Brevet FR2865371A1 — publié le 20050729

- 1 - Dispositif et procédé de visée pour un examen de l'eeil, et système d'examen de l'oeil par tomographie in vivo équipé de ce dispositif La présente invention concerne un dispositif de visée pour un examen de l'oeil. Elle vise également un procédé de visée mis en oeuvre dans ce dispositif, ainsi qu'un système d'examen de l'oeil par tomographie in vivo équipé de ce dispositif. Lors de l'examen de l'oeil en général, et en particulier de la rétine, les mouvements inconscients de l'oeil, même pendant une fixation, peuvent considérablement limiter les performances de l'examen. Les mouvements résiduels pendant une fixation sont de trois types: Nystagmus physiologique (ou tremor) : oscillations très rapides (de 40 à 100 Hz), de petite amplitude (déplacement des images de l'ordre du micron sur la rétine) ; - Dérives: mouvements lents (1 gm en quelques ms), décorrélés d'un oeil à l'autre; - Micro-saccades: mouvements très rapides (quelques centaines par seconde) , corrélés entre les yeux, de recentrage approximatif du champ. L'expérience montre que les performances de fixation d'un sujet donné sont très variables, suivant son état de fatigue, suivant l'éclairage ambiant, ou suivant la durée de la fixation. Il est par ailleurs connu que la fixation avec deux yeux est plus performante qu'avec un seul. L'adjonction d'un système de compensation des mouvements de l'oeil peut se révéler très complexe, coûteux, et parfois incompatible avec l'instrumentation existante. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de visée qui optimise la performance de fixation du sujet, ce dispositif de visée étant destiné à équiper un système d'examen en lui procurant une très bonne résolution spatiale. Il s'agit donc d'augmenter la performance globale de l'examen en augmentant celle du sujet. Suivant l'invention, le dispositif de visée comprend au moins une cible mobile présentant une forme et une trajectoire programmables, cette ou ces cibles étant affichée(s) sur des moyens de visualisation tels qu'un écran et visible des deux yeux, pendant la durée de l'examen. Dans un premier mode opératoire, la ou les cibles sont déplacées de manière à alterner des intervalles de fixation sur une position donnée avec des intervalles dits de repos sur une ou plusieurs autres positions. La durée des intervalles de fixation peut être - 2 - ajustée pour en optimiser la qualité. On peut également ajuster la diversité, la position et la durée des positions de repos. Dans un second mode opératoire, on commande un mouvement continu qui forcerait le regard du sujet à suivre une cible mobile. Si les performances de suivi sont meilleures que celles de fixation, la connaissance a priori de la trajectoire permettrait de recaler les images de l'oeil obtenues avec une meilleure précision qu'elles ne le sont quand on observe une cible immobile. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un système d'examen de l'oeil par tomographie in vivo comprenant: - un interféromètre de Michelson, réalisant un montage d'OCT plein champ, - un dispositif d'optique adaptative, disposé entre l'interféromètre et un oeil à examiner, réalisant la correction des fronts d'onde en provenance de l'oeil mais aussi à destination de l'oeil, et - un dispositif de détection, disposé en aval de l'interféromètre, permettant sans modulation ni détection synchrone, de réaliser la mesure interférométrique selon le principe de l'OCT, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de visée selon l'invention, comprenant au moins une cible mobile présentant une forme et une trajectoire programmable, ladite cible étant affichée sur des moyens de visualisation et visible d'au moins un des yeux dudit patient, pendant la durée de l'examen. Ce dispositif de visée permet de guider le regard du patient tout en assurant son confort visuel et en optimisant ses performances de fixation. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 illustre la structure d'un système de tomographie in vivo intégrant un dispositif de visée selon l'invention, et - les figures 2A et 2B représentent respectivement un premier et un second exemples de réalisation de mires actives mises en oeuvre dans un dispositif de visée selon l'invention, sur un écran d'un ordinateur. On va maintenant décrire, en référence à la figure 1, un exemple pratique de réalisation d'un système de tomographie in vivo selon l'invention. Ce système comprend un interféromètre, de type Michelson, comportant un bras de mesure prévu pour - 3 - illuminer l'oeil et collecter la lumière renvoyée, et un bras de référence prévu pour illuminer un miroir mobile permettant l'exploration en profondeur du tissu rétinien. L'interféromètre est utilisé en lumière polarisée de façon rectiligne et perpendiculaire dans les deux bras. La source de lumière S est une diode à faible longueur de cohérence temporelle (par exemple, 12 m), dont le spectre est centré sur 780 nm. Elle confère par principe au système de tomographie in vivo une résolution axiale égale à la moitié de la longueur de cohérence divisée par l'indice de réfraction du milieu. Cette source de lumière S peut être pulsée. Dans ce cas, elle est alors synchronisée avec la prise d'image et la correction adaptative. Le faisceau est limité par un diaphragme de champ correspondant à 1 degré dans le champ de vue de l'oeil (300 gm sur la rétine) et un diaphragme pupillaire correspondant à une ouverture de 7 mm sur un oeil dilaté. Un polariseur d'entrée P permet l'équilibrage optimal des flux injectés dans les deux bras de l'interféromètre. Les deux bras présentent une configuration dite de Gauss, afocale, qui permet le transport des pupilles, d'une part, et la matérialisation d'une image intermédiaire du champ où un diaphragme bloque une grande part du reflet cornéen, d'autre part. Des lames quart d'onde assurent par la rotation de la polarisation de la seule lumière renvoyée par l'oeil, et le miroir mobile, un filtrage efficace des réflexions parasités dans le système de tomographie in vivo selon l'invention. Afin de conserver l'égalité des chemins optiques dans les deux bras, avec le même transport des pupilles et du champ, le bras de référence est similaire au bras de mesure, mais avec une optique statique. On va maintenant décrire la voie de détection du système de tomographie in vivo selon l'invention. Les deux faisceaux sur le bras de sortie sont encore polarisés perpendiculairement, et ils n'interfèrent que s'ils sont projetés sur une direction commune. Un prisme de Wollaston W a pour fonction de projeter simultanément les deux rayonnements sur deux directions d'analyse perpendiculaires. On peut alors effectuer une mesure simultanée de l'intensité après interférence dans deux états d'interférence en opposition, sans modulation ni détection synchrone, sur un détecteur bidimensionnel unique. L'adjonction d'une lame quart d'onde, après division du faisceau, permet d'accéder à deux mesures supplémentaires, levant ainsi toute ambiguïté - 4 - entre amplitude et phase des franges. Une lame demi onde à l'entrée de la voie de détection permet d'orienter convenablement les polarisations incidentes. Le prisme de Wollaston est placé dans un plan pupillaire, donc conjugué du cube séparateur de l'interféromètre de Michelson. L'angle de séparation du prisme de Wollaston est choisi en fonction du champ à observer. La longueur focale de l'objectif final détermine le pas d'échantillonnage des quatre images. Le détecteur est du type CCD, avec une cadence d'image supérieure à 30 images par seconde. Ce détecteur est associé à un calculateur dédié (non représenté) dans lequel est réalisé le traitement numérique des images: extraction des quatre mesures, étalonnage, calcul de l'amplitude des franges. La correction adaptative des fronts d'onde est réalisée en amont de l'interféromètre, donc dans le bras de mesure. Chaque point de la source S voit ainsi son image sur la rétine corrigée des aberrations, et l'image en retour est également corrigée. L'amplitude des franges est alors maximale. Le sous-ensemble d'optique adaptative comprend un miroir déformable MD. La mesure de front d'onde est faite par un analyseur SH de type ShackHartmann sur le faisceau de retour d'un spot lumineux lui-même imagé sur la rétine via le miroir déformable MD. La longueur d'onde d'analyse est de 820 nm. L'éclairage est continu et fourni par une diode SLD superluminescente temporellement incohérente. Le dimensionnement de l'analyseur correspond à une optimisation entre sensibilité photométrique et échantillonnage du front d'onde. La cadence de rafraîchissement de la commande du miroir déformable MD peut atteindre 150 Hz. Un calculateur dédié (non représenté) gère la boucle d'optique adaptative. La commande est toutefois synchronisée pour geler la forme du miroir pendant la mesure interférométrique. Un contrôle approprié de la focalisation de la voie d'analyse, au moyen d'une lentille LA2, permet d'adapter la distance de focalisation à la couche sélectionnée par l'interféromètre. Cette disposition est capitale pour conserver un contraste optimal à toute profondeur. Le miroir déformable MD est conjugué de la pupille du système et de l'oeil. Le champ du système est défini par le diaphragme de champ DCM d'entrée du système. Il est de préférence choisi à une valeur inférieure à celle du champ d'isoplanétisme de l'oeil, ce qui garantit la validité de la correction adaptative dans le champ sur la seule mesure de front d'onde réalisée à partir du spot, au centre du champ. A titre d'exemple, le champ du - 5 - système peut être choisi égal à 1 degré, mais la valeur de ce champ pourrait être augmentée. De plus, la rotation du miroir déformable MD permet de choisir l'angle d'arrivée du faisceau dans l'oeil, donc la portion de rétine étudiée. L'adjonction de verres correcteurs de la vue du sujet, donc des bas ordres d'aberrations géométriques tels que le focus ou l'astigmatisme, juste devant l'oeil, permet de relâcher les exigences sur la course du miroir déformable MD, et garantit également une meilleure visée. Un système correcteur adaptatif par transmission peut être utilisé de préférence à des verres fixes pour une correction optimale. Un dispositif de visée selon l'invention, collaboratif ou actif, est installé en amont de l'ensemble. Ce système de visée, qui comprend une mire active MAM, présente au sujet l'image d'un point lumineux s'écartant périodiquement de l'axe de visée recherché. Le patient est alors invité à suivre tous les mouvements de cette image. Chaque fois que l'image revient sur l'axe, et après un temps de latence ajustable, une série de mesures interférométriques est réalisée. Le déplacement périodique du regard permet d'obtenir du patient une meilleure capacité de fixation quand il vise l'axe recherché. L'amplitude et la fréquence sont adaptables au sujet et aux mesures entreprises. Pour des raisons de commodité, la mire peut être réalisée avec un simple ordinateur de bureau sur lequel un point lumineux est affiché et déplacé. La mire active MAM, l'optique adaptative, la source S et la prise d'image sont synchronisées. La mire active peut être réalisée sur l'écran d'un ordinateur ou d'un moniteur connecté à un système de commande (non représenté) du dispositif de visée, comme l'illustrent les figures 2A et 2B. Dans ce mode de réalisation, une interface graphique utilisateur comprend par exemple une première fenêtre de gestion d'un spot, une seconde fenêtre de prise d'image en rafale, et une cible mobile sur une zone de l'écran. Cette cible mobile peut être réalisée par exemple sous la forme d'une cible de représentation conventionnelle constituée d'un ensemble de cercles concentriques et d'une croix de visée au centre de ces cercles (Figure 2A) , ou bien encore sous la forme d'un curseur gradué et d'une croix de visée superposée (Figure 2B) Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. - 6 REVENDICATIONS 1. Dispositif de visée pour un examen de l'oeil d'un sujet, comprenant au moins une cible mobile présentant une forme et une trajectoire programmable, ladite cible étant affichée sur des moyens de visualisation et visible d'au moins un oeil dudit sujet, pendant la durée de l'examen. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour déplacer la ou les cible(s) de manière à alterner des intervalles de fixation sur une position donnée avec des intervalles dits de repos sur une ou plusieurs autres positions. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour ajuster la durée des intervalles de fixation. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour ajuster la diversité des positions de repos. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend en 2 0 outre des moyens pour ajuster la durée des positions de repos. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour commander un mouvement continu d'une cible mobile. 7. Procédé de visée pour un examen de l'oeil d'un sujet, mis en oeuvre dans un dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant un affichage sur des moyens de visualisation, pendant la durée de l'examen, d'au moins une cible mobile présentant une forme et une trajectoire programmables et visible d'au moins un oeil dudit sujet. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un déplacement de la ou des cible(s) de manière à alterner des intervalles de fixation sur une position donnée avec des intervalles dits de repos sur une ou plusieurs autres positions. - 7 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ajustement de la durée des intervalles de fixation. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en qu'il comprend en outre un ajustement de la diversité des positions de repos. 11. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une commande d'un mouvement continu d'une cible mobile. 12. Système d'examen de l'oeil par tomographie in vivo, comprenant: - un interféromètre de Michelson, réalisant un montage de tomographie optique cohérente OCT plein champ, - des moyens d'optique adaptative, disposés entre l'interféromètre et un oeil à examiner, réalisant une correction des fronts d'onde en provenance de l'oeil mais aussi à destination de l'oeil, et - des moyens de détection, disposé en aval de l'interféromètre, permettant sans modulation ni détection synchrone, de réaliser la mesure interférométrique selon le principe de l'OCT, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de visée comprenant au moins une cible mobile présentant une forme et une trajectoire programmable, ladite cible étant affichée sur des moyens de visualisation et visible d'au moins un des yeux dudit patient, pendant la durée de l'examen.