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Topographie cornéenne par mesure de front donde Laurent Koechlin Observatoire Midi-Pyrénées Toulouse.

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1 Topographie cornéenne par mesure de front donde Laurent Koechlin Observatoire Midi-Pyrénées Toulouse

2 Topographie cornéenne mesure de front donde appliquée au vivant La cornée de loeil : son principal dioptrre Principe de la mesure Contraintes liées au vivant Asservissements et acquisition Traitement des données Mise en forme et présentation des résultats Historique et spécifications initiales du prototype Les systèmes de mesure précédents

3 La cornée : principal dioptrre de loeil Caractéristiques moyennes de lœil humain : Diamètre du globe oculaire (et focale de lœil) : 25 mm Diamètre de la cornée : 12 mm Rayon de courbure moyen de la cornée : 7.8 mm Le centre de courbure de la cornée se situe approximativement 4 mm en arrière de la face antérieure du cristallin.

4 Les systèmes de mesure précédents Exemple : les anneaux de Placido. Mesure géométrique du reflet de la mire sur la cornée Peu de points de mesure, donne la pente relative de la cornée par rapport à une surface de référence.

5 Mesure de la cornée par front donde réfléchi Champ : circulaire de 11 mm Précision en altitude sur la cornée : 10 µm Echantillonnage : pas de 100 µm en X et Y Résultats en temps réel Utilisable en salle dopération sans que le patient ait à coopérer. Idée de départ : 1996 (L.Koechlin et N.Schmutz) Contrat MORIA (L.Koechlin et E.Gril) Spécifications initiales Prototype opérationnel depuis juin Financement du prototype Contrat de 675 kF avec MORIA

6 Schéma optique collimateur 500 mm L1L1 Trou source 200 µm Condenseur Lampe halogène 50 W oeil L2L2 Caméra 1 coupe intrafocale Caméra 2 coupe extrafocale Asservissements X Y Z Rayons en incidence normale sur la cornée

7 Prototype lampetrou source collimateur caméras Asservissement XYZ

8 Contraintes liées au vivant Mobilité incontrôlée des surfaces optiques Fragilité de la rétine à léclairement, focalisation du faisceau dans le cristallin Faible réflectivité de la cornée (du film de larmes qui forme son dioptre) => Asservissement du collimateur en position dans les trois dimensions => Éclairement halogène de faible puissance => Caméras sensibles Forte convexité de la cornée

9 Schéma logique Acquisition Détermination des supports Détermination des barycentres supports Platines X, Y Platine Z Pré-filtrage, seuillage Soustraction des offsets caméras Détermination des surfaces des supports images brutes consignes de centrage consignes de focalisation images brutes MODULE 1 : ASSERVISSEMENT, CENTRAGE, ET ACQUISITION DES DONNÉES images recentrées supports recentrés Module de pilotage position de l'objectif collimateur Normalisation et soustraction moyenne d'images en RAM MODULE 2 : CALCUL DU FRONT D'ONDE Calcul du front d'onde et de la courbure Affichage des résultats images recentrées supports recentrés position de l'objectif collimateur

10 Asservissement du faisceau sur la position de loeil A partir du décalage de lenveloppe du faisceau entre intrafocal et extrafocal A partir de la différence de surface des enveloppes intrafocales et extrafocales calcul des consignes dasservissement X et Y. calcul de la consigne dasservissement en Z.

11 Acquisition des coupes de faisceau et calcul du front donde 30 images par seconde pendant un seconde sur les deux coupes en parallèle Seuillage, fermeture des enveloppes, asservissement du collimateur Calcul du Laplacien initial par soustraction des coupes Calcul du front donde à partir du Laplacien et des enveloppes Stockage et moyenne des coupes

12 Premiers tests sur loeil

13 Calibration avant chaque mesure P in P ex z in z ex P in = image de P in plan image plans objet position « mesure » La calibration: - donne accès aux défauts propres du système optique de lappareil, - permet de mesurer le rayon de courbure moyen de la cornée. caméra Position « calibration »

14 mise en forme des résultats au standard ophtalmologique La puissance optique dun dioptre sexprime en dioptries par : P = (n-1) / R (rayon de courbure en mètres) R = [1 + (df/dr) 2 ] 3/2 / (d 2 f / dr 2 ) Lindice de réfraction réel de la cornée est n = Pour tenir compte de la puissance optique de la face postérieure, on utilise un indice de réfraction de Le front donde doit être exprimé en dioptries sur une coupe radiale passage en échantillonnage radial par interpolation de Neuville-Aitken calcul du rayon de courbure sur chaque méridien

15 Présentation des résultats

16 Conclusion Prototype opérationnel, mais : trop grande sensubilité aux défauts locaux le maniement du prototype requiert un entraînement les irrégularités du film de larmes gênent les mesures les asservissements doivent être plus robustes

17 Reprise pour loptique astronomique


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