Acuité visuelle
L’acuité visuelle détermine le pouvoir séparateur de l’oeil: pour voir la lettre « E » projetée en lumière blanche sur un écran à fondnoir, il faut que l’oeil puisse distinguer les barres horizontales formant cette lettre. Le pouvoir séparateur de l’oeil peut être défini comme l’angle minimum permettant de séparer deux points source distincts.
Si l’oeil ne présente aucun défaut optique (ou si ce défaut est parfaitement corrigé) , la résolution dépend de la finesse des photorécepteurs rétiniens et de la diffraction pupillaire. Ceux-ci autorisent une acuité visuelle théorique d’environ 20/10 ! En pratique, cette acuité visuelle est rarement atteinte car certains défauts optiques réduisent légèrement la qualité optique de l’oeil. A titre de comparaison, les instruments d’optique utilisés en Astronomie (lunettes, télescopes) ont un pouvoir séparateur nettement plus élevé. Le pouvoir séparateur du télescope Hubble est environ 1000 fois supérieur à celui de l’oeil humain.
En savoir plus sur les performances comparées de l’oeil et des systèmes d’obervation astronomiques : Ophtalmologie Astronomie
Il ne faut pas confondre l’acuité visuelle avec le degré de correction des verres de lunettes ou lentilles qui s’exprime en dioptrie. Il n’y a pas de relation directe entre ces éléments: une myopie de 1 Dioptrie limite l’acuité visuelle à 5/10. Une myopie de 1.25 Dioptrie limite l’acuité visuelle à 2/10.
Mesure du pouvoir séparateur oculaire
La mesure de l’acuité visuelle fovéale est un des paramètres permettant de quantifier le seuil de résolution du système visuel. Elle correspond à l’inverse de l’angle visuel nécessaire pour distinguer la résolution (fréquence spatiale) la plus élevée. Ce pouvoir séparateur peut être exprimé en degré d’angle entre le deux points distingués et correspond chez un sujet jeune à 1 minute d’arc (3.10-4 radians) environ (Figure 1).
échelle en dixièmes
En France, on utilise généralement l’inverse de l’acuité visuelle en notation décimale : (A=1/pouvoir séparateur).
Un œil normal possédant un pouvoir séparateur égal à une minute d’arc a une acuité visuelle de 1 ou 10/10. Une acuité de 0,1 ou 1/10 correspond à un pouvoir séparateur dix fois moindre : l’angle de résolution est alors égal à 10 minutes d’arc.
Pour un œil présentant une acuité de 2,5/10, l’angle mesurant le pouvoir séparateur de l’œil est de 1/4 soit 4 minutes d’arc. Les tableaux de lettres et de chiffres utilisés pour quantifier l’acuité visuelle sont conçus afin qu’à une distance de 5 mètres environ la hauteur de la lettre correspondant à une acuité visuelle de 10/10 soit donc de 7,3 mm (5 minutes d’arc d’angle apparent avec des traits ou des interstices d’1 minute d’arc). La taille de l’image rétinienne de cette lettre serait proche de 25 microns.
Des valeurs de 15/10, voire 20/10, sont observées en pratique chez certrains sujets emmétropes ou parfaitement corrigés. Dans ce cas, l’oeil « travaille » à la limite des capacités d’échantillonage de la rétine. La taille de l’image rétinienne d’un « E » est de 15 microns environs.
La progression des échelles de type Monnoyer est de type géométrique. Le passage d’une acuité visuelle de 1/10 à 2/10 équivaut en terme de gain au passage de 5/10 à 10/10 (doublement de l’acuité, c’est-à-dire angle de résolution minimal divisé par deux). L’intervalle entre les lignes n’étant pas constant, l’utilisation de cette notation est impropre à la réalisation de calculs statistiques, qui nécessitent la conversion préalable en logarithmes des chiffres d’acuité en dixièmes.
La figure suivante correspond à la présentation graphique schématique de la progression géométrique de l’acuité visuelle décimale (les secteurs angulaires compris entre les acuités de 10/10 et 5/10 ont été légèrement magnifiés pour la clarté de l’illustration). La résolution minimale correspond à l’angle minimum permettant de séparer deux points. Sur cette illustration, un des points est situé sur l’axe horizontal, et l’acuité visuelle maximale (10/10) correspond à une résolution de 1 minute d’arc (secteur rouge).
échelle logMAR:
Cette échelle utilise le logarithme décimal de l’angle minimal de résolution (MAR : Minimum Angle of Resolution) : LogMAR=-Log(dixième d’acuité visuelle) Acuité visuelle décimale=10-acuité LogMAR
Il existe de nombreux facteurs de variation de l’acuité visuelle liés aux conditions de mesure. En plus de la forme du test (échelle de Monoyer, anneaux brisés de Landolt…) et de la distance de présentation, la luminance moyenne et la sensibilité aux contrastes sont deux paramètres particulièrement importants dans l’appréciation de la qualité de vision et peuvent influer sur la mesure de l’acuité visuelle.
En théorie, ces deux paramètres doivent être ajustés autour de valeurs définies par convention: 85 +/- 5cd/m2 pour la luminance maximale, et 0,85 pour le contraste pour la mesure de l’acuité visuelle maximale. L’augmentation de l’éclairement rétinien améliore la sensibilité aux contrastes. Le contraste ne doit pas être inférieur à 0,70; quand l’acuité visuelle est testée avec un faible contraste (inférieur à 0,3), elle diminue fortement, la réduction du contraste influant principalement sur la perception des fréquences spatiales élevées.
En pratique clinique, la mesure de l’acuité visuelle se fait à contraste maximum; l’existence d’une variabilité de l’éclairage de la pièce où les mesures sont effectuées ou de la netteté des projecteurs explique que l’on puisse observer une variation de la mesure de l’acuité visuelle pour un même patient. On peut rechercher intentionnellement cette variation afin de mesurer par exemple l’acuité visuelle en situation dynamique et établir la fonction de sensibilité aux contrastes.
La mesure de l’acuité visuelle à fort contraste (réalisée par exemple au moyen d’optotypes noirs sur fond blanc) ne constitue pas un indicateur exhaustif de la qualité de vision. Elle est toutefois très sensible à la présence d’un défocus sphérique (myopie, hypermétropie) ou cylindrique (astigmatisme) ; une demi-dioptrie de défocus myopique suffit par exemple pour réduire l’acuité visuelle à contraste maximal de 2 lignes décimales. En revanche, certaines aberrations de haut degré (aberration sphérique, coma) sont compatibles avec le maintien de l’acuité visuelle testée de façon classique, mais induisent une réduction marquée de la sensibilité aux contrastes.
Les performances optiques de l’œil humain en terme de résolution et de sensibilité aux contrastes peuvent être appréciées par une seule et même fonction : la Fonction de Transfert de Modulation (FTM) ou «Modulation Transfert Function – MTF ». En dehors du pur aspect fondamental que représente la compréhension des concepts d’optique impliqués dans son élaboration, ce paramètre ouvre des perspectives cliniques et thérapeutiques intéressantes et cet article lui est donc principalement consacré.
En savoir plus sur la MTF (article en anglais) : Impact_of_Modulation_Transfer_Function
Les données précédemment rapportées sont valides pour des milieux oculaires normalement transparents. Certaines pathologies comme la cataracte sont responsables d’une réduction de la transparence, donc d’une augmentation de l’absorption et de la diffusion lumineuse. L’aberrométrie par double passage (OQAS) permet de quantifier la diffusion lumineuse.
En savoir plus sur l’OQAS et la diffusion lumineuse : OQAS Gatinel
