Troubles de la réfraction

LES TROUBLES DE LA
RÉFRACTION
(Myopie, hypermétropie et astigmatisme)
Pascal GRASLAND - Lycée Marie CURIE de VIRE
RAPPELS D’ANATOMIE
Conjonctive (bulbaire ici)
Coté temporal
Corps ciliaire
Angle irido-cornéen
Zonule
Iris
Sclérotique
Cristallin
Fossette patellaire
Humeur aqueuse
Corps vitré
Cornée
Fovéa
Papille
Nerf optique
hyaloïde
Rétine
Limbe
Trabéculum
Choroïde
VUE DE DESSUS D’UNE COUPE HORIZONTALE SCHÉMATIQUE D’UN ŒIL DROIT HUMAIN
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L’IMAGE RÉTINIENNE ET L’ACCOMMODATION
Pour qu’un objet soit vu net, son image optique doit se former sur la rétine ou, plus
exactement, sur la fovéa. Pour que cela puisse se produire, l’œil doit pouvoir faire
converger (à la manière d’une loupe) les rayons lumineux provenant de l’objet. Ceci
nécessite de la part de l’œil une certaine puissance optique (ou vergence), positive
ici, mesurée en dioptries et valant environ 60 dioptries pour un œil humain. Elle est
due à la cornée (environ 2/3 de la puissance totale) et au cristallin (environ 1/3).
Objet éloigné vu net
Objet
ponctuel
éloigné
(à l’infini ici)
Iris
Rétine
Axe optique de l’œil
Image optique ponctuelle
sur la rétine (fovéa)
Cornée
Cristallin
Alors que la fovéa a une position
légèrement temporale, on considèrera
sur les schémas qu’elle est sur l’axe
optique de l’œil.
La cornée et l’eau ont quasiment le même indice de réfraction. Pour les poissons, la
cornée qui est baignée dans l’eau n’a donc quasiment aucune puissance. Toute la
puissance de l’œil d’un poisson est celle de son cristallin.
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Si l’objet se rapproche de l’œil précédent et que ce dernier reste inchangé
(vergence et longueur inchangées), l’image optique (qui se déplace dans le
même sens que l’objet) passe derrière la rétine.
L’image rétinienne n’est plus un point mais une tache (au contour circulaire ici
et de diamètre Z) appelée tache de diffusion. L’objet est alors vu flou
Iris
Objet rapproché vu flou
Rétine
Objet
ponctuel
rapproché
z
Cornée
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Cristallin
Image optique en arrière
de la rétine (fovéa)
Image rétinienne
sous la forme d’une
tache circulaire de
diamètre z
Pour maintenir la netteté à une distance quelconque, l’œil doit être capable de
faire "la mise au point". Dans un appareil photographique, la mise au point est
obtenue par déplacement de l’objectif par rapport à la pellicule (ou aux
capteurs CCD pour un appareil numérique).
Pentaprisme
Objectif
mobile
Rayon
lumineux
Miroir
escamotable
Pellicule ou
capteur CCD
Obturateur
Diaphragme
Appareil photographique de
type reflex
Appareils photographiques
à soufflet
Pour l’œil humain, cette mise au point n’est pas effectuée par déplacements
des parties optiques (cornée et/ou cristallin) par rapport à la rétine mais par
modification de sa puissance optique (ou vergence).
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Le système visuel a cette faculté de pouvoir modifier la puissance optique de l'œil par variation de
celle du cristallin qui se "bombe" plus ou moins sous l’action du muscle ciliaire (schémas cidessous). C'est le phénomène d'accommodation dont le rôle est de rapprocher le plus possible de
la rétine l’image optique du point fixé.
Fibres de la Zonule
de Zinn
Cristallin
Iris
Cornée
Muscle ciliaire
Fibres de la Zonule de Zinn
Œil n’accommodant pas
Œil accommodant
(le cristallin se bombe)
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Cristallin
L’œil humain effectue la mise au point uniquement par modification de la
puissance optique de son cristallin. Il en est autrement pour certains
animaux:
►Chez
les oiseaux, cornée et cristallin peuvent voir leurs puissances
modifiées. Le muscle ciliaire est ici divisé en deux parties, une modifiant la
courbure de la cornée et l’autre celle du cristallin.
►Chez les poissons, nous savons déjà que la puissance de l’œil est celle
du cristallin.
Pour certains (les "téléostéens"), la mise au point est réalisée par
déplacement du cristallin. C’est également le cas chez les grenouilles, les
serpents et les lézards.
Pour d’autres (les "sélaciens" comme les raies ou les requins), la rétine
est constituée de deux parties plus ou moins rapprochées du cristallin. La
partie inférieure, plus proche du cristallin, est utilisée pour la vision des
objets éloignés et la partie supérieure, plus éloignée du cristallin, pour la
vision des objets rapprochés.
►Chez les chauves-souris, la rétine a un aspect ondulé donc les
photorécepteurs ont un éloignement plus ou moins important par rapport
au cristallin. On retrouve le principe utilisé par les sélaciens.
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Donc, si l’objet se rapproche de l’œil précédent et que ce dernier n’accommode pas,
l’image optique passe derrière la rétine, l’objet étant alors vu flou.
Iris
Objet rapproché vu flou
Rétine
Défocalisation
Objet
ponctuel
rapproché
Image optique en arrière
de la rétine (fovéa)
z
Œil précédent n’accommodant pas
Cristallin
Cornée
Image rétinienne
sous la forme d’une
tache de diffusion
de diamètre z
La vision de l’objet est d’autant plus floue que le diamètre Z la tache de diffusion est grand donc que
la défocalisation, c’est à dire l’écart entre la rétine et l’image optique, augmente.
Z
Z
Aspect de l’image rétinienne
(en pointillés) de la lettre L en
fonction de la valeur de Z
Lettre vue floue mais reconnue
Lettre trop floue pour être reconnue
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Pour que l’objet rapproché soit vu net, donc que son image optique soit sur la rétine,
cet œil doit correctement accommoder.
Objet rapproché vu net
Iris
Rétine
Objet
ponctuel
rapproché
Cornée
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Image optique ponctuelle
sur la rétine (fovéa)
Œil précédent accommodant
Cristallin
"bombé"
En cas de défocalisation, le schéma ci-dessous montre que le diamètre Z de la tache de
diffusion devient plus petit lorsque celui de l’iris (donc de la pupille) diminue, l’objet
étant alors vu moins flou (ou plus net).
Objet rapproché vu flou
Iris
Rétine
z z Défocalisation
Objet
ponctuel
rapproché
Image optique en arrière
de la rétine (fovéa)
Œil précédent n’accommodant pas
Cornée
Cristallin
Image rétinienne
sous la forme d’une
tache circulaire de
diamètre z
Cette réduction de l’ouverture pupillaire, appelée myosis, permet à l’œil qui ne parvient
pas à former l’image optique sur sa rétine de limiter le flou. Le myosis peut être obtenu
en augmentant l’éclairage (cas des presbytes débutants ne parvenant plus à
accommoder confortablement de la quantité suffisante), directement en plissant les
yeux (cas des myopes regardant au loin sans leur compensation) ou en plaçant une
petite ouverture circulaire devant l’œil (principe du test dit du "trou sténopéique").
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L’ŒIL EMMÉTROPE (OU "NORMAL")
Un œil est dit emmétrope lorsque l’image optique d’un point éloigné (à
l’infini) est sur la rétine, en l’absence d’accommodation. Le remotum étant le
point objet qu’un œil voit net sans accommoder, celui d’un œil emmétrope
est donc à l'infini.
Un œil emmétrope voit donc parfaitement net au loin et doit accommoder
pour voir net un objet proche, ce d’autant plus que l’objet se rapproche.
Iris
Rétine
Objet
ponctuel
éloigné
Image optique ponctuelle
sur la rétine (fovéa)
Œil emmétrope n’accommodant pas
Cornée
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Cristallin
LES AMÉTROPIES
SPHÉRIQUES
(MYOPIE ET HYPERMÉTROPIE)
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Un œil non emmétrope est dit amétrope.
S’il reste néanmoins sphérique, l’œil amétrope est soit
myope soit hypermétrope (ou hyperope).
On parle d’amétropies sphériques.
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L’ŒIL MYOPE
Un œil est dit myope (l’amétropie étant qualifiée de myopie) lorsque l’image optique d’un point
éloigné est en avant de sa rétine, en l’absence d’accommodation. Cet œil est donc "trop long pour sa
puissance" ou "trop puissant pour sa longueur".
La myopie est d’autant plus forte que la défocalisation est grande.
Iris
Rétine
Défocalisation
Objet
ponctuel
éloigné
z
Œil myope n’accommodant pas
Cornée
Image rétinienne
sous la forme d’une
tache circulaire de
diamètre z
Cristallin
Image optique ponctuelle
en avant de la rétine
Pour un œil myope, les objets éloignés sont vus flous. Objet et image optique se déplaçant dans le
même sens, seuls les objets suffisamment rapprochés pourront former des images optiques sur sa
rétine. Le remotum d’un œil myope est donc rapproché et ce d’autant plus que la myopie est forte.
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L’ŒIL MYOPE
Un œil myope voit donc flou au loin et net des objets rapprochés
situés en deçà d’un plan appelé "plan rémotal".
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CLICHÉS IRM
Couple oculaire emmétrope
Couple oculaire myope
(yeux trop longs ici)
Couple oculaire anisométrope
(œil droit très myope)
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COMPENSATION ET CORRECTION DE LA MYOPIE
Compenser une amétropie, c’est permettre à l’œil amétrope de voir net au loin sans accommoder
(comme l’œil emmétrope) à l’aide d’une compensation par lunettes ou lentilles de contact. La
compensation, dite emmétropisante, ne fait pas disparaître le défaut.
Corriger une amétropie, c’est faire disparaître le défaut grâce à une intervention chirurgicale
(chirurgie réfractive) pratiquée par un ophtalmologiste (photographies ci-dessous), à l’aide d’un laser
de nos jours.
L’œil myope étant "trop puissant pour sa longueur", et comme il est impossible de raccourcir un œil,
la chirurgie réfractive consiste à diminuer la puissance de l’œil en agissant sur sa cornée.
Kératotomie radiaire
(plus pratiquée de nos jours)
Il s’agissait d’incisions antérieures de la cornée
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La PKR
Le LASIK
(PhotoKératectomie Réfractive)
(LASer in SItu Kératomileusis)
Cette diminution de puissance peut aussi être obtenue en équipant l’œil d’un verre (de
lunettes ou de contact) divergent (vergence négative) agissant à l’inverse d’une loupe.
Œil myope n’accommodant pas
Iris
Rétine
Objet
ponctuel
éloigné
Image optique ponctuelle
sur de la rétine
Cristallin
Cornée
Effet rapetissant sur cet œil
gauche portant un verre divergent
(pour compenser une myopie).
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L’ŒIL HYPERMÉTROPE (OU HYPEROPE)
Un œil est dit hypermétrope (l’amétropie étant qualifiée d’hypermétropie ou d’hyperopie) lorsque
l’image optique d’un point éloigné est en arrière de sa rétine, en l’absence d’accommodation. Cet œil
est donc "trop court pour sa puissance" ou "pas assez puissant pour sa longueur".
L’hypermétropie est d’autant plus forte que la défocalisation est grande.
Iris
Rétine
Défocalisation
Objet
ponctuel
éloigné
Œil hypermétrope n’accommodant pas
Cornée
z
Cristallin
Image optique en arrière
de la rétine (fovéa)
Image rétinienne
sous la forme d’une
tache circulaire de
diamètre z
Pour cet œil, les objets éloignés sont vus flous en l’absence d’accommodation.
Pour voir parfaitement net au loin un œil hypermétrope doit donc accommoder et ce d’autant plus que
l’hypermétropie est forte.
Il doit évidemment accommoder encore plus pour voir net des objets rapprochés. Comme la mise en
jeu de cette accommodation est parfois difficile à maintenir dans le temps, on dit souvent qu’un œil
hypermétrope voit mieux au loin qu’au près.
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COMPENSATION ET CORRECTION DE L’HYPERMÉTROPIE
L’œil hypermétrope n’étant "pas assez puissant pour sa longueur", et comme il est impossible de
rallonger un œil, la chirurgie réfractive consiste à augmenter la puissance de l’œil en agissant sur sa
cornée.
Cette augmentation de puissance peut aussi être obtenue en équipant l’œil d’un verre compensateur
(de lunettes ou de contact) convergent (vergence positive) agissant comme une loupe.
Iris
Œil hypermétrope n’accommodant pas
Rétine
Objet
ponctuel
éloigné
Image optique
ponctuelle sur la rétine
Cristallin
Cornée
Effet loupe sur cet œil gauche
portant un verre convergent (pour
compenser une hypermétropie).
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Notons que l’ablation du cristallin (à cause d’une cataracte le plus souvent) fait perdre
à l’œil, non seulement environ 1/3 de sa puissance mais également ses capacités
accommodatives. L’œil privé de son cristallin (œil dit "aphaque") devient donc
fortement hypermétrope (sauf s’il était fortement myope avant intervention) sans
pouvoir accommoder. Le cristallin naturel devra donc être remplacé par un cristallin
artificiel ou implant, l’œil implanté étant dit "pseudophaque".
AcrySof® SN IQ filtrant
la lumière bleue.
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Implant visible après dilatation
pupillaire par un mydriatique.
La
plupart
des
nouveaux-nés
sont
hypermétropes.
Cette hypermétropie modérée, considérée comme physiologique,
régresse lentement pour atteindre l’emmétropie plus ou moins
tardivement (cela pouvant attendre parfois la fin de
l’adolescence).
Cette emmétropisation de l'œil est le résultat d'un processus
adaptatif. Au cours du développement de l'œil, l’augmentation de
sa longueur est compensée par une diminution de sa puissance
(cornée et cristallin) pour s'achever en fait, si tout se passe bien,
le plus souvent par une très légère hypermétropie.
C'est une faille au cours de ce développement qui conduit à un œil
amétrope. Il y a alors une mauvaise adéquation de sa longueur et
de sa puissance.
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L’ŒIL ASTIGMATE
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QUE SIGNIFIE ASTIGMATISME?
Seuls les systèmes optiques stigmatiques donnent d’un point objet une
image optique ponctuelle. Ces systèmes sont caractérisés par des
méridiens (un méridien étant un plan passant par l’axe optique du
système) qui sont tous équivalents.
Un système optique non stigmatique est dit astigmate.
Parmi les systèmes optiques astigmates, certains sont dits astigmates
réguliers.
Ils possèdent deux méridiens, dits méridiens principaux, se coupant à
angle droit.
La puissance optique du système varie régulièrement entre ces deux
méridiens et passe d’une valeur maximale dans un méridien principal à
une valeur minimale dans l’autre. L’importance de l’astigmatisme est
chiffrée par la différence de puissance optique entre les méridiens
principaux.
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LE FAISCEAU ASTIGMATE RÉGULIER
Si le système astigmate est régulier, le faisceau émergent va être un faisceau astigmate régulier
qui a des propriétés particulières.
Schéma d’un faisceau astigmate régulier (Cahiers d’optique oculaire ESSILOR - fascicule 4):
Faisceau astigmate régulier
Considérons un faisceau incident
provenant
d’un
objet
ponctuel
éloigné.
Sur ce schéma ont été tracés les
rayons émergents dans les deux
méridiens principaux du système
astigmate régulier.
Sur le côté, ont été tracées les formes
des taches lumineuses (taches de
diffusion) observées sur un écran
quand il occupe les positions de 1 à 5.
Système astigmate régulier
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On constate qu’à aucun moment,
l’ensemble des rayons ne passe par
un point.
IMAGE RÉTINIENNE DE L’ŒIL ASTIGMATE RÉGULIER
Si le système optique astigmate régulier est un œil, le faisceau émergent ne pourra
donc jamais se réduire à un point sur la rétine. L’image rétinienne d’un point n’est
jamais ponctuelle. Il s’agit d’une surface, encore appelée "tache de diffusion", qui n’a
pas forcément un contour circulaire.
Œil astigmate (régulier) de méridiens
principaux 0° et 90 ° et n’accommodant pas
Faisceau image dans
le méridien vertical (à 90° ici)
Aspect de l’image
rétinienne
Rétine
Objet
ponctuel T
éloigné
T’V
Tache de diffusion
au contour
elliptique
T’H
Faisceau image dans
le méridien horizontal (à 0° ici)
Sans compensation, un œil astigmate ne peut donc jamais voir parfaitement net.
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LES DIFFÉRENTS ASTIGMATISMES RÉGULIERS
Classement selon l’orientation des méridiens principaux :
- L’astigmatisme est direct (cas de la diapositive précédente) si le méridien le plus
puissant est le plus vertical (à ± 30° donc entre 60° non compris et 120° non compris).
Ces astigmatismes représentent 72% des astigmatismes réguliers.
- L’astigmatisme est inverse si le méridien le plus puissant est le plus horizontal (à ±
30° donc entre 0° et 30° non compris ou 150° non compris et 180°). Ces astigmatismes
représentent 18% des astigmatismes réguliers.
- L’astigmatisme est oblique lorsque les méridiens principaux s’écartent de plus de
30° des horizontale et verticale (donc entre 30° compris et 60° compris ou entre 120°
compris et 150° compris).
Classement selon la puissance des méridiens principaux :
- Astigmatisme myopique composé; les deux méridiens sont myopes.
- Astigmatisme myopique simple; un méridien est myope et l’autre emmétrope.
- Astigmatisme mixte; un méridien est myope et l’autre hyperope (cas de la
diapositive précédente).
- Astigmatisme hyperopique simple; un méridien est hyperope et l’autre emmétrope.
- Astigmatisme hyperopique composé; les deux méridiens sont hyperopes.
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Parmi tous les types d’yeux astigmates, seuls ceux qui sont
astigmates réguliers peuvent être compensés par un système
optique (verre de lunettes, lentille ou implant).
Les astigmatismes irréguliers sont en général très difficiles à
compenser.
Dans certains cas d’astigmatisme irrégulier (kératocône par
exemple), le seul moyen d’améliorer la vision est la pose d’une
lentille.
Tout astigmatisme régulier de l’œil provient généralement de la
non sphéricité de la face antérieure de la cornée.
Il faut noter que certains astigmatismes peuvent être acquis:
déformation de la cornée suite à une opération de la cataracte,
cataracte en elle-même, suite d’une chirurgie réfractive.
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UN CAS D’ASTIGMATISME IRRÉGULIER: LE KÉRATOCÔNE
Le kératocône est une déformation progressive de la cornée qui prend peu à peu la forme d'un
"cône" en s’amincissant. Cette dystrophie cornéenne dont la cause reste mystérieuse débute
souvent aux alentours de la puberté et atteint en général les deux yeux. Elle entraîne une
diminution de l'acuité visuelle du fait de l’apparition d’un astigmatisme myopique (irrégulier)
évolutif, qui, rapidement, ne pourra plus être corrigé par des verres de lunettes. La vision peutêtre améliorée au début par des lentilles de contact rigides. La photoablation au laser excimer
étant contre-indiquée en raison de l’amincissement cornéen induit, quand les lentilles ne donnent
plus d'amélioration visuelle suffisante, on pratique une greffe de cornée totale (la kératoplastie
transfixiante) ou partielle (greffe lamellaire).
Un Kératocône est très facilement
reconnaissable grâce au signe de
Munson Rizzuti.
Il y a angulation de la paupière
inférieure lorsque le patient regarde
vers le bas.
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Topographie cornéenne
LA GREFFE (TOTALE ICI) DE CORNÉE
Trépanation de la cornée sur
l'œil du donneur
Kératoplastie transfixiante suturée en
points séparés
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Trépans
Trépanation de la cornée receveuse
Kératoplastie transfixiante suturée en
surjet
LA PRESBYTIE
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L’ŒIL PRESBYTE
La presbytie n’est pas une amétropie mais l’aboutissement d’un processus
physiologique. En vieillissant (presbyte vient d’ailleurs d’un mot grec signifiant
vieillard!), le cristallin perd de sa souplesse et le muscle ciliaire ne peut plus le déformer
aussi facilement, les capacités accommodatives diminuant. Il devient donc de plus en
plus difficile, voire impossible, de voir net des objets rapprochés (ou même éloignés
dans le cas de l’hypermétrope).
Cristallins d’un sujet âgé de 19 ans (à gauche) et
de 69 ans (à droite) n’accommodant pas.
Mêmes cristallins accommodant au maximum (les
capacités accommodatives étant nulles à 69 ans).
Sur ces photographies, on observe l’épaississement et la diminution de transparence du cristallin
avec l’âge mais surtout l’absence de différence de forme pour le sujet de 69 ans.
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Un sujet est presbyte (on parle de presbytie) lorsque parfaitement compensé pour la
vision de loin, il n'est plus capable de voir net de façon prolongée au près, ses réserves
accommodatives étant devenues insuffisantes. On considère que dès que plus de la
moitié des réserves sont sollicitées, la vision devient inconfortable.
Œil presbyte accommodant sans parvenir à
voir net l’objet rapproché
Iris
Rétine
Défocalisation
Objet
ponctuel
rapproché
z
Cornée
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Cristallin
Image optique en arrière
de la rétine (fovéa)
Image rétinienne
sous la forme d’une
tache circulaire de
diamètre z
Les symptômes de la presbytie sont nombreux. Ils sont normalement d’apparition
progressive, entre les âges de 40 et 45 ans et associés à l’utilisation de la vision de
près. Le sujet peut se plaindre de vision floue au près, qu’il doit éloigner le journal et
que "ses bras ne sont plus assez longs pour cela". Il éprouve des difficultés à lire une
carte routière, les informations sur les emballages alimentaires ou les notices des
médicaments, l’annuaire téléphonique … . Assez souvent il pense que "les textes
imprimés sont de moins bonne qualité qu’autrefois". Souvent, le presbyte débutant
rapporte qu’il a besoin de plus de lumière pour lire, ou qu’il voit mieux à la lumière du
jour. Les efforts accommodatifs pour conserver la vision de près peuvent entraîner une
certaine rigidité (inertie) de l’accommodation qui peut se traduire par un flou temporaire
en vision de loin après une période prolongée de travail au près.
En fonction de diverses facteurs, ces différents symptômes peuvent apparaître plus ou
moins tôt.
Œil presbyte accommodant sans parvenir à
voir net l’objet rapproché
Iris
Rétine
Défocalisation
Objet
ponctuel
rapproché
z
Cornée
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Cristallin
Image optique en arrière
de la rétine (fovéa)
Image rétinienne
sous la forme d’une
tache circulaire de
diamètre z
RÉFÉRENCES
• LIVRES
- Manuel de l’Opticien de E.Beaubert, F.Pariguet et S.Taboulot aux éditions Maloine
- Atlas de poche en couleurs d’ophtalmologie de Gerhard K.Lang aux éditions Maloine
- Atlas de poche en couleurs d’ophtalmologie de S.Mandava, T.Sweeney et D.Guyer aux
éditions Flammarion
• SITES INTERNET
- http://www.snof.org/vue/vue.html
- http://ophtasurf.free.fr/index.html
- http://www.ophimage.net/
Pascal GRASLAND - Lycée Marie CURIE de VIRE