Brevet FR2978910A1 — publié le 20130215

La présente invention concerne un procédé de détection d'une anormalité oculomotrice chez un sujet pouvant être à l'origine d'une dyslexie, ainsi qu'un système d'aide à une telle détection. Le trouble oculomoteur, c'est-à-dire une anormalité du mouvement des yeux, peut se manifester dans certaines maladies, par exemple le strabisme ou la dyslexie de surface qui est un type principal de dyslexie, une autre forme principale de dyslexie étant la dyslexie phonologique par laquelle un sujet confond des lettres ou des sons. De nombreux tests ont été mis en place pour tenter de détecter le plus tôt possible la dyslexie de surface chez les jeunes enfants. Les travaux de Rayner (1978) et Pavlidis (1981) ont notamment montré que les enfants atteints d'une telle dyslexie présentaient de sérieux problèmes de lecture, caractérisés notamment par un grand nombre de fixations régressives (c'est-à-dire vers la gauche pour un texte se lisant de gauche à droite, par opposition aux fixations progressives), des saccades plus courtes (les saccades représentant le déplacement des yeux d'un mot à un autre) et des fixations plus longues que des lecteurs normaux du même âge. Des tests de lecture ont ainsi été développés et l'exploitation de paramètres a été affinée. Un inconvénient des tests de lecture est qu'ils requièrent une capacité de lecture chez les sujets. Ils ne favorisent donc pas la détection d'anormalités oculomotrices chez des sujets très jeunes, généralement de moins de 7 ans. Dans la publication "The eye movements of dyslexic children during reading and visual search: Impact of the visual attention span" de C.Prado, M. Dubois et S. Valdois (Vision Research 47 pp.2521-2530, 2007), un test de lecture de texte francophone et un test de recherche visuelle d'une lettre à l'intérieur d'un paragraphe dépourvu de contenu sémantique ont été pratiqués sur des sujets enfants pour déterminer l'influence de certains paramètres dans la détection de la dyslexie. Le nombre total de fixations, la durée moyenne de fixation, le pourcentage et la durée des fixations régressives, le nombre et la durée des fixations progressives ont été calculés à partir d'enregistrements des mouvements de l'ceil droit des sujets. Cette publication arrive à une conclusion, en accord avec d'autres rapports antérieurs, selon laquelle il n'existerait aucune différence dans le profil de mouvement des yeux entre des sujets dyslexiques et des sujets sains au cours d'un test de recherche visuelle, au contraire d'un test de lecture nettement plus significatif. Les inventeurs ont constaté, contrairement à ce préjugé, que l'utilisation d'un ou plusieurs paramètres bien choisis permet cependant d'identifier des sujets dyslexiques par test de recherche visuelle. Dans ce contexte, l'invention vise plus particulièrement un test de recherche visuelle permettant d'établir un paramètre de coordination binoculaire chez un sujet, comprenant les étapes suivantes: - soumettre le sujet à une tâche de recherche visuelle d'occurrences d'un symbole au sein d'une suite de symboles; - pendant ladite tâche, enregistrer, de préférence indépendamment et simultanément, les mouvements des deux yeux du sujet à l'aide d'un dispositif de suivi de mouvements oculaires; puis - déterminer, à l'aide d'un dispositif de traitement numérique, la valeur d'au moins un paramètre de coordination binoculaire à partir des enregistrements obtenus. II convient de préciser que les paramètres de coordination binoculaires mesurés selon le test de recherche visuelle de l'invention ne suffisent pas à eux-seuls à poser un diagnostique de la dyslexie et que d'autres éléments ou données cliniques doivent être pris en compte pour arriver à la conclusion que le sujet est atteint d'un trouble oculomoteur susceptible d'entraîner une dyslexie. Il convient en effet de préciser qu'une anormalité oculomotrice, en elle-même, n'est généralement pas considérée comme un trouble ou une pathologie. Un tel test permet donc d'obtenir un ou plusieurs paramètres de coordination binoculaire, qui, en combinaison avec d'autres facteurs, paramètres ou données cliniques, peuvent aider au dépistage de la dyslexie. Ainsi, dans un prolongement de l'invention, le test de recherche visuel selon l'invention peut être utilisé dans un procédé de détection d'une anormalité oculomotrice chez un sujet dans lequel, par exemple : - on soumet le sujet à une tâche de recherche visuelle d'occurrences d'un symbole au sein d'une suite de symboles; - pendant ladite tâche, on enregistre les mouvements des deux yeux du sujet, de préférence indépendamment et simultanément, à l'aide d'un dispositif de suivi de mouvements oculaires; - on détermine, à l'aide d'un dispositif de traitement numérique, la valeur d'au moins un paramètre de coordination binoculaire à partir des enregistrements; - on met en correspondance la valeur déterminée avec au moins une valeur seuil pour déterminer une anormalité oculomotrice. Ce procédé de détection, contrairement aux connaissances actuelles, permet de mieux identifier les sujets présentant une anormalité oculomotrice, par exemple, pour cause de dyslexie ou de strabisme, par l'utilisation d'un test de recherche visuelle conforme à l'invention. Grâce à l'invention, des troubles ou maladies tels que la dyslexie de surface peuvent désormais être détectés de façon précoce chez des sujets enfants. En effet, le test de recherche visuelle ne requiert pas de capacités de lecture comme c'est le cas dans de nombreux tests de détection de la dyslexie. Par ailleurs, une suite de symboles, même si ces symboles peuvent prendre la forme de lettres, a la particularité d'être dépourvue de contenu sémantique. Ceci a pour avantage de limiter les associations syllabiques qu'un lecteur serait tenté de faire et qui pourraient interférer avec la recherche visuelle. L'efficacité de l'invention repose sur l'utilisation d'au moins un paramètre de coordination binoculaire. En effet, les inventeurs ont constaté qu'un tel paramètre, notamment de type disconjugaison comme évoqué par la suite, varie significativement entre un sujet sain et un sujet dyslexique. Un tel paramètre de coordination binoculaire peut être obtenu en traitant les enregistrements des mouvements des deux yeux mesurés pendant le test ou bien ultérieurement, en l'absence du sujet, à partir des mesures réalisées précédemment. Corrélativement, l'invention vise un système d'aide à la détection d'une anormalité oculomotrice chez un sujet par test de recherche visuelle, comprenant: - un module de test pour soumettre le sujet à une tâche de recherche visuelle d'occurrences d'un symbole au sein d'une suite de symboles; - un module de suivi de mouvements oculaires configuré pour enregistrer, pendant ladite tâche, les mouvements des deux yeux du sujet; - un module de traitement numérique configuré pour déterminer la valeur d'au moins un paramètre de coordination binoculaire à partir des enregistrements; - un module pour mettre en correspondance la valeur déterminée avec au moins une valeur seuil de sorte à déterminer une anormalité oculomotrice. Le dispositif selon l'invention présente des avantages similaires à ceux du procédé exposé ci-dessus, notamment celui de permettre la détection d'un trouble oculomoteur lié à la dyslexie, à l'aide du test de recherche visuelle. Ce système d'aide à la détection est utile pour pouvoir diagnostiquer la dyslexie, notamment la dyslexie de surface. Des caractéristiques optionnelles de l'invention sont par ailleurs définies par la suite. Par exemple, un paramètre de coordination binoculaire peut comprendre au moins un paramètre de disconjugaison binoculaire en amplitude. La disconjugaison binoculaire en amplitude représente la différence dans l'amplitude des mouvements entre les deux yeux mesurés. Les inventeurs ont en effet constaté que, chez de nombreux patients atteints de dyslexie, les deux yeux n'ont pas le même comportement pendant les différentes phases (saccade ou fixation) du test de recherche visuelle, ce qui n'est pas le cas chez les sujets sains. L'utilisation d'un tel paramètre de disconjugaison, même pris isolément, permet ainsi d'identifier rapidement certains sujets atteints. En outre, un paramètre de disconjugaison binoculaire peut comprendre un paramètre de disconjugaison saccadique représentatif d'une différence de mouvement entre les deux yeux pendant le déplacement desdits yeux d'un symbole à un autre. Ce paramètre quantifie donc la différence d'amplitude dans le mouvement des deux yeux pendant une saccade. Symétriquement, un paramètre de disconjugaison binoculaire peut comprendre un paramètre de disconjugaison de fixation post-saccadique représentatif d'une différence de mouvement entre les deux yeux pendant la fixation d'un symbole. Il s'agit ici de la différence d'amplitude dans le mouvement des yeux pendant la fixation d'un symbole, typiquement une lettre dans un paragraphe dépourvu de contenu sémantique. Les inventeurs ont constaté, chez les sujets dyslexiques, que la disconjugaison introduite pendant la phase de saccade (l'oeil extérieur allant plus vite que l'oeil intérieur) est compensée par une disconjugaison pendant la phase de fixation suivant la saccade. Un tel comportement est apparu absent chez les sujets sains. Ainsi, de préférence, ces deux paramètres de disconjugaison seront combinés dans la détection d'une anormalité oculomotrice selon l'invention. Dans un mode de réalisation de l'invention, la détermination de la valeur d'au moins un paramètre de coordination binoculaire comprend l'identification, par le dispositif de traitement numérique, de saccades et de fixations post-saccadiques sur les enregistrements, et comprend le calcul de l'au moins un paramètre de coordination binoculaire en fonction des saccades et des fixations post-saccadiques identifiées. Comme évoqué précédemment, les inventeurs ont en effet constaté que la coordination binoculaire des sujets dyslexiques est altérée sur chacune des phases de recherche visuelle, à savoir sur la saccade et sur la fixation post-saccade. Selon ce mode, un paramètre de coordination binoculaire peut être représentatif d'une moyenne sur plusieurs saccades ou plusieurs fixations postsaccadiques. Dans un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend également la détermination d'au moins un paramètre de conjugaison binoculaire en amplitude à partir des enregistrements et la comparaison du paramètre de conjugaison avec au moins une valeur seuil. La conjugaison binoculaire en amplitude représente la moyenne de l'amplitude des mouvements des deux yeux mesurés. Les inventeurs ont également constaté que certains paramètres de conjugaison binoculaire divergent entre sujets dyslexiques et sujets sains, toutefois généralement dans une mesure moindre que les paramètres de disconjugaison binoculaire. Les paramètres de conjugaison binoculaire en amplitude, par exemple la conjugaison binoculaire de fixation post-saccadique, seront donc généralement combinés à des paramètres de disconjugaison. D'ailleurs, dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les paramètres suivants sont déterminés à partir des enregistrements et comparés à des valeurs seuil respectives pour déterminer une anormalité oculomotrice: - un paramètre de disconjugaison saccadique en amplitude, - un paramètre de disconjugaison de fixation post-saccadique en amplitude, - un paramètre de conjugaison de fixation post-saccadique en amplitude, - une durée de fixation post-saccadique. Cette combinaison est apparue, aux yeux des inventeurs, comme efficace dans la détection de la dyslexie chez des sujets enfants. Une application principale de l'invention est en effet la détection de la dyslexie chez des sujets enfants, en particulier la dyslexie de surface, notamment chez des enfants jeunes ne sachant pas encore lire. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après, illustrée par les dessins ci-joints, dans lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un système d'aide à la détection d'une anormalité oculomotrice par test de recherche visuelle, selon l'invention ; - la figure 2 représente un exemple de paragraphe pour un test de recherche visuelle adapté aux enfants de 7 à 9 ans; - la figure 3 représente un exemple de paragraphe pour un test de recherche visuelle adapté aux enfants de 10 à 12 ans; - la figure 4 représente un autre exemple de paragraphe pour un test de recherche visuelle adapté aux enfants de 13 à 15 ans; - la figure 5 illustre un enregistrement des mouvements des yeux d'un sujet sain pendant un test de recherche visuelle; - la figure 6 illustre un enregistrement des mouvements des yeux d'un sujet dyslexique pendant un test de recherche visuelle; - la figure 7 est un tableau récapitulatif des résultats du test de recherche visuelle sur un groupe de sujets enfants entre 7 et 9 ans; - la figure 8 est un tableau récapitulatif des résultats du test de recherche visuelle sur un groupe de sujets enfants entre 10 et 12 ans; et - la figure 9 est un tableau récapitulatif des résultats du test de recherche visuelle sur un groupe de sujets enfants entre 13 et 15 ans. Dans le mode de réalisation de la figure 1, un système 1 d'aide à la détection d'une anormalité oculomotrice selon l'invention comprend une partie de test et une partie d'acquisition et de traitement. La partie de test comprend notamment un module 10 de test pour soumettre le sujet S à une tâche de recherche visuelle d'occurrences d'un symbole au sein d'une suite de symboles, ainsi qu'un écran 11 pour afficher cette suite de symboles au sujet à une distance comprise entre environ 45 et 65 cm, de préférence d'environ 60 cm. Les figures 2 à 4 illustrent des exemples de paragraphes de consonnes sans contenu sémantique présentés au sujet. Dans les expériences menées et présentées par la suite, ce paragraphe est affiché dans un champ de vision du sujet S avec une largeur de 29 degrés (coordonnées horizontales non reportées dans les figures 5 et 6) et une hauteur de 6,4 degrés. Le module de test 10 donne pour instruction au sujet S de rechercher les lettres "r" dans le paragraphe affiché. De retour à la figure 1, la partie d'acquisition et de traitement comprend un module d'acquisition vidéo 15 placé en face des yeux du sujet pour acquérir à forte cadence (par exemple toutes les 4 ms) le déplacement de chacun des yeux pendant le test de recherche visuelle. Le module d'acquisition vidéo 15 réalise un prétraitement des images acquises, selon des techniques classiques de traitement de l'image, pour obtenir un enregistrement, dans le temps, du déplacement de chaque oeil en amplitude selon l'axe horizontal (degrés par rapport au centre de vision). Le module d'acquisition vidéo 15 réalise le suivi des mouvements oculaires pour les deux yeux simultanément. A cet effet, le système Mobile Eyebrain Tracker (Mobile EBT®) peut être utilisé. Les deux courbes obtenues 16 sont alors enregistrées dans le système pour un traitement immédiat ou ultérieur au recueil des données. La figure 5 représente une portion des enregistrements pour l'ceil droit OD (courbe du haut) et pour l'ceil gauche 0G (courbe du bas), chez un sujet non atteint de dyslexie, lors du test de recherche visuelle. La partie d'acquisition et de traitement du système 1 comprend également un module de traitement numérique 17 configuré pour déterminer la valeur d'au moins un paramètre de coordination binoculaire 18 à partir des enregistrements 16. Ce module 17 réalise notamment l'identification de saccades et de fixations post-saccadiques sur les enregistrements 16. Comme décrit dans la publication C. Prado et al. une saccade peut être identifiée aux endroits où les mouvements de l'ceil présentent un pic de vitesse supérieur à 30°/s et inférieur à 800°/s et une amplitude de déplacement supérieure à 1 degré par rapport à la position de fixation avant le déclenchement de la saccade. Le début et la fin de la saccade peuvent être délimités par le changement de signe de la vitesse sur deux points arrière. Bien entendu d'autres critères peuvent être mis en oeuvre, notamment, par exemple, un algorithme où le seuil de détection de la vitesse est dynamique, c'est-à-dire moyenné par sujet en général pour une durée de signal inférieur à 20 secondes. La vitesse est alors calculée, de préférence, en 3 points centrés. Sur l'exemple de la figure 5, une saccade est ainsi identifiée aux alentours de l'instant 15,97 s, représentant un déplacement significatif des yeux d'environ 3 à 4 degrés (zone de transition entre deux paliers horizontaux). Par définition, les fixations post-saccadiques correspondent aux périodes entre deux saccades, c'est-à-dire les paliers horizontaux sur la figure 5. Le module de traitement 17 détermine notamment plusieurs paramètres de coordination binoculaire comme décrit par la suite. Enfin, la partie d'acquisition et de traitement du système 1 comprend un module 19 pour mettre en correspondance la valeur déterminée du paramètre 18 avec au moins une valeur seuil VS de sorte à déterminer une anormalité oculomotrice. Ce module peut consister par exemple à émettre un bilan oculomoteur 20 sur lequel apparaissent les divers paramètres déterminés par le module 17, ainsi que les valeurs seuils correspondantes. En variante, ce module peut opérer une comparaison numérique entre la valeur des paramètres considérés et leurs valeurs seuils correspondantes pour émettre une information décisionnelle du type "sujet dyslexique" ou "sujet non-dyslexique". La figure 6 représente une portion des enregistrements pour l'ceil droit OD (courbe du haut) et pour l'ceil gauche 0G (courbe du bas) chez un sujet atteint de dyslexie, lors du test de recherche visuelle évoqué précédemment (figure 2). Le module 17 détermine notamment les paramètres suivants: - la conjugaison de saccade en amplitude, notée Csacc, - la disconjugaison saccadique en amplitude, notée Dsacc, - la disconjugaison de fixation post-saccadique en amplitude, notée DF;X, - la conjugaison de fixation post-saccadique en amplitude, notée CF;X, - la durée de fixation post-saccadique, notée TF;X. Ces paramètres sont notamment des valeurs moyennes obtenues sur l'ensemble des saccades et des fixations post-saccadiques lors du test. On décrit maintenant l'obtention de ces paramètres pour une occurrence de saccade ou de fixation, étant entendu que l'ensemble des valeurs obtenues est moyenné par la suite. Concernant la conjugaison de saccade en amplitude Csacc, le module 17 détermine l'amplitude Al en degrés du déplacement de l'ceil droit et l'amplitude A2 pour l'ceil gauche. Cette amplitude peut être calculée comme étant la différence entre l'amplitude de fin de saccade et l'amplitude de début de saccade. En variante, il peut s'agir de la différence entre l'amplitude maximale et l'amplitude minimale pendant la saccade. La conjugaison de saccade en amplitude correspond alors à (A1+A2)/2. La disconjugaison saccadique en amplitude Dsacc est obtenue par A2-A1. Elle représente donc une différence de mouvement entre les deux yeux pendant le déplacement des yeux d'une lettre ou groupe de lettre à un autre. En variante, cette disconjugaison saccadique peut être obtenue en moyennant la différence absolue entre les deux courbes, moyenne à laquelle on retranche la différence initiale au début de la saccade (correspondant à superposer les deux courbes en leur point initial de début de saccade), si les durées des deux saccades OD et 0G sont sensiblement concomitantes. La conjugaison CFiX et la disconjugaison DFix de fixation post-saccadique sont obtenues de façon similaires pour la phase de fixation suivante: G1 est l'amplitude en degrés du déplacement de l'oeil droit pendant la fixation (soit entre les positions initiale et finale, soit entre les positions minimale et maximale comme représenté sur la figure), G2 son pendant pour l'ceil gauche. Ainsi: CFiX = (G1+G2)/2 et DF;X = G2-G1. La durée de fixation post-saccadique TF;X est, quant à elle, la moyenne entre la durée de la fixation post-saccadique de l'ceil droit et la durée de la fixation post-saccadique de l'oeil gauche. On décrit maintenant les résultats de tests de recherche visuelle réalisés sur 19 enfants dyslexiques et 50 enfants normo-lecteurs âgés de 7 à 15 ans, testés en fonction de leur âge.(figures 5 à 9). Les enfants normo-lecteurs ont notamment permis d'établir des normales et des valeurs seuils correspondant à p Les mouvements oculaires ont été enregistrés par le système de vidéooculographie Mobile EBT®. Le groupe des 7-9 ans comprenait dix-sept sujets sains (i.e. non dyslexiques) servant de contrôles pour établir les normales des paramètres susmentionnés, ainsi que les valeurs seuils correspondantes (p Comme dans le cas du groupe des 7-9 ans, l'amplitude des saccades Csacc ne présente pas de différence significative entre les sujets dyslexiques et les sujets sains (F Le tableau de la figure 9 illustre les résultats obtenus sur le même format que pour les deux figures précédentes. Il est observé une légère différence dans l'amplitude des saccades Csacc entre les sujets dyslexiques et les sujets sains (p La présente invention permet, par l'utilisation de paramètres particuliers de coordination binoculaire, d'identifier des sujets atteints d'une anormalité oculomotrice par un simple test de recherche visuelle ne nécessitant pas de capacité de lecture. Elle est donc propice à la détection de la dyslexie chez les enfants très jeune. Les exemples qui précèdent ne sont que des modes de réalisation de l'invention qui ne s'y limite pas. REVENDICATIONS1. Test de recherche visuelle permettant d'établir un paramètre de coordination binoculaire chez un sujet, comprenant les étapes suivantes: - soumettre le sujet à une tâche de recherche visuelle d'occurrences d'un symbole au sein d'une suite de symboles; - pendant ladite tâche, enregistrer les mouvements des deux yeux du sujet à l'aide d'un dispositif de suivi de mouvements oculaires; puis - déterminer, à l'aide d'un dispositif de traitement numérique, la valeur d'au moins un paramètre de coordination binoculaire à partir des enregistrements obtenus. 2. Test selon la revendication 1, dans lequel au moins un paramètre de coordination binoculaire comprend au moins un paramètre de disconjugaison binoculaire en amplitude. 3. Test selon la revendication 2, dans lequel au moins un paramètre de disconjugaison binoculaire comprend un paramètre de disconjugaison saccadique représentatif d'une différence de mouvement entre les deux yeux pendant le déplacement desdits yeux d'un symbole à un autre. 4. Test selon la revendication 2 ou 3, dans lequel au moins un paramètre de disconjugaison binoculaire comprend un paramètre de disconjugaison de fixation post-saccadique représentatif d'une différence de mouvement entre les deux yeux pendant la fixation d'un symbole. 5. Test selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la détermination de la valeur d'au moins un paramètre de coordination binoculaire comprend l'identification, par le dispositif de traitement numérique, de saccades et de fixations post-saccadiques sur les enregistrements, et comprend le calcul de l'au moins un paramètre de coordination binoculaire en fonction des saccades et des fixations post-saccadiques identifiées. 6. Test selon la revendication 5, dans lequel au moins un paramètre de coordination binoculaire est représentatif d'une moyenne sur plusieurs saccades ou plusieurs fixations post-saccadiques. 7. Test selon la revendication 6, selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la détermination d'au moins un paramètre de conjugaisonbinoculaire en amplitude à partir des enregistrements, inclut la comparaison du paramètre de conjugaison avec au moins une valeur seuil. 8. Test selon la revendication 7, dans lequel les paramètres suivants sont déterminés à partir des enregistrements et comparés à des valeurs seuil: - un paramètre de disconjugaison saccadique en amplitude, - un paramètre de disconjugaison de fixation post-saccadique en amplitude, - un paramètre de conjugaison de fixation post-saccadique en amplitude, - une durée de fixation post-saccadique. 9. Système d'aide à la détection d'une anormalité oculomotrice chez un sujet par test de recherche visuelle, comprenant: - un module de test pour soumettre le sujet à une tâche de recherche visuelle d'occurrences d'un symbole au sein d'une suite de symboles; - un module de suivi de mouvements oculaires configuré pour enregistrer, pendant ladite tâche, les mouvements des deux yeux du sujet; - un module de traitement numérique configuré pour déterminer la valeur d'au moins un paramètre de coordination binoculaire à partir des enregistrements; - un module pour mettre en correspondance la valeur déterminée avec au moins une valeur seuil de sorte à déterminer une anormalité oculomotrice. 10. Utilisation d'un système d'aide à la détection d'une anormalité oculomotrice selon la revendication 9 pour diagnostiquer un trouble oculomoteur, de préférence un trouble oculomoteur impliqué dans la dyslexie.