Acuité visuelle

Nous remercions le Dr Xavier Zanlonghi pour son aide précieuse.

Définition

L'acuité visuelle, un des critères de " bonne vision " se réfère au pouvoir de discrimination le plus fin au contraste maximal entre un test et son fond.

L'acuité visuelle se mesure à l'aide d'optotypes (dessins, lettres...) au contraste maximal, pour en faire un test d'exploration de la fonction maculaire. Pourtant depuis le siècle dernier, la définition de l'acuité visuelle a quelque peu évolué. Pour Chevaleraud, elle correspond au pouvoir d'apprécier des formes, c'est à dire d'interpréter les détails spatiaux qui sont mesurés par l'angle sous lequel ils sont vus. Ces définitions font intervenir la vision centrale mais aussi le champ visuel.

Historique

On peut considérer que c'est Hooke (1635-1703) qui parla en premier d'acuité visuelle qu'il définissait comme le pouvoir de distinguer, avec un seul oeil, deux étoiles rapprochées. Il remarqua que la plupart des gens pouvait les distinguer quand elles étaient écartées d'un seconde d'arc (1/60ème de degré).

Puis en 1835, H.Küchler (1811-1873) utilisa des lettres et des figurines pour évaluer l'acuité visuelle de ses patients, en vision de près, soit entre 30 et 40 cm. Les matériels inventés par E.Jaeger (1818-1884) apparurent en 1854 mais toujours pour la vision de près. Ils étaient utilisés mais n'avaient pas de base théorique nette.

C'est Donders qui présenta de nouveaux tests de lecture de vision de loin (20 pieds =6,5m) au congrès ophtalmologique d'Heidelberg en 1861. Ces lettres (optotypes) avaient été proposées par Snellen. Il avait estimé que les patients normaux devaient voir les figurines qui sous tendaient un angle de 5 minutes d'arc. Cette acuité visuelle 'normale' fut considérée comme ayant la valeur 1. Pour des troubles de la vision dus à des anomalies de la réfraction (amétropies) ou des maladies, il obtenait des valeurs inférieures à 1. Les plus jeunes avaient une vision supérieure à 1.

Pour permettre une mesure facile, Snellen imagina des rangées d'optotypes de taille de plus en plus petites, construits à l'intérieur de carrés formés de 5 rangées de 5 petits carrés. Chacun de ces petits carrés sous tendaient un angle d'une minute d'arc. Snellen établit la formule de l'acuité visuelle comme étant V=d/D ou d est la distance du sujet au tableau de lecture et D la distance à laquelle le test est lu sous un angle de 5 minutes d'arc. Quelqu'un qui a une acuité visuelle normale peut lire la rangée XX à une distance de 20 pieds (Paris) soit 6,48m. Cette acuité est donc de 20:20 = 1.

Snellen s'aperçut que certaines lettres étaient plus faciles à reconnaître et il les élimina du test de lecture; ce sont les lettres I, J, Q, W et X. L'avantage de prendre des lettres comme optotypes est leur facilité de désignation par le sujet.

Le premier ensemble d'optotype est daté de 1862 et fut publié en Allemand, Français, Anglais et Italien. En 1864, 1000 copies furent données au Service médical de l'armée britannique pour l'examen des troupes de l'ensemble de l'Empire anglais.

En 1875 l'introduction du système métrique Snellen présenta un nouveau tableau de lecture dans lequel le pied Paris était remplacé par le mètre.

Première échelle de lecture de Snellen datée1861

Echelle de lecture de Snellen Utrecht 1862

En 1888 Landolt proposa des optotypes en forme d'anneaux ouverts; l'ouverture correspondait à un angle de une minute d'arc quand il était placé à 50 mètres. S'il fallait l'approcher à 5m pour que la personne perçoivent l'ouverture de l'anneau, la vision était de 5:50=0,1. Si elle le voyait à 4 m la vision était de 4:50 soit 0,08. Il était conseillé de faire tourner l'anneau pour que son ouverture occupât des positions variables.

Optotypes simples du Dr Landolt
Daté 1888

En 1897, Roth présenta une boite lumineuse présentant des optotypes; la lumière venait d'une lampe à pétrole dont la lumière était réfléchie par des miroirs pour éclairer les optotypes. Le problème était l'effacement progressif du tableau à cause de la lumière qui altérait les pigments.

Le 3 avril 1909, lors du Congrès d'ophtalmologie de Naples, la minute d'arc fut acceptée comme le "minimum separabile" avec une notation de 1.0

Les différents types d'acuité visuelle

1) Le minimum visible

Il s'exprime par le fait qu'un élément est vu ou non vu ; ainsi on peut se demander quelle est la surface minimale d'un point, l'épaisseur minimale d'une ligne dont la perception est possible sur un fond de clarté différente ? Ce peut-être dans le champ visuel une toute petite variation de contraste provoquée par un simulus lumineux mais de toute petite dimension que l'on appelle point. C'est le diamètre apparent exprimé en seconde d'arc du point le plus petit dont on peut reconnaître la présence sur un fond uniformément éclairé. Cette reconnaissance est fonction de la capacité de la rétine de percevoir les différences d'éclairement, c'est à dire de son seuil différentiel. L'exemple proposé le plus souvent est une étoile dans le ciel noir.

En cas de ligne sur fond clair, c'est le diamètre apparent de la ligne sombre la plus fine qui peut être distingué du fond clair. Il est de l'ordre de la seconde d'arc et parfois moins pour les observateurs entraînés (0,44 seconde) ou sur un fond très lumineux. Un trait noir sur fond blanc quelle que soit sa longueur est perçu à partir d'une dimension angulaire d'une demi seconde d'arc.

2) Le minimum separabile

On associe davantage la notion d'acuité visuelle standard au minimum separabile qui introduit la notion de pouvoir séparateur fovéolaire.

La limite de séparation entre deux points est le plus petit écart permettant de voir deux points noirs séparés sur fond blanc. L'angle sous lequel est vu cet espace correspond à l'acuité angulaire et s'exprime par angle a = tangente a(car très petit)= distance entre les deux points / distance d'observation. La valeur de 1 minute d'arc a été choisie uniformément comme référence de normalité. En France, l'échelle est décimale. Cependant une échelle décimale ne répond plus aux normes internationales, en particulier la norme ISO 8596 qui impose une échelle logarithmique.

La limite de séparation entre deux lignes, encore appelé minimum de décalage, est la possibilité de reconnaître que deux lignes ne sont pas dans le prolongement l'une de l'autre. Elle est de cinq secondes d'arc pour les bons sujets, mais en moyenne de 25 à 30 secondes d'arc. C'est le plus petit écart perceptible entre deux lignes, verticale ou horizontale, sachant que l'acuité est supérieure pour les lignes verticales.

3) Le minimum legibile ou acuité de contour

C'est la faculté de pouvoir reconnaître des optotypes de taille différente. C'est cette forme d'acuité visuelle que l'on utilise cliniquement dans les méthodes subjectives de correction des amétropies.

4) Le minimum de discrimination spatiale ou hyperacuité

Utilisée depuis longtemps dans les laboratoires de recherche, elle consiste à réaliser une mesure d'acuité d'alignement au cours de laquelle le sujet doit réaliser une tâche d'alignement. Les seuils normaux sont de l'ordre de 0,15 minute d'arc, ce qui est moins que le diamètre d'un cône fovéal (50'' d'arc) et a justifié le nom d'hyperacuité. Ce qui rend la mesure intéressante d'un point de vue clinique est sa relative résistance aux défauts optiques. Cela permet la mesure de l'acuité derrière un cristallin trouble. Malheureusement, le test est difficile à réaliser, et la variabilité des réponses grande.

Classification suivant les types d'examen

1) Acuité visuelle morphoscopique

L'acuité morphoscopique fait intervenir des mécanismes de reconnaissance de forme globale d'optotypes : lettres, chiffres, dessins. Il s'agit d'un traitement d'information par les centres supérieurs et non d'une simple détermination de la résolution optique.

2) Acuité visuelle angulaire

C'est l'acuité visuelle déterminée par les tests mettant en jeu le pouvoir séparateur rétinien. Les optotypes les plus couramment employés sont l'anneau de Landolt, le E de Raskin et le E de Snellen. Ces optotypes ont en commun une brisure dont le sujet doit reconnaître la position.

3) Acuité visuelle subjective

C'est l'acuité la plus couramment mesurée en clinique en vision monoculaire de loin et de près, avec des tests morphoscopiques ou angulaires. Certains dispositifs de mesure de cette acuité visuelle ont été standardisés dans un but scientifique ou de dépistage comme le Visiotest et l'Ergovision.

4) Acuité visuelle objective

Elle est réservée à des indications particulières quand la coopération du sujet interdit tout procéde psychophysique. Il est parfois nécessaire d'utiliser d'autres méthodes, essentiellement électrophysiologiques.

5) Acuité visuelle primaire

Elle dépend essentiellement de facteurs physiologiques de l'oeil (position de l'image rétinienne, illumination rétinienne...) avec un minimum d'interférences liées à la reconnaissance de la cible (le grand E de Snellen ou l'anneau de Landolt).

6) Acuité visuelle secondaire

Lors de la détection du détail, l'influence de facteurs psychiques est importante. Des phénomènes de mémorisation associés à l'expérience visuelle antérieure du patient nourrissent ces facteurs psychiques interférents. Une échelle d'acuité faite pour la mesure de cette dernière devrait être un outil discutable sur le plan clinique. Pourtant, c'est l'échelle la plus répandue généralement constituée des lettres de l'alphabet ou de chiffres. La lettre a l'avantage de posséder diverses directions, horizontale, verticale ou oblique, de telle sorte qu'elle nécessite une interprétation corticale.

Facteurs dépendant du sujet examiné

Ce sont essentiellement les facteurs anatomo-physiologiques qui interviennent dans la focalisation du simulus lumineux sur la rétine.

1) La pupille

C'est de sa dimension que dépendra la qualité de l'image rétinienne. En effet, le myosis diminue l'aberration de sphéricité, augmente la profondeur de champ et diminue la quantité de l'éclairement de la rétine ; la mydriase entraîne les effets inverses. Ainsi, le diamètre pupillaire est un facteur essentiel capable d'influencer trois paramètres de la réception visuelle : l'éclairement rétinien, les aberrations sphériques et la diffraction. En pratique, un équilibre est obtenu entre ces différents effets à actions contraires pour un diamètre pupillaire de 2,4 mm. C'est pourquoi le diamètre optimal du trou sténopéique pour tester la fonction maculaire est de 2 mm.

2) La réfraction subjective

La netteté de l'image rétinienne sur la rétine influence directement le niveau d'acuité visuelle. Cette qualité de l'image dépend des défauts optiques du dioptre oculaire. Le pouvoir séparateur est directement influencé par l'existence des amétropies, puisque de la qualité d'image du test sur la rétine va dépendre la valeur de l'acuité. Ainsi un vice de réfraction d'environ deux dioptries réduit l'acuité à 0,1 (1/10ème).

L'acuité visuelle brute (Vb), c'est à dire sans correction, peut être prévue par la règle de Swaine qui relie acuité visuelle (en dizième) et amétropie (A) en dioptries : Vb =0,25/A

Cette règle suppose que l'accommodation n'intervient absolument pas et que le sujet ne peut pas avoir d'acuité supérieure à 10/10e. Elle ne s'applique que pour des amétropies compensées entre 0,25 et 2,5 dioptries. Cette règle n'a donc qu'une valeur indicative pour déterminer la sphère de meilleure acuité visuelle. Les imperfections du système optique, même chez l'émmetrope provoquent une perte du contraste sur la rétine. Il s'agit des aberrations sphériques, chromatiques et de la diffraction.

3) L'accommodation

Il est nécessaire de ne pas solliciter l'accommodation pour mesurer l'acuité visuelle en réalisant les tests au-delà de 5 mètres. En vision de près, pour mesurer en dixième l'acuité, il faut tenir compte de l'accommodation déplaçant le point nodal de l'œil par rapport à la rétine et agrandissant l'image rétinienne (1/5 à 25 cm). Ainsi, les optotypes correspondants à 10/10 en vision de près doivent sous-tendre un angle de 4 minutes. De nombreuses planches de Parinaud respecte ce principe.

4) Transparence des milieux oculaires

Il y a absorption de la lumière par toutes les opacités siégeant au niveau des milieux transparents.

5) Topographie rétinienne

L'acuité visuelle quelle que soit sa méthode de mesure variait de façon considérable selon la région de la rétine stimulée.

Ainsi, l'acuité visuelle angulaire telle qu'on la mesure en clinique, teste la fonction des seuls cônes centraux sur un ou deux degrés avec un test de contraste maximum en ambiance photopique. Le degré d'acuité visuelle chute rapidement plus on s'éloigne de la fovéola, de telle sorte qu'à 5° du centre de la macula, l'acuité visuelle est seulement le quart de l'acuité fovéolaire.

6) Mouvements oculaires

Un micro-nystagmus peut améliorer l'acuité en fournissant la même information à plusieurs récepteurs, en déplaçant l'image sur une surface rétinienne.

7) Binocularité

L'acuité binoculaire est supérieure à l'acuité monoculaire. Le gain est de 20 %.

8) L'âge

L'acuité visuelle de l'emmétrope varie avec l'âge et les méthodes d'examen.

Elle n'est que de 0,1 (1/10) chez le nouveau né, de 0,2 à 0,3 (2 à 3/10) à un an, 0,5 (5/10) à quatre ans et 1 (10/10) vers cinq ou six ans.

On peut rencontrer une acuité visuelle maximale de 1,5 à 2 (15 à 20/10) chez quelque adolescent entre quinze et vingt ans. Par la suite, l'acuité diminue en raison du jaunissement du cristallin, du myosis et de facteurs neuronaux pour se retrouver à 1 (10/10) entre cinquante et soixante ans, 0,7 (7/10) vers soixante-dix ans. Au-delà de quatre-vingts ans, une acuité de 0,5 (5/10) peut-être considérée comme normale.

L'acuité visuelle normale varie dans des limites assez larges, comme le poids du corps ou le quotient intellectuel ou d'autres propriétés et fonctions de l'organisme. Dans la population normale, une acuité visuelle exprimée en minutes d'arc, a une distribution Gaussienne. Ceci montre qu'il existe plusieurs facteurs indépendants les uns des autres, déterminant le niveau de performance.

L'âge de l'individu est l'un de ces facteurs. L'augmentation de l'acuité visuelle durant l'adolescence et le début du stade adulte reflète probablement une augmentation des motivations et de la coopération plutôt que des changements anatomiques dans le système visuel. La dégradation survenant avec l'âge est reliée à des changements structuraux incluant des changements dans les performances optiques de l'œil, la perte de récepteurs et d'autres éléments neuronaux impliqués dans le système visuel.

La vitesse de perception, l'état de vigilance, l'émotivité ainsi que l'hypoxie sont également des facteurs de variation individuelle de l'acuité visuelle.

L'échelle de lecture de Monoyer

Elle est fondée sur les tableaux de lettres.

C'est Snellen qui en a imposé le principe : l'acuité mesurée correspond au cinquième de l'angle sous lequel est vu la lettre, soit l'épaisseur du trait noir. Les intervalles, blanc et noir, éventuellement circulaires, sont présentés sous des angles très variables. L'optotype n'a plus l'homogénéité du E de Snellen. Avec ces échelles, le sujet ne cherche pas à distinguer un petit détail mais à reconnaître une forme connue, c'est pourquoi on parle d'acuité morphoscopique. Le critère n'en est pas le minimum separabile mais le minimum legibile. En réalité, ces échelles servent à déterminer une amétropie et à quantifier une acuité avec une précision relative qui suffit en général en clinique.

L'échelle de Monoyer, la plus utilisée en France, date de 1875. Les optotypes sont lus à cinq mètres et sont représentés par des lettres majuscules de taille croissante, comprenant 10 à 12 valeurs d'acuité, allant de 0,1 à 1,0 ou 1,2. Cette échelle privilégie la mesure des bonnes acuités visuelles au détriment des basses acuités visuelles, en raison de sa progression discontinue : Il y autant de lignes pour représenter l'intervalle entre 1 minute et 2 minutes d'angle que entre 2 et 10 minutes d'angle.

Les optotypes ont l'avantage de placer le sujet dans des conditions de vision familière donc, répondant à des besoins réels. Cependant, les lettres sont de difficultés inégales avec possible confusion, ce qui fausse les appréciations. Cette inégalité peut venir de l'amétropie qui pour des raisons d'astigmatisme rend plus aisée ou plus difficile la lecture de certaines lettres. La typographie et le graphisme interviennent en favorisant les confusions entre les lettres de formes similaires, tel le groupe V-T-Y qui se présente comme un triangle inversé, ou les groupes N-M-H, F-P-R, et K-X. Il semble que les lettres CDEFHKMNORSUVX et Z soient à peu près de légibilité égale.

De très nombreuses autres échelles de lecture existent pour les enfants ou les illettrés.

Voir le tableau de correspondance des Acuités

Voir le tableau de correspondance entre les différentes notations de l'acuité visuelle de près

Conclusion

Le chapitre de l'acuité visuelle est toujours complexe car de nombreux facteurs entrent en jeu.

Les médecins tentent toujours de mieux étudier l'acuité visuelle et le confort visuel. Ceci à une grande imprtance dans le cadre de recherche d'anomalies visuelles, dans le cadre d'aptitudes professionnelles ou bien après une chirurgie réfractive.

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