Description de l’œil
L'œil est l'organe de la vision. Il est assez exceptionnel puisqu'il s'adapte instantanément à des situations différentes selon que l'objet est proche de lui ou situé à l'infini.Il est considéré comme un globe de 25 mm environ de diamètre dont les parties essentielles sont schématisées sur la figure suivante:
De point de vue optique, les parties importantes de l’œil sont :
* La cornée : c’est une fine membrane transparente par laquelle la lumière pénètre à l’intérieur de l’œil (n # 1,377).
* La pupille : elle joue le rôle d’un diaphragme régularisant la quantité de la lumière admise dans l’œil.
* Le cristallin : il est assimilable à une lentille biconvexe non homogène maintenue par les muscles ciliaires, il est constitué de plusieurs couches d’indices de réfraction différents (n # 1,36 à 1,42).
Le cristallin sépare l’œil en deux compartiments d’indices différents : l’humeur vitra rétine : c’est un tissu mince sur laquelle se forme une image ; elle est formée de cellules sensibles à la lumière : les cônes et les bâtonnets; la fovea, située dans une partie appelée macula, étant la zone de la rétine correspondant à la plus grande acuité visuelle de l’œil.
Formation d'une image
Tout mécanisme formant une image doit être capable de percevoir les différences d'intensité entre les différentes directions d'incidence de la lumière. L'œil doit donc être capable de détecter la lumière, détecter sa direction, et établir une relation hiérarchique entre les signaux provenant des différentes directions.
La perception de la lumière dans l'œil se fait grâce à des pigments, composés de deux parties liées covalement : une partie protéique, l'opsine et une partie lipidique dérivée de la vitamine A, le chromophore. Le pigment est disposé dans la membrane des cellules photoréceptrices, et est constituée de 7 hélices transmembranaires disposées en cercle dans la membrane autour du chromophore. C'est l'absorption d'un photon par le chromophore, permettant le passage de la configuration 11-cis du chromophore à une configuration all-trans, qui permet la sensibilité à la lumière. Une fois le pigment excité, l'opsine permet l'activation d'une protéine G via une de ses boucles cytoplasmiques, ce qui déclenche ensuite la réponse cellulaire.
Enfin, la comparaison des intensités lumineuses issues d'une même direction de l'espace nécessite une intégration des signaux électriques fournis par les neurones photorécepteurs. Cette intégration se fait en aval de la rétine. Le signal perçu par le cerveau n'est jamais absolu, et seule la différence d'intensité perçue entre les photorécepteurs est retenue, et non pas le niveau total d'intensité. Ceci permet à l'œil de s'adapter à la luminosité ambiante. En effet, en condition de forte luminosité, une même différence d'intensité entre deux récepteurs paraîtra plus faible, ce qui diminue la qualité de l'image.
Caractéristiques de l’œil
* Champ de vision angulaire ou mobilité: c’est la zone de perception de l’œil, l’angle étant de 40° à 50°.* Accommodation: c’est la faculté que possède l’œil de faire varier sa distance focale f’ lorsqu’il regarde un objet A éloigné ou proche telle que l’image A’ se forme toujours sur la rétine. Ce mécanisme est réalisé par la déformation du cristallin sous l’action des muscles ciliaires.
* Le punctum remotum PR : c’est le point le plus éloigné de l’œil permettant une vision nette. Il est situé à la distance dite ‘’distance maximale de vision distincte’’ dM. La vision se fait sans fatigue dans ce cas. Pour un œil normal, ce point est situé à l’infini. Le champ en profondeur de l’œil est la zone située entre le PP et le PR de l’œil. Plus d'infos »
Œil réduit
La première modélisation de l'œil, dit «œil réduit» consiste à le considérer comme un dioptre sphérique, muni d'un diaphragme. Ce modèle permet de comprendre la formation des images sur la rétine et l'effet de la courbure (modifiée par le cristallin) pour l'accommodation.
Le modèle pratique utilisé dans des activités expérimentales consiste à modéliser la rétine par un écran plat et l'ensemble cristallin et cornée par une lentille convergente.
Dans certains dispositifs didactiques la lentille est une lentille souple constituée d'une membrane plastique que l'on peut remplir plus ou moins avec de l'eau. On peut ainsi montrer l'accommodation et aborder les notions de PP et de PR.
L’œil présente souvent des défauts de vision ou d’accommodation, les plus importants sont :
* Myopie;
* Hypermétropie;
* Presbytie;
* Astigmatisme.
La correction de la myopie a donc pour but de modifier le trajet des rayons lumineux pour qu'ils convergent vers la rétine :
- par des verres de lunettes concaves, reconnaissables donc à leur bord épais ;
-
par des lentilles de contact offrant un champ visuel plus dégagé que
les lunettes et un champ du regard préservé du fait de la mobilité
concomitante de la lentille avec l'œil ;
- par la chirurgie qui peut se faire de deux façons : modifier la courbure de la cornée par laser excimer ou mettre en place un implant à l'intérieur de l'œil.
Le laser excimère va creuser la cornée d’autant plus que la myopie à corriger est forte. Ce creusement peut se faire en surface de la cornée par trois techniques : la photokératectomie réfractive (PKR), le Lasek ou l’épi-lasik. Il peut se faire aussi en profondeur de la cornée après avoir soulevé une fine lamelle appelée volet ou capot : c’est la technique du Lasik. La technique classique pour la découpe du volet utilise un microkératome, sorte de petit rabot.
Les techniques modernes de Lasik utilisent pour cette découpe un laser femtoseconde, la mise en place d’un implant à l’intérieur de l’œil permet de la même façon la convergence des rayons sur la rétine. Cet implant peut être placé soit en avant de l’iris soit en arrière, et dans ce cas devant le cristallin ou à la place du cristallin après ablation de celui-ci. En cas de myopie importante, l'implantation de lentilles intra-oculaires semble avoir de meilleurs résultats que le Lasik4. Ces interventions chirurgicales présentent des indications, des contre-indications et des risques spécifiques devant être soigneusement pesés avant toute décision.
Hypermétropie
Dans ce cas, l’œil n’est pas assez convergent. Le PP est plus éloigné que pour l’œil normal et le PR est à l’infini.
Défauts de l’œil ou amétropie
Un œil normal est dit emmétrope. Un œil anormal est amétrope.L’œil présente souvent des défauts de vision ou d’accommodation, les plus importants sont :
* Myopie;
* Hypermétropie;
* Presbytie;
* Astigmatisme.
Myopie
l’œil myope est trop convergent. Le PP est plus proche que pour un œil emmétrope et le PR est situé à distance finie.Pour obtenir une vision nette, l’image des objets lointains doit être reculée pour être focalisée sur la rétine. - par des verres de lunettes concaves, reconnaissables donc à leur bord épais ;
- par la chirurgie qui peut se faire de deux façons : modifier la courbure de la cornée par laser excimer ou mettre en place un implant à l'intérieur de l'œil.
Le laser excimère va creuser la cornée d’autant plus que la myopie à corriger est forte. Ce creusement peut se faire en surface de la cornée par trois techniques : la photokératectomie réfractive (PKR), le Lasek ou l’épi-lasik. Il peut se faire aussi en profondeur de la cornée après avoir soulevé une fine lamelle appelée volet ou capot : c’est la technique du Lasik. La technique classique pour la découpe du volet utilise un microkératome, sorte de petit rabot.
Les techniques modernes de Lasik utilisent pour cette découpe un laser femtoseconde, la mise en place d’un implant à l’intérieur de l’œil permet de la même façon la convergence des rayons sur la rétine. Cet implant peut être placé soit en avant de l’iris soit en arrière, et dans ce cas devant le cristallin ou à la place du cristallin après ablation de celui-ci. En cas de myopie importante, l'implantation de lentilles intra-oculaires semble avoir de meilleurs résultats que le Lasik4. Ces interventions chirurgicales présentent des indications, des contre-indications et des risques spécifiques devant être soigneusement pesés avant toute décision.
Hypermétropie
Dans ce cas, l’œil n’est pas assez convergent. Le PP est plus éloigné que pour l’œil normal et le PR est à l’infini.
L'hypermétropie est le plus souvent due à un œil trop court. L'image d'un objet éloigné se forme donc en arrière de la rétine.
L'hypermétropie est l'opposé de la myopie. L'hypermétrope a des difficultés pour voir de près et pour lire, il voit généralement assez bien de loin. Contrairement au myope qui n'est gêné que pour voir de loin.
Pour obtenir une vision claire, l’image des objets doit être focalisée sur la rétine. Lorsque cette focalisation ne se fait pas correctement la vision est floue. L'accommodation permet de mettre au point pour une vision nette au loin et, en faisant un effort supplémentaire, pour la vision de près. Le cristallin est une lentille située dans l’œil ayant un rôle "autofocus" permettant l'accommodation, c’est-à-dire la mise au point automatique.
La presbytie est donc un trouble de la vision qui rend difficile la focalisation de la vision pour lire ou effectuer un travail de près. Ce n'est pas une maladie mais un processus de vieillissement normal de l'œil et plus particulièrement du cristallin qui se sclérose en se durcissant. Ce processus du vieillissement commence dès la naissance, mais son effet apparaît classiquement entre 40 et 45 ans. De plus, le grossissement du cristallin (20 µm par an) diminue l'effet de la contraction et du relâchement des deux muscles impliqués dans l'accommodation. La presbytie évolue rapidement entre l'apparition de son effet et 60 ans, ce qui nécessite de changer fréquemment la puissance des verres correcteurs. Après 65 ans, la presbytie est quasiment à son maximum d'effet et n'évolue par la suite presque plus.
Les solutions pour corriger la presbytie sont :- Le port d'un système de correction optique: lunettes à verres progressifs (dont les verres de proximité ou mi-distance sont un sous-type)).
- Lunettes à verres multifocaux (double et triple foyer).
- Lentilles de contact (progressives, multifocales ou unifocales).
- Pour certains besoins particuliers de presbytes, les lunettes unifocales ou des montages uniques "maison" peuvent être proposés.
- Une intervention chirurgicale Laser Excimer (Presby-Lasik, Laser Excimer, ou Femtoseconde IntraCOR, SupraCor, Isovision...) soit pour rendre les cornées des deux yeux multifocales, soit pour donner à la cornée d'un œil la correction pour une vision de près et pour l'autre œil une vision de loin.
- Chirurgie classique, pour remplacer le cristallin par un implant multifocal.
Normalement, les surfaces de la cornée et du cristallin présentent une courbure quasiment sphérique. Chez les astigmates réguliers, l’une ou l’autre n’est plus sphérique et sa courbure s’apparente davantage à celle d’un ellipsoïde, c’est-à-dire comme un ballon de rugby. Il existe un méridien de courbure maximale (la puissance optique est maximale le long de ce méridien), et un méridien de courbure minimale (la puissance optique est minimale le long de ce méridien). Les axes respectifs de ces méridiens sont mutuellement perpendiculaires.
L'image reçue par la rétine est donc différente selon les axes des méridiens. Résultat : l’image manque de netteté. Le trajet des rayons lumineux épouse une conoïde appelée « conoïde de Sturm » et ils se focalisent principalement (selon le plan de recueil de l'image) en des taches focales de contour grossièrement elliptique, au sein desquelles on peut identifier deux taches focales linéaires, appelées focales principales, et qui encadrent une tache focale quasi circulaire (appelée cercle de moindre diffusion). L'étalement de l'image est directionnel, à la différence de la myopie ou de l’hypermétropie, où l'image est focalisée en un seul point (stigmatisme), mais est mal située, en avant ou en arrière du plan rétinien. Néanmoins, l’astigmatisme n'exclut pas la myopie, l’hypermétropie ou tout autre pathologie de l’œil.
L'hypermétropie est l'opposé de la myopie. L'hypermétrope a des difficultés pour voir de près et pour lire, il voit généralement assez bien de loin. Contrairement au myope qui n'est gêné que pour voir de loin.
Pour obtenir une vision claire, l’image des objets doit être focalisée sur la rétine. Lorsque cette focalisation ne se fait pas correctement la vision est floue. L'accommodation permet de mettre au point pour une vision nette au loin et, en faisant un effort supplémentaire, pour la vision de près. Le cristallin est une lentille située dans l’œil ayant un rôle "autofocus" permettant l'accommodation, c’est-à-dire la mise au point automatique.
Presbytie
C’est un défaut dû à l’âge. En vieillissant, l’œil perd ses facultés d’accommodation, le PP s’éloigne de l’œil.La presbytie est donc un trouble de la vision qui rend difficile la focalisation de la vision pour lire ou effectuer un travail de près. Ce n'est pas une maladie mais un processus de vieillissement normal de l'œil et plus particulièrement du cristallin qui se sclérose en se durcissant. Ce processus du vieillissement commence dès la naissance, mais son effet apparaît classiquement entre 40 et 45 ans. De plus, le grossissement du cristallin (20 µm par an) diminue l'effet de la contraction et du relâchement des deux muscles impliqués dans l'accommodation. La presbytie évolue rapidement entre l'apparition de son effet et 60 ans, ce qui nécessite de changer fréquemment la puissance des verres correcteurs. Après 65 ans, la presbytie est quasiment à son maximum d'effet et n'évolue par la suite presque plus.
Les solutions pour corriger la presbytie sont :- Le port d'un système de correction optique: lunettes à verres progressifs (dont les verres de proximité ou mi-distance sont un sous-type)).
- Lunettes à verres multifocaux (double et triple foyer).
- Lentilles de contact (progressives, multifocales ou unifocales).
- Pour certains besoins particuliers de presbytes, les lunettes unifocales ou des montages uniques "maison" peuvent être proposés.
- Une intervention chirurgicale Laser Excimer (Presby-Lasik, Laser Excimer, ou Femtoseconde IntraCOR, SupraCor, Isovision...) soit pour rendre les cornées des deux yeux multifocales, soit pour donner à la cornée d'un œil la correction pour une vision de près et pour l'autre œil une vision de loin.
- Chirurgie classique, pour remplacer le cristallin par un implant multifocal.
Astigmatisme
Un œil astigmate n’est pas de révolution autour de l’axe optique. C’est un œil qui voit nettement suivant certaines directions et flou dans des directions perpendiculaires à celles-ci. La correction n’est pas sphérique, mais se fait avec des verres dits cylindriques présentant des défauts inverses.Normalement, les surfaces de la cornée et du cristallin présentent une courbure quasiment sphérique. Chez les astigmates réguliers, l’une ou l’autre n’est plus sphérique et sa courbure s’apparente davantage à celle d’un ellipsoïde, c’est-à-dire comme un ballon de rugby. Il existe un méridien de courbure maximale (la puissance optique est maximale le long de ce méridien), et un méridien de courbure minimale (la puissance optique est minimale le long de ce méridien). Les axes respectifs de ces méridiens sont mutuellement perpendiculaires.
L'image reçue par la rétine est donc différente selon les axes des méridiens. Résultat : l’image manque de netteté. Le trajet des rayons lumineux épouse une conoïde appelée « conoïde de Sturm » et ils se focalisent principalement (selon le plan de recueil de l'image) en des taches focales de contour grossièrement elliptique, au sein desquelles on peut identifier deux taches focales linéaires, appelées focales principales, et qui encadrent une tache focale quasi circulaire (appelée cercle de moindre diffusion). L'étalement de l'image est directionnel, à la différence de la myopie ou de l’hypermétropie, où l'image est focalisée en un seul point (stigmatisme), mais est mal située, en avant ou en arrière du plan rétinien. Néanmoins, l’astigmatisme n'exclut pas la myopie, l’hypermétropie ou tout autre pathologie de l’œil.
