Brevet FR2774896A1 — publié le 19990820

La présente invention concerne un dispositif optique avec assistance électronique permettant de corriger certaines affections liées aux troubles de la vue en général et plus précisémenbaux rétinites pigmentaires. En effet, jusqu'à présent, les verres - de lunettes de correction des divers troubles liés à l'acuité visuelle, dont les principaux : - myopie (vision trouble des objets éloignés); astigmatisme (trouble de la vision due à une anomalie de la courburec. du cristallin) presbytie (inaptitude à distin- guer nettement les objets rapprochés); hypermétropie (défaut de l'oeil où les images se forment au delà de la rétine); strabisme anomalie de la vision qui consiste dans l'impossibilité de fixer un même point avec les deux yeux) etc...- relèvent de la compétence des opticiens réalisant, selon l'affection constatée - ou les affections cumulées parfois, puisque la myopie, par exemple, peut s'ajouter à l'astigmatie -, les verres adaptés à leur utilisateur et selon le diagnostic et les indications établis par un ophtalmologiste, mèdecin spécialisé dans le traitement de la maladie des yeux. Mais si l'optique - partie de la physique qui traite de la lumière et da la vision - seule, peut maîtriser et corriger les principales affections, dont celles précitées,en revanche, il en va tout autrment de celles liées aux troubles de la vision nocturne puisque les dispositifs optiques "classiques" présentent l'inconvénient d'être préréglés, dans leur fabrication, dans une fenêtre spectrale figée, variable selon les types d'affections constatées. Or, certains troubles lies aux dégénérescences rétiniennes affectent plusieurs millions de personnes å travers le Monde, et sont principalement et spécifiquement caractérisées par une diminution - voire une absence totale - de l'acuité visuelle nocturne ce qui implique, bien entendu, que les verres correcteurs classiques deviennent inopérants à cet égard. En raison de l'importance du sujet traité et de manière a mieux saisir la portée des dispositifs que nous proposons, s'agissant en fait d'une évolution de l'optique, avec assistance électronique, et de nature à répondre aux attentes de très nombreuses personnes dans le Monde, il nous est apparu nécessaire d'exposer assez complètement les problèmes liés à cette affection spécifique, la rétinite pigmentaire On pourra donc s'aperccevoir que cette affection - spécifique ne peut être résolue par l'optique "passive" pour la vision nocturne, puisqu'il conviendra d'induire nécessairement une source d'énergie électrique pour la lecture infra-rouge que seule l'électronique est en mesure d'apporter. Il s'agit donc, pour la réponse à ce problème, d'associer complémentairement l'optique et l'électronque. t1ES TROUBLES ET AFFECTIONS OCULAIRES ET LEDk TRAITEMENT Les dégénérescences rétiniennes La rétine, qui tapisse l'intérieur de l'oeil, comprend une couche de cellules photosensibles consée de cônes et de bâtonnets. Les bâtonnets sont responsables de la perception de l-a lumière et de l'obscurité, tandis que les cônes permettent de lire un texte écrit en petits caractères. C'est à proximité du centre et a la périphérie de la rétine que les bâtonnets se trouvent en plus grande densité. Les cônes sont concentrés au centre de la rétine, dans la macula - la zone de la plus grande acuité visuelle. Les formes le plus fréquentes de dégénérescences rétiniennes sont la rétinite pigmentaire (RP), le syndrome de Uscher et les dégénérescences de la macula. Ces maladies causent diverses dégradations des cellules photosensibles. L'évolution varie d'une affection à l'autre : la destruction des cellules peut, soit se limiter à la zone de la plus grande acuité visuelle, soit se propager lentement sur toute la rétine. La maculopathie liée à l'âge est la plus fréquente des maladies de la macula. Toutefois, il existe aussi des formes héréditaires - p. ex. la maladie de Stargardt, la maladie de Best ou la dystrophie des cônes - dont les symptômes se manifestent chez les personnes jeunes. En général, les personnes atteintes de ces maladies ne deviennent pas aveugles mais souffrent néanmoins d'un grave handicap visuel. Il en va différemment de l'évolution des formes héréditaires de dégénérescence rétinienne qui affectent toute la rétine. Les plus courantes des maladies de ce type sont les rétinites pigmentaires (RP) et le syndrome de Uscher. L'héméralopie et la restriction du champ visuel sont en général les premiers symptômes notables. Les personnes affectées du syndrome de Uscher souffrent par ailleurs de surdité congénitale, totale ou partielle. Dans la plupart des cas, le champ visuel commence à se dégrader dans la zone périphérique, ce qui provoque la "vue en tunnel". Il existe toutefois d'autres formes de RP dans lesquelles le champ visuel commence à se dégrader au centre (RP inversée). Le diagnostic de ces maladies a évolution lente est établi dès l'enfance, au début ou vers le milieu de l'age adulte du patient. Toutes ces formes de dégénérescences rétiniennes ont en commun le fait qu'elles ne puissent être traitées que très partiellement ou qu'elles sont incurables. LA RETINITE PIGMENTAIRE - Nature de cette affection. Pathologie clinique. - Etiologie et symptômes - Héméralopie. - Traitement - Recherche. Nature de cette affection. Pathologie clinique. La rétinite pigmentaire ou RP, est un terme qui décrit un groupe de maladies héréditaires chroniques et progressives qui peuvent prendre plusieurs formes. Elle affecte plus de 100.000 personnes au Canada et plus de trois millions de personnes dans le Monde. Une personne sur 80 porte le gène pour la rétinite récessive, la forme la plus commune. Le syndrome de Uscher, qui est associé à la RP, affecte environ 1.000 personnes au Canada. La rétine est la membrane qui tapisse la face interne de l'oeil et envoie des images visuelles au cerveau. Dans la rétinite pigmentaire, il y a destruction passive de certaines cellules photosensibles de la rétine. La rétinite pigmentaire affecte la rétine à l'arrière de l'oeil qui consiste en plusieurs couches minces de cellules nerveuses (les bâtonets et les cônes). Les cônes sont surtout présents au centre dela rétine et sont responsables de la vision des détails (l'acuité visuelle) et la vision des couleurs. les bâtonnets sont concentrés a la mi-périphérie et à la périphérie de la rétine et sont responsables de la détection des mouvements dans notre champ visuel diurne et du champ visuel nocturne. La rétinite pigmentaire est caractérisée par une dégénérescence des bâtonnets et des cônes ainsi que par une pigmentation anormale de la rétine. Il y a alors apparence de toiles d'araignées sur la rétine. La conséquence de cette maladie est la cécité nocturne - au début - puis la restriction des champs visuels (vision en tunnel). La cécité nocturne implique que la personne peut s'accomodior passablement bien en vision diurne mais aussitôt qu'il y a pénombre, la personne ne voit plus rien. Entrer dans un cinéma, par exemple, devient un véritable cauchemar ! Les symptômes sont malheuresement progressifs avec l'âge. Les symptômes de la RP sont plus imprtants chez les adolescents et les jeunes adultes et la maladie progresse tout au long de la vie de l'individu. La rapidité de la progression et l'importance des problèmes visuels sont variables selon les personnes. Les chercheurs ont localisé les gênes défectueux qui causent certaines formes de RP, surtout celle qui se transmet de façon dominante(approximativement 20% de tous les cas). La RP peut être détectée assez tôt par un électrorétinogramme (ERG), qui se mesure à l'oeil un peu de la même manière que l'électrocardiogramme (ECG) mesureles activités du coeur. Une consultation en génétique est alors importante pour prévenir, autant que faire se peut, l'apparition de cette maladie chez les enfants, par exemple. Récemment, les chercheurs ont constaté et rapporté que la vitamine A (15.000 UI) pouvait favoriser le ralentissement de la progression de la maladie chez certaines personnes. Mais celle-ci ne s'en trouve pas pour autant guérie. Il semble par ailleurs que la vitamine E ait un effet néfaste sur la RP : elle accélérerait la progression de la maladie. Ces études statistiques concernaient 600 individus âgés entre 18 et 49 ans et ont duré entre 4 et 6 ans. Bien entendu, les recherches continuent et, récemment, le Pr Manuel del Cerro, de l'Université de Rochester, rapportait en novembre 1.996, qu'il avait pu effectuer des transplantations de cellules de la rétine chez huit patients. Il semble que quatre d'entre eux ont connu des améliorations visuelles nota- bles (et mesurables). Ces données ont été rapportées a la conférence de la Society for Neurosciences à Washington, DC, en novembre 1.996. Lors de chaque transplantation, près de un million de cellules rétiniennes foetales sont injectées dans l'espace sous- rétinien, juste en dessous de la rétine. P,our éviter des dommages visuels, les transplantations ont été effectuées chez des personnes pratiquement aveugles. Des quatre patients qui ont eu une amélioration, l'un d'entre eux a progressé de la perception lumineuse à une acuité visuelle de 20/200 (5%). Il ne fait aucun doute que les transplantations ouvriront une nouvelle perspective dans le cadre du traitement de cette maladie, jusqu'ici incurable. Etiologie et symptômes. Les causes de la rétinite pigmentaire n'ont pas été clairement établies. La moitié des cas environ sont sporadiques et les autres sont attribués à l'hgredité. En connaissant davantage les antécédents des personnes qui en sont affectées, il sera peut-être possible, plus facilement, de prévoir de quelle manière la maladie évoluera, bien que l'on ait constaté des variations notables d'une personne a l'autre au sein d'une même famille. Les premiers symptômes se manifestent généralement au début de l'âge adulte, mais ils peuvent également apparaltre à n'importe quel âge. Les deux symptômes les plus fréquents sont l'héméralopie - l'adaptation à l'obscurité s'effectue très lentement - et la perte de la vision périphérique. Celleci rend la mobilité très difficile, car la personne n'a plus que sa vision centrale (de la même manière que si elle regardait dans un tunnel). Héméralopie. A la périphérie de la rétine, se trouvent davantage de bâtonnets que de cônes. Ce sont les bâtonnets qui permettent de voir lorsque la lumière est faible ou contrastée. Il en résulte, en conséquence, que la plupart des personnes dont le champ visuel périphérique est dégradé sont affectées d'héméralopie. Les hémêralopes ne sont pas seulement handicapés la nuit ou lorsque la lumière est faible. Leurs yeux ont également besoin d'un laps de temps très long pour s'adapter de la clarté à l'obscurité ou au faible éclairage d'une pièce. De plus, leur perception des contrastes et des reliefs est égate- ment fortement diminuée. Traitement Des progrès semblent se dessiner, en particulier dans le domaine de la recherche génétique mais, pour l'instant, on ne peut pas guérir la rétinite pigmentaire. La rétine est fixée au nerf optique et la possibilité de greffes n'existe pas encore. Le nerf étant constitué de cellules "macro-cellulaires" ne permet pas, pour l'instant, d'envisager des greffes nerveuses; toutefois, il semblerait que les recherches en ce sens soient prometteuses d'excellentes perspectives, ce qui permettrait notamment aux para et tétraplégiques de recouvrer tout ou partie de leur autonomie Malheureusement, en ce qui concerne les RP, il n'existe aucune preuve scientifique de la valeur d'une méthode de traitement quelconque, en ce compris libsorption de suppléments vitaminiques. Il est actuellement appliqué, a Cuba, un traitement combinant plusieurs procédés, mais celui-ci est encore controversé : il s'agit d'une combinaison d'un traitement à l'ozone (on retire de l'oeil une petite quantité de sang et on y injecte de l'ozone que l'on change peu de temps après), d'une stimulation électrique, de suppléments alimentaires, appelés "oligo-éléments" et, enfin, d'une intervention chirurgicale sous anesthésie locale. Cette combinaison thérapeutique ayant pour but d'améliorer l'apport d'oxygène et d'déments nutritifs aux parties malades de l'oeil. Cette méthode n'est pas encore utilisée couramment, car elle n'a pu faire l'objet d'une analyse critique, la clinique cubaine qui la pratique ayant refusé d'en faire la démonstration devant les spécialistes étrangers. On a signalé qu'elle avait causé des dommages physiologiques chez certains patients, notamment un décollement de la rétine, un strabisme et une sensibilité à la lumière. Raison pour laquelle la Fondation RP et de recherche au Canada ainsi que la RP Foundation Fighting Blindess aux Etats Unis ont. mis en doute la validité de cette méthode. Recherche Des progrès importants ont surtout été réalisés dans le domaine de la génétique moléculaire : il a en effet été possible de déterminer les gènes responsables de la maladie. Même si la découverte ne remonte qu'à cinq ans, les géntîciens sont parvenus à reconnaître des centaines de mutations des gênes responsables de la rétinite pigmentaire. A la lumière de cet exposé, on peut donc s'apercevoir, qu'à ce jour, les différentes thérapies, médicales et chirurgicales, concernant cette affection spécifique, n'ont pas donné, à l'égard de la très grande majorité des personnes qui taient atteintes, les résultats escomptés. Les dispositifs que nous proposons seront donc de nature à compléter - ou se substituer provisoirement en raison de leur caractère faisant appel à la haute technologie - les différents traitements sus évoqués dont il ne fait aucun doute, à terme, qu ils évolueront très favorablement, par le biais d'une optique évolutive, artificiellement intelligente, faisant donc appel à l'assistance électronique. Certes, certains de ces dispositifs conçus pour une très grande amélioration de la vision nocturne - par infrarouge - sont couramment utilisés, et avec succès, depuis de nombreuses années, dans le domaine militaire mais les appareils relatifs à ceux-ci présentent les inconvénients majeurs d'être inesthétiques, peu maniables, d'un poids et d'un encombrement excessifs. Et leur adaptation pour une utilisation civile, présentant une grande ergonomie et un très grand confort d'utilisation, n'a, à ce jour, pas encore été envisagée, principalement en raison des difficultés techniques rencontrées. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Il se présentera donc sous la forme d'une paire de lunettes ergonomiquement comparable à celles qui sont actuellement commercialisées pour un ensemble de corrections dioptriques répondant aux besoins de la majorité des personnes atteintes des affections oculaires les plus courantes. Mais par opposition aux dispositifs optiques correcteurs existants, la présente invention permet d'utiliser des matériaux optiques à compensation électronique. Ladite compensation pourra s'effectuer soit par excitation de matériaux fluorescents soit par transposition optoélectronque du spectre lumineux, de la gamme infra rouge vers la gamme du spectre visible. Dans le cadre d'une vision par fluorescence de matériaux, il convient d'indiquer que la présente invention nécessite la génération de tension élevée à partir d'une source d'énergie de faible niveau. Le présent dispositif sera équipé d'un obturateur optoélectriquement contrôlé. Cet obturateur sera initialisé à partir d'un système d'étalonnage en poste fixe sur ordinateur, lequel analysera en temps réel la courbe de compensation rétinienne propre à chaque utilisateur. Cette courbe de compensation sera téléchargée dans le module électronique du système de vision construit autour d'un microprocesseur qui réalisera en temps réel la correction par différenciation de l'image perçue par le dispositif et la lumière ambiante Selon le procédé de capture de l'image initiale (par phosphorescence ou transposition spectrale), la présente invention offrira à l'utilisateur deux principes majeurs de visualisation de celle-ci traitée optoélectriquement, savoir 1 ) - l'image sera reconstituée sur un dispositif opaque actif à distance focale rétinienne ; 2") - l'image reconstituée sera projetée soirs forme holographique dans le champ visuel proche de l'utilisateur. Ainsi, par ces deux procédés techniques, il sera désormais possible de répondre non seulement aux attentes des personnes atteintes de rétinite pigmentaire - déterminée par une dégénérescence des bâtonnets - mais aussi d'augmenter considérablement (tripler, voire quadrupler) l'acuité visuelle - matérialisée par les cônes situés au centre de la rétine des personnes affectées par une dégradation de la macula, entrainant donc une cécité presque totale, soit à un stade compris entre un et deux dixièmes en unités de mesure en dioptrie. Selon ces procédés, les utilisateurs pourront recouvrer leur autonomie, totalement ou partiellement, en situations diurne ou nocturne. Concernant les autres affections oculaires, certaines pourront être traitées par le biais des dispositifs proposés. Autres domaines d'application et d'exploitation de ces lunettes "hi-tech". Il en résulte naturellement que ces dispositifs et procédés inspirent une meilleure visualisation ergonomique fiable dans le cadre de certaines activités professionnelles s'exerçant dans des conditions difficiles ou extrêmes, comme dans celui des loisirs. En effet, selon les modularités de réalisation désir rées relatives à certaines utilisations spécifiques déterminées, nous pouvons citer, non exhaustivement, les principaux domaines suivants I. Dans le domaine de l'espace 1. - Assistance au pilotage pour les pilotes de lignes. Le dispositif porté la nuit leur permettra de distinguer, notamment dans les approches difficiles (décollages et attérissages), les contours du relief, et éventuellement d'autres avions. et évitera ainsi les crash stupides et meutriers, drâmes récurrents, les mêmes causes produisant toujours les mêmes effets. Peut-on comparer le coût des lunettes avec celui d'un radar capable de faire virer l'avion en cas d'urgence 7 De plus, les pilotes préféreront toujours le pilotage manuel au pilotage automatique si celui-ci est effectué sans contrainte particulière. 2. - Assistance aux astronautes dans les sites obscurs. Le dispositif adapté et intégré au casque des astronautes leur permettra de mieux visualiser leur environnement. Il. - Dans le domaine terrestre. 1. - Dans le domaine de la santé. - Assistance aux personnes handicapées dans leur vision nocturne. 2. - Dans le domaine professionnel. - Assistance aux professionnels travaillant dans des sites sombres, souvent dans des conditions difficiles et/ou dangereuses (égoutiers, gardes-chasses, policiers, agents de surveillance, militaires etc...) 3. - Dans le domaine des loisirs. Utilisation par le grand public Utilisation par les chasseurs Utilisation par les conducteurs de véhicules divers. Dans ce cas, le dispositif, dont l'énergie sera fournie par les accumulateurs du véhicule, pourra être intégré dans le pare-brise, conférant à ceux-ci une parfaite autonomie en situation nocturne, sans aucune contrainte. III. - Dans le domaine sous-marin. Le dispositif proposé, adapté et intégré au masque de plongée, sera très utile dans les fonds difficiles d'accès, etc.... REVEND N D I C CAT I ONS 1 ) - Dispositif optoélectronique permettant, au moyend'une paire de lunettes à dioptrie variable, d'améliorer considérablement l'acuité visuelle des personnes atteintes de diverses affections ophtalmiques, notamment en situation nocturne, caractérisé en ce qu'il comporte divers matériaux optiques à compensation électronique, comprenant un microprocesseur, différents composants électroniques ainsi qu'une source d'énergie générant une tension élevée à partir d'une source énergétique faible. 2") - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un microprocesseur intégré permettant, soit par excitation de matériaux fluorescents, soit par transposition optoélectronique du spectre lumineux de la gamme infra rouge lointaine vers la gamme du spectre visible, par la conversion des électrons en photons. 3 ) - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un obturateur optoélectroniquement contrôlé, initialisé à partir d'un système d'étalon- nage en poste fixe sur ordinateur qui analysera en temps réel la courbe de compensation rétinienne propre à chaque utilisateur. 4 ) - Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte un module électronique construit autour du microprocesseur, réalisant en temps réel la correction par différenciation de l'image perçue par le dispositif et la lumière extérieure ambiante. 5 ) - Dispositi! selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte un système de visualisation permettant de détecter les électrons générs par la pile, par le biais de la commande du microprocesseur, et de les réémettre en photons lumineux visibles par l'excitation électronique induite au moyen d'une couche de phosphore a) en temps réel et b) en fonction de la luminosité extérieure. 6 ) - Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un procédé de capture d'image initiale par phosphorescence ou transposition spectrale, offrant ainsi à son utilisateur deux principes majeurs de la visualisation de celle-ci, traitée optoélectroniquement et selon le processus chronologique de sa reconstitution, en temps quasi-réel, sur un dispositif optique actif a distance focale rétinienne, d'abord, reconstitution projetée sous forme holographique dans le champ visuel proche de l'utilisateur, ensuite.