Vision et risques oculaires

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1 Vision et risques oculaires
L3 – Biologie Humaine et Technologies de la Santé Vision et risques oculaires Erwan STÉPHAN-BLANCHARD

2 Plan • Rappels : œil et fonction visuelle – Physio-anatomie de l’œil
– Défauts visuels • Traumatologie et atteintes oculaires • Facteurs de risques et atteintes oculaires – Lésions oculaires – Risques physiques – Risques liés aux rayonnements – Risques thermiques – Risques chimiques

3 Spectre électromagnétique

4 Glande et canaux lacrymaux

5 Muscles externes de l’oeil

6 Conjonctive

7 Anatomie de l’œil

8 Tâche aveugle

9 Rétine : trajet de la lumière

10 Photorécepteurs Bâtonnets Cônes 120 millions 6 millions
Pas dans la fovéa mais périphérie Pas dans le point aveugle Beaucoup au niveau de la fovéa, peu autour Rhodopsine (protéine portant partie pigmentée, enchâssée dans saccules) 3 types de pigments (opsines) + +++ Bâtonnet Cône Nombre par oeil Situation dans la rétine Photopigments Acuité visuelle Sensibilité à la lumière Vision des couleurs

11 Acuité visuelle

12 Adaptation Scotopique Photopique scotome central centrale > périph.
Vision nocturne Photopique Vision diurne Vision centrale / périphérique scotome central centrale > périph. Acuité visuelle mauvaise très bonne Vision des couleurs nulle mésopique

13 Sensibilité à la lumière

14 Photométrie visuelle

15 Vision des couleurs Œil + lumière bonne vision des couleurs
Cônes bleus (455 nm) Cônes verts (530 nm) Cônes rouges (625 nm) Œil lumière (pas de dyschromatopsie) (bon IRC) bonne vision des couleurs 400 500 600 Longueur d’onde (nm)

16 Accommodation Image nette Image floue Image nette grâce à accomodation
1 point source  1 point image Image floue Image nette grâce à accomodation  contraction des muscles ciliaires

17 Accommodation : mécanismes
repos visuel Vision à l’infini Vision proche travail visuel profil face

18 Effet de l’âge sur l’accommodation
amplitude d’accommodation punctum proximum 5 10 15 0,07 0,10 0,20 0,50 1 m

19 Presbytie Presbytie :  pouvoir accommodateur

20 Amétropies Myopie

21 Amétropies (2) Hypermétropie

22 Amétropies (3) Astigmatisme

23 Anomalies de la vision des couleurs
Dyschromatopsies Anomalies de la vision des couleurs Daltonisme (acquises ou génétiques) 8% des hommes et 0,45% des femmes Absence d'un pigment : Dichromate (1 couleur : B, R ou V) Déficience d'un pigment (mutation) : Trichromate anormal Absence de pigments : Achromate (aucune sensation colorée) - Monochromate (présence de cônes) - Nyctalope (absence de cônes)  photophobiques

24 Dyschromatopsies (2) Deutéranopie : absence de la rétine des cônes de réception au vert ; les personnes affectées sont incapables de différencier le rouge du vert (forme la plus commune de daltonisme). Deutéranomalie : présence d'une mutation du pigment de la perception du vert ; la sensibilité à cette couleur est diminuée. Protanopie : absence des récepteurs rétinaux au rouge ; cette couleur est indétectable par le sujet. Protanomalie : présence d'une mutation du pigment de la vision du rouge ; la sensibilité à cette couleur est diminuée. Tritanopie : absence des récepteurs rétinaux au bleu ; cette couleur est indétectable par le sujet. Tritanomalie : présence d'une mutation du pigment de la vision du bleu ; la sensibilité à cette couleur est diminuée.

25 Risques endogènes La vit A est essentielle au bon fonctionnement du système immunitaire. La carence en vit A est le résultat - d'une nourriture pauvre en vitamine A - d'une absorption insuffisante par l'organisme - d'un besoin accru de vitamine A pendant certaines maladies (rougeole, diarrhée et maladies fébriles), pendant la grossesse et l'allaitement et lors des phases de croissance rapide chez les enfants. La carence en vit A est une des causes de la cécité

26 Le risque mécanique Coups, chocs, projections
– Objets en mouvement avec énergie cinétique élevée – Perte de forme du globe oculaire (contusions du globe oculaire) Déviation d’objets perforants – Oeil atteint par la pointe d’un instrument (tournevis, ciseaux, etc.…) – Érosions cornéennes Copeaux, éclats, grenailles, poussières – Corps étrangers superficiels qui peuvent transpercer la cornée et pénétrer à l’intérieur de l’œil – Lésions sévères qui entraine des troubles de la vue

27 Traumatismes Corps étrangers superficiels +++
Corps étranger intra-oculaire (majeur) Erosions cornéennes Contusions du globe oculaire (majeur) Hémorragie sous-conjonctivale

28 Corps étranger superficiel
En général « paille métallique » lors de meulage, ponçage Douleur vive, photophobie, larmoiement Traitement : enlever le CE sous anesthésie locale (généraliste ou infirmière), puis montrer à l’ophtalmo pour gratter halo de rouille qui reste, collyre antiseptique 4 à 5 jours

29 Erosion de cornée Ex : coup d’ongle, branche d’arbre
Douleur, sensation de CE, photophobie, larmoiement Guérison en 48 H avec collyres antibiotique et cicatrisant, pansement

30 Contusion du globe oculaire
Hémorragie sous conjonctivale Hyphéma = sang dans la chambre antérieure Atteintes de l’iris (ex : arrachement de la base de l’iris)

31 Contusion du globe oculaire
Autres cas : Hémorragie rétinienne Cataracte contusive Décollement de rétine

32 Hémorragie sous-conjonctivale
Aucun symptôme, pas de baisse de vision, mais inquiétant Aucun collyre permettant la résorption qui se fera toute seule rassurer

33 Le risque chimique 3 formes de substances chimiques :
- Les corps solides - Les corps liquides (dérivés halogénés, hydrocarbures polycycliques, sulfure de carbone, toluène) - Les gaz La plupart du temps des liquides corrosifs, principalement des acides et des solutions alcalines, les substances gazeuses affectent principalement les muqueuses.

34 Les produits caustiques
Caustique : composé qui provoque une brûlure chimique par nécrose tissulaire On distingue les caustiques primaires (acides et bases forts) et les caustiques secondaires (ammoniums quaternaires concentrés,aldéhydes, certains solvants organiques,…) Un mécanisme commun : réactivité avec l’eau cellulaire

35 Effets des acides et bases
Intense déshydratation et coagulation des protéines Nécrose de surface empêchant la progression intra tissulaire BASES Solubilisation de la kératine, hydrolyse collagène et protéines, saponification lipides Nécrose de liquéfaction Pénétration en profondeur du toxique et lésions initiales sous estimées

36 Projections oculaires
Caustiques secondaires : hyperhémie conjonctivale voire lésions cornéennes si projection importante Caustiques primaires : 4 grades lésionnels Grade 1 : lésion isolée de l’épithélium cornéen Grade 2 : opacité cornéenne (détails de l’iris visibles) Grade 3 : destruction totale de l’épithélium cornéen + opacité cornéenne (détails de l’iris non visibles) Grade 4 : opacité cornéenne totale

37 Grade 3 (brûlure par acide)
Grade 4 (brûlure par base)

38 Traumatismes Inflammation de la conjonctive
Inflammation du nerf optique Brûlures cornéennes +++ => Cécité partielle ou totale

39 Brûlures cornéennes chimiques +++ (acides et bases), thermiques, électriques, radiantes Les bases provoquent des brûlures pénétrantes, graves et évolutives Les acides provoquent des brûlures peu pénétrantes et peu évolutives

40 ( PAS DE SOLUTION NEUTRALISANTE )
Brûlures cornéennes TOUTE BRULURE PAR ACIDE OU BASE DOIT BENEFICIER IMMEDIATEMENT D’UN LAVAGE A GRANDE EAU, DES DEUX YEUX, PENDANT AU MOINS 10 MINUTES ( PAS DE SOLUTION NEUTRALISANTE )

41 Brûlure superficielle (99% des cas)
Brûlures cornéennes Brûlure superficielle (99% des cas) Œil rouge ou très rouge, mais cornée restant transparente Traitement : antibiotiques et cicatrisants en collyre

42 Brûlures cornéennes Brûlure grave profonde (0,5 % des cas)
Hospitalisation pour prévenir les séquelles fréquentes (sténose des canaux lacrymaux =>larmoiement définitif, opacification cornéenne, adhérence du globe aux paupières,éversion paupière inférieure => conjonctivite chronique)

43 Brûlures cornéennes conséquences tardives
Opacification cornéenne => risque de malvision définitive

44 Le risque thermique Le froid : le froid fait larmoyer, et s’il persiste des symptômes de gelures peuvent apparaitre. La chaleur : les liquides brûlants sans substances chimiques actives sont dangereux par le seul effet de leur capacité thermique. Il y a des risques de brûlure de la cornée.

45 Autres facteurs thermiques
Risques thermiques Organes touchés Lésions oculaires Conséquences sur la vue Projections de liquides Rayonnements intenses (fonderies, verreries…) Cornée, cristallin Brûlures cornéennes, opacification du cristallin (cataracte) Cécité partielle ou totale

46 Le ptérygion Affection oculaire due au rayonnement thermique associé aux poussières - Maladie professionnelle. - Invasion cornéenne issue de la conjonctive. - Lésion bénigne de la conjonctive, membrane superficielle qui tapisse la surface de l'œil. Une intervention chirurgicale n'est prévue que dans le cas ou le ptérygion obstrue une partie de la vision.

47 Le ptérygion (2) Epaississements nombreux de la conjonctive
Forme de triangle à base périphérique et à sommet dirigé vers la cornée sur laquelle il tend à gagner de plus en plus. Conséquences : astigmatisme important

48 Le risque biologique Infections de l’œil dues aux agents transmissibles conventionnels ATC (bactériens, viraux, fongiques) - Endophtalmies infectieuses, épidémies de kérato-conjonctivites - Rares, elles présentent le plus souvent dans le cas des endophtalmies une morbidité importante Facteurs de risque multiples et variés - Infections nosocomiales +++ - Contaminations post-traumatiques - Lentilles de contact…

49 Les infections oculaires
2 éléments du contexte de la survenue des infections oculaires sont déterminants : la localisation de l'infection le contexte épidémiologique de survenue de cette infection.

50 Localisations Les infections oculaires s'observent :
au niveau du segment antérieur - conjonctivites - kératites : cornée - uvéites antérieures ou iridocyclites au niveau du segment postérieur - choriorétinites et rétinites - endophtalmies, véritables urgences médico- chirurgicales : cavité intra-oculaire - infections péri-oculaires : paupières (blépharite), peau (cellulite), cavités orbitaires (abcès)

51 Contexte épidémiologique
L'étiologie des infections oculaires peut varier avec : le terrain : âge, immunodéficience, l'origine géographique du patient, séjours en zones d'endémie filarienne (relatif aux vers).

52 Conjonctivites Infections oculaires les plus communes dans les pays développés. Les conjonctivites sont fréquemment associées aux blépharites ou aux kératites. Les conjonctivites comprennent 3 groupes principaux : - les conjonctivites du nouveau-né, - les conjonctivites virales, - les conjonctivites communautaires (principalement bactériennes)

53 Conjonctivites (2) Les symptômes retrouvés dans le cas d’une infection d’origine biologique sont : - une hyperhémie conjonctivale, - une photophobie modérée, - une sensation de corps étranger dans l’oeil, - la production de sécrétions abondantes claires voir purulentes, - un oedème palpébral.

54 Conjonctivites (3) Sujet sain adulte : Staphylococus aureus, Streltococcus pyogenes, Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae, Entérobactéries, Moraxella spp. Adulte immunodéprimé : Pseudomonas, Entérobacteriaceae, levures. Nourrisson et petit enfant : Neisseria gonorrhoeae, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Chlamydia trachomatis, Pseudomonas aeruginosa.

55 Kératites La kératite est une inflammation de la cornée d’étiologie variable, infectieuse, bactérienne, virale ou parasitaire, traumatique ou immunitaire. Les symptômes sont : - la douleur, - la rougeur de la conjonctive avec cercle périkératique, - le larmoiement, - la baisse d’acuité visuelle.

56 Kératites (2) Possibilité de mise en évidence d'amibes libres à l'examen direct, en particulier chez les porteurs de lentilles (kératites parasitaires) Bactéries les plus souvent en cause : S. aureus, S. pneumoniae, P. aeruginosa, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter, Proteus ; Parfois : virus, mycobactéries atypiques, levures, Aspergillus.

57 Dacryoadénites et dacryocystites
Les glandes lacrymales sont rarement l'objet d'infections aiguës, le sac lacrymal peut s'infecter à la suite d'un blocage de l'écoulement des larmes : On isole : S. aureus, S. pyogenes, S. pneumoniae, H. influenzae ; Infections chroniques : Nocardia, M. tuberculoses, M. leprae, T pallidum et certaines levures.

58 Endophtalmies Infection qui touche l’intérieur de l’oeil : corps vitré, rétine, et couches uvéales de l’oeil. Les endophtalmies peuvent être classées suivant - le mode d’entrée du pathogène, - sa localisation à l’intérieur de l’oeil, - du facteur étiologique. > complication de la chirurgie oculaire > séquelle d’un traumatisme oculaire > infection systémique Les agents infectieux incluent les bactéries, les champignons, les protozoaires et les parasites.

59 Signes cliniques Douleur et la baisse d’acuité visuelle sont les signes cliniques cardinaux de l’endophtalmie. Les autres symptômes incluent - une hyperhémie conjonctivale, - un oedème de la cornée, - des céphalées, - une baisse du réflexe photomoteur, - une cellulite orbitaire

60 Les blépharites Les blépharites sont des infections des bords libres palpébraux pouvant être consécutives à une irritation, un traumatisme local. Les symptômes incluent - la sensation de brûlure, - les démangeaisons, - le larmoiement et - l’oedème localisé aux paupières. Les germes impliqués seront le plus souvent les staphylocoques et les streptocoques.

61 Autres maladies virales
La transmission de maladies virales est théoriquement possible, les virus de l’hépatite B, de l’hépatite C et du VIH pouvant être isolés des larmes.

62 Ex1 : le trachome Le trachome est l'une des maladies infectieuses les plus anciennement connues de l'humanité. Le trachome touche environ 84 millions de personnes dont environ 8 millions ont une déficience visuelle. Il était endémique dans la plupart des pays. Il est responsable actuellement de plus de 3% des causes de cécité dans le monde.

63 Ex1 : le trachome (2) Provoqué par le Chlamydia trachomatis - qui se transmet par le contact avec les sécrétions oculaires de la personne infectée (par des serviettes, des mouchoirs, les doigts, etc...) et par des mouches. L'intérieur de la paupière se sclérose et elle se retourne vers l'intérieur (entropion) et les cils viennent frotter sur le globe oculaire (trichiasis) et en particulier la cornée. Si entropion-trichiasis non traité chirurgicalement -> opacités cornéennes et cécité irréversible.

64 Ex1 : le trachome (3) Trachome, perforation

65 Ex2 : l’onchocercose L'onchocercose est une maladie provoquée par un parasite nommé Onchocerca volvulus et transmise par une simulie (petite mouche noire). Les vers adultes de la simulie vivent dans des nodules dans le corps humain où les vers femelles produisent en grand nombre de larves ou microfilaires. Elles émigrent des nodules vers l'épiderme et on les retrouve dans tous les tissus oculaires, excepté le cristallin, où elles provoquent une inflammation, des hémorragies et d'autres complications qui conduisent finalement à la cécité.

66 Le risque lié aux rayonnements

67 Rayonnements non-ionisants
Ce sont à la fois des ondes et des flux de particules énergétiques (photons) d’origine naturelle ou artificielle mais leur énergie est trop faible pour provoquer des ionisations dans les systèmes biologiques même si le rayonnement est de forte intensité. Caractérisées par: leur longueur d’onde leur fréquence leur énergie.

68 Rayonnements optiques
Lumière: rayonnement ondulatoire et corpusculaire -> onde électromagnétique + photons. Propriétés particulières : interaction avec la matière propagation formation des images

69 Rayonnements optiques (2)

70 Utilisation des rayonnements optiques
Énergie parasite accompagnant 1 émission de lumière (lampes à incandescence, à halogène, à arc, à décharge) émise par des prdt en combustion ou corps solides chauffés (flamme de chalumeau, métaux fondus, …) arc électrique (soudage à l’arc, gougeage arc-air) associés à des procédés de soudage ou de découpage particuliers (laser, plasma…)

71 Risques liés aux ultra-violets

72 Les ultra-violets Principale source: le soleil 5% du rayonnement total
Après interaction avec la matière: transmis, diffusé ou absorbé. Faible énergie, donc peu de pénétration, rapidement absorbé par les couches superficielles de l’épiderme (œil, peau)

73 Utilisation des UV Soudage à l’arc électrique: population la plus exposée Procédés photochimiques: séchage d’encre, de vernis, contrôle qualité alimentaire. Stérilisation, désinfection (bloc opératoire…) Désinsectisation (UV-A) Applications médicales: photothérapie Recherche: photobiologie, biologie moléculaire.

74 Exposition Principes généraux: Travailleurs en extérieur:
Phototype clair Durée d’exposition Travailleurs en extérieur: Jardiniers, travaux publics, agriculteurs, forestiers… Travailleurs en intérieur: Soudure, lampes germicides, séchage d’encre en imprimerie.

75 Pénétration des UV les UV courts (UVc < 280 nm) très actifs
peu pénétrants : entièrement absorbés par la cornée et la conjonctive Rq : UV de longueur d’onde <180 nm sont totalement absorbés par l’air.

76 Pénétration des UV (2) les UV moyens (280 < UVb < 315 nm)
pénètrent plus profondément > 50% arrêtée par les milieux antérieurs de l’œil > le reste atteint l’humeur aqueuse et le cristallin le maximum d’absorption à ce niveau se situe entre 293 et 313 nm

77 Pénétration des UV (3) les UV proches (UVa > 315 nm)
selon leur longueur d’onde, 30 à 50 % d’entre eux atteignent le cristallin.

78 Effets des UV sur l’œil UVb et UVc : lésions conjonctivales et cornéennes Photoconjonctivite Photokératite Effets réversibles Lésions du cristallin effets irréversibles exposition répétée à de fortes doses -> opacification du cristallin = cataracte. > Les longueurs d’onde les plus longues semblent spécialement en cause (UVb et UVa) et tout particulièrement les longueurs d’onde entre 293 et 313 nm.

79 Effets des UV sur l’œil (2)

80 Ophtalmie des ultraviolets
Très fréquente : réaction de la cornée à l’agression => kératite Coup d’arc, ophtalmie des neiges,gaz lacrymogène, lampe UV sans protection Le plus souvent simple conjonctivite (œil rouge indolore) => collyre antiseptique

81 Ophtalmie des ultraviolets
Possible kératite avec photophobie intense, larmoiement,vision floue => collyre antbiotique + pommade cicatrisante + pansement

82 Protection contre les UV
Identification du risque: études de poste, avec métrologie Quantification du risque: répartition spectrale, éclairement énergétique, débit de dose =>calcul de l’éclairement énergétique efficace (J/m²) Mesure de prévention technique: Formation et information des salariés EPI Délimitation des zones et limitation de leur accès Organisation de travail pour réduire l’exposition

83 VLE aux UV (180 – 400 nm)

84 Risques liés aux rayonnements visibles
Longueur d’onde: 400 à 780 nm Principal risque: éblouissement par la lumière naturelle ou artificielle. Conséquences: fatigue visuelle et posturale Risque de dommage sur la rétine si exposition >1/10ème de seconde (lampe à arc ou soleil)

85 Pénétration des rayonnements visibles
Traverse les couches nerveuses de la rétine Une partie est absorbée par les pigments visuels des cônes et des bâtonnets -> Troubles de la vision Le reste est absorbé dans l’épithélium pigmentaire rétinien et dans la choroïde -> Élévation thermique importante rétine choroïde

86 Effets des rayonnements visibles sur l’œil
3 types de lésions (irréversibles) les lésions mécaniques : hauts niveaux d’exposition pdt durées très courtes (cas des lasers) les lésions thermiques > expositions accidentelles à des lampes à arc > ou au rayonnement solaire pendant des durées variant de 0,1 à 100 sec

87 Effets des rayonnements visibles sur l’œil
les lésions photochimiques > dégénérescence des cônes sensibles au bleu > conséquence d’une exposition chronique au domaine bleu du spectre visible, à des niveaux plus faibles que ceux qui produisent des lésions thermiques et mécaniques > plus la longueur d’onde est courte, plus le risque est élevé.

88 Protection contre les rayonnements visibles (1)
Bonne conception lumineuse dans les locaux: principes à respecter: norme AFNOR X et EN 12665 Assurer un éclairage suffisant selon les tâches: > Ne nécessitant pas la perception de détail (300 lux): éclairage général suffisant > Nécessitant la perception de détails ( Lux): éclairage général + local.

89 Protection contre les rayonnements visibles (2)
Eviter l’éblouissement > Pas de source visuelle non protégée, dans un angle de 30°partant de l’œil. > Tubes fluorescents perpendiculaires à la ligne de vision. > Parois brillantes à éviter.

90 Protection contre les rayonnements visibles (3)
Eblouissement direct Eblouissement indirect

91 Protection contre les rayonnements visibles (4)
Éviter des contrastes trop importants dans le champ visuel. 1: Rapport max d’éclairement dans la zone de travail = 3 2: rapport de 5 entre zone de travail et environnement 2 1

92 Protection contre les rayonnements visibles (5)
Tenir compte des caractéristiques des opérateurs > Ex: éclairage croissant avec l’âge > Donc: luminaires réglables, intensité modifiable Rendu des couleurs compatible avec la tâche: > La température de couleur dépend du niveau d’éclairement > Utilisation de L’IRC (>80) Maintenance des appareils : remplacement des lampes, dépoussiérage

93 VLE lumière bleue (300 – 700 nm)

94 Risques liés aux infra-rouges
Longueur d’onde: 780 nm à 1 mm IR utilisés dans industrie pour l’énergie transportée séchage de peinture, chauffage… > Souffleurs de verre > Forgerons > Conducteurs de fours à verre

95 Effets du rayonnement IR
Effet du rayonnement IR sur l’œil : Une exposition très intense (longueur d’onde > à 1 500 nm) : effet thermique sur la cornée. longueurs d’onde plus courtes (< nm), les structures internes de l’oeil (iris, cristallin, rétine) peuvent être atteintes. Rq : L’absorption des IR provoque une douleur qui empêche normalement l’apparition d’autres effets aigus graves.

96 Lésions oculaires liées aux IR
Dégagement de chaleur au niveau du corps qui les absorbe. Lésions thermiques de la rétine : formation de scotome (zone insensible à la lumière) Lésions photochimiques de la rétine: photorétinite Lésions thermiques du cristallin Lésions thermiques de la cornée et conjonctive Lésions thermiques des paupières : brûlure

97 Protections contre les IR
Protections oculaires : Écran facial, avec dépôt métallique sur la face externe. Lunettes avec filtre vert si source d’IR > 1,5 m Protections contre les brûlures: Éliminer l'exposition à la chaleur émise par des surfaces. Réduire l'apport de chaleur par convection : réduire la température ambiante ; augmenter la vitesse de circulation de l'air si la température de l'air est inférieure à 35ºC ; augmenter la ventilation.

98 VLE aux IRA –B (780 – 3000 nm)

99 Les lasers Laser: Light Amplification by Simulated Emission of Radiation. Le laser produit et amplifie une onde lumineuse La lumière produite par un laser est monochromatique = 1 longueur d’onde définie

100 Propriétés : longueurs d’onde
Longueurs d'onde des lasers UV : 190 < λ < 400 nm visible : 400 < λ < 780 nm IR : 780 < λ < 1060 nm. Chaque classe de longueur d'onde a sa pathologie propre

101 Propriétés : durée d’émission
Les impulsions déclenchées durée de qq picosec à qq centaines de nanosec succession d'impulsions à des cadences variables (plusieurs mégahertz à qq impulsions par heure) Les impulsions relaxées durée variant de la microsec à qq centièmes de sec cadence de répétition de 10 s-1 à 1 min-1 Les émissions continues d'une durée conventionnelle > 0,25 seconde.

102 Énergie ou puissance transportée (1)
Pour les lasers à fonctionnement continu (t > 0,25 s), nous utilisons : Puissance de rayonnement P exprimée en Watt Éclairement énergétique E exprimé en Watt/m2 et donné par la formule : E = Flux énergétique / Surface C'est la quantité d'énergie par unité de surface.

103 Énergie ou puissance transportée (2)
Pour les lasers impulsionnels, nous avons : Énergie de rayonnement Q exprimée en Joule Exposition énergétique H exprimée en J/m2. La luminance tient compte de l'angle d'émission énergétique et s'exprime en watt par mètre carré par stéradian (Wm-2sr-1).

104 Grandeurs énergétiques

105 Classification des lasers (1)
Classification des lasers selon la norme EN /A2 (juillet 2004) Classe 1 : appareils intrinsèquement sans danger, même si l’on utilise un instrument d’optique. La conception technique du système ne permet pas au faisceau laser d’atteindre une personne, quel que soit son fonctionnement (ex : système clos). Classe 1M : lasers émettant entre 302,5 nm et 400 nm, qui sont sans danger dans les conditions normales d’utilisation, mais qui peuvent devenir dangereux par l’utilisation conjointe d’instruments d’optique, par exemple, optiques convergentes placées à moins de 10 cm de la source ou source vue au travers d’un binoculaire ou d’un télescope.

106 Classification des lasers (2)
Classe 2 : dispositifs de faible puissance, émettant dans le spectre visible de 400 à 700 nm. Leur rayonnement n’est pas intrinsèquement sans danger, mais la protection de l’oeil est normalement assurée par le réflexe palpébral. Il présente donc un faible risque pour un sujet maîtrisant ce dernier et regardant directement dans l’axe du faisceau. Classe 2M : lasers pouvant devenir dangereux par l’utilisation d’instruments d’optiques : optiques convergentes placées à moins de 10 cm de la source ou source vue au travers d’un binoculaire ou d’un télescope.

107 Classification des lasers (3)
Classe 3R : lasers émettant entre 302,5 nm et 106 nm dont la vision directe est potentiellement dangereuse, mais dont le risque est plus faible qu’avec les lasers de classe 3B. La limite d’émission accessible (LEA) doit se situer au-dessous de cinq fois la valeur de la LEA de la classe 2 pour le rayonnement visible ( nm) et de la classe 1 pour les autres longueurs d’onde. Classe 3B : classe pour laquelle la vision directe dans le faisceau est toujours dangereuse et la vision de sources étendues par réflexion diffuse est théoriquement sans danger (distance minimale de vision de 13 cm entre écran et cornée, durée maximale de vision de 10 secondes).

108 Classification des lasers (4)
Classe 4 : comprend des dispositifs de haute puissance, pour lesquels le risque est cutané et oculaire en vision directe et en réflexion diffuse. Ce sont donc des lasers toujours dangereux. Par ailleurs, ils peuvent aussi constituer un danger d’incendie. Cette classification est assurée par le fabricant qui en est responsable.

109 Dangers liés aux lasers
Classe 1 Classe 2 Classe 3R Classe 3B Classe 4 Dangers Sans danger (conception technique : système clos) Sans danger (réflexe palpébral) Danger en vision directe Sans danger en réflexion diffuse Danger sous certaines conditions en réflexion diffuse (<10 s, >13 cm) Danger très important Œil : rayons directs et réflexion spéculaire - + Ne pas regarder le faisceau laser ++ Ne pas regarder le faisceau laser surtout à travers un instrument d’optique +++ Œil : réflexion diffuse

110 Risques liés aux lasers
Le risque dépend du cheminement du faisceau et des possibilités de réflexion, diffusion. Organe le plus sensible: œil 2 paramètres: puissance et longueur d’onde Si dans le visible: protection par clignement de paupière Si UV ou IR: pas de protection -> risque plus grand

111 Risques liés aux lasers (2)
Effet thermique: absorption par les tissus de l’énergie transportée par le faisceau laser et de sa dégradation locale en chaleur. Pour une longueur d’onde déterminée, l’élévation thermique est fonction de l’éclairement énergétique et du temps d’interaction Conséquences: hyperthermie tissulaire, dessiccation puis carbonisation des tissus

112 Risques liés aux lasers (3)
Effet photochimique: Lorsqu’une des substances constituantes de la cellule absorbe une longueur d’onde particulière, l’échange énergétique rayonnement substance conduit à sa destruction ou à sa dénaturation Conséquences: modifications physiopathologiques temporaires ou définitives, au niveau du cristallin ou de la rétine. Exposition prolongée de niveau modéré aux rayonnements de faible longueur d’onde (UV).

113 Effets généraux des lasers
Différentes lésions selon longueur d’onde d’émission: Dans l’UV: conjonctivite, cataracte Dans le visible: brûlures rétiniennes irréversibles Dans l’IR: dommage cornéen, cécité

114 Effets généraux des lasers (2)

115 Lésions de la cornée (1) Les IR lointains (IRB et IRC) et les UV (UVB et UVC) provoquent rapidement des lésions sévères : photokératite très douloureuse (=inflammation de la cornée) ulcération

116 Lésions de la cornée (2) La gravité des lésions est fonction de la surface illuminée et de la profondeur des lésions. des lésions directes : > opacités de même diamètre que celui du faisceau > brûlures dues à l'énergie absorbée sous forme de chaleur (si l'énergie augmente, la brûlure est plus imp)

117 Lésions de la cornée (3) des lésions indirectes :
> oedème, néovaisseaux > dépôts pigmentés et uvéite > opacités qui se calcifient et sont définitives (fortes énergies ≈ 30 J/cm2).

118 Lésions de l’iris Pas de lésions définitives de l'iris due à l’exposition aux lasers : - zone de pigmentation (impact) avec oedème autour, qui réalise un myosis - atténuation en 2 à 3 semaines, - si répétition des impacts, migration des pigments dans la chambre antérieure, atrophie, déchirure possible de l'iris.

119 Variation du diamètre pupillaire
L'ouverture de la pupille ou dilatation pupillaire, face aux rayonnements visibles et IRA, entraîne un risque pour les structures profondes de l'oeil.

120 Lésions du cristallin Les UV proches et les IR lointains touchent le cristallin : des opacités ovoïdes situées dans la direction du faisceau incident (grises - blanchâtres). Le centre de la lésion est le plus opaque. des lésions définitives : cataracte d'origine thermique

121 Atteintes de la rétine par les lasers
Gravité des lésions : variable selon la localisation des lésions sur la rétine. Les longueurs d'onde entraînant des lésions vont de 400 nm à 1400 nm. Le rayonnement visible et l’IR proche entraînent un risque lésionnel pour la rétine.

122 Lésions observées de la rétine
Il s'agit de brûlures avec coagulation ou de destructions tissulaires : lésions petites, circulaires, bien circonscrites, zone centrale dépigmentée + anneau de pigmentation, en périphérie dimension variable selon diamètre image Atteinte principale au niveau de l'épithélium pigmenté (bonne absorption du rayonnement). A l'examen, il apparaît décollé.

123 Étagement des lésions Différents étages dans la rétine, dans lesquels l'énergie lumineuse s'épuise progressivement : oedèmes, exsudations sous-rétiniennes, mort des photorécepteurs, … choroïde et sclérotique souvent indemnes hémorragies envahissant le vitré risque d'organisation du vitré (vascularisation perte de transparence) déchirure de la rétine : double processus par effet thermique (brûlure) et effet mécanique (onde de choc).

124 Conséquences fonctionnelles (1)
Signes fonctionnels généraux : éblouissement physiologique baisse de sensibilité rétinienne : adaptation à l'obscurité, sens chromatique. Signes en fonction de la localisation des lésions : destruction de la fovéa (0,2 mm de ∅) : baisse de l'acuité visuelle de 1/2 destruction d'une partie de la macula : présence d'un scotome (zone sans vision)

125 Conséquences fonctionnelles (2)
destruction de toute la macula : > perte des 3/4 de l'acuité visuelle > perte du discernement fin des détails > vision de type "crépusculaire" (floue) atteinte de la rétine périphérique : peu perçue par le sujet (n'ampute que le champ de vision périphérique où les images sont habituellement floues).

126 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (1)
Le diamètre pupillaire contraction pupille (myosis) : diamètre de 2 mm (lumière) dilatation pupille (mydriase) : diamètre de 7 à 9 mm (obscurité) variation du flux lumineux reçu par la rétine dans le rapport de 1 à 12 (lumen/m2). La surface pupillaire varie dans un rapport de 1 à 25.

127 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (2)
La constriction pupillaire contribue à la protection rétinienne, mais elle ne commence que 0,2 à 0,5 sec après l'augmentation de luminance lui parvenant. Or, en cas de flash laser (laser relaxé par exemple), la durée du flash est de l'ordre de la μsec (10-6 s). => protection insuffisante. Maintien d’un niveau d'éclairage suffisant, de façon à maintenir la pupille en myosis.

128 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (3)
Le film lacrymal absorbe une partie de la chaleur par échauffement et évaporation est opaque aux IR lointains.

129 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (4)
Les paupières - mouvements de défense Réactions de défense provoquées par une sensation douloureuse déclenchée par la cornée et l'iris d'où fermeture des paupières et détournement des yeux et de la tête L'iris contient un réseau de récepteurs à la douleur qui sert de signal d'alarme quand les niveaux d'énergie incidente sont trop élevés.

130 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (5)
La protection est insuffisante > facteur de temps : délai de 150 à 250 ms entre illumination élevée et fermeture des paupières (réflexe palpébral) > les mouvements oculaires normaux peuvent diminuer l'importance des lésions en dispersant l'énergie sur une surface rétinienne plus grande (laser continu).

131 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (6)
> pénétration possible du faisceau dans l'oeil sans heurter l'iris selon le diamètre et l'orientation du faisceau incident.

132 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (7)
Puissance optique de l'oeil et densité d’énergie rétinienne Puissance optique : pouvoir de concentration du rayon lumineux sur la rétine. Rôle : modification du faisceau lumineux, débutée par la cornée, qu'il focalise sur la rétine. C'est d'elle dont dépend la taille de l'image rétinienne et par conséquent la quantité d'énergie reçue par unité de surface de rétine.

133 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (8)
Mécanisme de focalisation = auto-concentration énergétique de l'oeil > Conséquence : augmentation imp de la densité d'énergie rétinienne par rapport à l'énergie incidente sur la cornée. > L'augmentation de densité est multipliée par un facteur 105 ou 106 d'où une sensibilité de l'oeil au laser sans commune mesure par rapport à la peau.

134 Caractéristiques de l’œil intervenant dans la rencontre œil-laser (9)
Densité d’énergie rétinienne = Densité d’énergie sur la cornée Surface papillaire Facteur de transmission selon λ x Surface image rétine

135 Exposition maximale Permise
EMP : niveau maximal de rayonnement auquel on peut être exposé sans subir de dommage immédiat ou à long terme. Les EMP sont évaluées en fonction de : la longueur d'onde et du tissu exposé la durée d'exposition et la fréquence des impulsions Elles s'expriment en : W/cm2 pour les lasers continus (éclairement énergétique) J/cm2 pour les lasers impulsionnels (exposition énergétique).

136 Exposition maximale Permise (2)
Diamètre apparent limite (α min, rad) : diamètre apparent d'une source laser ou d'une réflexion diffuse, vue par l'oeil de l'observateur Si le diamètre apparent est : < à α min : vision dans le faisceau primaire = exposition directe > à α min : vision d'une source dite étendue.

137 EMP rayonnement laser (général)

138 EMP lasers UV (180 – 400 nm)

139 EMP lasers visibles (400 – 700 nm)
Lésions rétiniennes

140 EMP lasers IR proches (IRA, 700 – 1400 nm)
Effets thermiques

141 EMP lasers IR lointains (IRB -C, 1400 nm – 1 mm)
Effets thermiques

142 Complications tardives
Glaucome Décollement de rétine Cataracte

143 Décollement de rétine Rétine : pellicule de l’appareil photo, plaquée sur paroi post de l’œil Déchirure de la rétine : permet au liquide intra- oculaire de passer et de soulever la rétine Signes = variables en rapport avec l’amputation du champ visuel Si décollement total => voile rouge jusqu’à perte complète de la vision Traitement : toujours une urgence => laser

144 Cataracte Opacification partielle ou totale du cristallin
Cristallin = lentille biconvexe transparent souple (=> permet d’accommoder) Signes : baisse de l’AV => on voit comme à travers une « chute d’eau », +/- éblouissement gênant

145 Cataracte Causes : contusion globe oculaire
plaie : œil crevé +/- corps étranger intra-oculaire grandes chaleurs (hauts fourneaux), électrisation, radiations ionisantes Evolution : jamais de régression +++(le collyre anti- cataracte n ’existe pas!) Traitement : chirurgical = mise en place lentille artificielle ( dure 10 à 30 min , opération la plus pratiquée en France )

146 Glaucome Définition : maladie chronique du nerf optique (reliant le globe au cerveau); fibres visuelles endommagées au niveau de la papille (= lieu de rassemblement des fibres visuelles de toute la rétine) Origines du glaucome traumatique: contusion oculaire à globe fermé plaie perforante brûlure chimique grave

147 Glaucome (2) Physiopathologie : dégâts produits sur le nerf optique en relation avec la pression oculaire. La pression de l'œil est déterminée par la circulation de l'humeur aqueuse, produite sans arrêt dans l'œil et éliminée au fur et à mesure, par l'angle iridocornéen (normal = 21 mm Hg)

148 Glaucome (3) Plusieurs types de glaucome dont les deux plus communs sont - le glaucome primaire à angle ouvert (GPAO) et - un glaucome par fermeture d'angle (GFA) qui est moins fréquent que le premier

149 Glaucome (4) Glaucome ouvert Glaucome fermé

150 Glaucome (5) Signes cliniques :
souvent aucun au début, parfois brouillard visuel, halos ou cercles colorés Stade évolué : points aveugles dans le champ visuel / à terme, possibilité de cécité Traitement : collyres adaptés, quotidien-nement, toute la vie

151 Glaucome (6) Après un traumatisme oculaire
soit hypertonie oculaire précoce => prise en charge rapide par l ’ophtalmo soit glaucome tardif +++, s ’installe sans symptômes en qq années ou dizaines d ’années =>suivi ophtalmo à vie recommandé après tout traumatisme oculaire sévère