Biophysique de la vision

UE5 – Physiologie – Chapitre 11
26/11/12
Biophysique de la vision
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CONVERGENCE = dioptre sphérique convexe : des rayons lumineux initialement
parallèles de l’infini convergent vers un foyer image Fi
DIVERGENCE = dioptre sphérique concave : des rayons lumineux initialement
parallèles de l’infini divergent vers un foyer image virtuel Fi
Milieux transparents de l’œil : cornée, cristallin (accommodation), vitrée et rétine
Axe optique : macula (vision précise), décalée du côté nasal
PROXIMITÉ D’UN POINT (en dioptries : m-1) = la position d’un point sur l’axe
optique est exprimée par l’inverse de la distance le séparant de l’origine
PUISSANCE DU DIOPTRE (en dioptries) = D =
Système convergent de puissance basale
(sans accommodation) égale à 30 = 2D
Diamètre antéro-postérieur de l’œil
(longueur) = 24 mm
DIOPTRE = sphère où les rayons
convergent sur la rétine
PRINCIPE DU SYSTÈME STIGMATE = un
point donne un point sur la rétine
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𝐫
o n1 et n2 : indices de réfraction des milieux en avant et en arrière du dioptre
o R : rayon de courbure du dioptre (valeur algébrique)
o D > 0 : convergence et D < 0 : divergence
Dans l’air :
o P + n x P’ = D
 n1 = 1 et n : indice du deuxième milieu
 P : proximité
 P’ : proximité de l’image
 D : puissance correspondante
ŒIL NORMAL
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𝐧𝟐 − 𝐧𝟏
ÉMMÉTROPIE (SUJET NORMAL)
Un objet ponctuel à l’infini (5 m) donne une
image ponctuelle nette située sur la rétine
(rétine et infini sont le conjugué l’un de
l’autre).
Le conjugué de la rétine à l’infini s’appelle le
rémotum R soit le point où le peut voir le
plus loin possible sans accommoder (état
basal)
Stigmate, emmétrope, accommode
normalement
Vision nette : s’étend du rémotum R (infini)
au proximum P (de 7 cm à 33 cm de l’œil)
Vision floue : s’étend du proximum P à l’œil
ACCOMODATION = indispensable à la vision nette de près, caractérisée par
l’augmentation de la puissance du cristallin (15D au maximum). L’accommodation
consiste à apposer l’image nette sur la rétine grâce à l’augmentation de la
puissance du cristallin
Lorsque l’accommodation est maximale, le conjugué de la rétine s’appelle le
proximum P soit le point le plus proche de l’œil dont la vision peut être nette
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Comment ? Augmentation de la bi-convexité du cristallin (essentiellement du
dioptre cristallinien antérieur)
P + n x P’ = D
Pour voir nettement un objet de proximité P, l’œil doit adapter la puissance
cristallinienne D = P + n x P0 (une Δ de proximité entraîne une Δ de puissance)
o P0 : proximité de la rétine (constante)
Amplitude maximale d’accommodation = A = DMAX – D0
o DINIFNI : puissance que doit avoir l’œil pour voir nettement un point situé à
l’infini (soit P = 0)
P + n x P0 = D
et
n x P0 = DINFINI
donc
P = D - DINFINI
P. RÉMOTUM
P. PROXIMUM
Point conjugué de la rétine au minimum de
Point conjugué de la rétine au maximum de
puissance de l’œil, D0
puissance de l’œil, DMAX
Proximité R = PR = D0 – DINFINI
Proximité P = PP = DMAX – DINFINI
Amplitude maximum d’accommodation A = DMAX – D0 → A = Pp - PR
Œil emmétrope (PR = 0) : PR = D0 – DINFINI = 0
D0 = DINFINI
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PARCOURS D’ACCOMMODATION = distance séparant le rémotum du proximum
= A = PP – PR
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AMÉTROPIES
MYOPIE
HYPERMÉTROPIE
Œil de puissance basale
trop forte
Deux possibilités
1/ Œil trop puisant pour
sa longueur
2/ Œil trop long pour sa
puissance
Le foyer image F1 se
trouve en avant de la
rétine sur l’axe
optique donc l’image
rétinienne de l’infini
apparaît comme un
cercle/une tâche de
diffusion
Le rémotum du myope se
situe en avant de la
rétine sur l’axe optique, à
distance finie
PR > 0
La position de R
conditionne le degré de
myopie
DEGRÉ DE MYOPIE
= PR = D0 – DINIFINI > 0
Vision de loin floue audelà du rémotum
Vision de près
performante (proximum
rapproché de l’œil)
Œil de puissance basale
trop faible
Deux possibilités
1/ Œil insuffisamment
puissant pour sa
longueur
2/ Œil trop court pour sa
puissance
Le foyer image Fi se
trouve en arrière de la
rétine sur l’axe optique
donc l’image rétinienne
de l’infini apparaît
comme un cercle/une
tâche de diffusion
Le rémotum de
l’hypermétrope se situe
en arrière de la rétine sur
l’axe optique, à distance
finie, virtuel
PR < 0
La position de R
conditionne le degré de
l’hypermétropie
= PR = DINIFINI – D0 < 0
Gêne à la vision de près
(proximum éloigné de
l’œil)
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PRESBYTIE
A = 15D chez le
sujet jeune
Le proximum
s’éloigne au fur
et à mesure et A
diminue progt
avec l’âge
+15D à 10 ans
(P = 7 cm) +3D
à 50 ans (P = 33
cm)
Presbytie = A <
3D & P à plus
de 33 cm
50 ans : âge
moyen
d’apparition de
la presbytie
(plus tardive et
moins gênante
chez le sujet
myope)
Gêne prog et
s’accentuant
dans la vision
de près
ASTIGMATISME = un point ne donne pas un point mais un segment
Objet ponctuel : l’image sur la rétine se traduit par un petit segment de droite (vertical
ou horizontal)
Cornée : défaut de symétrie de révolution sphérique
Astigmatisme irrégulier : cornée déformée de manière non géométriquement
définissable
Astigmatisme régulier : la cornée présente une forme d’organisation géométrique
avec deux méridiens principaux (vertical et horizontal). Si la puissance selon le
méridien vertical diffère de la puissance selon le méridien horizontal, la réfraction est
inégale.
RÉGULIER = DIRECT = conforme à la règle (le plus fréquent)
 Méridien vertical : le plus courbe, le plus puissant (convergence plus rapide)
 Méridien horizontal : le moins courbe, le moins puissant (converg plus lente)
 Cornée aplatie verticalement
Réfraction dans un œil astigmate
Un œil astigmate présente deux focales F1 et F2 assimilables à deux petits segments
de droites perpendiculaires à l’axe optique et au méridien principal dont elles naissent
RÉGULIER

F1 (focale antérieure) : horizontale

F2 (focale postérieure) : verticale
Genèse des deux focales ?
Classification des astigmatismes réguliers en fonction de la position des focales par
rapport à la rétine
 Myopique composé : une focale en avant de la rétine et une focale au mauvais
endroit
 Myopique simple : une focale en avant de la rétine et une focale sur la rétine
 Mixte : une focale en avant de la rétine et une focale en arrière de la rétine
 Hyperopique simple : ?
 Hyperopique composé : les deux focales en arrière de la rétine
L’astigmate voit un objet ponctuel comme un petit segment de droite, horizontal ou
vertical selon la focale présente sur la rétine
 Objet droite verticale : image rétinienne droite verticale nette
 Objet droite horizontale : image rétinienne droite horizontale floue
L’astigmate ne peut pas voir simultanément de façon nette deux droites
perpendiculaires
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Correction
Lentilles ou chirurgie réfractive
Lentilles
À distance de l’œil (lunettes)
Au contact de la cornée (lentilles de contact)
LENTILLES
DIVERGENTES
Le foyer image virtuel de
la lentille coïncide avec le
R de l’œil
Puissance = – (degré de
myopie)
Une myopie de +3D se
corrige par des lentilles
de -3D
Correction
Restituer une réfraction égale selon les différents méridiens de la cornée
Fusionner les deux focales en un point situé sur la rétine (foyer image d’emmétrope)
DH et DV → DINFINI
Association de deux lentilles
L’une sphérique de puissance égale selon ses différents axes, l’autre
cylindrique/torique de puissance variable selon ses différents axes
Après correction, la puissance de la lentille diffère en fonction de l’axe (horizontal ou
vertical), le grandissement de l’image rétinienne donne donc une légère déformation
horizontale
LENTILLE
CONVERGENTES
Le foyer image réel de la
lentille coïncide avec le R
de l’œil : le foyer image
de l’œil est ramené sur la
rétine
Puissance = + (degré
d’hypermétrie)
Une hypermétropie de 2D se corrige par des
lentilles de +2D
Causes des amétropies :
1/ Œil trop long (myopie)
2/ Œil trop court (hyperopie)
3/ Amétropie de courbure = mise en cause du rayon
de courbure (cornée)
r diminué : myopie de courbure
r augmenté : hypermétropie de courbure
4/ Amétropie d’indice : mise en cause de n (cristallin)
n augmenté : myopie (ex : cataracte débutante)
n diminué : hyperopie (ex extrême de l’aphakie :
absence de cristallin)
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Puissances de l’œil au repos
DH0 = puissance du méridien vertical (focale Horizontale)
DV0 = puissance du méridien horizontal (focale Verticale)
DEGRÉ D’ASTIGMATISME = différence de puissance dioptrique entre les deux
méridiens principaux = DH0 - DV0