L’Œil et la Vision

Kart yok

Biophysique sur l'œil humain, incluant l'accommodation, les amétropies sphériques (myopie, hypermétropie) et l'astigmatisme.

Ce cours de biophysique de première année de médecine, dispensé par le Pr HJIYEJ, Service de Biophysique, Faculté de Médecine et de Pharmacie Casablanca, se concentre sur les aspects physiques et optiques de la vision et du système oculaire, explorant les propriétés de la lumière, les dioptres, leslentilles, ainsi que les pathologies de la vision telles que la myopie, l'hypermétropie, l'astigmatisme et la presbytie.

L'Œil et la Vision : Concepts Fondamentaux

Rappels sur la Lumière et l'Optique

Lumière Naturelle : Superposition d'ondes électromagnétiques de longueurs d'onde (400 et 780 nm).
Propagation : Se propage en ligne droite dans un milieutransparent, homogène et isotrope.
Vitesse et Indice de Réfraction :
- Dépend du milieu traversé.
- Indice de réfraction (n) : ` $n = c/v$ `(où c est la célérité dans le vide et v la vitesse dans le milieu).
Réfraction : Déviation de la lumière lors du passage entre deux milieux transparents d'indices différents.
Dioptre : Surface de séparation entre deux milieux transparents d'indices de réfraction différents (plan ou sphérique).
Loi de Descartes : ` $n_1 \sin i = n_2 \sin r$ $n_{1} sin i = n_{2} sin r$ ` (i = angle d'incidence, r = angle de réfraction).
- Si ` $n_1 < n_2 \Rightarrow i > r$ `.
- Si ` $n_1 > n_2 \Rightarrow i < r$ `.

Notion d'Objet et d'Image

Point Objet : Intersection des rayons incidents (ou leurs prolongements).
Point Image : Intersection des rayons réfractés (ou leurs prolongements).
Nature Réelle : Formé par l'intersection réelle des rayons.
Nature Virtuelle : Formé par l'intersection des prolongements des rayons.

Notion de Stigmatisme

Système Stigmatique : L'image d'un point est un point. A et A' sont réciproques ou conjugués.
Système Non Stigmatique : L'imaged'un point est plusieurs points.
Conditions de Gauss (stigmatisme approché) :
- Faisceau incident étroit, objet près de l'axe optique, faisceau peu incliné sur l'axe optique.
- Conséquence : ` $\sin \alpha \approx \operatorname{tg} \alpha \approx \alpha$ ` et ` $\cos \alpha \approx 1$ `.
Foyer Image (F') : Position de l'image formée par des rayons parallèles (objet à l'infini).
Foyer Objet (F) : Position de l'objet dont les rayons réfractés sont parallèles (image à l'infini).

Dioptres Sphériques et Lentilles

Dioptres Sphériques

Puissance (P) : Exprimée en ` $m^{-1}$ $m^{- 1}$ ` ou δ (dioptrie).
- Si ` $P > 0$ `, dioptre convergent.
- Si ` $P < 0$ `, dioptre divergent.
Relation de Conjugaison : ` $\frac{n_2}{SA'} - \frac{n_1}{SA} = \frac{n_2 - n_1}{\overline{sc}}$ ` (pour la position objet-image).
Exemple de calcul : Dioptre air-eau (n=1, n=1.33), R=0.0056m. ` $P = (1.33-1)/0.0056 = +58.93\delta$ `.

Lentilles Sphériques

Définition : Association de deux dioptres.
- Lentille mince : La distance ` $S_1S_2$ ` négligeable.
Puissance (P) :
- En fonction des indices de réfraction : ` $P = (n_2 - n_1) \left( \frac{1}{SC} - \frac{1}{SC'} \right)$ `.
- En fonction de la distancefocale : ` $n_1 = \frac{1}{SF'}$ `.
Lentilles Convergentes :
- Foyer image réel, puissance positive.
- Augmentent la convergenced'un système optique.
Lentilles Divergentes :
- Foyer image virtuel, puissance négative.
- Diminuent la convergence d'un système optique.

Lentilles Spécifiques : Cylindriques et Toriques

Lentilles Cylindriques

Définition : Portions de cylindres.
Rayons : Unrayon infini (suivant les génératrices) et un rayon fini (perpendiculaire aux génératrices).
Effet sur la lumière :
- Rayons parallèles à l'axe de révolution non déviés.
- Rayons perpendiculaires à l'axe déviés.
Propriété : Système optique astigmate -> un point objet donne un segment de droite image.
Association : Croiser lesaxes de révolution pour associer deux lentilles cylindriques.

Lentilles Toriques

Définition : Découpées à la surface d'un tore.
Propriétés : Possèdent deux courburesdifférentes (R > r) sur deux plans perpendiculaires.
Image : Deux focales perpendiculaires entre elles, chacune perpendiculaire au faisceau plat incident qui l'a engendré.
Association : La somme des puissances se fait pour les axes superposés.

L'Œil Emmétrope et le Dioptre Oculaire

Téguments de l'Œil

Choroïde : Écran opaque, rôle nourricier pour la rétine.
Zonule : Suspension du cristallin.
Iris : Diaphragme.
Cornée : Continuité transparente de la sclérotique, rôle de soutien et de réfraction.
Rétine : Cellules photosensibles et nerveuses.
Sclérotique : Épaisse, fibreuse, rôle de soutien.

Milieux Transparents de l'Œil

Cornée : n = 1.377
Humeur Aqueuse : n = 1.337 (texture liquide).
Cristallin : n = 1.420 (structure feuilletée), puissance ~12 δ.
Humeur Vitrée : n = 1.336 (masse gélatineuse), puissance ~48 δ.

L'Œil Réduit auRepos

Modèle schématique de l'œil emmétrope.
Dioptre unique, rayon de courbure : ~5.6 mm (valeur indicative).
Diamètre antéropostérieur :22 mm.
Système convergent, puissance de base ≈ 60 δ.
Indice de réfraction global : 1.33.

Accommodation et Acuité Visuelle

Définition de l'Accommodation

Faculté de voir net un objet quelle que soit sa distance.
Triade de la Vision de Près :
1. Augmentation de la puissance du cristallin.
2. Réduction du diamètre de la pupille.
3. Convergence des yeux vers l'objet observé.
Mécanisme du Cristallin : Contraction du muscle ciliaire, relâchement des fibres de la zonule, cristallin plus bombé (rayons plus petits).

Punctum Proximum (PP) et Remotum (PR)

PP : Distance minimale de vision distincte (objet le plus proche vu net en accommodant au maximum), image sur la fovéa, puissance oculaire maximale.
PR : Distance maximale de vision distincte (objet le plus éloigné vu net sans accommodation), image sur la fovéa, puissance oculaire minimale.
Exemple pour un sujetde 20 ans (vue normale) :
- ` $\overline{SR} = -\infty$ ` (au-delà de 5m), ` $\Pi_R = 0\delta$ `.
- ` $\overline{SP} = -10cm$ `, ` $\Pi_P = -10\delta$ `.
Parcours d'Accommodation : Ensemble des points objets vus nettement (entre PP et PR).

Amplitude Maximale d'Accommodation (A)

Augmentation maximale de la puissance oculaire lors de l'accommodation.
$A = P_P - P_R$ ou $A = \Pi_P - \Pi_R$ .
Diminue avec l'âge (due à la déshydratation et au durcissement du cristallin).

Pathologie de l'Accommodation : Presbytie

Définition : Phénomène physiologique lié à l'âge, diminution de l'amplituded'accommodation (A < 4δ).
Conséquence : Le PP s'éloigne, difficulté à voir net de près.
Correction : Verres convergents pour la vision de près (addition de puissance : ` $4\delta$ `- A restante).

Acuité Visuelle (AV)

Définition : Faculté de l'œil à séparer deux détails (pouvoir séparateur).
$AV (\text{dixième}) = \frac{1}{\alpha_{min}} \times 10$ , où ` $\alpha_{min}$ ` est l'angle minimal de séparation en minutes d'arc.

Amétropies Sphériques et Astigmatisme

Amétropies Sphériques

Œil Emmétrope : Harmonie entre la courbure, la puissance et la longueur antéropostérieure de l'œil, image sur la rétine.
Œil Amétrope : Déséquilibre, image non formée sur la rétine (puissance trop ou pas assez élevée pour la longueur de l'œil).
Chaque dioptre a le même rayon de courbure sur toute sa surface.

Myopie (Œil Tropicourbe)

Causes : Œil trop allongé, cristallin trop bombé, indice de réfraction élevé.
Vision : Floue de loin, nette de près (Remotum et Proximum plus proches que la normale).
Correction : Lentilles divergentes (Puissance correctrice =` $1/SR$ `, négatif).

Hypermétropie (Œil Tropical)

Causes : Œil trop court, cristallin relativement aplati, indice de réfraction faible.
Vision : Floue de près,parfois de loin (amélioration par l'accommodation), Remotum et Proximum plus éloignés que la normale.
Correction : Lentilles convergentes (Puissance correctrice = ` $1/SR$ `, positif).

Correctionde la Presbytie en Cas d'Amétropie

Correction de l'amétropie ( $=\Pi_R$ ) sur la totalité du verre.
Correction de la presbytie ( $= 4 - A_{restante}$ ) sur la partie inférieure du verre.

Astigmatisme (Régulier ou Congénital)

Définition : Œil qui ne donne pas un point image à partir d'un point objet.
Causes : Défaut de courbure des dioptres oculaires (souvent la cornée -> astigmatisme cornéen).
Deux méridiens principaux perpendiculaires avec ` $R_{min}$ ` et ` $R_{max}$ `.
La puissance varie selon les méridiens.Degré d'astigmatisme (As) = puissance max - puissance min.
Vision : Floue et déformée de loin comme de près.
Image d'un point : Deux segments perpendiculaires séparés par le cercle de moindre diffusion.
Correction :
- Retour au stigmatisme (même puissance pour les méridiens principaux, image sur la rétine).
- Si l'astigmatisme est simple : lentille cylindrique.

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