Photo-oculographie différentielle Sylvie Toucas

(Script vidéo)
Introduction

Nous avons vu que les aléas et les limites de l’enregistrement EOG de la cinétique en pratique courante en font, hormis la vitesse des saccades sur un œil fixateur, une méthode qualitative et comparative qui ne permet d’évaluer que les versions horizontales et beaucoup plus difficilement les vergences.
C’est la raison pour laquelle depuis 1
985 nous nous sommes intéressés à la méthode de photo-oculographie différentielle de Charlier et Buquet.

Principe de la méthode

Il a été détaillé dans le chapitre précédent.
Rappelons qu’elle repose sur l’analyse de 5 reflets cornéens et de l’image du contour de la pupille. Ces deux séries d’images sont dans deux plans optiques différents.
La variation de leur position relative est indépendante de la translation de l’œil
; en revanche, elle est en corrélation directe avec la rotation du globe oculaire.
Ce déplacement dépend uniquement de la géométrie de la chambre antérieure qui varie très peu chez un même sujet.

Matériel

Les constituants de l’appareil sont les suivants:

Un système d’éclairement

Il assure un éclairement des deux yeux proche de l’infrarouge.

Un capteur d’images

Il est constitué par 2 caméras à transfert de charge (CCD) et leur système optique fonctionnant dans le proche infrarouge. Leur fréquence d’échantillonnage est de 30 à 60 Hz (30 à 60 images par seconde).

Une structure mécanique

Elle assure le positionnement du patient et le réglage de la position des 2 caméras en fonction de l’écart inter-pupillaire.

2 systèmes de traitement d’images

Il y en a évidemment un pour chaque œil. Ils sont micro-informatisés et couplés en logique câblée.

Un système de gestion

L’examen est développé autour d’un microprocesseur Z 280 comprenant:

1 écran alphanumérique et graphique pour la présentation des menus et la visualisation des tracés.
Une unité de stockage constituée par un disque dur de 20 Mo.
Un clavier assurant le dialogue interactif entre l’opérateur et la machine.
2 écrans vidéo permettant le contrôle permanent du comportement du patient pendant l’examen par visualisation de l’image de l’œil du patient.

3 systèmes informatiques sont associés dans une structure maitre-esclave, échangeant en permanence des informations.

Le processeur maître pilote l’examen, assure le dialogue avec l’opérateur, commande le capteur de la direction du regard, visualise les réponses, gère enfin l’édition et le stockage des résultats.
Les 2 processeurs esclaves gèrent le recueil des images de l’œil et assurent le traitement permettant la détermination de la direction du regard pour les 2 yeux.

L’image vidéo obtenue est analysée en temps réel à l’aide d’un système de traitement spécifique qui permet de détecter pour chaque image l’événement reflets cornéens - contour pupillaire.
À partir de ces 2 informations, le processeur maître calcule le déplacement relatif d
:

• d est lié à l’angle de rotation O de l’œil par la relation: d = K sinus(O);
• K est la constante qui dépend de la géométrie de la chambre antérieure.
Installation du patient & initialisation

L’enregistrement est réalisé en ambiance photopique, mais avec un niveau lumineux cependant réduit.
Le patient est assis confortablement, le front appuyé sur la barre frontale, le menton bien calé sur la mentonnière.
2 réglages sont possibles
:

• En hauteur, ce qui assure l’ajustement vertical;
• En largeur en fonction de l’écart inter-pupillaire.

Fait important: l’image vidéo de l’œil donnée par chacun des écrans permet de contrôler à tout moment la position du patient.
Comme la mesure de la direction du regard est différentielle, les petits mouvements de la tête n’ont pas d’importance
; mais bien entendu il ne faut pas que les globes sortent du champ des caméras.
La mise au point s’effectue par focalisation de l’image de l’œil sur la surface sensible de la caméra jusqu’à l’obtention d’une image nette. Elle peut être manuelle ou automatique.
La mise à zéro horizontale et verticale est effectuée grâce à deux commandes. On ramène ainsi pour chaque œil les tracés sur la ligne de base, tandis que le sujet fixe de loin droit devant. Elle sert de référence pendant tout l’examen.

Déroulement de l’examen

Il n’y a pas comme dans l’EOG de mise en place d’électrodes. Par conséquent l’installation du patient est sinon immédiate, du moins très rapide.
Sauf cas particuliers, il faut éviter d’enregistrer dans le même temps tous les types de mouvements, la durée de l’examen serait beaucoup trop longue
; en principe elle ne doit pas dépasser 20 minutes si l’on veut obtenir une coopération suffisante, et par voie de conséquence des tracés interprétables. Il faut donc choisir les séquences motrices à explorer en fonction des objectifs diagnostiques.
En revanche systématiquement toutes les séquences motrices doivent
impérativement être effectuées dans les 3 conditions afférentielles de fixation: ODG, OD et OG. Rappelons que de chaque côté on peut, à la demande, interposer un miroir froid réfléchissant la lumière visible mais qui laisse passer l’infra rouge, ce qui permet aisément les enregistrements en fixation monoculaire.

Le système de stimulation

Divers dispositifs personnels sont utilisés pour étudier les séquences motrices.

La fixation statique

Sur un écran situé à 1,50 m du patient, on a placé sur chaque axe de déplacement: horizontal, vertical, 45° et 135°, une pastille colorée respectivement à 10° et 20° de part et d’autre du point de fixation central situé droit devant par rapport au sujet.
Il doit les fixer successivement à la commande.
Cette étude est fondamentale dans les nystagmus optiques et les paralysies oculomotrices.

La poursuite et les saccades

Ces mouvements sont induits par l’explorateur multiparamétrique de la cinétique oculaire (Quéré et coll. 1972). Il est constitué par un spot lumineux réfléchi par un miroir mobile dont les déplacements sur l’axe horizontal et vertical sont générés par 2 galvanomètres. On peut ainsi obtenir le déplacement du spot projeté sur l’écran suivant tous les axes de déplacement de 10 en 10 degrés, en faisant varier à volonté l’amplitude et la fréquence.
Mais des paramètres sélectionnés ont été choisis pour les épreuves standards
:

• Axes: 0°, 90°, 45° et 135°. Ils sont étudiés en partie ou en totalité suivant le cas.
• Saccades [amplitude ± 20°; alternance toutes les 2,5 s (fréquence 0,2 Hertz)].
• Poursuite de type sinusoïdal [même amplitude
; fréquence: 0,3 Hertz (ce qui correspond à une vitesse maximale sur le point central de 32° par seconde)].
Le NOC

Il est induit par un classique tambour de Barany de fabrication personnelle qui est constitué par des bandes blanches et noires alternées.
Il est placé à 50 cm du sujet. Dans cette position, par rapport au sujet, l’angle relatif d’alternance entre les bandes est de 7° et sa vitesse de rotation standard choisie est de 20°. Mais cette vitesse peut être augmentée ou diminuée à la demande.
La rotation du tambour peut se faire dans les deux sens sur tous les axes.

Les vergences

Un système réalisé par Charlier induit la vergence de refixation.
Il comporte deux rails
: l’un situé à 1,50 m, l’autre à 25 cm et à environ 15° en dessous de la position primaire pour respecter les conditions d’induction de la vergence naturelle.
Il y a 3 couples de diodes luminescentes vertes. Pour chaque couple, l’un des éléments est placé sur le rail distal, l’autre sur le rail proximal
; elles s’allument alternativement avec une fréquence réglable. Leur refixation successive à la commande induit par conséquent une convergence ou une divergence.

• Un couple strictement axial induit la vergence symétrique.
• Le couple placé devant l’œil droit et le couple placé devant l’œil gauche induisent les vergences asymétriques axiales droites et gauches.

Rappelons que pour les vergences il faut pour chaque séquence motrice étudier impérativement les 3 conditions afférentielles de fixation: ODG, OD et OG.

La visualisation

L’opérateur choisit la procédure d’examen sur le menu: par exemple une poursuite horizontale ODG.
Pendant la phase d’acquisition le signal brut s’inscrit en temps réel sur l’écran
: c’est-à-dire la position, en fonction du temps, de l’œil droit et de l’œil gauche selon l’axe horizontal et vertical. On est donc en mesure déjà de contrôler la qualité de l’épreuve.
La position est exprimée en « millimètre-œil  » en fonction du temps. 1 mm-œil correspond évidemment à un déplacement relatif entre les deux images (5 reflets cornéens et le contour de la pupille) de 1 mm, soit une graduation. L’équivalence angulaire dépend de la géométrie de la chambre antérieure. Mais les variations d’après nos calculs sont dans une population standard relativement étroites. En moyenne « 1 mm-œil  » correspond à 14 degrés.
Une fois l’acquisition effectuée, on procède au traitement qui va permettre d’afficher des tracés filtrés et interpolés sous la forme de deux courbes en fonction du temps pour chaque œil.
Il y a un second mode de visualisation en XY des tracés. L’œil droit s’inscrit en rouge
; l’œil gauche en vert.
Un logiciel de calcul permet à partir du signal-position d’obtenir la dérivée, c’est-à-dire le signal-vitesse.

Conclusion

La photo-oculographie différentielle permet déjà d’examiner dans les conditions cliniques des phénomènes cinétiques qui échappent totalement à l’EOG.
Mais dès à présent on peut affirmer que c’est
un moyen incomparable pour analyser les mouvements de vergence, alors que leur exploration est difficile et très aléatoire avec les autres méthodes.
Les améliorations des technologies et des logiciels de calcul doivent permettre d’obtenir à échéance rapprochée
:

• Une véritable déviométrie statique objective.
• Une quantification automatique réelle de l’amplitude et de la vitesse.

Mais il reste à résoudre deux problèmes importants:

La déviation strabique: la solution apparaît relativement facile.
Le port de la correction optique durant l’examen, qui est une exigence impérative dans toutes les dystonies infantiles. La solution pratique semble infiniment plus complexe.