqu'à présent, les procédés d'exploration ont été de deux types, à savoir par simple observation visuelle et par mesure d'une act-ivité électrique. Dans le cas de l'observation visuelle, le praticien ne peut qu'observer à la lumière les déplacements de l'oeil, sans pouvoir effectuer aucune mesure et sans pouvoir garder une trace de son observation ; au surplus, cette observation visuelle ne peut bien entendu se faire qu'à la lumière, ce qui fausse les déplacements réflexes qui, par définition, doivent être indépendants d'un quelconque éclairement de l'oeil. On a tenté de remédier à ces inconvénients en essayant d'enregistrer les déplacements réflexes de l'oeil à l'aide d'électrodes qui sont placées dans des zones appropriées et qui sont sensibles à l'activité électrique qui accompagne l'activité musculaire. Toutefois, cette technique est également très peu satisfaisante car, d'une part, elle ne permet pas d'apprécier l'ensemble des déplacements de l'oeil, et,-d'autre part, sa précision est très faible car des erreurs importantes sont induites au niveau des électrodes. Cette seconde technique, qui pourtant peut s'effectuer dans le noir, ce qui constitue les conditions idéales d'examen, n'est donc pas non plus satisfaisante. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un appareil qui permet d'effectuer avec toute la précision voulue et dans le noir l'examen externe de l'oeil humain en ce qui concerne ses déplacements réflexes, c'est-à-dire sans sollicitation extérieure, et l'étude de la pupille. A cet effet, l'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte : un masque étanche à la lumière et destiné à être plaqué sur le visage du patient autour de la zone des yeux ; une caméra vidéo infra-rouge portée par le masque et orientée vers les yeux du patient ; une source de lumière infra-rouge portée par le masque et dirigée vers les yeux du patient ; des moyens de traitement du signal vidéo émis par la caméra ; et des moyens de transfert du signal vidéo de la caméra vers les moyens de traitement. Ainsi, l'appareil selon l'invention présente deux avantages qui sont déterminants : d'une part, l'examen de l'oeil se fait sans sollicitation lumineuse, du fait que la lumière infra-rouge n'est pas une lumière qui peut être perçue par l'oeil, et, d'autre part, l'intégralité des déplacements de l'oeil, tant par leur nature, leur amplitude, leur vitesse que leur fréquence, peuvent être enregistrés. Les moyens de traitement du signal vidéo émis par la caméra comportent avantageusement un poste de télévision qui est utilement associé à un magnétoscope. Pour tester diverses aptitudes de l'oeil, en présence d'une cible lumineuse ponctuelle, notamment la capacité de l'oeil à fixer un point immobile, à suivre un point mobile ou à assurer le réflexe photomoteur, le masque peut porter une cible lumineuse, mobile ou immobile, visible par l'oeil. Enfin, pour une identification de la pupille en toute certitude, l'appareil peut être complété par au moins un repère vertical fixe noir, et de préférence deux, qui sont assujettis sur le visage du patient, à hauteur des yeux, et spécialement de la pupille, et par des moyens électroniques du type à coincidence pour valider, dans chaque ligne de trame du signal vidéo émis par la caméra, la détection d'une zone noire, correspondant à la pupille, si au moins une autre zone noire, correspondant à un repère fixe, est détectée sur la même ligne. On comprendra bien l'invention à la lecture du complément de description qui va suivre et en référence aux dessins annexés qui font partie de la description et dans lesquels Fig. 1 est une vue schématique montrant un appareil selon un mode de réalisation de l'invention ; Fig. 2 est une vue analogue à la Fig. 1 et relative à une variante pour la transmission du signal vidéo Fig. 3 montre l'appareil de la Fig. 1 auquel est associée une cible lumineuse ; Fig. 4 montre l'appareil de la Fig. 1 auquel sont associés des moyens de traitement du signal vidéo pour détecter la pupille ; et Fig. 5 est une vue de face schématique montrant deux repères fixes utilisés dans l'appareil de la Fig. 4, ainsi que l'emplacement de ces repères. L'appareil selon l'invention représenté sur la Fig. 1 comporte tout d'abord un masque 1 qui est constitué en une matière étanche à la lumière et qui est destiné à être plaqué sur le visage 2 du patient, à la manière d'un masque de plongée ou de lunettes de protection utilisées dans les opérations de soudage. Le masque 1 s'appuie donc sur le visage 2 du patient sur le front, sur les tempes, sur les joues et sur le nez ou entre le nez et la lèvre supérieure, pour interdire toute pénétration de lumière dans la zone des yeux 3 du patient. La face avant 4 du masque, qui se trouve verticalement à une certaine distance des yeux 3 du patient,est également étanche à la lumière et elle porte extérieurement une caméra vidéo infra-rouge 5 dont l'objectif 6 présente un axe horizontal qui est sensiblement en coincidence avec l'axe d'un oeil 3 lorsque celui-ci regarde en face. La face avant 4 du masque, qui porte la caméra 5, est montée de manière mobile sur la partie fixe du masque par l'intermédiaire d'une charnière 7 d'axe horizontal permettant à l'opérateur d'accéder, si besoin est, à l'intérieur du masque. Sur sa surface intérieure, à distance de l'oeil 3, le masque porte une source 8 de lumière infra-rouge qui est dirigée vers l'oeil 3. Cette source 8 peut avantageusement être constituée par une pluralité de diodes. En fonctionnement, la source 8 éclaire l'oeil en lumière infra-rouge, ce qui ne provoque aucune sollicitation lumineuse de l'oeil et permet à celui-ci de se comporter comme si aucune lumière n' existait. Toutefois, cette lumière infrarouge permet à la caméra 5 de détecter les mouvements, volontaires ou non, de l'oeil, et de donner de celui-ci des images vidéo qui reflètent très fidèlement son comportement. Le signal vidéo délivré par la caméra 5 est fourni à des moyens de traitement en vue de l'exploitation de l'image vidéo. Dans l'exemple représenté sur la Fig. 1, ces moyens de traitement sont constitués par un poste de télévision 9 associé à un magnétoscope 10. Dans le mode de réalisation de la Fig. 1, le signal vidéo, à partir de la caméra 5, est transmis par un câble 11, tandis que, dans le mode de réalisation de la Fig. 2, qui pour le reste est identique à celui de la Fig. 1, le signal vidéo est transmis par un émetteur 12, une antenne associée 13 étant prévue du côté des moyens de traitement et d'enregistrement de l'image. L'agencement de la Fig. 2 permet un examen de l'oeil alors que le patient peut se déplacer, tandis que le mode de réalisation de la Fig. 1 ne permet l'examen que si le patient est immobile. On a représenté schématiquement sur la Fig. 3 un premier développement de l'appareil de base des Figs. 1 et 2, ce développement permettant d'examiner la façon dont l'oeil se comporte en présence d'une cible lumineuse ponctuelle, ce comportement pouvant consister, par exemple, dans la capacité de l'oeil à fixer un point immobile, à suivre un point mobile ou à assurer le réflexe photomoteur. La cible lumineuse 14 est constituée avantageusement par au moins une pluralité de diodes lumineuses, réparties suivant un agencement approprié et commandées à partir d'un générateur de fonctions 15 suivant une séquence commandée. Si l'opérateur demande au patient de fixer son regard sur celle des diodes lumineuses qui est active, la comparaison de la séquence de commande des diodes et du comportement effectif de l'oeil permet de tester la capacité de l'oeil dans les domaines cités cidessus. La source lumineuse 14 est disposée à une distance relativement faible de l'oeil qui ne permet pas à celui-ci d'accomoder correctement ; on prévoit donc avantageusement, à travers la face avant 4 du masque, un système optique 16 à lentille permettant d'éloigner de l'oeil l'image de la cible. Bien entendu, le système optique 16 et la cible 14 sont disposés à côté de la caméra 5, à une distance suffisamment faible autorisée par la miniaturisation de la caméra. Pour raison de simplification, les moyens de traitement du signal vidéo émis par la caméra 5 n'ont pas été représentés sur la Fig. 3. On a représenté sur les Figs. 4 et 5 un autre développement de l'appareil selon l'invention pour l'étude des mouvements de la pupille. Pour valider en toute certitude la détection d'une zone noire sur chaque ligne vidéo, on fait comporter à l'appareil au moins un repère noir 17, et de préférence deux, que l'on fixe verticalement sur le visage 2 du patient, dans la zone de la racine du nez. Ces repères 17 sont constitués par une petite bande adhésive d'environ 4 cm de haut et d'environ 2 à 3 mm de large. L'un des bords verticaux des repères 17 est par exemple placé au niveau d'un canthus de l'oeil 3 et son bord supérieur est au même niveau, ou même légèrement plus haut, que le bord supérieur visible de la pupille 18 lorsque l'oeil grand ouvert regarde le plus possible vers le haut, de sorte que la pupille 18 se trouve toujours horizontalement en face d'une partie des repères 17. Dans la pratique, la longueur des repères 17 correspond sensiblement au diamètre de l'iris. Il est souhaitable que les repères 17 ne soient pas trop longs, de manière à éviter une lecture parasite d'une zone noire correspondant par exemple aux sourcils. Comme montré sur la fig. 4, l'appareil comporte, dans cet autre développement de l'invention, une unité de traitement 19 qui analyse le signal vidéo émis par la caméra 5 et qui valide, sur chaque ligne de la trame vidéo, la détection d'une zone noire correspondant à la pupille si au moins une autre zone noire, correspondant cette fois à un repère 17, est détectée sur la même ligne. Ces moyens électroniques du type à coïncidence sont à la portée de l'homme de métier, et ils ne seront donc pas décrits ici. On indiquera seulement, suivant une conception permettant de réaliser cette validation, que l'unité de traitement 19 est sensible à la coïncidence, avec un retard ou une avance suivant qu'il s'agit de l'oeil droit ou de l'oeil gauche et d'une amplitude préétablie en fonction de la distance entre la pupille et les repères fixes 17 et en fonction de la vitesse de balayage sur chaque ligne, entre la détection d'une première zone de noir et la détection ultérieure d'une seconde zone de noir. Sur l'image vidéo, ou dans les moyens de traitement du signal vidéo, n'apparaissent donc que les zones de noir correspondant aux repères fixes 17 et à la pupille 18. L'unité de traitement 19 peut être du type numérique, auquel cas elle calcule, suivant un algorithme approprié, la vitesse, l'amplitude, le sens, la fréquence, la prépondérance directionnelle et/ou la prépondérance thermique des déplacements. de la pupille, ainsi que les dimensions de celle-ci. Toutefois, l'unité de traitement 19 peut également être du type analogique, auquel cas elle produit en sortie deux signaux 20,21 (voie X et voie Y) qui sont ensuite traités par un logiciel approprié pour qu'on obtienne les résultats exploitables ci-dessus. L'appareil des figs. 4 et 5 permet toutes les observations sur la pupille, soit à l'aide de la seule émission infrarouge (Figs. 1 et 2), soit en présence d'une cible lumineuse (Fig. 3). Dans les modes de réalisation ci-dessus, le masque 1 ne comporte qu'une caméra 5 qui est dirigée vers l'un des yeux 3 du patient. Si l'on désire observer simultanément les deux yeux, on peut prévoir deux caméras miniatures 5; toutefois, dans la pratique, la caméra 5 est déplaçable sur le masque 1 pour pouvoir être placée alternativement en face de chacun des yeux. Bien entendu, l'invention n' est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits ; on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'examen externe de l'oeil humain, caractérisé en ce qu'il comporte : un masque (1) étanche à la lumière et destiné à être plaqué sur le visage (2) du patient autour de la zone des yeux (3) ; une caméra vidéo infra-rouge (5) portée par le masque (1) et orientée vers les yeux du patient ; une source (8) de lumière infra-rouge portée intérieurement par le masque (1) et dirigée vers les yeux du patient ; des moyens (9,10,19) de traitement du signal vidéo émis par la caméra (5); et des moyens (11,12,13) de transfert du signal vidéo de la caméra vers les moyens de traitement. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent un poste de télévision (9), éventuellement complété par un magnétoscope (10). 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le masque (1) porte une cible lumineuse (14) visible par l'oeil (3) et mobile ou immobile, notamment pour tester la capacité de l'oeil, en présence d'une cible lumineuse ponctuelle, à fixer un point immobile, à suivre un point mobile ou à assurer le réflexe photomoteur. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un repère vertical fixe noir (17),et de préférence deux, assujettis sur le visage (2) du patient, à hauteur des yeux (3), et spécialement de la pupille (18), et des moyens électroniques (19) du type à coïncidence pour valider, dans chaque ligne de trame du signal vidéo émis par la caméra (5), la détection d'une zone noire, correspondant à la pupille, si au moins une autre zone noire, correspondant à un repère noir, est détectée sur la même ligne. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens électroniques (19) sont agencés pour déterminer, par voie numérique ou analogique, la vitesse, l'amplitude, le sens, la fréquence, la prépondérance directionnelle et/ ou la prépondérance thermique des déplacements de la pupille, ainsi que le diamètre de celle-ci