Brevet FR3083975A1 — publié le 20200124

DISPOSITIF D'OBSERVATION OCULAIRE [0001] La présente invention concerne les techniques d'observation de l' oeil de personnes, et plus particulièrement les techniques visant à détecter (les pathologies sur la rétine. ARRIERE-PLAN [0002] Pour obtenir des informations sur l'état de la rétine d'une personne, on a recours soit à des observations de fond d'oeil, où la rétine est éclairée à travers la pupille et la lumière réfléchie est recueillie par un appareil tel qu'un ophtalmoscope, soit à des tests subjectifs, comme ceux basés sur la grille d'Amsler ou le champ visuel de H umphrey. [0003] Si ces méthodes permettent de détecter des scotomes, voire de les localiser, elles ne sont pas dépourvues d'inconvénients. Le fond d'oeil prend un certain temps, nécessite généralement de dilater la pupille de la personne et peut lui causer de l'inconfort. Quant aux tests subjectifs, ils reposent sur le jugement de la personne et, de ce fait, peuvent être biaisés. Si on utilise un test subjectif pour localiser un scotome sur la rétine, il faut demander à la personne de détecter des cibles (points lumineux). Tester l'ensemble de la rétine peut prendre beaucoup de temps, typiquement plus de 10 à 20 minutes. [0004] Il existe donc un besoin pour une technique simple, rapide et objective pour obtenir des informations sur d'éventuels scotomes affectant une personne. [0005] L'invention vient répondre à ce besoin. RESUME [0006] Il est ainsi proposé un dispositif d'observation oculaire, comprenant : un détecteur produisant un signal dépendant de variations du diamètre pupillaire d'un oeil d'un sujet ; un afficheur pour présenter au sujet un motif lumineux subdivisé en plusieurs régions, l'afficheur étant commandé pour que chaque région ait une intensité lumineuse modulée à une fréquence de modulation respective, les fréquences de modulation étant différentes d'une région à l'autre ; et un analyseur recevant le signal du détecteur et analysant son contenu fréquentiel. [00071 Le dispositif est utilisable pour mettre en oeuvre un procédé d'observation oculaire visant à tester la rétine d'un sujet. Ce procédé comprend : présenter au sujet un motif lumineux subdivisé en plusieurs régions, chaque région ayant une intensité lumineuse modulée à une fréquence de modulation respective, 5 les fréquences de modulation étant différentes d'une région à l'autre ; détecter des variations de diamètre pupillaire d'un oeil du sujet ; transformer les variations de diamètre pupillaire dans un domaine fréquentiel, pour obtenir un signal transformé ; et analyser le signal transformé aux fréquences de modulation. 10 [00081 Le test repose sur l'induction d'activés pupillaires périodiques provoquées par des modulations, par exemple sinusoïdales, de luminance réparties dans le champ visuel. La tâche du sujet est simplement de regarder le centre de l'afficheur pendant une durée relativement courte. Si la réponse enregistrée par le détecteur et analysée sur une fréquence associée à l'une des régions présente un niveau relativement bas, c'est un indice 15 que le sujet présente vraisemblablement un scotome dans une région correspondante de la rétine. [00091 Dans une réalisation, les fréquences de modulation sont comprises entre 0,1 et 10 Hz. [00101 Le test peut être relativement rapide. Ainsi, l'afficheur peut être commandé pour 20 présenter le motif lumineux au sujet et l'analyseur peut analyser le signal du détecteur pendant une durée inférieure à deux minutes. [00111 Dans une réalisation, les régions du motif lumineux comprennent une première région située au centre du motif et des secondes régions occupant des secteurs angulaires autour de la première région. Les secondes régions du motif lumineux peuvent être 25 réparties radialement en plusieurs couches autour de la première région. Dans le choix des fréquences de modulation affectées aux régions, on peut affecter la plus grande à la première région au centre du motif lumineux. [00121 Dans une réalisation du dispositif, l'analyseur est configuré pour prendre en compte la puissance que présente une transformée du signal du détecteur dans le domaine fréquentiel aux fréquences de modulation. Il peut être configuré pour prendre en compte aussi la phase que présente la transformée du signal aux fréquences de modulation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [00131 D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : 5 - la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif selon l'invention ; - la figure 2 est un diagramme illustrant un exemple de motif lumineux utilisable par un dispositif selon l'invention ; et - les figures 3 et 4 sont des graphiques illustrant des exemples d'analyse de Fourier des modulations du diamètre de la pupille dans un dispositif selon l'invention. 10 DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION [0014] En référence à la figure 1, un mode de réalisation du dispositif selon l'invention comprend un détecteur 10, un afficheur 20 piloté par un contrôleur 30 et un analyseur 40. [00151 Le détecteur 10 est capable de renseigner sur les variations de diamètre pupillaire d'un sujet placé en face de l'afficheur 20. Il peut notamment s'agir d'un oculomètre. 15 L'oculomètre (« eye Cracker» en anglais) est un appareil capable de mesurer un certain nombre de paramètres de l'oeil ou des yeux d'une personne, tels que la position de la pupille de l'oeil droit et/ou de l'oeil gauche, le diamètre pupillaire de l'oeil droit et/ou de l'oeil gauche, la direction du regard, la convergence et le synchronisme des activités des deux yeux. Dans l'application considérée ici, on pourra généralement se limiter aux 20 informations sur le diamètre pupillaire, enregistrées au cours du temps. I00161 Pour fiabiliser les mesures du détecteur 10, le dispositif peut encore comporter une mentonnière ou un autre système pour stabiliser la position de la tête du sujet en face de l'afficheur 20. monj Les mesures sur un sujet par le dispositif selon l'invention sont typiquement 25 effectuées oeil par oeil. Il est préférable de masquer l'oeil non mesuré. [00181 L'afficheur 20 est par exemple un écran sur lequel est projeté un motif lumineux prédéfini. Cela peut aussi être un afficheur à diodes électroluminescentes ou à cristaux liquides. Dans un autre exemple, le détecteur 10 et l'afficheur 20 font partie d'un appareil du type pupillometre. 30 [00191 Le contrôleur 30 pilote l'afficheur 20 pour que celui-ci présente au sujet un motif lumineux ayant plusieurs régions spatialement distribuées. Dans chaque région, la luminance du motif est modulée selon une caractéristique fréquentielle fixée par le contrôleur 20. Chaque région peut ainsi être associée à une fréquence de modulation respective. Lc sujet est invité à placer son regard sur un point central du motif 5 1.0020] L'analyseur 40 reçoit le signal de sortie du détecteur 10 dépendant du diamètre pupillaire du sujet. Il analyse le contenu fréquentiel du signal dans la bande des fréquences de modulation employées dans le motif lumineux. Cette analyse utilise par exemple une transformée de Fourier des variations temporelles du diamètre pupillaire. D'autres transformées temps-fréquence sont, bien entendu, utilisables. 10 [00211 On attend a priori à ce que le spectre de Fourier ainsi calculé présente un pic à chaque fréquence de modulation employée dans le motif lumineux, car l'éclairement variable d'une portion de la rétine engendre normalement des fluctuations correspondantes du diamètre pupillaire. Si toutefois la rétine est atteinte d'un scotome, le pic sera affaibli dans le spectre de Fourier à la fréquence associée à la région du motif qui éclaire la zone 15 scotomateuse. 190221 Il est à noter que le diamètre pupillaire réagit au stimulus du motif lumineux par réflexe. Le test effectué à l'aide du dispositif ne requiert aucune tâche cognitive de la part du sujet. C'est un test objectif On attend simplement du sujet qu'il fixe le centre du motif. [00231 La durée du test peut être assez brève, typiquement de l'ordre de la minute ce qui 20 permet au détecteur d'enregistrer un nombre d'oscillations de la luminance suffisant pour que le calcul de transformée de Fourier soit assez fin. Une durée inférieure à deux minutes a l'avantage de ne solliciter le sujet que peu de temps. [00241 Dans le motif lumineux, la bande des fréquences de modulation est choisie selon les réponses physiologiques communément observées. La bande se trouve généralement 25 dans une plage de 0,1 à 10 Hz. [00251 Un exemple de géométrie du motif lumineux affiché par l'afficheur 20 est représenté sur la figure 2. lei, le motif a une région centrale RI entourée par des régions périphériques R2-R9 réparties en deux couches selon la direction radiale. Les régions R2-R5 de la première couche radiale occupent quatre secteurs angulaires de 90° autour de la 30 région centrale RI, tandis que les régions R6-R9 de la deuxième couche radiale occupent quatre secteurs angulaires de 90° autour des régions R2-R5. [60261 Dans un cas particulier les fréquences de modulation de la luminance employées dans les régions R1 à R9 sont les suivantes : - région RI : modulation à 3,60 Hz ; - région R2 : modulation à 3,25 Hz ; 5 - région R3 : modulation à 2,40 Hz ; - région R4 : modulation à 1,25 Hz ; - région R5 : modulation à 2,13 Hz ; - région R6 : modulation à 1,75 Hz ; - région R7 : modulation à 1,00 Hz ; 10 - région R8 : modulation à 2,75 Hz ; - région R9 : modulation à 0,75 Hz. [00271 On note que parmi ces neuf fréquences de modulation, la plus grande est celle associée à la région centrale RI correspondant à la fovea. Il est préférable de choisir les fréquences en évitant que l'une d'elles soit une harmonique d'une autre. 15 [0(1281 La figure 3 illustre des résultats obtenus sur l'oeil sain d'une personne, en montrant, en unité arbitraire, le module (puissance) Pi de la transformée de Fourier discrète du signal du détecteur en fonction de la fréquence i, calculé par l'analyseur 40. Comme attendu, on y voit apparaître un pic à la fréquence de modulation de chacune des régions RI -R9. 20 [00291 La figure 4 est une autre représentation des résultats obtenus sur le même oeil. Ici, la puissance est normalisée pour faciliter la visualisation et la comparaison des puissances aux différentes fréquences de modulation. La visualisation est plus facile avec ce format. La formule utilisée pour normaliser dans cet exemple particulier consiste à obtenir la puissance normalisée P'; à une fréquence i du spectre discret en divisant la puissance au 25 voisinage de la fréquence i par celles des fréquences d'un voisinage élargi, selon : Fri = (PH + + Pi+ ) / [(P14+ + P1_2 + Pi + Pi+3 P44)/21 [00301 D'autres méthodes (le normalisation peuvent être utilisées, pourvu qu'elles répondent à l'objectif de normalisation permettant des comparaisons des puissances évoquées entre fréquences. 30 [00311 Si l'oeil d'un sujet est atteint d'un scotome, l'un au moins des pics de puissance visibles aux fréquences R1-R9 est diminué. La fréquence où la diminution est observée renseigne sur la localisation du scotome sur la rétine. [00321 Des informations de phase, représentant le délai entre la variation de luminance et la réponse pupillaire peuvent être utilisées pour affiner les résultats obtenus en analysant la puissance Pi ou tri. 5 [00331 La phase de la transformée de Fourier du signal du détecteur dépend du délai entre la stimulation et la réponse pupillaire, et constitue de ce fait une variable complémentaire permettant de détecter un scotome. On s'attend en effet à ce qu'une mauvaise transmission du signal rétinien se traduise par un déphasage plus important de la réponse. En associant aux régions R I -R9 des fréquences de modulation (stimulation) 10 différenciées, on peut discriminer des régions répondant avec un déphasage anormal, indicatif d'un probable scotome. Une variable mixte, combinant puissance et déphasage aux fréquences de modulation, est donc judicieuse pour fournir une meilleure sensibilité pour la détection de zones déficitaires de la rétine. [00341 Les avantages du test pupillo-fréquentiel effectué à l'aide du dispositif présenté 15 ci-dessus incluent : - absence d'une tâche subjective ; - rapidité ; mesure objective liée à la mesure de la pupille ; - capacité à localiser l'anomalie sur la rétine. 20 [00351 Ce test est applicable notamment au dépistage et au diagnostic de pathologies ophtalmologiques (dégénérescence maculaire, glaucome, etc.). [00361 REVENDICATIONS1. Dispositif d'observation oculaire, comprenant : un détecteur (10) produisant un signal dépendant de variations du diamètre pupillaire d'un oeil d'un sujet ; un afficheur (20) pour présenter au sujet un motif lumineux (25) subdivisé en plusieurs régions (R1-R9), l'afficheur étant commandé pour que chaque région ait une intensité lumineuse modulée à une fréquence de modulation respective, les fréquences de modulation étant différentes d'une région à l'autre ; et un analyseur (40) recevant le signal du détecteur (10) et analysant son contenu fréquentiel. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les fréquences de modulation sont comprises entre 0,1 et 10 Hz.. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'afficheur (20) est commandé pour présenter le motif lumineux (25) au sujet pendant une durée inférieure à deux minutes et l'analyseur (30) analyse le signal du détecteur (10) sur ladite durée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les régions du motif lumineux (25) comprennent une première région (Rl) située au centre du motif et des secondes régions (R2-R8) occupant des secteurs angulaires autour de la première région. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les secondes régions (R2-R8) du motif lumineux (25) sont réparties radialement en plusieurs couches autour de la première région (R1). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel la fréquence de modulation est plus grande dans la première région (Rl) que dans les secondes régions (R2-R8) du motif lumineux (25). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'analyseur (40) est configuré pour prendre en compte la puissance que présente une transformée du signal du détecteur (10) dans le domaine fréquentiel aux fréquences de modulation. 5 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel l'analyseur (40) est configuré pour prendre en compte, en outre, la phase que présente la transformée du signal du détecteur (10) aux fréquences de modulation.