Les chercheurs rapportent un nouveau système d'imagerie qui annule les aberrations optiques chromatiques présentes dans l'œil d'une personne spécifique, permettant une évaluation plus précise de la vision et de la santé oculaire. En prenant des photos des plus petites cellules photosensibles de l'œil avec plusieurs longueurs d'onde, le système fournit également la première mesure objective des aberrations chromatiques longitudinales (LCA), ce qui pourrait conduire à de nouvelles connaissances sur leur relation aux halos visuels, l'éblouissement et la perception des couleurs.

Dans Optique , Le journal de l'Optical Society pour la recherche à fort impact, les chercheurs, de l'Université de Washington, Seattle, ETATS-UNIS., dire que la technologie peut être facilement déployée en clinique, où il pourrait être particulièrement utile pour évaluer les changements oculaires associés au vieillissement et peut également aider à éclairer la conception de nouvelles lentilles multifocales en tenant compte des aberrations chromatiques dans les lentilles elles-mêmes. Pour la recherche visuelle, la technique pourrait faire avancer les études sur le daltonisme et sur la façon dont différentes personnes perçoivent la couleur.

"Les méthodes précédentes de compensation de l'ACV native de l'œil reposent sur des estimations moyennes de la population, sans correction individualisée au cas par cas, " a déclaré le chef de l'équipe de recherche, Ramkumar Sabesan. « Nous démontrons un optomètre Badal à filtre modifié qui offre la possibilité de régler l'ACV sur différentes bandes de longueurs d'onde et pour chaque individu de manière personnalisée. »

Les chercheurs rapportent avoir incorporé un nouvel assemblage optique dans des instruments d'optique adaptative conventionnels pour produire une haute résolution personnalisée, des images à plusieurs longueurs d'onde des plus petits photorécepteurs à cône de l'œil, mesurant environ 2 microns de diamètre.

"Notre étude établit un outil flexible pour compenser l'aberration chromatique dans différentes bandes de longueur d'onde et de manière individualisée, facilitant ainsi les futures enquêtes sur la façon dont nous voyons la couleur dans notre environnement, sans être gêné par les imperfections chromatiques natives de l'individu, " a déclaré Sabesan. " Désormais équipé des outils pour contrôler l'aberration chromatique, nous prévoyons de mener des études sur la vision des couleurs normale et déficiente."

Compenser les aberrations

Comme les éléments optiques manufacturés tels que les microscopes et les objectifs de caméra, la cornée et le cristallin du globe oculaire contiennent des aberrations optiques qui déforment l'image formée sur la rétine. Les aberrations brouillent les images projetées sur la rétine d'une personne, dégrader sa vision. Ils affectent également les images que les médecins obtiennent lorsqu'ils examinent l'intérieur de l'œil avec des instruments ophtalmologiques.

L'optique adaptative est une méthode pour compenser ces aberrations. Technologie d'optique adaptative, actuellement utilisé par les astronomes pour traiter les aberrations qui se produisent lors de la visualisation de l'espace à travers l'atmosphère terrestre, ont été intégrés aux outils d'imagerie oculaire. Cependant, alors que les instruments actuels sont efficaces pour corriger les aberrations monochromatiques (celles qui ne changent pas en fonction de la longueur d'onde de la lumière appliquée), les aberrations chromatiques (celles qui sont affectées par la longueur d'onde) sont plus difficiles.

Pour contourner ce problème, les instruments d'aujourd'hui utilisent des hypothèses sur les aberrations attendues dans un œil moyen ou "typique", plutôt que des informations sur les aberrations réelles dans l'œil d'une personne spécifique. Bien que cela soit suffisant pour de nombreuses applications, il est moins adapté pour d'autres applications qui exigent le contrôle simultané et précis de la mise au point de plusieurs longueurs d'onde.

Pour surmonter cette limite, les chercheurs ont utilisé un appareil appelé optomètre Badal, qui consiste en une paire de lentilles distantes d'une certaine distance. La modification de la distance entre les deux objectifs modifie la mise au point sans altérer la taille d'une image vue à travers les objectifs.

Les chercheurs ont modifié ce simple optomètre de Badal en ajoutant deux filtres qui transmettent des longueurs d'onde de lumière plus longues tout en réfléchissant les plus courtes. Ces filtres ont été maintenus stationnaires dans un optomètre Badal traditionnel, tel que maintenant, lorsque la distance entre les lentilles est modifiée, les bandes de longueurs d'onde transmises et réfléchies ont des niveaux de focalisation subtilement différents, suffisants pour compenser l'aberration chromatique native de l'œil pour les deux bandes de longueurs d'onde.

En ajustant finement la sélection des filtres, distances entre les lentilles et éclairage multi-couleurs, cette configuration peut être utilisée collectivement pour mesurer et compenser l'aberration chromatique de manière personnalisée.

Un outil précieux pour la clinique et le laboratoire

Les chercheurs ont mis en œuvre leur nouveau compensateur LCA dans deux instruments d'optique adaptative différents :la simulation de vision par optique adaptative et les ophtalmoscopes laser à balayage optique adaptatif. Ils ont utilisé les nouveaux instruments pour imager les yeux de volontaires humains.

Ils ont découvert que la nouvelle méthode surmontait avec succès les incohérences dans les estimations précédentes de l'ACV native de l'œil humain liées à la profondeur de champ, aberration monochromatique et interactions lumineuses dépendantes de la longueur d'onde avec le tissu rétinien. Lorsque les aberrations monochromatiques et chromatiques ont été compensées, la vision d'une personne n'était limitée que par la disposition des photorécepteurs coniques (cellules détectrices de lumière) dans la rétine, tandis que la suppression de la compensation d'aberration chromatique signifiait que la vision rouge ou verte était optimisée.

Les chercheurs ont également démontré la capacité du système à imager les plus petits photorécepteurs à cône avec plusieurs longueurs d'onde simultanément en minimisant l'aberration chromatique, montrant que le compensateur Badal LCA offre un niveau de détail fin, une avancée importante pour permettre la recherche sur la vision des couleurs.

En plus de fournir de meilleures images de l'intérieur de la rétine, la technologie est utile pour étudier comment les aberrations chromatiques affectent la qualité de l'image rétinienne et les performances visuelles. Cela était auparavant difficile car il n'existait pas d'outils permettant un contrôle individualisé précis de l'ACV. Aussi, les mesures d'ACV obtenues subjectivement et objectivement ne concordaient pas.

"En appliquant la technologie à deux modalités différentes basées sur l'optique adaptative, nous montrons une haute fidélité des performances visuelles et de l'imagerie rétinienne une fois les aberrations chromatiques et monochromatiques compensées, " a déclaré Sabesan. " Les images rétiniennes à haute résolution ainsi obtenues nous ont permis de quantifier objectivement l'aberration chromatique et de la comparer à un vaste corpus de littérature consacré à la mesure de l'aberration chromatique. "