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(Thèse 21) - E

1. 101 4 4 4 3 Concordance des CA C issues 101 4 4 4 4 Concordance du AC A calcul et du AC A gradient ooccconnocccccnnocccccononccccnnancncnnnns 102 4 4 4 5 Concordance des AC A de laboratoire de r ponse et de stmulus 102 4 4 4 6 Concordance du AC A calcul et du AC A stimulus de laboratoire 102 4 4 4 7 Concordance du AC A gradient et du AC A stimulus de laboratoire 103 4 4 4 8 Concordance du AC A r ponse de laboratoire et du AC A calcul 103 Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 89 4 4 4 9 Concordance du AC A r ponse de laboratoire et du AC A gradient 103 4 4 4 10 Concordance de la phorie de vision de loin de la phorie l infini optique de la vergence tonique de laboratoire ccccccceeeceecneceeeceeeseceeeaeceeeeesesecncaeeeeeeesetensanaeeeeeess 104 4 5 CONCIUSION cui da anse alu ant 104 Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 90 4 1 Introduction L tat de Part r alis sur l impact de la visualisation en relief sur le syst me oculomoteur a fait merger une probl matique inh rente la d termination de cet impact En effet dans la litt rature l exploration du syst me oculomoteur dans le cas d une exposition a des dispositifs de visualisation en relief a t effectu e via diverses m thodes Bien que les diff rente
2. 42444444400nennnnnennnnnnnennnnnnnennennenennn 50 2 6 3 1 La dissociation accommodation vergence 50 2 6 3 2 Cas particulier du t l st r oscope cccceccececeeeeeceeceeeeeeeeeeeeceaeeeeeeeeeseesenuneeeeeeess 52 2 6 4 CONSEQUENCES OCU OMOTFICES eee eeeeceecee cece eeeeeeceecaeeeeeeeseccaaeeeeeeeeeseeecaeeeeeeeeeesennnaness 53 2 6 4 1 Troubles visuels engendr s par les syst mes de visualisation en relief 53 2 6 4 2 Origine des troubles EE 54 2 6 4 3 Condition de SUVEN eege EERSTEN sta ane 55 2 6 4 4 Adaptation aux conditions de visualisations en relief 56 2 6 9 TEE 56 2 7 Conclusion objectif et hypoth ses ss 57 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 31 2 1 Introduction Le chapitre pr c dent a permis de pr senter l ensemble des composantes de la r ponse oculomotrice et leurs interactions La r ponse du syst me oculomoteur est tr s d pendante du stimulus Ce chapitre est donc consacr l impact des conditions d emploi du syst me oculomoteur sur sa r ponse Dans un premier temps sont d crites les conditions de stimulation n cessaires une r ponse optimale du syst me oculomoteur La dynamique de la r ponse oculomotrice qui en d coule est galement pr sent e En plus d influencer la r ponse oculomotrice les conditions d emploi peuvent conduire l
3. Al B1 Figure 56 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse durant les pr stimulations A et B en fonction de la cible Alors que l amplitude est stable pour la croix ind pendamment des quatre progressions de disparit A it ration identique la diff rence entre la r ponse et le stimulus est plus moins lev pour les DOG que les croix sauf pour la fr quence 6 4 cpd Cependant la diff rence croit au fur et mesure que la fr quence spatiale de la DOG augmente A partir des donn es issues de l Eyelink deux groupes de sujets a t distingu Les sujets pour lesquels la t che visuelle est consid r e comme plut t bien r ussie diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse en de de 167 mm et les sujets pour lesquels la t che visuelle est consid r e comme plut t peu r ussie diff rence entre l amplitude attendue et amplitude de la sinuso de r ponse au del de 167 mm Un lien a t recherche entre la r ussite de la t che et les g nes ressenties l issue des expositions Cependant il est montr que les g nes sont ind pendantes de la r ussite suivre la t che visuelle Chi 0 287 DDL 2 p 0 592 Annexes Annexe 10 Article 194 OP OPHTHALMIC AND PHYSIOLOGICAL OPTICS THE JOURNAL OF THE COLLEGE OF OPTOMETRISTS Ophthal Physiol Opt 2010 30 806 815 Short exposure to telestereoscope affects the oculo
4. Les hautes fr quences spatiales limitent l tendue de la r ponse phasique de vergence Cependant elles permettent une bonne r ponse accommodative phasique Ainsi les hautes fr quences spatiales permettent elles d exploiter au maximum les b n fices que peuvent repr senter la r ponse accommodative pour la r ponse de vergence Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 149 HFS HFS Figure 48 Mod le simplifi du systeme oculomoteur r ponse oculomotrice aux hautes fr quences spatiales HFS est l abr viation de haute fr quence spatiale Les chemins en rouges correspondent aux modifications adaptatives L paisseur des chemins est corr l e l amplitude de la r ponse oculomotrice EM amplitude de base Ce type de m canisme dissoci en fonction du contenu fr quentiel d une image est d ja connu au niveau des voies visuelles o la composante magno cellulaire r pond aux basses fr quences spatiales et la composante parvo cellulaire aux hautes fr quences spatiales De plus la voie magno cellulaire r pond sp cifiquement des stimulus brefs et des changements rapides c est la r ponse phasique Le syst me parvo cellulaire r pond lui de mani re tonique une stimulation en associant une r ponse qui est fonction de l intensit du signal pendant toute sa dur e d application L ensemble des observations
5. 1992 Hung et al 1996 Il existe peu voire pas de mod le permettant de refl ter la r ponse oculomotrice quelles que soient les conditions de stimulation Les deux principales quipes ayant d velopp des mod les de simulation du syst me Les composantes du syst me oculomoteur 24 oculomoteur sont celles de Hung et de Schor Pour se rendre compte des diff rences entre les travaux d velopp s par chacune des quipes un tour d horizon de leurs travaux est pr sent dans les sections suivantes 1 4 2 Travaux de l quipe de Hung Le mod le de Hung 1996 pr sent en figure 8 est compos de trois branches Une branche accommodative une branche proximale et une branche associ e la vergence Le signal d entr e du mod le pour chaque branche est la distance de la cible En sortie il est obtenu une r ponse accommodative et une r ponse de vergence Les stimulus d entr e sont exprim s en m tre pour accommodation AS et en angle m tre pour la vergence fusionnelle VS A ces stimulus viennent se soustraire les r trocontr les La diff rence r sultante repr sente l erreur initiale du syst me Le signal passe au travers d un dead space DSP operator qui mat rialise la profondeur de champ pour la composante accommodative et l aire de Panum pour la composante de vergence Les signaux de sortie des DSP sont ensuite multipli s par les gains des contr leurs d accommodation et de vergence ACG et VCG
6. 5 3 R sultats Seul un tableau r capitulatif et la visualisation graphique des r sultats sont pr sent s La visualisation graphique des r sultats est pr sent e sous la forme d une analyse graphique Ce type de pr sentation est classiquement utilis en optom trie Sur l axe vertical sont indiqu s les distances de r alisation des tests ou plus directement les stimulus accommodatifs associ s exprim s en dioptries 0 et 2 5 D L axe horizontal indique la r ponse de vergence exprim e en angles m tres Sur l abscisse correspondant chaque condition de test sont plac s les valeurs des diff rents tests relatifs la vergence phories points de bris points de flou points de recouvrement Cette repr sentation graphique offre l avantage de permettre l ilustration de la zone de vision binoculaire simple et nette ZVBSN et mettre en vidence la modification des composantes de vergence induites par les conditions d exposition par la superposition des mesures effectu es en pr exposition d une part post exposition d autre part Les lignes renforc es horizontales et verticales rappellent les conditions de stimulation accommodative des tests optom triques et la r ponse en vergence attendue en conditions naturelles 0 AM pour un stimulus accommodatif de 0 D et 2 5 AM pour 2 5 D Dans le tableau ci dessous la convergence est exprim e par des signes positifs tandis que la divergence l est par des signes n gatifs P
7. de l accommodation tonique allant dans le sens d une augmentation de cette derni re Krumholz Choix m thodologiques 78 et al 1986 Rosenfield et al 1993 Les valeurs mesur es de l accommodation tonique sont d pendantes de la m thode utilis e Le dispositif de r f rence est ce jour l optom tre infrarouge Il existe galement plusieurs m thodes pour mettre le syst me accommodatif en boucle ouverte Ces derni res influent sur les valeurs d accommodation tonique obtenues voir le paragraphe 3 4 1 5 traitant du CA C Pour nos tudes l accommodation tonique tait valu e a l aide d un optom tre PowerRef en pr sentant un point lumineux de faible dimension vu au travers d un trou st nop ique La cible tait la m me que celle utilis e pr c demment pour l il droit Elle n a t rendue visible que sur l il droit voir figure 31 pour ne pas stimuler la vergence Pour limiter l impact de la cible sur le syst me accommodatif elle tait pr sent e 300 ms ordre de grandeur de la latence accommodative au travers d une vue Maxwellienne La cible tait plac e l infini optique Ce type de cible flash et per u au travers d une vue Maxwellienne permettait de minimiser la stimulation de accommodation La cible tait pr sent e dans l unique but de donner un point de rep re visuel au sujet afin d assurer la faisabilit de la mesure accommodative par le PowerRef Afin de fac
8. 182 Champ visuel sous st r oscope image l chelle 1 5 183 Proc dures des tests dmioues nenn 184 Bland Altman ioiii a ehrt 2a oni nil de 187 Exemple de d composition fr quentielle en opndelette 189 Repr sentations des oscillations de la cdhle nen 190 Phras ologie associ e l exp rimentation 3 192 R sultats associ es au suivi oculomoteur 193 Artic EE 194 P DIICAtIONS aiii ae ai 204 Annexes 181 Annexe 1 Unit s optom triques Les param tres oculomoteurs ont la particularit d tre mesur s avec des unit s hors du syst me international La vergence peut tre exprim e en degr en angle m tre AM ou en dioptrie prismatique DP ou A L angle m tre correspond l inverse de la distance en m tre entre le sujet et le point de croisement de ses lignes de regard La dioptrie prismatique est l unit utilis e en clinique Elle repr sente la quantit de d viation d un faisceau de lumi re produite par un prisme Une dioptrie prismatique correspond une d viation de 1 cm sur une surface plane situ e 1 m du prisme La conversion d une unit vers une autre est r alisable via les quations ci dessous o DIO repr sente la distance interoculaire et o les distances sont exprim es en m tre voir exemple ci contre Vergence AM gt Vergence DP V DP DIO 10 x V AM 16 DP 2 5 AM 9 1 Vergence DP gt Vergen
9. 3 4 Choix des tests Les tests ont t choisis pour explorer au mieux le couplage accommodation vergence les composantes de vergence et d accommodation ainsi que leur processus adaptatif Les param tres de vergence pr sent s ci apr s sont donc ceux entrant en jeu dans les mod les du syst me oculomoteur et ou ceux manifestant une certaine flexibilit On distingue deux grandes approches l approche clinique et l approche de laboratoire Les deux approches reposent sur les m mes principes de base pour valuer les param tres oculomoteurs Par exemple dans une m thode comme dans l autre l valuation de la vergence accommodative est r alis e en mesurant la vergence pour un stimulus accommodatif donn et en inhibant au maximum les autres stimulus de la vergence Les deux types de m thodes se distinguent cependant sur plusieurs points L approche clinique utilise une routine d examen permettant d valuer rapidement les param tres oculomoteurs Cette m thode plus cologique que l approche de laboratoire a pour but de rendre compte des modifications oculomotrices cliniquement significatives Toutefois la fiabilit et la r p tabilit de la mesure ne sont pas toujours optimales et d pendent de la technique choisie Les mesures de laboratoire offrent une pr cision plus importante permettant de discriminer des tendances non observables avec les mesures cliniques Les quipements de laboratoire permettent galement une mesur
10. Anova un facteur 3 DDL F 68 918 et p lt 0 0001 voir figure 55 A1 B1 C1 D Figure 55 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse durant les dix premi res minutes A1 B1 C1 et D L accolade et l asterisque mettent en vidence la diff rence statistiquement significative p lt 0 05 du suivi oculaire durant les dix premi res minutes des conditions A B C et D Il est noter que la diff rence est galement significative entre les conditions B1 et D A1 et C1 A1 et D mais que pour des raisons de clart ceci n est pas mat rialis sur le graphique Ainsi le suivi a t meilleur pendant les pr stimulations A1 et B1 que pendant C1 ou D Le suivi pendant les dix minutes d A1 et de B1 sont comparables Cependant le comportement au cours des dix premi res minutes n est pas du m me type suivant que le sujet est expos la condition A ou la condition B voir figure 56 L Anova un facteur sur la pr stimulation B ne met pas en vidence d effet entre les quatre augmentations de disparit successives it rations 3 DDL F 0 337 p 0 114 Tandis que l effet est av r entre les quatre diff rentes DOG de la pr stimulation A 3 DDL F 2 988 p 0 032 le passage d une DOG la suivante conduit syst matiquement a un d clin significatif de la performance suivre l oscillation de la cible Annexes 193 300 250 HE 200 M 635 E 2 016 E 6 400 E croix
11. En effet dans les mesures cliniques et plus particuli rement au cours de certains tests la r ponse proximale fait partie int grante des r sultats Wick 1985 Dans les mesures de laboratoire ce param tre est contr l par l utilisation de dispositifs permettant de maintenir la taille angulaire de l image r tinienne constante module de Badal La r ponse proximale diff re donc dans les deux types de mesures D un test mesurant un param tre oculomoteur donn un autre la composante oculomotrice prise en compte peut diff rer e g prise en compte du stimulus ou de la r ponse du syst me oculomoteur La seconde hypoth se est donc que la prise en compte d une composante plut t que d une autre devrait influencer le r sultat des tests De plus tant donn que la finesse de la mesure et que le nombre de points utilis pour d terminer la mesure varient d une m thode l autre il est attendu que la pr cision de la m thode de laboratoire soit meilleure que celle de la m thode clinique Ainsi il est propos que bien que le principe sur lequel repose les mesures reste le m me quels que soient la m thode et le test r alis s les valeurs obtenues suivant chaque m thode ou test devraient diff rer tout en restant coh rentes 4 2 M thode 4 2 1 Participants Vingt et un sujets ont particip l tude quinze hommes et six femmes g s de 21 36 ans moyenne d ge 27 5 4 5 ans Les sujets ayant particip
12. Il est de plus peu encombrant et modulable pour un co t limit II s agit d un dispositif compos de deux crans et de deux paires de miroirs de renvoi inclin s 45 par rapport au plan sagittal voir figure 29 Choix m thodologiques 69 Miroirs de renvoi externes Ecrans Cd vl vu H AA Miroirs de renvoi Figure 29 St r oscope vue en perspective et vue du dessus Le dispositif est compos de deux crans et de miroirs de renvoi ici deux paires de miroirs de renvoi externe interne inclin s a 45 Les traits continus fl ch s correspondent aux chemins optiques Le dispositif utilis comprenait deux crans LCD 22 ViewSonic de 120 Hz Les crans taient plac s 0 67 m correspondant 1 1 5 D du centre de rotation de l il des sujets par un r glage individuel de la position des sujets Le st r oscope tait r gl de sorte que quel que soit le sujet le champ visuel restait identique modification de la position des miroirs centraux et des crans en fonction de la distance interoculaire Le sujet tait stabilis l aide d une empreinte dentaire Les miroirs externes taient positionn s de telle mani re que ni eux ni les crans ne limitaient le champ de vision Le champ tait donc limit uniquement par les petits miroirs centraux de renvoi Le champ au travers du dispositif tait d environ 26 voir annexe 3 Choix m thodologiques 70
13. L utilisation de conditions diff rentes manipulant des gammes de disparit et des cibles de fr quences spatiales diff rentes permettent de mettre en vidence l impact de chacun de ces param tres sur le syst me oculomoteur dans le cas particulier de la visualisation st r oscopique et donc de la dissociation accommodation vergence On note que l utilisation de disparit s croissantes combin es une cible de haute fr quence spatiale permet de faciliter l adaptation de la vergence tonique On constate galement que l utilisation de basses fr quences spatiales permet de diminuer l impact du couplage accommodation vergence Le m canisme sous jacent ce post effet bien que compr hensible au vu de la contrainte reste explorer pour pouvoir d finir plus finement l impact du contenu fr quentiel de l image sur les m canismes oculomoteurs et d terminer comment ce param tre peut tre int gr dans les mod les de simulation du syst me oculomoteur Enfin on remarque que l exposition prolong e une dissociation accommodation vergence de grande amplitude conduit des modifications oculomotrices de type adaptatives Cependant ces modifications sont associ es une forme de fatigue puisque le temps d exposition impacte n gativement la performance du suivi oculaire pendant l exposition Bien que le systeme oculomoteur semble tre capable de prendre en charge la contrainte impos e par les dispositifs de visualisation en relief
14. Le signal d entr e pour la branche proximale est galement la distance du stimulus DS Ce signal est sans r troaction Il passe par le gain de distance per ue PDG correspondant l estimation subjective de la distance apparente ll a pour signal de sortie les gains de l accommodation et de la vergence proximales APG et VPG Les signaux de sortie des gains proximaux s additionnent ensuite ceux des contr leurs A cela vient s ajouter la composante de couplage accommodation de vergence CA et la vergence accommodative AC ainsi que les composantes toniques Le signal neural de sortie conduit ensuite l innervation des muscles oculomoteurs Les modifications motrices sont alors renvoy es la jonction initiale Si Perreur r siduelle du syst me est trop importante alors le cycle est r p t jusqu que cette erreur devienne acceptable profondeur de champ aire de Panum et stable pour les deux syst mes Ciuffreda 2002 pour revue Les composantes du syst me oculomoteur 25 tat de la boucle Contr leurs Gains El ments ouverte ferm e avec gains proximaux toniques Branche associ e l accommodation R ponse d accommodation Branche proximale R ponse Branche associ e de vergence la vergence eee Signaux Dead space El ments Couplage Signaux d entr e operator adaptatif avec gains de sortie Figure 8 Mod le statique des syst mes d accommodation et de vergenc
15. de composante adaptative dans ses mod les L adaptation du syst me oculomoteur suite une exposition aux prismes par exemple est simul e par modification des gains des contr leurs par l op rateur Schor 1979a 2 4 2 R sum 2 5 La fatique oculomotrice 2 5 1 G n ralit s La fatigue oculomotrice est une expression g n rique utilis e pour indiquer le d clin d une ou plusieurs fonctions visuelles La fatigue est selon Emoto et al 2005 subjective par nature et d valuation difficile Elle est connue pour conduire au d clin transitoire de diverses fonctions ainsi qu des sympt mes subjectifs et des changements chimiques pouvant mener une baisse d efficacit dans l activit Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 47 La distinction entre adaptation et fatigue oculomotrice est parfois difficile a appr hender Cependant m me si ces processus sont troitement li s il est n cessaire de bien distinguer Pimplication de chacun sur la r ponse oculomotrice En effet comme pr cis pr c demment l adaptation du syst me oculomoteur permet de r duire la demande reposant sur les composantes d accommodation et de vergence et donc de limiter la fatigue visuelle inh rente a une sollicitation importante des composantes rapides A contrario l exposition des stimulations r p titives g n rant de la fatigue oculomotrice conduit une r duction des capacit s d adaptation des compos
16. des mesures des param tres oculomoteurs 94 Tableau 4 Comparaison des tests par param tre oculomoteur 97 Tableau 5 Moyenne et erreur standard des mesures optom triques avant et apr s exposition au UE e e rin heard ane etat ane dl staan pee aa ave AD AAA sed la 111 Tableau 6 Post effet moyen cons cutif chaque condition de visualisation st r oscopique 135 Tableau 7 Post effet moyen cons cutif chaque condition de visualisation st r oscopique pour les sujets ayant une diff rence entre amplitude attendue et r ponse lt 167 mm 136 Tableau 8 Post effet moyen cons cutif chaque condition de visualisation st r oscopique pour les sujets ayant une diff rence entre amplitude attendue et r ponse gt 167 mm 137 Tableau 9 Comparaison deux deux des conditions de visualisation st r oscopique 138 Tableau 10 R capitulatif des comportements adaptatifs en fonction des conditions de visualisation IEF IER COST 146 Tableau 11 Etapes de la d composition fr quentielle en ondeleites nn 189 Introduction g n rale Avez vous d ja tent d attraper des guimauves virtuelles au milieu d une salle de cin ma Moi oui Imaginez une pluie de bonbons arrivant droit sur vous Je ne saurais dire le nombre de mains qui se sont lev es en esp rant en saisir un mais il est clair qu apr s cela nous tions tous tr s impatients de voir le film
17. explique notamment par le fait que les tudes r alis es n exploraient qu une partie des param tres oculomoteurs mis en jeu lors de ce type de contrainte ce qui ne permet pas de s appuyer sur les mod les de simulation du syst me oculomoteur existants pour comprendre les m canismes sous jacents aux modifications constat es De plus l utilisation d une m thodologie de mesure non standardis e ne facilite pas la comparaison des r sultats obtenus entre les diff rentes tudes et ne permet pas une compr hension exhaustive des modifications oculomotrices manant des diverses tudes sur le sujet Enfin il faut noter que l adaptation oculomotrice a ce type de contrainte a t largement n glig e alors m me qu elle pourrait repr senter une issue pour limiter la fatigue visuelle 7 2 Analyse transverse des r sultats Les dispositifs de visualisation en relief conduisent a un conflit entre les demandes d accommodation et de vergence Ce conflit peut tre partiel c est le cas lors de l hyper relief induit par t l st r oscope mais il peut galement tre total lorsque l accommodation est impos e sur un plan fixe et que la demande en vergence s exerce dans un environnement virtuel Face a ces deux types de conflit accommodation vergence le syst me oculomoteur adopte un comportement diff rent 7 2 1 Un type de conflit un type d adaptation L exposition a un t l st r oscope conduit a une augmentation de
18. i e convergence data After exposure to the telesteroscope the stereoscopic threshold increased by 20 36 35 60 sec arc which 2010 IRBA Annexes 199 Oculomotor effects of telestereoscope P Neveu et al 811 Table 1 Average data from the optometric assessment Pre test Post test Change Measurements Mean SE Mean SE Mean SE t or z D Ber Calculated AC A MAD 0 84 0 07 0 95 0 05 0 11 0 04 2 80 0 0075 0 0200 AC A gradient 1 00 MA D 0 37 0 07 0 67 0 11 0 29 0 12 2 21 0 0246 0 0328 Near vision Stereoscopic threshold sec arc 47 14 7 84 67 5 15 78 20 36 9 51 2 23 z 0 013 0 0208 Near phoria MA 0 48 0 19 0 33 0 17 0 81 0 10 8 03 lt 0 0001 lt 0 0016 Break BI MA 3 02 0 19 2 53 0 30 0 49 0 16 2 99 0 0052 0 0166 Blur BI MA 1 86 0 19 1 47 0 22 0 39 0 22 1 76 0 0507 0 0579 Recovery BI MA 1 86 0 17 1 22 0 25 0 64 0 19 3 46 0 0021 0 0084 Break BO MA 2 38 0 32 3 28 0 33 0 90 0 42 2 12 0 0268 0 0330 Blur BO MA 1 84 0 22 2 79 0 36 0 94 0 34 2 74 0 0084 0 0192 Recovery BO MA 1 23 0 17 2 05 0 34 0 82 0 37 2 21 0 0230 0 0335 Far vision Far phoria MA 0 07 0 05 0 45 0 07 0 52 0 08 6 26 lt 0 0001 lt 0 0016 Break BI MA 1 53 0 13 1 27 0 07 0 25 0 10 2 55 0 0122 0 0217 Recovery BI MA 0 48 0 07 0 20 0 09 0 28 0 07 4 31 0 0004 0 0021 Break BO MA 2 76 0 33 2 85 0 30 0 09 0 26 0 35 0 3660 0 3660 Blur BO MA 1 72 0 33 1 95 0 1
19. loign es de la gamme d int r t correspondant la t che visuelle En plus de l amplitude la phase tait d termin e Elle tait d duite de la transform e de Hilbert pour tre ensuite compar e la phase du signal stimulus L ensemble de ces traitements des donn es tait r alis a posteriori sur les donn es enregistr es 3 6 Choix des crit res d inclusion Les exp rimentations ont n cessit de poser plusieurs crit res d inclusion Leur choix et leur d tail sont expos s ci apr s L ge des sujets devait tre compris entre 18 et 36 ans Les participants g s de plus de 36 ans taient exclus afin d viter une dispersion des r sultats pour les param tres d pendant de l ge Schor et Narayan 1982 Ciuffreda et al 1997 Ce crit re permettait galement de limiter le risque de pupilles lt 3 mm Kumnick 1954 perturbant les mesures du PowerRef Seule l tude n 2 portant sur le t l st r scope a t r alis e avec des sujets allant jusqu 44 ans Cela s explique par le fait que durant cette tude l enjeu se situait essentiellement sur la vergence et non sur l accommodation tant donn qu elle restait naturelle Il avait donc t choisi de limiter l acc s cette tude uniquement aux personnes ne pouvant pas r aliser une t che de lecture en vision pr s de mani re confortable Les sujets pouvaient avoir une am tropie de 1 00 D mesur e l autor fracteur Nidek AR 6
20. volution de l acuit st r oscopique suite l exposition au t l st r oscope t moigne donc de modifications sensorielles et ou motrices du syst me visuel Bien que significative la variation observ e est de l ordre de la r solution de test Ainsi ce changement doit tre interpr t plut t comme une tendance de l acuit st r oscopique se d grader apr s une exposition l hyper relief Le suivi des param tres oculomoteurs r alis s avant et apr s exposition au t l st r oscope permet l analyse des m canismes sous tendant cette d gradation de la st r opsie L un des m canismes propos par les mod les du syst me oculomoteur existants Hung 1992 Schor 1999 pour r pondre la demande de vergence impos e par le t l st r oscope est le changement du gain de la vergence accommodative L augmentation des ratios AC A de la pr sente tude conforte cette hypoth se Dans le cas du AC A gradient le seul param tre pouvant influencer la Valeur du ratio est la vergence accommodative puisque les conditions de mesure sont inchang es hormis la demande accommodative voir le paragraphe 3 4 1 3 L augmentation apr s exposition met donc en vidence l augmentation du gain de la vergence accommodative Ainsi pour une accommodation donn e la r ponse de vergence est devenue plus grande Ce m canisme est en coh rence avec la contrainte impos e par le t l st r oscope et est en concordance avec la litt ratur
21. 1982 de ABIAS pour accommodative bias Hung et Semmlow 1980 Ciuffreda 2002 ou de dark focus ou dark accommodation lorsque cette derni re est valu e dans le noir Rosenfield et Gilmartin 1989 Il est estim en moyenne que l accommodation tonique est de 1 D 1 5 D Toates 1972 Owens et Leibowitz 1980 Schor et al 1984b Howard 2002 Il existe une variation importante de l accommodation tonique entre les sujets Elle s explique notamment par la variabilit de la r ponse du muscle ciliaire l innervation Rosenfield et al 1993 pour revue D autres param tres peuvent affecter l accommodation tonique et augmenter la variabilit de la r ponse comme c est la cas par exemple pour l activit mentale Bullimore et Gilmartin 1987 Jaschinski Kruza 1988 Voir glossaire Les composantes du syst me oculomoteur 21 1 2 4 4 R sum 1 3 Amplitude de la r ponse oculomotrice La vergence et l accommodation pr sentent un certain niveau d erreur de leur r ponse vis vis du stimulus Cela constitue un stimulus constant d erreur permettant de mobiliser en permanence la composante phasique ou transitoire Schor 1979a et ainsi de maintenir un niveau de r ponse au stimulus satisfaisant Cette erreur est appel e avance ou retard accommodatif et disparit de fixation pour la composante de vergence 1 3 1 Vergence la disparit de fixation La disparit de fixation est une dispar
22. Emoto et al 2005 Shibata et al 2011 Dans l tude de Mon Williams et Wann 1998 il est montr que dans des conditions d exposition bi oculaires avec une discordance r duite entre accommodation et vergence disparit s binoculaires de faibles amplitudes ou avec un conflit non continu ponctuel il n est pas observ de changement oculomoteur significatif Ce serait donc le conflit continu qui serait l origine des modifications observ es et des signes subjectifs D j en 1995 Peli puis Wann et al en 1996 d signaient l aspect dynamique de la visualisation sous st r oscope comme responsable des probl mes visuels En effet tant donn es les variations continues de la vergence il ne peut y avoir de mise en place d une adaptation telle que celle ayant cours lors de l insertion d un prisme voir paragraphe 2 4 1 1 Ce serait ainsi ce d faut d adaptation qui serait l origine de la fatigue oculaire et des maux de t tes Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 56 Mon Williams et al 1995 notent que la lev e des verrous techniques en termes de contraste et de r solution des images dans les dispositifs de visualisation en relief augmentera l importance du probl me li la discordance accommodation vergence Le conflit accommodation vergence semble ainsi tre l un des seuls challenges ne pouvant tre r solus terme par l volution des technologies Wann et al 1995 En effet plus les
23. Il n existe donc pas de r elle routine clinique ou de laboratoire L valuation du CA C n cessite la mise en boucle ouverte de l accommodation Outre l exposition dans le noir dans une pi ce suffisamment grande la boucle peut tre ouverte en utilisant un trou st nop ique qui permet une augmentation importante de la profondeur de champ Ward et Charman 1985 1987 Pour tre efficace cette m thode n cessite que les indices proximaux soient neutralis s Rosenfield et al 1993 L utilisation d une DOG de basse fr quence spatiale est galement possible Kotulak et Schor 1987 Tsuetaki et Schor 1987 Toutefois tant donn que la mesure s effectue en lumi re ambiante la proximit de la cible intervient dans la valeur d accommodation tonique mesur e Rosenfield et al 1993 Les variations inh rentes ces m thodes de mise en boucle ouverte influencent la valeur du CA C L tude de Wick et Currie 1991a montre qu il existe une corr lation entre une mesure clinique r alis e avec une DOG associ e une Nott skiascopie et une mesure de laboratoire r alis e via un oculom tre et un optom tre infra rouge Comme pour le ratio AC A il pourrait tre consid r le CA C de stimulus et le CA C de r ponse Cependant la r ponse de vergence et son stimulus tant g n ralement identiques la distinction des deux types de ratio est inutile Scheiman et Wick 2002 La valeur attendue pour le ratio CA C est de 0 5 D AM soit
24. J f d m 5240 a e of i u c L Si D S pol MEA 3 W ep E 1 Far e A e x ay 3 VW f d a V tet del al W se Te et V wy de S fee AN RS eit Zi ad A EE bn A 4 at d CA 2 10 2 10 2 0 28 56 2 o 28 56 lt Cr neaux lt Cr neaux Condition A A1 cr neaux 1 28 A2 cr neaux 29 56 Condition B B1 cr neaux 1 28 B2 cr neaux 29 56 Eve E 440 5 390 5 390 D D E340 D 340 O29 O 20 gt suo il bo 1 lb p na S Ann 8 4 o 5 Pat S190 yna Leur d PP W mi id 3 5 100 L97 f I N F e i Dm Meta a ty it i onge ge OST md 8 90 E ul 8 90 L L 3 40 40 a 0 28 56 E 0 28 lt Cr neaux lt Cr neaux Condition C C1 cr neaux 1 28 C2 cr neaux 29 56 Condition D Figure 46 Amplitude de la sinuso de de r ponse vis vis de celle de la sinuso de de stimulus pour les 56 cr neaux des conditions A B C et D Les losanges orange repr sentent l amplitude de la sinuso de stimulus Les carr s bleus correspondent l amplitude moyenne de la r ponse pour chaque condition Les triangles jaunes mat rialisent le d phasage moyen pour chaque cr neau de la r ponse avec la stimulation Lorsque le triangle jaune est sous le carr bleu alors la r ponse tait en retard de phase et vis et versa Les barres d erreurs associ es aux triangles jaunes correspondent a l cart type du d phasage Annexes 189 La figure 46 permet de voir que la r ponse oculaire
25. LUMINANCE TEE 34 2 2 3 Optimisation du couplage accommodatton vergence coonoccccconocccccononcnnonnancnn nano nannnnnn na 35 2 2 3 1 Fr quence temporelle de la stimulation 35 2 2 3 2 Fr quence spatiale de la cible ccc eececeeceececeeeeeeeeeeeeeeeeeeesesenaeeeeeeeeesesensineeeeeeess 35 2 2 3 3 Contraste de la cible ooo ccc cecececcec cece eaan adiada eaat aaa iaae aadis 35 2 2 94 Bu ul e 35 2 24 TTT 35 2 3 Dynamique de la r ponse oculomotrice sers 35 2 3 1 Dynamique de la r ponse de vergence cocccccconocccccononccccnnoncnccanonnncnnno cnn rnnnn nn nr nano rca 36 2 3 2 Dynamique de la r ponse accommodative 37 23 3 LEE 38 2 4 L Adaptation de la r ponse oculomotrice et sa mod lisation 39 2 4 1 1 Adaptation de la vergence iii 39 2 4 1 2 Adaptation de Taccommodaton nn 43 2 4 1 3 Adaptation des gains du couplage accommodation vergence uunneeneenneen 44 2 4 1 4 Mod lisation de adaptation ss 45 ZADZ EE 46 2 5 La fatigue oculomotrice sms 46 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 30 2 5 1 G n ralit s sienne 46 2 5 2 ROSUMO ii Eed ee 47 2 6 La demande oculomotrice dans les syst mes de visualisation en relief 47 2 6 1 Introduction pcre 47 2 6 2 Principe g n ral de la restitution du relief 48 2 6 3 Sp cificit de la demande oculomotrice
26. Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 107 5 1 Introduction L hyper relief caract rise l amplification des disparit s r tiniennes conduisant une vision accrue du relief L hyper relief est largement utilis e au cin ma ou dans les jeux vid os pour donner un effet de relief spectaculaire La revue de la litt rature a permis de mettre en vidence que plus la disparit r tinienne dans les environnements virtuels est grande plus l effet d l t re sur la vision est grand Peli 1998 Perrin et al 1998 Shibata 2002 Emoto et al 2005 Toutefois cette revue n a pas permis pas de d terminer si l hyper relief en tant que ph nom ne isol tait source d inconfort et de larges modifications visuelles et donc si c est I hyper relief qui est en cause ou si c est sa combinaison avec des dispositifs de r alit virtuelle hyperst r oscopie qui en fait un ph nom ne aggravant En effet l hyper relief est g n ralement utilis dans les dispositifs de visualisation en relief et a t peu tudi e en tant que param tre isol Les quelques tudes ayant port sur l hyper relief seul taient centr es sur l impact du conflit oculomoteur sur la stabilit ou l adaptabilite du couplage accommodation vergence Judge et Miles 1985 Bobier et McRae 1996 L enjeu de ces tudes n tait pas de d terminer l impact de l hyper relief sur le syst me visuel mais plut t de d terminer si l interactio
27. Nguyen et al 2008 L image de la source lumineuse de chaque bras est consid r e comme ponctuelle et illumine donc les cibles en lumi re coh rente L haploscope est reli une manette type manette de jeu Choix m thodologiques 65 vid o pour lancer les tests gachette de gauche mettre en mouvement le bras de vergence boutons X et B et enregistrer les r ponses du sujet gachette de gauche La r solution de la mesure du bras de vergence est inf rieur a 0 01 3 2 4 Optom tre Le dispositif de r f rence a ce jour pour valuer l accommodation est l optometre infrarouge Il a l avantage de ne pas n cessiter la r alisation d une t che par le sujet a contrario de l optom tre laser et de la stigmatoscopie Rosenfield et al 1993 Il permet une mesure objective de la r fraction ou de l accommodation de l observateur II s agit d un dispositif infrarouge 870 nm bas sur le principe de la photor fraction excentrique c est dire sur le m me principe que la skiascopie clinique Le dispositif utilis est le PowerRef Il distribu par Plusoptics voir figure 26 Ses principaux int r ts sont qu il ne requiert pas de r ponse du sujet test objectif qu il est non invasif qu il n interfere pas avec les conditions de vision situ 1 m du sujet et qu il r alise des mesures en dynamique 25 Hz Lors de son utilisation il a t choisi de placer un filtre Kodak 87C passe haut 790 nm devant les leds
28. Visual Science 27 544 551 Kotulak J C et Schor C M 1987 The effects of optical vergence contrast and luminance on the accommodative response to spatially bandpass filtered targets Vision Research 27 1797 1806 Kotulak J C et Morse S E 1995 Oculomotor responses with aviator helmet mounted displays and their relation to in flight symptoms Human Factors 37 699 710 Krishnan V Farazian F et Stark L 1973a An analysis of latencies and predisction in the fusional vergence system American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 50 933 939 Krishnan V Phillips S et Stark L 1973b Frequency analysis of accommodation accommodative vergence and disparity vergence Vision Research 13 1545 1554 Krishnan V et Stark L 1977 A heuristic model for the human vergence eye movement system IEEE Transactions on Biomedical Engineering 24 44 49 Kruger P B et Pola J 1986 Stimuli for accommodation Blur chromatic aberration and size Vision Research 26 957 971 Krumholz D Fox R et Ciuffreda K 1986 Short term changes in tonic accommodation Investigative Ophthalmology amp Visual Science 27 552 557 Kumnick L S 1954 Pupillary psychosensory restitution and aging Journal of the Optical Society of America 44 735 740 Lambooij M Fortuin M ljsselsteiin W A et Heynderickx I 2009a Measuring visual discomfort associated with 3D disp
29. accommodation et de vergence en vision artificielle st r oscopique vue du COSSUS NR 3 Figure 3 Focalisation d un rayon lumineux sur la r tine r nano rana 10 Figure 4 Notion d horoptere et disparit r tinienne nenn 13 Figure 5 Interaction entre accommodation et VergenCe oooonocccccnnocicccononcncnonncnncnno cnn n nana narran narran 15 Figure 6 Couple oculaire d un sujet esophore en vision de loin et en vision dissoci e vue du dess US Vaa TEET tidad 19 Figure 7 R ponse accommodative en fonction du stimulus d accommodation 22 Figure 8 Mod le statique des syst mes d accommodation et de vergence de Hung 1996 25 Figure 9 Bloc diagramme du syst me de vergence Hung 1998 26 Figure 10 Bloc diagramme du syst me oculomoteur Schor 1999 27 Figure 11 R ponse accommodative en fonction de la fr quence spatiale 33 Figure 12 R ponse accommodative en fonction du contraste et de la fr quence spatiale 34 Figure 13 Dynamique de la r ponse oculomotrice exemple pour accommodation 36 Figure 14 Processus d adaptation prismatique totale il gauche vu du dessus 41 Figure 15 Changements de vergence fusionnelle en fonction du temps 42 Figure 16 Modification de la phorie en fonction du temps 42 Figure 17 El ment d adapta
30. avec l haploscope La r solution de la mesure de l accommodation par la m thode clinique est de 0 25 D tandis qu elle est inf rieure a 0 01 D par le PowerRef Ainsi la mesure clinique peut conduire une mesure artificiellement stable en cas de valeurs r elles du param tre oculomoteur se modifiant d une quantit inf rieure au pas de mesure Les variations des param tres oculomoteurs li es par exemple une visualisation en relief ou la mise en place d un processus adaptatif doivent donc tre suffisamment grandes pour tre discriminables par les tests cliniques On peut cependant estimer que des variations en de de la r solution de la mesure ne devraient avoir qu un impact minimal sur les observateurs Outre une stabilit artificielle la mesure clinique peut galement pr senter une mauvaise r p r tabilit du fait d une mesure artificiellement instable en cas de valeurs r elles du param tre oculomoteur comprises dans la zone de transition entre deux crans de mesure La finesse de la mesure de laboratoire permet quant elle de mieux rendre compte de faibles variations oculomotrices Ces l ments sont prendre en consid ration lors de l analyse de la r p tabilit des diff rentes m thodes Il est noter que dans l tude de la r p tabilit de la mesure les variations dues la mesure et celles dues au param tre oculomoteur ne peuvent pas tre distingu es ll est donc difficile de d terminer si une m
31. boucle ouverte sans stimulus de flou ou de disparit Joubert et Bedell 1990 Hung et al 1996 Scheiman et Wick 2002 Daum et McCormack 2006 En boucle ferm e vision binoculaire avec stimulus de flou la conscience de la proximit permet avec la composante volontaire d initier la r ponse oculomotrice en cas de variation importante de focalisation gt 2 D ou d alignement gt 4 Schor 1992 Schor et al 1992 Saladin 2006 Le syst me visuel r pond alors grossi rement la perception de la proximit ou la diff rence de proximit entre le point fix et le point de fixation d sir en induisant une premi re r ponse approximative des composantes de vergence et d accommodation pour r duire le flou et la disparit r tinienne et les amener dans des gammes traitables par les d tecteurs de flou ou de disparit Schor et al 1992 Saladin 2006 La r ponse proximale est galement pr sente dans le cas d erreurs plus faibles de focalisation ou d alignement mais sa part est g n ralement r duite au profit des stimulus r tiniens Hung et al 1996 Ciuffreda 2006 Il est noter galement qu en boucle ferm e du fait du lien crois entre accommodation et vergence l accommodation induite par la conscience de la proximit de la cible r sulte la fois de l accommodation proximale et de la vergence proximale par l interm diaire de l accommodation de vergence ll en est de m me pour la verg
32. de fait une r p tablit galement pr s de trois moins bonne que celle du CA C de laboratoire Malgr tout la valeur moyenne du CA C clinique reste comparable celle trouv e dans la litt rature qui est d environ 0 5 D AM Tsuetaki et Schor 1987 Wick et Currie 1991a Scheiman et Wick 2002 4 4 3 4 R p tabilit des AC A La r p tabilit des diverses m thodes de mesure du AC A est comprise entre 0 175 et 0 504 AM D La meilleure r p tabilit est obtenue pour le AC A de stimulus Bien que le AC A de r ponse soit obtenu au cours de la m me proc dure de test il d tient une r p tabilit l g rement moins bonne La diff rence de r p tabilit serait ainsi imputer la mesure de l accommodation r ponse par l optom tre puisqu il s agit du seul param tre qui diff re entre les deux types de tests Le test ayant la moins bonne r p tabilit est le AC A gradient clinique Bhoola et al 1995 avaient d j mis en vidence la grande variabilit du AC A gradient Cette variabilit s explique par le protocole sur lequel repose ce test Le gradient implique deux mesures de phories en vision de pr s tandis que les autres tests combinent la phorie de vision de pr s avec une ou plusieurs phorie de vision de loin Or la phorie de pr s est un param tre moins stable que la phorie de vision Ciuffreda et Kenyon 1983 ce qui explique la moins r p tabilit du AC A gradient clinique vis vis des autres tests
33. e par le protocole utilis dans la pr sente tude puisque la diminution observ e est plus manifeste apr s 20 minutes d exposition au conflit maximal condition C qu apr s dix minutes condition D On remarque que l exposition un conflit oculomoteur croissant utilisant des stimulus en basses fr quences spatiales connues pour bien stimuler la mise en uvre de la vergence fusionnelle n a pas permis un d clin du CA C plus marqu Les modalit s d application du conflit accommodation vergence croissant retenues dans l tude ont t d finies de fa on empirique en l absence de donn es dans la litt rature Plusieurs caract ristiques des profils de stimulation peuvent tre incrimin es Les disparit s utilis es pas de disparit entre deux cr neaux nombre de sinuso des pour chaque cr neau nombre d it rations Les fr quences spatiales utilis es gamme de fr quence nombre de DOG transition dans le contenu en fr quences spatiales d une it ration l autre La fr quence temporelle volution gamme de fr quence temporelle La dur e de la pr stimulation Le niveau du d clin du CA C observ pour les conditions A et B compos es d une pr stimulation et de dix minutes de conflit maximal est identique celui observ pour la condition D compos e uniquement des dix minutes de conflit maximal Aussi pourrait il tre suppos que les pr stimulations aient t sans effet et que le petit
34. explique par la composante proximale Cette derni re fait partie int grante du ratio AC A calcul tandis qu elle nintervient pas dans le AC A gradient On en d duit que la variation de vergence proximale ne peut tre qu une augmentation tr s faible par rapport au changement de vergence accommodative ou m me en th orie un d cr ment ce qui est peu probable cependant les conditions de mesures tant inchang es Or les tudes de Fisher et Ciuffreda 1990 ainsi que celle de Priot et al 2010 montrent que l exposition un t l st r oscope multipliant par 3 la distance interoculaire conduit post effet perceptif allant dans le sens d une augmentation de la distance apparente Ainsi la convergence proximale li e a la conscience de la distance cible serait r duite Hofstetter 1942 Nos donn es montrent que l exposition a l hyper relief conduit une augmentation de la vergence tonique et du gain de vergence accommodative Plusieurs param tres des r serves fusionnelles sont galement modifi s suite a une exposition a l augmentation artificielle de la distance interoculaire Les r sultats r v lent une volution des r serves fusionnelles relatives et des points de recouvrement vers la convergence L ensemble des points caract risant les r serves en divergence sont diminu es apr s exposition a exception du point de flou Le d placement de la zone de vision binoculaire simple et nette ZVBS
35. finir deux rapports AC A un rapport de r ponse ou un rapport de stimulation selon que la r ponse accommodative est prise en compte ou pas dans le calcul du ratio Cette distinction est importante du fait de la diff rence existant entre la reponse accommodative et la stimulation accommodative cette notion est pr cis e au paragraphe 1 3 2 consacr l avance et au retard accommodatif L accommodation de pr s entra ne une convergence des deux yeux tandis que l accommodation de loin entra ne une divergence La vergence accommodative est seulement horizontale et a une latence et une dynamique plus lentes que la vergence r flexe 1 2 2 3 Accommodation de vergence L accommodation de vergence est exprim e au travers du rapport CA C qui correspond a la quantit d accommodation mise en jeu par une modification donn e de vergence L accommodation de vergence est donc celle qui est entrain e par une disparit r tinienne Selon Miles 1985 l accommodation de vergence jouerait un r le crucial pour l initiation des variations accommodatives rapides En effet il est observ qu en vision binoculaire la r ponse accommodative d bute 100 ms avant la r ponse monoculaire Ceci serait largement d la r ponse d accommodation de vergence En l absence de signal de flou ad quat gt 2 D pour initier des changements rapides le syst me accommodatif utilise entre autres les informations de disparit via accommodation d
36. l exp rimentation remplissaient les crit res d inclusion d finis dans le paragraphe 3 6 4 2 2 Proc dure exp rimentale Tous les sujets ont particip a l ensemble des tests afin de r aliser des comparaisons appari es Chaque param tre oculomoteur a t valu au minimum par deux tests distincts Les tests relatifs chaque param tre ont t compar s deux deux en vue de pr ciser les m canismes effectivement sollicit s pour chaque type de test L objet de cette tude tant de d terminer dans quelle mesure l utilisation d un type de methode ou d un type de test influence le r sultat obtenu il est n cessaire d tudier la r p tabilit Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 92 des tests utilis s En effet un test avec une mauvaise r p tabilit risque de mettre en vidence des diff rences de r sultats d une mesure a une autre sans qu elles soient r ellement li es une variation du param tre oculomoteur investigu Une analyse de la r p tabilit de chaque test a donc t men e avant de r aliser leur comparaison Pour ce faire trois sujets ont suivi la proc dure de mesure six fois avec au moins un jour d intervalle entre chaque session de tests Durant toute cette p riode les sujets conservaient une activit quotidienne usuelle Chaque session de tests tait r alis e au m me cr neau horaire a 1 heure pr s L ordre dans lequel les m thodes clinique
37. la constante de temps Kasthurirangan et al 2003 Ainsi il tait obtenu la latence l amplitude de la r ponse accommodative et sa constante de temps 3 5 3 Oculom tre Les donn es issues de l oculom tre ont t trait es de mani re supprimer les valeurs aberrantes li es aux clignements oculaires Pour ce faire toutes les donn es pour lesquelles la pupille n tait pas mesur e taient supprim es L Eyelink Il n cessite des calibrations r guli res pour assurer une bonne fiabilit de la mesure Dans nos exp rimentations il n tait pas possible d arr ter les expositions pour une calibration qui aurait risqu d interrompre la mise en place d un processus adaptatif Il a donc t choisi de recentrer le signal de r ponse de l oculom tre sur le signal correspondant la stimulation afin de limiter l impact de la d rive du signal de l Eyelink au cours du temps Le point de l espace virtuel sur lequel la vergence s exercait chaque instant tait d termin par reconstruction g om trique via une toolbox Matlab permettant de d finir l intersection de deux plans Seules les donn es horizontales taient prises en compte pour d terminer la vergence Pour la reconstruction en espace virtuel les points en de de 0 05 m et au del de 5 m taient supprim s ces valeurs tant consid r es comme non physiologiques inf rieures au PPC moyen Voir glossaire Choix m thodologiques 86 et trop
38. les yeux adoptent alors une position convergente d environ 3 2 Owens et Leibowitz 1980 Rosenfield 1997a La vergence tonique est ainsi estim e environ 23 L ouverture de la boucle de vergence peut tre approxim e en liminant la disparit r tinienne Les termes utilis s pour voquer la vergence tonique sont la dark vergence Owens 1983 Kotulak et Schor 1986 ou la VBIAS pour vergence bias Hung et Semmlow 1980 Ciuffreda 2002 La phorie de loin est parfois assimil e a la vergence tonique Bien que li es Wolf et al 1990 elles repr sentent des variables diff rentes Rosenfield et Ciuffreda 1990 et le lien entre les deux reste assez complexe Daum et McCormack 2006 La phorie est une d viation latente des lignes de regard masqu e par le r flexe de fusion L acc s a la valeur de la phorie n cessite donc de supprimer le r flexe de fusion le sujet est alors mis en vision dissoci e Cette dissociation est r alisable par l interm diaire d un dissociateur ex cache prisme verre de Maddox mais peut galement se produire en cas de fatigue on parle alors de phorie d compens e En vision dissoci e la pr sence d une phorie fait que les lignes de regard ne concourent plus sur le point de fixation mais soit en avant on parlera alors d esophorie soit en arri re on parlera d exophorie voir figure 6 La vergence fusionnelle rapide permet de passer de la position phorique vision double
39. lt Cr neaux lt x Cr neaux Condition C C1 cr neaux 1 a 28 C2 cr neaux 29 a 56 Condition D Figure 46 Amplitude de la sinuso de de r ponse vis a vis de celle de la sinuso de de stimulus pour les 56 cr neaux des conditions A B C et D Les losanges orange repr sentent l amplitude de la sinusoide stimulus Les carr s bleus correspondent l amplitude moyenne de la r ponse pour chaque condition Les triangles jaunes mat rialisent le d phasage moyen pour chaque cr neau de la r ponse avec la stimulation Lorsque le triangle jaune est sous le carr bleu alors la r ponse tait en retard de phase et vis et versa Les barres d erreurs associ es aux triangles jaunes correspondent a l cart type du d phasage Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 134 6 3 3 Evaluation des param tres oculomoteurs L valuation des param tres oculomoteurs a t r alis e sur l ensemble des sujets avant et apr s chacune des conditions Cependant des mesures sont ponctuellement manquantes du fait de pertes de donn es avec le PowerRef ll Pour rendre compte de la proportion de donn es manquantes les degr s de libert sont indiqu s dans les tableaux de r sultats L analyse statistique des tests oculomoteurs r alis s avant les expositions indique qu il n y a pas eu d effet de la condition sur ces derniers Anova 1 facteur pour chaqu
40. renci e d une m thode de laboratoire dans la mesure o elle fait intervenir la manipulation de l experimentateur Elle permet de d terminer ponctuellement l erreur de focalisation d un sujet mais ne permet pas de l valuer dynamiquement Figure 24 Skiascope Le sujet regarde une cible a une distance donn e pendant que l examinateur envoie un faisceau lumineux dans l un des yeux du sujet Le skiascope utilis est un skiascope a fente de marque Heine en faisceau divergent voir figure 24 3 2 3 Haploscope La vergence peut tre valu e via des m thodes de laboratoire utilisant des dispositifs photographiques infrarouges oculom tre ou un haploscope Le dispositif choisi pour explorer la vergence est un haploscope qui a l avantage de mesurer la vergence tout en permettant de stimuler lPaccommodation et ou la vergence La mesure de l accommodation n cessite un dispositif compl mentaire appel optom tre et d crit ci apr s voir le paragraphe 3 2 4 consacr a l optom tre L int r t de ce type de dispositif est qu il ne requiert pas de manipulation de l experimentateur a contrario du r fracteur et que la stimulation et la mesure de la vergence peuvent se faire via un seul et m me dispositif ce qui n est pas possible lors de l utilisation d un oculom tre L haploscope utilis sp cifiquement pour nos travaux pr sente l avantage de permettre la mesure simultan e des ratio AC A et CA C ce qui n ta
41. t li e l ordre de passage non quilibr pour l analyse statistique qu une r elle diff rence entre les deux sessions Il est noter que l effet de l ordre de passage est surtout manifeste pour l tude statistique entre D et C o deux jeux de donn es sont manquants Pour les autres comparaisons tout au plus un jeu de donn es sera manquant ce qui sera consid r comme n gligeable L analyse des r sultats sur les dix derni res minutes de chacune des conditions i e conflit maximal A2 B2 C2 et D indique que le rang de passage a un effet sur la capacit des sujets suivre l oscillation de la cible Anova un facteur 3 DDL F 30 220 et p lt 0 0001 voir figure 53 1 2 3 4 Figure 53 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse en fonction du rang de passage Les accolades et les ast risques mettent en vidence la diff rence statistiquement significative p lt 0 05 du suivi oculaire en fonction du rang de passage Il est noter que la diff rence est a fortiori significative entre 1 et 3 1 et 4 et entre 2 et 4 mais que pour des raisons de clart ceci n est pas mat rialis sur le graphique Annexes 191 Ainsi plus le nombre d exposition au conflit oculomoteur est grand meilleur est le suivi de la cible Il est noter que ce param tre a t randomis afin de limiter le biais Toutefois il n a pas t possible d quilibrer et l ordre de pass
42. 0 891 IC 95 2 269 0 486 ACIA calc clin vs AC A grad clin 3 00 2 00 1 00 4 a lt EEN a 0 00 E a gt 1 00 2 00 Diff rence AC A calc clin AC A grad clin 3 00 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 Moyenne AC A calc clin AC A grad clin 2 AC A stim lab vs AC A rep lab 3 00 2 00 1 00 0 00 Gea iT 1 00 2 00 Diff rence AC A stim lab AC A rep lab 3 00 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 Moyenne AC Astim lab AC A rep lab 2 Biais 0 463 IC 95 1 027 0 100 Biais 0 331 IC 95 0 060 0 721 ACIA calc clin vs AC A stim lab 3 00 2 00 1 00 0 00 1 00 2 00 Diff rence AC A calc clin AC Astim rep 3 00 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 Moyenne AC A calc clin AC A stim lab 2 ACIA grad clin vs AC A stim lab 3 00 2 00 1 00 a 0 00 aa 1 00 7 2 00 Diff rence AC A grad clin AC Arep lab 3 00 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 Moyenne AC A grad clin AC A rep lab 2 Biais 0 227 IC 95 0 622 0 070 Biais 0 187 IC 95 0 505 0 879 Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 96 ACI A calc clin vs AC A rep lab 3 00 2 00 1 00 0 00 1 00 2 00 Diff rence AC A calc clin AC Arep lab 3 00 0 10 0 40 Moyenne AC A calc clin AC A rep lab 2 0 90 1 40 1 90 ACIA grad clin vs AC A rep lab 3 00 2 00 1 0
43. 1 964 0 642 0 589 p 0 440 0 312 0 812 0 277 0 824 0 840 0 689 0 825 0 198 0 121 0 556 0 588 0 440 0 312 0 812 0 277 0 824 0 840 0 689 0 825 0 198 0 121 0 556 0 588 Pcorr Tableau 8 Post effet moyen cons cutif chaque condition de visualisation st r oscopique pour les sujets ayant une diff rence entre amplitude attendue et r ponse gt 167 mm La distinction des deux populations montre que la diminution du ratio CA C cons cutive a la condition C est une tendance g n rale observ e aussi bien pour l ensemble de la population et que pour les deux sous populations La condition D identique C hormis le temps d exposition tend vers le m me type d observation mais avec des proportions plus faibles qui ne permettent pas de mettre en vidence une modification significative Le comportement est h t rog ne pour les conditions A et B pendant lesquelles les sujets montrent une tendance la diminution du CA C chez les sujets ayant le mieux r alis la t che visuelle alors qu il augmente chez les autres Pour la condition A le AC A tend vers un d clin pour l ensemble de la population comme pour les deux sous populations Pour les autres conditions B C et D les modifications du ratio AC A sont faibles et ne d notent pas de tendance g n rale L augmentation des composantes toniques pour la condition B est une tendance retrouv e pour l ensemble de la population et dans les deux sous populations Le co
44. 2004 Gain and movement time of convergence accommodation in preschool children Optometry and Vision Science 81 835 843 Suryakumar R Meyers J P Irving E L et Bobier W R 2007a Vergence accommodation and monocular closed loop blur accommodation have similar dynamic characteristics Vision Research 47 327 337 Suryakumar R Meyers J P Irving E L et Bobier W R 2007b Application of video based technology for the simultaneous measurement of accommodation and vergence Vision Research 47 260 268 Suryakumar R Kwok D Fernandez S et Bobier W R 2009 Dynamic photorefraction system an offline application for the dynamic analysis of ocular focus and pupil size from photorefraction images Computers in Biology and Medicine 39 195 205 Takeda T Hashimoto K Hiruma N et Fukui Y 1999 Characteristics of accommodation toward apparent depth Vision Research 39 2087 2097 Thiagarajan P Lakshminarayanan V et Bobier W R 2010 Effect of vergence adaptation and positive fusional vergence training on oculomotor parameters Optometry and Vision Science 87 487 493 Toates F M 1972 Accommodation function of the human eye Physiological Reviews 52 828 863 Toates F M 1974 Vergence eye movements Documenta Ophthalmologica 37 153 214 Tondel G M et Candy T R 2007 Human infants accommodation responses to dynamic stimuli Investigative Ophthalmology amp Visual Sc
45. 2006 La profondeur de champ permet au sujet de voir net sans tre parfaitement focalis elle est ainsi l origine des ph nom nes d avance ou de retard accommodatifs qui sont explor s dans le paragraphe 1 3 2 consacr l amplitude de la r ponse accommodative Tout comme la vergence l accommodation peut tre d compos e en quatre innervations tonique de vergence r flexe et proximale Heath 1956 1 2 Les r ponses du syst me oculomoteur La r ponse oculomotrice peut tre d compos e suivant quatre processus e Le processus r flexe qui permet au systeme oculomoteur de r pondre rapidement a des stimulations r tiniennes et de maintenir une vision soutenue e Le lien crois qui refl te l interaction existant entre l accommodation et la vergence et conduit a optimiser la reponse oculomotrice e La r ponse proximale modalit cognitive qui permet l initiation de la r ponse du syst me oculomoteur en r pondant la proximit de la cible e Et la r ponse tonique qui quant elle refl te la r ponse li e l innervation minimale des muscles oculomoteurs C est dire la r ponse de base du syst me oculomoteur lorsque ce dernier n est soumis aucun stimulus Ces quatre processus composent aussi bien la r ponse du syst me accommodatif Heath Les composantes du syst me oculomoteur 12 1956 que celle du syst me de vergence Maddox 1893 Ces quatre composantes s ajoutent et se combinent pou
46. 258 Schor C M 2009 Neuromuscular plasticity and rehabilitation of the ocular near response Optometry and Vision Science 86 788 802 Schreiber K M Hillis J M Filippini H R Schor C M et Banks M S 2008 The surface of the empirical horopter Journal of Vision 8 1 20 Seidemann A et Schaeffel F 2003 An evaluation of the lag of accommodation using photorefraction Vision Research 43 419 430 Semmlow J et Wetzel P 1979 Dynamic contributions of the components of binocular vergence Journal of the Optical Society of America 69 639 645 Semmlow J L Hung G K et Ciuffreda K J 1986 Quantitative assessment of disparity vergence components Investigative Ophthalmology amp Visual Science 27 558 564 Semmlow J L et Yuan W 2002 Components of disparity vergence eye movements Application of independent component analysis IEEE Transactions on Biomedical Engineering 49 805 811 Semmlow J L Yuan W et Alvarez T 2002 Short term adaptive control processes in vergence eye movement Current Psychology of Cognition 21 343 376 Sethi B et North R V 1987 Vergence adaptive changes with varying magnitudes of prism induced disparities and fusional amplitudes American Journal of Optometry amp Physiological Optics 64 263 268 Sharples S Cobb S Moody A et Wilson J R 2008 Virtual reality induced symptoms and effects VRISE Comparison of head mounted dis
47. 35 2773 2783 Edwards M Pope D R et Schor C M 1998 Luminance contrast and spatial frequency tuning of the transient vergence systeme Vision Research 38 705 717 Edwards M H 1998 Myopia Definitions classifications and economic implications in Myopia and Nearwork Rosenfield M amp Gilmartin B ed 1st ed Butterworth Heinemann Oxford UK pp 1 12 Ehrlich D L 1987 Near vision stress Vergence adaptation and accommodative fatigue Ophthalmic and Physiological Optics 7 353 357 Emoto M Nojiri Y et Okano F 2004 Changes in fusional vergence limit and its hysteresis after viewing stereoscopic TV Displays 25 67 76 Emoto M Niida T et Okano F 2005 Repeated vergence adaptation causes the decline of visual functions in watching stereoscopic television Journal of Display Technology 1 328 340 Escalante J B et Rosenfield M 2006 Effect of heterophoria measurement technique on the clinical accommodative convergence to accommodation ratio Optometry 77 229 234 Fincham E F 1951 The accommodation reflex and its stimulus The Journal of Physiology 115 381 393 Fincham E F et Walton J 1957 The reciprocal actions of accommodation and convergence The Journal of Physiology 137 488 508 Fisher S Cluffreda K J et Bird J E 1990 The effect of stimulus duration on tonic accommodation and tonic vergence Optometry and Vision Science 67 441 449 Fisher
48. 4 1 8 Acuit st r oscopique rennen 75 3 4 2 Tests de laboratoire gege Sege EERSTEN 75 3 4 2 1 Aspects photom triques environnement et proc dure 76 3 4 2 2 Vergence LOMIQUE EE 76 3 4 2 3 Accommodation tonique iii 77 34 24 ATA EE 78 3425 Ge 80 34 20 ENEE Ed A Eed A A aA 80 3 4 2 7 Avance ou retard accommodatif ooocooioccccccccnccccccocononocnnnnnnnnnnononncnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnns 81 3 4 2 8 Latence et constante de femps nn nsstttt annn nnne eneen 82 Choix m thodologiques 61 3 5 Choix du traitement des donn es ss cnn cnn nn 82 3 5 1 Tests cliniques see 82 3 9 2 Tests delaboratoire u 2 arnaud A a sr aline 82 K N EE 82 3 5 2 2 Accommodation EE 83 3 9 2 2 1 Calibration 4 een en nn 83 3 5 2 2 2 Accommodation tonique ne 83 3 5 2 2 39 ACTA sus sed s i EA ed Seege Eege EE 84 KEE 84 3 5 2 2 5 Avance ou retard accommodatif 2444444440Hn ee nnnnnnennnnnnennnnnnennnnnne nn 84 3 5 2 2 6 Latence et constante de temps ooooococococcccccnccocononononcnnncnnnnnononnnnnnnnnnnnnn nennen 85 Keller 85 3 6 Choix des crit res A iMNCIUSION ccccceccscesseseeeeeeeeenensesseneeseeeoeanseeeeeeeeeseansasseasessenenanseeeees 86 3 1 CONCIUSION EE 87 Choix m thodologiques 62 3 1 Introduction L tat de l art et la probl matique associ s la r ponse oculomotrice dans le cas d une visualisation en relief pr
49. 40 It ration 1 It ration 2 It ration 3 It ration 4 0 28 56 Cr neaux Figure 40 Condition A L exposition dure 20 minutes Pendant les dix premi res minutes cr neaux 0 a 28 les quatre DOG centr es respectivement sur les fr quences spatiales 0 2 0 635 2 016 et 6 4 cpd sont successivement pr sent es Durant la pr sentation de chaque DOG la stimulation de la vergence dans l espace virtuel suit un profil Amplitude de l oscillation en profonde 3 e L e sinusoidal dont l amplitude augmente sur 6 cr neaux jusqu atteindre une amplitude de 0 33 m pour une fr quence temporelle de 0 3 Hz conflit maximal Chaque progression est appel e it ration Les dix derni res minutes cr neaux 28 56 correspondent au conflit maximal de cette tude soit la pr sentation de la croix de haut contraste oscillant suivant une sinuso de d une amplitude de 0 33 mm 0 3 Hz 1000 Plan d affichage Position virtuelle de la stimulation en profondeur dans le plan sagittal m dian mm 333 1 2 2 5 Temps min Figure 41 Profil de la trajectoire virtuelle en profondeur pour une it ration La courbe rouge d crit le d placement virtuel de la cible au cours du temps Le plan d affichage de la cible tait plac 0 67 m Pour chaque it ration l amplitude de la sinuso de tait augment e de 0 048 m 0 33 m par pas de 0 048 m L ensemble des cycles n ayant pu tre repr sent sur la figure d
50. C a t pr sent e aux observateurs Cette condition comme les pr c dentes conditions durait 20 minutes pendant lesquelles le participant tait uniquement expos au conflit maximal voir figure 44 et figure 42 wo gt o gt o o gt o N Ke o N gt o gt o co o gt E o 0 28 56 Cr neaux Figure 44 Condition C L exposition dure 20 minutes pendant lesquelles le participant est expos au conflit maximal c est a dire a la Amplitude de l oscillation en profondeur mm 8 pr sentation de la croix de haut contraste oscillant suivant une sinuso de d une amplitude de 0 33 m 0 3 Hz Une quatri me condition dite condition D a galement t r alis e et correspondait uniquement aux dix minutes de conflit maximal des conditions A et B voir figure 45 Cette condition constitue la stimulation de r f rence de l tude c est dire la t che visuelle de base que Ton Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 129 cherche a faciliter par les diverses pr stimulations A B et C 440 390 340 290 240 190 140 90 40 10 0 28 56 Cr neaux Figure 45 Condition D L exposition dure dix minutes pendant lesquelles le participant est expos au conflit maximal c est a dire a la Amplitude de l oscillation en profondeur mm pr sentation de la croix de haut
51. Comparaison des tests par param tre oculomoteur t correspond au r sultat du test de Student et Pcorr la probabilit corrig e via la m thode de Benjamini COC repr sente le coefficient de concordance Les ast risques noirs mettent en vidence les param tres pour lesquels la diff rence est significative sans l application de la correction Les ast risques rouges mettent en vidence les param tres pour lesquels la diff rence est significative apr s correction de Benjamini Les tests de laboratoire et les tests cliniques pr sentent pour la plupart des diff rences significatives Les coefficients de concordances varient pour un m me param tre oculomoteur Ainsi par exemple il est compris entre 0 346 et 0 731 D pour le AC A 4 4 Discussion 4 4 1 Diff rences li es aux dispositifs Les param tres oculomoteurs ont t valu s via deux types de m thodes et via plusieurs Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 98 tests La distinction entre les deux m thodes se joue au niveau des moyens de stimulation et ou de recueil des donn es Le recueil des donn es a t r alis suivant des dispositifs diff rents lors des mesures cliniques et de laboratoire sauf pour le CA C La r solution de la mesure clinique est diff rente de celle de la mesure de laboratoire Ainsi la mesure clinique de la vergence a une r solution de 0 57 soit 1 DP alors qu elle est inf rieure 0 01
52. Fixation disparity and nonius bias Vision Research 39 669 677 Jaschinski W Jainta S Hoormann J et Walper N 2007 Objective vs subjective measurements of dark vergence Ophthalmic and Physiological Optics 27 85 92 Jaschinski W Jainta S et Hoormann J 2008a Comparison of shutter glasses and mirror stereoscope for measuring dynamic and static vergence Journal of Eye Movement Research 1 1 7 Jaschinski W Svede A et Jainta S 2008b Relation between fixation disparity and the asymmetry between convergent and divergent disparity step responses Vision Research 48 253 263 Jiang B C Gish K W et Leibowitz H W 1991 Effect of luminance on the relation between accommodation and convergence Optometry and Vision Science 68 220 225 Johnson C A 1976 Effects of luminance and stimulus distance on accommodation and visual resolution Journal of the Optical Society of America 66 138 142 Johnson C A et Casson E J 1995 Effects of luminance contrast and blur on visual acuity Optometry and Vision Science 72 864 869 Jones R 1980 Fusional vergence Sustained and transient components American Journal of Optometry amp Physiological Optics 57 640 644 Jones R et Stephens G L 1989 Horizontal fusional amplitudes Evidence for disparity tuning Investigative Ophthalmology amp Visual Science 30 1638 1642 Joubert C et Bedell H E 1990 Proximal vergence and per
53. Les mod les les plus r cents utilisent des int grateurs avec fuite qui permettent de mieux refl ter la dynamique de la r ponse oculomotrice Un int grateur avec fuite est un l ment de charge d charge qui r pond rapidement un stimulus d entr e tout en stockant la consigne Avec le temps la r ponse s loigne de la consigne fuite Eadie et Carlin 1995 La diff rence ainsi cr e stimule Pint grateur qui a pour but de maintenir la consigne Ce type d l ment permet d assurer la stabilit de la r ponse Lorsque le stimulus est retir l int grateur se d charge Cette d charge est caract ris e par son taux de d clin ou par l inverse de la constante de temps Ciuffreda 2002 Les int grateurs avec fuite sont de la forme 1 1 Ts o T est la constante de temps et s la variable de la fonction de transfert Les mod les int grent galement des gains qui correspondent au rapport r ponse stimulus Dans les mod les les gains repr sentent donc des facteurs multiplicatifs du signal L interaction entre l accommodation et la vergence est repr sent e par un lien crois correspondant la vergence accommodative d une part et laccommodation de vergence d autre part Les mod les se divisent en deux grands types les mod les statiques Hung et Semmlow 1980 Hung et al 1996 et les mod les dynamiques Schor 1979a Ebenholtz et Fisher 1982 Schor et Kotulak 1986 Hung 1992 Schor 1992 Les mod l
54. Panum la disparit r tinienne tant trop grande la fusion des deux images r tiniennes n est pas possible et la vision est d doubl e Le passage de la fixation d un objet A dans l espace de Panum un objet B en dehors de cet espace modifie la disparit r tinienne et stimule la vergence Les composantes du syst me oculomoteur 13 Horopt re dite fusionnelle Espace de Panum exp rimental en de Vieth M ller Disparite retinienne Figure 4 Notion d horoptere et disparite r tinienne F correspond aux fov as de chaque il Lorsque les yeux sont align s sur l objet A l image r tinienne A est sur la fov a de chaque il L objet B en dehors de l espace de Panum est vu double La vergence fusionnelle tire son nom de la th orie de Maddox selon laquelle cette composante de vergence est stimul e par la diplopie et a pour but de restaurer la fusion Maddox 1893 Cette conception a t revue puisque la vergence fusionnelle est en fait initi e par la disparit r tinienne ce qui explique qu elle soit d sormais souvent voqu e en termes de disparity vergence dans la litt rature anglophone Morgan 1968 Howard 2002 Daum et McCormack 2006 Il a longtemps t estim que la r ponse a la disparit tait sous le contr le d un unique syst me neuromusculaire Toutefois il semble qu il existe au moins deux types de vergences fusionnelles qui seraien
55. Philippe M Buffat S Prablanc C Plantier J and Roumes C 2009 Some recent studies on spatial perception in Helmet Mounted Displays M d A ro Spat 50 5 10 Rosenfield M Ciuffreda K J Ong E and Super S 1995 Vergence adaptation and the order of clinical vergence range testing Optom Vis Sci 72 219 223 Roumes C Plantier J and Leger A 1998 Perception of distance in a binocular helmet mounted display data from helicopter in flight video tapes In Helmet and Head Mounted Displays III 3362 SPIE Orlando FL Roumes C Meehan J W Plantier J and Menu J P 2001 Distance estimation in a 3 D imaging display Int J Aviat Psychol 11 381 396 2010 IRBA Saladin J J 2006 Phorometry and stereopsis In Borish s Clinical Refraction ed W J Benjamin Elsevier Birming ham AL pp 899 960 Scheiman M and Wick B 2002 Clinical Management of Binocular Vision Heterophoric Accommodative and Eye Movement Disorders Lippincott Williams amp Wilkins Hous ton TX Schor C M 1979 The relationship between fusional vergence eye movements and fixation disparity Vis Res 19 1359 1367 Schor C 1980 Fixation of disparity a steady state error of disparity induced vergence Am J Optom Physiol Opt 57 618 631 Schor C M 1985 Models of mutual interactions between accommodation and convergence Am J Optom Physiol Opt 62 369 Schor C M 1986 The Glenn
56. S 1988 The Badal optometer paradox American Journal of Optometry amp Physiological Optics 65 285 291 Wolf K S Bedell H E et Pedersen S B 1990 Relations between accommodation and vergence in darkness Optometry and Vision Science 67 89 93 Wolffsohn J S Hunt O A et Gilmartin B 2002 Continuous measurement of accommodation in human factor applications Ophthalmic and Physiological Optics 22 380 384 Wopking M 1995 Viewing comfort with stereoscopic pictures An experimental study on the subjective effects of disparity magnitude and depth of focus Journal of the Society for Information Display 3 101 103 Yang Q Bucci M P et Kapoula Z 2002 The latency of saccades vergence and combined eye movements in children and in adults Investigative Ophthalmology amp Visual Science 43 2939 2949 Yano S Ide S Mitsuhashi T et Thwaites H 2002 A study of visual fatigue and visual comfort for 3D HDTV HDTV images Displays 23 191 201 Bibliographie 177 Yeh Y Y et Silverstein L 1990 Limits of fusion and depth judgment in stereoscopic color displays Human Factors 32 45 60 Yuan W et Semmlow J L 2000 The influence of repetitive eye movements on vergence performance Vision Research 40 3089 3098 Glossaire 178 Glossaire Conflit oculomoteur ou conflit accommodation vergence ou discordance accommodation vergence On parlera de conflit oculomoteur lorsque les
57. The far phoria increased as a result of the increased inter pupillary separation in the exper imental set up Judge and Miles 1985 Fisher and Ciuffreda 1990 Bobier and McRae 1996 The studies have essentially focussed on the stability or adaptability of the accommodative vergence coupling Judge and Miles 1985 Bobier and McRae 1996 However accommodative vergence coupling alone cannot sum up the oculomotor system Accommodation and ver gence components as well as their interaction are integrated in a global motor system This latter approach has been described by heuristic models Based on the techniques of control engineering current models of the control of accommodation and vergence systems have had considerable success in describing both the steady state and dynamic behaviours of each system Eadie and Carlin 1995 The most documented models Hung and Semmlow 1980 Schor 1985 propose a dual interaction in which a combination of blur and disparity stimuli drives the system These models are based on two separated systems one describing the components of vergence Toates 1974 Schor 1980 the other describ ing the components of accommodation Toates 1972 Schor et al 1984 The interaction between the two systems has been modelled by including cross links representing accommodative vergence and vergence accommodation The models currently being used may be divided into two distinct groups The first group originates fr
58. a faire varier les verres puis vous me mentionnerez l instant auquel la vision sera redevenue simple 4 Faire varier les prismes de Risley en base interne a la vitesse de 2 DP s Relever la valeur a laquelle le sujet mentionne une vision floue constante point de floue et double point de bris 6 Continuer augmenter les prismes apr s le bris de 2 4 DP puis les r duire jusqu ce que le sujet revoie les cibles simples pour relever le point de recouvrement Revenir la position initiale prismes de Risley z ro 7 R p ter les tapes 4 6 en faisant cette fois varier les prismes en base externe Acuit st r oscopique par test du TNO et points de Wirt Equipements n cessaires Un test d acuit st r oscopique Une paire de lunette rouge verte pour le test TNO ou polaris e pour les points de Wirt Configuration 1 Faire porter les lunettes au sujet de telle mani re que l ext riorisation en relief soit per ue vers l avant du test 2 Placer le test d acuit st r oscopique vertical 0 4 m avec un clairage additionnel a l clairage ambiant Proc dure 1 Demander au sujet d ouvrir les deux yeux et de garder la t te immobile Annexes 2 3 186 Phras ologie pour le test TNO Dans chacun des carr s il y a un camembert Le voyez vous en avant du test Dites moi pour chaque carr dans quel sens est le quartier de camembert manquant haut bas droit gauche Phras ologie pou
59. ainsi un angle de 14 5 minutes d arc 0 24 avec un D angle minimum de r solution AMR de 3 minutes d arc La croix tait pr sent e sur un fond gris d une luminance de 30 cd m Le contraste de la stimulation tait alors de 6 6 selon la loi de Weber soit 77 selon Michelson Quatre DOG radiales dont le contenu spectral est centr sur diff rentes fr quences spatiales ont t utilis es Il a t choisi d utiliser des cibles ayant un pouvoir de stimulation du systeme accommodatif croissant Ainsi les DOG avaient une fr quence spatiale centrale qui augmentait progressivement de 0 2 cpd pour ne pas stimuler accommodation 6 4 cpd pour induire une focalisation pr cise sur le plan d affichage Un facteur multiplicatif de 4 32 a t appliqu pour d terminer les DOG de fr quences spatiales interm diaires 0 635 cpd et 2 016 cpd de mani re ce que la progression des fr quences spatiales centrales des DOG soit g om trique Les DOG taient obtenues en soustrayant le profil lumineux d une Gaussienne troite une Gaussienne large r Be 2 25a 2 z suivant la formule 1 8exp 4 0 8exp O r x y avec x et y les coordonn es des points de l image et a le facteur d chelle de la fonction qui est inversement proportionnel la fr quence spatiale centrale de la DOG Plantier et Menu 1992 Pour les diff rentes DOG a vaut 64 20 16 6 35 et 2 respectivement pour
60. attribu un signe n gatif l exophorie et un signe positif une esophorie Le gradient AC A est d termin partir de la mesure de la phorie de vision de pr s 0 4 m et d une seconde mesure de phorie de vision au pr s avec l insertion de verres de 1 00 D devant les yeux du sujet Gradient AC A Ph2 Ph1 Annexes 185 Ou Ph1 est la phorie de vision de pr s et Ph2 la phorie de vision au pr s avec 1 00 D R serves fusionnelles horizontales par variation continue Equipements n cessaires Un r fracteur Une ligne verticale de lettres de 8 10 ou une lettre isol e de haut contraste et bien clair es Configuration 1 Placer le sujet confortablement derri re le r fracteur R gler ou v rifier le r glage du r fracteur 2 Pr senter la ligne de lettre dans le plan sagittal du sujet 6 m pour valuer la r serve de vision de loin et 0 4 m pour valuer la r serve de vision de pr s 3 Placer les prismes de Risley devant chaque ceil Proc dure 1 Demander au sujet d ouvrir les deux yeux et d indiquer le nombre de cible qu il voit La r ponse attendue est une Demander au sujet de fixer la cible et de la garder simple et nette Phras ologie Je vais faire varier les verres devant vos yeux Essayez de garder la ligne de lettre simple et nette et dites moi lorsque celle ci devient floue si elle devient floue puis double lorsque votre vision se d doublera Lorsque vous verrez double je continuerai
61. autre part les sujets ayant eu plus des difficult s la r aliser diff rence entre amplitude attendue et r ponse gt 167 mm 5 sujets tableau 8 Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 136 Tests AC A CA C Conditions A B C D A B C D Moy 0 053 0 019 0 052 0 020 0 119 0 064 0 067 0 016 ET 0 103 0 205 0 180 0 149 0 146 0 050 0 025 0 053 DDL 6 6 6 6 4 5 3 6 t 1 368 0 246 0 761 0 355 1 817 3 134 5 332 0 820 p 0 220 0 814 0 476 0 735 0 143 0 026 0 013 0 444 Doan 0 220 0 814 0 476 0 735 0 143 0 060 0 090 0 444 Tests Accommodation tonique Vergence tonique Conditions A B C D A B C D Moy 0 032 0 110 0 003 0 118 0 024 0 112 0 036 0 001 ET 0 204 0 062 0 093 0 186 0 169 0 077 0 120 0 163 DDL 6 6 6 6 6 6 6 6 t 0 409 4 694 0 095 1 673 0 369 3 844 0 796 0 013 p 0 626 0 003 0 927 0 145 0 725 0 009 0 456 0 990 Pcorr 0 626 0 023 0 927 0 145 0 725 0 030 0 456 0 990 Tests Lag Latence Constante de temps Cond A B C D A B C D A B C D Moy 0 030 0 069 0 119 0 305 17 14 40 00 80 00 20 00 272 37 4 31 159 19 55 89 ET 0 274 0 259 0 241 0 265 110 41 71 55 133 87 106 58 759 69 99 09 185 67 394 24 DDL 4 6 6 6 6 5 5 5 6 5 5 5 t 0 247 0 706 1 304 3 042 0 411 1 369 1 464 0 460 0 949 0 107 2 100 347 p 0 817 0 506 0 240 0 023 0 696 0 229 0 203 0 665 0 376 0 919 0 090 0 743 0 817 0 506 0 240 0 0
62. cible en mouvement semblent tre v rifi es sans pour autant que ces pr stimulations permettent l am lioration du suivi oculaire lors du conflit maximal conflit de r f rence Le protocole ayant t d fini de fa on empirique du fait de l absence de donn es dans la litt rature il est possible que le protocole utilis pour passer des pr stimulations sp cifiques au conflit maximal n ait pas t optimal pour permettre le maintien d un suivi oculaire performant lors du conflit maximal Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 141 6 4 2 Tol rance oculomotrice Globalement les modifications oculomotrices observ es sont de faible amplitude et pr sentent une grande variabilit interindividuelle Cette variabilit persiste malgr la distinction de deux sous populations celle des sujets ayant le mieux suivi les mouvements de la cible et celle des sujets ayant eu des difficult s suivre la cible La dur e de l examen post exposition peut avoir eu des cons quences sur l amplitude des modifications constat es Bien que le temps ait t optimis et que les sujets aient ferm les yeux entre les tests pour conserver au mieux leur tat adaptatif post exposition l examen des param tres oculomoteurs durait en moyenne 25 minutes ce qui a pu avoir un impact notamment sur les tests r alis s en fin d examen Pour limiter cet impact les tests o
63. clear image of the object looked at is done on the images plan whereas the vergence allowing to align the eyes on the virtual object is done on another plan depending of the place of the virtual object in the space Stereoscopic devices or stereoscopic viewing lead to a conflict between accommodation and vergence components whose impact on the oculomotor system is still poorly understood So far the perceptive difficulties related to the stereoscopic viewing are supported by the improvement of the interfaces The involvement of Human and how the oculomotor system is able to deal with this oculomotor conflict are under exploited and little known Thus this thesis examines the impact of the accommodative vergence conflict on the oculomotor system through three studies A first methodological study was conducted to determine the impact of different types of measurements on the evaluation of oculomotor parameters Several oculomotor parameters were assessed using a laboratory and a clinical method The results show that the repeatability of the tests and the agreement between two measurements greatly vary It is therefore necessary to consider the intrinsic specificity of each test before comparing the results of a study to another In a second step two studies were conducted to analyse the changes caused by an accommodative vergence conflict generated by a stereoscopy and hyper relief The studies were conducted following a pre post exposure p
64. consid r es comme faisant r f rence Rosenfield et al 1993 Jaschinski et al 1999 4 4 3 R p tabilit Bien qu il n y ait d effet de la r p tition de la mesure sur aucun des tests r alis s les Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 99 coefficients de r p tabilit sont variables d un test l autre Pour la plupart des param tres investigu s la r p tabilit est meilleure pour la mesure de laboratoire que pour la mesure clinique 4 4 3 1 R p tabilit des lags Dans notre tude la r p tabilit des mesures de lags entre la m thode clinique et la m thode de laboratoire sont tr s proches avec un coefficient de r p tabilt autour de 0 6 D Le coefficient de la mesure clinique est accord avec l tude de Antona et al 2009 qui avaient trouv un coefficient de r p tabilit de 0 66 D pour la Nott skiascopie Dans la litt rature les mesures de laboratoire du lag sont statiques tandis que la m thode de laboratoire utilis e dans la pr sente tude est dynamique En effet cette derni re met en oeuvre un stimulus accommodatif mobile se d pla ant de O 5 D Toutefois le d placement de la cible tait suffisamment lent pour tre bien suivi 0 4 D s par la composante lente de l accommodation r flexe Hung et Ciuffreda 1988 Khosroyani et Hung 2002 La comparaison des coefficients de r p tabilit vis vis de la litt rature est donc discutable on note
65. d environ 2 D s pour un stimulus de 1 D a 7 5 D s pour un stimulus de 3 D Ciuffreda et Kruger 1988 Kasthurirangan et al 2003 Kasthurirangan et Glasser 2006 Anderson et al 2010 La vitesse maximale de la r ponse accommodative est augment e lorsqu elle est associ e a une saccade Schor et al 1999 La vitesse maximale semble diminuer avec l ge notamment lorsque le stimulus est sup rieur a 1 75 D Kasthurirangan et Glasser 2006 Anderson et al 2010 La constante de temps est d environ 250 ms pour un stimulus de 2 D Campbell et Westheimer 1960 Ciuffreda et Kenyon 1983 La variation de ce param tre avec l ge reste en d bat Sun et al 1988 Heron et al 2001b Mordi et Ciuffreda 2004 Kasthurirangan et Glasser 2006 La constante de temps est malgr tout d pendante d un grand nombre d l ments point de d part et amplitude du transfert de fixation conditions d valuation boucle ouverte ferm e nuit Lorsque la tache est de passer du loin au pr s la constante de temps est plus longue d au moins 50 ms que lors de la variation inverse Beers et Van Der Heijde 1994 De plus pour la mise au point au pr s plus l amplitude de la stimulation est importante plus la constante de temps augmente Sun et al 1988 Beers et Van Der Heijde 1994 Kasthurirangan et al 2003 Kasthurirangan et Glasser 2005 Ainsi une stimulation d une dioptrie aura une constante de temps environ 200 m
66. de la cible associ e cette fr quence temporelle et la faible dur e pendant laquelle elle tait employ e devaient rendre n gligeable l impact global sur la r alisation de la t che visuelle 6 2 4 Proc dure Pour tester l efficacit d un conflit croissant sur l am lioration de la tol rance du syst me oculomoteur une dissociation accommodation vergence de grande amplitude induite par un dispositif de visualisation st r oscopique plusieurs conditions exp rimentales ont t r alis es La premi re condition dite condition A tait associ e au conflit croissant Dans cette condition les quatre DOG centr es sur des fr quences spatiales croissantes taient successivement pr sent es et le niveau de disparit binoculaire tait augment progressivement pour chacune des DOG La condition A tait compos e de deux parties dix premi res minutes pendant lesquelles le conflit accommodation vergence tait croissant pr stimulation suivi de dix minutes pendant lesquelles la visualisation st r oscopique engendrait un conflit entre les deux composantes dit maximal gamme de vergence entre 1 AM et 3 AM 0 3 Hz voir figure 40 figure 41 et figure 42 Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 126 mm 440 gy Ol wo gt e N te o N o o 5 he Z gt Y
67. de loin en vision de pr s l insertion d une base interne ou d une base externe semble affecter de la m me mani re l adaptation de la vergence Henson et North 1980 Sethi et North 1987 ont montr que l adaptation tait grandement am lior e si le pas de stimulation prismatique tait faible Le taux d adaptation diminue mesure que le pas du prisme ins r pour l adaptation augmente Ogle et al 1967 cit dans Sethi et North 1987 ont de plus montr que l adaptation de la vergence tait facilit e par augmentation progressive de la valeur des prismes Dans cette tude le pas utilis tait de 2 DP pour atteindre une adaptation de 6 DP L adaptation prismatique n cessite que la vision soit binoculaire et fusionn e sans cela le processus adaptatif se met moins bien en place Sethi et North 1987 Rosenfield 1997a Malgr tout il semblerait que lorsque la demande en vergence est sup rieure aux capacit s du sujet diplopie Peffort mis en ceuvre pour fusionner permette la mise en place d un processus adaptatif ce dernier restant cependant limit Rosenfield 1997a Sethi et North 1987 ont montr que chez le sujet normal l habilet s adapter notamment le d lai n cessaire d pend de l amplitude des r serves fusionnelles Cependant chez les sujets ayant une vision binoculaire anormale cette relation n est pas observ e North et Henson 1981 En effet ces derniers pr sentent g n ralement de
68. de suite pour les autres rangs L exp rimentation suivait le protocole suivant Bilan oculomoteur pr exposition l aide de l haploscope optom tre Installation du sujet devant le st r oscope Calibration de l Eyelink Il et d but de l enregistrement du suivi du regard Exposition a l une des conditions d crites pr c demment A B C ou D Apr s chaque exposition il tait demand au participant de fermer les yeux jusqu au d but des tests sous haploscope Ceci avait pour but de pr server l ventuel tat adaptatif cons cutif la stimulation en r alit virtuelle Fin de l enregistrement du suivi oculaire Bilan oculomoteur post exposition l aide de l haploscope optom tre Questionnaire Traitement des donn es 6 2 6 Analyse statistique Les informations issues du questionnaire ont t analys es au moyen de tests de Chi Pour la question traitant de l estimation du temps pendant lequel la cible tait per ue d doubl e il a t discrimin trois cat gories les participants ayant vu double jusqu 30 du temps ceux ayant vu entre 40 et 70 du temps double et enfin ceux ayant per u la cible double plus de 70 du temps L analyse du suivi du regard a port sur la diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse pour chaque cr neau 56 pour les conditions A B et C 28 pour la condition D La diff rence entre l amplitude attendue et la r ponse
69. de vergence il est possible de g n rer un conflit partiel entre ces deux composantes en utilisant un t l st r oscope Ce type de dispositif permet de recr er les contraintes oculomotrices associ es au sur cartement des capteurs de vision nocturne des pilotes de l arm e de Terre en les isolant des contraintes impos es par la visualisation st r oscopique Le t l st r oscope est un dispositif qui permet d augmenter artificiellement la disparit binoculaire en sur cartant optiquement les deux yeux il permet de donc de voir en hyper relief voir figure 20 Deux objets tant des distances d observations diff rentes lorsque la fixation passe d un objet l autre au travers du dispositif la vergence est multipli e par un facteur d pendant du sur cartement interoculaire Le dispositif augmente ainsi la demande en vergence par un facteur multiplicatif alors que l accommodation reste quasi naturelle voir figure 22 L accommodation est faiblement modifi e puisqu elle passe d une focalisation une distance d une focalisation proche de d y o y est petit vis vis de d voir figure 20 Aussi accommodation peut tre consid r e comme quasi inchang e au travers du t l st r oscope Le d calage ainsi cr entre la vergence requise pour fusionner l objet et l accommodation requise pour le voir net conduit un conflit oculomoteur La discordance cr e entre lPaccommodation et la vergence est d autant
70. des participants est g n ralement en retard de phase par rapport au stimulus Ceci indique qu en moyenne les participants ont mis en place leur r ponse en fonction du stimulus et n ont donc pas anticip de mani re volontaire la poursuite de la cible Les courbes pr sent es sont des courbes moyennes Toutefois comme pour la perception d doubl e pendant l exposition il existe de grandes disparit s interindividuelles quant la r ussite de la t che visuelle En effet l cart moyen d amplitude de la r ponse vis a vis du stimulus sur ensemble des conditions varie de 94 56 mm 231 76 mm selon les sujets Pour sept des participants la diff rence entre la r ponse et le stimulus est inf rieure a 167 mm soit un cart inf rieur la moiti du stimulus Pour les cinq autres sujets la diff rence entre la r ponse et le stimulus est tait sup rieure a 167 mm Pour l ensemble des analyses ci apr s on retiendra que plus la diff rence entre l amplitude de la r ponse et celle du stimulus est faible meilleure est la performance L tude statistique comparant la condition D et les dix minutes premi res minutes de la condition C i e C1 montre que la performance pendant D est significativement meilleure que pendant C1 alors m me que les expositions sont strictement identiques dur e cibles fr quence temporelle et amplitude des sinusoides identiques t test appari entre D et C1 279 DDL t 2 239 et p
71. du point M a la position active permettant de voir simple le point de fixation M Vergence fusionnelle Figure 6 Couple oculaire d un sujet esophore en vision de loin et en vision dissoci e vue du dessus Soit M les images d un point M fix l infini et F les fov as de chaque il Le trait rouge repr sente le dissociateur verre de Maddox Les pointill s correspondent aux lignes de regard actif vision associ e et les traits pleins aux lignes de regard dissoci vision dissoci e Voir glossaire Les composantes du syst me oculomoteur 20 L valuation de la vergence tonique n cessite la mise en boucle ouverte du syst me oculomoteur La mesure de la phorie de vision de loin quant elle est r alis e uniquement avec le syst me de vergence r flexe en boucle ouverte Ainsi les stimulus accommodatifs et proximaux entrent en compte dans la mesure de la phorie Rosenfield 1997a Durant la mesure de phorie de vision de loin un sujet emm trope doit donc accommoder en vision de loin par rapport sa position d accommodation tonique pour voir la cible nette Cette stimulation sympathique a pour effet de stimuler par syncin sie la divergence accommodative qui conduit une position phorique plus divergente d environ 1 vis a vis de la vergence tonique Rosenfield et Ciuffreda 1990 De plus il ne faut pas oublier que l acc s la r ponse tonique n cessite que tous les ph nom n
72. du PowerRef afin de limiter leur perception par l observateur Choi et al 2000 Allen et O Leary 2006 Ce dispositif a t utilis dans de nombreuses tudes pour enregistrer la dynamique de l accommodation Kasthurirangan et al 2003 Kasthurirangan et Glasser 2005 Suryakumar et al 2007b Tondel et Candy 2007 Suryakumar et al 2009 Bien que sa fr quence d chantillonnage soit limit e pour valuer des temps de l ordre de 300 ms il est lun des dispositifs champ libre openview les plus rapides sur le march WAM 5500 5 Hz le Canon R 1 et le Shin Nippon SRW 5000 n tant plus disponibles Figure 26 Optom tre PowerRef Le dispositif est compos de multiples leds infrarouges diff rentes excentricit s s allumant successivement pour clairer la r tine du sujet Une cam ra centrale filme les reflets g n r s sur le fond de la r tine La vergence des rayons refl t s par l il permet de d terminer l erreur de focalisation du sujet Le PowerRef utilis est de type Il avec licence L et R PR Il Il permet une acquisition dynamique de la taille de la pupille et de la sph re dans le m ridien vertical La r solution de la mesure de l accommodation est inf rieure 0 01 D Le PR Il a t synchronis avec l haploscope afin de pouvoir enregistrer les donn es de r fraction correspondant aux r ponses des sujets Choix m thodologiques 66 L utilisation du PR Il requiert une calibration po
73. e Votre t che sera de fixer la DOG et de chercher a la maintenir simple c est a dire viter que la cible ne se d double Si vous y parvenez la DOG vous semblera aller alternativement d avant en arri re puis d arri re en avant Attention ce n est pas une tache facile elle n cessite une bonne concentration Suite a ces dix minutes une deuxi me tape de dix minutes s enchainera Il vous sera alors pr sent une croix blanche sur fond gris Votre tache sera a nouveau de fixer la cible et de chercher a la maintenir simple La croix vous semblera galement aller alternativement d avant en arri re puis d arri re en avant Attention ce n est pas une tache facile elle n cessite une bonne concentration Si vous n y parvenez pas vous verrez deux croix s entrechoquer Phras ologie associ e aux conditions B et C Durant 20 minutes une croix va vous tre pr sent e Votre tache sera de fixer la croix et de chercher a la maintenir simple c est a dire viter que la cible ne se d double Si vous y parvenez la croix vous semblera aller alternativement d avant en arri re puis d arri re en avant Attention ce n est pas une tache facile elle n cessite une bonne concentration Si vous n y parvenez pas vous verrez deux croix s entrechoquer Phras ologie associ e a la condition D Durant dix minutes une croix va vous tre pr sent e Votre t che sera de fixer la croix et de chercher a la
74. entre les miroirs centraux de 20 mm En pratique chaque participant tait install de mani re optimiser son champ visuel la distance il miroir n a pas t mesur e La vision directe de l objet tait vit e par le placement de la cible sur la ligne m diane et donc dans le champ binoculaire Annexes 183 Annexe 3 Champ visuel sous st r oscope image l chelle 1 5 m O ce eS Di ge 5 oe O ee E a nu c Q u Q 7 SP de gt oO 3 el oO 110 a iw Sch O D 4 E 3 5 O o n nm m O o O Br a 5 Ho A 2 A O A ee e Le champ en vert vif correspond au champ monoculaire pour chaque il Au travers du dispositif chaque champ monoculaire est de 26 Ce champ est identique pour tous les sujets quelle que soit leur distance interoculaire Chaque sujet est positionn de telle mani re que le centre de rotation de chaque il soit 35 mm des miroirs internes Annexes 184 Annexe 4 Proc dures des tests cliniques Les proc dures des tests cliniques ont t bas es sur celle d crites par Scheiman et Wick 2002 et Saladin 2006 Phorie par la m thode Von Graefe Equipements n cessaires Un r fracteur Une ligne verticale de lettres de 8 10 ou une lettre isol e de haut contraste et bien clair es Configuration 1 Placer le sujet confortablement derri re le r fracteur R gler ou v rifier le r glage du r fracteur 2 Pr senter la ligne de lettre da
75. environ 0 08 D DP Scheiman et Wick 2002 Cependant cette moyenne est a nuancer en tenant compte de l ge des sujets puisque selon Schor 1986 le CA C d clinerait lin airement de la m me mani re que l amplitude d accommodation partir de l ge de 22 ans Ce d clin en fonction de l ge a galement t observ par Wick et Currie 1991a La proc dure r alis e est bas e est sur celle d crite par Brautaset et Jennings 2006 et Tsuetaki et Schor 1987 Equipements n cessaires Un optom tre PowerRef Une DOG verticale de 0 2 cpd Un prisme de 8 DP base externe Configuration 1 Placer le sujet 1 m du PR Il et stabiliser sa position l aide d une empreinte dentaire 2 Pr senter la DOG dans le plan sagittal m dian du sujet 0 4 m Proc dure 1 Demander au sujet d ouvrir les deux yeux de fixer la DOG et de la garder simple durant 5 minutes sans d tourner son regard Au terme des 5 minutes le sujet place le prisme de 8 DP base externe devant son il gauche 2 Phras ologie Vous allez devoir fixer en continu et sans interruption ne portez en aucun cas votre regard sur un autre objet de la pi ce la cible en d grad de gris qui est devant vous Vous la fixerez pendant 5 minutes compl tes puis un Bip retentira Pendant 6 secondes gardez les yeux bien ouverts puis un second BIP retentira pour vous indiquer de placer le verre sur votre il gauche avec la base bord pais du verre du cot de
76. et Mon Williams 2002 pour la condition C Toutefois analyse statistique sur l ensemble de la population ne permet pas de confirmer ce comportement Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 143 Il est noter que les modifications du AC A cons cutives a la condition B sont minimes Pourtant cette condition diff re de A uniquement par le type de cible utilis e pendant la pr stimulation Ainsi si la modification du AC A est li e l utilisation d un conflit croissant ceci est d uniquement la composante en basse fr quence spatiale Pour la condition A on remarque que le d clin du AC A est particuli rement manifeste chez les sujets ayant le moins bien r alis le suivi des mouvements de la cible Chez ces sujets la performance du suivi oculaire a t particuli rement atteinte par l augmentation de la fr quence spatiale de la cible le passage de la DOG 0 2 0 635 cpd conduit une diminution de la performance de 7 7 celui de la DOG 0 635 2 016 cpd 27 8 et celui de la DOG 2 016 6 4 cpd 35 3 Chez les sujets ayant le mieux r ussi la t che visuelle le taux de d clin de la performance diminue mesure que la fr quence spatiale augmente le passage de la DOG 0 2 0 635 cpd conduit une diminution de la performance de 13 celui de la DOG 0 635 2 016 cpd a 11 6 et celui de la DOG 2 016 6 4 cpd 5 1 Le
77. far phoria the over demand in convergence produced by telestereoscopic viewing is likely to increase near phoria Clinical assessment of the horizontal phorias was carried out using the von Graefe method at far 6m and near 0 4m distances Scheiman and Wick 2002 Saladin 2006 Vergence reserves refer to the convergence BO and divergence BI range of an observer at a given fixation distance They reveal the activation of the fast phasic mechanism for a given tonic steady state as the slow tonic mechanism cannot be activated during the short time required for the measurements Jones and Stephens 1989 Indeed according to the current model of the vergence oculomotor system Schor 1992 in response to negative feedback the fast phasic response decreases while the vergence adaptation increases Thus the range of clear vision in the relative vergence test is increased by vergence adaptation Daum and McCor mack 2006 Moreover this binocular parameter is mainly considered for orthoptic treatment Hofstetter 1983 as it can be readily changed Goss 1995 Thus in consideration with this adaptive capability in particular in the convergence domain Rosenfield er al 1995 we expected vergence reserves to be altered by increased inter pupillary separation with increased convergence reserves Vergence reserves include three components fusional relative and recovery vergence Fusional and relative vergence reserves were estimate
78. fixation en de de 1 m Pour induire un facteur multiplicatif de la vergence de trois pour un sujet moyen la distance y s parant les miroirs internes et externes doit tre gale 64 mm L espace entre les deux miroirs centraux a t fix a 20 mm afin d offrir un champ de vision maximal au loin tout en conservant un champ de vision de pr s confortable voir annexe 1 Cette s paration permettait galement de laisser passer le nez du sujet et ainsi de l installer au plus pr s du dispositif pour optimiser son champ visuel Le sujet tait stabilis l aide d une mentonni re et d un appui frontal Du fait du r glage unique il a t calcul pour chaque observateur test et donc pour chaque distance interoculaire le facteur multiplicatif de la demande en vergence avec la formule F d x 2y x d y avec d la distance il cible x la distance interoculaire et y la distance s parant les miroirs internes et externes y tant petit au vu de d on estime d y d soit F x 2y x Judge et Miles 1985 3 3 2 St r oscope La visualisation en relief peut tre r alis e a l aide de divers dispositifs anaglyphes polarisation obturation cran autost r oscopique ou st r oscope Le choix s est port sur un st r oscope qui pr sente l avantage d tre un dispositif simple ne d formant pas les couleurs a contrario des anaglyphes et ne r duisant pas le niveau lumineux a contrario de la polarisation
79. galement mettre en place un compromis sans modification syst matique des composantes oculomotrices en r alisant juste un ajustement au cas par cas pour optimiser la r ponse en accommodation et en vergence A ce jour il n a pas pu tre mis en vidence de modifications oculomotrices allant dans le sens de Tune de ces solutions adaptatives 2 6 5 R sum Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 57 2 7 Conclusion objectif et hypoth ses Ce chapitre a d velopp l impact de diverses conditions de sollicitations visuelles sur la r ponse du syst me oculomoteur Parmi ces conditions de sollicitations visuelles il en est une qui est particuli re et encore mal connue la visualisation en relief On sait que l exposition a des dispositifs de visualisation en relief conduit une fatigue visuelle En vision naturelle la fatigue visuelle est vit e par la mise en place d un processus adaptatif A ce jour l adaptation oculomotrice la visualisation st r oscopique n a pas t montr e et n est d ailleurs pas tudi e Les contraintes oculomotrices majeures lors de l utilisation de dispositifs de visualisation en relief sont la projection sur un plan fixe de l image per ue en relief et l utilisation fr quente de l hyperst r oscopie Ces deux contraintes conduisent des modifications oculomotrices ainsi qu un inconfort et une fatigue visuelle pour l observateur Aussi pour pallier ces manifes
80. images sont contrast es et de hautes fr quences spatiales plus accommodation est pr cise sur la stimulation diminution de la profondeur de champ et donc plus la discordance entre l accommodation sur l cran et la vergence en dehors de cet cran est grande 2 6 4 4 Adaptation aux conditions de visualisations en relief Seuls Rushton et Riddell 1999 et Eadie et al 2000 voquent l adaptation du systeme oculomoteur aux dispositifs de visualisation en relief Le manque d analyse globale des modifications oculomotrices rend difficile l observation de la mise en place d un ph nom ne adaptatif Dans son tude Rushton et Riddell 1999 explorent les diverses possibilit s pouvant tre utilis es par le syst me oculomoteur pour r pondre a la contrainte du conflit accommodation vergence Une des solutions serait que les ratios s adaptent en diminuant le gain de l accommodation de vergence et en augmentant celui de la vergence accommodative Wann et al 1995 Rushton et Riddell 1999 Les a composantes toniques pourraient galement s adapter en s approchant du plan de l cran pour accommodation tonique et en adoptant une position interm diaire des gammes de disparit s explor es pour la vergence tonique Une autre solution pourrait consister en une r duction du gain de la composante phasique de l accommodation et en une augmentation de cette derni re pour le systeme de vergence Le systeme oculomoteur peut
81. l valuation d un param tre oculomoteur donn 2 On sait que plus la visualisation d un environnement en relief implique de grandes disparit s hyper relief par hyperst r oscopie plus l inconfort et les modifications oculomotrices sont importants La question se pose de savoir quelle est la part de l hyper relief dans les modifications Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 58 constat es Le conflit oculomoteur inh rent a I hyper relief peut tre g n r sans tre associ la dissociation accommodation vergence en utilisant un t l st r oscope Les connaissances concernant l impact d un tel dispositif sur le systeme oculomoteur restent limit es puisque jusqu alors il tait uniquement employ pour analyser l adaptabilit du couplage accommodation vergence Aussi le but de la deuxi me tude est de d terminer l impact global du t l st r oscope cr ant un conflit partiel entre les composantes d accommodation et de vergence sur le syst me oculomoteur Sachant que lors de l exposition un t l st r oscope certains param tres oculomoteurs s adaptent il est propos que tous les param tres mis en cause dans le conflit oculomoteur soient eux aussi modifi s dans le sens d une adaptation Pour tudier cette question un paradigme pr post exposition est utilis Ainsi les param tres oculomoteurs sont valu s avant et apr s une exposition un t l st r osco
82. la r fraction des individus et pas directement l accommodation l acc s la valeur d accommodation a n cessit une calibration 3 5 2 2 1 Calibration Avant chaque session exp rimentale utilisant le PowerRef une calibration du dispositif tait r alis e La calibration permettait non seulement de calibrer le dispositif en fonction des r sultats individuels mais galement de passer d une mesure de r fraction a une valeur d accommodation La proc dure de calibration consistait a faire d filer successivement diff rents verres r fractifs de 4 00 D a 4 00 D par pas de 1 00 D La r fraction associ e a chaque verre tait mesur e La fr quence d acquisition du PowerRef tant de 25 Hz c est la mesure de r fraction la plus proche de la r ponse qui tait consid r e A partir de cette valeur les dix valeurs pr c dentes ont t prises en compte et moyenn es Afin de contr ler la fiabilit de la mesure il tait v rifi que durant la mesure le dispositif n avait pas eu trop de donn es manquantes ou aberrantes Si plus de trois valeurs sur les dix consid r es n taient pas utilisables alors l essai n tait pas consid r Si l essai tait retenu toutes les valeurs non aberrantes taient moyenn es Le test ayant t r p t quatre fois chaque stimulation a t moyenn e sur les quatre essais ou moins s il y a eu une perte de donn es La r fraction mesur e avec le PowerRef tait ensu
83. la st r oscopie de l hyperst r oscopie hyper relief st r oscopie et que les explorations oculomotrices sont g n ralement incompl tes et r alis es sans m thodologie de mesure standardis e Tout l enjeu des travaux de cette th se est donc de d terminer comment le systeme oculomoteur r pond en cas de conflit accommodation vergence induit par la visualisation en relief et de comprendre les modifications oculomotrices observ es Pour ce faire une tude m thodologique est tout d abord conduite pour analyser l impact des diff rents types de m thode de mesure sur l valuation des param tres oculomoteurs Dans un second temps on cherche d terminer et comprendre les modifications oculomotrices en s appuyant sur des mod les existants du syst me oculomoteur Pour ce faire il est n cessaire d explorer chacun des param tres constituant les mod les dans le contexte sp cifique du conflit oculomoteur Pour discriminer les facteurs influen ant la modification des param tres oculomoteurs deux tudes sont men es une premiere sur l hyper relief cr ant un conflit accommodation vergence partiel et une seconde sur la visualisation st r oscopique cr ant une dissociation accommodation vergence Ce m moire est compos de deux parties principales La premi re partie chapitres 1 et 2 pr sente les donn es de la litt rature qui ont servi de cadre th orique ce travail de th se La seconde partie chapitre 3 7 pr
84. les DOG 0 2 0 635 2 016 et 6 4 cod Comme pour la croix les DOG taient pr sent es sur un fond gris d une luminance de 30 cd m La luminance maximale des DOG tait de 230 cd m pour un minimum de 7 cd m Le contenu fr quentiel de rimage associ e chacune des DOG ainsi qu la croix est pr sent en figure 38 DOG 0 2 cpd Voir glossaire Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 123 DOG 0 635 cpd DOG 2 016 cpd DOG 6 4 cpd Figure 37 Stimulations DOG 0 2 cpd 0 635 cpd 2 016 cpd 6 4 cpd et croix pr sent es en taille r elle d affichage l cran Y Croix DOG 0 2 M DOG 0 635 DOG 2 016 A DOG 6 4 0 0 05 0 1 0 2 0 4 0 8 1 6 3 2 6 4 128 cpd Figure 38 Spectre en fr quence spatiales de chaque stimulation a partir de la d composition fr quentielle en ondelettes Chaque stimulation est d compos e en 9 images correspondant une bande de fr quences centr e sur les fr quences spatiales figurant en abscisse voir annexe 6 Chaque image obtenue a une variation de luminance pour cette fr quence Plus l cart type ET de la variation de luminance est grand pour une fr quence spatiale donn e plus l nergie contenue dans la stimulation pour cette fr quence spatiale est grande La demande en vergence oscillait dans l espace virtuel suivant un mouvement sinusoidal Dans la litt rature la gamme de v
85. les r alis s sur le syst me de vergence Schor 1979a puis sur le syst me d accommodation Schor et al 1984b Le mod le pr sent ci dessous est tir de Particle de Schor 1999 mais se calque sur ceux utilis s en 1992 et 1986 voir figure 10 Il est noter que dans les mod les de Schor est appel Tonic Element la composante lente de la vergence fusionnelle qui ne correspond donc pas proprement parler la composante tonique d crite dans ce m moire Dans les mod les de Schor des contr leurs proportionnels Kb permettent de tenir compte de la r ponse phasique rapide des changements abrupts Ces contr leurs n alimentent pas les couplages L insertion des biais dans les mod les de Schor a t tr s tardive Le mod le de 1999 est d ailleurs l unique mod le les int grant Les pr c dents mod les n incorporaient pas r ellement de composante tonique mais l int grait directement dans la composante lente cela explique peut tre le nom donn la composante lente dans les pr c dents mod les Cet amalgame de la composante tonique et de la composante lente conduisait une r ponse gale z ro en cas simulation en boucle ouverte et non la valeur de la position tonique qui est connue pour tre non nulle Hung 1992 Les mod les jusqu celui de 1999 ne pouvaient donc tre utilis s qu en boucle ferm e Dans ce mod le la conscience de la proximit n est pas prise en com
86. of accommodation Age and presbyopia Vision Research 38 1643 1653 Mordi J A et Ciuffreda K J 2004 Dynamic aspects of accommodation Age and presbyopia Vision Research 44 591 601 Morgan M W 1944a Accommodation and its relationship to convergence American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 21 183 195 Morgan M W 1944b Clinical measurement of accommodation American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 21 301 313 Morgan M W 1944c Analysis of clinical data American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 21 477 491 Morgan M W 1968 Accommodation and vergence American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 45 417 454 Morgan M W 1983 The Maddox analysis of vergence in Vergence Eye Movements Basic and Clinical Aspects Schor C M amp Ciuffreda K J ed 1st ed Butterworths Boston MA pp 15 21 Morris H O connor A R Stephenson M G Mitchell M Price G J et Anderson S 2005 Clinical assessment of stereopsis and its functional significance The British and Irish Orthoptic Journal 2 8 14 Munoz P Semmlow J L Yuan W et Alvarez T L 1999 Short term modification of disparity vergence eye movements Vision Research 39 1695 1705 Neveu C Blackmon T et Stark L 1998 Evaluation of the effects of a head mounted dis
87. oscillation de la cible soit faible tout en optimisant la r ponse de vergence Hung et al 1986 Pour augmenter progressivement la parallaxe horizontale durant l exposition st r oscopique l amplitude de la sinuso de faisant osciller la demande en vergence dans l espace virtuel augmentait L amplitude de la sinusoide de d placement de la cible en profondeur variait de 0 048 m 0 33 m Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 125 par pas de 0 048 m La sinuso de de d placement virtuel de la cible dans l espace ayant la plus grande amplitude 0 33 m a 0 3 Hz constituait le profil de r f rence Une vitesse maximale de la sinusoide de 0 63 m s tait obtenue au franchissement du plan de l cran Les profils d oscillation du d placement en profondeur de la cible pour les amplitudes plus faibles taient obtenus en gardant constante cette vitesse maximale Il s ensuivait une augmentation de la fr quence temporelle d oscillation en profondeur au fur et mesure que l amplitude du d placement dans l espace virtuel diminuait fr quence temporelle de 0 3 Hz pour l amplitude 0 33 m 2 1 Hz pour amplitude 0 048 m Il tait ainsi obtenu une fr quence temporelle maximale proche de la limite partir de laquelle le suivi d une cible en profondeur devient difficile Krishnan et al 1973b Il tait estim que la faible amplitude d oscillation
88. ou retard accommodatif lorsque le sujet est focalis en arri re du point de fixation et de lead ou avance accommodative lorsque le sujet est focalis en avant du point de fixation La d focalisation r tinienne n est pas per ue par le sujet tant donn que son tendue n exc de pas la profondeur de champ Le niveau de r ponse accommodative est fonction du stimulus accommodatif Morgan 1944a voir figure 7 Ainsi pour un stimulus de 0 1 D le syst me accommodatif a tendance se placer en lead puis en lag accommodatif pour un stimulus gt 1 D Les composantes du syst me oculomoteur 22 R ponse accommodative Dioptries O Stimulus accommodatif Dioptries Figure 7 R ponse accommodative en fonction du stimulus d accommodation La ligne diagonale est la droite de Donders repr sentant une relation lin aire de pente 1 Les valeurs au dessus de la ligne de Donders correspondent a un lead accommodatif tandis que les valeurs en dessous repr sentent un lag Figure extraite de Scheiman et Wick 2002 1 3 3 R sum 1 4 Mod lisations du syst me oculomoteur L action respective des diff rentes composantes de r ponse du syst me oculomoteur et l amplitude de sa r ponse r sultante peuvent tre mod lis es 1 4 1 G n ralit s Dans les pr mices de la mod lisation du systeme oculomoteur Maddox cit dans Hung et al 1984 proposait que l accommodation soit consid r e comme la composante do
89. par l entra nement visuel Goss 1995 Durant le test permettant son valuation le m canisme lent n est pas activ du fait de la courte dur e n cessaire a sa r alisation Seule la composante rapide est rendue accessible lors de la d termination des r serves fusionnelles Ainsi pour un niveau d activation de composante lente donn adaptation les r serves fusionnelles r v lent le niveau d activation du m canisme rapide La composante lente tant compl mentaire de la composante rapide voir figure 15 l amplitude de la zone de vision simple et nette rend compte du niveau d activation de la composante lente Jones et Stephens 1989 Plus la composante lente est activ e niveau d adaptation important moins la composante rapide l est et plus elle a de capacit r pondre la disparit r tinienne La zone de vision simple et nette est donc augment e par l adaptation de la vergence Daum et McCormack 2006 Ainsi comme la phorie la vergence fusionnelle est d pendante de l adaptation prismatique Carter 1965 Cooper 1992 En clinique la mesure de la r serve fusionnelle se fait conventionnellement en divergence d abord et en convergence ensuite dans la perspective de limiter au maximum l impact de l adaptation prismatique sur les valeurs L tude de Rosenfield et al 1995 montre que le point de recouvrement point de retour la vision simple apr s avoir subi une vision d doubl e est significativement affe
90. pr sent e chaque il il en r sulte une perception bi oculaire Les dimensions sont donn es en millim tres Phras ologie Vous allez voir une croix de Malte avec votre il droit et une ligne lumineuse discontinue avec votre il gauche Tout au long du test vous fixerez la croix de Malte et la garderez nette Le but du test sera d aligner la ligne lumineuse discontinue avec la croix de Malte l aide de la manette Pour d placer la ligne vers votre gauche vous appuierez sur le bouton X de la manette Pour la d placer vers votre droite vous appuierez sur le bouton B Vous appuierez sur la g chette de gauche lorsque les cibles sont align es et sur la g chette de droite si vous avez besoin d arr ter le d placement de la cible Il se peut que la cible bouge malgr l alignement initial Ce n est pas grave Seul le premier alignement compte ll vous est demand d tre concentr et d viter de cligner lors de l enregistrement de votre r ponse Choix m thodologiques 80 3 4 2 5 Phorie La phorie tant la d viation latente des deux yeux pour un stimulus accommodatif donn elle a t extrapol e des r sultats obtenus au cours du test du AC A Ainsi a partir de l amp quation de la droite de r gression permettant d tablir le AC A stimulus il a t determine la phorie l infini optique x 0 D 3 4 2 6 CAIC L valuation du ratio CA C est obtenue partir de la pente de la droite de r
91. qu un possible ph nom ne d hyst r sis L intervalle maximal entre deux stimulations tait de 2 D Schor 1992 L accommodation tait mesur e avec le PowerRef afin de pouvoir d terminer le AC A de r ponse Le stimulus accommodatif tait dispens uniquement sur l il droit l oeil gauche tant en boucle ouverte accommodative par l interm diaire d une vue Maxwellienne La cible de l il droit tait une croix de Malte de haut contraste soutenant un angle de 1 1 7 mm pour une extr mit de branche soutenant 20 min arc 0 6 mm voir figure 32 La croix de Malte est une cible stimulant efficacement l accommodation du fait des hautes fr quences spatiales qui la composent Elle est largement utilis e dans la litt rature Aggarwala et al 1995 Bruce et al 1995 Mordi et Ciuffreda 1998 Culhane et Winn 1999 Takeda et al 1999 Eadie et al 2000 Wolffsohn et al 2002 Okada et al 2006 Schor et Bharadwaj 2006 La cible de l il gauche tait une ligne lumineuse discontinue soutenant au total un angle de 6 3 11 mm pour une discontinuit de 3 5 2 mm voir figure 32 Elle tait plac e manuellement 2 5 D c est dire la m diane de la gamme de stimulation accommodative Du fait de la vue Maxwellienne la totalit de la gamme de stimulation accommodative test e tait dans la profondeur de champ de l il gauche Figure 32 Cibles pour la mesure de la vergence accommodative Une cible est
92. que cela pourrait conduire au d veloppement de signes asth nopiques 2 6 4 1 Troubles visuels engendr s par les syst mes de visualisation en relief A ce jour il n existe aucun consensus sur l impact syst mes de visualisation en relief sur le syst me oculomoteur Toutefois de nombreuses tudes mettent en vidence des modifications oculomotrices et des signes de fatigue et d inconfort apr s exposition des dispositifs de visualisation en relief Neveu et al 1998 Shibata 2002 Wann et Mon Williams 2002 Yano et al 2002 Emoto et al 2004 Emoto et al 2005 Hoffman et al 2008 Lambooij et al 2009b Globalement l exposition a un conflit oculomoteur semble conduire la modification de la r ponse oculomotrice en termes d accommodation augmentation de la latence augmentation de la constante de temps et diminution de l amplitude de la r ponse accommodative Inoue et Ohzu 1997 Neveu et al 1998 Shibata 2002 Yano et al 2002 Emoto et al 2005 en termes de vergence Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 54 modification des r serves fusionnelles Emoto et al 2004 Emoto et al 2005 Lambooij et al 2009a et en termes de couplage Miles et Judge 1982 Judge et Miles 1985 Miles et al 1987 Bobier et McRae 1996 Wann et Mon Williams 2002 Fukushima et al 2009 Peli 1998 mod re l importance des modifications constat es suite a une exposition a un disp
93. r alis s montrent que la disparit et le contenu fr quentiel influencent l adaptation oculomotrice la dissociation accommodation vergence mais ne permettent pas de d finir pr cis ment l impact du niveau de disparit pr sent du pas de la progression de la disparit ni de la gamme et de la progression des fr quences spatiales contenues dans l image Dans nos tudes l absence d information dans la litt rature avait conduit a faire certains choix exp rimentaux Une tude analytique sur les stimulations est donc n cessaire pour d terminer la dynamique et le contenu fr quentiel que doivent adopter les stimulations pour optimiser l adaptation oculomotrice Ce type d tude permettra de d finir les l ments adjoindre aux mod les existants pour pouvoir refl ter le fonctionnement du syst me oculomoteur aussi bien en vision naturelle que lors d une visualisation au travers de prismes que lors d un conflit accommodation accommodation vergence La simulation du fonctionnement et de l organisation du syst me oculomoteur fait galement partie des d marches entreprendre l issue de ces travaux pour v rifier la concordance entre les r sultats observ s et les mod les de simulation En compl ment de ce type d tude un test dans des environnements immersifs est envisag En effet le contr le des disparit s et ou du contenu fr quentiel dans le cadre du d placement de DOG suivant un mouvement sinuso dal se doit d
94. r alit virtuelle Communication pr sent e au Association Fran aise de R alit Virtuelle Bordeau FR Communications dans des congr s nationaux NEVEU P Priot A E V Fuchs P Roumes C 2009 Retentissement du sur cartement inter pupillaire sur l quilibre oculomoteur Communication pr sent e aux Journ es de M decine A ronautique Paris FR NEVEU P Priot A E Chastres V Plantier J Prablanc C Roumes C 2009 Adaptation to hyperstereopsis inter individual variations Communication pr sent e the 3nd Franco German Symposium on Aviation Medicine Br tigny sur Orge FR NEVEU P Priot A E Chastres V Fuchs P Roumes C 2008 Retentissement du sur cartement inter pupillaire sur l quilibre oculomoteur Communication pr sent e au la Soci t Fran aise d Optique Physiologique Paris FR
95. r es dans l tude Au del des param tres dynamiques l adaptation des composantes toniques est rest e limit e notamment en ce qui concerne la vergence La faible adaptation pourrait refl ter une fatigue de cette composante En effet s il n a pas t mis en vidence de fatigue oculomotrice en se basant sur les r sultats obtenus pour la composante accommodative il ne peut tre exclu que la composante de vergence qui d ailleurs est la composante sur laquelle a repos une demande importante et r p titive ait pu manifester une fatigue La baisse de performance du suivi oculaire observ e au fur et mesure du temps d exposition et l existante de plaintes visuelles alimentent galement cette hypoth se Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 146 6 4 3 Facteurs influengant l adaptation Plusieurs comportements sont consid r s comme adaptatifs La modification la plus repr sentative d une adaptation du systeme oculomoteur est le d clin du CA C L augmentation ou la diminution du AC A peuvent toutes deux tre consid r es comme adaptatives Enfin la modification des positions toniques d accommodation de vergence pour s approcher au plus pr s de la zone de stimulation sont galement consid r es comme adaptatives Dans le cas de la pr sente tude il est ainsi attendu une augmentation des composantes toniques Le
96. r ponses aux questionnaires montrent que 100 des sujets estiment avoir vu la cible double pendant au moins 10 du temps Cependant aucun sujet n a vu la cible double en permanence puisque la diplopie a dur au maximum 90 du temps Globalement il y a eu autant de participants a voir la cible double moins de 40 entre 40 et 70 et plus de 70 du temps de stimulation sauf pour la condition A pendant laquelle les sujets ont majoritairement vu la cible double moins de 70 du temps Chi 14 DDL 2 p 0 0009 Les capacit s des participants a voir la cible simple fait donc preuve de grandes variations interindividuelles D autre part le nombre de participants ayant per u la cible se d doubler en avant en arri re ou aussi bien en avant qu en arri re tait r parti de fa on homog ne sauf pour la condition A pendant laquelle les participants ont plut t vu la cible se d doubler lorsqu elle semblait en avant du plan d affichage Chi 6 DDL 2 p 0 0498 Enfin moins de 25 des participants ont manifest des g nes suite aux diff rentes conditions Ces g nes n ont jamais d pass le niveau 3 d intensit et taient du type maux de t te yeux qui piquent yeux qui tirent et fatigue selon les sujets et la condition Ce taux descend a 8 3 pour les conditions A et C 6 3 2 Suivi du regard Le d tail des r sultats associ s au suivi du regard est accessible en annexe 9 seul un r sum des prin
97. reponse accommodative pour chaque stimulus accommodatif Deux r gressions lin aires taient tablies une avec la vergence en fonction du stimulus accommodatif et une avec la vergence en fonction de la r ponse accommodative La pente de chacune des r gressions permettait de d terminer respectivement le AC A de stimulus et le AC A de r ponse 3 5 2 2 4 CA C Clinique A l issue des cing minutes d exposition la DOG de basse fr quence spatiale la r fraction tait mesur e Les valeurs de r fraction taient ensuite converties pour obtenir la valeur d accommodation tonique Une seconde apr s l insertion du prisme la r fraction tait nouveau mesur e Ce d lai permettait de s assurer que le mouvement de vergence avait eu le temps de s ex cuter Les valeurs de r fraction taient ensuite converties pour obtenir la r ponse accommodative associ e au prisme Laboratoire A chaque stimulation de vergence la r fraction tait mesur e Les valeurs de r fraction taient ensuite converties pour obtenir la r ponse accommodative pour chaque stimulus de vergence Une r gression lin aire tait tablie avec la r ponse accommodative en fonction de la vergence La pente de la droite de r gression permettait de d terminer le ratio CA C 3 5 2 2 5 Avance ou retard accommodatif Durant toute la stimulation accommodative allant de 0 5 D 0 4 Dis soit 12 5 s la r fraction tait mesur e en continu Ce t
98. repr sentatif de l ordre dans lequel les tests ont t mesur s A l issue des diff rentes expositions peu de modifications oculomotrices statistiquement significatives se sont manifest es On observe une diminution du ratio CA C pour l ensemble des conditions exp rimentales mais elle n atteint le seuil de significativit que pour la condition C Les modifications du ratio AC A sont moins homog nes entre les conditions La modification n est significative que pour la condition A o le ratio est diminu Dans l ensemble les composantes toniques ont tendance tre augment es par la dissociation accommodation vergence mais cette augmentation n est significative que dans le cas de la condition B Par ailleurs on peut consid rer que les composantes toniques ne sont pas modifi es dans la condition A Aucune variation significative n est observ e pour les tests valuant la dynamique accommodative lag latence et constante de temps La grande variabilit interindividuelle associ e au suivi des oscillations de la cible peut tre l origine de variations oculomotrices h t rog nes et ainsi expliquer l absence de modifications oculomotrices manifestes Ainsi il a t choisi de d composer la population en deux sous populations avec d une part les sujets ayant r alis la t che visuelle de mani re satisfaisante difference entre amplitude attendue et r ponse lt 167 mm 7 sujets tableau 7 et d
99. resse aux modifications oculomotrices cons cutives l exposition un conflit accommodation vergence partiel engendr par t l st r oscope Le chapitre six concerne les modifications oculomotrices li es la dissociation accommodation vergence engendr e par l exposition la visualisation st r oscopique Le chapitre sept constitue la discussion g n rale des diff rentes exp rimentations r alis es et propose les perspectives associ es ce travail Et enfin le manuscrit se finalise par la conclusion des travaux de th se PARTIE THEORIQUE Les composantes du systeme oculomoteur 7 1 Les composantes du syst me oculomoteur 1 1 Introduction les l ments impliqu s ie 9 1 1 1 La composante de vergence sin 9 1 1 2 La composante accommodative uusunsssssnennennnnennnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnennnne rennen 10 1 2 Les r ponses du syst me oculomoteur ss sssnsnennnnnnss 11 UN REPON er TEEN 12 1 2 1 1 EE 12 1 2 1 2 Vergence fusionnelle initi e par la disparit r tinienne 0 eee eeeeeeeenteeeeeenaes 12 1 2 1 3 Accommodation r flexe initi e par le flou 14 NNEN EE 14 1 2 2 Lien crois Tee 14 E DEE UE 14 1 2 2 2 Vergence accommodative iii 16 1 2 2 3 Accommodation de vergete eect eaeeeeeeaeeeeeeaeeeeeenaeeeeeenaeeeeeeaaes 16 15272 EE 16 1 2 3 le Deet lu EIER 17 1 2 3 1 EU 17 ER E 18 1 2 4 e Ee ll UE 18 1 2 4 1 G n ralit s
100. sente la contribution exp rimentale et met en perspective les diff rentes tudes r alis es au cours de cette th se Le premier chapitre pr sente le syst me oculomoteur impliqu dans les m canismes d accommodation et de vergence et les diff rentes composantes lui permettant de r pondre un stimulus visuel Dans le cadre de ce travail de th se le syst me oculomoteur n est trait qu au travers des m canismes d accommodation et de vergence qui sont ceux sur lesquels s exercent les contraintes li es la visualisation en relief Le chapitre explore les quatre processus de r ponse de la vergence et de l accommodation r flexe crois e proximale et tonique et d crit les deux grands courants de mod lisation du syst me oculomoteur Le second chapitre est consacr la r ponse du syst me oculomoteur en fonction de ses conditions d emploi Il pr sente les param tres entrant en jeu pour l optimisation et l adaptation de la r ponse oculomotrice mais galement l tat de l art et la probl matique associ s la r ponse oculomotrice dans le cas d une visualisation en relief Le troisi me chapitre expose les choix m thodologiques effectu s pour la r alisation des diff rentes exp rimentations Le chapitre quatre traite de l tude m thodologique ayant pour but de discriminer l impact des diff rents types de m thode de mesure sur l valuation des param tres oculomoteurs Le chapitre cinq s int
101. sujets Les donn es issues du suivi oculaire montrent que le temps d exposition r duit la r ussite de la t che t test appari entre C1 et C2 307 DDL t 3 111 et p lt 0 0020 Ainsi plus l exposition est longue moins le suivi oculaire des oscillations de la cible est bon Cependant il est aussi montr que plus le nombre d expositions au conflit oculomoteur est grand meilleur est le suivi de la cible Anova a 1 facteur rang de passage sur A2 B2 C2 et D 3 DDL F 30 220 et p lt 0 0001 Ainsi la performance est la meilleure au d but de l exposition et apr s que le sujet ait t expos a plusieurs reprises au conflit accommodation vergence Le suivi oculaire durant la dissociation accommodation vergence ayant cours lors du conflit maximal est moins bon lors des conditions A B et C que lors de la condition D Alors qu il tait attendu un meilleur suivi oculaire durant le conflit maximal apr s l exposition au conflit croissant pr stimulations A et B il s av re en fait que la condition A notamment est la condition conduisant au suivi le moins performant pendant le conflit maximal Anova 1 facteur condition sur A2 B2 C2 et D 3 DDL F 15 025 et p lt 0 0001 Toutefois le suivi oculaire durant les dix premi res minutes des conditions A et B est meilleur que pendant celles des conditions C et D Anova 1 facteur condition sur A1 B1 C1 et D 3 DDL F 68 918 et p lt 0 0001 Enfin la r ali
102. sur la composante de vergence et sur les effets subjectifs cons cutifs une exposition au t l st r oscope Pour explorer le couplage accommodation vergence le ratio AC A a t mesur Le ratio CA C na pas t valu car ce test ne fait pas partie int grante de la pratique clinique de routine De plus du fait de la faible r p tabilit de la proc dure clinique le CA C s av re tre un test peu puissant pour mettre en vidence des modifications oculomotrices d amplitude limit e Aussi dans l objectif de limiter la dur e de l examen visuel il a t choisi de n valuer qu une composante du couplage le AC A De plus le AC A est un param tre cl du processus adaptatif puisqu il permet d optimiser le maintien du stimulus accommodatif pour faire face l augmentation de la demande en vergence Comme dans les pr c dentes tudes il est attendu une augmentation du ratio c est dire une augmentation du gain de vergence accommodative pour qu une plus grande quantit de vergence soit induite par unit de stimulus accommodatif La phorie a t mesur e dans le but d valuer l adaptation du syst me de vergence L hyper relief augmentant les disparit s r tiniennes et ainsi la demande en vergence il est attendu une augmentation de la valeur des phories L valuation des r serves fusionnelles a pour but de v rifier le niveau d activation des composantes rapides et lentes du syst me de vergence De plus en t
103. tableau 10 r capitule les conditions pour lesquelles un comportement de type adaptatif est observ CA C x AC A 7 ACIA 7 acc ton 7 verg ton Cond A x x Bon suivi oculaire gt OS EE EE EERSTEN x Mauvais suivi X Cond D D Bon suivi oculaire Kees A EE EE a Mauvais suivi a GEKACHT EEN x Tableau 10 R capitulatif des comportements adaptatifs en fonction des conditions de visualisation st r oscopique Les x indiquent les conditions pour lesquelles un comportement adaptatif est observ Les cellules d un vert vif indiquent un comportement significativement adaptatif Les cellules d un vert clair indiquent un comportement adaptatif non significatif apr s correction de Benjamini Les cellules rouges indiquent un comportement contre adaptatif La condition de stimulation assurant le meilleur d clin du CA C est la condition C Le comportement adaptatif plus marqu pour cette condition peut tre attribu e au fait que durant cette exposition le conflit maximal a t pr sent pendant une dur e plus longue 20 minutes que pour les autres conditions o l exposition une dissociation accommodation vergence de grande amplitude tait limit e dix minutes L adaptation du CA C n cessite donc une exposition prolong e une dissociation accommodation vergence de grande amplitude pour se manifester La condition exp rimentale C est associ e une augmentat
104. termes de vergence r flexe ou fusionnelle contribuent r pondre pr cis ment la demande en vergence tout en maintenant g n ralement une petite erreur appel e disparit de fixation composante d velopp e dans le paragraphe 1 3 1 1 2 1 3 Accommodation r flexe initi e par le flou L accommodation r flexe correspond un ajustement automatique de l tat r fractif en r ponse un flou pour obtenir une image nette sur la r tine de l objet regard Elle existe aussi bien en condition monoculaire que binoculaire Elle est mise en jeu pour des stimulations de faible amplitude lt 2 D Fincham 1951 Au dessus de cette valeur l effort volontaire d accommoder entre en jeu Fincham 1951 Ciuffreda et Kruger 1988 Le flou li la d focalisation est sous le contr le d une boucle r troactive qui a pour objet de supprimer le stimulus lorsque le sujet a accommod Howard 2002 De la m me mani re que pour la vergence l accommodation serait sous le contr le de deux types d accommodation r flexes r gis par des processus neuronaux s par s Hung et Ciuffreda 1988 La r ponse accommodative serait ainsi r gie par une composante transitoire donnant lieu une r ponse motrice pr programm e et rapide et par une composante soutenue plus lente et conduisant une focalisation pr cise Le m canisme de ces composantes est une r plique parfaite de celle abord e pr c demment dans le cadre de la ve
105. that the components described in the models would be affected by telestereoscopic viewing Each of the elementary components isolated in Schor s model could be identi fied in optometric testing The AC A ratio or gain of the accommodative vergence cross coupling used as an index of its strength Alpern et al 1959 Flom 1960 is an accessible oculomotor parameter It determines the change in accommodative vergence that occurs for a given amount of accommodation In order to respond to the modifi cation of the accommodative vergence relationship an increased accommodative vergence gain was expected Indeed in order to induce more convergence for an unchanged accommodative stimulus as in the teleste reoscopic viewing condition the AC A ratio must increase In most clinical tests when assessing the stimulus AC A ratio the accommodative response is assumed to equal the accommodative stimulus Schei man and Wick 2002 Two types of clinical measure ments are available the calculated AC A and the gradient AC A The calculated AC A is based on an alteration of accommodative stimulus produced by a change in target distance near vs far distance whereas the gradient AC A involves interposition of lenses in the optical pathway when fixating a near target at a fixed distance 0 4 m The two methods may provide differ ent results due to the impact of the proximal vergence component which differs in each method The calculated AC A rati
106. that the effects are correlated with exposure duration and therefore it is possible that a longer stimulation would have shown greater and more generalized adaptation The impairment of oculomotor balance reported for such a short exposure reveals short term effects of increased inter pupillary separation and the high adaptability of the oculomotor system The optometric data shows that telestereoscopic viewing can modify some oculomotor parameters The present study focuses on hyperstereopsis in natural accommodative conditions This specific accom modative vergence discrepancy highlights the plasticity of the oculomotor system in response to cross coupling conflict Some optical devices potentially used in 3D movies virtual reality or helmet mounted displays also stress the accommodative vergence cross coupling by keeping the accommodative input constant whatever the convergence demand Such technologies are known to affect oculomotor parameters Mon Williams et al 1993 1998 Wann etal 1995 Mon Williams and Wann 1998 Wann and Mon Williams 2002 Lambooij et al 2007 2009 Accurate identification of the binoc ular stimuli that account for oculomotor plasticity might prevent visual fatigue when using such optical devices Annexes 814 Ophthal Physiol Opt 2010 30 No 6 Conclusion Increased inter pupillary separation may have consider able influence on oculomotor balance Following a short exposure all the data indi
107. to target distance As y is small with respect to d d y is approximated by d then F x 2y x Judge and Miles 1985 As a result the average magnifying factor for convergence via the telestereoscope was 3 12 0 09 Stimuli During exposure to the telestereoscope the participants were instructed to transfer fixation between far 4 5 m and near 0 4 m locations in order to vary the demand a a u a ss a EN ET d y 2 DU 1 I 1 1 1 DU 1 t 1 DU 1 1 1 1 1 DU 1 DU 1 1 gt 1 vor LE RE e i Z tE Inter pupillary SS NS y 17 separation x LE TS N pa roda KA A LE RE Effective inter pupillary separation x 2y Figure 2 Optical diagram of the telestereoscope The convergence of an observer viewing through the device increases by a nearly threefold factor Thick lines represent the lines of sight through the telestereoscope whereas thin lines refer to normal vision Annexes 810 Ophthal Physiol Opt 2010 30 No 6 in vergence and in accommodation which was defined as a prerequisite for adaptation Fisher and Ciuffreda 1990 In both cases the observer read a letter subtend ing an 11 min arc with a minimum angle of resolution of 2 23 min arc visual acuity of 5 10 or 3 6 The targets were presented on a LCD screen and were black letters 1 35 cd m on a white background 100 cd m in order to provide maximal contrast The letters were based on a five by five grid Bailey 2
108. tude est donc de d terminer dans quelle mesure l utilisation d un type de m thode ou d un type de test influence le r sultat obtenu L objet est galement de clarifier les Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 91 m canismes en jeu lors de la mesure de chaque param tre oculomoteur en fonction de la m thode et du test utilis s pour bien cerner ce qui est valu dans chaque cas L enjeu est donc de faciliter la comparaison et la compr hension des r sultats obtenus dans les diff rentes tudes r alis es ce jour sur l impact oculomoteur des dispositifs de visualisation en relief Pour explorer cette question une tude m thodologique a t r alis e Elle consiste comparer des donn es du syst me oculomoteur mesur es via diff rents tests cliniques et de laboratoire Les tests choisis taient ceux pouvant tre la fois trait s en clinique et en laboratoire mais galement ceux permettant une analyse des diff rentes composantes fonctionnelles de l accommodation de la vergence et de leurs interactions Ainsi a t il t choisi d valuer la phorie de vision de loin la phorie l infini de laboratoire la vergence tonique accommodation tonique le lag le AC A et le CA C Parmi les facteurs susceptibles d avoir une influence sur les param tres moteurs il peut tre pos comme hypoth se que la composante proximale puisse avoir un impact sur les mesures obtenues Hofstetter 1942
109. un point donn cible fix e a 40 cm la m thode de laboratoire utilis e dans la pr sente tude est dynamique Le lag serait donc d pendant de la proc dure de mesure utilis e Plus les proc dures s loignent d une m thode l autre plus la concordance entre ces m thodes est faible De plus la valeur de laboratoire est obtenue partir de la droite de r gression de la r ponse accommodative en fonction du stimulus accommodatif stimulus variant de 0 5 D Il ne s agit donc pas d une mesure ponctuelle Enfin dans la m thode clinique la stimulation est binoculaire tandis qu elle est monoculaire en mesure de laboratoire Or il est montr qu une stimulation binoculaire am liore la pr cision de la focalisation Seidemann et Schaeffel 2003 Ce ph nom ne est en faveur de la plus faible valeur de lag observ e en mesure clinique Etant donn s les r sultats obtenus et le grand impact des proc dures de mesure sur les valeurs de lag il ne peut tre fait d amalgame entre le lag clinique et le lag de laboratoire dynamique 4 4 4 2 Concordance des accommodations toniques La concordance entre les deux m thodes de mesure de l accommodation tonique est de 1 378 D Ce coefficient ne peut tre compar a la litt rature puisque jusqu a pr sent aucune tude ne fait r f rence un coefficient de concordance pour ce param tre 4 4 4 3 Concordance des CA C Il n a pas t observ de diff re
110. une adaptation coh rente et globale du syst me oculomoteur Dans le cas de la visualisation st r oscopique la dissociation entre la demande accommodative fixe et la demande en vergence variable conduit a des modifications adaptatives de certains param tres oculomoteurs en fonction des disparit s utilis es et du contenu fr quentiel de l image st r oscopique L adaptation oculomotrice a un conflit accommodation vergence semble donc bien pouvoir se mettre en place 7 4 2 Mod lisation de l adaptation L organisation et le fonctionnement du systeme oculomoteur restreint aux composantes d accommodation et de vergence sont mod lisables via des mod les math matiques Dans le cadre de l exposition a l hyper relief les modifications observ es pourraient tre simul es avec les mod les existant du syst me oculomoteur En effet l augmentation du AC A et la prise d esophorie en vision de loin et vision de pr s sont en faveur d un soulagement de la r ponse phasique permettant l augmentation des r serves fusionnelles en convergence Ces modifications coh rentes devraient pouvoir tre simul es en modifiant le gain allou la vergence accommodative et le gain de la composante de vergence lente Discussion g n rale et perspectives 156 A contrario les modifications observ es suite a la visualisation st r oscopique ne semblent pas mod lisables aussi simplement En effet l tude sur les modifications oculomotrice
111. votre tempe Continuez fixer la cible et la maintenir simple jusqu ce qu un dernier BIP signale la fin du test Choix m thodologiques 74 Le CA C tait d duit de quation suivante CA C Acc2 Acc1 8 O Acc1 est l accommodation tonique mesur e au terme des 5 min de fixation de la DOG Acc2 accommodation lors de l insertion du prisme et le 8 la valeur du prisme ins r pour stimuler la vergence 3 4 1 6 Accommodation tonique Tout comme le CA C l accommodation tonique est peu tudi e en clinique Il n existe donc pas de routine clinique L valuation de l accommodation tonique n cessite la mise en boucle ouverte de l accommodation Cela peut se faire suivant plusieurs moyens comme voqu pr c demment pour le CA C L valuation du CA C tant obtenue partir d une mesure de accommodation tonique c est cette derni re qui t consid r e pour la mesure clinique de accommodation tonique valeur Acc1 3 4 1 7 R serves fusionnelles Les r serves fusionnelles correspondent a la plage de convergence et de divergence qu un sujet peut mettre en ceuvre pour une distance de fixation donn e Ce sont elles qui d finissent la zone de vision binoculaire simple et nette ZVBSN Cette zone de vision binoculaire est particuli rement tudi e au cours des traitements orthoptiques Hofstetter 1983 car elle est pr sent e comme un l ment facilement modifiable
112. zone de l image consid r e La luminance moyenne de chaque image tant de z ro les variations de luminance sont caract ris es par l cart type de la luminance des images filtr es Annexes 190 Annexe 7 Repr sentations des oscillations de la cible Gamme de vergence explor e oscillation de la cible en profondeur de 1 AM soit 1000 mm 3 AM soit 333 mm Gamme de d placement des cibles gauche et droite sur leurs crans respectifs Gamme de disparit binoculaire explor e de 1 80 en divergence relative 5 40 en convergence relative pour un IPD de 63 mm Annexes 191 Repr sentations des oscillations de la cible pendant le conflit maximal sur un chantillon de dix secondes Oscillations de la cible virtuelle en profondeur position de la cible en mm temps en s D placement des cibles gauche et droite sur chaque cran position d affichage de la cible en pixels 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 10 temps en s 5 o L L L L L L L Ecran G Ecran D Disparit binoculaire divergence relative convergence relative 2 disparit en degr N temps en s Annexes 192 Annexe 8 Phras ologie associ e l exp rimentation 3 Phras ologie associ e a la condition A La stimulation se d roulera en deux tapes Durant dix minutes une DOG c est a dire une cible ayant une forme circulaire mal d finie va vous tre pr sent
113. 0 0 00 a YT 1 00 2 00 Diff rence AC A grad clin AC Arep lab 3 00 0 10 0 40 0 90 1 90 Moyenne AC A grad clin AC A rep lab 2 1 40 Biais 0 054 IC 95 0 368 0 476 Biais 0 518 IC 95 0 213 1 248 CAIC clin vs CAIC lab Phorie VL clin vs phorie inf lab 3 00 3 00 8 S 9 2 00 5 2 00 Q 1 00 E 1 00 E AAA NEE ne 3 Z 0 00 ag gt omg eo L Mio EEN 3 a Q B 1 00 amp 1 00 Y a 2 2 00 8 2 00 Za a o 2 a O aa _ 3 00 A 3 00 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 Moyenne CAC clin CA C lab 2 Moyenne phorie VL clin phorie VL lab 2 Biais 0 007 IC 95 0 695 0 681 Biais 1 112 IC 95 0 277 2 500 Phorie VL clin vs Verg ton lab Phorie inf lab vs Verg ton lab g 3 00 2 3 00 5 e 2 2 00 S 2004 se D KC D oi 5 a 2 1 00 1 00 e E 3 1 g 3 S e 99 gt gop e gt 0 00 a 2 a E Di a E a 2 4 1 00 a Rene a Mo e A e A A Q e 2 5 2 00 g 2 00 A 3 00 A 3 00 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 Moyenne phorie VL clin verg ton lab 2 Moyenne phorie VL lab verg ton lab 2 Biais 0 658 IC 95 0 103 1 420 Biais 0 453 IC 95 1 834 0 927 Figure 35 Analyse de Bland Altman L ast risque parfois associ aux biais r f re a une diff rence significative entre les deux tests compar s IC 9
114. 0 0259 La diff rence pourrait tre expliqu e par l ordre de passage de chacune des sessions En effet il peut tre mis l hypoth se que au plus sujet tait expos la t che visuelle au mieux il la r ussissait Afin de palier ce biais l ordre de passage avait t quilibr de sorte qu autant de sujets aient pass D avant C1 et vis et versa Cependant les donn es de l Eyelink manquantes pour les sujets 2 et 9 ont eu pour impacte de d s quilibrer l ordre de passage si bien que l analyse statistique a t r alis e avec six sujets ayant pass D apr s C1 et seulement quatre ayant pass C1 apr s D Ceci pourrait donc tre l origine de la meilleure performance observ e pour D Pour le v rifier l effet de l ordre de passage a t tudi Ce dernier montre qu en effet la performance est meilleure lorsque l exposition est r alis e dans un second temps Anova un facteur 1 DDL F 26 859 et p lt 0 0001 voir figure 52 Annexes 190 apres avant Figure 52 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse en fonction de l ordre de passage de D et C L accolade et l asterisque mettent en vidence la diff rence statistiquement significative p lt 0 05 du suivi oculaire entre la condition pass e dans un premier temps avant et la condition pass e dans un second temps apr s Ainsi il peut tre suppos que la diff rence observ e entre D et C1 soit plut
115. 00 A en l absence de correction optique ou tre corrig s en lentilles de contact Ce crit re avait pour but de limiter les interactions entre les mesures et les effets optiques dus aux verres effet prismatiques aberrations Cela permettait de plus de faciliter le positionnement des sujets sur le t l st r oscope l haploscope et le st r oscope o la distance il miroir se devait d tre r duite Les r fractions n gatives taient tol r es la seule condition que les sujets aient une acuit visuelle de vision de loin et de vision de pr s lt 0 03 unit log 2 9 10 Dans ce cas les r fractions n gatives taient consid r es comme dues une myopie instrumentale Edwards 1998 Schimitzek et Wesemann 2002 La mesure de l acuit tait r alis e sur une chelle morphoscopique reconnaissance de lettres progression logarithmique compos e de 5 lettres de haut contraste par ligne Les participants ne devaient pas pr senter de pathologies oculaires chirurgie pathologies r tiniennes glaucome ni de signes cliniques oculomoteurs pas de strabisme pas de signes asth nopiques chroniques pas de s ances d orthoptie prescrites L alcool la marijuana les amph tamines les barbituriques les tranquillisants les antid presseurs les s datifs etc tant des substances syst miques pouvant influencer la r ponse oculomotrice Owens et Leibowitz 1983 r duction des valeurs ou augmentation de la variabi
116. 006 At near distance 0 4 m each block of the grid was made of a unique screen pixel 0 259 mm of size The observer was asked to keep fixation closely on the target The set of letters built words that formed a riddle all together The riddle involved a large set of 59 capital letters in order to vary visual orientation and alphabetic shapes A B C D E I L M N O P R S T U V This procedure ensured that the subject followed the fixation instructions With a fixation change frequency of 0 1 Hz the riddle required 10 min to complete In case of difficulty in fusing the near target this target was placed at a greater distance until fusion was achieved It was then gradually set nearer while asking the subject to keep the target clear and single After several assisted transfers generally three those sub jects were able to fuse the target at either of the two locations Procedure Visual performance in far vision was assessed with projected tests 6 m whereas paper tests were displayed at 0 4 m for near vision All tests were presented under photopic conditions The luminance was 200 cd m for the far target and 75 cd m for the near one No significant changes of the AC A and phoria measurements after a 30 min transfer of fixation between near lt 0 4 m and far targets 6 m had been reported previously after removal of the telestereoscopic viewing Bobier and McRae 1996 so we did not duplicate such a control experiment
117. 1 deterioration of stereoscopic threshold 2 increase in AC A ratio 3 increase in near and far phorias and 4 shift of the zone of clear and single binocular vision towards convergence These results showed a change in gain of accommodative vergence and a shift of vergence reserves towards convergence in response to telestereoscopic viewing The subject s binocular behaviour tended towards esophoria with convergence excess as confirmed by Sheard s and Percival s criteria Such changes in oculomotor parameters support adaptive behaviour linked with telestereoscopic viewing Keywords accommodative vergence conflict accommodative vergence cross link inter pupillary separation oculomotor assessment telestereoscope Introduction The transfer of fixation from a distant object to a near one involves simultaneous pupillary accommodative and convergent responses The pupil diameter reduces miosis adduction of the eyes convergence aligns the visual optical axes with the near object and accommo Received 15 December 2009 Revised form 15 April 2010 Accepted 15 May 2010 Correspondence and reprint requests to Corinne Roumes Tel 33 0 1 69 23 78 72 Secretary 33 0 1 69 23 78 68 Fax 33 0 1 69 23 81 86 E mail croumes imassa fr doi 10 1111 j 1475 1313 2010 00763 x dation brings the retinal image of the close object into focus In order to optimize the oculomotor response accommodation and vergence are cros
118. 2002 Rapport en dioptries prismatiques les changements observ s pour les param tres oculomoteurs repr sentent ici une modification de 1 50 DP a 5 79 DP Ces grands changements sont proches de ceux consid r s comme cliniquement significatifs par Peli 1998 Les tudes ant rieures sur le t l st r oscope taient bas es sur une exposition de 30 minutes Le choix d une dur e d exposition limit e a dix minutes a repos sur une exp rience pr liminaire qui avait permis de mettre en vidence des modifications lev es des param tres oculomoteurs phories AC A d s dix minutes d exposition Par ailleurs Mon Williams et al 1993 avaient d ja montr des variations importantes de la vision binoculaire apr s une exposition de dix minutes a un dispositif de r alit virtuelle Il est probable que les effets soient corr l s a la dur e d exposition Il est donc possible ou une stimulation plus longue aurait montr une adaptation plus grande et plus g n ralis e La modification de l quilibre oculomoteur pour une exposition de si courte dur e r v le les effets pr coces de l hyper relief sur le syst me oculomoteur L ensemble des param tres optom triques test s met en vidence que le syst me oculomoteur est capable de mettre en place un processus adaptatif pour pallier la contrainte associ e l hyper relief L hyper relief est rarement un param tre isol comme nous l avons tudi ici En effet le dom
119. 23 0 696 0 229 0 203 0 665 0 376 0 919 0 090 0 743 Pcorr Tableau 7 Post effet moyen cons cutif chaque condition de visualisation st r oscopique pour les sujets ayant une diff rence entre amplitude attendue et r ponse lt 167 mm Tests AC A CA C Conditions A B C D A B C D Moy 0 202 0 047 0 080 0 005 0 071 0 022 0 083 0 034 ET 0 162 0 153 0 065 0 224 0 054 0 034 0 063 0 078 DDL 3 4 4 4 4 4 4 3 t 2 502 0 681 2 746 0 053 2 925 1 446 2 983 0 869 p 0 088 0 533 0 052 0 9603 0 043 0 222 0 041 0 449 Peorr 0 088 0 533 0 052 0 9603 0 301 0 222 0 142 0 449 Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 137 Tests Accommodation tonique Vergence tonique Conditions A B C D A B C D Moy 0 033 0 305 0 122 0 088 0 024 0 038 0 106 0 022 ET 0 226 0 185 0 062 0 085 0 144 0 137 0 290 0 064 DDL 3 3 3 3 4 4 4 4 t 0 295 3 303 3 940 2 052 0 376 0 626 0 822 0 763 p 0 787 0 046 0 029 0 136 0 726 0 565 0 457 0 488 Pcorr 0 787 0 160 0 204 0 136 0 726 0 565 0 457 0 488 Tests Lag Latence Constante de temps Cond A B C D A B C D A B C D Moy 0 079 0 144 0 043 0 142 10 00 16 000 56 000 24 000 91 672 301 82 88 752 137 08 ET 0 208 0 237 0 276 0 252 82 462 166 373 290 654 227 332 111 145 343 606 309 039 520 781 DDL 4 3 2 4 3 4 4 4 3 4 4 4 t 0 857 1 214 0 271 1 265 0 243 0 215 0 431 0 236 1 650
120. 3 0 053 0 936 0 082 0 708 0 799 Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 135 Tests Lag Latence Constante de temps Cond A B C D A B C D A B C D Moy 0 025 0 096 0 096 0 119 14 55 29 09 18 18 21 82 206 66 134 84 46 49 31 83 ET 0 236 0 242 0 238 0 338 96 79 117 47 218 63 162 35 598 57 278 74 268 71 443 20 DDL 9 10 9 11 10 10 10 10 10 10 10 10 t 0 329 1 320 1 273 1 215 0 498 0 822 0 276 0 446 1 145 1 004 0 574 0 238 p 0 749 0 216 0 235 0 250 0 629 0 430 0 788 0 665 0 279 0 140 0 579 0 816 0 749 0 216 0 235 0 250 0 629 0 430 0 788 0 665 0 279 0 140 0 579 0 816 Pcorr Tableau 6 Post effet moyen cons cutif chaque condition de visualisation st r oscopique Le ratio AC A est donn en angles m tres par dioptrie AM D Le ratio CA C est donn en dioptries par angle metre D AM La vergence tonique est exprim e en angles m tres AM L accommodation tonique et le lag sont exprim s en dioptries D La latence et la constante de temps sont donn es en millisecondes msec Les ast risques noirs mettent en vidence les param tres pour lesquels le post effet est significatif sans l application de la correction Les ast risques rouges mettent en vidence les param tres pour lesquels le post effet est significatif apr s correction de Benjamini L ordre dans lequel sont pr sent s les tableaux n est pas
121. 5 correspond a l intervalle de confiance a 95 c est dire a la limite de concordance entre les deux tests Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 97 La comparaison deux deux des tests oculomoteurs leurs diff rences et leur coefficient de concordance sont pr sent s dans le tableau 4 ci dessous M thodes Diff rences t p Peor COC moyennes biais Lag clinique vs lag de laboratoire D 0 793 4 248 0 0006 0 0009 1 580 Accommodation tonique clinique vs E de accommodation tonique de laboratoire D 0 891 an EE OPE ete CA C clinique vs CA C de laboratoire D AM 0 007 0 084 0 9341 0 9341 0 688 AC A calcul clinique vs x ACIA gradient clinique AM D KC pt AR DEE e AC A de stimulus de laboratoire vs A e ACIA de r ponse de laboratoire AM D Diaa RES OA Ee AC A calcul clinique vs x AC A de stimulus de laboratoire AM D Se SE ET EE Se AC A gradient clinique vs AC A de stimulus de laboratoire AM D ane on Gee ee EE AC A calcul clinique vs ACIA de r ponse de laboratoire AM D net ieee Bei Delt Ze AC A gradient clinique vs ACI A de r ponse de laboratoire AM D er SONO ANCIEN RTS Phorie VL clinique vs phorie infini de laboratoire AM SN Bar EE GEHT e E 0 658 7 188 lt 0 0001 lt 0 0012 0 762 vergence tonique de laboratoire AM Phorie infini de laboratoire vs 0 453 2 730 0 0142 0 0189 1 381 vergence tonique de laboratoire AM Tableau 4
122. 5 D pour qu en combinaison avec la vue Maxwellienne laccommodation ne puisse tre li e qu la vergence sollicit e Figure 33 Cibles pour la mesure de l accommodation de vergence Une cible est pr sent e chaque il il en r sulte une perception bi oculaire Les dimensions sont donn es en millim tres Choix m thodologiques 81 Phras ologie Vous allez voir une croix noire avec un point au dessus avec votre ceil droit et une croix noire avec un point en dessous avec votre il gauche Le but du test sera de fusionner la croix c est dire de ne voir qu une croix avec un point en haut et un point en bas Pour cela il vous sera peut tre n cessaire de loucher c est normal Vous appuierez sur la gachette de gauche si vous avez fusionn la cible et sur la g chette de droite si la cible est per ue double ou avec un seul point Il vous est demand d tre concentr et d viter de cligner lors de l enregistrement de votre r ponse 3 4 2 7 Avance ou retard accommodatif Pour valuer la reponse accommodative en fonction du stimulus accommodatif pour une cible mobile accommodation tait mesur e l aide du PowerRef pendant la pr sentation de la croix de Malte identique celle d crite pour le AC A La cible n tait rendue visible que pour l ceil droit voir figure 34 et se d pla ait de 0 5 D une vitesse de 0 4 D s Lorsque la valeur du stimulus accommodatif atteignait 5 D la
123. 9 0 23 0 29 0 78 0 2236 0 2385 Recovery BO MA 1 15 0 20 1 46 0 21 0 31 0 12 2 64 0 0102 0 0204 The presentation of the table is not representative of the testing order Asterisks refer to a significant difference in the variables collected before and after exposure p lt 0 05 Pcorr corresponds to the corrected probability obtained by the false discovery rate Benjamini and Hochberg 1995 Benjamini and Yekutieli 2001 MA meter angle D diopter suggests a global impairment of binocular vision Both near and far phorias increased for all subjects thus shifting the phorias towards convergence 0 81 0 38 MA and 0 52 0 31 MA respectively for near and far phorias Near vision was more affected than far vision t 2 79 p lt 0 015 The average calculated AC A increased by 0 11 MA D from 0 84 MA D to 0 95 MA D 13 while the average AC A by gradient 1 00 method increased by 0 29 MA D from 0 37 MA D to 0 67 MA D 81 following telestereo scopic viewing Results obtained before and after exposure are presented in Figure 3 The phorias at near and far distances create the phoria line The reciprocal of the slope of the phoria line represents the calculated AC A ratio Vergence reserves and recoveries shift towards convergence Figure 3 In most cases 8 out of 11 vergence reserve points the pre post exposure shift is significant As a result base in vergence reserves significantly decrease except for
124. 91 0 868 16 00 0 708 48 00 0 3363 48 00 0 373 Const temps 38 702 0 627 79 729 0 182 181 33 0 140 128 44 0 279 197 74 0 537 25 11 0 856 Tableau 9 Comparaison deux deux des conditions de visualisation st r oscopique Le ratio AC A est donn en angles metres par dioptrie AM D Le ratio CA C est donn en dioptries par angle metre D AM La vergence tonique est exprim es en angles metres AM L accommodation tonique et le lag sont exprim s en dioptries D La latence et la constante de temps sont donn es en millisecondes msec Les ast risques noirs mettent en vidence les param tres pour lesquels le post effet est significatif sans l application de la correction L ast risque rouge met en vidence le param tre pour lequel le post effet est significatif apr s correction de Benjamini La comparaison des conditions A et B a pour int r t de mettre en relief l utilit d une modulation du contenu fr quentiel de l image combin e a une augmentation progressive de la disparit binoculaire par rapport une m me augmentation de la disparit seule Il s av re que la diff rence de post effet entre les deux conditions est trop faible pour conduire a des modifications significatives Les comparaisons des conditions C A et C B ont pour int r t de d terminer si une pr stimulation sp cifique en termes de disparit et ou de contenu fr quentiel de l image permet une meilleure tol rance du syst me oculomoteur
125. 986 la vergence r pondrait de mani re pr cise a partir d une oscillation sinuso dale de la cible de 0 3 Hz Au del de 2 Hz la difficult pour suivre une cible devient importante Krishnan et al 1973b 2 2 1 2 Fr quence spatiale de la cible Les cibles de basses fr quences spatiales permettent une limite de fusion binoculaire sensorielle et motrice plus grande que les hautes fr quences Schor et al 1984a Roumes 1995 De plus il a t montr que la r ponse de vergence disparit s quivalentes se fait pr f rentiellement sur une cible de basse fr quence spatiale Edwards et al 1998 2 2 1 3 Contraste de la cible La question qui est de savoir s il existe un seuil de contraste n cessaire pour induire une Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 32 r ponse du syst me de vergence n a pas t trait e a ce jour Judge 1991 On sait cependant que le contraste de la cible affecte la r ponse de vergence En effet disparit s quivalentes la r ponse de vergence se fait pr f rentiellement sur la cible ayant le contraste le plus lev Edwards et al 1998 2 2 1 4 Luminance A faible niveau de luminance la vergence d rive vers son tat de repos ce ph nom ne est appel dark vergence Alpern et Larson 1960 Au dessus du niveau scotopique gt 0 01 cd m la vergence reste assez pr cise Owens et Leibowitz 1980 2 2 2 Optimisation de l accommodat
126. A Fry award lecture adaptive regulation of accommodative vergence and vergence accom modation Am J Optom Physiol Opt 63 587 609 Schor C M 1992 A dynamic model of cross coupling between accommodation and convergence simulations of step and frequency responses Optom Vis Sci 69 258 269 Schor C M and Kotulak J C 1986 Dynamic interactions between accommodation and convergence are velocity sensitive Vis Res 26 927 942 Schor C M and Narayan V 1982 Graphical analysis of prism adaptation convergence accommodation and accom modative convergence Am J Optom Physiol Opt 59 774 784 Schor C M Johnson C A and Post R B 1984 Adaptation of tonic accommodation Ophthalmic Physiol Opt 4 133 137 Sheard C 1930 Zones of ocular comfort Am J Optom 7 9 25 Sheedy J E and Saladin J J 1977 Phoria vergence and fixation disparity in oculomotor problems Am J Optom Physiol Opt 54 474 478 Toates F M 1972 Accommodation function of the human eye Physiol Rev 52 828 863 Toates F M 1974 Vergence eye movements Doc Ophthal mol 37 153 214 Wann J P and Mon Williams M 2002 Measurement of Visual Aftereffects Following Virtual Environment Expo sure In Handbook of Virtual Environments ed K M Stanney Lawrence Erlbaum Associates Mahwah NJ pp 731 749 Wann J P Rushton S and Mon Williams M 1995 Natural problems for stereoscopic depth perc
127. AC A n est pas modifi par l adaptation prismatique La modification du ratio CA C par l adaptation prismatique n a pas t tudi e dans la litt rature Ceci est essentiellement d au fait que le CA C n est pas un test de routine optom trique L adaptabilit des ratios AC A et CA C a pendant longtemps t consid r e comme nulle ou minime Flom 1960a Or dans des conditions diff rentes de celles usuellement utilis es pour tudier l adaptation adaptation par prisme par fixation une distance donn e ou par insertion de verres ophtalmiques il a t montr que les ratios AC A et CA C taient adaptables Miles et Judge 1982 Judge et Miles 1985 Miles et al 1987 Bobier et McRae 1996 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 45 Il est tabli que les ratios AC A et CA C sont inversement corr l s l adaptation des composantes lentes Schor 1986 Schor et Tsuetaki 1987 Schor 1992 En effet en se basant sur les mod les de simulation du fonctionnement oculomoteur Schor 1999 on remarque que les ratios sont aliment s par les composantes phasiques ce qui montre le caract re dynamique et ainsi volutif du couplage accommodation vergence L observation d une modification des gains est facilit e par la mise en discordance des composantes d accommodation et de vergence Ceci explique pourquoi jusqu l utilisation de dispositifs optiques particuliers tels que des t l st r oscopes le
128. Ann e 2012 THESE DE L UNIVERSITE DE PARIS 8 VINCENNES SAINT DENIS COLE DOCTORALE n 224 Cognition Langage Interaction Sp cialit Psychologie soutenue publiquement le 16 mars 2012 par Pascaline NEVEU Pour obtenir le grade de Docteur de l Universit Paris 8 Impact des dispositifs de visualisation en relief sur les composantes oculomotrices d accommodation et de vergence Jury M Charles TIJUS pr sident M Gilles COPPIN rapporteur M Christian MIEGE rapporteur Mme Zoi KAPOULA examinatrice M Daniel MESTRE examinateur M Philippe FUCHS Co directeur de th se Mme Corinne ROUMES Co directrice de th se R sum Impact des dispositifs de visualisation en relief sur les composantes oculomotrices d accommodation et de vergence Le d veloppement accru des dispositifs de visualisation en relief ces vingt derni res ann es a fait merger une probl matique oculomotrice nouvelle Pendant l exposition a ces dispositifs le comportement oculomoteur diff re de celui ayant cours en vision naturelle L accommodation permettant d ajuster la nettet s tablit sur le plan d affichage des images tandis que la vergence permettant d aligner le regard sur l objet s effectue g n ralement sur un plan diff rent fonction de la localisation de l objet virtuel dans l espace Les dispositifs de visualisation en relief ou visualisations st r oscopiques conduisent ainsi un conflit accommo
129. Convergence AM Droite de demande en vision normale Droite de demande pour un dispositif de visualisation en relief avec plan d affichage 1 m Figure 50 Figure r capitulative de la demande oculomotrice impos e par la visualisation st r oscopique et des modifications adaptatives engendr es 7 2 2 Un type de conflit un type de mesure Deux types de mesures ont t utilis s selon le type de conflit explor La dissociation entre les demandes d accommodation et de vergence ayant cours pendant la visualisation en relief pouvait conduire des post effets limit s du fait de l incoh rence des demandes entre les deux composantes L observation des post effets n cessitait donc soit un temps de pr sentation allong soit l utilisation d un dispositif de mesure fin pour valuer les modifications pr coces des param tres oculomoteurs Tout l enjeu de nos tudes tant de pouvoir observer si le syst me oculomoteur est capable de mettre en place un processus adaptatif il tait n cessaire de limiter les dur es d expositions de sorte que la fatigue ne prenne pas le pas sur l adaptation oculomotrice En outre dans un cadre exp rimental il y a un r el int r t de limiter l impact des conditions d exposition st r oscopiques sur la reprise de l activit des participants Ainsi les g nes subjectives engendr es par les stimulations taient fugaces et les faibles post effets recueillis n imposaient pas de temps
130. EE 18 124 2 e lee EE 19 1 2 4 3 Accommodation tonique i ciccicsscaiccnnncceecarandsdesraadcddosadaadaaradd erden nn ded nahe dann canes 20 1 2 4 4 RESUM Ein EE 21 1 3 Amplitude de la r ponse oculomotrice ss sn 21 1 3 1 Vergence la disparit de fixation 21 1 3 2 Accommodation avance ou retard accommodatif nn 21 1 332 TEE 22 1 4 Mod lisations du syst me oculomoteur sise 22 1 4 1 G n ralit s 5er ceeded i vl eedee a annee r aiat 22 1 4 2 Travaux de l quipe de Hung 24 Les composantes du syst me oculomoteur 8 1 4 3 Travaux de l quipe de Schor 24440ssnsnsnsnnnnennnennnnnnnnnnnnnnnennnnennnnnennnnnnnnn nennen 26 1 4 4 Hung vs Schor siennes 27 UE R SUM ER 28 1 5 CONCIUSION BEE 28 Les composantes du syst me oculomoteur 9 1 1 Introduction les l ments impliqu s Le syst me oculomoteur r pond une stimulation visuelle par une variation du diam tre pupillaire un ajustement accommodatif et une modification de la vergence du couple oculaire Ces trois m canismes simultan s et interd pendants d finissent la triade de vision de pr s Dans le cadre de notre probl matique associ e aux dispositifs de visualisation en relief seules Paccommodation et la vergence sont des composantes sur lesquelles s exercent des contraintes sp cifiques C est pourquoi seules ces derni res sont
131. N est coh rent avec la prise d esophorie mentionn e pr c demment Cette diminution des r serves en divergence pourrait tre expliqu e par une diminution de la r ponse phasique Jones 1980 En effet durant les post tests le sujet adapt en position convergente sollicite sa r ponse phasique de mani re importante pour r pondre aux sollicitations d sormais moins convergentes car non vues au travers du t l st r oscope Ceci conf re ainsi moins de possibilit s de r ponse en divergence La pente des limites de la ZVBSN semble avoir augment apr s exposition au t l st r oscope voir figure 36 Cette observation est li e au fait que l adaptation semble plus grande en vision de pr s qu en vision de loin Bien que cette modification de pente ne soit pas significative p 0 2 il peut tre suppos qu une dur e d exposition plus longue aurait pu permettre l mergence de ce ph nom ne Les crit res de confort de Sheard et de Percival offrent une approche compl mentaire aux r sultats de la pr sente tude Sheard 1930 Hofstetter 1945 Newman 2006 Ces crit res tablis par calculs d finissent la plage de vergence dans laquelle doit se trouver la demande oculomotrice crit re de Percival et l amplitude des r serves n cessaires crit re de Sheard pour ne pas induire d inconfort visuel Dans le cas o ces crit res ne sont pas remplis il peut tre d fini le prisme n cessaire pour recouvrer une visi
132. OGG EE 91 4 Se LE 93 4 4 DISCUSSION LE ra ar ere dei A aid 97 A Ee EEN 104 5 Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es l hyper relief 106 Dee INTO UCI TTT 107 D M thode eu ada Pr eege Pa tees tenes EES 109 E O NN 110 9 4 DISCUSSION ern ne it ia le Dans 113 D D CONCIUSION RRE AE E nn en nee tt ne enr on ete in 116 6 Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es la dissociation accommodation vergence engendr e par st r os copie seen 117 6 1 INTOdUCtIGN EE 118 6 2 M thode x rene a EENS ENEE ENEE EEN 121 6 3 R s ltatS ars ae dt it ae Themen 131 EE Ee 139 6 5 COMCIUSION DE 150 7 Discussion g n rale et perspectives sets 151 7 1 1Ntroduetion E 150 7 2 Analyse transverse des r sultats 150 7 3 Ladaptation oculomotrice un b n fice occcccccccccnononononononononononononononononononenenenenenenos 154 7 4 Apports des travaux au cadre th orique ooococicccococccnncnccncncononocnncnnnnnnnnnnncnnnnnannnnnnnnnnn 155 ED Perspectives ta trade ca dante I Ri ILL rare dedans crie 157 ee E E 159 Bibliographie sorire ansa ran Raaen AREARE LAAEN EA TENAAAN AENA Ah DARPAR TAANE ERRESA ANEA AA EANA AN AALAN A AREAS 161 GIOSSAITR E E il ann Era 178 ANNEXES 2 51 E sc A E E Tune E E E A E E E EA 180 VI Liste des figures Figure 1 Plans d accommodation et de vergence en vision naturelle vue du dessus 3 Figure 2 Plans d
133. Oculomotor capac ities were estimated through clinical subjective tests representative of standard optometric practice before and after telestereoscopic exposure Scheiman and Wick 2002 Saladin 2006 Examinations were performed with the following sequence 1 Near stereoscopic threshold TNO test in crossed disparity viewing condition 2 Far phoria von Graefe method 3 Far vergence reserves base in then base out Risley prisms 4 Near phoria von Graefe method 5 Gradient AC A 1 00 D 6 Near vergence reserves base in then base out Risley prisms 198 The calculated ratio was determined using the formula Calculated AC A IPS NFD NPh FPh Scheiman and Wick 2002 where IPS is inter pupillary separation cm NFD is near fixation distance m NPh is near phoria prism diopter and FPh is far phoria prism diopter Vergence data were converted into meter angle MA in order to take into account the influence of individual inter pupillary separation on the results Fisher and Ciuffreda 1990 MA prism diopters inter pupillary separation in centimetres The sequence was chosen in order to limit prism adaptation during the testing Rosenfield et al 1995 Following the exposure period and between visual tests one eye was occluded in order to limit binocular vision and to reduce any decay in telestereoscopic adaptation throughout the optometric assessment At the end
134. Owens R L et Higgins K E 1983 Long term stability of the dark focus of accommodation American Journal of Optometry amp Physiological Optics 60 32 38 Peli E 1995 Real vision amp virtual reality Optics and Photonics News 6 28 34 Peli E 1998 The visual effects of head mounted display HMD are not distinguishable from those of desk top computer display Vision Research 38 2053 2066 Perrin J Fuchs P Roumes C et Perret F 1998 Improvement of stereoscopic comfort through control of the disparity and of the spatial frequency content Papier pr sent a Visual Information Processing VII Orlando FL Phillips S R 1974 Ocular neurological control systems accommodation and the near response triad Th se en Ing nierie m canique Universit de Californie Berkeley CA Plantier J et Menu J 1992 Visual contrast and image quantification from wavelet theory Papier pr sent a 14th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society Paris FR Priot A E Bonnevie L Plantier J Neveu P Bichot A et Roumes C 2008 Description et manuel d utilisation du banc optique haploscope optometre permettant l tude de la relation accommodation convergence Rapport Technique Imassa n 08 04 Priot A E Laboissi re R Sillan O Roumes C et Prablanc C 2010 Adaptation of egocentric distance perception under telestereoscopic viewing within re
135. S K Cluffreda K J Levine S et Wolf Kelly K S 1987 Tonic adaptation in symptomatic asymptomatic subjects American Journal of Optometry amp Physiological Optics 64 333 343 Fisher S K Ciuffreda K J Tannen B et Super P 1988 Stability of tonic vergence Investigative Ophthalmology amp Visual Science 29 1577 1581 Fisher S K et Ciuffreda K J 1990 Adaptation to optically increased interocular separation under naturalistic viewing conditions Perception 19 171 180 Bibliographie 165 Flom M C 1960a On the relationship between accommodation and accommodative convergence Ill Effects of orthoptics American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 37 619 632 Flom M C 1960b On the relationship between accommodation and accommodative convergence Il Stability American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 37 517 523 Fry G A 1983 Basic concepts underlying graphical analysis in Vergence Eye Movements Basic and Clinical Aspects Schor C M amp Ciuffreda K J ed 1st ed Butterworths Boston MA pp 403 437 Fukushima T Torii M Ukai K Wolffsohn J S et Gilmartin B 2009 The relationship between CA C ratio and individual differences in dynamic accommodative responses while viewing stereoscopic images Journal of Vision 9 1 13 Gabriel G M et Mutti D O 2009 Evaluation of infant accommodat
136. SCOPE e dd ER e a e a o a all 151 Figure 50 Figure r capitulative de la demande oculomotrice impos e par la visualisation st r oscopique et des modifications adaptatives engdendre es rennene 152 Figure 51 Exemple de graphique de Bland Altman ooooooccncocococccnnccccnconononcnnncnnnnnnnononncnnnnnnnannnncnnno 188 Figure 52 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinusoide r ponse en fonction de l ordre de passage de D et GC nera 190 Figure 53 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse en fonction du rang Me Ee ir ire nee de Geeta at nb eat nee nad dt aus ant 190 Figure 54 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse durant les dix derni res minutes d exposition en fonction de la condition 191 Figure 55 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse durant les dix premi res minutes A1 B1 Ce 192 Figure 56 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse durant les pr stimulations A et B en fonction de la cible oo eee ee ener eee eene eee e tenets ee teeeeetaeeeeetieeeertneeeeeees 193 VII Liste des tableaux Tableau 1 R sum sur les conditions d optimisation de la r ponse oculomotrice 35 Tableau 2 R sum sur la dynamique de la r ponse oculomotrice coooooconococccccncccccncononcncnnncnnnnnnnns 38 Tableau 3 R p tabilit
137. Series B 57 289 300 Benjamini Y and Yekutieli D 2001 The control of the false discovery rate in multiple testing under dependency Ann Statis 29 1165 1188 Bobier W R and McRae M 1996 Gain changes in the accommodative convergence cross link Ophthalmic Physiol Opt 16 318 325 Ciuffreda K J Rosenfield M and Chen H W 1997 The AC A ratio age and presbyopia Ophthalmic Physiol Opt 17 307 315 Daum K M and McCormack G L 2006 Fusion and binocularity In Borish s Clinical Refraction ed W J Benjamin Elsevier Birmingham AL pp 145 191 Eadie A S and Carlin P J 1995 Evolution of control system models of ocular accommodation vergence and their interaction Med Biol Eng Comput 33 517 524 Evans B J W and Pickwell D 2002 Pickwell s Binocular Vision Anomalies Investigation and Treatment Elsevier Health Sciences Edinburgh TX 202 Fisher S K and Ciuffreda K J 1990 Adaptation to optically increased interocular separation under naturalistic viewing conditions Perception 19 171 180 Flom M C 1960 On the relationship between accommoda tive convergence Part I Linearity Am J Optom Arch Am Acad Optom 37 474 482 Goss D A 1995 Ocular Accommodation Convergence and Fixation Disparity a Manual of Clinical Analysis Butter worth Heinemann Medical Boston MA Griffin J R and Grisham J D 1995 Binocular Anomalies Diagnosis and Vision The
138. Une position interm diaire dans la gamme de disparit comme propos par Rushton et Ridell 1999 aurait conduit le syst me de vergence devoir r pondre la moiti du temps d exposition en divergence relative par rapport la position tonique Ceci aurait constitu un mouvement plus difficile mettre en uvre que la convergence relative d autant que la stimulation accommodative ne permettait pas d entra ner la divergence relative La condition B est seule ayant pu atteindre ce niveau d adaptation de la vergence tonique L augmentation des a composantes toniques a pour principal int r t de placer le syst me oculomoteur directement dans la zone de stimulation et donc de limiter la stimulation des composantes phasiques La limitation de la r ponse phasique des deux composantes permet en outre de limiter la stimulation du couplage et donc le signal d erreur 6 4 2 3 Plaintes subjectives Les questionnaires montrent que les diff rentes expositions ont engendr des plaintes Les g nes r pertori es maux de t te yeux qui piquent yeux qui tirent et fatigue sont du m me type que celles retrouv es dans la litt rature Shibata 2002 Wann et Mon Williams 2002 Yano et al 2002 Le taux de plaintes ne d passe pas 25 et est en de de celui ayant pu tre observ apr s une s ance de cin ma en relief qui s levait 30 Berezin 2010 cit dans Shibata 2011 Les sympt mes subjectifs sont don
139. a t d termin e en valeur absolue de sorte que les carts au stimulus ne se compensent pas lors des analyses Les donn es issues de l Eyelink ont t analys es au moyen de t test appari s bilat raux lorsque cela tait possible et d Anova un ou plusieurs facteurs selon les cas Les donn es pr post exposition ont t analys es au moyen d un t test appari bilat ral La comparaison des post effets d une stimulation l autre a galement t r alis e par un t test appari bilat ral Afin de contr ler l apparition de faux positifs li s la multiplicit des comparaisons une correction du taux de fausses d couvertes false discovery rate FDR a t utilis e Benjamini et Hochberg 1995 Benjamini et Yekutieli 2001 P lt 0 05 tait consid r comme significatif Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 131 6 3 R sultats Tous les sujets ont pass l ensemble des conditions et les r sultats de l ensemble des sujets ont t analys s Toutefois dans certains cas des r sultats manquent en cas de dysfonctionnement des dispositifs exp rimentaux ou de valeurs aberrantes trop nombreuses Pour rendre compte de la proportion de donn es manquantes les degr s de libert sur lesquelles les analyses statistiques ont t r alis es sont indiqu s dans les tableaux de r sultats 6 3 1 Questionnaire Les
140. a t utilis e pour d terminer la concordance entre les diff rents tests Bland et Altman 1986 Grenier et al 2000 McAlinden et al 2011 voir annexe 5 Cette analyse d termine le biais et les limites de concordance existant entre deux chantillons de mesures Le biais est d fini par la moyenne des diff rences observ es Les limites de concordance sont d finies par l intervalle de confiance a 95 des diff rences existant entre les deux chantillons de mesures Le coefficient de concordance d coule de cet intervalle l intervalle repr sentant deux fois le coefficient de concordance Le biais et le coefficient de concordance doivent tre les plus faibles possibles pour mettre en vidence une bonne concordance entre deux chantillons de mesures Les coefficients de concordances ne peuvent tre compar s entre eux que pour un m me param tre oculomoteur investigu Ainsi pour tre compar s les coefficients de concordances n cessitent qu un m me param tre ait t mesur suivant au minimum trois m thodes Dans cette tude seuls les coefficients de concordance associ s au AC A et la vergence tonique ont t effectu avec au moins trois m thodes et peuvent ainsi tre discut s entre eux Les autres coefficients de concordances sont discut s au regard de la litt rature 4 3 R sultats Deux sujets ont t exclus de l tude du fait du grand taux de perte de donn es du PowerRef Il Ceci peut s expliq
141. a gamme de stimulus accommodatif est de 0 5 D pour le AC A stimulus de laboratoire tandis qu il n est que de 1 5 2 5 D pour le AC A gradient clinique Bien que le AC A soit dit lin aire il a t mis en vidence que le AC A gradient pr sentait une grande variabilit Bhoola et al 1995 confirm e par notre coefficient de r p tabilit et que la lin arit par cette m thode ne serait pas assur e Ogle et Martens 1957 4 4 4 8 Concordance du AC A r ponse de laboratoire et du AC A calcul Le AC A r ponse de laboratoire d crit le m canisme l mentaire du couplage accommodation vergence i e la r ponse de vergence une r ponse accommodative Comme il rest pas observ de diff rence entre le AC A calcul clinique et le AC A r ponse de laboratoire il pourrait tre envisag que le AC A calcul donne galement acc s au m canisme l mentaire du couplage Or il a t voqu pr c demment qu entre la mesure clinique et la mesure de laboratoire la vergence accommodative n tait pas la m me De plus accommodation consid r e diff re puisqu il existe un lag accommodatif Ainsi malgr l absence de diff rence dans la comparaison des mesures les deux ratios ne peuvent tre consid r s comme quivalents Cette galit apparente est li e une combinaison d effets oppos s entre la r ponse proximale et l accommodation consid r e D une part la r ponse proximale conduit une vergence accommodat
142. a mise en place d un processus adaptatif par le syst me oculomoteur Ce processus adaptatif a pour but de minimiser l effort du syst me et ainsi de limiter la fatigue visuelle Ce ph nom ne est donc analys dans un second temps Enfin parmi les conditions d emploi il en est une qui est particuli re et dont les effets sont encore mal connus la visualisation en relief Son principe la demande oculomotrice qu elle impose et la probl matique soulev e sont d crits la fin de ce chapitre 2 2 Conditions d optimisation de la r ponse oculomotrice La r ponse oculomotrice d pend de nombreux facteurs Les caract ristiques de la cible ou l environnement lumineux d observation sont des facteurs d influence de la r ponse des syst mes de vergence et d accommodation Les paragraphes ci apr s sont consacr s aux caract ristiques permettant d optimiser la r ponse de la vergence de l accommodation et du couplage en termes de fr quence temporelle de fr quence spatiale de contraste et de luminance de la cible 2 2 1 Optimisation de la vergence L optimisation de la r ponse du syst me de vergence est peu d velopp e dans la litt rature La visibilit de la cible semble tre consid r e comme l l ment crucial de la r ponse de vergence 2 2 1 1 Fr quence temporelle de la stimulation Pour des stimulations p riodiques la vergence ne r pond qu au dessus d une certaine fr quence temporelle Selon l tude de Hung 1
143. able tandis que la Bell skiascopie se diff rencie des autres m thodes par des valeurs de lag plus importantes L tude de Antona 2009 montre que la Nott offre une bonne r p tabilit et que la concordance entre la Nott skiascopie et la MEM est l v e Les tudes de Rosenfield et al 1996 et Gabriel et Mutti 2009 comparent le lag via les m thodes Nott et MEM avec les donn es recueillies avec une m thode de laboratoire reposant sur un optom tre infrarouge II est montr que ces m thodes conduisent a des valeurs similaires Le lag a t mesur via la Nott skiascopie qui pr sente l avantage d tre ais e r aliser et d avoir une bonne r p tabilit tout en restant comparable la MEM L autre avantage de cette m thode est quelle peut tre pratiqu e au travers d un r fracteur En moyenne le lag accommodatif attendu pour une cible de haut contraste 40 cm est de 0 50 0 25 D Scheiman et Wick 2002 Toutefois selon les tudes le lag oscille de 0 1 D 0 78 D De plus il pr sente une certaine variabilit interindividuelle pouvant aller de 0 5 D 1 12 D suivant les sujets Locke et Somers 1989 L ge modifie galement la valeur du lag ce dernier augmentant consid rablement au fur et mesure de la limitation des biom canismes du cristallin Charman 2008 Choix m thodologiques 73 3 4 1 5 CA C Le CA C est peu tudi en clinique malgr son int r t soulign par Tsuetaki et Schor 1987
144. abord es dans le cadre de ce m moire Apr s une pr sentation g n rale du syst me accommodatif et du syst me de vergence leurs diff rents processus de r ponse sont d taill s ainsi que leur mod lisation 1 1 1 La composante de vergence Les mouvements oculaires assur s par les muscles et les nerfs oculomoteurs sont essentiels la vision Ils ont pour fonction de stabiliser l image r tinienne en amenant et gardant l objet d int r t sur la fov a Ces fonctions sont accomplies par cinq types de mouvements la r ponse vestibulo oculaire le nystagmus optocin tique les saccades les poursuites et la vergence ayant chacun son propre m canisme de contr le neural Toates 1974 La vergence permet d ajuster l angle des lignes de regard du couple oculaire dans le but d amener les points de fixation dans des zones correspondantes de la r tine Judge 1991 Ce mouvement disjonctif des yeux dans des directions oppos es sert obtenir une vision simple de l objet fix Lorsque les axes visuels bougent dans le plan contenant laxe interoculaire on parle de vergence horizontale Elle intervient lorsqu un sujet change sa fixation d une distance une autre On parle de convergence lorsque que langle des lignes de regard augmente et de divergence lorsqu il diminue La vergence s exerce grace 6 muscles oculomoteurs Le droit lat ral et le droit m dian qui ont un r le essentiel en assurant respectivement l abduction e
145. aching space Experimental Brain Research 202 825 836 Rainey B B Schroeder T L Goss D A et Grosvenor T P 1998 Inter examiner repeatability of heterophoria test Optometry and Vision Science 75 719 726 Rainey B B 2000 The effect of prism adaptation on the response AC A ratio Ophthalmic and Physiological Optics 20 199 206 Bibliographie 172 Rashbass C et Westheimer G 1961 Disjunctive eye movements The Journal of Physiology 159 339 360 Raynaud D 2003 Ibn al Haytham sur la vision binoculaire un pr curseur de l optique physiologique Arabic Science and Philosophy 13 79 99 Rosenfield M et Gilmartin B 1988 Accommodative adaptation induced by sustained disparity vergence American Journal of Optometry amp Physiological Optics 65 118 126 Rosenfield M 1989 Evaluation of clinical techniques to measure tonic accommodation Optometry and Vision Science 66 809 814 Rosenfield M et Gilmartin B 1989 Temporal aspects of accommodative adaptation Optometry and Vision Science 66 229 234 Rosenfield M et Ciuffreda K J 1990 Distance heterophoria and tonic vergence Optometry and Vision Science 67 667 669 Rosenfield M et Gilmartin B 1990 Effect of target proximity on the open loop accommodative response Optometry and Vision Science 67 74 79 Rosenfield M Ciuffreda K J et Hung G K 1991 The linearity of proximally induced accommodation and ve
146. age et le nombre d exposition au conflit pour chaque conditions Outre une am lioration du suivi en fonction du nombre d exposition l tude des donn es sur les dix derni res minutes de chacune des conditions montre qu il existe un effet des dix premi res minutes d exposition e A1 B1 et C1 sur le suivi de la cible Anova a un facteur 3 DDL F 15 025 et p lt 0 0001 voir figure 54 A2 B2 C2 D Figure 54 Diff rence entre l amplitude attendue et l amplitude de la sinuso de r ponse durant les dix derni res minutes d exposition en fonction de la condition Les accolades et les ast risques mettent en vidence la diff rence statistiquement significative p lt 0 05 du suivi oculaire durant les dix minutes d exposition au conflit maximal en fonction de la pr stimulation pr sent e aux participants Il est noter que la diff rence est a fortiori significative entre les conditions A2 et C2 A2 et D et entre D et B2 mais que pour des raisons de clart ceci n est pas mat rialis sur le graphique Ainsi on remarque que les 20 minutes d expositions au conflit maximal condition C ne permettent pas de mettre en place un ph nom ne d habituation aboutissant une am lioration du suivi oculaire au fur et mesure du temps d exposition mais plut t une fatigue diminuant les capacit s de suivi des sujets Comme pr c demment cette observation d une r alisation de la t che visuelle meilleure en D qu en C2 peut tr
147. age pourraient tre utilis s pour tenter d am liorer la tol rance la discordance entre accommodation et vergence Ainsi a t il t envisag de tester l int r t de l utilisation d un conflit oculomoteur croissant pour tenter d amener progressivement le syst me oculomoteur une dissociation accommodation vergence de grande amplitude et faciliter la mise en place d un processus adaptatif L tude entreprise a pour but de valider l hypoth se suivante L exposition un conflit accommodation vergence croissant au pr alable d une visualisation st r oscopique cr ant une dissociation accommodation vergence de grande amplitude am liore la tol rance la contrainte visuelle Il est de plus suppos qu dur e quivalente d exposition la tol rance a la dissociation accommodation vergence est meilleure lorsqu elle est pr c d e d une exposition a un conflit accommodation vergence croissant pr stimulation sp cifique que lorsqu elle est pr c d e d une exposition la dissociation d une dur e quivalente pr stimulation non sp cifique La r alisation du conflit croissant a t faite dans des conditions exp rimentales contr l es Ainsi pour tre en phase avec la litt rature Mon Williams et Wann 1998 Eadie et al 2000 Wann et Mon Williams 2002 la stimulation de la vergence dans l espace virtuel oscillait suivant une sinusoide d amplitude croissante Cependant l amplitude des disparit s utili
148. aine de plein emploi de l hyper relief est la visualisation st r oscopique on parle alors d hyperst r oscopie pour donner une sensation de relief accrue dans les environnements virtuels Dans ce cas sp cifique le conflit accommodation vergence augmente puisque la vergence n est plus seulement multipli e pour une accommodation donn e mais elle devient totalement d corr l e de cette derni re Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es l hyper relief 116 5 5 Conclusion Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 117 6 Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie EN EMI Lo LA ee 011 0 EE 118 6 2 M thode ENEE ES castterensceeste canutesenscenate castecressceehdnesantesescteesbecsattetescavensecss 121 6 2 1 Participants EE 121 GEI EE 121 6 2 3 Lull EE 121 6 2 4 Proc lucia iaa 125 6 2 5 le ee EE 130 6 2 6 Analyse Statistique iia caia iii shd Mace idas aid 130 6 3 R sultats 2 csrssssnis css T savane VEER savantes suebie VEER ed dustin ea suntan destinies 131 6 3 1 QUESTIONNAITS EE 131 6 3 2 SUIVI du regard einbetten 131 6 3 3 Evaluation des param tres oculomoteurs nenne 134 6 4 DISCUSSION ici cccesiencsceccteccceestecs create sense cs deste AAE KAN VEER NAE KENTA ESAE ARANESA ERREAK KREASE 139 6 4 1 R alisation d
149. amon Press Oxford pp 93 96 Miles F A 1985 Adaptive regulation in the vergence and accommodation control systems Review of Oculomotor Research 1 81 94 Miles F A Judge S J et Optican L M 1987 Optically induced changes in the couplings between vergence and accommodation The Journal of Neuroscience 7 2576 2589 Miller R J 1978 Temporal stability of the dark focus of accommodation American Journal of Optometry amp Physiological Optics 55 447 450 Millodot M 1997 Le Nouveau Dictionnaire de la Vision 1st ed Mediacom Vision Orsay FR Miwa T 1992 Instrument myopia and the resting state of accommodation Optometry and Vision Science 69 55 59 Mon Williams M Wann J P et Rushton S 1993 Binocular vision in a virtual world Visual deficits following the wearing of a head mounted display Ophthalmic and Physiological Optics 13 387 391 Mon Williams M Wann J P et Rushton S 1995 Design factors in stereoscopic virtual reality displays Journal of the Society for Information Display 3 207 210 Mon Williams M Plooy A Burgess Limerick R et Wann J 1998 Gaze angle A possible mechanism of visual stress in virtual reality headsets Ergonomics 41 280 285 Mon Williams M et Wann J P 1998 Binocular virtual reality displays When problems do and don t occur Human Factors 40 42 49 Bibliographie 170 Mordi J A et Ciuffreda K J 1998 Static aspects
150. and et Altman 1986 Grenier et al 2000 McAlinden et al 2011 La r p tabilit est ainsi comme pr c demment d termin e par l intervalle de confiance 95 des diff rences existant entre les deux chantillons de mesures d une m me m thode Il est not que dans le cas de la r p tabilit le biais est consid r comme nul tant donn que pour les deux chantillons de mesures c est la m me m thode qui est utilis e Bland et Altman 1986 Annexes 188 Il est galement possible de d terminer la r p tabilit d une m thode pour un plus grand nombre d chantillons Pour se faire il est d termin l cart type intra sujet S via une Anova a un facteur Le coefficient de r p tabilit est ensuite d termin suivant l quation COR 1 96 x42 xS McAlinden et al 2011 L analyse de Bland Altman est utilis e pr f rentiellement la r gression lin aire car elle pr sente l avantage de ne pas poser l hypoth se d un lien lin aire entre les deux m thodes Bland et Altman 1986 Grenier et al 2000 McAlinden et al 2011 De plus elle facilite l observation de biais syst matiques entre les valeurs de chacune des deux m thodes Repr sentation graphique Le principe de l analyse est d tablir un graphique pr sentant en ordonn e la difference entre les valeurs obtenues par les deux m thodes A et B i e A B et en abscisse la moyenne des valeurs obtenues par ces deux m thodes i
151. ans ce chapitre le syst me oculomoteur ses deux grandes composantes et leurs quatre processus de r ponse ont t d crits Ces param tres et leurs interactions ont t galement pr sent s sous la forme de mod les automatiques La r ponse du syst me oculomoteur a t pr sent e de mani re g n rale ind pendamment du type de stimulus auquel le syst me oculomoteur est soumis Sur cette base est explor e dans chapitre suivant l organisation de la r ponse oculomotrice en fonction de ses conditions d emploi Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 29 2 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 2 1 Idee Hr e E 31 2 2 Conditions d optimisation de la r ponse oculomotrice s 31 2 2 1 Optimisation de la vergence su 31 2 2 1 1 Fr quence temporelle de la stimulation 31 2 2 1 2 Fr quence spatiale de la cible ooooononninncnnnnnnninnnococccncnncnnnnnonnccnnnnnnnnnnn nn nnne nenene 31 2 2 1 3 Contraste de la cible iiini iaa a aaa e iN aa 31 2 2 1324 Bin Le 32 2 2 2 Optimisation de Taccommodation ooooconcococccccnccccconononcnnnnnnnnnnnnnnncnnnnnnnnnnnn nn nn nnnnnnnnannnnnnnn 32 2 2 2 1 Fr quence temporelle de la stimulation 32 2 2 2 2 Fr quences spatiales de la cible ececcccecccceceeeeeeeecceceeeeeseeecaceeeeeeeesetsenueaeeeeeess 32 2 2 2 3 Contraste de la cible shiorini naiaiae aa aad ni Silke nee 33 2 2 2 4
152. ant qu l ment adaptable notamment en convergence il est apparu int ressant de voir dans quelle mesure I hyper relief pouvait modifier les r serves fusionnelles des participants Les tudes pr c dentes faisant tat d une adaptation du coupable accommodation vergence il est galement attendu une adaptation des syst mes d accommodation et de vergence Ainsi l hypoth se est que la zone de vision binoculaire simple et nette d finie par les r serves fusionnelles soit augment e en convergence par une exposition au t l st r oscope L acuit st r oscopique a t mesur e pour valuer la performance motrice et perceptuelle des sujets Etant donn es les modifications oculomotrices attendues en termes d adaptation il peut tre suppos que l acuite st r oscopique soit affect e par ces modifications L objectif de cette tude est ainsi de d terminer l impact global d une exposition l hyper relief sur le syst me oculomoteur Les pr c dentes tudes ayant montr que certains param tres s adaptaient lors d une exposition a un t l st r oscope il est propos que tous les param tres mis en cause dans le conflit oculomoteur soient eux aussi modifi s dans le sens d une adaptation Pour tudier cette question les sujets ont t expos s un t l st r oscope pendant une dur e limit e dix minutes afin de d terminer les modifications pr coces du syst me oculomoteur et un paradigme pr post ex
153. antes lentes Schor et Tsuetaki 1987 Hasebe et al 2001 L adaptation alors limit e par la fatigue conduit une sollicitation importante des composantes rapides qui alimente ainsi un peu plus la fatigue oculomotrice La fatigue oculomotrice peut tre appr hend e de diverses mani res soit subjectivement par des questionnaires soit objectivement en r alisant un suivi des param tres visuels Une grande vari t d indices existe pour valuer la fatigue Ainsi l acuit visuelle la stabilit de la fixation la r ponse accommodative Hasebe et al 2001 la phorie Ehrlich 1987 Owens et Wolf Kelly 1987 les mouvements de vergence Emoto et al 2004 la sensibilit aux contrastes la r action pupillaire au pr s et la lumi re le clignement oculaire et le temps de rupture du film de larme sont autant d indices ayant t utilis s pour mettre en vidence la fatigue visuelle Emoto et al 2005 L valuation la plus utilis e pour suivre la mise en place d un ph nom ne de fatigue est le ressenti subjectif des observateurs Les plaintes usuellement r pertori es en cas de fatigue sont l asth nopie yeux qui tirent piquent deviennent rouges la diplopie la vision floue les difficult s de concentration la s cheresse oculaire ou encore la naus e 2 5 2 R sum 2 6 La demande oculomotrice dans les syst mes de visualisation en relief 2 6 1 Introduction La r ponse du syst me oculomoteur e
154. ar l ge Yang et al 2002 Pour une cible pr dictible elle peut tre de 130 ms contre 250 ms pour une cible non pr dictible La latence de la vergence est stable pour une population adulte 16 48 ans Heron et al 2001b mais diff re entre des sujets jeunes 4 5 12 ans et des adultes 22 44ans Yang et al 2002 La question reste ouverte quant savoir si la convergence ou la divergence ont des latences diff rentes Howard 2002 Selon Semmlow et Wetzel 1979 la latence de la convergence serait de 180 ms contre 200 ms pour la divergence tandis que Schor 1979a rapporte une latence de 127 ms pour la convergence et de 119 ms pour la divergence La latence de la vergence accommodative est plus courte que celle de l accommodation et plus longue que celle de la vergence fusionnelle Elle se situe entre 175 ms et 240 ms selon les tudes Schor et al 1999 Suryakumar et al 2007a Tondel et Candy 2008 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 37 La vitesse maximale de la r ponse de vergence est influenc e par l amplitude du stimulus de vergence et est plus importante en convergence qu en divergence Ainsi pour des stimulations convergentes 4 la vitesse maximale moyenne de la r ponse de vergence est de 26 s contre 18 en divergence Munoz et al 1999 Elle est augment e par la r p tition des mouvements de vergence Munoz et al 1999 Jainta et al 2011 et est galement influenc e par
155. aradigm The study on hyper relief creating a partial conflict between accommodation and vergence components maintaining of a linear relationship between the two components despite the application of a multiplicative factor on the component of vergence shows that the oculomotor system is able to globally adapt to an accommodative vergence conflict such as hyperstereoscopy The study on the stereoscopic viewing creating a total dissociation between the components of accommodation and vergence shows the existence of an oculomotor adaptation highly dependent on the stimulation and encourages further understanding of this process The work helps to clarify the knowledge of the oculomotor system in the specific context of accommodative vergence conflict and begins the understanding of the impact of stereoscopic displays on the oculomotor system Key words accommodation adaptation hyper relief oculomotor system vergence stereoscopic viewing Remerciements Table des mati res R SUM de rentes nu dai SUMMA ET Il Remerciements sentier tii pistas II Table dos maltres sise dentistes test led the tte EES daceceetvacaanetwatedeeter IV Liste des e EE Vi Listo des tableaux rar sta REO EEN VII Introduction EC 1 PARTIE THEORIQUE 5 35 cnittaccens se ratita ias cinto ninel 6 1 Les composantes du syst me oculomoteur ses 7 1 1 Introduction les l ments impliqu s 9 1 2 Les r ponses du syst me oculomoteur uusuessnn
156. atif Rx est l erreur globale de r fraction incluant l accommodation tonique 1 4 4 Hung vs Schor Bien que les mod les d velopp s que ce soit par l quipe de Hung ou par celle de Schor offrent des simulations satisfaisantes il existe plusieurs grandes diff rences entre ces mod les L une des differences entre Schor et Hung se joue sur le concept de la composante lente En effet chez Hung la composante lente r pond directement la disparit lorsque cette derni re est de faible amplitude et que les l ments sont suffisamment ressemblants pour tre fusionn s Pour Schor par contre la composante lente ne r pond pas directement la disparit mais au signal de sortie de la composante rapide De plus chez Schor jusqu en 1999 la composante lente int gre la composante tonique Les deux auteurs ont tabli leur mod lisation en se basant sur les m mes observations savoir que la r ponse peut tre discrimin e en deux composantes ayant des r les et des vitesses d ex cution diff rentes Les arguments de Schor pour proposer une composante lente recevant son signal d entr e partir de la composante rapide ne sont pas en d saccord avec ceux propos s par Hung pour mettre les composantes en parall le Schor 1979a Hung et al 1986 II s agit d une interpr tation diff rente des observations r alis es Le m canisme r sultant dans le cas de la vergence avec la disparit r tinienne qui induit un
157. ations mineures du couplage qui ne permettent pas de parler d adaptation du couplage la dissociation accommodation vergence Toutefois en se basant sur les mod les d interaction de l accommodation et de la vergence Schor 1992 on note qu une bonne adaptabilit de la vergence tonique est normalement accompagn e d un fort AC A ce qui n est pas le cas dans notre tude Le fait que le AC A n ait pas augment semble indiquer que le comportement cons cutif B n est pas si diff rent de celui cons cutif la condition A Cependant tant donn e la contrainte oculomotrice impos e par les dispositifs de visualisation en relief evolution adaptative la plus importante repose sur le couplage et non sur les composantes toniques Cette condition n est donc pas satisfaisante en termes d adaptation La comparaison des conditions et B semblent indiquer que les basses fr quences spatiales agissent sur le niveau du AC A tandis que les hautes fr quences spatiales impactent majoritairement les composantes toniques Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 148 Dans les mod les existants Hung et Semmlow 1980 Schor 1985 1986 Schor et Kotulak 1986 Hung 1992 Schor 1992 il n existe pas de prise en compte du contenu fr quentiel de la stimulation Dans ces mod les la boucle accommodative est soit ouverte en cas de basses f
158. augmentation de celui de la vergence accommodative Le syst me oculomoteur semble donc tre capable de mettre en place un processus adaptatif pour faire face une discordance entre les composantes d accommodation et de vergence Pour explorer ce ph nom ne de mani re plus globale il a t choisi d valuer divers param tres caract risant le syst me oculomoteur avant et apr s une exposition un t l st r oscope L tude a t r alis e l aide de tests cliniques bas s sur une routine d examen permettant d valuer rapidement et de mani re cologique les param tres oculomoteurs La m thode clinique est particuli rement ais e pour les mesures de vergence qui sont de fait les plus pertinentes consid rer au vu de la contrainte De plus la m thode clinique donne acc s des Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 108 donn es transposables a des patients ou des situations de terrain comme c est par exemple le cas pour les quipements de t te hyperst r oscopiques des pilotes L ensemble de ces arguments fait de la m thode clinique une m thode de choix pour cette tude L accommodation n a pas t valu e dans la mesure ou elle reste quasi naturelle dans le cas du t l st r oscope Elle ne constitue donc pas un agent majeur de modification oculomotrice Aussi pour optimiser la dur e de l examen de vue il a t choisi de s attarder sur le couplage
159. auvaise r p tabilit r sulte de la mesure elle m me ou du param tre moins que le param tre oculomoteur ait pu tre valu avec une autre m thode de mesure 4 4 2 Diff rences li es au nombre de points utilis s Outre la finesse de la mesure le nombre de points utilis s pour r aliser les mesures varie d une m thode l autre Certains tests comme les ratios AC A et CA C sont valu s en clinique par la diff rence entre deux mesures Les ratios auraient pu tre valu s en prenant plus de points mais cela n aurait pas t repr sentatif des proc dures de routine clinique La m thode de laboratoire utilise quant elle de nombreux points de 6 11 points pour d terminer la droite de r gression donnant acc s aux ratios De plus chaque mesure clinique a t r alis e comme dans la pratique optom trique classique une seule fois Les mesures de laboratoire ont quant elles t r alis es quatre fois pour affiner la mesure tout en maintenant une dur e d examen limit e 35 min Il est videmment possible de r p ter les mesures cliniques C est d ailleurs g n ralement le cas dans les tudes de recherche Toutefois cela ne refl te pas les donn es telles qu elles peuvent tre pr sent es dans un dossier de suivi d un patient La r solution des mesures et le nombre de points utilis s donnent ainsi une plus grande fiabilit aux mesures de laboratoire qui sont d ailleurs classiquement
160. bols exposure to telestereoscope a phorias b fusional and relative vergence reserves and c recoveries Symbols refer to mean measured data while horizontal lines refer to standard errors which are shown unless smaller than symbol size Lines connecting base in far break point to base in near blur point on the one hand and base out far blur point to base out near blur point on the other hand define the zone of clear and single binocular vision ZCSBV Asterisks indicate a significant change p lt 0 05 of the tested parameters larger esophoria shift appears in near fixation than in far fixation As a result the calculated AC A ratio based on the difference between near and far phorias increases It must be highlighted that in the current experiment the two methods of assessing the AC A ratio do not lead to the same degree of effect Post exposure measurements exceed the pre exposure values for the gradient AC A ratio and the calculated AC A respectively by 81 and 13 The difference between the two AC A assessment methods is due to proximal vergence which is involved in the calculated AC A ratio only So variation in proximal vergence if any can only be either a very small increment compared to the accommodative vergence change or even a decrement 2010 IRBA Annexes 201 Oculomotor effects of telestereoscope P Neveu et al 813 Fisher and Ciuffreda s 1990 results showing an increase i
161. brement lors de la pr sentation de la colonne de lettres 3 4 2 8 Latence et constante de temps Pour valuer la latence et la constante de temps l accommodation tait mesur e a l aide du PowerRef pendant la pr sentation de la croix de Malte identique celle d crite pr c demment Les m mes cibles que pr c demment taient utilis es voir figure 34 La cible du bras d accommodation croix de Malte tait positionn e trois dioptries 3 D tandis que la cible du bras de vergence colonne de lettres tait positionn e manuellement l infini optique 0 D Les cibles s allumaient alternativement pour induire une stimulation passant de 0 D 3 D Ce saut de 3 D a t choisi pour induire une variation suffisamment grande de l accommodation pour bien distinguer les deux r ponses accommodatives tout en restant un stimulus facile focaliser pr cis ment pour notre population Chaque cible tait pr sent e 6 s pour s assurer que la r ponse accommodative avait le temps de s ex cuter et de se stabiliser avant d observer son d clin Phras ologie Vous allez voir une croix de Malte avec votre il droit et une colonne de lettres avec votre il gauche Les cibles appara tront alternativement toutes les 6 secondes Le but du test sera de fixer et de maintenir nette la cible qui vous sera pr sent e Lors de la pr sentation de la colonne de lettres vous fixerez et maintiendrez nette la plus petite lett
162. c rest s limit s Ceci peut tre attribu au fait que le plan d affichage des cibles tait situ en vision interm diaire 0 67 m et que la convergence tait plus sollicit e que Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 145 la divergence relative Ceci se distingue donc de la configuration r pertori e comme la plus encline a induire des sympt mes visuels qui est l utilisation d un plan d affichage loign avec des disparit s cr ant une divergence relative Shibata et al 2011 De plus les disparit s utilis es pendant les diff rentes stimulations taient limit es pour tre comprises dans la zone de vision binoculaire simple et nette d un sujet dans les normes et la divergence relative tait en outre limit e a la zone de confort d finie par le crit re de Percival Les conditions A et C sont celles ayant suscit le moins de plaintes Il est donc noter que 20 minutes de conflit maximal ont engendr moins de plaintes que dix minutes d exposition au m me conflit maximal Les g nes visuelles ne semblent donc pas tre corr l es a la dur e d exposition Pourtant l exp rimentation 2 de Shibata et al 2011 portant sur une exposition de 20 minutes sur des disparit s de moins grande amplitude que celles utilis es dans la pr sente tude montre une augmentation des plaintes au fur et mesure de la progression du temps d exp
163. cal system which increases inter pupillary separation Miles and Judge 1982 Judge and Miles 1985 Miles 1985 Miles et al 1987 Fisher and Ciuffreda 1990 Bobier and McRae 1996 This multiplies the demand in vergence while leaving accommodation almost unchanged Fisher and Ciuffreda 1990 The slope of the accommodative vergence relationship is therefore mod ified Figure 1 In the present study the telestereoscope was chosen in order to alter vergence demand only Several studies have shown that increased inter pupillary separation induces adaptive modifications in the accommodative vergence coupling An increase in the gain of accommodative vergence or AC A ratio was found after 30 min exposure to a telestereoscope when the observer was instructed to transfer fixation between visual targets at different distances Miles and Judge 1982 Judge and Miles 1985 Miles er al 1987 Bobier Accommodation D al Convergence MA Demand line in normal vision Demand line through telestereoscope X3 Figure 1 Straight lines show the relationship between accommo dation and vergence in normal vision without any optical device and in telestereoscopic condition with a threefold convergence demand Vergence is expressed in meter angle MA accommodation in diopter D O 2010 IRBA and McRae 1996 Conversely the gain of vergence accommodation decreased Miles and Judge 1982 Miles et al 1987
164. cate a shift towards esophoria with convergence excess requiring base out corrective prisms in near vision Such results should be considered when using telestereoscopic devices The telestereoscope is a relevant tool to investigate the relationship between accommodation and vergence The induced conflict on the accommodation and vergence systems not only alters the cross coupling but also affects the whole set of optometric parameters However the changes in oculomotor parameters obtained are adaptive since they reduce the additional demand in convergence during telestereoscopic viewing Acknowledgements The authors thank V ronique Chastres for help with the statistical analysis Alain Bichot for the graphical analysis software and Pr Didier Gormand for helpful discussions They also thank Marc Lambooij and two anonymous reviewers for their helpful suggestions This research was supported by grant No 07CO802 from D l gation g n rale pour l armement the French Pro curement Agency References Alpern M Kincaid W M and Lubeck M J 1959 Vergence and accommodation III Proposed definitions of the AC A ratios Am J Ophthalmol 48 141 148 Bailey I L 2006 Visual acuity In Borish s Clinical Refraction ed W J Benjamin Elsevier Birmingham AL pp 217 246 Benjamini Y and Hochberg Y 1995 Controlling the false discovery rate a practical and powerful approach to multiple testing J R Stat Soc
165. ce AM V AM V DP DIO 10 On Vergence AM gt Vergence V inv tan DIO x V AM E Vergence DP gt Vergence V inv tan V DP 107 S on o Vergence gt Vergence DP V DP 10 tan V 53 Vergence gt Vergence AM V AM tan V DIO 0 40 m La premi re quation r v le que langle m tre permet de prendre en compte l influence de la distance interoculaire dans langle de vergence mesur Fisher et Ciuffreda 1990 Cette unit permet de faciliter les comparaisons d un sujet un autre L accommodation est exprim e en dioptrie D qui correspond l inverse de la distance en m tre entre le sujet et son point de focalisation L angle m tre et la dioptrie permettent de facilement comparer les valeurs d accommodation et de vergence et donnent rapidement une localisation dans l espace du point de fixation 182 Annexes Annexe 2 Champ visuel sous t l st r oscope L TT T Terr Champ visuel direct Champ visuel EJ Champ visuel monoculaire binoculaire Au travers du dispositif un sujet ayant un cart de 64 mm poss de deux champs monoculaires de 36 La zone de recouvrement de ces deux champs monoculaires est obtenue a partir de 160 mm et donne un champ binoculaire de 47 Il s agit ici de champs visuels th oriques calcul s pour une distance interoculaire de 64 mm une distance centre de rotation de l ceil miroir de 43 mm et un espacement
166. ceived distance Optometry and Vision Science 67 29 35 Judge S J et Miles F A 1985 Changes in the coupling between accommodation and vergence eye movements induced in human subjects by altering the effective interocular separation Perception 14 617 629 Judge S J 1991 Vergence in Vision and Visual Dysfunction Carpenter R ed 1st ed Macmillan London UK pp 157 172 Kandel E R Schwartz J H et Jessell T M 2000 Principles of Neural Science 4th ed McGraw Hill New York NY Kasai T Unno M Fujii K Sekiguchi M et Shinohara K 1971 Dynamic characteristics of human eye accommodation system Technology Reports of Osaka University 21 569 586 Kasthurirangan S Vilupuru A S et Glasser A 2003 Amplitude dependent accommodative dynamics in humans Vision Research 43 2945 2956 Kasthurirangan S et Glasser A 2005 Influence of amplitude and starting point on accommodative dynamics in humans Investigative Ophthalmology amp Visual Science 46 3463 3472 Bibliographie 168 Kasthurirangan S et Glasser A 2006 Age related changes in accommodative dynamics in humans Vision Research 46 1393 1403 Khosroyani M et Hung G K 2002 A dual mode dynamic model of the human accommodation system Bulletin of Mathematical Biology 64 285 299 Kotulak J et Schor C 1986 The dissociability of accommodation from vergence in the dark Investigative Ophthalmology amp
167. cible s teignait pour pouvoir se repositionner O D L accommodation tait alors stabilis e sur une cible pr sent e a O D sur l il gauche La cible de gauche tait une colonne de lettres de haut contraste sollicitant une acuit croissante allant de 2 10 12 10 sur un fond lumineux de 5 8 7 mm voir figure 34 f W v o Cible gauche Cible droite Figure 34 Cibles pour la mesure de la r ponse accommodative Une cible est pr sent e a chaque ceil Les cibles ne sont pas vues simultan ment mais successivement pas de perception bi oculaire Les dimensions sont donn es en millim tres Phras ologie Vous allez voir une croix de Malte avec votre ceil droit et une colonne de lettres avec votre ceil gauche Les cibles apparaitront alternativement Le but du test sera de fixer et de maintenir nette la croix de Malte tout en vitant de cligner des yeux Cela pourra devenir difficile C est normal Vous chercherez cependant autant que possible faire l effort pour la maintenir nette sans cligner Si le besoin de cligner se fait trop sentir vous le ferrez alors franchement A l extinction de la croix de Malte la colonne de lettres apparaitra A ce moment la vous fixerez et maintiendrez nette la plus petite lettre que vous pourrez d chiffrer Il vous est demand d tre concentr et d viter de cligner Choix m thodologiques 82 lors de la pr sentation de la croix de Malte Vous pourrez cependant cligner li
168. cipaux r sultats est pr sente ici L amplitude moyenne de la sinusoide de r ponse vis a vis de celle de la sinusoide de stimulus pour les 56 cr neaux de chacune des conditions est pr sent e dans la figure 46 Cette figure permet de voir que la r ponse oculaire des participants est g n ralement en retard de phase par rapport au stimulus Ceci indique qu en moyenne les participants ont mis en place leur r ponse en fonction du stimulus et n ont donc pas anticip de mani re volontaire la poursuite de la cible Comme pour la perception d doubl e pendant l exposition il existe de grandes disparit s interindividuelles quant la r ussite de la t che visuelle En effet sur l ensemble des conditions la diff rence moyenne existant entre la r ponse et le stimulus varie selon les sujets de 94 56 a 231 76 mm pour des performances lors de l exposition au conflit maximal comprises entre 48 12 et 291 04 mm Sept participants ont une diff rence entre la r ponse et le stimulus inf rieure a 167 mm et 5 sujets ont une diff rence r ponse et stimulus sup rieure a 167 mm On notera que les 7 sujets faisant partie de la population ayant le mieux r alis la tache visuelle ne sont pas exactement ceux pr sentant le moins de perception subjective de d doublement les informations se recoupent pour Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 132 3 des 7
169. composantes varient dans des proportions diff rentes i e accommodation fixe et vergence variable mais aussi dans le cas d une accommodation variable avec une variation de la vergence X fois plus importante visualisation st r oscopique et ou hyper relief Dissociation accommodation vergence On ne parlera de dissociation accommodation vergence uniquement lorsque la modification de l une des composantes est d corr l e de l autre composante e g accommodation fixe et vergence variable visualisation st r oscopique Ecrans autost r oscopiques Ils permettent la restitution du relief sans dispositifs compl mentaires type lunettes passives ou actives Ils sont bas s sur diverses techniques permettant d attribuer chaque il une image diff rente e g r seaux lenticulaires barri re de parallaxe Fonction de sensibilit au contraste Elle d finit le contraste minimal pour qu un stimulus caract ris par sa fr quence spatiale soit per u Hyperst r opsie Perception du relief issue du traitement visuel d une disparit r tinienne augment e vis vis de la disparit r tinienne en vision naturelle Lunettes passives Il s agit d quipements permettant la restitution du relief sans asservissement la stimulation st r oscopique Les lunettes anaglyphes sont compos es de deux couleurs une couleur compl mentaire de la stimulation pour chaque il rouge vert ou rouge cyan tandis que les lun
170. contraste oscillant suivant une sinusoide d une amplitude de 0 33 m 0 3 Hz Avant et apr s exposition les participants taient soumis a un examen optom trique Plusieurs tests taient r alis s la vergence tonique accommodation tonique le lag accommodatif la latence et la constante de temps accommodative et les ratios AC A et CA C Ces tests ont t choisis en fonction des modifications oculomotrices r pertori es dans la litt rature L ensemble des tests tait r alis avec l haploscope d crit au paragraphe 3 2 3 et suivant les proc dures d taill es pr c demment dans les paragraphes 3 4 2 Le traitement des donn es tait r alis suivant les proc dures expos es au paragraphe 3 5 2 Le questionnaire renseign au terme de chaque s ance exp rimentale tait pr sent par l exp rimentateur Il s agissait d un questionnaire choix forc l exception de la derni re question Le questionnaire comprenait les questions suivantes 1 Avez vous vu double la cible durant la session de stimulation Oui Non T Si oui quel pourcentage du temps estimez vous l avoir vue double 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 Si oui la cible a t elle plut t t vue double lorsqu elle tait vers lavant vers l arri re ou aussi bien en arri re qu en avant Plut t en avant Plut t en arri re Aussi bien en arri re qu en avant 2 Apr s cette session avez vous des g nes sig
171. couplings between vergence and accommodation J Neurosci 7 2576 2589 Mon Williams M and Wann J P 1998 Binocular virtual reality displays when problems do and don t occur Hum Factors 40 42 49 Mon Williams M Wann J P and Rushton S 1993 Binocular vision in a virtual world visual deficits following the wearing of a head mounted display Ophthalmic Physiol Opt 13 387 391 Mon Williams M Plooy A Burgess Limerick R and Wann J 1998 Gaze angle a possible mechanism of visual stress in virtual reality headsets Ergonomics 41 280 285 Morgan M W 1944a Accommodation and its relationship to convergence Am J Optom Arch Am Acad Optom 21 183 195 Morgan M W 1944b Analysis of clinical data Am J Optom Arch Am Acad Optom 21 477 491 Newman J M 2006 Analysis interpretation and prescrip tion for the ametropias and heterophorias In Borish s Clinical Refraction ed W J Benjamin Elsevier Birming ham AL pp 963 1025 Peli E 1998 The visual effects of head mounted display HMD are not distinguishable from those of desk top computer display Vis Res 38 2053 2066 Priot A E Hourlier S Giraudet G Leger A and Roumes C 2006 Hyperstereopsis in night vision devices basic mechanisms and impact for training requirements In Helmet and Head Mounted Displays XI Technologies and Applications 6224 SPIE Bellingham WA Priot A E Paill D Neveu P
172. ct par l adaptation prismatique mais pas le point bris point partir duquel la vision simple ne peut plus tre maintenue La mesure des r serves fusionnelles peut tre r alis e suivant deux m thodes par variation continue de la disparit r tinienne ou par pas Les valeurs attendues sont du m me ordre Saladin 2006 Il a t choisi d utiliser la m thode par variation continue qui pr sente l avantage d tre rapide ais e et de se pratiquer avec le r fracteur Pour le test par variation continue les r serves en Choix m thodologiques 75 divergence attendues appel es aussi r serves n gatives sont en vision de loin un bris en moyenne a 7 2 DP et un recouvrement a 4 1 DP On notera que la norme est qu il n y ait pas de flou en divergence vision de loin En vision de pr s le point bris est en moyenne 21 2 DP et le recouvrement a 13 3 DP En convergence aussi appel e r serve positive la vision de loin devient double en moyenne a 19 4 DP pour redevenir simple a 10 2 DP En vision de pr s le bris est en moyenne 21 3 DP et le recouvrement a 11 4 DP 3 4 1 8 Acuit st r oscopique L acuit st r oscopique d termine la capacit d un individu a discriminer du relief a partir de disparit s r tiniennes Howard 2002 Elle repr sente le meilleur indicateur de la fonction globale des composantes sensorielles et motrices du syst me visuel Saladin 2006 La st r opsie est un l ment extr
173. culomoteurs ont t randomis s de sorte que les tests r alis s en fin d examen ne soient pas toujours les m mes Il faut noter galement que les pertes de donn es ponctuelles li es aux dispositifs exp rimentaux diminuent parfois de mani re importante l effectif de la population et rendent les analyses statistiques moins puissantes Il sera ainsi discut non seulement les r sultats significatifs avec et sans la correction de Benjamini mais galement les tendances dans l volution des param tres oculomoteurs 6 4 2 1 Modifications du couplage La visualisation st r oscopique engendre une demande accommodative fixe sur un plan d affichage et une demande en vergence variable suivant l effet de relief recherch Cette sp cificit cr ant des demandes disparates pour chacune des composantes oculomotrices n cessite un fonctionnement nouveau du syst me oculomoteur En effet pour continuer maintenir une accommodation pr cise sur le plan d affichage il est n cessaire que l accommodation induite par la vergence soit minimis e Sans cela accommodation serait impr cise et source d erreur pour la r ponse oculomotrice Okada et al 2006 Hoffman et al 2008 Ainsi si le syst me oculomoteur est capable de mettre en place un processus adaptatif alors celui ci devrait conduire a une diminution du ratio CA C afin que les variations de vergence ne conduisent pas a des oscillations d accommodation trop grandes et que le pla
174. d clin du CA C observ est a attribuer au conflit maximal Cependant l observation des r sultats dans les deux sous populations montre que le niveau du CA C en A et en B diff re de la condition D Chez les sujets ayant le mieux r alis le suivi des mouvements de la cible la condition A engendre le plus fort d clin du CA C A contrario chez les sujets ayant moins bien effectu la t che le CA C augmente On retiendra que c est lorsque le sujet est expos directement une dissociation accommodation vergence de grande amplitude pour une dur e d exposition suffisante que Padaptation du CA C est la plus importante Si Pon se r f re aux tudes de Eadie et al 2000 et de Wann et Mon Williams 2002 outre le d clin du CA C la diminution du AC A tait galement attendue Cette diminution n est observable que pour la condition A alors m me que la stimulation des auteurs cit s pr c demment tait plus proche de la condition C La condition C montre a contrario une tendance a l augmentation et non a la diminution Il faut rappeler que les tudes de Eadie et al 2000 et de Wann et Mon Williams 2002 ont t effectu es sur un effectif restreint de 2 sujets et donc qu il n a pas t r alis d tude statistique sur les r sultats obtenus Dans notre ensemble de sujets il est galement possible de trouver des comportements individuels du m me type que ceux mis en vidence dans les tudes de Eadie et al 2000 et de Wann
175. d by the amount of prism diopter that could be added with base in BI or base out BO prisms either without any impairment of clear vision relative vergence to the blur point or without diplopia fusional vergence to the break point when fixating a visual target at 6 m far assessment or at 0 4m near assessment As prism deviation is decreased recovery point refers to the lower limit of prism which allows a single fused line to be retrieved Scheiman and Wick 2002 Saladin 2006 Stereoacuity is the depth discrimination threshold when binocular disparity is the only cue for depth perception Howard 2002 Stereoscopic threshold was used as a global assessment for the motor and percep tual performance of binocular vision Griffin and Grisham 1995 and a clinical test of stereopsis can provide a good indication of binocular status Stereo scopic sensitivity drops rapidly when binocular vision is compromised Wann and Mon Williams 2002 According to the previous hypotheses regarding the other clinical parameters stereopsis would be affected by the increased inter pupillary separation Stereo threshold was assessed using a clinical TNO test It consists of six random dot stereograms printed as red green anaglyphs viewed through red green filters 2010 IRBA Annexes 197 Oculomotor effects of telestereoscope P Neveu et al 809 Howard 2002 The test was performed at 0 4 m and offered a range of disparit
176. dation vergence dont l impact sur le syst me oculomoteur est encore mal connu Jusqu pr sent les difficult s perceptives li es la visualisation en relief sont prises en charge par l am lioration des interfaces L implication de l Homme et la mani re dont son syst me oculomoteur est capable de faire face ce conflit oculomoteur sont sous exploit es et encore peu connues Ainsi cette th se tudie l impact du conflit accommodation vergence sur le syst me oculomoteur au travers de trois tudes Une premi re tude m thodologique porte sur l impact de diff rentes proc dures d valuation des param tres oculomoteurs Plusieurs param tres oculomoteurs critiques pour la visualisation en relief ont t valu s suivant une m thode de laboratoire et une m thode clinique Les r sultats montrent que la r p tabilit des tests et la concordance entre les deux types de mesures sont tr s variables d un param tre oculomoteur l autre les diverses m thodes d investigation ne caract risant pas rigoureusement les m mes processus oculomoteurs Aussi est il n cessaire de prendre en consid ration la sp cificit intrins que de chaque test avant de comparer les r sultats d une tude l autre Dans un second temps deux tudes ont t men es afin d analyser les modifications oculomotrices engendr es par un conflit accommodation vergence Les tudes ont t men es sur une visualisation st r oscopique et une
177. de r cup ration Pour ce type de conflit complexe il tait donc n cessaire d utiliser un haploscope permettant d observer des modifications de faibles amplitudes L autre int r t de ce dispositif tait de pouvoir acc der des mesures des composantes toniques et du CA C qui sont des mesures difficiles d acc s voire peu fiables avec les mesures cliniques Ce type de dispositif est de plus largement reconnu dans la litt rature pour mesurer les param tres oculomoteurs suite une contrainte oculomotrice ce qui fait de l haploscope un dispositif de choix Miles et al 1987 Schor et Horner 1989 Fisher et Ciuffreda 1990 Bobier et McRae 1996 Nguyen et al 2008 Pour un conflit comme celui associ l hyper relief les mesures cliniques permettaient un protocole d valuation moins contraignant pas d empreinte dentaire rapide et ais des param tres oculomoteurs particuli rement en cause lors de ce conflit AC A phorie de vision de pr s r serves fusionnelles Pour valuer ces param tres les mesures cliniques sont parfaitement maitris es et balis es De plus le conflit tant moins complexe du fait du maintien d une relation lin aire entre les Discussion g n rale et perspectives 153 demandes en accommodation et en vergence le post effet attendu devait donc tre suffisamment manifeste pour tre mesurable avec des mesures cliniques malgr un temps d exposition limit a dix minutes Le
178. de la phorie de vision de loin Rosenfield et Ciuffreda 1990 4 5 Conclusion laboratoire CA C clinique CA C de laboratoire AC A calcul clinique gt AC A gradient clinique AC A de stimulus de laboratoire lt AC A de r ponse de laboratoire AC A calcul clinique gt AC A de stimulus de laboratoire et concordance AC A gradient clinique lt AC A de stimulus de laboratoire AC A calcul clinique AC A de r ponse de laboratoire AC A gradient clinique lt AC A de r ponse de laboratoire Phorie VL clinique lt phorie infini de laboratoire Phorie VL clinique lt vergence tonique de laboratoire Phorie infini de laboratoire gt vergence tonique de laboratoire Masque cependant l impr cision de la mesure clinique li e la cible clinique Vergence proximale mise en jeu pour le AC A calcul et non pour le AC A gradient Gamme d accommodation prise en compte diff rente existence d un lag Vergence proximale mise en jeu pour le AC A calcul et non pour le AC A de stimulus de laboratoire Stimulus accommodatif consid r dans les deux cas Non expliqu mais mise en cause de la r p tabilit du AC A gradient et de sa lin arit Discutable car les ratios diff rent par la gamme d accommodation prise en compte et la vergence proximale mise en jeu Non expliqu mais mise en cause de la r p tabilit du AC A gradient et de sa lin arit en plus de la gamme d accommodation prise en compt
179. defocus and convergence driven accommodative stimuli Vision Research 46 475 484 Bibliographie 171 Okuda F C Apt L et Wanter B S 1977 Evaluation of the TNO random dot stereogram test American Orthoptic Journal 27 124 130 Oliva A et Schyns P G 1997 Coarse blobs or fine edges Evidence that information diagnosticity changes the perception of complex visual stimuli Cognitive Psychology 34 72 107 Owens D A 1980 A comparison of accommodative responsiveness and contrast sensitivity for sinusoidal gratings Vision Research 20 159 167 Owens D A et Leibowitz H W 1980 Accommodation convergence and distance perception in low illumination American Journal of Optometry amp Physiological Optics 57 540 550 Owens D A 1983 Oculomotor tonus and visual adaptation in Vergence Eye Movements Basic and Clinical Aspects Schor C M amp Ciuffreda K J ed 1st ed Butterworth Boston MA pp 213 231 Owens D A et Leibowitz H W 1983 Perceptual and motor consequence of tonic vergence in Vergence Eye Movements Basic and Clinical Aspects Schor C M amp Ciuffreda K J ed 1st ed Butterworths Boston MA pp 25 74 Owens D A 1986 Oculomotor tonus and visual adaptation Acta Psychologica 63 213 231 Owens D A et Wolf Kelly K 1987 Near work visual fatigue and variations of oculomotor tonus Investigative Ophthalmology amp Visual Science 28 743 749
180. dification des composantes toniques Outre les ratios Rushton et Riddell 1999 proposent que l adaptation des param tres oculomoteurs puisse conduire a une modification des composantes toniques Les r sultats montrent que les composantes toniques ont tendance a augmenter apr s l exposition aux conditions B C et D avec une modification significative dans le cas de la condition B On note que la composante tonique d accommodation pr sente des augmentations plus importantes que la composante de vergence Or la litt rature mentionne que la vergence est une composante s adaptant rapidement avec un post effet pouvant recouvrir 100 de la contrainte L adaptation de accommodation tonique la diff rence ne s adapte habituellement qu hauteur de 10 de la contrainte Schor et al 1984b L adaptation de la composante tonique de vergence aurait donc d tre plus importante que celle de l accommodation tonique Seule la condition B produit une adaptation de sa composante de vergence tonique permettant d tre autour de 1 AM pour une oscillation de la cible entre 1 et 3 AM Cette nouvelle position tonique est satisfaisante puisqu elle permet au syst me oculomoteur de limiter l amplitude de la r ponse phasique en s approchant au plus pr s de la gamme de stimulation de la vergence De plus cette position am ne r pondre la demande en vergence par un mouvement de convergence
181. dispositif de mesure des param tres oculomoteurs est donc d terminer en fonction du conflit oculomoteur tudi mais galement en fonction des param tres oculomoteurs susceptibles d tre modifi s Une maitrise pr cise des proc dures d valuation des diff rents param tres oculomoteurs est galement requise la signification fonctionnelle d un param tre donn peut tre tr s variable en fonction de la m thodologie appliqu e C est ainsi que par exemple la vergence accommodative traduite par le ratio AC A recouvre diff rentes r actions oculomotrices selon que lon consid re le AC A calcul ratio de stimulus prenant en compte la composante proximale le AC A gradient ratio de stimulus ne prenant pas en compte la composante proximale et r p tabilit limit e ou le AC A r ponse de laboratoire ratio pouvant aussi bien tre de stimulus ou de r ponse selon besoins et n int grant pas de composante proximale L tude r alis e sur l hyper relief a apport un compl ment d informations sur l volution des param tres oculomoteurs en cas de conflit oculomoteur cr ant une sur demande en convergence Jusqu pr sent les modifications induites sur les r serves fusionnelles n avaient pas t valu es Ces donn es montrent qu en plus du ratio AC A les r serves fusionnelles voluent Ceci indique que c est en fait le comportement oculomoteur tout entier qui s adapte la contrainte induite par I hyper
182. dispositifs de visualisation en relief il n est pratiquement jamais voqu de m canismes adaptatifs 2 6 4 2 Origine des troubles Mon Williams et al mentionnent en 1993 que la discordance entre la demande accommodative et la demande de vergence est Tun des plus gros facteurs de stress binoculaire des dispositifs st r oscopiques ll est montr que l exposition un t l st r oscope permettant une visualisation en hyper relief sans dissociation accommodation vergence et ne cr ant ainsi qu un conflit partiel entre les composantes d accommodation et de vergence conduit une modification du ratio AC A allant dans le sens de la mise en place d un processus adaptatif b n fique pour le syst me oculomoteur Miles et Judge 1982 Judge et Miles 1985 Miles et al 1987 W pking 1995 Bobier et McRae 1996 Les tudes portant sur le t l st r oscope se limitant g n ralement a l exploration du ratio AC A il est difficile de vraiment tablir si hyper relief lorsqu il n est pas associ a une dissociation accommodation vergence peut permettre la mise en place d un processus adaptatif En dehors du cas particulier du t l st r oscope o l impact de l hyper relief sur le systeme oculomoteur reste d finir il est tabli que l hyper relief dispens dans un dispositif st r oscopique est source de fatigue visuelle Ainsi la solution mise en avant par de nombreux auteurs serait elle de limiter la parallaxe hor
183. donc attendu un ratio de r ponse plus grand que le ratio stimul Alpern et al 1959 Cooper et al 1982 Scheiman et Wick 2002 Daum et McCormack 2006 Le AC A de r ponse est plut t valu avec des m thodes de laboratoire La modification de l accommodation pour le test peut se faire suivant deux m thodes soit par modification de la distance de fixation i e une mesure de vergence en vision de loin puis une mesure en vision de pr s elle donne acc s au AC A dit calcul soit par interposition de verres pendant la mesure de la phorie en vision de pr s i e une mesure de vergence sans verres puis une mesure avec verre ce ratio est alors appel gradient 1 00 1 00 2 00 ou 2 00 suivant la puissance dioptrique des verres interpos s Dans le ratio Choix m thodologiques 72 calcul on fait varier accommodation mais aussi la proximit du test Ainsi la vergence en vision de pr s value non seulement la vergence accommodative mais aussi la vergence proximale Le gradient n est quant lui pas affect par la vergence proximale Le AC A a t r alis partir des mesures de phories avec la m thode de Von Graefe Il a t d termin deux ratios le ratio AC A calcul stimul et le ratio AC A gradient stimul 1 00 Le gradient 1 00 a t choisi au profit des gradients n gatifs car il permet de ne pas sur stimuler accommodation Il a t choisi de r aliser les deux ratios afin d avoir un rat
184. donn es de la litt rature scientifique Deux types de conflits ont t abord s l hyper relief qui conduit un conflit partiel entre Paccommodation et la vergence puisqu une relation lin aire entre les deux composantes est conserv e seul un facteur multiplicatif est appliqu et la st r oscopie qui conduit une dissociation totale entre les deux composantes oculomotrices Le premier n tait jusqu alors tudi que partiellement par l examen de l adaptation du couplage accommodation vergence Nos travaux ont permis de compl ter l tude de l adaptation oculomotrice en cas de conflit accommodation vergence en valuant l ensemble des param tres oculomoteurs mis en jeu lors du conflit Les r sultats obtenus montrent que l adaptation ne se limite pas une modification du couplage mais se g n ralise l ensemble des param tres oculomoteurs en jeu lors du conflit Conclusion 160 L adaptation oculomotrice li e a la visualisation st r oscopique est un processus encore n glig dans la litt rature L enjeu de notre tude a donc t de d terminer si ce processus se manifestait lors d une dissociation accommodation vergence et si le contr le des stimulations st r oscopiques permettait d influencer la r ponse adaptative L tude pointe l existence d une adaptation oculomotrice tr s d pendante de la stimulation et encourage la poursuite de la compr hension de ce processus Les travaux r alis s o
185. du AC A investigu s dans la pr sente tude 4 4 3 5 R p tabilit de la phorie de vision de loin de la phorie l infini optique de la vergence tonique de laboratoire La r p tabilit des diverses m thodes permettant d appr hender la composante tonique de la vergence est comprise entre 0 196 et 0 496 AM La meilleure r p tabilit est obtenue pour la mesure de la phorie de vision de loin clinique Cette bonne concordance est nuancer avec le fait que contrairement la phorie l infini optique et la vergence tonique de laboratoire la phorie VL clinique ne repose que sur une mesure faite avec un dispositif ayant une r solution limit e Comme indiqu e pr c demment ces param tres peuvent jouer en faveur d une mesure artificiellement stable Bien que le dispositif exp rimental ait t identique pour la phorie l infini optique et la vergence tonique de laboratoire la r p tabilit est plus de deux fois meilleure pour la vergence tonique de laboratoire que pour la phorie l infini optique La phorie de laboratoire l infini optique repr sente l ordonn e l origine de la droite de r gression mettant en relation la vergence accommodative et le stimulus accommodatif L obtention de la valeur de la phorie l infini optique merge donc de 24 mesures 6 stimulations accommodatives x 4 r p titions alors que la vergence tonique n est issue du moyennage que de quatr
186. duction des signes de fatigue visuelle chez les sujets ayant des d sordres binoculaires Dalziel 1981 Cooper et al 1983 Les r serves fusionnelles m riteraient donc d tre valu es afin de d terminer si Discussion g n rale et perspectives 154 ind pendamment d une modification des couplages le systeme oculomoteur s est adapt en augmentant ses capacit s de fusion 7 3 L adaptation oculomotrice un b n fice Les r sultats obtenus dans nos tudes sur I hyper relief et la st r oscopie ont permis de mettre en vidence des modifications des param tres oculomoteurs qualifi es d adaptatives car allant dans le sens d une meilleure tol rance a la contrainte L adaptation n a t totale pour aucune des deux tudes Le syst me oculomoteur s est donc loign de son tat initial sans pour autant tre capable de prendre totalement en charge la contrainte impos e Il est donc l gitime de se demander si l adaptation oculomotrice constitue un r el b n fice et si oui dans quelle mesure La notion d adaptation oculomotrice est surtout associ e dans la litt rature aux a composantes toniques Elle permet la prise en charge d une partie ou de la totalit de la r ponse phasique du syst me oculomoteur pour limiter la fatigue visuelle et les plaintes subjectives Depuis les ann es 80 l adaptation des couplages a galement t d montr e Ces adaptations correspondent des volutions co
187. e A B 2 AVSB A VS B SCH 3 00 2 00 2 00 2 A lt X 1 es Gre 400 0 O o E re e 6 om Y Za geg A Am Se a 2 00 a 22 00 e e 3 00 As 0 10 040 0 90 1 40 1 90 0 10 040 090 1 40 1 90 Moyenne Cane ye Moyenne A B 2 Biais 0 331 IC 95 0 060 0 721 Biais 0 721 IC 95 0 859 2 301 Figure 51 Exemple de graphique de Bland Altman Exemples de concordance entre deux m thodes A vs B et A vs B Les deux graphes permettent de visualiser le biais existant entre les m thodes A vs Bet A vs B Les limites de concordances IC 95 sont d amplitudes diff rentes suivant la comparaison r alis e Ainsi l observation du biais et des limites de concordances mettent en vidence une meilleure concordance entre les m thodes A vs B qu entre les m thodes A vs B Annexes Annexe 6 Exemple de d composition fr quentielle en ondelette Image initiale 189 Filtres en fr quences spatiales D R a Images r sultantes Ecart type des images r sultantes 0 321 0 316 0 162 Tableau 11 Etapes de la d composition fr quentielle en ondelettes A partir de l image initiale plusieurs filtres en fr quences spatiales 9 dans la pr sente tude 3 dans l exemple ci dessus sont appliqu s l image De chaque filtre il r sulte une image Dans chacune des images resultantes la luminance varie selon la
188. e la vergence induit une r ponse accommodative appel e accommodation de vergence repr sent e par le ratio CA C CA pour convergence accommodation dont la traduction fran aise est l accommodation de convergence et C pour convergence Il correspond la quantit d accommodation induite par unit de vergence et est en moyenne de 0 5 D AM Scheiman et Wick 2002 En vision naturelle la demande en accommodation et en vergence co varient de mani re pr dictible suivant une relation lin aire dite droite de demande voir figure 5 Accommodation D 0 1 3 5 7 9 Convergence AM Droite de demande en vision naturelle EM ZVBSN Zone de confort Percival Figure 5 Interaction entre accommodation et vergence La droite noire correspond la droite de demande La zone en bleu repr sente quant elle la zone de vision binoculaire simple et nette d un sujet moyen ZVBSN Les limites rouges d finissent la zone de confort suivant le crit re de Percival Ainsi un objet situ 0 4 m induit il une demande accommodative de 1 0 4 soit 2 5 D et une demande de vergence de 1 0 4 soit 2 5 AM Toutefois le syst me oculomoteur est capable de maintenir une vision simple et nette malgr une certaine discordance entre les deux composantes Cette tol rance r alis e au prix d un effort est repr sent e par la largeur de la zone de vision binoculaire simple et nette ZVBSN et assimil e aux r serves fusionnel
189. e caract ris e par la performance du suivi oculaire au cours du temps Alors que la mise en vidence de fatigue visuelle tait g n ralement cons cutive des temps d exposition la dissociation accommodation vergence de plus d une heure on observe que la fatigue se manifeste galement de mani re pr coce pour des expositions de 20 minutes Ce constat est en accord avec l tude de Shibata et al 2002 qui mettait en vidence des plaintes visuelles d s deux minutes d exposition sur des stimulations exploitant des gammes de disparit s proches de celles de la pr sente tude 6 4 1 3 B n fice des pr stimulations Les r sultats obtenus avec le suivi oculaire pendant les diverses conditions d exposition ne mettent pas en vidence de b n fice des pr stimulations sp cifiques conditions A et B sur la r alisation de la t che lors du conflit maximal dix derni res minutes de chaque conditions D ailleurs l utilisation d une pr stimulation combinant l augmentation progressive des disparit s binoculaires avec l augmentation progressive du contenu fr quentiel de l image st r oscopique conduit au suivi le moins performant pendant le conflit maximal Cependant il faut noter que c est pendant les pr stimulations A et B que le suivi oculaire est le plus performant Ainsi les hypoth ses r alis es sur l apport de stimulations contr l es en termes de disparit s binoculaires et fr quences spatiales sur le suivi d une
190. e chaque participant a quatre conditions exp rimentales successives et diff rentes Les r sultats obtenus sur le suivi oculaire mettent en vidence la mise en place d un effet da apprentissage puisque qu il s av re que plus l observateur est expos de nombreuses fois a une visualisation st r oscopique plus la performance de son suivi oculaire des d placements de la cible augmente Etant donn l effet du nombre d expositions sur le suivi oculaire effet rang de passage il tait essentiel de contrebalancer l ordre de passage des conditions exp rimentales pour pouvoir tudier ind pendamment de cet effet l impact de chaque condition exp rimentale sur le suivi oculaire On note galement que la dur e d exposition r duit la performance du suivi oculaire Ainsi plus l exposition dure longtemps plus la performance du suivi oculaire diminue Les expositions de courtes dur es sont donc privil gier pour viter la fatigue de l observateur La litt rature avait d j mis en vidence de nombreuses reprises la fatigue oculaire cons cutive l exposition des dispositifs de visualisation en relief Cette fatigue est g n ralement identifi e par l volution des param tres oculomoteurs et ou par l utilisation de rapports subjectifs de type questionnaire Inoue et Ohzu 1997 Neveu et al 1998 Yano et al 2002 Emoto et al 2005 Les r sultats de notre tude montrent que la fatigue peut galement tr
191. e d oscillation utilis est donc un fait connu et l effort volontaire voqu pour percevoir la cible simple montre quel point l implication du sujet est n cessaire la r ussite de la t che Outre leur implication il est possible que les capacit s oculomotrices des participants aient t un facteur de r ussite ou d chec pour la r alisation de la t che La phorie est connue pour tre une bonne pr dictrice de l inconfort des sujets aux dispositifs st r oscopiques ainsi que du nombre d pisodes de diplopie risquant de se manifester pendant l exposition Emoto et al 2005 Lambooij et al 2009a Shibata et al 2011 Toutefois il n est pas observ de corr lation entre la valeur de la phorie l infini optique mesur e pendant la pr exposition et le taux global de diplopie pendant les stimulations R 0 0002 Comme pour la diplopie il n a pas t mis en vidence de lien de corr lation entre la phorie des sujets et le ratio quantifiant la capacit des sujets suivre la cible R 0 332 La phorie l infini optique ne semble donc pas tre un bon indicateur des capacit s oculomotrices des participants a effectuer la t che visuelle de la pr sente tude 6 4 1 2 Impact du nombre d expositions et de la dur e d exposition Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 140 Le protocole exp rimental comprend l exposition d
192. e de Hung 1996 AS repr sente le stimulus du syst me accommodatif et VS celui du syst me de vergence DS correspond la distance du stimulus DSP correspond au dead space l ment ACG et VCG repr sentent respectivement les gains des contr leurs d accommodation et de vergence PDG est le gain de distance per ue APG et VPG correspondent aux gains de l accommodation et de la vergence proximale L accommodation de vergence est symbolis e par CA et la vergence accommodative par AC ABIAS et VBIAIS repr sentent les composantes toniques de l accommodation et de la vergence respectivement L addition des quatre signaux tous ensemble conduit la r ponse accommodative AR et la r ponse de vergence VR Les l ments en pointill s correspondent aux l ments adaptatifs ADAPT d crits dans l article de Hung 1992 et d taill s dans le chapitre 2 Figure extraite de Hung et al 1996 Pour faciliter la compr hension des diff rents l ments qui composent le mod le il leur a t ajout une tiquette en bleu sur la figure Le mod le tant parfaitement sym trique l tiquette a t instaur e uniquement en haut ou en bas pour plus de clart Le mod le la base statique devient dynamique si l on d taille la composition des contr leurs En effet pour rendre compte de la dynamique de la r ponse accommodative les l
193. e diff rente pour chaque ratio Vergence instrumentale mise en jeu pour une cible l infini optique gt celle pour une cible r ellement au loin Divergence accommodative existant pendant la mesure de la phorie de vision de loin Utilisation de cibles permettant de limiter la r ponse instrumentale lors de la vergence tonique de laboratoire L exploration clinique et de laboratoire ainsi que les diff rents tests existants pour la mesure des param tres oculomoteurs apportent des informations compl mentaires sur le param tre valu Les diff rences observ es entre les divers tests ont permis de mettre en vidence la sp cificit de chacun d entre eux Ainsi il est n cessaire de prendre en consid ration la sp cificit intrins que de chaque test pour savoir comment appr hender les mesures r alis es dans toutes les tudes portant sur un m me domaine Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 106 5 Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es l hyper relief 5 1 Iptreduetten iii EEGENEN nantes ceeds han Hana are ee Te Senna RE te 107 S2 M thode nes aa aa ee se a nee es na am mans 109 52 14 Participants screen en M mn tite natal 109 5 2 2 Proc dure exp rimentale ss 109 5 2 3 Examen optom trique een 109 9 2 4 Analyse statistique cirio at 109 ee TT 110 5 4 DISCUSSION egene in a A AA A AA sdua aiaa 113 5 5 CONCIUSION EE 116 Exp rimentation 2
194. e ind pendante de l exp rimentateur et un meilleur contr le des stimulations Les m thodes de laboratoire utilisent plut t des dispositifs de mesure objective et sont g n ralement prises en r f rence 3 4 1 Tests cliniques Parmi la palette de tests cliniques existant pour l valuation des param tres oculomoteurs il a t s lectionn pour chaque param tre un test clinique Les paragraphes ci dessous justifient les choix r alis s En dehors du CA C et de Paccommodation tonique les tests cliniques sont parfaitement d finis Ainsi seules les cibles la phras ologie et la proc dure du CA C ont t d crites dans ce paragraphe les autres tests sont d crits dans l annexe 4 Hormis le CA C et accommodation tonique l ensemble des tests choisis est r alisable sous r fracteur En pratique clinique accommodation est mesur e en dioptrie D et la vergence en dioptrie prismatique DP les unit s et leur conversion sont d crites en Erreur Source du renvoi introuvable 3 4 1 1 Aspects photom triques environnement et proc dure Les tests ont t pr sent s en conditions photopiques avec un clairement moyen de 200 lux au niveau des tests La luminance de fond des tests tait de 75 cd m et le contraste des cibles tait de 85 Pour ajuster le r fracteur chaque sujet la distance interoculaire a t mesur e au moyen d un pupillom tre reflet corn en Pour tre au plus proche de la
195. e la t che visuelle 139 6 4 1 1 Diplopie et r ussite de la t che visuelle 139 6 4 1 2 Impact du nombre d expositions et de la dur e d exposition 139 6 4 1 3 B n fice des Dr zstimulatons nn nncnnnnnnnnnnes 140 6 42 Tolerance ocUlomOfrice nennen ana edades 141 6 4 2 1 Modifications du couplage nn 141 6 4 2 2 Modification des composantes toniques ne 144 6 4 2 3 Plaintes subjectives ici a cdo 144 GE e EE 145 6 4 3 Facteurs influen ant l adaptation 146 AA no E E E E E 150 Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 118 6 1 Introduction La visualisation st r oscopique conduit une dissociation entre les demandes en accommodation et en vergence Cette configuration surpasse la discordance vue pr c demment dans le cadre de lhyper relief puisque l accommodation et la vergence deviennent alors ind pendantes Dans les interfaces st r oscopiques l accommodation est fixe et r alis e sur le plan d affichage de l image tandis que la vergence est r alis e en avant ou en arri re de ce plan en fonction des parallaxes horizontales existant entre les images destin es l il gauche et celles destin es a l il droit Ainsi seule la vergence varie au gr de l effet de relief recherch Cette dissociation cr e entre les composantes d accommodation et de vergence est largement mise en cause da
196. e les deux m thodes ou si l une des deux est meilleure que l autre r p tabilit meilleure d une m thode vis a vis d une autre McAlinden et al 2011 L analyse de Bland Altman n cessite que les m thodes compar es mesurent le m me param tre et que les valeurs soient exprim es dans la m me unit Cette analyse d termine le biais et les limites de concordance existants entre deux m thodes Grenier et al 2000 Le biais est d fini par la moyenne des diff rences observ es il est calcul suivant la formule A B l I MS 1 Rj o A et B correspondent chacun un chantillon de mesure suivant une m thode donn e Les limites de concordances sont quant elles d finies par l intervalle de confiance 95 des diff rences existant entre les deux m thodes L intervalle est calcul suivant l quation biais 1 96 x cart type des diff rences La valeur 1 96 x cart type des diff rences d finit un coefficient appel coefficient de concordance COC Plus le biais et l intervalle de confiance sont faibles meilleure est la concordance entre les m thodes tudi es La r p tabilit r f re la variabilit d une mesure r p t e lorsque tous les autres facteurs sont consid r s comme constants McAlinden et al 2011 Elle informe ainsi sur la pr cision d une m thode Elle est estim e partir d un cart type comme l impose les normes britanniques et internationales Bl
197. e li e l ordre de passage non quilibr Toutefois l observation est confirm e par la diff rence significative existant entre C1 et C2 mettant en vidence que plus l exposition est longue moins le suivi oculaire est bon t test appari entre C1 et C2 307 DDL t 3 111 et p 0 0020 C1 moy 157 mm et C2 moy 171 mm L hypoth se qui tait qu une augmentation progressive de la disparit permettrait d am liorer la r alisation de la t che visuelle pendant l exposition au conflit oculomoteur est invalid e PLSD de Fisher entre C2 et A2 p lt 0 0001 puisque au contraire les dix premi res minutes d exposition de la condition A conflit croissant conduit a un suivi oculaire moins performant pendant les dix minutes de conflit maximal Il est noter que A n est pas la condition ayant t pr sent e le plus en premiere exposition Trois sujets ont vu la condition A en premi re exposition tandis que quatre ont vu les Annexes 192 conditions D et B en premi re exposition La mauvaise performance constat e n est donc pas a imputer a un faible nombre d exposition au conflit oculomoteur avant la r alisation de A Bien que les dix premi res minutes de conflit croissant n ont pas eu d effet b n fique sur la r alisation de la tache visuelle durant les dix derni res minutes de conflit maximal on note que le suivi de la cible ma pas t identique durant les diff rentes pr stimulations e A1 B1 et C1
198. e mesures Comme voqu pr c demment cela peut jouer en faveur d une vergence tonique artificiellement stable vis a vis de la phorie l infini optique Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 101 4 4 4 Concordance Le niveau des coefficients de r p tabilit sont prendre en consid ration pour l analyse de la concordance entre deux tests En effet la concordance entre deux tests ne peut tre plus grande que la r p tabilit de chacun des deux tests 4 4 4 1 Concordance des lags Le coefficient de concordance obtenu entre le lag clinique et le lag de laboratoire est de 1 58 D Pourtant Rosenfield et al 1996 avaient observ un coefficient de concordance de 0 65 D entre les lags par la Nott skiascopie et par optom tre infrarouge L tude avait t r alis e pour un effectif et une population d ge proche de ceux de notre tude La proc dure clinique tant similaire celle utilis e dans l tude de Rosenfield et al et les valeurs observ es tant proches de celles mentionn es dans la litt rature Locke et Somers 1989 Gabriel et Mutti 2009 la faible concordance observ e dans notre cas serait donc a imputer a la proc dure de laboratoire qui diff re de celle utilis e dans l amp tude de Rosenfield et a Alors que la m thode clinique ou la m thode de laboratoire utilis e par Rosenfield et al 1996 est statique et obtenue pour une cible accommodative fixe en
199. e param tre oculomoteur test condition 3 DDL p gt 0 05 Ainsi l tat oculomoteur des sujets avant l exposition aux diff rentes conditions tait sensiblement identique d une session a une autre De plus il est montr que le post effet cons cutif chaque stimulation n est pas d pendant du nombre d expositions pr alables au conflit oculomoteur subies Anova 1 facteur pour chaque param tre nombre d expositions 3 DDL p gt 0 05 Le post effet oculomoteur associ chaque condition est pr sent dans le tableau 6 le tableau est subdivis en trois parties une partie d di e aux ratios AC A et CA C une deuxi me consacr e aux composantes toniques et une derni re partie associ e la dynamique de la r ponse accommodative Tests AC A CA C Conditions A B C D A B C D Moy 0 107 0 008 0 063 0 009 0 024 0 025 0 076 0 023 ET 0 141 0 180 0 139 0 175 0 144 0 061 0 048 0 060 DDL 10 11 11 11 9 10 8 10 t 2 528 0 160 1 581 0 188 0 532 1 356 4 791 1 261 p 0 030 0 876 0 142 0 855 0 608 0 205 0 001 0 236 Pcorr 0 210 0 876 0 142 0 855 0 608 0 205 0 010 0 236 Tests Accommodation tonique Vergence tonique Conditions A B C D A B C D Moy 0 015 0 181 0 046 0 071 0 004 0 081 0 023 0 010 ET 0 213 0 149 0 100 0 101 0 154 0 107 0 209 0 127 DDL 9 10 10 9 11 11 11 11 t 0 216 4 013 1 545 2 223 0 082 2 627 0 384 0 261 p 0 834 0 003 0 153 0 053 0 936 0 024 0 708 0 799 Peor 0 834 0 018 0 15
200. e portant sur ce type de contrainte Miles et Judge 1982 Judge et Miles 1985 Miles et al 1987 Bobier et McRae 1996 En plus de l augmentation du gain de la vergence accommodative les r sultats montrent une modification significative des phories de vision de loin et de vision pr s Por lt 0 0016 Etant donn e l etroite relation existant entre la phorie de vision de loin et la vergence tonique Wolf et al 1990 il peut tre estim que l augmentation de la phorie de vision de loin vers la convergence r v le galement une augmentation de la vergence tonique Fisher et Ciuffreda 1990 Ce changement d tat tonique permet l observateur de limiter son effort en convergence pour faire face a l augmentation des disparit s binoculaires auxquelles il est soumis pendant l exposition au t l st r oscope Par ailleurs on observe une modification plus importante de la phorie de vision de pr s que de la phorie de vision de loin II en r sulte par cons quent une augmentation du ratio Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 114 AC A calcul Cette augmentation du ratio calcul va donc galement dans le sens d une augmentation du gain de vergence accommodative Les deux m thodes d valuation du ratio AC A ne conduisent pas a une variation de m me amplitude Le post effet est de 81 pour le AC A gradient tandis qu il n est que de 13 pour le AC A calcul Cette diff rence s
201. e r alis es Le rendez vous se terminait par un essai des tests sous haploscope pour v rifier que le sujet avait compris les instructions et qu il s tait familiaris avec la manipulation de la manette 3 7 Conclusion Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 88 4 Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 4 1 Idee Hr e E 90 4 2 M thode ET 91 4 2 1 A 91 4 2 2 Proc dure exp rimentale oooooococccocccnccccoconononocnnnnncnnnnononncnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnninnnnnes 91 4 2 3 M thode clinique sise 92 4 2 4 Methode de laboratoire ss 92 EE E UE 92 E DT 93 4 3 1 SSA 93 4 3 2 A 94 4 4 AE TE 97 4 4 1 Diff rences li es aux dispositifs 97 4 4 2 Diff rences li es au nombre de points utilis s 4444400snnnnennnnnnnnenennnnennnnne nn 98 4 4 3 R p tabilit sise 98 4 4 3 1 R p tabilit des loos 99 4 4 3 2 R p tabilit des accommodations toniques ne 99 4 4 3 3 R p tabilit des CA 100 4 4 3 4 R p tabilit des AC A iii 100 4 4 3 5 R p tabilit de la phorie de vision de loin de la phorie l infini optique de la vergence tonique de laboratoire ccccccececeeceeceeeeeeeeeceneaeeeeeeeeesecaeaeeeeeeesetensaeaeeeeeess 100 4 44 CONGCONGANCE ET 101 4 4 4 1 Concordance des ladS cid Seege Sege gegen een 101 4 4 4 2 Concordance des accommodations toniques
202. e r ponse rapide et la composante lente qui soutient la fixation est finalement similaire pour les deux types de mod les La seconde diff rence est que dans les deux types de mod les la position du couplage Les composantes du syst me oculomoteur 28 diff re En effet chez Hung le couplage intervient apr s les composantes rapide et lente tandis que chez Schor le couplage est situ entre la composante rapide et la composante lente Cette position du couplage chez Schor d coule du fait que l insertion d un prisme modifie la valeur de la phorie assimil e la vergence tonique mais aussi celle de accommodation tonique Cette modification de l accommodation tonique r sulte du couplage la vergence induit de l accommodation de vergence qui augmente l accommodation tonique Il est fait une observation similaire sur la modification de la vergence tonique suite l insertion de verres ophtalmiques Le couplage doit donc n cessairement tre situ avant la composante tonique pour que le mod le puisse refl ter ces observations Or dans les mod les de Schor jusqu 1999 la composante tonique et la composante lente sont assimil es C est pourquoi dans les mod les de Schor le couplage est avant la composante lente Cette modification de la position du couplage semble en fait avoir peu d incidence sur la repr sentation de la dynamique oculomotrice 1 4 5 R sum 1 5 Conclusion D
203. e vergence pour initier une reponse accommodative Miles 1985 La pratique clinique reposant largement sur la conception de Maddox qui mettait en avant la dominance de la composante accommodative sur la composante de vergence n glige souvent l accommodation li e a la vergence L exploration du CA C est donc rarement faite en clinique et peu d tudes y r f rent 1 2 2 4 R sum Les composantes du syst me oculomoteur 17 1 2 3 R ponse proximale 1 2 3 1 G n ralit s Les r ponses proximales de vergence et d accommodation ayant des propri t s tr s comparables elles sont pr sent es dans un paragraphe unique La r ponse proximale est due l influence ou la conscience par le sujet de la proximit d un objet Hofstetter 1942 Heath 1956 Toates 1974 Il existe une relation lin aire entre la r ponse proximale et la distance du stimulus pour les cibles en de de 3 m au del la r ponse proximale reste constante Rosenfield et al 1991 Howard 2002 La composante proximale est li e des stimulus spatiaux tels que la taille relative la perceptive lin aire l interposition ou le gradient de texture Schor 1992 Cette composante a longtemps t n glig e au profit de la r ponse r flexe ou crois e Kruger et Pola 1986 Ciuffreda 1991 Hung et al 1996 Pourtant il est estim que sa contribution puisse atteindre 70 80 de la r ponse totale lorsque le syst me oculomoteur est en
204. e visuelle et donc a viter la mise en place de fatigue visuelle Il requiert donc un signal d erreur visuel pour se mettre en place L adaptation utilise les boucles de r trocontr le pour ajuster les param tres oculomoteurs afin de r duire l amplitude du signal d erreur Miles 1985 Ebenholtz et Citek 1995 Elle se met en place via la composante lente des syst mes d accommodation et de vergence Pour l accommodation comme pour la vergence on observe qu un processus adaptatif se met en place d s 15 secondes de stimulation Rosenfield et Gilmartin 1989 Fisher et al 1990 L ajustement r alis dure tant qu un nouveau transfert de fixation n est pas r alis ou que le prisme ou les verres sont maintenus en place Le d clin de adaptation peut tre plus ou moins long L tat d adaptation perdure de plusieurs heures si l environnement est pauvre dans le noir lors du sommeil quelques minutes si le sujet est en vision binoculaire dans un environnement riche Carter 1965 Parmi les param tres oculomoteurs consid r s comme adaptables on compte l accommodation et la vergence toniques la phorie les gains de vergence accommodative et d accommodation de vergence et les r serves fusionnelles Selon Ebenholtz et Citek 1995 ni la vergence ni accommodation volontaires ne sont adaptables Les modifications oculomotrices observ es suite a un traitement orthoptique sont d un autre ordre Chez les sujets pr sen
205. eau de t te et aux vibrations de l environnement Dans notre cas le sujet tant stable du fait de l empreinte dentaire et le bandeau de t te n tant pas utilis il a t choisi de privil gier une haute fr quence d acquisition soit 500 Hz l instar d une autre tude ayant valu la vergence dans un environnement virtuel avec l Eyelink II Jaschinski et al 2008a L Eyelink a t utilis dans plusieurs tudes pour valuer les mouvements de vergence Backus et Matza Brown 2003 Jainta et al 2007 Jaschinski et al 2007 Jaschinski et al 2008a Ce dispositif pr sente l avantage d avoir une haute fr quence d acquisition pour une pr cision moyenne de 0 5 et une r solution de 0 01 Jainta et al 2007 Jaschinski et al 2008a Chaque il tait calibr s par ment La calibration tait r alis e par la fixation successive de neuf cibles en ordre al atoire 3 3 Choix des outils de stimulation L objet des travaux de th se tant de d terminer comment le syst me oculomoteur r pond en cas de conflit accommodation vergence deux types de dispositifs cr ant un conflit oculomoteur ont t utilis s un t l st r oscope d une part et un st r oscope d autre part 3 3 1 T l st r oscope Le t l st r oscope est un dispositif permettant de cr er optiquement un sur cartement interoculaire voir figure 20 Ce dispositif permet une visualisation en hyper relief sans induire de diss
206. edication that might interfere with the oculomotor performances No subjects reported visual complaints i e headache eyestrain reddening of the eyes before the experiment Three subjects wore glasses with minor prismatic impact on near telestereoscopic viewing prismatic effect lt 0 10 MA Individual screening revealed four types of binocular status five subjects with normal phoria and vergence reserves Morgan 1944b Evans and Pickwell 2002 five subjects with normal phoria but reduced positive fusional reserves convergence three subjects with tendency for exophoria with convergence insufficiency and one with esophoria with convergence excess These tendencies were not exclusion criteria Apparatus A telestereoscope is an optical device composed of two pairs of mirrors angled at 45 and parallel in pairs 2010 IRBA Figure 2 The internal and external mirrors are sepa rated by a distance y When a subject looks through the device the inter pupillary separation is increased by 2y The telestereoscope was adjusted so that an observer with a standard inter pupillary separation 64 mm Hofstetter 1983 would face a threefold demand in convergence when using the optical device compared to natural viewing As a result of this unique setting for each subject s inter pupillary separation x the magnifying factor F in the vergence demand was calculated using the formula F d x 2y x d y with d being eye
207. eensssnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nennen 11 1 3 Amplitude de la r ponse oculomotrice nennen 21 1 4 Mod lisations du syst me oculomoteur nc nc nano nc cnnnnnnnccinnns 22 NEE Te ME DEE 28 2 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 29 21 Introduction EE 31 2 2 Conditions d optimisation de la r ponse oculomotrice nnn 31 2 3 Dynamique de la r ponse oculomoirice nn 35 2 4 L Adaptation de la r ponse oculomotrice et sa mod ltsaton nn 39 2 5 La fatigue OCU lOMOTTICE sites 46 2 6 La demande oculomotrice dans les syst mes de visualisation en relief 47 2 7 Conclusion objectif et hypoth ses A 57 PARTIE EXPERIMENT ALE wits gece ee nn AER nk 59 3 Choix m thodologiques ss nnnnneennenenneenennenenenneennnneness 60 3 11 INTOdUCION EE 62 3 2 Choix des outils de Mesure ss 62 3 3 Choix des outils de stimulation eee eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeaeeeeeeaeeeseeaeeeeeetaeeeseenaeeeseeaes 67 3 4 Choix E 70 3 5 Choix du traitement des donn es uunnesnennnnnnnennnnnnennnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nn 82 3 6 Choix des crit res d inclusion ss 86 Sef GONCIUSION is A A AA eae ARR en ese eas 87 4 Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 88 E ln uge ee WEE 90 ALL MOU
208. els Yeh et Silverstein 1990 Lambooij et al 2007 Hoffman et al 2008 Howarth 2011 e De plus l tat de l art a mis en vidence que l adaptation tait le processus utilis par le syst me oculomoteur pour am liorer sa tol rance une contrainte visuelle L adaptation oculomotrice est un processus rapide et transitoire particuli rement bien connu en cas de contraintes prismatiques ou de t ches de vision de pr s soutenues Schor 1979b Rosenfield et Gilmartin 1989 Fisher et al 1990 Plus r cemment l adaptation oculomotrice a galement t mise en vidence dans des cas de conflits oculomoteurs partiels Miles et Judge 1982 Judge et Miles 1985 Miles et al 1987 Bobier et McRae 1996 Neveu et al 2010 L adaptation en cas de conflit entre les composantes d accommodation et de vergence semblant tre possible elle pourrait constituer un processus de choix pour limiter la fatigue inh rente la visualisation st r oscopique Chez les sujets n ayant pas de probl mes de vision binoculaire l adaptation se met en place naturellement en fonction de la contrainte visuelle laquelle l observateur est expos En outre il est tabli que l adaptation de la vergence peut tre facilit e par la pr sentation de disparit s binoculaires d amplitudes croissantes Ogle et al 1967 Sethi et North 1987 Des disparit s binoculaires d amplitudes croissantes et le contr le du contenu fr quentiel de l im
209. en relief pour en avoir plein les yeux Pourtant au cours du film le relief s est finalement assez vite fait oublier Et la sortie les commentaires portaient plus sur cette publicit extraordinaire de quelques secondes que sur l heure et demie du film Mais pourquoi donc le film n a t il pas lui aussi profit de ce relief patant pour nous immerger tel le fabricant de confiseries avec sa plan te bonbon Y aurait il une raison pour laquelle il ne puisse tre offert un relief accru que pendant quelques secondes Quelques mois plus tard lors de la projection du c l bre film Avatar pr c d e de la m me publicit Haribo le film fut coup par une pause Pourtant ce n tait pas la premi re fois qu un film aussi long tait projet et jamais il n avait t r alis de pause jusqu alors Outre une petite pause visuelle cette derni re a permis d entendre des commentaires tels que moi je vois double ou encore je commence a avoir un peu mal a la t te Ces petites anecdotes montrent bien que l utilisation de la visualisation en relief n est peut tre pas tout a fait anodine pour le syst me visuel Ainsi l objet de ce travail de th se est de pr senter la probl matique oculomotrice impos e par les dispositifs de visualisation en relief et de fournir des l ments pour comprendre comment l Homme peut faire face une telle contrainte En vision naturelle l Homme dot d une vision binoculaire nor
210. ence induite par la conscience de la proximit de la cible Rosenfield et al 1991 Wick et Currie 1991b La r ponse proximale est une composante ne pas n gliger dans les tudes se basant sur des stimulations optiques et donc ne faisant pas appel des cibles en espace r el En effet le fait de regarder dans un instrument la conscience de la proximit de la cible et le manque de vision p riph rique peuvent conduire une surestimation de la r ponse accommodative et ou de la vergence du fait de la myopie et de la convergence instrumentale Hennessy 1975 Wesner et Miller 1986 Miwa 1992 Rosenfield et al 1994 Edwards 1998 Daum et McCormack 2006 L amalgame est parfois fait entre les composantes proximale et volontaire Dans la classification de Maddox la vergence proximale est d ailleurs galement appel e vergence volontaire Maddox 1893 Morgan 1983 De m me selon Heath 1956 accommodation Les composantes du syst me oculomoteur 18 volontaire tudi e par Marg en 1951 ne serait en fait qu une exag ration de la composante proximale Les deux composantes sont pourtant bien distinctes puisque l innervation volontaire r sulte la diff rence de l innervation proximale d une intention de mettre les yeux en mouvement ou de changer de focalisation qu il y ait ou non une cible Elle maintient la vergence ou Paccommodation sur une cible sous la forme d un contr le semblable celui des muscles s
211. ependency The Annals of Statistics 29 1165 1188 Berezin O 2010 Digital cinema in russia Is 3D still a driver for the development of the cinema market Papier pr sent a The 3D Media 2010 Li ge BE Bharadwaj S R et Candy T R 2008 Cues for the control of ocular accommodation and vergence during postnatal human development Journal of Vision 8 1 16 Bhoola H Bruce A S et Atchison D A 1995 Validity of clinical measures of the AC A ratio Clinical and Experimental Optometry 78 3 10 Bland M J et Altman D G 1986 Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement The Lancet 327 307 310 Bobier W R et Sivak J G 1983 Orthoptic treatment of subjects showing slow accommodative response American Journal of Optometry amp Physiological Optics 60 678 687 Bobier W R et Mcrae M 1996 Gain changes in the accommodative convergence cross link Ophthalmic and Physiological Optics 16 318 325 Brautaset R L et Jennings A J 2006 Effects of orthoptic treatment on the CA C and AC A ratios in convergence insufficiency Investigative Ophthalmology amp Visual Science 47 2876 2880 Bruce A S Atchison D A et Bhoola H 1995 Accommodation convergence relationships and age Investigative Ophthalmology amp Visual Science 36 406 413 Bucci M P Kapoula Z Yang Q Wiener Vacher S et Br mond Gignac D 2004 Abnormality of ve
212. epos Owens 1980 Ciuffreda 1991 Pour des cibles sinuso dales de fr quences spatiales entre 3 et 15 cpd le contraste peut tre r duit consid rablement pouvant passer de 63 2 6 contraste de Michelson sans que cela ne r duise la r ponse du syst me accommodatif Phillips 1974 cit par Ciuffreda et Rumpf 1985 Lors de la diminution du contraste la d croissance de la r ponse du syst me accommodatif est imm diate pour les basses et hautes fr quences spatiales En condition photopique gt 10 cd m les cibles carr es et sinuso dales de 4 cpd conduisent une r ponse accommodative maximale pour un contraste sup rieur 0 1 voir figure 12 Le contraste minimal a t donn pour 4 cpd car il s agit d une fr quence spatiale comprise entre 3 et 5 cpd qui correspond environ au maximum de la fonction de sensibilit au contraste Campbell et Robson 1968 Voir glossaire Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 34 RE LE 5 AS AS 4 Phe 0 5 cpd 2 G f 1 SSS 5 AS AS 4 3 1 0 cpd 2 1 ey A AS 2 0 cpd Reponse accommodative dioptrie 5 e AS 4 i S 4 0 cpd 2 4 AS J AS 2 5 4 3 2 4 O 10 20 30 40 50 60 70 O 10 20 30 40 SO 60 70 Contraste dB y 8 0 cpd Figure 12 R ponse accommodative en fonction du contraste et de la fr quence spatiale Les points noirs sont associ s a un r seau carr tandis que
213. eption in virtual environments Vis Res 35 2731 2736 Annexes 204 Annexe 11 Publications Rang A Neveu P Priot A E Plantier J and Roumes C 2010 Short exposure to telestereoscope affects the oculomotor system Ophthalmic and Physiological Optics 30 806 815 Communications dans des congr s internationaux avec comit de lecture Neveu P Philippe M Priot A E Fuchs P and Roumes C 2011 Stability of vergence accommodation and accommodative vergence assessment Papier pr sent the 16 th European Conference on Eye Movements Marseille FR Neveu P Priot A E Philippe M Plantier J Roumes C 2010 New stereoscopic technologies for practice and formation to surgery usage limits Papier pr sent a the Human Factors 8 Medecin Panel Symposium Congr s OTAN Essen AL Neveu P Priot A Fuchs P and Roumes C 2009 Do dynamics models of accommodation vergence relationship apply for hyperstereoscopic stimuli Perception 38 ECVP Abstract supplement 49 Communications dans des congr s nationaux avec comit de lecture Neveu P Prio A E Plantier J Fuchs P et Roumes C 2009 Impact oculomoteur et perceptif d une exposition br ve au t l st r oscope Communication pr sent e au Colloque des Jeunes Chercheurs en Sciences Cognitives 09 Toulouse FR NEVEU P Priot A E Chastres V Fuchs P Roumes C 2008 Retentissement oculomoteur des dispositifs de
214. er En effet les probl mes d adaptation de la composante accommodative tonique seraient corr l s aux myopies apparitions tardives au del de 15 ans Dans ce dernier cas le temps de d clin d un ph nom ne adaptatif accommodatif est significativement plus long que chez des emm tropes Rosenfield et Gilmartin 1988 De plus chez les sujets atteints de myopie tardive l adaptation accommodative se met en place extr mement lentement ce qui engendre titre palliatif un haut niveau de r ponse phasique probablement l origine des signes ast nopiques rencontr s chez ces sujets Fisher et al 1987 Le d veloppement d une myopie serait ainsi le moyen de soulagement de cette demande importante au niveau des composantes phasiques Rosenfield et Gilmartin 1989 Le d veloppement de ces myopies tardives ne serait donc pas le probl me primaire mais un changement adaptatif secondaire un stress en vision de pr s 2 4 1 3 Adaptation des gains du couplage accommodation vergence Les gains du couplage accommodation vergence repr sentent la proportion de vergence induite par une r ponse accommodative dans le cas de la vergence accommodative Alpern et al 1959 et la proportion d accommodation induite par une r ponse de vergence dans le cas de accommodation de vergence Fincham et Walton 1957 Ces gains sont repr sent s respectivement par les ratios AC A et CA C Selon Rainey 2000 et Rosenfield et al 2000 le ratio
215. ergence maximale stimul e dans l espace virtuel tait comprise entre 0 et 3 AM voire entre 0 et 6 AM pour un cran plac a 1 5 AM Eadie et al 2000 Wann et Mon Williams 2002 Mon Williams et Wann 1998 exposaient leurs participants a une croix oscillant de 0 2 5 AM pour un cran plac a 2 5 AM soit enti rement en divergence relative par rapport l cran Pour limiter la contrainte en divergence dans la pr sente tude la cible oscillait virtuellement en profondeur de mani re sym trique par rapport l cran Ainsi pour un cran plac 1 5 AM soit 0 67 m la cible oscillait au maximum de 1 AM 1 m 3 AM 0 33 m L amplitude Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 124 maximale de la sinuso de faisant varier la demande en vergence en fonction du temps tait ainsi de 0 33 m La cible virtuelle 1 m n cessitait alors une convergence de 3 4 tandis que la cible a 0 33 m conduisait une demande en convergence de 10 Ainsi pour un sujet moyen l amplitude maximale de la demande en vergence explor e restait dans la zone de vision binoculaire simple et nette et la divergence relative stimul e tait maintenue dans la zone de confort moyenne d finie par le crit re de Percival voir figure 39 La vergence dans l espace virtuel suivait une oscillation sinuso dale Par cons quent le mouvement exerc par les cibles su
216. es adaptifs se soient dissip s c est dire que la vergence fusionnelle lente soit nulle ce qui n est pas pris en compte dans la mesure habituelle de phorie 1 2 4 3 Accommodation tonique Le point de vue classique propos par Helmholtz 1909 Gullstrand 1911 et Fincham 1937 tait que pour un ceil emm trope l accommodation tait sa position de repos lorsque l ceil tait focalis l infini cit s dans Rosenfield et al 1993 Pourtant des 1855 Thomas Weber sugg re que l il en compl te position de repos serait en fait focalis une distance interm diaire Ceci a t confirm par la suite par de multiples tudes La boucle accommodative peut tre consid r e comme ouverte lorsque les conditions de stimulation sont particuli rement d grad es Dans la litt rature plusieurs moyens sont utilis s pour ouvrir la boucle accommodative cela peut se faire en installant le sujet dans le noir au milieu d une pi ce suffisamment grande Rosenfield et Gilmartin 1990 en faisant regarder au sujet une cible homog ne de faible contraste type DOG de basse fr quence spatiale Tsuetaki et Schor 1987 ou encore en le faisant regarder au travers d un trou de faible dimension dit st nop ique Ciuffreda et Kenyon 1983 Rosenfield et al 1993 Dans la litt rature de nombreux termes sont utilis s pour traiter de accommodation tonique Ainsi parle t on galement de point ou de focalisation de repos Charman
217. es plus importantes pour la survie d une esp ce et se retrouve dans la plupart des syst mes physiologiques A ce titre le syst me oculomoteur a une certaine plasticit qui lui conf re la possibilit de maintenir une vision simple et nette pendant le d veloppement augmentation de la distance interoculaire presbytie mais aussi lors de conditions visuelles sp cifiques vision soutenue une distance proche anis iconie port de prismes Ainsi au cours de la vie le syst me oculomoteur r alise t il des ajustements en r ponse aux challenges naturels de la vie ordinaire La plupart de ces situations sont compens es par un processus naturel de recalibration qui intervient automatiquement et sans effort pour optimiser les performances visuelles Schor 2009 Cette capacit et cette flexibilit neurale sont au coeur de la r habilitation orthoptique des d sordres neuromusculaires du syst me visuel L adaptation est un ph nom ne a court terme r alis ponctuellement en fonction de la demande pesant sur la composante phasique L adaptation est r alis e de multiples fois par jour en fonction des t ches visuelles ex cut es L adaptation se met en place apr s une exposition prolong e a une distance proche ou apr s exposition a un prisme ou des verres ophtalmiques Ebenholtz et Fisher 1982 Owens et Leibowitz 1983 Schor et al 1984b Chez les sujets ayant une vision normale le processus adaptatif sert compenser la demand
218. es pointill s mat rialisent les cycles manquants Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 127 1000 Plan d affichage Position virtuelle de la stimulation en profondeur dans le plan sagittal m dian mm 333 1 2 2 5 Temps min Figure 42 Profil de la trajectoire virtuelle en profondeur pendant le conflit maximal La courbe rouge r f re au d placement virtuel de la cible au cours du temps La croix blanche correspond la cible utilis e au cours du conflit maximal Le plan d affichage de la cible tait plac 0 67 m pour un d placement virtuel entre 0 33 m et 1 m 0 3 Hz Pour v rifier l hypoth se qu une modulation du contenu fr quentiel de l image st r oscopique combin e une augmentation progressive de la parallaxe horizontale permet d am liorer la tol rance du syst me oculomoteur une dissociation accommodation vergence de grande amplitude et que sans cette combinaison la tol rance est amoindrie une autre condition exp rimentale dite condition B a t d finie Cette condition tait semblable a la condition A a la diff rence de la cible utilis e La cible tait la croix blanche de haut contraste pendant toute la dur e de la stimulation Ainsi la condition B tait galement compos e de deux parties dix premi res minutes pendant lesquelles le conflit accommodation vergence pr stimulation tait croi
219. es statiques permettent la compr hension des m canismes oculomoteurs basiques et leurs implications dans les mesures cliniques Ciuffreda 2002 Ce type de mod le informe sur l tat stable de la r ponse oculomotrice cons cutif un transfert de fixation stimulation ponctuelle par pas Les mod les dynamiques eux permettent de rendre compte des propri t s dynamiques des r ponses oculomotrices Parmi les mod les d velopp s certains s int ressent soit la composante accommodative Toates 1972 Khosroyani et Hung 2002 Schor et Bharadwaj 2005 2006 soit la composante de vergence Toates 1974 Krishnan et Stark 1977 Schor 1979a Schor 1980 Hung et al 1986 Hung 1998 D autres mod les combinent les deux composantes pour prendre en compte leurs interactions via le couplage accommodation vergence Hung et Semmlow 1980 Ebenholtz et Fisher 1982 Hung et al 1984 Schor 1985 1986 Schor et Kotulak 1986 Schor 1992 Schor et al 1992 Hung et al 1996 Schor 1999 Notre probl matique reposant sur le couple accommodation vergence c est sur ce dernier type que nous nous attarderons dans ce m moire Les mod les sont g n ralement d velopp s pour simuler un ph nom ne visuel sp cifique comme l adaptation du syst me oculomoteur cons cutive au travail en vision de pr s Hung 1992 Hung et Ciuffreda 1999 ou encore la contribution de la proximit dans la r ponse oculomotrice Schor et al
220. esponse for a given accommodative stimulus as required in the telestereoscope In addition to the increase in accommodative vergence gain the present results show a significant modification of near and far phorias Pcorr lt 0 0016 The increase in far phoria towards convergence reveals an increase in tonic vergence Fisher and Ciuffreda 1990 This change in tonic state enables the observer to limit his her vergence effort to cope with the larger disparities during telestereoscope exposure Moreover a Annexes 812 Ophthal Physiol Opt 2010 30 No 6 200 a Phorias Accommodative stimulus D Phoria pre test Phoria post test um Phoria line pre test soesesssosose Phoria line post test Vergence response MA b Fusional vergence reserves Accommodative stimulus D Break pre test Break post test Blur pre test Blur post test ZCSBV pre test ZCSBV post test Vergence response MA c Recoveries 3 T T T T T T T T T T i 25 Le E f a H F 8 2 ze 4 S 3 1 5 i D Recovery pre test e D Recovery post test 3 4 lt Recovery pre test S i i 4 Recovery post test 0 5 lt 1 A 0 5 1 1 1 El i fi 1 1 2 1 0 1 3 4 5 6 7 Vergence response MA Figure 3 Graphical analysis of the quantitative interaction between accommodation and vergence before open symbols and after filled sym
221. est ne se basant pas sur des valeurs ponctuelles d accommodation une proc dure sp cifique a t utilis e Les donn es du PowerRef non valides durant les 12 5 s de mesure taient remplac es par la valeur coh rente pr c dente Les valeurs de r fraction taient ensuite converties en accommodation L ensemble des valeurs obtenues durant le test tait rapport sur un graphique pr sentant la reponse accommodative en fonction du stimulus accommodatif A partir de ce graphique les essais comportant des clignements et donc risquant de faire varier fortement la droite de r gression tablie par la suite ou des pertes de donn es trop nombreuses taient limin s Les essais conserv s taient ensuite fusionn s en moyennant les r ponses accommodatives correspondant aux diff rentes stimulations accommodatives Une r gression lin aire a ensuite t tablie entre la r ponse accommodative et le stimulus accommodatif Cette droite de r gression tait r alis e sur la portion lin aire de la relation stimulus r ponse entre 5 D et 1 D voir figure 7 Choix m thodologiques 85 3 5 2 2 6 Latence et constante de temps Durant toute la stimulation accommodative la r fraction tait mesur e en continu Comme pr c demment les donn es du PowerRef non valides taient remplac es par la valeur coh rente pr c dente Les valeurs de r fraction taient ensuite converties en accommodation L ensemble des valeurs obtenues durant
222. est polaris Sa fiabilit est mise en cause par les indices monoculaires existant au sein du test et pouvant contribuer une r ponse du sujet ind pendante de la disparit Il s agit cependant d un test largement employ en pratique Le test de Frisby est un test n utilisant pas de lunettes dissociatrices sa fiabilit est cependant moins grande que pour les autres tests ce notamment du fait de la grande taille des l ments le constituant triangles offrant ainsi des informations monoculaires Simons 1981 Le niveau d acuit st r oscopique attendu pour un sujet normal d pend du test et varie quelque peu selon les tudes Il peut tre consid r qu en moyenne l acuit attendue est dau moins 250 avec le test de Frisby 60 avec le Titmus et 120 avec le TNO Morris et al 2005 Dans la pr sente tude l acuit st r oscopique a t valu e l aide des tests du TNO et des points de Wirt du Titmus 3 4 2 Tests de laboratoire Il n existe pas de routine associ e aux mesures de laboratoire L haploscope utilis au cours des exp rimentations est un prototype fabriqu partir d un cahier des charges bas sur la litt rature Les cibles la phras ologie et les proc dures ont donc t d finir Choix m thodologiques 76 Pour chaque param tre oculomoteur valu par la m thode de laboratoire il est pr sent les contraintes inh rentes l valuation du param tre et la m thodologie uti
223. et laboratoire et les tests pour chaque m thode ont t r alis s la phorie de vision de loin la phorie l infini de laboratoire la vergence tonique accommodation tonique le lag le AC A et le CA C ont t randomis s pour chaque sujet 4 2 3 M thode clinique La mesure des param tres de vergence a t r alis e l aide de la m thode de Von Graefe suivant la proc dure d crite en annexe 4 Il a t d fini le AC A de stimulus par la m thode du gradient 1 00 et par la m thode calcul e annexe 4 L utilisation des deux ratios a pour but didentifier la contribution de la composante proximale sur le ratio AC A clinique Le CA C a t valu en se basant sur la m thode d crite par Tsuetaki et Schor 1987 et Brautaset et Jennings 2006 voir paragraphe 3 4 1 5 L accommodation tonique a t d termin e au cours du test du CA C pendant l exposition la DOG de basse fr quence spatiale voir les paragraphes 3 4 1 6 et 3 4 1 5 Le lag a t mesur e en r alisant une Nott skiascopie annexe 4 4 2 4 M thode de laboratoire L ensemble des tests a t r alis avec l haploscope d crit au paragraphe 3 2 3 Les proc dures associ es aux diff rents tests AC A CA C phorie l infini vergence tonique accommodation tonique et lag suivent exactement celles d crites pr c demment dans les paragraphes 3 4 2 2 a 3 4 2 7 Le traitement des donn es de laboratoire tait r al
224. ettes polaris es sont compos es de filtres polaris s un filtre dans une direction donn e pour chaque il Lunettes actives Il s agit d quipements permettant la restitution du relief par asservissement de la lunette la stimulation st r oscopique Elles sont compos es d crans dont la transparence est asservie l affichage de l image en fonction de l il d attribution Glossaire 179 Punctum proximum de convergence Il correspond au point le plus proche sur lequel les deux yeux peuvent converger sans vision double Punctum proximum d accommodation Il correspond au point le plus proche sur lequel les yeux peuvent maintenir une vision nette R serves fusionnelles Elles sont d limit es par plusieurs points les points de flou points a partir desquels la vision est floue ils d limitent la r serve relative les points de bris points a partir desquels la vision binoculaire est bris e et les points de recouvrement points a partir desquels la vision est de nouveau simple apr s avoir t bris e Les r serves en convergence sont appel es r serves positives tandis que les r serves en divergence sont appel es r serves n gatives St r opsie ou vision st r oscopique Perception du relief issue du traitement visuel de la disparit r tinienne des stimulations Verre de Madox Il s agit d un verre compos de multiples cylindres convergents de forte puissance Le positionnement d un ver
225. eur de champ th orique de 5 28 D Pour chaque bras la cible a t plac e l infini optique Les deux points taient espac s verticalement de 6 environ 10 5 mm pour ne pas stimuler la fusion et donc viter toute stimulation de la vergence voir figure 30 Ce type de cible per u au travers d une vue Choix m thodologiques 77 Maxwellienne permettait de limiter au maximum la stimulation de l accommodation Le point en haut du champ visuel vu par l il droit tait fixe et servait de rep re au sujet Le point en bas du champ visuel vu par l il gauche tait mobile et d plac jusqu son alignement vertical avec le point du haut Figure 30 Cibles pour la mesure de la vergence tonique de laboratoire Une cible est pr sent e chaque il il en r sulte une perception bi oculaire Les dimensions sont donn es en millim tres Phras ologie Vous allez voir deux tr s petits points lumineux un en haut et un en bas Tout au long du test vous fixerez le point lumineux du haut Le but du test sera d aligner le point du bas avec celui du haut laide de la manette Pour d placer le point du bas vers votre gauche vous appuierez sur le bouton X de la manette Pour le d placer vers votre droite vous appuierez sur le bouton B Vous appuierez sur la g chette de gauche lorsque les cibles sont align es et sur la g chette de droite si vous avez besoin d arr ter le d placement de la cible Il se p
226. eut que la cible bouge malgr l alignement initial Ce n est pas grave Seul le premier alignement compte ll vous est demand d tre concentr et d viter de cligner lors de l enregistrement de votre r ponse 3 4 2 3 Accommodation tonique La valeur moyenne de l accommodation tonique est de 1 32 D Owens et Leibowitz 1980 Toutefois elle pr sente une grande variabilit interindividuelle qui contribue des moyennes tr s disparates d une tude l autre pouvant aller de 0 D 3 D Toates 1972 Miller 1978 Ciuffreda et Kenyon 1983 Schor et al 1984b Owens 1986 Ciuffreda 2006 Avec l ge du fait de la presbytie l accommodation tonique est amen e a d croitre Mordi et Ciuffreda 1998 Les modifications de l accommodation tonique avec l ge ne seraient pas li es a une baisse d innervation mais plut t une limitation biom canique du cristallin Mordi et Ciuffreda 1998 Evalu e sur plusieurs semaines deux fois par jour aux m mes heures d un jour l autre deux jours par semaine accommodation tonique ne pr sente pas de variation importante Miller 1978 L volution diurne de l accommodation tonique reste en d bat Toutefois en prenant en compte la variabilit li e la mesure il semblerait qu elle soit relativement stable au cours de la journ e Krumholz et al 1986 Comme pour la vergence une exposition prolong e dans le noir conduit une modification
227. f Optometry amp Physiological Optics 57 618 631 Schor C Wood I et Ogawa J 1984a Binocular sensory fusion is limited by spatial resolution Vision Research 24 661 665 Schor C Robertson K M et Wesson M 1986 Disparity vergence dynamics and fixation disparity American Journal of Optometry amp Physiological Optics 63 611 618 Schor C et Tsuetaki T 1987 Fatigue of accommodation and vergence modifies their mutual interactions Investigative Ophthalmology amp Visual Science 28 1250 1259 Schor C et Horner D 1989 Adaptive disorders of accommodation and vergence in binocular dysfunction Ophthalmic and Physiological Optics 9 264 268 Schor C 1999 The influence of interactions between accommodation and convergence on the lag of accommodation Ophthalmic and Physiological Optics 19 134 150 Schor C M 1979a The relationship between fusional vergence eye movements and fixation disparity Vision Research 19 1359 1367 Schor C M 1979b The influence of rapid prism adaptation upon fixation disparity Vision Research 19 757 765 Schor C M et Narayan V 1982 Graphical analysis of prism adaptation convergence accommodation and accommodative convergence American Journal of Optometry amp Physiological Optics 59 774 784 Schor C M et Wood 1983 Disparity range for local stereopsis as a function of luminance spatial frequency Vision Research 23 1649 1654 Scho
228. ffich es sont de hautes fr quences spatiales impliquant ainsi une focalisation pr cise sur le plan d affichage et que ces images sont pr sent es avec une grande parallaxe binoculaire Pour valuer l efficacit de l utilisation d un conflit accommodation vergence croissant avant l exposition une dissociation accommodation vergence de grande amplitude une valuation des param tres oculomoteurs a t mise en place suivant un paradigme pr post exposition La mesure des param tres oculomoteurs a t effectu e l aide de m thodes de laboratoire afin d obtenir des mesures dans des conditions contr l es avec une pr cision de mesure permettant d identifier une volution fine des param tres oculomoteurs En compl ment de ces mesures le suivi du regard des observateurs pendant l exposition au conflit oculomoteur a permis d obtenir des donn es quantifi es sur la r alisation effective de la t che visuelle Enfin un questionnaire a t propos aux participants apr s chaque exposition au conflit accommodation vergence afin de recueillir leurs impressions subjectives La tol rance oculomotrice a t valu e partir de l volution des param tres oculomoteurs induite par l exposition la dissociation accommodation vergence Dans la litt rature plusieurs modifications oculomotrices qualifi es d adaptatives sont r pertori es Les tudes de Eadie et al Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices l
229. field M et Chen H W 1997 The AC A ratio age and presbyopia Ophthalmic and Physiological Optics 17 307 315 Ciuffreda K J 2002 The scientific basis for and efficacy of optometric vision therapy in nonstrabismic accommodative and vergence disorders Optometry 73 735 762 Ciuffreda K J 2006 Accommodation the pupil and presbyopia in Borish s Clinical Refraction Benjamin W J ed 2nd ed Elsevier Birmingham UK pp 93 144 Ciuffreda K J Wang B et Vasudevan B 2007 Depth of focus Control system implications Computers in Biology and Medicine 37 919 923 Cooper J Ciuffreda K J et Kruger P B 1982 Stimulus and response AC A ratios in intermittent exotropia of the divergence excess type British Journal of Ophthalmology 66 398 404 Cooper J Selenow A Ciuffreda K J Feldman J Faverty J Hokoda S C et Silver J 1983 Reduction of asthenopia in patients with convergence insufficiency after fusional vergence training American Journal of Optometry amp Physiological Optics 60 982 989 Cooper J Feldman J Selenow A Fair R Buccerio F Macdonald D et Levy M 1987 Reduction of asthenopia after accommodative facility training American Journal of Optometry amp Physiological Optics 64 430 436 Cooper J 1992 Clinical implications of vergence adaptation Optometry and Vision Science 69 300 307 Culhane H M et Winn B 1999 Dynamic accommodatio
230. ge la vergence s effectue en avant ou en arri re de ce plan au gr de la parallaxe induite pour chaque l ment de l image voir figure 2 L accommodation et la convergence ne sont donc plus en concordance comme dans le cas de la vision naturelle voir figure 21 On parle alors de dissociation accommodation vergence Wann et al 1995 Lambooij et al 2007 ou de conflit oculomoteur Fisher et Ciuffreda 1990 11 o Accommodation D OO NW P OO JO 01 2 EE 4 5 6 7 8 9 10 Convergence AM Droite de demande en vision naturelle Droite de demande pour un dispositif de visualisation en relief avec plan d affichage 1m Figure 21 Droites de demande en vision naturelle et via un dispositif de visualisation st r oscopique En vision naturelle ligne continue la relation entre accommodation et vergence est lin aire et de pente 1 Lors de l utilisation d un dispositif de visualisation st r oscopique ligne discontinue laccommodation est fixe sur le plan de projection tandis que la vergence peut tre sollicit e en avant ou en arri re de ce plan Figure r alis e partir celle de Neveu et al 2010 Plus la discordance entre accommodation et vergence est importante hyperst r oscopie plus la demande risque de s loigner de la zone de confort et de la zone de vision simple et nette La vision risque ainsi d tre floue et ou double En cas de vision double la perce
231. glossaire Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 44 de d clin sont ind pendants de la dur e d exposition Ainsi apr s un post effet de 0 89 D en moyenne l accommodation revient son niveau de base apr s quatre minutes dans le noir L tude de Rosenfield 1989 confirme l ind pendance du temps de d clin avec le temps d exposition en trouvant cependant un temps de d clin r duit vis vis des r sultats de Fisher et al avec un retour au niveau de base apr s 20 30 s dans le noir Le processus adaptatif du syst me accommodatif existe aussi bien lors de l accommodation de pr s insertion de verres ophtalmiques concaves n gatifs que lors de l accommodation de loin insertion de verres ophtalmiques convexes positifs Toutefois le post effet en accommodation de loin est moins important qu en accommodation de pr s Ebenholtz 1985 Schor 1992 Bullimore et Gilmartin 1987 montrent que l amplitude du post effet est d pendant du niveau dioptrique utilis pour l adaptation Schor et al 1984b montrent que l adaptation accommodative se diff rencie de l adaptation de vergence par son amplitude En effet alors que le post effet peut atteindre 100 suite l adaptation de la vergence ce dernier n est que de 10 pour l adaptation de l accommodation L adaptation du systeme accommodatif n est cependant pas n gliger Plus que l adaptation c est le d faut d adaptation qui n est pas n glig
232. gression faite entre la vergence stimulus et accommodation r ponse Pour r aliser cette droite la vergence a t stimul e de O 5 AM La plage de stimulation a t choisie pour tre du m me type que celle explor e en accommodation et proche de celle retrouv e dans la litt rature Cumming et Judge 1986 La stimulation de vergence variait de mani re randomis e pour viter la pr dictibilit de la cible Suryakumar et al 2007a L intervalle maximal entre deux stimulations tait de 1 AM Schor 1992 Etant donn cet intervalle la vergence a t stimul e de 0 5 AM avec pas de 0 5 AM La dur e du test tait quivalente voire moins longue que celle du AC A du fait de la rapidit de la t che r aliser L accommodation tait mesur e avec le PowerRef Les cibles utilis es taient deux croix noires identiques de haut contraste Ces deux croix similaires servaient de stimulus de fusion Chaque croix soutenait un angle de 1 1 7 mm et comportait un indice monoculaire un point au dessus de la croix pour l il droit et un point en dessous pour l il gauche voir figure 33 Ces indices permettaient de contr ler l absence de suppression Pour que l accommodation mesur e ne soit que celle induite par les mouvements de vergence le syst me accommodatif tait mis en boucle ouverte par l interposition de trous st nop iques dans chaque bras de l haploscope vue Maxwellienne Les cibles taient plac es 2
233. h se en neurosciences Universit de Paris 6 Paris FR Roumes C Plantier J Menu J P et Thorpe S 1997 The effects of spatial frequency on binocular fusion From elementary to complex images Human Factors 39 359 373 Rushton S K et Riddell P M 1999 Developing visual systems and exposure to virtual reality and stereo displays Some concerns and speculations about the demands on accommodation and vergence Applied Ergonomics 30 69 78 Bibliographie 173 Saladin J J 2005 Stereopsis from a performance perspective Optometry and Vision Science 82 186 205 Saladin J J 2006 Phorometry and stereopsis in Borish s Clinical Refraction Benjamin W J ed 2nd ed Elsevier Birmingham UK pp 899 960 Schaeffel F Wilhelm H et Zrenner E 1993 Inter individual variability in the dynamics of natural accommodation in humans Relation to age and refractive errors The Journal of Physiology 461 301 320 Scheiman M et Wick B 2002 Clinical Management of Binocular Vision Heterophoric Accommodative and Eye Movement Disorders 2nd ed Lippincott Williams amp Wilkins Houston TX Schimitzek T et Wesemann W 2002 Clinical evaluation of refraction using a handheld wavefront autorefractor in young and adult patients Journal of Cataract amp Refractive Surgery 28 1655 1666 Schor C 1980 Fixation of disparity A steady state error of disparity induced vergence American Journal o
234. hacun des crans Ce syst me se compose de trois cam ras miniatures L une d entre elles est positionn e sur un bandeau de t te afin de r aliser un suivi des mouvements de t te head tracking Durant nos exp rimentations le dispositif a t utilis sans le head tracking d une part parce que l quipement port sur la t te n tait pas compatible avec la configuration du st r oscope l encombrement du dispositif ne permettait pas de maintenir un champ visuel satisfaisant dans le st r oscope et d autre part parce que le sujet tait stabilis au moyen d une empreinte dentaire ce qui rendait inutile le port de l quipement sur la t te du sujet Deux cam ras il mises en place sous la ligne de regard du sujet permettent de suivre les mouvements oculaires Chaque cam ra int gre deux leds infrarouges 925 nm pour clairer les yeux du sujet et permettre ainsi la r alisation de mesures quelles que soient les conditions lumineuses de l exp rimentation Ces cam ras sont install es sur le st r oscope proximit des yeux du sujet Avec notre mod le le suivi des mouvements oculaires Choix m thodologiques 67 peut tre r alis a 250 ou 500 Hz A 500 Hz seule la position du centre de la pupille est prise en compte tandis qu 250 Hz le suivi du reflet corn en peut tre ajout au suivi de la pupille pour une mesure plus stable de la position des yeux par limitation des erreurs li es au glissement du band
235. hie 163 Charman W et Heron G 1979 Spatial frequency and the dynamics of the accommodation response Optica Acta 26 217 228 Charman W 1982 The accommodative resting point and refractive error Ophthalmic Optician 21 469 473 Charman W et Heron G 1988 Fluctuations in accommodation A review Ophthalmic and Physiological Optics 8 153 164 Charman W N 2008 The eye in focus Accommodation and presbyopia Clinical and Experimental Optometry 91 207 225 Choi M Weiss S Schaeffel F Seidemann A Howland H C Wilhelm B et Wilhelm H 2000 Laboratory clinical and kindergarten test of a new eccentric infrared photorefractor PowerRefractor Optometry and Vision Science 77 537 548 Ciuffreda K et Rumpf D 1985 Contrast and accommodation in amblyopia Vision Research 25 1445 1457 Ciuffreda K et Kruger P 1988 Dynamics of human voluntary accommodation American Journal of Optometry amp Physiological Optics 65 365 370 Ciuffreda K J et Kenyon R V 1983 Accommodative vergence and accommodation in normals amblyopes and strabismics in Vergence Eye Movements Basic and Clinical Aspects Schor M C amp Ciuffreda K J E ed 1st ed Butterworth Boston MA pp 101 173 Ciuffreda K J 1991 Accommodation and its anomalies in Visual Optics and Instrumentation vol 1 Cronly Dillon ed 1st ed CRC Press Boca Raton FL pp 231 279 Ciuffreda K J Rosen
236. i es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 121 2000 et de Wann et Mon Williams 2002 font tat d un d clin des gains du couplage c est dire d une baisse des ratios AC A et CA C Cette baisse des gains permettrait de limiter le signal d erreur inh rent a la dissociation accommodation vergence Outre les ratios Rushton et Riddell 1999 sugg rent que l adaptation des param tres oculomoteurs puisse se manifester par la modification des composantes toniques La vergence tonique pourrait ainsi s approcher d une position interm diaire dans la gamme de disparit pr sent e aux observateurs tandis que accommodation tonique pourrait s approcher du plan d affichage des cibles Cependant la vergence tant une composante variant continuellement pendant la visualisation st r oscopique il se peut que cet aspect dynamique limite la mise en place d une adaptation des composantes toniques Peli 1995 Wann et Mon Williams 1996 A contrario des modifications adaptatives des modifications oculomotrices indicatrices d une fatigue visuelle sont aussi possibles Une augmentation de la latence et de la constante de temps accommodatives ainsi qu une augmentation du lag accommodatif ont pu tre mises en vidence l issue d expositions des dispositifs de r alit virtuelle Yano et al 2002 Emoto et al 2005 6 2 M thode 6 2 1 Participants Douze sujets ont partici
237. ica 65 1114 1120 Henson D B et North R V 1980 Adaptation to prism induced heterophoria American Journal of Optometry amp Physiological Optics 57 129 137 Hering E 1942 Spatial Sense and Movement of the Eye vol 12 1st ed American Academy of Optometry Baltimore MA Heron G Charman W N et Schor C 2001a Dynamics of the accommodation response to abrupt changes in target vergence as a function of age Vision Research 41 507 519 Heron G Charman W N et Schor C M 2001b Age changes in the interactions between the accommodation and vergence systems Optometry and Vision Science 78 754 762 Hillis J M et Banks M S 2001 Are corresponding points fixed Vision Research 41 2457 2473 Bibliographie 166 Hoffman D M Girshick A R Akeley K et Banks M S 2008 Vergence accommodation conflicts hinder visual performance and cause visual fatigue Journal of Vision 8 1 30 Hoffman F B et Bielschowsky A 1900 Uber die der Willk r entzogenen Fusionsbewegungen der Augen Pfluegers Archiv fuer die gesamte Physiologie 80 1 40 Hofstetter H W 1942 The proximal factor in accommodation and convergence American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 19 67 76 Hofstetter H W 1945 The zone of clear single binocular vision Part American Journal of Optometry 22 301 333 Hofstetter H W 1951 The relationship of proximal conve
238. ience 48 949 956 Tondel G M et Candy T R 2008 Accommodation and vergence latencies in human infants Vision Research 48 564 576 Torii M Okada Y Ukai K Wolffsohn J S et Gilmartin B 2008 Dynamic measurement of accommodative responses while viewing stereoscopic images Journal of Modern Optics 55 557 567 Tsuetaki T K et Schor C M 1987 Clinical method for measuring adaptation of tonic accommodation and vergence accommodation American Journal of Optometry amp Physiological Optics 64 437 449 Tucker J et Charman W N 1979 Reaction and response times for accommodation American Journal of Optometry amp Physiological Optics 56 490 503 Ukai K et Kato Y 2002 The use of video refraction to measure the dynamic properties of the near triad in observers of a 3 D display Ophthalmic and Physiological Optics 22 385 388 Bibliographie 176 Wang B et Ciuffreda K J 2006 Depth of focus of the human eye Theory and clinical implications Survey of Ophthalmology 51 75 85 Wann J et Mon Williams M 1996 What does virtual reality NEED Human factors issues in the design of three dimensional computer environments International Journal of Human Computer Studies 44 829 847 Wann J P Rushton S et Mon Williams M 1995 Natural problems for stereoscopic depth perception in virtual environments Vision Research 35 2731 2736 Wann J P et Mon Williams M 2002 Mea
239. ies from 15 to 480 seconds of arc angle Its resolution is comparable to other clinical tests of stereopsis or even better in low threshold values Wirt circle Frisby Randot tests The aim of the present study was to conduct a global assessment of the oculomotor response to telestereo scopic viewing Observers were exposed for limited duration 10 min to reveal early oculomotor altera tions Pre post optometric testing was performed for all measurements we were especially interested in the difference obtained between pre and post telestereo scopic viewing assessment more than the absolute values Particular attention was paid to visual perfor mance and to the subjective effects symptoms and complaints following exposure to the telestereoscope Methods Participants Fourteen subjects participated to the experiment nine men and five women aged between 19 and 44 years mean age 27 5 7 5 years All recruited subjects gave informed consent and were naive to the objectives of the study which was conducted in accordance with the Declaration of Helsinki and under the terms of local legislation Participants over 45 years old were excluded due to their potential age related impairment of oculo motor response Ciuffreda et al 1997 The inclusion criteria were as follows 1 Monocular visual acuity better than 10 10 evaluated by a decimal scale chart 2 No history of ocular pathology functional and organic 3 No use of m
240. iliter la perception du point lumineux flash l accommodation tonique tait syst matiquement valu e apr s la vergence tonique utilisant ce m me point comme point de rep re Cible gauche Cible droite Figure 31 Cibles pour la mesure de l accommodation tonique de laboratoire Une seule cible est pr sent e devant l il droit Les dimensions sont donn es en millim tres Phras ologie D sormais vous allez seulement voir le tr s petit point lumineux du haut Votre t che sera de regarder ce point lorsqu il appara tra apr s le BIP sonore ll vous est demand d tre concentr et d viter de cligner lors de l apparition de la cible Apr s chaque flash le sujet restait dans le noir 6 secondes avant une nouvelle mesure 3 4 2 4 AC A L valuation du ratio AC A est obtenue partir de la pente de la droite de r gression faite entre l accommodation qui est le stimulus et la vergence qui est la r ponse Pour r aliser cette droite l accommodation a t stimul e de 0 a 5 D par pas de 1 D Cette plage de stimulation a t choisie en fonction de la litt rature Nguyen et al 2008 et de mani re explorer une grande plage Choix m thodologiques 79 de stimulus accommodatifs tout en minimisant le temps de mesure La stimulation accommodative variait de mani re randomis e pour viter la pr dictibilit de la cible Ciuffreda et al 1997 Suryakumar et al 2007a ainsi
241. illis et Banks 2001 Daum et McCormack 2006 Schreiber et al 2008 L ensemble des localisations de l espace dont les images se forment sur des points correspondants des deux r tines pour une fixation donn e d finit l horopt re th orique il d crit un cercle parfait passant par le centre optique de chacun des deux yeux et contenant le point de fixation cercle de Vieth M ller voir figure 4 Daum et McCormack 2006 Les objets plac s sur cet horopt re sont vus avec une disparit r tinienne nulle Au del ou en de de cet horopt re les objets sont vus avec une disparit r tinienne La d termination exp rimentale de l horopt re montre que pour un point de fixation donn il existe une zone de l espace dans laquelle les objets persistent tre vus simples sans induire de mouvement oculaire malgr leur disparit r tinienne Cet espace est appel espace de Panum voir figure 4 La configuration de l espace de Panum conduit penser que l horopt re exp rimental associ aux points correspondants est de forme plus elliptique que le cercle de Vieth M ller Ce d calage r sulterait des diverses approximations simplificatrices introduites dans le calcul th orique Raynaud 2003 Les portions de r tine optiquement conjugu es l espace de vision simple sont appel es aires de Panum La taille des aires de Panum d pend de l excentricit r tinienne et des conditions d observation En dehors de l espace de
242. image per ue par l il droit et G l image per ue par l il gauche Il en r sulte une image virtuelle vue en avant de l cran La DIO d finit la distance interoculaire et P le point du plan Sagittal dans Taxe de la DIO La disparit binoculaire est d finie par l angle DPG La s paration des deux images repose sur divers proc d s lunettes passives anaglyphes polarisantes lunettes actives obturation ou crans autost r oscopiques Pour ces dispositifs l image destin e l il droit et l image destin e l il gauche sont superpos es voir l exemple de l image anaglyphe figure 19 L image anaglyphe est compos e de deux images superpos es une rouge et une cyan A travers le filtre rouge de la lunette anaglyphe seule l image cyan est per ue Le filtre cyan permet de voir avec l autre il l image rouge La vision binoculaire au travers des filtres permet une perception en relief de l image Voir glossaire Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 49 Figure 19 Image anaglyphe Afin de percevoir la sc ne en relief observer l image en pla ant le verre cyan des lunettes anaglyphes devant l il droit et le verre rouge devant l il gauche D autres dispositifs pr sentent directement une image chaque il c est le cas des dispositifs crans distincts visiocasques st r oscopes Chaque il per oit donc une image d
243. in aire Cette dynamique peut tre approxim e par une exponentielle Westheimer et Mitchell 1956 Shirachi et al 1978 Hung et al 1984 La dynamique de la r ponse oculomotrice se d compose en plusieurs l ments la latence la vitesse maximale et la constante de temps voir figure 13 La latence correspond au temps coul entre le d but de la stimulation et le moment o la r ponse est initi e Anderson et al 2010 La vitesse maximale correspond la plus grande amplitude de r ponse pouvant tre obtenue pour une seconde Enfin la constante de temps quant elle repr sente le temps n cessaire pour atteindre 63 de l amplitude totale de la r ponse latence non comprise Shirachi et al 1978 Semmlow et al 2002 Kasthurirangan et al 2003 Anderson et al 2010 R ponse Accommodation D Stimulus gt Temps s Constante de temps Figure 13 Dynamique de la r ponse oculomotrice exemple pour accommodation 2 3 1 Dynamique de la r ponse de vergence La latence de la vergence pour une stimulation par pas est g n ralement estim e entre 100 ms et 200 ms Westheimer et Mitchell 1956 Rashbass et Westheimer 1961 Jones 1980 Schor et al 1986 Busettini et al 2001 Heron et al 2001b Tondel et Candy 2008 La latence n est pas affect e par la plage de travail stimul e Grisham 1980 mais est influenc e par la pr dictibilit de la cible Krishnan et al 1973a et p
244. io refl tant purement la vergence accommodative pas de composante proximale et un ratio refl tant la vergence accommodative en condition naturelle c est dire associ e la composante proximale Le ratio AC A est relativement stable Son valuation sur 9 semaines montre une d viation standard en de de 0 25 DP La valeur attendue pour le ratio AC A stimul calcul est de 4 1 DP D Morgan 1944c Le AC A d cline partir de 42 ans il ne semble donc pas affect par le d but de scl rose des structures arrivant bien avant cet ge Schor 1986 3 4 1 4 Avance ou retard accommodatif L avance ou le retard accommodatif est valu en clinique en utilisant la skiascopie La skiascopie comprend plusieurs techniques dont les plus connues sont la MEM monocular estimate method la Nott et la Bell skiascopie Les techniques se diff rencient par le type de cible utilis ligne de lettres MEM Cross bille m tallique Bell et par la m thode de mesure estimation de l avance ou du retard accommodatif avec insertion monoculaire d un verre ophtalmique MEM d placement du skiascope dans le plan de focalisation Nott d placement de la bille m tallique jusqu a ce que le point de focalisation soit confondu avec le plan du skiascope Bell La majorit des tudes est r alis e avec la MEM Toutefois l tude de Locke et Somers 1989 montre que la MEM et la Nott skiascopie peuvent tre utilis es de mani re interchange
245. ion L optimisation de la r ponse du syst me accommodatif est beaucoup plus document e que celle de la r ponse de vergence 2 2 2 1 Fr quence temporelle de la stimulation Pour des stimulations p riodiques la gamme de fr quence temporelle pour laquelle accommodation est capable de r pondre est entre 0 04 Hz et 4 Hz Ciuffreda 1991 2 2 2 2 Fr quences spatiales de la cible Il existe plusieurs types de cibles des cibles avec un profil de luminance sinusoidal carr ou encore issu de la diff rence entre deux gaussiennes DOG Pour des stimulus sinuso daux le syst me accommodatif r pond pour des fr quences spatiales comprises entre 1 et 25 cpd cycle par degr Phillips 1974 voir figure 11 Selon Owens 1980 la performance optimale est obtenue pour des fr quences spatiales entre 3 et 5 cpd En de de 1 cpd le gradient de contraste est trop faible Au del de 25 cpd la r solution du gradient de contraste est trop fine pour fournir au syst me accommodatif les informations de d focalisation n cessaires L accommodation d rive alors vers sa position de repos Ciuffreda 1991 Pour un profil de stimulus carr la r ponse accommodative reste constante pour toute cible de moins de 25 cpd il ny a donc pas de d croissance de la r ponse accommodative pour les basses fr quences spatiales lt 1 cpd voir figure 11 Ceci est expliqu par le fait que les cibles carr es contiennent toujours des hau
246. ion du AC A Ce type d adaptation permet de tirer au maximum parti des faibles variations accommodatives pouvant se manifester gr ce la profondeur de champ pour satisfaire la forte demande en vergence La condition allant le plus dans le sens d une adaptation de type baisse du signal d erreur par d clin des deux ratios CA C et AC A i e adaptation par d couplage de l accommodation et de la vergence est la condition Cependant on note que les comportements sont tr s diff rents selon que la t che visuelle a t bien suivie ou non Ce comportement se distingue de celui observ pour Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 147 la condition B Or la condition B poss de le m me profil de progression de la disparit que la condition A La diff rence entre les deux conditions se jouant sur la fr quence spatiale de cibles on suppose donc que ce sont les basses fr quences spatiales pr sent es au cours de la condition A qui ont conduit au d clin du AC A L augmentation des composantes toniques est particuli rement manifeste l issue de la condition B Dans une plus faible mesure cette tendance est galement observable pour les conditions C et D Elle est a contrario n gligeable pour la condition A Ainsi on suppose que les hautes fr quences spatiales de la cible jouent un r le essentiel pour la mise en place d un proces
247. ion using retinoscopy and photoretinoscopy Optometry and Vision Science 86 1 8 Goss D A 1995 Ocular Accommodation Convergence and Fixation Disparity A Manual of Clinical Analysis 2nd ed Butterworth Heinemann Boston MA Grenier B Dubreuil M et Journois D 2000 Comparaison de deux m thodes de mesure d une m me grandeur m thode de Bland et Altman Annales Fran aises d Anesth sie et de R animation 19 128 135 Griffin J R et Grisham J D 2002 Binocular Anomalies Diagnosis and Vision Therapy 3rd ed Butterworth Heinemann Boston MA Grisham J D 1980 The dynamics of fusional vergence eye movements in binocular dysfunction American Journal of Optometry amp Physiological Optics 57 645 655 Grisham J D Bowman M C Owyang L A et Chan C L 1991 Vergence orthoptics Validity and persistence of the training effect Optometry and Vision Science 68 441 451 Hasebe S Graf E W et Schor C M 2001 Fatigue reduces tonic accommodation Ophthalmic and Physiological Optics 21 151 160 Heath G G 1956 Components of accommodation American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 33 569 579 Helmholtz H 1925 The Perceptions of Vision in Treatise on Physiological Optics ed and transl by Southall J P C 3rd ed Optical Society of America Dover NY Hennessy R T 1975 Instrument myopia Journal of the Optical Society of Amer
248. is Les sujets sont soumis diff rentes conditions d exposition L impact de chaque exposition sur le syst me oculomoteur est d termin Les donn es recueillies dans chacune des conditions d exposition sont compar es entre elles pour d terminer la condition facilitatrice ou obstacle la mise en place du processus adaptatif PARTIE EXPERIMENTALE Choix m thodologiques 60 3 Choix m thodologiques A EEE T 62 3 2 Choix des outils de Mesure Seege ERRNE ENEE NENNNE ENNEN nennen an naar hen en nennen hen 62 3 2 1 R fracteur iii 62 3 2 2 Gkiascopne cece ee cececaaeeeeeeeeesacaaeaeaeeeeeecaaaeaeceeeeeeesecdneeeeeeetsaeecnineeeeeees 63 3 2 3 m AS 63 3 2 4 OPtOMOWS cc a de EES EEN Eden 65 3 2 9 OGUM S EE 66 3 3 Choix des outils de stimulation 67 3 3 1 T l si r oecope eee 67 3 3 2 St r OSCOPE ee 68 3 4 Choix E etaneeetsennnnne net eee n Den nt ete era en nn GR tn Dale 70 SEN WE nl UE 70 3 4 1 1 Aspects photom triques environnement et proc dure oococccccccococococonoconocononononos 70 34 1 2 de 71 SPY PESO 00 On o rere eee 71 3 4 1 4 Avance ou retard accommodatif oooooococcccccconccccccocononccnncnnnnnnnononnnnnnnnnnnnnenonnnnnnnnannnnns 72 DL ee 73 3 4 1 6 Accommodation tonique ococooccccccccococononononononononononononnnnnonnnnonononnnnnnnnnnnnnononononon 74 3 4 1 7 R serves Tusionnelles ooooooonccocccnnnnccococononcconcnnnnnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnrnnnnnnmes 74 3
249. is suivant les proc dures expos es au paragraphe 3 5 2 4 2 5 Analyse statistique Pour d terminer si la valeur du param tre oculomoteur tudi variait d une mesure l autre il a t r alis une Anova mesures r p t es sur les diff rentes it rations d un m me test Pour chaque Anova les DDL associ s sont F 2 10 Le coefficient de r p tabilit a galement t d termin Ce coefficient issu de la methode de Bland Altman voir annexe 5 est bas sur l Ecart type intra sujet et est calcul suivant l expression 1 96 x V2 x S o S est l cart type intra sujet McAlinden et al 2011 Le coefficient de r p tabilit donne l intervalle de confiance de la mesure Ainsi plus le coefficient est proche de z ro meilleure est la r p tabilit de la mesure La diff rence entre les divers tests oculomoteurs a t analys e l aide d un t test appari bilat ral 17 DDL sauf pour la comparaison des accommodations toniques qui est 16 DDL du fait d une perte de donn es sur la mesure clinique P lt 0 05 tait consid r comme significatif Afin Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 93 de contr ler l apparition de faux positifs li s la comparaison multiple une correction du taux de fausses d couvertes false discovery rate FDR a t consid r e Benjamini et Hochberg 1995 Benjamini et Yekutieli 2001 Enfin la m thode de Bland Altman
250. istincte et la disparit binoculaire permet de restituer l impression de relief Avec tous les types de dispositifs cit s pr c demment il est galement possible de g n rer de l hyperst r oscopie permettant d accro tre l effet de relief Elle est particuli rement utilis e pour restituer le relief dans de vastes paysages Helmholtz 1925 mais aussi largement utilis e pour donner un effet spectaculaire une sc ne L hyperst r oscopie est r alis e en augmentant l cart des objectifs utilis s pour la g n ration des images gt gt la distance interoculaire moyenne Outre ses dispositifs hyper relief peut tre g n r au moyen de t l st r oscope voir figure 20 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 50 d I I I I I I I I I I I I I I I I I I i ff d gt 1 0G OD 4 d Distance Ma y i D interoculaire x i e i Ke A NJi e VER OG OD Distance interoculaire effective x 2y Figure 20 Principe du t l st r oscope Les chemins optiques sont trac s en traits continus Les pointill s correspondent aux l ments virtuels Un sujet fixant un objet O au travers du t l st r oscope le per oit en O La convergence passe alors d un angle a a a Le dispositif permet donc de cr er optiquement un sur cartement interoculaire qui augmente les disparit s entre les deux yeux pour ainsi cr er une visualisation e
251. it r tinienne r sultant de la dynamique de la r ponse en vergence Schor et al 1986 Selon Millodot 1997 il y a disparit de fixation quand les deux images r tiniennes d un objet unique ne tombent pas sur des points correspondants de la r tine mais se trouvent cependant dans les aires de Panum associ es Malgr la disparit r tinienne l objet est alors vu simple Ce ph nom ne a t d crit pour la premi re fois par Hoffman et Bielschowsky en 1900 qui le pr sentaient alors comme un lag de fixation Hoffman et Bielschowsky 1900 cit dans Howard 2002 Selon Schor 1979a la disparit de fixation r sulte d une adaptation incompl te de la vergence fusionnelle lente Elle constitue un stimulus qui permet de maintenir une vergence ad quate en stimulant de fa on continue la vergence fusionnelle rapide pour compenser le d clin fuite voir mod les au paragraphe 1 4 de la vergence Bien que n cessaire pour stimuler la vergence fusionnelle une trop grande disparit de fixation peut affecter d favorablement les performances visuelles Ciuffreda 2002 En effet cette derni re est connue pour tre une condition de stress pour le syst me de vergence Schor 1979a Jaschinski et al 2008b 1 3 2 Accommodation avance ou retard accommodatif La diff rence en dioptrie entre le stimulus accommodatif et la r ponse accommodative du sujet a ce stimulus constitue l avance ou le retard accommodatif On parle de lag
252. it pas toujours le cas avec les haploscopes utilis s par le pass Miles et Judge 1982 Son autre grand int r t est qu il permet un contr le de la stimulation proximale grace l int gration d un dispositif de Badal Hofstetter 1945 Schor 1986 Schor et Kotulak 1986 Atchison et al 1995 Le dispositif de Badal permet le maintien constant de Choix m thodologiques 64 la taille de l image r tinienne quelle que soit la stimulation L haploscope n est pas un dispositif objectif car il requiert la r ponse de l observateur Bras de vergence PowerRef CI Bras d accommodation Figure 25 Haploscope Le dispositif est compos de deux bras Un bras pour la stimulation accommodative et un autre pour la stimulation et la mesure de la vergence Chaque bras comporte un module de Badal permettant de maintenir la taille angulaire de la cible constante vite ainsi la stimulation de la composante proximale Le dispositif est associ un optom tre ici le PowerRef situ 1 m devant les yeux de l observateur L haploscope utilis est un haploscope miroir de Wheastone inspir de ceux utilis s par Ciuffreda et al 1997 Fisher et Ciuffreda 1990 Miles et al 1987 Nguyen 2008 Schor et Horner 1989 Schor 1986 ou Schor et Kotulak 1986 Priot et al 2008 voir figure 25 Il permet la pr sentation d une cible a chaque ceil vision bi oculaire Les cibles sont interpos es dans le chemin optique de chaq
253. ite rapport e en fonction de celle attendue avec les verres r fractifs en tenant compte d une distance verre ceil de 12 mm Une r gression lin aire de la forme y ax b tait tablie pour d finir pour chaque valeur de r fraction mesur e la valeur d accommodation correspondante A partir de cette quation les valeurs de r fraction R mesur es au PowerRef au cours des tests taient converties en accommodation avec l quation A R bJ a o A est accommodation et a le coefficient directeur de la droite de r gression tablie pr c demment N B Comme pour la calibration toutes les valeurs ponctuelles d accommodation ont t obtenues en prenant la valeur du PowerRef la plus proche de la r ponse du sujet puis en moyennant sur les dix valeurs pr c dentes ou moins en cas de valeurs non valides Les donn es taient ensuite converties en accommodation Enfin chaque stimulation tant dispens e quatre fois les quatre essais taient moyenn s ou moins en cas d essai non valide 3 5 2 2 2 Accommodation tonique La r fraction tait mesur e au moment du flash de la cible d accommodation tonique L accommodation tonique tait ensuite obtenue en appliquant la proc dure indiqu e ci dessus Choix m thodologiques 84 3 5 2 2 3 AC A A chaque stimulation accommodative la vergence et la r fraction taient mesur es Les valeurs de r fraction taient ensuite converties pour obtenir la
254. ive plus lev e en clinique qu en laboratoire d autre part accommodation consid r e stimulus conduit un d nominateur plus lev en clinique qu en laboratoire Dans notre cas ces effets oppos s ont conduit des ratios de valeurs similaires 4 4 4 9 Concordance du AC A r ponse de laboratoire et du AC A gradient Au vue de ce qui a t voqu pr c demment la diff rence existant entre le AC A gradient Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 104 clinique et le AC A de r ponse de laboratoire se justifie D une part accommodation consid r e diff re Tun exploite le stimulus accommodatif AC A gradient tandis que l autre exploite la r ponse accommodative AC A r ponse de laboratoire D autre part la gamme d accommodation partir de laquelle les ratios sont d termin s est diff rente Et enfin la variabilit de la mesure et son caract re non lin aire conduisent une diff rence significative entre les deux ratios De pr c dentes tudes ayant compar les deux ratios mettaient d ailleurs en vidence l absence de coefficient de corr lation entre les deux types de mesures Bhoola et al 1995 Rainey 2000 4 4 4 10 Concordance de la phorie de vision de loin de la phorie l infini optique de la vergence tonique de laboratoire La phorie de loin mesur e par la m thode clinique concorde avec les normes r pertori es dans la litt rature La phorie de
255. izontale Yeh et Silverstein 1990 Lambooij et al 2007 Hoffman et al 2008 Howarth 2011 Cependant il ne faut pas oublier que limiter la parallaxe conduit aussi limiter l effet de relief ce qui enl ve l aspect attrayant voire spectaculaire des environnements en relief Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 55 Mon Williams et al 1998 mettent une seconde hypoth se pour expliquer les modifications oculomotrices constat es Leur hypoth se est que ces modifications seraient dues l angle vertical du regard En effet sous visuel de casque du fait de la proximit des crans le moindre mouvement de t te cr e un changement important de l angle vertical du regard qui pourrait alt rer la demande en vergence L utilisation d un visiosiocasque pour la visualisation str r oscopique serait donc une source de troubles visuels En 1998 une premi re tude sans visiocasque est r alis e Mon Williams et Wann 1998 Mon Williams et Wann montrent alors que dix minutes d exposition a une croix oscillant entre l infini et 0 4 m 0 3 Hz conduisent un inconfort subjectif et a des modifications oculomotrices alors m me que l importance de l angle vertical du regard est minimis e cran a 0 4 m et lunettes passives Bien qu existant sans l utilisation de visocasque les sympt mes visuels sont malgr tout plus manifestes avec ce type de dispositif qu avec tout autre type de dispositif de visua
256. l efficacit de cette derni re reste limit e et ne pr serve pas de la fatigue visuelle On retiendra en outre que le nombre d expositions a un impact direct sur la performance des observateurs suivre le d placement d une cible en profondeur dans l espace virtuel Ainsi si les dur es d expositions doivent tre limit es pour ne pas induire de fatigue visuelle la r p tition des expositions permet quant a elle d am liorer l exploration visuelle de l environnement virtuel sur l l ment d int r t Discussion g n rale et perspectives 151 7 Discussion g n rale et perspectives TA INtrOUCtION 28 ENEE SEENEN 150 7 2 Analyse transverse des r sultats 150 7 2 1 Un type de conflit un type d adaptation 150 7 2 2 Un type de conflit un type de mesure 0 eee eeeneeeeeeeeeeeeeeeaeeeeeeaeeeeetnaeeeeetnaeeeenenaes 152 7 3 L adaptation oculomotrice un b n fice 27 nn 154 7 4 Apports des travaux au cadre th orique 155 7 4 1 Adaptation oculomotrice au conflit accommodation vergence 155 7 4 2 Mod lisation de l adaptation us 155 7 4 3 Un entrainement pour s adapter aux dispositifs de visualisation en relief 156 L E E 157 Discussion g n rale et perspectives 150 7 1 Introduction Depuis plusieurs ann es des dispositifs permettent a des observateurs d voluer dans des environnements virtuels en relief Ce type de visualisation dit
257. l ne s agisse pas l de la seule diff rence entre la vision naturelle et la vision artificielle st r oscopique ce conflit semble tre une grande source de stress visuel Malgr le fait que les avanc es technologiques permettent petit a petit d liminer les autres difficult s perceptives mauvaise r solution des crans faible contraste latence entre le mouvement du sujet et le mouvement de l image fusion des images etc le conflit oculomoteur reste une contrainte toujours pr sente puisqu inh rente a la technique de restitution du relief Jusqu a pr sent les difficult s perceptives li es aux dispositifs de visualisation en relief ont t prises en charge par l am lioration des interfaces L implication de Homme la mani re dont son syst me oculomoteur est capable de faire face ce conflit oculomoteur sont sous exploit es et peu connues Pourtant on sait qu en vision naturelle le syst me oculomoteur est capable de s adapter des contraintes visuelles et que tout l int r t de la mise en place d un processus adaptatif est de limiter la fatigue visuelle Bien que des modifications oculomotrices aient t observ es en r ponse l exposition des dispositifs de visualisation en relief ces modifications ne sont pas encore r ellement comprises et le processus adaptatif ce type d exposition est largement n glig Une des raisons de cette lacune pourrait venir du fait que la litt rature ne distingue pas
258. la demande en vergence par un facteur donn voir figure 49 La demande en vergence est donc d autant plus grande qu elle correspond une distance proche A l issue d une exposition courte a l hyper relief dix minutes une Discussion g n rale et perspectives 151 modification globale des param tres oculomoteurs est constat e Neveu et a 2010 Cette modification du syst me oculomoteur conduit a le caract riser en termes d esophore avec exc s de convergence Ce type de comportement caract rise les sujets ayant une phorie convergente en vision de pr s ce qui de fait est particuli rement adapt pour r pondre la contrainte impos e par le t l st r oscope Bien que l adaptation mait pas t totale seule 10 de la contrainte a t prise en charge par l adaptation oculomotrice voir figure 49 elle est cependant globale puisqu observ e sur la grande majorit des param tres valu s Le conflit accommodation vergence sous t l st r oscope n engendre pas une dissociation totale entre les demandes en accommodation et en vergence les informations a la disposition du systeme oculomoteur ne sont donc pas contradictoires et permettent une adaptation globale du systeme oculomoteur 3 G 25 w D 2 mee 15 phorie pr test phorie post test S ligne des phories pr test 1 ligne des phories post test u DDD t l st r oscope x3 3 05 Dn 0 0 5 2 1 0 1 2 3 4 5 6 TA R
259. la fatigue induite par des changements de vergence par pas Ainsi apr s 100 mouvements de vergence par pas de 4 la vitesse maximale de la r ponse de vergence d croit de 20 Il est noter que ce ph nom ne n est pas observ dans le cas d oscillations sinusoidales Yuan et Semmlow 2000 Saladin 2005 La constante de temps de la r ponse en vergence est estim e a 180 ms pour la convergence et a 250 ms pour un mouvement en divergence Hung et al 1997 Cet ordre de grandeur est confirm par l tude de Busettini et al 2001 La r ponse de vergence a une latence particuli rement courte et un temps d ex cution long environ 800 ms ce qui permet d ajuster le mouvement oculaire en fonction des informations visuelles Westheimer et Mitchell 1956 Rashbass et Westheimer 1961 Il est noter qu une latence longue et ou une vitesse r duite de la r ponse de vergence tendent tre corr l es des signes asth nopiques Goss 1995 Il est noter qu un traitement orthoptique peut permettre d am liorer la latence du mouvement de vergence Bucci et al 2004 2 3 2 Dynamique de la r ponse accommodative Pour des stimulations de 80 100 ms la r ponse accommodative est faible voire absente Au del la r ponse accommodative s exerce avec une certaine latence La latence est en moyenne comprise entre 290 ms et 450 ms selon les tudes Campbell et Westheimer 1960 Kasai et al 1971 Ciuffreda et Keny
260. laboratoire l infini optique est quant elle tr s convergente La concordance entre les deux m thodes est d ailleurs parmi Tune des plus faibles Des valeurs de phories proches de celles trouv es durant notre tude ont d j t mises en vidence par le pass Judge et Miles 1985 Miles et al 1987 De plus Hofstetter a mis en vidence en 1942 une position plus convergente l infini optique qu en utilisant une r elle cible lointaine Ce ph nom ne serait imputer la r ponse instrumentale Fry 1983 Ainsi la r ponse instrumentale induite par la visualisation dans un dispositif tel qu un haploscope ne dispensant aucun indice de distance serait plus importante qu avec un r fracteur au travers duquel le sujet voit une cible lointaine avec des rep res visibles de distance Selon Hofstetter 1951 ce probl me serait r solu par l utilisation de lignes ou de points lumineux dans un champ noir Ceci explique pourquoi la vergence tonique de laboratoire valu e l aide de points lumineux de faibles dimensions dans un champ noir conduit une valeur significativement plus divergente que la phorie de laboratoire l infini optique La valeur moyenne observ e pour la vergence tonique est en concordance avec la litt rature Ainsi comme attendu la phorie de loin clinique est plus divergente que la vergence tonique de laboratoire du fait de la divergence accommodative pr sente lors de la mesure
261. lays Papier pr sent a Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XX San Jose CA Lambooij M lisselsteijn W Fortuin M et Heynderickx 2009b Visual discomfort and visual fatigue of stereoscopic displays A review Journal of Imaging Science and Technology 53 1 14 Lambooij M T M ljsselsteijn W A et Heynderickx 2007 Visual discomfort in stereoscopic displays A review Papier pr sent a Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XIV San Jose CA Legge G E Mullen K T Woo G C et Campbell F W 1987 Tolerance to visual defocus Journal of the Optical Society of America 4 851 863 Leroy L 2009 nterfa age visuel st r oscopique diminution de la fatigue visuelle et caract risation de la perception des formes Th se en informatique temps r el robotique et automatique Mines ParisTech Paris FR Leroy L Fuchs P et Moreau G 2010 Real time comfort enhancement in stereoscopic displays by disparity and content adapted blur Papier pr sent nternational Symposium on Industrial Electronics Bari IT Locke L C et Somers W 1989 A comparison study of dynamic retinoscopy techniques Optometry and Vision Science 66 540 544 Bibliographie 169 Maddox E 1893 The Clinical Use of Prisms and the Decentering of Lenses 2nd ed John Wright and Co Bristol UK Manas L et Shulman P 1954 The variation in the accommodation convergence accomm
262. le test tait rapport sur un graphique pr sentant la r ponse accommodative en fonction du temps A partir de ce graphique les essais comportant des clignements et donc risquant de faire varier fortement la droite de r gression tablie par la suite ou des pertes de donn es trop importantes taient limin s Les essais conserv s taient ensuite fusionn s en moyennant les r ponses accommodatives A partir du temps t correspondant a la stimulation a trois dioptries 3 D un test sur les donn es tait r alis pour d terminer le d but de la r ponse accommodative Le test consistait a chercher si lorsque trois valeurs cons cutives augmentaient elles taient suivies de quatre valeurs cons cutives parmi lesquelles il n y avait pas deux valeurs cons cutives qui diminuaient Kasthurirangan et al 2003 Si tel tait le cas la premi re des 7 valeurs prises en compte tait consid r e comme le point de d part de la r ponse accommodative La latence tait d termin e par le d lai s parant l application de la stimulation trois dioptries du point de d part de la r ponse accommodative A partir du point de d part les 100 valeurs cons cutives d accommodation y taient prises en compte 4 s pour r aliser une r gression exponentielle L quation utilis e est issue de la litt rature et tait de la forme y a e 1 o a correspond l amplitude de la r ponse t au temps et 7
263. les Morgan 1944c Hofstetter 1945 voir figure 5 Cette tol rance est propre chacun car elle d pend des capacit s de chaque individu utiliser son syst me oculomoteur Dans cette zone il peut tre d fini une zone dite de confort dans laquelle la discordance est suffisamment limit e pour que l effort ne soit pas inconfortable pour le sujet Cette zone peut tre d finie suivant deux crit res distincts le crit re de Sheard et le crit re de Percival Sheard 1930 Hofstetter 1945 Le crit re de Sheard soutient que la vision binoculaire reste confortable tant que les r serves relatives permettent de compenser la phorie de l observateur La r serve oppos e la phorie doit alors tre au moins du double de la Voir glossaire Les composantes du syst me oculomoteur 16 valeur de cette derni re Le crit re de Percival affirme quant lui que la vision binoculaire reste confortable tant que la demande visuelle est maintenue dans le tiers milieu des r serves relatives totales 1 2 2 2 Vergence accommodative La vergence accommodative est une composante majeure de la vergence globale Elle est la r ponse r flexe des muscles adducteurs et abducteurs accommodation Elle est engendr e par l effort accommodatif initi par le flou de l image r tinienne Elle est exprim e au travers du ratio AC A correspondant la quantit de vergence mise en jeu par une modification donn e d accommodation On peut d
264. les points blancs sont associ s a un r seau sinusoidal Le contraste est donn en dB ou 10 dB correspond a un contraste de 107 Figure extraite de Ciuffreda et Rumpf 1985 2 2 2 4 Luminance A faible niveau de luminance l accommodation devient moins stable Ciuffreda 1991 et d rive vers son tat de repos ce ph nom ne est appel myopie nocturne Alpern et Larson 1960 Johnson 1976 Johnson et Casson 1995 L accommodation reflexe est activ e pour une luminance d environ 0 003 cd m pour un test sous tendant 1 Campbell 1954 Cette limite est proche du seuil de visibilit des c nes de la fov a Campbell 1954 La pr cision de la r ponse accommodative est troitement li e au niveau de luminance de la cible Johnson 1976 Ainsi au dela de 10 cd m la luminance est suffisamment grande pour stimuler efficacement l accommodation Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 35 conditions photopiques Toutefois il est consid r que par exemple pour une mesure pr cise de l acuite la charte d acuit doit avoir une luminance comprise entre 85 et 300 cd m Bailey 2006 2 2 3 Optimisation du couplage accommodation vergence 2 2 3 1 Fr quence temporelle de la stimulation Selon Schor le couplage ne serait stimul que pour une fr quence temporelle au dela de 0 5 Hz Schor 1986 Toutefois l exp rimentation de Mon Williams et Wann 1998 utilisant une cible oscillant
265. lis e dans la litt rature pour le mesurer Le choix m thodologique est d crit dans un second temps Les cibles utilis es sont pr sent es et illustr es pour chacun des tests 3 4 2 1 Aspects photom triques environnement et proc dure La luminance du fond a t fix e 50 cd m quelle que soit la cible Les mesures ont t r alis es dans une salle aux rev tements noirs mats permettant de contr ler au maximum les r flexions lumineuses annexes Les sources lumineuses non impliqu es dans les tests taient teintes durant les exp rimentations D s lors que le sujet avait r pondu un signal sonore bref retentissait pour lui indiquer l enregistrement de cette derni re Chaque mesure de laboratoire a t r p t e quatre fois A la fin de chaque test un signal sonore long indiquait au sujet la fin de la t che Le sujet devait alors fermer les yeux jusqu au commencement du test suivant Avant chaque test les instructions taient r p t es au sujet 3 4 2 2 Vergence tonique La valeur moyenne de la vergence tonique est de 0 9 AM Owens et Leibowitz 1980 Toutefois elle pr sente une grande variabilit interindividuelle qui contribue des moyennes tr s disparates d une tude l autre pouvant aller de 0 2 AM jusqu 2 6 AM Owens et Leibowitz 1980 Owens 1986 Fisher et al 1988 Evalu e sur plusieurs semaines plusieurs fois par jour la vergence dans le noir ne pr sente cependan
266. lisation en relief Sharples et al 2008 Hoffman et al 2008 voquent un autre probleme lie la discordance accommodation vergence En vision naturelle la dynamique de l accommodation et de la vergence diff rent La vergence ayant une latence plus courte elle entra ne l accommodation sur le point de fixation par linterm diaire du couplage avant m me que l accommodation mait commenc r pondre au signal de flou Ce m canisme permet in fine d obtenir une r ponse rapide et pr cise Dans le cas d une dissociation accommodation vergence ce fonctionnement conduit plut t une r ponse ralentie et a des oscillations de l accommodation Semmlow et Wetzel 1979 Ukai et Kato 2002 2 6 4 3 Condition de survenue Les modifications pouvant tre observ es suite l exposition un conflit oculomoteur sont tr s d pendantes des conditions d exposition et sont sujettes a de fortes variations interindividuelles Sharples et al 2008 Ainsi plus le stimulus accommodatif est pr cis plus les changements des param tres oculomoteurs sont importants et plus le confort est d grad Perrin et al 1998 Rushton et Riddell 1999 Okada et al 2006 Leroy 2009 Le niveau de disparit utilis au cours de l exposition est galement essentiel Ainsi plus le niveau de disparit est grand plus les changements des param tres oculomoteurs et les effets subjectifs sont grands Peli 1998 Perrin et al 1998 Shibata 2002
267. lit des param tres les sujets ne devaient pas avoir pris de substances pharmacologiques dans la semaine pr c dant les exp rimentations Les tudes utilisant l haploscope n cessitaient des sujets avec il directeur droit Dans lhaploscope seul l il droit conserve en permanence la cible dans son axe visuel L ceil directeur tant celui permettant la r alisation de la vis e il a t choisi de n inclure que des sujets avec l il directeur droit Ce crit re permettait galement de limiter les disparit s de Choix m thodologiques 87 comportement des sujets aux t ches de r alignement lors de la vision bi oculaire L valuation de l il directeur se faisait l aide de la carte USAEyes org Dominant Eye Test Card en visant un objet 4 m du sujet Les crit res d inclusion taient valu s au moins une journ e avant le passage des exp rimentations de mani re ce qu ils naient pas d impact sur ces derni res Les sujets passaient au pr alable le test de l il de directeur qui tait l un des crit res d exclusion les plus discriminants Les participants taient ensuite soumis un questionnaire renseign avec l exp rimentateur Les acuit s visuelles taient ensuite valu es ainsi que la r fraction de chaque sujet Les instructions li es Phaploscope taient donn es au cours de ce premier rendez vous pour les sujets aptes participer aux exp rimentations Les empreintes dentaires taient ensuit
268. maintenir simple c est a dire viter que la cible ne se d double Si vous y parvenez la croix vous semblera aller alternativement d avant en arri re puis d arri re en avant Attention ce n est pas une tache facile elle n cessite une bonne concentration Si vous n y parvenez pas vous verrez deux croix s entrechoquer Annexes 193 Annexe 9 R sultats associ es au suivi oculomoteur L enregistrement des donn es issues de l oculom tre a pr sent des dysfonctionnements pour deux sujets Ainsi la condition D du sujet 2 et la condition C du sujet 9 n ont puent tre enregistr es Le probleme n ayant t remarqu qu post riori de l exposition il a t choisi de ne pas exposer une seconde fois les sujets la session pour viter un possible effet d apprentissage Pour ces sessions l exposition et les mesures des param tres oculomoteurs se sont quant elles d roul es normalement L amplitude moyenne de la sinuso de de r ponse vis vis de celle de la sinuso de de stimulus pour les 56 cr neaux de chacune des conditions sont pr sent es dans la figure 46 Annexes 194 Esso Emo 390 bd a 3 340 Bo 7 S y A r S 290 ep 2290 e
269. male voit son environnement en relief Cette fonction lui conf re un r el avantage pour la d tection et la discrimination d un stimulus mais galement pour la perception de la profondeur La vision en relief mane du fait que nous poss dons deux yeux qui de par leurs points de vue diff rents capturent des images de l environnement l g rement disparates en termes d orientation et ou de forme On parle de disparit binoculaire L organisation neuro anatomique du syst me visuel permet la mise en relation des images issues des deux yeux pour en extraire les disparit s et donner naissance la vision st r oscopique En plus de la disparit binoculaire qui est un attribut visuel primitif les indices monoculaires indices cognitifs tels que la perspective lin aire l interposition les ombres et la lumi re les dimensions relatives la perspective atmosph rique et le gradient de texture informent 1 Il existe m me une page facebook Si toi aussi ce que t as pr f r dans AVATAR c est la pub HARIBO sur la profondeur Le cerveau prend en compte l ensemble de ces informations pour concevoir une perception en relief Les interfaces de visualisation classiques ne dispensent pas de disparit binoculaire les informations de profondeur sont r duites aux indices monoculaires Depuis plusieurs ann es cependant des dispositifs permettant d induire une disparit binoculaire ont merg Ils permettent une visualisa
270. mement sensible aux perturbations visuelles Elle est d ailleurs commun ment d sign e sous le terme de barom tre de la binocularit Griffin et Grisham 2002 L valuation de l acuit st r oscopique constitue en clinique un test de r f rence pour valuer la performance binoculaire Saladin 2006 Plusieurs facteurs li s l oculomotricit binoculaire peuvent affecter la vision st r oscopique tels que les tropies les importantes disparit s de fixation les phories O Connor et al 2010 D autres facteurs peuvent galement influencer l acuit st r oscopique comme les troubles r fractifs ou les pathologiques visuelles Saladin 2005 Diff rents tests permettent d valuer l acuit st r oscopique Les diff rences majeures entre les tests tiennent l emploi ou non de couleurs de points al atoires et de lunettes dissociatrices Le TNO est un test reposant sur le principe d anaglyphes voir paragraphe 2 6 2 qui d livre des stimulations de couleurs diff rentes rouge vert Ces diff rences spectrales engendrent une stimulation diff rente de l accommodation entre l ceil droit et l il gauche Toutefois il est montr que les valeurs obtenues avec ce test permettent de pr sager de la qualit de la vision binoculaire avec une bonne fiabilit Okuda et al 1977 Simons 1981 De plus il a l avantage d utiliser des points al atoires ne dispensant pas d indices monoculaires Le Titmus est un t
271. ments appel s contr leurs doivent tre subdivis s en deux le contr leur rapide et le contr leur lent comme voqu pr c demment dans le paragraphe 1 2 1 traitant de la r ponse r flexe Ces deux contr leurs sont positionn s en parall le dans le mod le de Hung 1998 voir figure 9 Dans ce mod le les signaux de sortie des deux composantes lente et rapide s additionnent et alimentent ensuite le commutateur filtre switch filter de convergence divergence qui agit sur la vitesse de la r ponse Le signal de sortie conduit ensuite l innervation des muscles oculomoteurs permettant de g n rer la r ponse de vergence Les composantes du syst me oculomoteur 26 Efference Copy Signal Vergence Stimulus Vergence Response Panum s fusional Suml area Switch Dynamics Filter Slow Controller Feedback Signal Figure 9 Bloc diagramme du syst me de vergence Hung 1998 Le bloc diagramme traite uniquement de la branche associ e la vergence ligne inf rieure de la figure 8 Etant centr sur l aspect dynamique de la vergence ce mod le n glige les composantes proximales crois es et toniques Le Plant correspond l effecteur musculaire ici les muscles extra oculaires Figure extraite de Hung 1998 1 4 3 Travaux de l quipe de Schor Schor et Kotulak 1986 ont d velopp leur mod le d interactions entre accommodation et vergence partir de pr c dents mod
272. minante Fincham 1957 a contrario proposait une dominance du syst me de vergence sur la r ponse oculomotrice La dominance de l une ou l autre des composantes n est d sormais plus d actualit Ainsi depuis les trente derni res ann es de nombreux mod les ont t propos s pour simuler et pr dire le fonctionnement du syst me oculomoteur et l interaction des composantes d accommodation et de vergence partir des connaissances acquises sur le fonctionnement du syst me oculomoteur ils fournissent un cadre global de compr hension et d organisation Ces mod les se basent sur ceux utilis s en automatique en int grant des algorithmes d asservissement Les mod les s appuient sur un syst me dit continu car les variations des grandeurs physiques le caract risant dans notre cas les param tres oculomoteurs sont des fonctions du type f t avec t la variable continue temps Les Les composantes du syst me oculomoteur 23 mod les utilisent des r troactions entre les signaux d entr e et les signaux de sortie pour contr ler les fonctions l mentaires partir de la comparaison du signal de sortie avec la valeur attendue Ils sont compos s de contr leurs qui peuvent tre qualifi s de proportionnels ou d int grateurs avec fuite Les contr leurs repr sentent les m canismes neuronaux transformant le stimulus physique le flou la disparit en codes neurologiques pour l innervation des muscles oculomoteurs
273. motor system Pascaline Neveu 272 Anne Emmanuelle Priot Justin Plantier and Corinne Roumes Institut de recherche biom dicale des arm es IRBA BP 73 91223 Br tigny sur Orge Cedex France Psychologie Cognitive Universit Paris Saint Denis Cedex Mines ParisTech 60 Boulevard Saint Michel Paris Cedex and INSERM UMR S864 Bron Cedex France Abstract Under natural viewing conditions the accommodation and vergence systems adjust the focus and the binocular alignment of the eyes in response to changes in viewing distance The two responses are linked via cross coupling and proceed almost simultaneously Some optical devices such as virtual reality or helmet mounted displays create an oculomotor conflict by modifying demands on both vergence and accommodation Previous studies extensively investigated the effect of such a conflict on the cross coupling between vergence and accommodation but little is known about the plasticity of the whole oculomotor system In the present study an oculomotor conflict was induced by a telestereoscope which magnified the standard inter pupillary separation threefold and thus increased the convergence demand while accommodation remained almost unchanged The effect of a 10 min exposure was assessed via a series of optometric parameters selected on the basis of existing oculomotor models Associated with subject s visual complaints most of the oculomotor parameters tested were modified there was
274. mportement oculomoteur suite aux conditions C et D est lui plus h t rog ne et d pend de la composante tonique consid r e et de la population consid r e Quelque soit la population consid r e aucune modification de la dynamique accommodative n est significative Les carts types associ s ces mesures t moignent de leur grande h t rog n it cette derni re semblant tre ind pendante de la population consid r e Les comparaisons deux deux des conditions de stimulation t test appari ne mettent en vidence une diff rence significative que pour le AC A de r ponse entre les conditions D et A apr s Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 138 application de la correction statistique de Benjamini voir tableau 9 Cond A Cond B Cond C Cond A Cond C Cond B Cond D Cond C Cond D Cond A Cond D Cond B Tests Diff moy ie Diff moy pe Diff moy GC Diff moy CH Diff moy Pa Diff moy Ge E 0 124 0 077 0 168 SE 0 072 0 330 0 054 0 361 0 138 EE 0 018 0 776 CAC 0 012 0 731 0 051 0 377 0 064 on 0 044 0 259 0 021 0 712 0 014 0 661 Acc T 0 189 0 054 0 029 0 563 0 105 on 0 056 0 332 0 115 0 133 0 074 0 325 Verg T 0 078 0 070 0 020 0 704 0 058 0 273 0 014 0 815 0 006 0 839 0 072 0 088 Lag 0 190 0 110 0 068 0 377 0 233 0 086 0 042 0 749 0 051 0 740 0 233 0 074 Latence 4 00 0 939 8 00 0 905 10
275. mps a partir duquel la fatigue visuelle prend le pas sur l adaptation oculomotrice n est pas d fini Les param tres influen ant la vitesse d adaptation en cas de conflit oculomoteur restent galement d terminer Conclusion 159 Conclusion Ce travail de th se traite de l impact des dispositifs de visualisation en relief sur les composantes oculomotrices d accommodation et de vergence Ces dispositifs sont l origine d un conflit entre les demandes d accommodation et de vergence source de fatigue visuelle En vision naturelle la fatigue visuelle est vit e par l adaptation oculomotrice des composantes toniques La majeure partie des tudes ant rieures se focalisaient sur la fatigue visuelle sans tudier Padaptation oculomotrice Les tudes r alis es dans le cadre de ce travail de th se constituent donc une approche nouvelle du conflit accommodation vergence engendr par la visualisation st r oscopique et l hyper relief par l examen du processus adaptatif L une des lacunes des tudes r alis es jusqu pr sent est l absence d approche consensuelle pour l valuation des param tres oculomoteurs L tude m thodologique r alis e a permis de clarifier l impact du choix des tests sur la mesure On retiendra de cette tude que de grandes diff rences existent entre les diff rents tests et qu il est n cessaire de prendre en consid ration la sp cificit intrins que de chaque test avant de comparer les
276. n and myopia Investigative Ophthalmology amp Visual Science 40 1968 1974 Cumming B et Judge S 1986 Disparity induced and blur induced convergence eye movement and accommodation in the monkey Journal of Neurophysiology 55 896 914 Bibliographie 164 Dalziel C C 1981 Effect of vision training on patients who fail Sheard s criterion American Journal of Optometry amp Physiological Optics 58 21 23 Daum K M et Mccormack G L 2006 Fusion and binocularity in Borish s Clinical Refraction Benjamin W J ed 2nd ed Elsevier Birmingham UK pp 145 191 Eadie A S et Carlin P J 1995 Evolution of control system models of ocular accommodation vergence and their interaction Medical amp Biological Engineering amp Computing 33 517 524 Eadie A S Gray L S Carlin P et Mon Williams M 2000 Modelling adaptation effects in vergence and accommodation after exposure to a simulated virtual reality stimulus Ophthalmic and Physiological Optics 20 242 251 Ebenholtz S M et Fisher S K 1982 Distance adaptation depends upon plasticity in the oculomotor control system Perception amp Psychophysics 31 551 560 Ebenholtz S M 1985 Accommodative hysteresis Relation to resting focus American Journal of Optometry amp Physiological Optics 62 755 762 Ebenholtz S M et Citek K 1995 Absence of adaptive plasticity after voluntary vergence and accommodation Vision Research
277. n apparent distance following telestereoscope exposure favour the decrement hypothesis Then the proximal vergence elicited by awareness of the target distance Hofstetter 1942 is reduced Thus our data show an increase in tonic vergence and accommodative vergence gain while proximal vergence is reduced following telestereoscopic exposure However it is uncertain whether the modification of accommodative vergence refers to plasticity within the accommodative vergence cross link or arises from feedback provided by a change in tonic vergence Indeed Schor 1992 showed that changes in accommodative vergence could be the result of changes in tonic vergence through feedback on the phasic components of both vergence and accommo dation Several vergence reserve parameters are also modified following exposure to increased inter pupillary separa tion The results reveal a shift of vergence reserves fusional relative and recovery points towards conver gence These results are in agreement with those mentioned by Lambooij et al 2007 after viewing high disparity stimuli All divergence parameters deteriorate significantly except the blur points The shift of the zone of clear and single binocular vision ZCSBV is in accordance with the shift of the phorias towards convergence A decrease in phasic response could explain the drop in oculomotor performance elicited by divergence stimuli The boundaries of the ZCSBV tend to slope towards conve
278. n d affichage soit maintenu dans la profondeur de champ Rushton et Riddell 1999 Une diminution du ratio CA C constituerait donc un atout majeur pour r pondre efficacement aux conditions de stimulation Dans notre cas la diminution du CA C est une tendance observable pour l ensemble des conditions d exposition mais significative uniquement pour la condition C Pour cette derni re la diminution des gains de l accommodation de vergence est trois fois plus importante que pour les trois autres conditions Ce type de modification est en accord avec les tudes de Eadie et al 2000 et de Wann et Mon Williams 2002 qui avaient montr un d clin du CA C pour une stimulation proche de la condition C de la pr sente tude croix oscillant sinusoidalement entre 0 et 3 AM pour un cran plac a 1 5 AM Ces tudes taient men es sur une exposition st r oscopique d une heure soit trois fois plus longue que dans notre tude Ainsi le d clin obtenu tait de l ordre de 0 3 D AM alors qu il est en moyenne de 0 076 D AM dans notre tude Au vu de la diff rence de dur e d exposition Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 142 et de la gamme de disparit explor e nos r sultats semblent en coh rence avec la litt rature La d pendance de la diminution adaptative du CA C a la dur e d exposition au conflit maximal est galement confirm
279. n entre accommodation et vergence longtemps assum e comme stable et non modifiable pouvait tre impact e par un conflit accommodation vergence Ainsi seuls les couplages avaient ils t tudi s dans le cadre de ces exp rimentations Cependant les premiers chapitres de ce m moire l ont montr le syst me oculomoteur ne peut tre r sum la seule exploration de l interaction entre accommodation et vergence Pour d terminer et comprendre impact de l hyper relief en tant que param tre cr ant un conflit partiel entre les composantes d accommodation et de vergence sur le syst me oculomoteur il est donc n cessaire de mettre en uvre des tudes compl mentaires Les tudes sur l hyper relief ont montr que les gains de la vergence accommodative et de Paccommodation vergence taient modifi s apr s exposition un t l st r oscope dispositif d crit dans les paragraphes 2 6 3 2 et 3 3 1 Miles et Judge 1982 Judge et Miles 1985 Miles et al 1987 Bobier et McRae 1996 Les modifications allaient dans le sens d une adaptation dans la mesure ou elles permettaient de r duire les signaux de discordance Au travers d un t l st r oscope l accommodation reste quasi naturelle tandis que la vergence est augment e par un facteur multiplicatif g n ralement 3 dans les tudes Suite une exposition de 30 min un tel dispositif il a t observ une diminution du gain de l accommodation de vergence et une
280. n hyper relief Le dispositif est compos de deux paires de miroirs inclin s a 45 par rapport au plan sagittal et parall les deux a deux Les miroirs internes et externes sont s par s d une distance y Lorsqu un sujet regarde au travers du dispositif la distance interoculaire x est augment e de la valeur 2y Au travers de ce type de dispositif laccommodation reste quasi naturelle et est maintenue sur le point O Figure r alis e partir celle de Neveu et al 2010 2 6 3 Sp cificit de la demande oculomotrice 2 6 3 1 La dissociation accommodation vergence Les interfaces st r oscopiques comportent un plan sur lequel l image est affich e Dans la majorit des dispositifs utilis s pour r aliser une visualisation en relief l image comprend information destin e l il droit et l information destin e l il gauche Pour voir nette l image il est donc n cessaire d accommoder sur ce plan L accommodation est alors fixe sur le plan de rimage La perception du relief est possible grace la parallaxe horizontale existant entre l image Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 51 vue par l il droit et l image vue par l il gauche voir figure 18 Pour percevoir le relief le sujet doit donc converger sur l image virtuelle de l objet l objet semble alors sortir du plan d affichage de l image Ainsi alors que l accommodation est fixe sur le plan de l ima
281. naler Oui Non 2 Si oui lesquelles plusieurs r ponses peuvent tre coch es Maux de t te Yeux qui piquent Yeux qui tirent Fatigue Vision floue Vision double Autre pr cisez 2 Si vous avez coch une des cases ci dessus quelle intensit estimez vous la g ne sur une chelle allant de 1 10 10 tant la g ne maximale 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 Avez vous des remarques Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 130 6 2 5 Protocole Tous les sujets ont t expos s a chacune des quatre conditions Les conditions taient espac es dau moins deux jours complets de mani re a s assurer que l ventuelle adaptation cons cutive l une des conditions n interfere pas avec la nouvelle condition Ce temps est au del de celui n cessaire au d clin de l adaptation de l accommodation et de la vergence et du temps de repos observ dans la litt rature Shibata et al 2011 L ordre dans lequel le participant tait expos a l ensemble des conditions tait randomis et quilibr de sorte qu autant de participants aient pass la condition A avant B et B avant A et ainsi de suite pour l ensemble des conditions Il est a noter cependant que ceci n a pas permis d quilibrer les rangs de passage pour chaque condition L id al aurait t que chaque condition soit pr sent e 3 sujets distincts en rang 1 et ainsi
282. nce entre le CA C clinique et le CA C de laboratoire Ceci est en accord avec de pr c dentes tudes qui montraient une corr lation significative entre les deux m thodes Tsuetaki et Schor 1987 Wick et Currie 1991a Toutefois il faut rappeler que le CA C clinique repose notamment sur la valeur de accommodation tonique qui pr sente de grandes variations d une mesure l autre et que le nombre de points utilis pour chacune des m thodes diff re 2 vs 11 Ainsi il est possible que la diff rence non significative rel ve plus d une mesure clinique insuffisamment pr cise cart type grand que de l accord r el entre les r sultats des deux Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 102 m thodes Le coefficient de concordance entre les deux tests est de 0 688 D AM Ce coefficient est contrebalancer avec le coefficient de r p tabilit du test clinique 0 881 D AM La concordance entre les deux m thodes doit donc tre en de de celle sugg r e par le coefficient de concordance Les r sultats observ s sont en faveur d une tude plus pouss e du CA C clinique pour mieux d finir au m me titre que pour l accommodation tonique les conditions optimales de r alisation du test Des informations m thodologiques compl mentaires sont n cessaires pour r ellement envisager l int gration de ce test dans une routine clinique 4 4 4 4 Concordance du AC A calcul et du AC A gradient Le
283. ns le plan sagittal du sujet 6 m pour valuer la phorie de vision de loin et 0 4 m pour valuer la phorie de vision de pr s 3 Placer le prisme de Risley devant l il gauche et placer un prisme de 6 DP base en haut sur l il droit Proc dure 1 Demander au sujet d ouvrir les deux yeux et d indiquer le nombre de cible qu il voit La r ponse attendue est deux une dans le champ visuel du haut vue par l il gauche et une dans le champ visuel du bas vue par l il droit Demander au sujet de fixer la cible du bas et de la garder nette Phras ologie Je vais faire bouger la cible du haut jusqu ce qu elle soit parfaitement dans l alignement verticale de celle du bas Fixez bien la cible du bas gardez la nette et dites moi lorsque celle du haut est align e avec celle du bas Faire varier le prisme de Risley la vitesse de 2 DP s Relever la valeur et la direction du prisme ayant permis le r alignement puis retirer les prismes ins r s AC A Le ratio AC A calcul est d termin partir de la mesure de la phorie de vision de loin 6m et de la phorie de vision de pr s 0 4 m Les phories sont valu es suivant la m thode de Von Graefe pr sent e ci dessus AC A calcul DIO 2 5 PhVP PhVL Scheiman et Wick 2002 O DIO est la distance interoculaire 2 5 repr sente la proximit du test en dioptrie PhVP est la phorie en vision de pr s et PhVL la phorie de vision de loin Il est
284. ns le stress visuel induit par les environnements virtuels en relief Hoffman et al 2008 La plupart des tudes ayant port sur l impact des dispositifs de visualisation en relief ont mis en vidence l effet d l t re de cette visualisation sur le syst me oculomoteur et sur le ressenti subjectif des observateurs En effet de nombreuses modifications oculomotrices transitoires ont t constat es modification de la phorie de vision de loin du PPC des r serves fusionnelles des ratios AC A et CA C augmentation de la phorie associ e de la latence de la constante de temps et de l amplitude de la r ponse accommodative Mon Williams et al 1993 Mon Williams et Wann 1998 Neveu et al 1998 Eadie et al 2000 Shibata 2002 Wann et Mon Williams 2002 Yano et al 2002 Emoto et al 2004 Emoto et al 2005 Lambooij et al 2009a Ces modifications sont de plus g n ralement coupl es a des sympt mes subjectifs pendant ou apr s l exposition la visualisation st r oscopique signes asth nopiques douleur oculaire yeux qui tirent yeux qui piquent s cheresse oculaire maux de t te vision floue vision double naus es Mon Williams et al 1993 Mon Williams et Wann 1998 Shibata 2002 Emoto et al 2004 Emoto et al 2005 Lambooij et al 2009a Shibata et al 2011 Cet ensemble de modifications oculomotrices et de sympt mes montre que l exposition un dispositif de visualisation en relief n es
285. nt permis de clarifier les connaissances sur le systeme oculomoteur dans le cadre sp cifique du conflit accommodation vergence Ils amorcent la compr hension de l impact des dispositifs de visualisations en relief sur le systeme oculomoteur qui permettront a terme de d finir les conditions d emploi de ces dispositifs Bibliographie 161 Bibliographie Aggarwala K R Nowbotsing S et Kruger P B 1995 Accommodation to monochromatic and white light targets Investigative Ophthalmology amp Visual Science 36 2695 2705 Allen P M Radhakrishnan H et O leary D J 2003 Repeatability and validity of the PowerRefractor and the Nidek AR600 A in an adult population with healthy eyes Optometry and Vision Science 80 245 251 Allen P M et O leary D J 2006 Accommodation functions Co dependency and relationship to refractive error Vision Research 46 491 505 Alpern M 1950 The zone of clear single vision at the upper levels of accommodation and vergence American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 27 491 513 Alpern M 1955 Testing distance effects on phoria measurement at various accommodation levels Archives of Ophthalmology 54 906 915 Alpern M Kincaid W M et Lubeck M J 1959 Vergence and accommodation Ill Proposed definitions of the AC A ratios American Journal of Ophthalmology 48 141 148 Alpern M et Larson B F 1960 Vergence and accomm
286. o involves both accommodative vergence and proximal vergence i e convergence caused by aware ness of target distance Hofstetter 1942 and this provides a more useful AC A estimate since the prox imal effect would be encountered in any natural viewing condition Conversely the gradient AC A ratio is not affected by proximal vergence as variation in accom modation is the unique input controlled in that proce dure The AC A ratio will be assessed by both methods in our experiment The phoria is the measure of the optical angular displacement required to align the two visual axes onto a target when fusional vergence is prevented Thus far phoria is known to be representative of the slow tonic mechanism response also called adaptive vergence Schor 1979 1980 Goss 1995 Scheiman and Wick 2002 Daum and McCormack 2006 Increased dispar ities during telestereoscopic viewing trigger disparity driven vergence fast phasic mechanism As the slow mechanism responds to the output of the fast control mechanism we expected far phoria to shift towards convergence as a consequence of increased inter pupil lary separation Bobier and McRae 1996 Near phoria measurement is dependent on far phoria as well as on accommodation and vergence responses Thus it is 196 dependent on vergence adaptation AC A and CA C ratios and proximal processing Daum and McCor mack 2006 Based on the previous hypothesis concern ing the AC A ratio and
287. objet est vu net lorsque les rayons lumineux sont bien focalis s sur la r tine Si le rayon lumineux se focalise en avant ou en arri re de la fov a l image est vue floue l il doit accommoder L accommodation est un processus monoculaire qui est dit consensuel c est dire que accommodation d un ceil est identique Paccommodation de l autre il Campbell 1960 Kotulak et Morse 1995 Marran et Schor 1998 Le stimulus principal de accommodation est le flou r tinien c est dire la focalisation des rayons lumineux non pas pr cis ment sur la r tine mais en avant ou en arri re de cette derni re Toutefois d autres stimulus sont galement impliqu s pour une r ponse accommodative performante Ainsi il est noter qu en cas d inhibition des micromouvements de l il la r ponse accommodative un flou n est pas initi e Fincham 1951 Ciuffreda et Kenyon 1983 Ciuffreda Les composantes du syst me oculomoteur 11 1991 Les aberrations chromatiques jouent galement un r le essentiel dans la r ponse accommodative dans la mesure o elles informent quant au sens vers lequel la r ponse doit s exercer Fincham 1951 Ciuffreda et Kenyon 1983 Lors d une fixation stable laccommodation montre des microfluctuations ayant des fr quences entre O et 0 5 Hz ainsi qu autour de 2 Hz Campbell et al 1959 L amplitude des fluctuations d accommodation augmente avec la proximit jusqu a 3 D pour ensui
288. ociation totale entre l accommodation et la vergence le conflit entre deux composante n est donc que partiel Au travers du dispositif la distance interoculaire passe de x x 2y y repr sentant la distance entre les miroirs internes et externes Le t l st r oscope a t configur pour multiplier la demande en vergence par trois pour un observateur avec une distance interoculaire moyenne soit 64 mm Hofstetter 1983 Ce facteur multiplicatif a t choisi en fonction de la litt rature Miles et Judge 1982 Judge et Miles 1985 Miles et al 1987 Fisher et Ciuffreda 1990 Bobier et McRae 1996 mais galement pour induire un conflit oculomoteur suffisamment important pour sortir de la zone de vision binoculaire simple et nette en vision de pr s voir figure 28 Choix m thodologiques 68 gt a N a Accommodation D DDD en vision naturelle o RE _ __ _ ____ _ _ DDD sous t l st r oscope i i Limite de la ZVBSN Limite de la zone de confort 2 1 0 1 2 2 5 3 4 5 6 F Vergence AM 0 5 Figure 28 Droites de demande au regard de la zone de vision binoculaire simple et nette t l st r oscope DDD repr sente les droites de demande et ZVBSN la zone de vision binoculaire simple et nette d un sujet moyen Sous t l st r oscope multipliant par trois la demande en vergence la droite de demande sort de la zone de vision binoculaire simple et nette pour une
289. odation AC A ratio upon periodic retesting American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 31 385 395 Marcos S Moreno E et Navarro R 1999 The depth of field of the human eye from objective and subjective measurements Vision Research 39 2039 2049 Marg E 1951 An investigation of voluntary as distinguished from reflex accommodation American Journal of Optometry 28 347 356 Marran L et Schor C M 1998 Lens induced aniso accommodation Vision Research 38 3601 3619 Mcalinden C Khadka J et Pesudovs K 2011 Statistical methods for conducting agreement comparison of clinical tests and precision repeatability or reproducibility studies in optometry and ophthalmology Ophthalmic and Physiological Optics 31 330 3338 Mcclelland J F et Saunders K J 2003 The repeatability and validity of dynamic retinoscopy in assessing the accommodative response Ophthalmic and Physiological Optics 23 243 250 Mi ge C 1988 Etude de la fonction accommodative de l oeil humain Application a la correction de la presbytie These en g nie biom dical Universit de Technologie de Compi gne Compi gne FR Miles F et Judge S J 1982 Optically induced changes in the neural coupling between vergence eye mouvements and accommodation in human subjects in Functional Basis of Ocular Motility Disorders Lennerstrand G Zee D S amp Keller E L ed 1st ed Perg
290. odation IV Effect of luminance quantity on the AC A American Journal of Ophthalmology 49 1140 1149 Anderson H A Glasser A Manny R E et Stuebing K K 2010 Age related changes in accommodative dynamics from preschool to adulthood Investigative Ophthalmology amp Visual Science 51 614 620 Antona B Sanchez l Barrio A Barra F et Gonz lez E 2009 Intra examiner repeatability and agreement in accommodative response measurements Ophthalmic and Physiological Optics 29 606 614 Atchison D A Bradley A Thibos L N et Smith G 1995 Useful variations of the Badal optometer Optometry and Vision Science 72 279 284 Backus B T et Matza Brown D 2003 The contribution of vergence change to the measurement of relative disparity Journal of Vision 3 737 750 Bailey L 2006 Visual acuity in Borish s Clinical Refraction Benjamin W J ed 2nd ed Elsevier Birmingham UK pp 217 246 Beers A P A et Van Der Heijde G L 1994 In vivo determination of the biomechanical properties of the component elements of the accommodation mechanism Vision Research 34 2897 2905 Bibliographie 162 Benjamini Y et Hochberg Y 1995 Controlling the false discovery rate A practical and powerful approach to multiple testing Journal of the Royal Statistical Society 57 289 300 Benjamini Y et Yekutieli D 2001 The control of the false discovery rate in multiple testing under d
291. of the experiment subjects had to report any visual complaint that had occurred during the experiment They were given a questionnaire and were asked to check any item among the following diplopia blurred vision headache asthenopia eye strain eye watering reddening of the eyes eye pain Lambooij et al 2007 Statistical analysis Pre post data were analysed using a one sided Student paired t test In order to correct for occurrence of false positives in multiple testing a false discovery rate FDR was used Benjamini and Hochberg 1995 Benjamini and Yekutieli 2001 Stereo threshold was analysed using a Wilcoxon test as the data were not normally distributed p lt 0 05 was considered as signif icant Results Following the exposure to the telestereoscope two subjects complained of headaches and one participant experienced eyestrain Two of those subjects who reported asthenopia initially had an exophoria with convergence insufficiency The other one had initially normal oculomotor parameters Some subjects had difficulty in initially fusing the near target through the telestereoscope but observers reporting diplopia at the beginning of the exposure were not those with head aches and eyestrain The pre test and post test data for the oculomotor variables are summarized in Table 1 Negative values refer to base in BI prism data i e divergence data and positive values refer to base out BO prism data
292. om the work of Hung and colleagues Hung and Semmlow 1980 Hung et al 1984 1986 Hung 1992 1998 and had considerable success in describing steady state behaviour including the potential adapta tion to required steady state The second group of models originates from the work of Schor and col leagues Schor 1985 1986 1992 Schor and Kotulak 1986 This approach has been successfully used to model the overall interaction between accommodation and vergence Eadie and Carlin 1995 The dynamic responses of both systems have been characterized as rapid phasic and slow tonic phases Schor and Kotulak 1986 The fast mechanism acts to align the eyes in response to retinal image disparity The slow mechanism sustains binocular alignment and responds to the effort or output of the fast control mechanism Schor 1980 this phenomenon is also called vergence adaptation Daum and McCormack 2006 The interaction be tween phasic and tonic responses has been described in terms of a feedback control system Schor 1979 Each component is directly or indirectly interlinked to others Thus because of the accommodative vergence conflict related to the increased inter pupillary separation and in the light of previous experimental studies Miles and Judge 1982 Judge and Miles 1985 Miles 1985 Miles Annexes 808 Ophthal Physiol Opt 2010 30 No 6 et al 1987 Fisher and Ciuffreda 1990 Judge 1991 Bobier and McRae 1996 we assumed
293. on 1983 Sun et al 1988 Heron et al 2001a Anderson et al 2010 et descend a 180 ms en cas de cible pr dictible Ciuffreda 1991 Elle est galement r duite lorsque la r ponse accommodative est associ e a une saccade Schor et al 1999 Bien que non affect e par la plage de travail stimul e Kasai et al 1971 Shirachi et al 1978 Tucker et Charman 1979 la latence de la r ponse accommodative est d pendante de nombreux param tres Elle volue avec l ge Ainsi entre 3 et 38 ans elle diminue d environ 50 ms Anderson et al 2010 pour ensuite augmenter progressivement avec l avanc e de l ge d environ 10 ms par an Mordi et Ciuffreda 2004 Cette volution avec l ge ne fait pas l unanimit car sa d monstration est tr s d pendante de l ge et de la taille des chantillons de sujets tudi s Sun et al 1988 Heron et al 2001a Kasthurirangan et Glasser 2006 La prise d alcool ou de drogue contribue galement augmenter la latence accommodative Ciuffreda 1991 La latence de l accommodation de vergence est quant elle de 260 290 ms Suryakumar et Bobier 2004 Suryakumar et al 2007a Elle est donc plus courte que celle de la r ponse accommodative li e au flou mais plus longue que celle de la vergence La vitesse maximale pour une stimulation est d environ 5 D s Campbell et Westheimer 1960 Anderson et al 2010 Elle est fonction de l amplitude de la stimulation oscillant
294. on confortable Apr s exposition l hyper relief les sujets ont besoin de prismes base externe de 0 0 41 MA et de 0 0 70 MA respectivement pour les crit res de Sheard et de Percival alors qu en moyenne un prisme base interne aurait t envisag avant exposition de 0 55 0 21 MA et de 0 65 0 22 MA respectivement pour les crit res Sheard Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 115 et de Percival Ce type de prisme base externe est recommand pour les sujets esophoriques Ainsi les crit res de confort concordent galement avec l ensemble des r sultats Les d ficiences binoculaires symptomatiques se manifestent par des signes d asth nopie des c phal es une vision floue une vision double Sheedy et Saladin 1977 Les plaintes rapport es apr s une exposition au t l st r oscope sont de type asth nopie et c phal es Ces sympt mes sont repr sentatifs de la forte demande en vergence fusionnelle rapide impos e par l augmentation des disparit s binoculaires engendr es par l exposition au t l st r oscope Schor et Narayan 1982 La tendance l esophorie surtout en vision de pr s le d placement des r serves fusionnelles vers la convergence l augmentation du gain de vergence accommodative les crit res de Sheard et de Percival et les sympt mes visuels indiquent tous ensemble une d rive vers l esophorie d exc s de convergence Scheiman et Wick
295. on identiques et r solution des mesures identique et que le nombre de points utilis s pour leur d termination tait identique Cependant il existe une diff rence entre les deux types d valuation du AC A Cette diff rence est la cons quence directe du fait que la r ponse accommodative diff re du stimulus accommodatif En effet il a t montr pr c demment qu il existait un lag significativement diff rent de z ro La pr sence de ce lag indique que la r ponse accommodative est en de du stimulus accommodatif Ainsi la gamme de r ponse accommodative est inf rieure au stimulus accommodatif le d nominateur du ratio de r ponse s en trouve diminu ce qui a pour cons quence directe d augmenter le ratio Une fois encore ce r sultat est en accord avec la litt rature Alpern et al 1959 Cooper et al 1982 Scheiman et Wick 2002 Daum et McCormack 2006 4 4 4 6 Concordance du AC A calcul et du AC A stimulus de laboratoire En moyenne le AC A calcul clinique diff re du AC A stimulus de laboratoire Les deux m thodes pr sentent cependant le meilleur coefficient de concordance d entre tous les tests du AC A Dans les deux m thodes le AC A consid r est du type AC A de stimulus Ainsi la diff rence Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 103 observ e r sulte d une vergence accommodative diff rente d une m thode l autre Ceci est li au fait que la r ponse proximale joue un
296. ophore sous prisme Au retrait du prisme le sujet est alors adapt en position convergente et devra l aide de la vergence fusionnelle rapide r aliser un mouvement de divergence pour s aligner sur le point de fixation vignette d1 Une mesure de phorie ce moment pr cis indiquera la pr sence d une esophorie il en convergence vis vis du point M vignette d2 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 42 Prisme RV Totale VFR VFL Temps Min A Figure 15 Changements de vergence fusionnelle en fonction du temps Liinsertion du prisme est indiqu e par le saut du trac correspondant au prisme RV totale repr sente la somme de la r ponse rapide et de la r ponse lente VFR correspond la vergence fusionnelle rapide et VFL la r ponse lente A partir du temps A la vision est dissoci e Figure extraite de Rosenfield 1997b Figure 16 Modification de la phorie en fonction du temps Modification de la phorie suite l insertion d un prisme de 6 dioptries prismatiques DP base externe pour une distance de fixation de 0 50 m abscisse ayant les chiffres de 0 3 min en dessous de la ligne des abscisses et apr s retrait du prisme abscisse ayant les chiffres de 0 2 min au dessus de la ligne des abscisses Les barres d erreur repr sentent 1 erreur standard Figure extraite de Rosenfield 1997a Dans l tude de Fisher et al 1990 la vergence a t
297. ositif de visualisation en relief puisque dans son tude elles ne sont pas plus grandes que celles constat es apr s exposition a un cran d ordinateur ou un visiocasque bi oculaire Il est a noter que durant l exp rimentation le visiocasque st r oscopique utilis stimulait la vergence dans une gamme permettant de ne pas sortir de la vision simple et nette et que malgr tout les observateurs mentionnaient un confort subjectif moins bon avec le visuel de casque qu avec les autres dispositifs Il faut noter que g n ralement les tudes s int ressent soit la composante accommodative et l explorent avec des m thodes de laboratoire soit la composante de vergence qui est alors souvent valu e par des m thodes cliniques ll y a peu d tudes ayant explor les deux composantes avec une m thode donn e Seuls Lambooij et al 2009a ont eu cette d marche en utilisant une m thode clinique Dans cette tude malgr l exploration de la composante accommodative seule la r serve fusionnelle a montr une modification significative apr s exposition l environnement virtuel en relief Les tudes pr sentent peu d valuation globale des param tres oculomoteurs dans le cadre sp cifique de la visualisation en relief De plus la m thodologie de mesure n est pas standardis e ce qui complexifie la comparaison des diverses tudes Cela pourrait expliquer pourquoi sur les nombreuses tudes portant sur l impact visuel des
298. osition Dans leur tude les plaintes taient relev es toutes les deux minutes d exposition tandis que dans notre cas le questionnaire tait pr sent la fin de la s ance et donc apr s l exposition et apr s les tests de lhaploscope Bien que d une s ance l autre les tests sous haploscope aient t rigoureusement identiques ils peuvent avoir interf r avec la stimulation sur le ressenti subjectif des sujets Il est noter cependant que le lien entre les g nes ressenties et les difficult s r aliser les tests sous haploscope apr s la stimulation n est pas statistiquement significatif Chi 4 962 DDL 2 p 0 084 6 4 2 4 Fatigue visuelle Malgr les plaintes subjectives l valuation des param tres oculomoteurs ne montre pas de signes objectifs de fatigue accommodative En effet quelle que soit la condition d exposition il n a pas t mis en vidence de d t rioration de la dynamique de la composante accommodative lag latence constante de temps Pourtant dans les tudes de Emoto et al 2005 Yano et al 2002 et Inoue et Ohzu 1997 la dynamique de la r ponse accommodative tait nettement d grad e Dans ces exp rimentations l exposition st r oscopique durait 3 fois plus longtemps que dans notre tude ce qui a pu contribuer a la mise en place d une fatigue visuelle L absence de signes objectifs de fatigue accommodative peut tre attribu e la dur e limit e des expositions consid
299. p a l tude trois hommes et neuf femmes g s de 24 36 ans moyenne d ge 27 5 ans Les sujets ayant particip l experimentation remplissaient les crit res d inclusion d finis dans le paragraphe 3 6 6 2 2 Mat riel Le dispositif de visualisation en relief utilis tait le st r oscope d crit la section 3 3 2 Le dispositif est compos de deux crans LCD plac s 0 67 m du centre de rotation des yeux de chaque observateur soit une demande en vergence d environ 5 Les mesures des param tres oculomoteurs ont t enti rement r alis es avec l haploscope optom tre d crit aux sections 3 2 3 et 3 2 4 et utilis lors de la premi re exp rimentation Le suivi du regard des observateurs a t effectu l aide de Poculom tre Eyelink II utilis en vision bioculaire voir paragraphe 3 2 5 6 2 3 Stimulations Deux types de stimulations ont t utilis s une croix et des DOG voir figure 37 La croix sert de cible visuelle pour les expositions st r oscopiques associ es la dissociation accommodation vergence Elle est remplac e par des DOG dans les conditions ayant pour but de cr er un conflit accommodation vergence croissant Les caract ristiques de la croix ont t choisies pour stimuler pr cis ment l accommodation et la fusion La cible tait une croix orthogonale blanche d une luminance de 230 cd m de 10x10 pixels et de deux pixels d paisseur Elle sous tendait
300. passage des DOG de basses fr quences spatiales aux DOG de hautes fr quences spatiales a donc t particuli rement d l t re chez les sujets en difficult Cet effet pourrait tre attribu un comportement sp cifique de ces sujets Oliva et Schyns 1997 ont montr que lorsque le syst me visuel s est habitu utiliser un type d information i e basses fr quences spatiales l ajout d autres informations comme le passage une DOG de plus haute fr quence spatiale peut ne pas changer la strat gie initialement adopt e Ainsi malgr la pr sentation de cibles pauvres en basses fr quences spatiales ces sujets ont pu continuer r aliser la t che visuelle partir des basses fr quences contenues dans l image bien que cette strat gie ne permettait pas un bon suivi des oscillations de la cible Si la diminution du AC A peut tre compr hensible dans le cas d un conflit accommodation vergence on notera cependant que ce d clin est associ une augmentation du CA C contre adaptative La compr hension du m canisme sous jacent ces modifications reste d terminer La diminution du AC A a pour principal int r t en concordance avec la diminution du CA C de minimiser l impact du couplage accommodation vergence Le couplage tant le lieu o la discordance oculomotrice entre les demandes d accommodation et de vergence pose probl me la r duction des gains du couplage permettrait ainsi de limiter le signal d erreu
301. pe puis compar s 3 La projection sur un plan de l image per ue en relief conduit une dissociation accommodatoin vergence pouvant tre coupl e l hyperst r oscopie si l effet de relief recherch le n cessite On sait que m me sans hyperst r oscopie ce type d exposition est source d inconfort et de fatigue visuelle En vision naturelle l adaptation du syst me oculomoteur permet une visualisation soutenue sans fatigue Lors de l exposition un environnement virtuel en relief les modifications oculomotrices ne semblent pas clairement aller dans le sens d une adaptation du syst me oculomoteur La question est donc de savoir s il existe un param tre ou un proc d qui pourrait tre facilitateur ou obstacle la mise en place d un processus adaptatif On sait que l adaptation prismatique est facilit e par l insertion progressive de prismes de faibles pas De plus il est montr que plus la r solution des crans des visiocasques est mauvaise et plus l amplitude de la parallaxe binoculaire est faible moins l observateur se plaint de fatigue visuelle Aussi nous faisons l hypoth se que des cibles de basses fr quences spatiales augmentant la profondeur de champ introduites avec une disparit progressive faciliteraient la mise en place d un processus adaptatif par le syst me oculomoteur vitant les manifestations de fatigue Pour appr hender cette question le paradigme pr post exposition est nouveau util
302. pie Cette hyperst r oscopie est galement utilis e classiquement au cin ma ou dans les jeux vid o pour rendre l effet de relief plus impressionnant comme on peut supposer que cela a t le cas pour la publicit Haribo Bien qu avantageuse la visualisation st r oscopique ou hyperst r oscopique diff re de la vision naturelle et conduit des sympt mes visuels subjectifs qui d passent ceux associ s la simple exposition a une t l vision ou un cran d ordinateur traditionnel dispositifs dits monoscopiques car la perception nest pas modifi e entre l observation monoculaire et binoculaire Shibata 2002 Yano et al 2002 Emoto et al 2004 Emoto et al 2005 Hoffman et al 2008 Shibata et al 2011 La question se pose donc de savoir ce qui diff rencie la vision artificielle st r oscopique de la vision artificielle monoscopique ou de la vision naturelle En vision naturelle la fixation d un objet n cessite que les deux yeux s alignent sur cet objet Ce m canisme est appel vergence L optique des deux yeux doit galement s ajuster pour avoir une vision nette de l objet Ce m canisme est appel accommodation Ainsi accommodation et la vergence s exercent sur un m me plan le plan de l objet voir figure 1 Angle de vergence Jefqo ap ueld Plan d accommodation Plan de vergence Figure 1 Plans d accommodation et de vergence en vision naturelle vue du dessus Il en r s
303. play HMD desktop and projection display systems Displays 29 58 69 Sheard C 1930 Zones of ocular comfort American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 7 9 25 Sheedy J E et Saladin J J 1977 Phoria vergence and fixation disparity in oculomotor problems American Journal of Optometry amp Physiological Optics 54 474 478 Shibata T 2002 Head mounted display Displays 23 57 64 Shibata T Kim J Hoffman D M et Banks M S 2011 The zone of comfort Predicting visual discomfort with stereo displays Journal of Vision 11 1 29 Shirachi D Liu J Lee M Jang J Wong J et Stark L 1978 Accommodation dynamics I Range nonlinearity American Journal of Optometry amp Physiological Optics 55 631 641 Bibliographie 175 Simons K 1981 A comparison of the Frisby Random Dot E TNO and Randot circles stereotests in screening and office use Archives of Ophthalmology 99 446 452 Stutterheim N A 1933 The primary position of the eyes British Journal of Ophthalmology 17 394 401 Stutterheim N A 1934 The divergence of the primary position of the eyes British Journal of Ophthalmology 18 256 260 Sun F Stark L Nguyen A Wong J Lakshminarayanan V et Mueller E 1988 Changes in accommodation with age Static and dynamic American Journal of Optometry amp Physiological Optics 65 492 498 Suryakumar R et Bobier W R
304. play on ocular accommodation Presence 7 278 289 Neveu P Priot A E Plantier J et Roumes C 2010 Short exposure to telestereoscope affects the oculomotor system Ophthalmic and Physiological Optics 30 806 815 Newman J M 2006 Analysis interpretation and prescription for the ametropias and heterophorias in Borish s Clinical Refraction Benjamin W J ed 2nd ed Elsevier Birmingham UK pp 963 1025 Nguyen D Vedamurthy I et Schor C 2008 Cross coupling between accommodation and convergence is optimized for a broad range of directions and distances of gaze Vision Research 48 893 903 North R V et Henson D B 1981 Adaptation to prism induced heterophira in subject with abnormal binocular vision or asthenopia American Journal of Optometry amp Physiological Optics 59 746 752 O connor A R Birch E E Anderson S et Draper H 2010 The functional significance of stereopsis Investigative Ophthalmology amp Visual Science 51 2019 2023 Ogle K N et Martens M D 1957 On the accommodative convergence and the proximal convergence Archives of Ophthalmology 57 702 715 Ogle K N Martens T G et Dyer J A 1967 Ocumomotor Imbalance in Binocular Vision and Fixation Disparity 1st ed Lea and Febiger Philadelphia PA Okada Y Ukai K Wolffsohn J S Gilmartin B lijima A et Bando T 2006 Target spatial frequency determines the response to conflicting
305. plus grande que le sur cartement interoculaire est grand et que l objet est proche Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 53 CH Accommodation D OO NOOA OO Y OO 012 3 4 5 6 7 8 9 10 Convergence AM Droite de demande en vision naturelle Droite de demande au travers d un t l st r oscope x3 Figure 22 Droites de demande en vision naturelle et sous t l st r oscope En vision naturelle ligne continue la relation entre accommodation et vergence est lin aire et de pente 1 Au travers d un t l st r oscope multipliant par trois la demande en vergence ligne en pointill s le coefficient directeur de la droite vaut 1 3 Figure extraite de Neveu et al 2010 Le t l st r oscope se diff rencie des autres dispositifs de restitution du relief dans la mesure ou l accommodation n est pas fixe sur un plan mais reste proche de sa valeur en observation naturelle Le conflit oculomoteur g n r n est donc pas aussi grand que dans le cas de la dissociation accommodation vergence induite par les autres dispositifs de visualisation en relief 2 6 4 Cons quences oculomotrices Dans les dispositifs de visualisation en relief la relation accommodation vergence est loign e de celle ayant cours lors de la vision naturelle voir figure 21 et figure 22 Le couplage syncin sique nest plus en parfaite concordance De nombreuses tudes sugg rent
306. ponse de vergence AM Figure 49 Modification des phories vis vis de la demande en vergence impos e par un t l st r oscope x 3 A la diff rence de I hyper relief l exposition la visualisation st r oscopique cr ant une dissociation accommodation vergence ne conduit qu une adaptation partielle de param tres isol s Lors de l exposition un st r oscope ou tout autre dispositif de visualisation st r oscopique la dissociation entre les demandes en accommodation et en vergence est totale voir figure 50 Cette distinction du t l st r oscope est probablement l origine de l adaptation localis e des param tres oculomoteurs lors de l exposition la dissociation accommodation vergence Elle peut galement tre l origine de la grande d pendance de l adaptation aux caract ristiques de la stimulation En effet les informations la disposition du syst me oculomoteur lors de l exposition la dissociation accommodation vergence tant contradictoires la r ponse des composantes du syst me oculomoteur devient tr s d pendante du contenu fr quentiel de l image st r oscopique et ou de la gamme de disparit explor e Discussion g n rale et perspectives 152 11 io N N 7 7 acc 7 verg e CA C AC A AC A ton ton Qs Cond S 5 7 A 3 S Cond E 5 B X x 4 gees Cond E a 5 Le C Cond 0 D x x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
307. position a t mis en uvre Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 109 La m thodologie ayant t congue et les r sultats collect s au cours d un travail de master il a t choisi de ne pas les d velopper dans ces travaux de th se Bien qu ayant en partie t r alis e au cours d un master 2 professionnel d optom trie cette tude fait partie int grante de la probl matique de th se portant sur l adaptation oculomotrice aux contraintes des dispositifs de visualisation en relief L analyse approfondie des r sultats a d ailleurs t r alis e l issue des travaux de master au cours du doctorat Les informations m thodologiques et les r sultats font l objet du m moire de master 2 ils sont synth tis s et par ailleurs accessibles dans la publication manant de cette tude voir annexe 10 5 2 M thode 5 2 1 Participants Quatorze sujets ont particip l tude neuf hommes et cinq femmes g s de 19 44 ans moyenne d ge 27 5 7 5 ans Tous remplissaient les crit res d inclusions d finis dans le paragraphe 3 6 5 2 2 Proc dure exp rimentale Tous les sujets ont t soumis un examen optom trique avant et apr s une exposition de dix minutes un t l st r oscope multipliant par trois la distance interoculaire moyenne indiqu e par la litt rature 64 mm Hofstetter 1983 Durant l exposition au t l st r oscope il tait demand aux suje
308. proc dure de l examen clinique les mesures n ont t r alis es qu une seule fois Choix m thodologiques 71 3 4 1 2 Phorie La mesure clinique de la phorie a t r alis e en utilisant la m thode de Von Graefe Bien que n ayant pas la meilleure r p tabilit Rainey et al 1998 Escalante et Rosenfield 2006 cette m thode a t choisie car elle est la m thode la plus courante en clinique Il est a noter que la diff rence de mesure d une fois sur l autre et d un manipulateur a l autre avec la m thode de Von Graefe peut atteindre 0 8 8 2 DP Rainey et al 1998 Les tudes utilisant cette m thode sont les plus nombreuses C est de plus sur cette derni re que reposent les normes La phorie tant influenc e par l utilisation des prismes Alpern 1950 rapporte que l valuation des r serves fusionnelles avant la mesure des phories conduit un changement de la valeur de cette derni re L effet serait plus important apr s des prismes bases externes que des prismes bases internes Toutefois l tude de Rosenfield et al 1995 nuance cette observation car la r p tabilit de la mesure ne permet pas de d terminer parfaitement si les modifications constat es sont purement li es un ph nom ne adaptatif ou juste la variabilit de la mesure Pour viter un ventuel ph nom ne adaptatif les mesures de phories ont t r alis es avant toute utilisation de prismes Selon l tude de Morgan 1944c faisant
309. pte Cette composante et sa place dans l interaction accommodation vergence est cependant connue de l quipe de Schor puisqu elle avait t int gr e dans un pr c dent mod le d di la composante proximale Schor et al 1992 pour revue Les composantes du systeme oculomoteur 27 Negative Feedback Loop Target Distance Accommodation Vergence Input Error Dead Delay Phasic Cross Link Funnel Tonic Plant Saturation Blas Out put Space Element Gain Element Element Limit Figure 10 Bloc diagramme du syst me oculomoteur Schor 1999 Le Dead Space symbolise la profondeur de champ et l aire de Panum respectivement pour l accommodation et la vergence Le Delay correspond la latence de la r ponse de chaque composante Le Phasic Element est compos d un int grateur avec fuite du type Kf S Af et d un contr leur proportionnel Kb gain Le Cross link Gain est le gain li au couplage CA pour l accommodation de vergence et AC pour la vergence accommodative Le Tonic Element correspond la composante lente de la r ponse Le Plant correspond l effecteur musculaire les muscles ciliaires pour l accommodation et les muscles extra oculaires pour la vergence Les Bias Rx et Ph repr sentent les composantes toniques du syst me oculomoteur pour le syst me de vergence Ph est la phorie en vision de loin en boucle accommodative ouverte pour le systeme accommod
310. ption de relief n est plus assur e et l int r t de l utilisation d un dispositif de visualisation en relief est ainsi r duit n ant Pour maintenir une vision nette sur l cran pendant que la vergence s exerce en avant ou en arri re de ce dernier il faut que accommodation de vergence et l accommodation proximale soient r duites ou ignor es par le syst me accommodatif Kotulak et Morse 1995 Rushton et Riddell 1999 Il est noter que ce d couplage entre accommodation et vergence n est pas seulement manifeste dans les dispositifs de visualisation st r oscopique puisqu il est particuli rement utilis dans le cadre des traitements orthoptiques pour augmenter la taille de la zone de vision simple et Voir glossaire Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 52 nette Flom 1960a Peli 1995 Il existe toutefois une diff rence entre ces deux pratiques Rushton et Riddell 1999 alors que la discordance peut tre grande dans les dispositifs de visualisation st r oscopique elle est limit e et fonction des capacit s de l observateur lors des s ances d orthoptie L entrainement est de plus r alis pour une accommodation fixe confortable pour le sujet ce qui n est pas n cessairement le cas dans la visualisation st r oscopique 2 6 3 2 Cas particulier du t l st r oscope Alors que la visualisation st r oscopique cr une dissociation entre les composantes d accommodation et
311. quelettiques Daum et McCormack 2006 1 2 3 2 R sum 1 2 4 R ponse tonique 1 2 4 1 G n ralit s La composante tonique refl te l innervation minimale des muscles extra oculaires pour la vergence et des muscles ciliaires pour accommodation Elle permet de passer de la position de repos anatomique la position de repos dite physiologique Toates 1974 Howard 2002 Ciuffreda 2006 On estime que seule la composante tonique est manifeste lorsque tous les stimulus de la vergence sont minimis s c est le cas lorsque le syst me oculomoteur est en boucle ouverte Rosenfield et al 1993 Rosenfield 1997a Il est difficile voire impossible de r ellement mettre le syst me accommodatif ou de vergence en boucle ouverte ce notamment cause de la composante proximale La r ponse tonique est donc approxim e par divers moyens Dans le cadre de ce m moire ces approximations permettant de n acc der que partiellement la vergence tonique et a accommodation tonique sont refl t es par la mise entre guillemets de la composante tonique Dans les conditions de boucle ouverte l accommodation comme la vergence se caract risent par une position interm diaire g n ralement situ e quelque part entre les points extr mes de leur plage de r ponse respective Ebenholtz et Citek 1995 Les positions toniques de l accommodation et de la vergence ne sont pas corr l es Owens 1986 Selon Owens et Liebowitz 1980 la posi
312. r test Post test Changement Mesures Moy ES Moy ES Moy ES t ouz p Pcorr AC A calcul 0 84 0 07 0 95 0 05 0 11 0 04 2 80 0 0075 0 0200 AM D Gradient AC A 0 37 0 07 0 67 0 11 0 29 0 12 2 21 0 0246 0 0328 1 00 AM D Vision de pr s Acuit 2 23 47 14 7 84 67 5 15 78 20 36 9 51 0 013 0 0208 stereoscopic 2 Phoria VP AM 0 48 0 19 0 33 0 17 0 81 0 10 8 03 lt 0001 lt 0016 Bris BI AM 302 0 19 2 53 0 30 0 49 0 16 2 99 0 0052 0 0166 Flou BI AM 1 86 0 19 1 47 0 22 0 39 0 22 1 76 0 0507 0 0579 Recouvrement BI 1 86 0 17 1 22 0 25 0 64 0 19 3 46 0 0021 0 0084 AM Bris BE AM 2 38 0 32 3 28 0 33 0 90 0 42 2 12 0 0268 0 0330 Flou BE AM 1 84 0 22 2 79 0 36 0 94 0 34 2 74 0 0084 0 0192 Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 111 Recouvrement BE AM 1 23 0 17 2 05 0 34 0 82 037 2 21 0 0230 0 0335 Vision de loin Phoria VL AM 0 07 0 05 0 45 0 07 0 52 0 08 6 26 lt 0001 lt 0016 Bris BI AM 1 53 0 13 1 27 0 07 0 25 0 10 2 55 0 0122 0 0217 Recouvrement BI 0 48 0 07 0 20 0 09 0 28 0 07 4 31 0 0004 0 0021 AM Bris BE AM 2 76 0 33 2 85 0 30 0 09 0 26 0 35 0 3660 0 3660 Flou BE AM 1 72 0 33 1 95 0 19 0 23 0 29 0 78 0 2236 0 2385 Recouvrement BE 1 15 0 20 1 46 0 21 0 31 0 12 2 64 0 0102 0 0204 AM Tableau 5 Moyenne et erreur standard des mesures optom triques avant et apr
313. r C M Johnson C A et Post R B 1984b Adaptation of tonic accommodation Ophthalmic and Physiological Optics 4 133 137 Schor C M 1985 Models of mutual interactions between accommodation and convergence American Journal of Optometry amp Physiological Optics 62 369 374 Schor C M 1986 Adaptive regulation of accommodative vergence and vergence accommodation American Journal of Optometry amp Physiological Optics 63 587 609 Schor C M et Kotulak J C 1986 Dynamic interactions between accommodation and convergence are velocity sensitive Vision Research 26 927 942 Bibliographie 174 Schor C M 1992 A dynamic model of cross coupling between accommodation and convergence Simulations of step and frequency responses Optometry and Vision Science 69 258 269 Schor C M Alexander J Cormack L et Stevenson S 1992 Negative feedback control model of proximal convergence and accommodation Ophthalmic and Physiological Optics 12 307 318 Schor C M Lott L A Pope D et Graham A D 1999 Saccades reduce latency and increase velocity of ocular accommodation Vision Research 39 3769 3795 Schor C M et Bharadwaj S R 2005 A pulse step model of accommodation dynamics in the aging eye Vision Research 45 1237 1254 Schor C M et Bharadwaj S R 2006 Pulse step models of control strategies for dynamic ocular accommodation and disaccommodation Vision Research 46 242
314. r f rence pour les cliniciens la valeur attendue est de 1 1 DP d exophorie pour la phorie de loin et de 3 3 DP d exophorie pour la phorie de pr s Selon Ciuffreda et Kenyon 1983 du fait d une certaine variabilit de la r ponse accommodative dans le temps les valeurs de la phorie de pr s sont moins stables que celles de la phorie de loin 3 4 1 3 AC A La vergence induite par unit d accommodation ratio AC A est valu e en utilisant la technique de la phorie Ainsi l instabilit inh rente cette derni re cit e ci dessus impacte n cessairement les valeurs de AC A Escalante et Rosenfield 2006 Il est d fini plusieurs rapports AC A le rapport de r ponse le rapport de stimulation le calcul et le gradient 1 00 1 00 2 00 ou 2 00 Le ratio AC A de stimulation est le plus utilis en pratique clinique Sa d termination tient uniquement compte de la r ponse de vergence par unit de stimulation accommodative Or on sait que la r ponse accommodative n est pas gale au stimulus accommodatif voir la figure 7 montrant la relation entre le stimulus accommodatif et la r ponse accommodative Ce AC A rend donc compte de la vergence induite par un stimulus accommodatif et non r ellement de la vergence induite par la r ponse accommodative un stimulus Pour rendre compte de cette derni re il faut consid rer le AC A de r ponse Pour un stimulus en de de 1 m la r ponse tant inf rieure au stimulus il est
315. r le essentiel dans la mesure clinique Hofstetter 1942 Ogle et Martens 1957 Ciuffreda et Kenyon 1983 Morgan 1983 Scheiman et Wick 2002 alors que son impact est limit dans le cas de la mesure de laboratoire Ainsi la vergence accommodative valu e via la m thode clinique doit tre plus grande que lors de la mesure de laboratoire Ce qui de fait implique un AC A calcul plus grand que le AC A stimulus de laboratoire 4 4 4 7 Concordance du AC A gradient et du AC A stimulus de laboratoire Les AC A gradient et AC A stimulus de laboratoire sont significativement diff rents Le AC A gradient est inf rieur au AC A stimulus de laboratoire Pour les deux AC A la composante proximale est inhib e Pour le AC A gradient la distance de stimulation restant constante il peut donc tre suppos que la composante proximale est identique tout au long de la mesure et n affecte donc pas le ratio Pour le AC A de stimulus de laboratoire le Badal permet de maintenir constante la taille angulaire de la cible quelle que soit sa position il peut donc tre suppos que seule une r ponse instrumentale puisse tre mise en jeu Or cette r ponse est suppos e constante le contexte instrumental restant identique tout au long du test Cette composante accommodative ne devrait pas influencer le AC A stimulus de laboratoire Une diff rence entre les deux m thodes est la gamme d accommodation partir de laquelle le ratio est d termin L
316. r pertori es ci dessous montrent qu il est n cessaire de r aliser des tudes compl mentaires afin de discriminer plus finement l impact du contenu fr quentiel de l image sur les m canismes oculomoteurs et d terminer comment ce param tre peut tre int gr dans les mod les de simulation du syst me oculomoteur Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 150 6 5 Conclusion L enjeu de cette tude tait de d terminer si un conflit accommodation vergence croissant permettait d am liorer la tol rance du systeme oculomoteur a la dissociation accommodation vergence ayant cours dans les dispositifs de visualisation en relief et de d terminer les facteurs influen ant l adaptation oculomotrice dans ce contexte Les r sultats obtenus indiquent que l utilisation d un conflit croissant permet de limiter les plaintes subjectives sauf pour la condition ne contr lant que le niveau de disparit pour laquelle le niveau de plainte est rest quivalent celui associ une visualisation st r oscopique de dix minutes Le suivi oculaire pour notre t che visuelle de r f rence n est pas am lior par l utilisation d un conflit croissant bien que ce soit durant les phases de conflit croissant que le suivi oculaire est le plus performant Le protocole optimal pour maintenir un bon niveau de suivi oculaire apr s le conflit croissant reste donc d finir
317. r quences spatiales soit ferm e en cas de hautes fr quences spatiales De plus dans ces mod les le contenu fr quentiel de l image n est pas mentionn comme tant un param tre impactant la composante de vergence Or il semble que le contenu fr quentiel retentisse de diverses mani res sur la composante accommodative et la composante de vergence Les basses fr quences spatiales permettent de stimuler la vergence phasique sur une gamme de disparit plus grande que les hautes fr quences spatiales Schor et al 1984a Roumes ei al 1997 La r ponse phasique de la vergence pouvant tre importante le d clin du gain de Paccommodation de vergence est primordial pour ne pas faire varier l accommodation de mani re importante par rapport au plan de l cran Les basses fr quences spatiales ne stimulent pas la composante accommodative phasique La r ponse accommodative r sulte alors uniquement de la r ponse en vergence dans ces conditions La vergence accommodative n est aliment e que par accommodation de vergence r duite par l interm diaire des boucles de r tro action BFS Figure 47 Mod le simplifi du syst me oculomoteur r ponse oculomotrice aux basses fr quences spatiales BFS est l abr viation de basse fr quence spatiale Les chemins en rouges correspondent aux modifications adaptatives L paisseur des chemins est corr l e l amplitude de la r ponse oculomotrice EM amplitude de base
318. r chacun des deux crans n tait pas sinusoidal pas plus que la variation de la disparit binoculaire Ainsi les disparit s binoculaires variaient suivant l quation IPD asin at 2 arctan Le asin at o IPD est l cart inter pupillaire de l observateur a Le d placement de la cible dans l espace virtuel sur les crans et la disparit binoculaire induite sont pr sent s dans l annexe 7 Pd ss L A lk lt 2 15 Kei o E E ja Q O S 0 5 DDD en vision naturelle o EEE ____ _____ _ DDD sous st r oscope i Limite de la ZVBSN Limite de la zone de confort ss 2 1 0 1 2 25 3 4 5 6 Vergence AM Figure 39 Droites de demande au regard de la zone de vision binoculaire simple et nette st r oscope DDD repr sente les droites de demande et ZVBSN la zone de vision binoculaire simple et nette d un sujet moyen Sous st r oscope la droite de demande est horizontale Elle reste comprise dans la zone de vision binoculaire simple et nette dans les conditions exp rimentales Bien que Schor mentionne que le couplage ne serait stimul que pour une fr quence temporelle sup rieure 0 5 Hz Schor 1986 l quipe de Mon Williams 1998 2000 2002 a mis en vidence des modifications du couplage d s 0 3 Hz La fr quence temporelle la plus basse possible a t retenue pour la pr sente tude 0 3 Hz de sorte que la vitesse d
319. r inh rent la dissociation accommodation vergence En dehors du comportement observ pour la condition A les conditions B et D ne font pas tat de modifications notables tandis que la condition C tend vers une augmentation du AC A Cette augmentation du ratio AC A va l encontre de la diminution du signal d erreur mis en avant pr c demment Toutefois l augmentation du gain de vergence accommodative permet pour un stimulus accommodatif associ au plan d affichage a 1 5 AM et donc dans notre cas en avant des positions toniques d augmenter la r ponse en vergence pour l approcher vers la gamme de disparit explor e De plus cela permet d exploiter la profondeur de champ en utilisant les faibles variations accommodatives autour du plan d affichage des stimulations avec un facteur d amplification par l interm diaire de l accommodation de vergence pour alimenter la r ponse de vergence Ainsi la condition C a conduit une augmentation du AC A mais galement un d clin du Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 144 CA C Il en r sulte une relation inverse entre les deux ratios Ce type de relation est connu de la litt rature qui mentionne qu un AC A anormalement fort est g n ralement accompagn d un CA C anormalement faible Schor et Horner 1989 Schor 1992 Rosenfield 1997a Fukushima et al 2009 6 4 2 2 Mo
320. r les points de Wirt Dans chacun des rectangles il y a trois cercles Pouvez m indiquer si l un des cercles sort du test Si oui lequel droit gauche centre Arr ter le test lorsque le sujet a fait deux erreurs successives Lag par la Nott skiascopie Equipements n cessaires Un r fracteur Une ligne verticale de lettres de 8 10 de haut contraste et bien clair es Un skiascope en fente divergente Configuration 1 Placer le sujet confortablement derri re le r fracteur R gler ou v rifier le r glage du r fracteur 2 Pr senter la ligne de lettre dans le plan sagittal du sujet 0 4 m Proc dure 1 Demander au sujet d ouvrir les deux yeux et de lire les lettres voix basse en les maintenant simples et nettes 2 Phras ologie Je vais envoyer un petit faisceau de lumi re dans vos yeux Pendant ce temps vous allez lire voix basse les lettres de la cible en cherchant les garder simple et nettes Je vais me d placer m loigner ou m avancer quelque peu de vous ne vous pr occupez pas de moi et concentrez vous sur la lecture des lettres 3 Balayer la pupille droite avec le skiascope et observer le mouvement du faisceau lumineux refl t sur la r tine Si le mouvement va dans le m me sens que celui dans lequel le la fente du skiascope a t d plac e il s agit d un lag l examinateur s loigne du sujet jusqu au point neutre point o aucun mouvement n est observ Si le mo
321. r permettre l il une focalisation et un alignement pr cis sur l objet regard L analyse de chaque composante est d compos e en trois parties la premi re reposant sur l analyse g n rale de la r ponse et les deux suivantes sur les sp cificit s de la r ponse en fonction du syst me oculomoteur en jeu vergence ou accommodation Les diff rentes composantes sont d crites dans diverses unit s optom triques n appartenant pas au syst me international Ces derni res sont d crites et expliqu es en Erreur Source du renvoi introuvable 1 2 1 R ponse r flexe 1 2 1 1 G n ralit s La r ponse r flexe r f re au m canisme permettant de r pondre des stimulations r tiniennes de type flou ou disparit r tinienne Le terme de vergence fusionnelle est galement employ pour d crire la composante r flexe de la vergence 1 2 1 2 Vergence fusionnelle initi e par la disparit r tinienne La vergence fusionnelle est une vergence majeure car elle est l origine de la binocularit La compr hension de la vergence fusionnelle n cessite quelques pr requis autour des notions de points correspondants de disparit s r tiniennes et d aires de Panum En vision binoculaire a tout point de la r tine de l oeil droit il existe si l on superpose les r tines en faisant coincider les fov as un point sur la r tine de l il gauche qui lui correspond on parle de points correspondants Hering 1942 H
322. ra seulement que le coefficient de r p tabilit obtenu dans notre tude est en de de celui observ dans l tude de Antona et al 2009 valu 1 00 D 4 4 3 2 R p tabilit des accommodations toniques L accommodation tonique clinique trois fois moins bonne que celle de accommodation tonique de laboratoire L cart type de la mesure est galement tr s important au vu de la grandeur mesur e Pourtant comme pour l accommodation tonique de laboratoire elle est valu e avec un optom tre offrant une mesure objective avec une r solution de 0 01 D Les valeurs moyennes observ es via la m thode clinique restent cependant comparables celles retrouv es dans la litt rature o l accommodation tonique est estim e entre 1 et 1 5 D Toates 1972 Schor et al 1984b La faible r p tabilit du test pourrait tre imput e la stimulation utilis e pour la mesure La cible utilis e tait une DOG verticale de 0 2 cpd pr sent e sur un carton de 15x10 cm plac 40 cm du sujet Il s agissait du m me type de cible que celle utilis e dans l tude de Tsuetaki et Schor 1987 puis reprise par Rosenfield 1989 Wick 1991a puis Brautaset et Jennings 2006 II s agit d ailleurs d une cible commercialis e par les distributeurs en mat riel d optom trie De plus l utilisation d une cible de basse fr quence est d ores et d j reconnue pour ne pas stimuler le reflexe accommodatif Cha
323. rapy Elsevier Health Sciences Boston MA Helmholtz H 1925 The perceptions of vision In Treatise on Physiological Optics ed and transl by J P C Southall Optical Society of America Rochester NY Hofstetter H W 1942 The proximal factor in accommoda tion and convergence Am J Optom Arch Am Acad Optom 19 67 76 Hofstetter H W 1945 The zone of clear single binocular vision Part I Am J Optom 22 301 333 Hofstetter H W 1983 Graphical analysis In Vergence Eye Movements Basic and Clinical Aspects eds C M Schor and K J Ciuffreda Hardcover Boston MA pp 439 464 Howard I 2002 Seeing in Depth 1 Porteous Toronto Hung G K 1992 Adaptation model of accommodation and vergence Ophthalmic Physiol Opt 12 319 326 Hung G K 1998 Dynamic model of the vergence eye movement system simulations using MATLAB SIMU LINK Comput Methods Programs Biomed 55 59 68 Hung G K and Semmlow J L 1980 Static behavior of accommodation and vergence computer simulation of an interactive dual feedback system JEEE Trans Biomed Eng 27 439 447 Hung G K Semmlow J L and Ciuffreda K J 1984 The near response modeling instrumentation and clinical applications IEEE Trans Biomed Eng 31 910 919 Hung G K Semmlow J L and Ciuffreda K J 1986 A dual mode dynamic model of the vergence eye movement system JEEE Trans Biomed Eng 33 1021 1028 Jones R and Stephen
324. re de Maddox devant un il conduit une dissociation de la vision binoculaire Le sujet est alors dit en vision bi oculaire Trou st nop ique Il s agit d un trou de faible dimension servant de pupille artificielle Visualisation en hyper relief Vision artificielle avec un relief accru Seul il qui engendre un conflit partiel entre les composantes d accommodation et de vergence accommodation quasiment inchang e par rapport a la vision naturelle et vergence multipli e par un facteur donn pour la vergence Visualisation en relief Vision artificielle en relief Terme g n rique regroupant la visualisation st r oscopique la visualisation hyperst r oscopique et la visualisation en hyper relief Visualisation hyperst r oscopique Vision st r oscopique artificielle combin e a un relief accru Visualisation st r oscopique Vision st r oscopique artificielle Elle permet la visualisation en relief d une sc ne projet e sur un plan d affichage et engendre une dissociation accommodation vergence accommodation fixe sur un plan d affichage et vergence variable sur l objet virtuel Annexes Annexes Annexe 1 Annexe 2 Annexe 3 Annexe 4 Annexe 5 Annexe 6 Annexe 7 Annexe 8 Annexe 9 Annexe 10 Annexe 11 180 Unit s optom triques nnnnnnnnnnnnno 181 Champ visuel sous t l st r oscope
325. re que vous pourrez d chiffrer II vous est demand d tre concentr et d viter de cligner lors du passage d une cible l autre Vous pourrez cligner au milieu de la pr sentation de la cible c est dire deux ou trois secondes apr s son apparition 3 5 Choix du traitement des donn es 3 5 1 Tests cliniques La vergence a t mesur e en dioptrie prismatique Pour prendre en compte l influence de la distance interoculaire de chaque individu dans les r sultats les valeurs ont t converties en angle m tre voir l quation de conversion en Erreur Source du renvoi introuvable 3 5 2 Tests de laboratoire Les tests de laboratoire ont n cessit un traitement sp cifique L haploscope et le PowerRef taient synchronis s de mani re a mettre en concordance les donn es du PR Il avec les stimulations dispens es par l haploscope et les r ponses du sujet 3 5 2 1 Vergence L haploscope donnait directement acc s a la mesure de la vergence Elle tait initialement exprim e en degr puis convertie en angle m tre au m me titre que les tests cliniques voir l quation de conversion en Erreur Source du renvoi introuvable Choix m thodologiques 83 La valeur de la vergence prise en compte tait celle correspondant a la position du bras de vergence lors du clic de r ponse du sujet 3 5 2 2 Accommodation L accommodation tant mesur e en continu par le PowerRef et celui ci ne mesurant que
326. relief Durant l tude r alis e sur le st r oscope il n avait pas t tabli d hypoth ses a priori sur les r serves fusionnelles En effet tant donn que la litt rature ne faisait pas tat d une adaptation potentielle des r serves fusionnelles que la gamme de disparit tait comprise dans la zone de fusion d un sujet moyen et que la contrainte s exercait en divergence comme en convergence l observation d une adaptation globale r sultant d une variation des r serves fusionnelles vers la convergence ou vers la divergence n tait pas attendue ll avait donc t choisi de limiter la dur e des mesures post exposition en ne mesurant pas les r serves fusionnelles Toutefois l tude de Lambooij et al 2009a montre que chez les sujets les plus susceptibles de manifester de la fatigue oculaire param tres oculomoteurs hors normes l exposition une visualisation st r oscopique conduit une augmentation des r serves fusionnelles Dans cette tude cette volution des r serves fusionnelles n est pas interpr t e comme une adaptation du syst me oculomoteur mais comme un signe objectif permettant de discriminer les sujets susceptibles de manifester de la fatigue oculaire lors d une visualisation st r oscopique Cependant ce type d volution pourrait tout a fait tre la manifestation d une adaptation oculomotrice puisque l augmentation de l tendue des r serves fusionnelles est connue pour permettre la r
327. rgence Ainsi la r ponse transitoire est mise en jeu pour des stimulations ayant une vitesse gt 3 D s tandis que la composante lente l est pour des stimulations ayant une vitesse lt 0 5 D s Hung et Ciuffreda 1988 La petite erreur maintenue l issue de la r ponse r flexe est appel e avance ou retard accommodatif selon que la r ponse est respectivement sup rieure ou inf rieure la demande voir le paragraphe 1 3 2 consacr l amplitude de la r ponse accommodative 1 2 1 4 R sum 1 2 2 Lien crois ou couplage 1 2 2 1 G n ralit s L accommodation et la vergence sont deux grandes composantes du syst me oculomoteur Elles sont li es par un lien neurologique qui permet une optimisation et une interaction dynamique des deux composantes Cette interaction est voqu e en termes de lien crois entre accommodation et vergence ou de couplage accommodation vergence Par ce lien la mise en place d une r ponse accommodative conduit simultan ment une r ponse de vergence Cette r ponse est appel e vergence accommodative et peut tre repr sent e par un ratio dit AC A AC pour accommodative convergence dont la traduction fran aise est la Les composantes du syst me oculomoteur 15 convergence accommodative et pour accommodation Ce ratio quantifie la quantit de vergence induite par unit d accommodation ll est estim en moyenne 0 63 AM D Morgan 1944c De la m me mani r
328. rgence Figure 3b because of the larger adaptation of vergence at near distance Although this is not significant p 0 2 we can assume that a longer exposure duration would have revealed this effect as observed for phoria Sheard s and Percival s comfort criteria provide an additional ap proach to these results Sheard 1930 Hofstetter 1945 Newman 2006 These calculated criteria define the range of vergence preventing visual discomfort and the potential additional prism necessary to keep within this usable range Such prism would balance fusional vergence reserves in relation to the observer s phoria Sheard or the vergence demand Percival The partic ipants require base out prisms at near vision after stimulation by the telestereoscope from 0 to 0 41 MA and 0 to 0 70 MA respectively for Sheard s and Perci val s criteria whereas base in prisms are suggested before from 0 55 to 0 21 MA and 0 65 to 0 22 MA respectively for Sheard s and Percival s criteria This type of prism BO is recommended for esophoric subjects thus comfort criteria support the overall results Binocular oculomotor deficiencies are manifest symp tomatically as asthenopia and headache Sheedy and Saladin 1977 The complaints reported following exposure to the telestereoscope refer to asthenopia 2010 IRBA which can be ascribed to a binocular disorder Schor and Narayan 1982 Studies on virtual reality which crea
329. rgence Investigative Ophthalmology amp Visual Science 32 2985 2991 Rosenfield M Ciuffreda K J Hung G K et Gilmartin B 1993 Tonic accommodation A review Basic aspects Ophthalmic and Physiological Optics 13 266 284 Rosenfield M Ciuffreda K J Hung G K et Gilmartin B 1994 Tonic accommodation A review Il Accommodative adaptation and clinical aspects Ophthalmic and Physiological Optics 14 265 277 Rosenfield M Ciuffreda K J Ong E et Super S 1995 Vergence adaptation and the order of Clinical vergence range testing Optometry and Vision Science 72 219 223 Rosenfield M Portello J K Blustein G H et Jang C 1996 Comparison of clinical techniques to assess the near accommodative response Optometry and Vision Science 73 382 388 Rosenfield M 1997a Tonic vergence and vergence adaptation Optometry and Vision Science 74 303 328 Rosenfield M 1997b Prism adaptation Relevance in clinical practice Journal of Optometric Vision Development 28 68 75 Rosenfield M Rappon J M et Carrel M F 2000 Vergence adaptation and the clinical AC A ratio Ophthalmic and Physiological Optics 20 207 211 Rosenfield M 2006 Refractive status of the eye in Borish s Clinical Refraction Benjamin W J ed 2nd ed Elsevier Birmingham UK pp 3 34 Roumes C 1995 Contenu fr quenctiel de l image et vision binoculaire Etude psychophysique chez l homme T
330. rgence latency in children with vertigo Journal of Neurology 251 204 213 Bullimore M et Gilmartin B 1987 Tonic accommodation cognitive demand and ciliary muscle innervation American Journal of Optometry amp Physiological Optics 64 45 50 Busettini C Fitzgibbon E J et Miles F A 2001 Short latency disparity vergence in humans Journal of Neurophysiology 85 1129 1152 Campbell F 1954 The minimum quantity of light required to elicit the accommodation reflex in man The Journal of Physiology 123 357 366 Campbell F Robson J et Westheimer G 1959 Fluctuations of accommodation under steady viewing conditions The Journal of Physiology 145 579 594 Campbell F 1960 Correlation of accommodation between the two eyes Journal of the Optical Society of America 50 738 738 Campbell F et Robson J 1968 Application of Fourier analysis to the visibility of gratings The Journal of Physiology 197 551 566 Campbell F W et Westheimer G 1960 Dynamics of accommodation responses of the human eye The Journal of Physiology 151 285 295 Carter D B 1965 Fixation disparity and heterophoria following prolonged wearing of primes American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 42 141 152 Charman W et Tucker J 1977 Dependence of accommodation response on the spatial frequency spectrum of the observed object Vision Research 17 129 139 Bibliograp
331. rgence to fusionnal and accommodative convergence American Journal of Optometry amp Archives of American Academy of Optometry 28 300 308 Hofstetter H W 1983 Graphical analysis in Vergence Eye Movements Basic and Clinical Aspects Schor C M amp Ciuffreda K J ed 1st ed Butterworths Boston MA pp 439 464 Howard 2002 Seeing in Depth vol 1 Basic Mechanisms 1st ed Porteous Toronto CA Howarth P A 2011 Potential hazards of viewing 3 D stereoscopic television cinema and computer games A review Ophthalmic and Physiological Optics 31 111 122 Hung G K et Semmlow J L 1980 Static behavior of accommodation and vergence Computer simulation of an interactive dual feedback system JEEE Transactions on Biomedical Engineering 27 439 447 Hung G K Semmlow J L et Ciuffreda K J 1982 Accommodative oscillation can enhance average accommodative response A simulation study IEEE Transactions on Systems Man and Cybernetics 12 594 598 Hung G K Semmlow J L et Ciuffreda K J 1984 The near response Modeling instrumentation and clinical applications IEEE Transactions on Biomedical Engineering 31 910 919 Hung G K Semmlow J L et Ciuffreda K J 1986 A dual mode dynamic model of the vergence eye movement system IEEE Transactions on Biomedical Engineering 33 1021 1028 Hung G K et Ciuffreda K J 1988 Dual mode behaviour in the human accommodation
332. rman et Tucker 1977 Ainsi les conditions dans lesquelles a t utilis e la cible pourraient tre l origine des variations importantes de la r ponse tonique Bien que le sujet ait t plac dans les m mes conditions d un jour l autre il est envisageable que les conditions photopiques permettant la perception des bords de la cible puissent induire une r ponse accommodative Dans l tude de Tsuetaki et Schor 1987 la luminance tait de 15 cd m elle tait de 50 cd m dans l tude de Rosenfield 1989 les autres tudes ne la pr cisent pas ou mentionnent seulement que la mesure tait r alis e dans un clairage r duit sans indiquer son niveau Wick et Currie 1991a Brautaset et Jennings 2006 Cette hypoth se de conditions photopiques l origine d une stimulation proximale pouvant interf rer avec la mesure accommodative a t mise en avant par le pass dans l tude de Rosenfield 1989 qui n avait pas pu mettre en vidence de corr lation entre l accommodation mesur e dans le noir et l accommodation mesur e pendant l exposition une DOG Toutefois cette hypoth se n cessite une investigation plus pouss e pour r ellement Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 100 discriminer les limites d utilisation d une telle cible 4 4 3 3 R p tabilit des CA C Le CA C clinique utilisant galement les propri t s de la cible d accommodation tonique pr sente
333. rner pr cis ment les informations fournies par chacun des tests r alis s Les tudes ne justifient g n ralement pas les raisons pour lesquelles un type de m thode ou un type de test a t choisi plut t qu un autre Le choix appara t essentiellement d termin par les moyens et les comp tences d tenus par les auteurs Dans la litt rature quelques tudes comparent les deux types de m thodes C est notamment le cas dans les tudes portant sur la validation de tests cliniques o la technique de laboratoire est g n ralement utilis e comme r f rence Ainsi la proc dure du CA C clinique a d j t compar e celle du CA C de laboratoire Tsuetaki et Schor 1987 Wick et Currie 1991a De m me l utilisation d une DOG de basse fr quence spatiale pour la mise en boucle ouverte du syst me accommodatif a t compar e une vue Maxwellienne Tsuetaki et Schor 1987 En dehors de ces quelques tudes marginales la comparaison des deux m thodes est rarement explor e Il existe quelques tudes ayant compar plusieurs tests d une m me m thode Toutefois il n a jamais t r alis d tude globale permettant de comparer les deux m thodes et les diff rents tests chaque tude ne donnant g n ralement acc s qu une seule comparaison Aussi le lien pouvant exister entre les r sultats obtenus par chacune des deux m thodes ou par les diff rents tests n est pas clairement identifi L objet de cette
334. s G L 1989 Horizontal fusional amplitudes Evidence for disparity tuning Invest Ophthal mol Vis Sci 30 1638 1642 Judge S J 1991 Vergence In Vision and Visual Dysfunction ed R Carpenter Macmillan London pp 157 172 Judge S J and Miles F A 1985 Changes in the coupling between accommodation and vergence eye movements induced in human subjects by altering the effective interoc ular separation Perception 14 617 629 Lambooij M T M Ijsselsteijn W A and Heynderickx I 2007 Visual discomfort in stereoscopic displays a review In Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XIV SPIE San Jose CA Lambooij M Fortuin M Ijsselsteijn W A and Heynder ickx I 2009 Measuring visual discomfort associated with 3D displays In Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XX 7237 SPIE San Jose CA Miles F A 1985 Adaptive regulation in the vergence and accommodation control systems Rev Oculomot Res 1 81 94 2010 IRBA Annexes 203 Oculomotor effects of telestereoscope P Neveu et al 815 Miles F A and Judge S J 1982 Optically induced changes in the neural coupling between vergence eye mouvements and accommodation in human subjects In Functional Basis of Ocular Motility Disorders eds G Lennerstrand D S Zee and E L Keller Pergamon Press Oxford pp 93 96 Miles F A Judge S J and Optican L M 1987 Optically induced changes in the
335. s es a t limit e a une gamme inf rieure a celles utilis es dans la litt rature pour faciliter la r alisation de la tache visuelle En effet la tache tait mentionn e dans ces tudes comme difficile a r aliser au cours des dix premi res minutes d exposition La mise en place d un processus adaptatif tant d pendante de la fusion de la cible Sethi et North 1987 Rosenfield 1997a et ce param tre constituant l une des cl s de l tude il a t privil gi une t che visuelle moins difficile fusionner De plus les capacit s Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 120 de fusion en divergence tant plus limit es que celles en convergence Morgan 1944c il a t choisi de limiter la demande principalement en divergence La facilitation de la fusion par restriction de la gamme de disparit avait galement pour but de limiter la dur e d exposition Ceci est obtenu en consid rant une variation de la disparit r tinienne correspondant a une trajectoire en profondeur dans le plan sagittal m dian de type sinuso dale au lieu d une variation sinusoidale de la disparit On sait de plus qu une dur e d exposition courte pouvant tre limit e a dix minutes dans certaines tudes Mon Williams et a 1993 Mon Williams et Wann 1998 Neveu et al 2010 suffit mettre en vidence des modifications oculomotrices adap
336. s plus courte qu une stimulation de 4 D D autre part plus les conditions s approchent de la mise en boucle ouverte du systeme accommodatif baisse du contraste baisse de la luminosit etc plus la constante de temps est allong e pouvant atteindre jusqu a 10 s en boucle ouverte Ciuffreda 1991 Il est noter qu un traitement orthoptique peut permettre d am liorer la latence ainsi que la constante de temps accommodatives Bobier et Sivak 1983 Cooper et al 1987 2 3 3 R sum Valeur moyenne E Influenc e par Valeur moyenne Influencee par 100 200 ms Pr dictibilit 290 450 ms Pr dictibilit Latence Age Age VA 175 240 ms AV 260 290 ms Conv Div Drogue alcool E Amplitude E 5 Age Conv Div i Vitesse 26 18 s D 5 D s Amplitude stim R p tition Fatigue _ Saccade Age Transfert VL VP VP VL Constante 180 ms en conv 250 ms pour un A 9 Amplitude stim de temps 250 msendiv pas de 2D E E _ pour transfert VL VP Boucle e ouverte ferm e Tableau 2 R sum sur la dynamique de la r ponse oculomotrice Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 39 2 4 L Adaptation de la r ponse oculomotrice et sa mod lisation Les conditions d emploi peuvent conduire la mise en place d un processus adaptatif par le syst me oculomoteur L adaptabilit est sans doute l une des caract ristiques l
337. s approches utilisent les m mes principes de base pour valuer les param tres oculomoteurs elles se distinguent sur plusieurs points L approche clinique utilise une routine d examen permettant d valuer rapidement les param tres oculomoteurs Cette m thode est plus cologique que l approche de laboratoire Toutefois la fiabilit et la r p tabilit de ce type de mesure ne sont pas toujours optimales et sont d pendantes du test choisi Les quipements de laboratoire permettent quant eux une mesure ind pendante de l exp rimentateur et un meilleur contr le des stimulations Les m thodes de laboratoire utilisent usuellement des dispositifs de mesure objectifs et des stimulations rigoureusement contr l es Elles sont g n ralement prises en r f rence Partant de ces distinctions la question s est donc pos e de savoir s il pouvait tre appr hend de la m me mani re des mesures r alis es suivant une m thode clinique et d autres suivant une m thode de laboratoire Il existe au sein d une m me m thode une palette de tests permettant d valuer chaque param tre oculomoteur C est le cas par exemple pour la mesure clinique qui distingue le AC A calcul et le AC A gradient Alors que les deux tests permettent d valuer la vergence accommodative par unit d accommodation chacun deux de par sa proc dure ne donne pas acc s exactement aux m mes informations oculomotrices II convient donc galement de ce
338. s exposition au t l st r oscope L ordre dans lequel sont pr sent s les tests dans le tableau n est pas repr sentatif de l ordre dans lequel ils ont t effectu s Pcor correspond la probabilit corrig e via la m thode de Benjamini Les ast risques noirs mettent en vidence les param tres pour lesquels la diff rence pr post est significative sans l application de la correction Les ast risques rouges mettent en vidence les param tres pour lesquels la diff rence pr post est significative apr s correction de Benjamini Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es I hyper relief 112 Phories a SE E 3 2 e phorie pr test z L phorie post test 8 ligne des phories pr test o 1 ligne des phories post test o 5 5 05 E o 0 0 5 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 R ponse de vergence AM R serves fusionnelles b N bris pr test bris post test flou pr test flou post test ZVBSN pr test ZVBSN post test Stimulus accommodatif D 2 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 R ponse de vergence AM Recouvrements c T T T T T gt recouvrement BI pr test p gt recouvrement BI post test lt recouvrement BE pr test lt q recouvrement BE post test Stimulus accommodatif D a 1 2 3 4 5 6 7 R ponse de vergence AM Figure 36 Analyse graphique de la relation accommodation vergence avant et apr s exposition a l hyper relief Les
339. s gains du couplage taient consid r s comme non modifiables Toutefois le processus d adaptation est encore mal connu Ainsi on ignore l impact de la dur e d exposition et du sur cartement utilis sur le post effet le temps de d clin du post effet le m canisme permettant la mise en place de l adaptation du couplage etc 2 4 1 4 Mod lisation de l adaptation Les mod les voqu s pr c demment dans le paragraphe 1 4 peuvent tre employ s pour d crire le syst me oculomoteur lors de la mise en place des processus adaptatifs Comme pr c demment ce paragraphe pr sente l approche des quipes de Hung d une part et l approche de Schor d autre part Le mod le de Hung et al 1996 comporte deux l ments adaptatifs permettant de prendre en compte les modifications oculomotrices engendr es par un travail soutenu et prolong gt 60 s une distance proche voir figure 8 Dans des conditions de vision non soutenue cet l ment est maintenu z ro d o sa mat rialisation en pointill s sur la figure 8 La simulation d une vision soutenue et son impact oculomoteur ont t d crits par Hung dans un mod le ant rieur Hung 1992 et repris dans le mod le de Hung et Ciuffreda 1999 voir figure 17 Dans ce mod le les latences des r ponses d accommodation et de vergence sont n glig es Cela s explique par le fait que ces d lais sont beaucoup plus courts que les constantes de temps de d clin de l adap
340. s li es la dissociation accommodation vergence a montr que l utilisation de disparit s croissantes combin es une cible de haute fr quence spatiale permettait de faciliter l adaptation de la vergence tonique et que l utilisation de basses fr quences spatiales permettait de diminuer l impact du couplage accommodation vergence Jusqu pr sent ce type de param tre disparit s utilis es type de progression de la disparit et le contenu fr quentiel de l image niveau en fr quence spatiale et type de progression du niveau en fr quence spatiale ne sont pas des l ments pris en compte dans les mod les de simulation du syst me oculomoteur existant Seuls les seuils partir desquels les composantes phasiques r pondent sont int gr s aux mod les existants La compr hension fine de impact des disparit s utilis es et du contenu fr quentiel de l image sur le syst me oculomoteur devrait donc permettre de compl ter les mod les existants L adaptabilit du syst me oculomoteur que ce soit en vision naturelle ou en visualisation st r oscopique est un param tre d une grande importance pour le maintien d une vision simple nette et confortable dans toutes les circonstances En vision naturelle le d faut d adaptation des observateurs est pris en charge par la r alisation d entrainements orthoptiques En visualisation st r oscopique un d faut d adaptation pourrait tre la r sultante d une contrainte
341. s linked Morgan 1944a Toates 1972 1974 Schor 1986 Vergence induces accommodation through vergence accommoda tion represented by the CA C ratio amount of accom modation per unit change in vergence Accommodation produces vergence eye movements through accommo dative vergence represented by the AC A ratio amount of vergence per unit change in accommodation Con sidering this fundamental relationship the current study explores the accommodation and vergence components of the oculomotor response Some optical devices such as those involved in 3D movies and virtual reality or helmet mounted displays create an oculomotor conflict for the accommodative 2010 IRBA Annexes 195 Oculomotor effects of telestereoscope P Neveu et al 807 vergence cross coupling by keeping the accommodative demand constant whatever the convergence demand Priot et al 2009 The conflict may even be emphasized when hyperstereopsis is used to magnify 3D perception Helmholtz 1925 Visual displays present larger binoc ular disparities in a hyperstereopsis condition and thus create an over demand in convergence Roumes et al 1998 2001 Drot et al 2006 In all these optical conditions the constant accommodation stresses the oculomotor system imposing a strong oculomotor constraint and this departs drastically from natural viewing Alteration of the accommodative vergence coupling can also be provided by a telestereoscope an opti
342. s qui est d environ 20 en divergence Stutterheim 1933 1934 Rosenfield 1997a Daum et McCormack 2006 Depuis il a t montr que le syst me de vergence ne r sulte pas que d une simple addition de ces composantes et qu il est de plus soumis des boucles de contr le r troactives avec des capacit s d adaptation voir les paragraphes 1 4 et 0 consacr s aux mod les du syst me oculomoteur 1 1 2 La composante accommodative Le systeme accommodatif permet d obtenir et de maintenir nette l image d un objet sur la r tine Ciuffreda 1991 L accommodation correspond un processus de variation de focalisation des rayons lumineux sur la r tine figure 3 Ce processus est obtenu par l action des muscles du corps Claire qui conduit une variation de la courbure du cristallin et son d placement d avant en arri re Ceci permet ainsi une modification de la puissance dioptrique de l il Ciuffreda et Kenyon 1983 La contraction du muscle ciliaire de Rouget M ller d innervation parasympathique entra ne le rel chement de la zonule de Zinn permettant ainsi au cristallin de devenir plus convexe pour focaliser une cible en vision de pr s La contraction du muscle de Br cke d innervation sympathique conduit quant elle a l aplatissement du cristallin pour permettre la focalisation en vision de loin Corps ciliaire Zonule de Zinn Rayon Figure 3 Focalisation d un rayon lumineux sur la r tine L
343. s r serves fusionnelles trop faibles ce qui a pour effet de provoquer des sympt mes visuels L augmentation des r serves fusionnelles par l entra nement orthoptique conduit la disparition des sympt mes visuels En effet selon Thiagarajan et al 2010 et comme voqu pr c demment l orthoptie en r tablissant le fonctionnement du m canisme d adaptation augmentation de la vitesse et de l amplitude d adaptation permet l augmentation des r serves fusionnelles et ainsi la r duction des signes de fatigue oculomotrice Outre la phorie de loin ou la vergence tonique l adaptation de la vergence affecte galement les r serves fusionnelles qui sur le m me principe que l orthophorisation sont identiques avant et au terme d un long temps d adaptation Carter 1965 Il est noter que du fait du couplage accommodation vergence l insertion d un prisme ne modifie pas seulement la position phorique mais aussi accommodation tonique Rosenfield et Gilmartin 1988 Schor 1992 2 4 1 2 Adaptation de accommodation L accommodation tonique est galement relativement stable Miller 1978 Owens et Higgins 1983 Krumholz et al 1986 Toutefois comme pour la vergence des modifications court terme peuvent tre induites Ebenholtz 1985 Selon l tude de Fisher et al 1990 l amplitude du post effet apr s une fixation au niveau du PPA punctum proximum d accommodation et son temps Voir
344. s valeurs obtenues pour le AC A calcul et pour le AC A gradient sont proches de celles observ es dans la litt rature Morgan 1944c Bhoola et al 1995 La comparaison des deux ratios est en faveur d une valeur plus importante pour le AC A calcul que pour le AC A gradient La diff rence moyenne observ e est 0 463 AM D Ce r sultat est en accord avec la litt rature qui indique qu 40 cm la part de la vergence proximale est d environ 0 5 AM Morgan 1944b cit par Wick 1985 Bhoola et al 1995 De plus on observe que la r p tabilit du AC A calcul est deux fois meilleure que celle observ e pour le AC A gradient Ces r sultats sont en accord avec ceux observ s par Manas et Shulman 1954 cit par Ciuffreda et Kenyon 1983 ce qui serait expliqu par le fait que la phorie de pr s particuli rement impliqu e lors de la mesure du gradient est moins stable que la phorie de vision de loin Ciuffreda et Kenyon 1983 4 4 4 5 Concordance des AC A de laboratoire de r ponse et de stimulus La comparaison entre le AC A de r ponse et le AC A de stimulus est l une de celles qui pr sentent le coefficient de concordance le plus bas Cette bonne concordance au biais pr s est en accord avec les corr lations observ es dans la litt rature Alpern et al 1959 Flom 1960b Elle peut tre attribu e au fait que l valuation des deux ratios ait t r alis e dans le m me dispositif de laboratoire conditions d valuati
345. sation de la t che s av re tre d pendante de la fr quence spatiale de la cible Anova 1 facteur it ration sur A1 3 DDL F 2 988 et p 0 032 Ainsi plus la fr quence spatiale de la DOG est basse meilleure est la performance suivre les oscillations de la cible Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 133 E 440 E 440 5 390 iJ 5390 2 340 i Dale 5 Yor Ot 3 IT TI 290 bal 2200 e e SE d N D d e a S a hd 1 da S 190 gt t j ih da f d S190 r y i E aT Tee A RE A ret TN e IELE QUE file eTA E E ete oe AAA VE 2 it iret ay Ze vil a el GI S 40 ij i o d 40 a 7 1 ef ce a Do 2 10 2 0 2 o 28 56 2 0 28 56 lt Cr neaux lt Cr neaux Condition A A1 cr neaux 1 28 A2 cr neaux 29 56 Condition B B1 cr neaux 1 28 B2 cr neaux 29 56 Eso E 440 5 5 390 2340 g 340 2 xe O29 2 20 y De ae D 8 d i ae ap Mr Viet Sio W Ld re ae EA pe A i E 400 i A tr A ee Tal ye A en ER SAS 1 d d Wat Ve ON o t 3 mt WA TA ao a alo En 2 E L 90 Ju F u L 40 D 40 on E 19 E 0 28 56 2 0 28 56
346. sent s dans le chapitre pr c dent ont donn lieu trois exp rimentations Bien que chacune de ces exp rimentations ait des sp cificit s m thodologiques il peut tre d crit les grandes lignes et les grands principes utilis s pour explorer et stimuler le syst me oculomoteur Ce chapitre a donc pour but de d velopper et de justifier les diff rents choix m thodologiques r alis s Dans un premier temps les outils de mesure et de stimulation sont d crits Les choix des tests oculomoteurs des crit res d inclusion et du traitement des donn es sont d cris dans un second temps 3 2 Choix des outils de mesure Les param tres caract risant le syst me oculomoteur peuvent tre mesur s avec diff rents dispositifs Pour l approche clinique il a t choisi d utiliser un r fracteur et un skiascope tandis qu un haploscope combin un optom tre a t retenu pour l approche de laboratoire 3 2 1 R fracteur Le r fracteur est un dispositif clinique permettant d interposer des verres ophtalmiques des prismes et d autres quipements annexes trou st nop que verre de Maddox devant les yeux du sujet Il permet notamment de stimuler ou de neutraliser l accommodation et de stimuler neutraliser et mesurer la vergence Il s agit d une alternative la lunette d essai permettant de gagner en efficacit de manipulation et en rapidit C est un dispositif simple et tr s largement r pandu en pratique cliniq
347. sinusoidalement a une fr quence de 0 3 Hz a montr qu une telle fr quence tait capable de stimuler les couplages 2 2 3 2 Fr quence spatiale de la cible A notre connaissance il n a pas t r alis d tude portant sp cifiquement sur la question de la fr quence spatiale de la cible et de son impact sur le couplage accommodation vergence Les tudes r alis es se basent sur les connaissances acquises sur l impact de la fr quence spatiale sur accommodation comme c est le cas dans l tude de Okada et al 2006 2 2 3 3 Contraste de la cible A notre connaissance il n a pas t r alis d tude portant sp cifiquement sur la question du contraste de la cible et de son impact sur le couplage accommodation vergence 2 2 3 4 Luminance La luminance critique pour permettre une r ponse du couplage accommodation vergence est entre 0 01 et 0 45 cd m Jiang et al 1991 Au del de ce niveau l tude de Alpern et Larson 1960 montre que les ratios ne sont pas significativement modifi s par le niveau de luminance 2 2 4 R sum Tableau 1 R sum sur les conditions d optimisation de la r ponse oculomotrice 2 3 Dynamique de la r ponse oculomotrice Comme voqu pr c demment par le biais des composantes rapides et lentes de la r ponse Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 36 r flexe la r ponse oculomotrice a une certaine dynamique Il ne s agit pas d un ph nom ne l
348. ssant par modification progressive de la disparit binoculaire et dix minutes pendant lesquelles la visualisation st r oscopique engendrait le conflit dit maximal Pendant les dix premi res minutes l augmentation progressive de la disparit binoculaire suivaint la m me progression que pour la condition A c est dire avec quatre it rations successives de 6 augmentations progressives d amplitude voir figure 43 figure 41 et figure 42 Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 128 Eis E o o L o o gt o N o o 4 N gt o e o H o 1 46 gt o o o Le 4 Le gt It ration 1 It ration 2 It ration 3 It ration 4 AR 0 28 56 Cr neaux Figure 43 Condition B L exposition dure 20 minutes Pour chaque it ration l amplitude de la sinuso de est augment e sur 6 cr neaux Amplitude de l oscillation en profondeur de 0 048 m 0 33 m conflit maximal Les dix derni res minutes cr neaux 28 56 correspondent au conflit maximal de cette tude soit la pr sentation de la croix de haut contraste oscillant suivant une sinusoide d une amplitude de 0 33 m 0 3 Hz Pour s assurer que la tol rance la visualisation st r oscopique ne soit pas uniquement li e la dur e d exposition une condition
349. st r oscopique ou hyperst r oscopique selon les cas permet d accroitre la sensation d immersion dans un environnement virtuel Ces visualisations se sont largement d velopp es ces dix derni res ann es au profit du cin ma des jeux vid o mais galement au profit d applications m dicales industrielles et militaires Bien qu avantageuse la visualisation st r oscopique ou hyperst r oscopique diff re de la vision naturelle et engendre suivant les conditions d usage des sympt mes visuels subjectifs qui d passent ceux associ s la simple exposition une t l vision ou un cran d ordinateur traditionnel Neveu et al 1998 Shibata 2002 Wann et Mon Williams 2002 Yano et al 2002 Emoto et al 2004 Emoto et al 2005 Hoffman et al 2008 Lambooij et al 2009b Ces sympt mes peuvent tre attribu s pour partie a la contrainte oculomotrice i e conflit accommodation vergence inh rente aux dispositifs de visualisation en relief existants L objectif de ce travail tait de d terminer comment le systeme oculomoteur r pond en cas de conflit accommodation vergence et de comprendre les modifications oculomotrices observ es Jusqu a pr sent les tudes r alis es sur les dispositifs de visualisation en relief avaient permis de mettre en vidence la fatigue visuelle induite par ce type de visualisation Cependant les modifications oculomotrices observ es ne sont pas encore r ellement comprises Ceci s
350. st fonction du stimulus utilis Cette r ponse peut prendre la forme d une adaptation si les conditions le permettent et le n cessitent L ensemble des param tres voqu s jusqu pr sent a t tudi dans le cas d une vision st r oscopique naturelle Toutefois depuis quelques ann es sont apparus des dispositifs de visualisation en relief Ces dispositifs conduisent une vision st r oscopique artificielle qui se diff rencie de la vision naturelle La sp cificit de la demande oculomotrice dans ces dispositifs influe sur la r ponse oculomotrice L objet de cette section est donc d appr hender les sp cificit s oculomotrices impos es par les syst mes de visualisation en relief et de faire l tat de l art concernant les cons quences oculomotrices de ce type de dispositif Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 48 2 6 2 Principe g n ral de la restitution du relief La perception du relief mane de la disparit binoculaire c est dire du fait que les deux yeux ne per oivent pas exactement la m me image de l environnement cause de la diff rence de point de vue partir duquel chaque ceil voit le monde Pour restituer le relief une disparit binoculaire doit donc tre cr e L interface doit ainsi permettre aux deux yeux de voir des images l g rement disparates voir figure 18 D G Plan d affichage Figure 18 Disparit binoculaire vue du dessus D correspond l
351. surement of visual aftereffects following virtual environment exposure in Handbook of Virtual Environments Stanney K M ed 1st ed Lawrence Erlbaum Associates Mahwah NJ pp 731 749 Ward P A et Charman W N 1985 Effect of pupil size on steady state accommodation Vision Research 25 1317 1326 Ward P A et Charman W N 1987 On the use of small artificial pupils to open loop the accommodation system Ophthalmic and Physiological Optics 7 191 193 Wesner M et Miller R 1986 Instrument myopia conceptions misconceptions and influencing factors Documenta Ophthalmologica 62 281 308 Westheimer G et Mitchell A M 1956 Eye movement responses to convergence stimuli Archives of Ophthalmology 55 848 856 Westheimer G 1966 The Maxwellian view Vision Research 6 669 682 Westheimer G 1972 Optical properties of vertebrate eyes in Handbook of Sensory Physiology Physiology of Photoreceptor Organs vol 2 2 Fuortes M G F ed ed Springer Verlag Berlin GE pp 449 482 Wick B 1985 Clinical factors in proximal vergence American Journal of Optometry amp Physiological Optics 62 1 18 Wick B et Currie D 1991a Convergence accommodation Laboratory and clinical evaluation Optometry and Vision Science 68 226 231 Wick B et Currie D 19916 Dynamic demonstration of proximal vergence and proximal accommodation Optometry and Vision Science 68 163 167 Wittenberg
352. sus adaptatif des composantes toniques mais galement que l utilisation d une augmentation progressive de la disparit combin e ces hautes fr quences spatiales permet de faciliter l adaptation de la vergence tonique On sait que l exposition a une dissociation accommodation vergence de grande amplitude pendant une dur e prolong e type condition C ou stimulation de Eadie et al 2000 et de Wann et Mon Williams 2002 est source de fatigue visuelle et de plaintes subjectives Cependant le syst me oculomoteur met en place un processus adaptatif pour minimiser la contrainte induite en diminuant au maximum l accommodation de vergence Ce processus n cessite un temps d exposition relativement grand puisque dix minutes d exposition condition D ne conduit qu a des volutions mineures des param tres oculomoteurs La condition A est la condition s approchant le plus d un comportement allant vers le d couplage des composantes d accommodation et de vergence et ce notamment si la t che visuelle a bien t suivie Le choix des stimulations tant empirique il n a pas permis une bonne r alisation de la t che visuelle pour une partie des participants Le choix des niveaux de fr quence spatiale optimaux pour bien stimuler l ensemble des observateurs reste donc d finir La condition B conduit une modification adaptative des composantes toniques Cependant cette condition n a conduit qu des vari
353. symboles blancs repr sentent les r sultats avant exposition au t l st r oscope et les symboles noirs les r sultats apr s exposition Les graphiques du haut a du milieu b et du bas c correspondent respectivement Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 113 aux mesures des phories des vergences fusionnelles points de bris et relatives points de flou et aux points de recouvrement Les symboles repr sentent les valeurs moyennes pour la population tandis que les barres horizontales r f rent l cart type elles ne sont pas dessin es si leur taille est inf rieure a celle du symbole Les lignes liant le point de bris base interne de vision de loin au point de flou base interne de vision de pr s et le point de flou base externe de vision de loin au point de flou bas externe de vision de pr s d finissent les limites de la zone de vision binoculaire simple et nette ZVBSN Les ast risques indiquent les modifications significatives des param tres test s p lt 0 05 Apr s exposition au t l st r oscope deux sujets se sont plaints de maux de t te et un sujet a pr sent des signes d asth nopie 5 4 Discussion L acuit st r oscopique est l indicateur de premi re intention de la fonction globale des composantes sensorielles et motrices du syst me visuel Saladin 2006 Elle est de plus particuli rement sensible aux contraintes visuelles Wann et Mon Williams 2002 L
354. syst me Ophthalmic and Physiological Optics 8 327 332 Hung G K 1992 Adaptation model of accommodation and vergence Ophthalmic and Physiological Optics 12 319 326 Hung G K Ciuffreda K J et Rosenfield M 1996 Proximal contribution to a linear static model of accommodation and vergence Ophthalmic and Physiological Optics 16 31 41 Hung G K Zhu H et Ciuffreda K J 1997 Convergence and divergence exhibit different response characteristics to symmetric stimuli Vision Research 37 1197 1205 Hung G K 1998 Dynamic model of the vergence eye movement system Simulations using MATLAB SIMULINK Computer Methods and Programs in Biomedicine 55 59 68 Hung G K et Ciuffreda K J 1999 Adaptation model of nearwork induced transient myopia Ophthalmic and Physiological Optics 19 151 158 Inoue T et Ohzu H 1997 Accommodative responses to stereoscopic three dimensional display Applied Optics 36 4509 4515 Bibliographie 167 Jainta S Hoormann J et Jaschinski W 2007 Objective and subjective measures of vergence step responses Vision Research 47 3238 3246 Jainta S Bucci M P Wiener Vacher S et Kapoula Z 2011 Changes in vergence dynamics due to repetition Vision Research 1845 1852 Jaschinski Kruza W 1988 Visual strain during VDU work The effect of viewing distance and dark focus Ergonomics 31 1449 1465 Jaschinski W Brode P et Griefahn B 1999
355. t l adduction du global Le droit sup rieur le droit inf rieur le petit oblique et le grand oblique qui n ont qu un r le de stabilisateurs Ces muscles sont sous la d pendance de 3 nerfs oculomoteurs le nerf oculomoteur externe abducens VI innervant le muscle droit lat ral le nerf path tique trochl aire IV qui innerve le grand oblique et le nerf oculomoteur commun Ill innervant les quatre autres muscles oculomoteurs et tant galement responsable de la contraction pupillaire et de l accommodation Kandel et al 2000 La vergence ob it a deux lois celles de Hering et de Sherrington qui stipulent que les muscles synergiques droit et gauche re oivent une innervation gale et que la contraction d un muscle entraine le relachement de son antagoniste La vergence horizontale r pond a plusieurs stimulus la disparit r tinienne le changement d accommodation et la variation de proximit de la cible La r ponse de vergence a ces diff rents stimulus a t d compos e en plusieurs unit s d finies en r f rence par Maddox en 1893 Maddox 1893 Morgan 1983 Selon lui tous les mouvements de vergence des yeux r sultent de la combinaison additive de quatre innervations tonique accommodative fusionnelle ou r flexe et Les composantes du syst me oculomoteur 10 proximale Morgan 1983 Owens et Leibowitz 1983 Cooper 1992 Elles op reraient de mani re contrebalancer la position anatomique de repo
356. t pas anodine et que la tol rance a ces dispositifs reste limit e Ainsi tout l enjeu de la pr sente tude est de chercher am liorer la tol rance du systeme oculomoteur ces dispositifs Trois param tres peuvent tre contr l s pour tenter d am liorer la tol rance du syst me oculomoteur la dissociation accommodation vergence e Le contenu fr quentiel de l image a une incidence sur la fatigue visuelle induite par les dispositifs de visualisation en relief Mon Williams et al 1995 Perrin et al 1998 Ukai et Kato 2002 Okada et al 2006 Torii et al 2008 Leroy et al 2010 En effet un filtrage passe bas en fr quences spatiales conduit une augmentation de la profondeur de champ Legge et al 1987 Ciuffreda 1991 et permet le maintien de la fusion dans des gammes de disparit s plus lev es Roumes 1995 Ces modifications des images permettent ainsi de limiter le conflit entre les composantes d accommodation et de vergence e Pour limiter la discordance entre accommodation et vergence de nombreux auteurs ont galement mis en vidence l importance du niveau de disparit binoculaire Peli 1998 Perrin et al 1998 Emoto et al 2005 Shibata et al 2011 En effet il est conseill de Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 119 limiter la parallaxe binoculaire pour restreindre l apparition de troubles visu
357. t pas de variation syst matique importante Fisher et al 1988 Toutefois une exposition de 2 h dans le noir avec une valuation de la vergence tonique toutes les 7 5 min montre une volution vers la divergence au cours du temps Fisher et al 1988 Avec l ge du fait des volutions anatomiques la vergence tonique est amen e voluer Les tudes se contredisent sur son volution pour les populations de 20 70 ans Rosenfield 1997a Toutefois entre adultes et enfants une volution est montr e et tend vers une d croissance avec Page Rosenfield 1997a L valuation de la vergence tonique n cessite d ouvrir les boucles de r trocontr le du syst me oculomoteur Pour ce faire il a t pr sent au sujet un point lumineux de faible dimension en haut de son champ visuel et un second point en bas de son champ visuel Les cibles ont t r alis es sur la base de celles utilis es par Fisher et al 1988 dans leur tude relative la vergence tonique Chaque point avait une dimension de 0 1 mm et tait per u au travers d une vue Maxwellienne projetant un trou st nop lque de 0 5 mm dans le plan de la pupille d entr e de chaque il du sujet La vue Maxwellienne permettait d augmenter artificiellement la profondeur de champ Westheimer 1966 Schor et Kotulak 1986 Tsuetaki et Schor 1987 et de neutraliser la vergence accommodative L utilisation de la vue Maxwellienne permettait d obtenir une profond
358. t sous le contr le de deux processus neuronaux s par s L un est dit transitoire et donne lieu une r ponse motrice pr programm e et rapide et l autre dit a soutenu est plus lent et am ne les yeux a la position finale et pr cise de vergence Semmlow et Yuan 2002 La composante transitoire permet d initier la r ponse de vergence que la cible soit sensoriellement fusionnable ou non Jones 1980 Elle est mise en jeu pour des sauts rapides et importants de vergence gt 9 s et ne r pond pas de mani re pr cise la stimulation Westheimer et Mitchell 1956 Hung et Ciuffreda 1988 Cette composante semble tre pr programm e et en boucle ouverte par nature Elle n utilise donc pas de r trocontr le relatif la disparit ce qui permet la stabilit de la r ponse initiale Ciuffreda 2002 La composante soutenue quant a elle finalise pr cis ment le mouvement de vergence et permet le maintien de la vision simple Jones 1980 Cette derni re n est mise en jeu qu en cas de petites disparit s et de cibles fusionnables Semmlow et al 1986 Sans cela les yeux retournent leur position de repos Jones 1980 Cette composante est notamment mise en jeu en cas de suivi lisse lt 2 s Hung et Ciuffreda 1988 et est la base des processus adaptatifs voir le paragraphe O consacr l adaptation du syst me Les composantes du syst me oculomoteur 14 oculomoteur Ces composantes r duites ici aux
359. tant des sympt mes d ordre visuels c est le m canisme d adaptation qui est en cause North et Henson 1981 Fisher et al 1987 L orthoptie permet de r tablir le fonctionnement du m canisme d adaptation ll permet galement un meilleur traitement du signal de sortie au niveau cortical Ciuffreda 2002 2 4 1 1 Adaptation de la vergence Bien que la vergence tonique soit relativement stable Fisher et al 1988 des modifications court terme peuvent tre induites D j en 1893 Maddox d crivait le ph nom ne Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 40 d adaptation de la vergence suite l insertion d un prisme Les 3 figures ci dessous montrent la mani re dont s tablit le processus adaptatif voir figure 14 figure 15 et figure 16 La disparition de la phorie initialement induite par le prisme se fait de mani re exponentielle pour restituer Porthophorie initiale Sethi et North 1987 on parle d orthophorisation L exposition un prisme base externe ayant pour but de faire converger les yeux du sujet conduit un post effet du type esophorie tandis que l insertion d un prisme base externe conduit a un post effet de type exophorie voir figure 16 Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 41 Vision associ e Vision dissoci e Figure 14 Processus d adaptation prismatique totale ceil gauche vu du dessus Soit Min l image d un point M si
360. tation Ainsi ils sont n gligeables vis vis de la grande chelle de temps n cessaire pour rendre compte de l effet d adaptation Pour assurer la stabilit de la r ponse la phase transitoire de la r ponse se fait en boucle ouverte Or le processus d adaptation na cours que pour un syst me en boucle ferm e La phase transitoire de la r ponse est donc elle aussi n glig e dans le mod le L adaptation se manifeste par une modification de la constante de temps du contr leur Plus le signal de sortie du contr leur augmente plus l l ment adaptatif augmente la constante de temps du contr leur Si par la suite le syst me est mis en boucle ouverte alors le d clin de la r ponse de vergence est plus long du fait de l adaptation du syst me Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 46 Figure 17 El ment d adaptation du mod le de Hung et Ciuffreda 1999 L l ment d adaptation re oit son signal du contr leur et renvoie son signal de sortie au contr leur L l ment d adaptation modifie la constante de temps du contr leur par l interm diaire du terme a mA est un multiplicateur CE repr sente quant lui un l ment de compression Ils fournissent un effet de saturation pour les grands signaux d entr e Ka est le gain et Tas la portion fixe de la constante de temps de l l ment adaptatif Extrait du mod le de Hung et Ciuffreda 1999 A contrario Schor n a pas int gr
361. tations d inconfort il convient de mieux comprendre l impact de chacune des contraintes sur le syst me oculomoteur 1 Le constat des modifications oculomotrices cons cutives une exposition un environnement virtuel en relief a t effectu partir de l utilisation de m thodes de mesure clinique et de laboratoire A ce jour peu d tudes font un comparatif entre les deux types de m thodes De plus au sein d une m me m thode il existe plusieurs types de tests permettant d valuer un param tre oculomoteur Le choix d une m thode ou d un test en particulier n est pas justifi Aussi se pose la question de savoir si les mesures peuvent tre appr hend es de la m me mani re quel que soit le test ou la m thode Etant donn que le principe sur lequel repose la mesure reste proche quel que soit la m thode ou le test et que seuls les moyens de stimulation et ou de recueil des donn es varient nous faisons l hypoth se que les valeurs obtenues suivant les deux types de m thode ou les diff rents tests peuvent diff rer tout en restant corr l es Pour explorer cette question une tude m thodologique est r alis e Elle consiste comparer les donn es du syst me oculomoteur mesur es via une m thode clinique cologique et usuelle et via une m thode de laboratoire pr cise et mieux contr l e Il est galement compar au sein d un type de m thode les diff rents tests permettant d acc der
362. tatives tout en limitant la fatigue visuelle associ e a lexp rimentation Le contenu fr quentiel de l image a t contr l en utilisant un environnement visuel pauvre se limitant une DOG 2 D dite radiale sur un fond gris Les DOG habituellement employ es sont de type 1 D ou lin aires Schor et Wood 1983 Schor et al 1984a Schor et al 1986 Tsuetaki et Schor 1987 Le profil lumineux caract ristique de la DOG en chapeau mexicain n est alors respect que selon Taxe horizontal Avec les DOG 2 D le profil lumineux reste identique dans tous les axes de la stimulation et correspond particuli rement bien l organisation spatiale des champs r cepteurs des cellules ganglionnaires de la r tine base de la d composition fr quentielle des images r tiniennes Plantier et Menu 1992 Roumes et al 1997 Ce type de cible pr sente de plus l avantage de faciliter la discrimination de la vision double de la vision simple puisqu elles sont non p riodiques et que m me une faible diplopie conduit une d formation de la cible ais ment identifiable Roumes et al 1997 la o des DOG 1 D n apparaissent qu avec des zones de transitions lumineuses largies Le conflit accommodation vergence croissant est appr ci au regard de la dissociation accommodation vergence de grande amplitude ayant cours lors de l exposition des dispositifs de visualisation en relief Cette dissociation est manifeste lorsque les images a
363. te s annuler a 6 D Mi ge 1988 Ces microfluctuations joueraient un r le important pour le contr le de la r ponse accommodative en termes d amplitude et de stabilit Hung et al 1982 Charman et Heron 1988 Ciuffreda 1991 Pour un tat accommodatif donn il existe une gamme de distance pour laquelle le sujet est incapable de d tecter le flou de l image cette gamme est appel e profondeur de champ Howard 2002 Wang et Ciuffreda 2006 Ainsi une image r tinienne parfaitement focalis e et une image l g rement d focalis e induisant une r duction relative du contraste de l image r tinienne sont toutes les deux interpr t es par le cerveau comme nettes et focalis es Ciuffreda et al 2007 La profondeur de champ procure ainsi une tol rance neurologique et perceptuelle de faibles erreurs de focalisation Wang et Ciuffreda 2006 Cette tol rance est hautement souhaitable pour un syst me de contr le physiologique asservi des boucles de r trocontr le Ciuffreda et al 2007 La profondeur de champ est estim e 0 30 D pour une pupille de 3 mm dans des conditions de test optimales Ciuffreda 2006 La profondeur de champ est cependant d pendante de plusieurs facteurs tels que les param tres optiques taille de la pupille aberration la m thode utilis e pour l evaluer le type de cible utilis e et la taille des d tails qui la composent et les conditions de test Marcos et al 1999 Ciuffreda
364. tes a greater oculomotor conflict than the teleste reoscope since the accommodative stimulus remains constant regardless of the demand in vergence show similar symptoms in 60 of the tested population Mon Williams et al 1993 The symptoms are repre sentative of the strong demand in fusional vergence required to maintain binocular alignment during fixa tion on targets through the telestereoscope Schor and Narayan 1982 The trend towards esophoria especially in near vision the convergence shift of vergence reserves the high AC A ratio Sheard s and Percival s criteria and reported symptoms all indicate a drift towards esophoria with convergence excess Scheiman and Wick 2002 The observed changes in oculomotor parameters represent here a modification at least of 1 50 prism diopters up to 5 79 prism diopters These signif icant changes are close to the clinically meaningful changes considered by Peli 1998 when taking into account the standard error of the measurement Morgan 1944b Previous studies were based on a 30 min exposure to the telestereoscope The choice of a limited exposure duration of 10 min was based on a preliminary exper iment which showed considerable variations of oculo motor parameters phorias AC A already occurring over this time period Moreover Mon Williams et al 1993 had already shown significant variations in binocular vision after only 10 min exposure to a virtual reality device It is likely
365. tes fr quences spatiales Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 33 Accommodation D 0 1 0 2 0 4 0 6 1 0 2 4 6 10 20 40 60100 Fr quence spatiale cpd Figure 11 R ponse accommodative en fonction de la fr quence spatiale Les trac s repr sentent l enveloppe des r ponses de trois sujets pour un stimulus 5 5 D Les points sont associ s un r seau sinusoidal tandis que les tirets sont associ s un r seau carr Figure extraite de Ciuffreda et Kenyon 1983 Les quipes de Schor ont beaucoup travaill avec des DOG dans un premier temps pour tudier la r ponse de vergence et plus tard la r ponse accommodative Les cibles utilis es par les quipes de Schor pour stimuler accommodation sont des DOG de 6 4 cpd A contrario il montr qu une fr quence spatiale de 0 2 cpd ces cibles ne stimulent pas l accommodation Tsuetaki et Schor 1987 L exp rience de Charman et Tucker 1977 sur des cibles complexes montre que la pr diction de la r ponse accommodative sur la base de son spectre de fr quence spatiale n est pas possible II semblerait cependant que les basses fr quences spatiales jouent un r le essentiel pour le niveau final de la r ponse les hautes fr quences spatiales permettant ensuite d affiner la r ponse accommodative Charman et Heron 1979 2 2 2 3 Contraste de la cible A faible niveau de contraste l accommodation devient moins stable et adopte sa position de r
366. the blur point in near vision Table 1 Change in base out measurements is significant at near distance is the recovery point at far distance Discussion As a global assessment of binocularity Saladin 2006 stereopsis is particularly sensitive to visual constraints Wann and Mon Williams 2002 There is a significant change in stereoscopic threshold after exposure to the 2010 IRBA telestereoscopic viewing condition However the varia tion observed is close to the test resolution Thus this change must rather be interpreted as a tendency of the stereoscopic performance to drop following expo sure to the optically increased inter pupillary separation Changes in the clinical optometric assessment of binoc ular vision performed before and after the telestereo scope exposure allow the mechanism underlying this impairment of stereopsis to be analysed In order to respond to the demand in vergence through the telestereoscope one of the mechanisms suggested by the accommodative vergence interaction models Hung 1992 Schor 1992 is a change in the accommodative vergence gain The increase in the gradient AC A ratio supports this hypothesis When assessing the gradient AC A ratio the visual distance is kept constant while the accommodative stimulus varies The induced shift in vergence directly reveals the amount of vergence per unit change in accommodation Indeed the increase in AC A ratio drives a larger vergence r
367. tion de repos du systeme accommodatif correspond en moyenne a une focalisation 0 76 m devant le sujet tandis que pour la vergence elle est en estim e 1 16 m devant le sujet Suite a une exposition soutenue a une distance donn e il est constat une modification des valeurs des composantes toniques Ces modifications sont attribu es a un d clin incomplet de la composante lente des r ponses r flexes Plut t ou une r elle modification du tonus musculaire c est la part de la composante r flexe venant s ajouter la composante tonique qui conduit a une modification de la composante tonique Rosenfield 1994 Hung 1992 Ce ph nom ne est expliqu en detail dans le paragraphe 2 4 consacr l adaptation du syst me oculomoteur Les composantes du syst me oculomoteur 19 1 2 4 2 Vergence tonique La vergence tonique est li e au tonus des muscles oculaires droits m dians et lat raux permet de passer de la position de repos anatomique la position de repos physiologique La position de repos anatomique d crit la position des yeux lorsque les muscles extra oculaires ne sont pas innerv s c est le cas lors de la mort d une anesth sie g n rale ou sous relaxant musculaire Les yeux adoptent alors une position divergente d environ 15 25 Toates 1974 Rosenfield 1997a Le repos physiologique est obtenu lorsque le sujet ne re oit aucun stimulus visuel comme par exemple durant le sommeil ou dans le noir
368. tion du mod le de Hung et Ciuffreda 1999 46 Figure 18 Disparit binoculaire vue du dessus 48 Figure 19 Image anaglyphe nee a i ia 49 Figure 20 Principe du t l St r OSCOPE en 50 Figure 21 Droites de demande en vision naturelle et via un dispositif de visualisation SI T OSCOPIQUE iia el ee eigenen Med ge ed a ener el dee eet 51 Figure 22 Droites de demande en vision naturelle et sous t l st r oscope s in 53 Figure 23 T te de r fracteUr is uen 62 Figure 24 Ee EE 63 Figure 25 HaploSCope ees een Medias Dede 64 Figure 26 Optom tre GE 65 GIE li EE 66 Figure 28 Droites de demande au regard de la zone de vision binoculaire simple et nette telestere0Scope EE 68 Figure 29 St r oscope vue en perspective et vue du dessus cnn nana cnn rca 69 Figure 30 Cibles pour la mesure de la vergence tonique de laboratoire oooooocicinnnnnnnnnncicnnnnm 77 Figure 31 Cibles pour la mesure de l accommodation tonique de laboratoire 78 Figure 32 Cibles pour la mesure de la vergence accommodative ocoococccccnnoccccconaccnncnnancnnonnanannnnno no 79 Figure 33 Cibles pour la mesure de l accommodation de vergence sssesesseerrsserrrssrrrresrrrresrerns 80 Figure 34 Cibles pour la mesure de la r ponse accommodative 81 Vil Figure 35 Analyse de Band Altman se 96 Figure 36 Anal
369. tion en relief de l environnement et am liorent ainsi la perception de la profondeur la discrimination des objets dans l environnement et offrent une sensation d immersion Ce type de visualisation dit st r oscopique aussi commercialement appel e 3D film TV ce qui est un terme ambigu est utilis pour le cin ma les jeux vid o les applications de r alit virtuelle telles que la formation d op rateurs ou les th rapies en environnement virtuel La visualisation en relief est galement utilis e dans le monde militaire pour la pr sentation de l information dans les quipements de t te En effet l arm e de Terre fran aise dispose depuis peu d un nouvel quipement de t te permettant de voir de nuit en vision binoculaire tout en gardant la capacit de vision directe en vision naturelle Pour ce faire les capteurs de vision de nuit ont t dispos s de part et d autre de la t te De ce fait la s paration des capteurs d passe la distance interoculaire Cette architecture du casque permet de disposer d un dispositif bien tol r par les pilotes du point de vue biom canique puisque le centre de gravit de la t te quip e se confond avec celui de la t te nue Ce dispositif aux capteurs sur cart s offre la possibilit de voir en hyper relief en augmentant la disparit binoculaire Il conduit cependant une perception fauss e du relief o les distances sont r duites On parle d hyperst r osco
370. tol rance visuelle ce type de visualisation S il est envisageable de r aliser un traitement orthoptique pour am liorer l adaptabilite du syst me oculomoteur en cas de d sordre binoculaire il n est cependant pas envisageable de chercher entrainer les utilisateurs de syst me st r oscopiques pour am liorer leur adaptabilit cette technologie C est pourquoi il est essentiel de chercher connaitre et comprendre les facteurs d adaptation dans le cas du conflit accommodation vergence pour pouvoir termes dispenser des conditions d expositions permettant de mettre le systeme oculomoteur des observateurs dans des Discussion g n rale et perspectives 157 conditions optimales pour avoir une visualisation nette et confortable de la sc ne en relief 7 5 Perspectives Les tudes r alis es au cours du pr sent travail de th se constituent une approche nouvelle du conflit accommodation vergence A ce jour l adaptation oculomotrice un conflit accommodation vergence n tait que peu abord e La d marche des pr sents travaux a donc t d explorer l impact de l hyper relief sur le syst me oculomoteur et de d finir les facteurs influengant l adaptation des param tres oculomoteurs en cas de conflit accommodation vergence D autres tudes seront n cessaires afin de d finir finement les facteurs influen ant adaptation des param tres oculomoteurs en cas de conflit accommodation vergence En effet les travaux
371. tre confront des stimulations plus cologiques En effet l exposition un environnement en relief diff re de la situation contr l e utilis e dans notre 3 tude en de nombreux points type d environnement pauvre vs riche niveau de disparit contr l vs fonction de l effet de relief recherch et de la zone de l image fix e par l observateur niveau de fr quence spatiale contr l vs fonction de l objet fix par l observateur Les r sultats obtenus pour une situation contr l e risquent donc de diff rer pour une exposition un environnement en relief du fait de la variation de l objet d int r t et donc de la stimulation visuelle suivant la scene et le regard de l observateur Ainsi apr s avoir d termin pr cis ment les param tres contr ler pour faciliter l adaptation oculomotrice il sera n cessaire de tester l apport de ce contr le dans le cadre d une t che visuelle en environnement immersif riche sur la fatigue visuelle engendr e et sur la r alisation de la t che Enfin des modifications oculomotrices ont t observ es suite l exposition un conflit accommodation vergence Toutefois le d cours temporel de cette adaptation reste encore d finir Discussion g n rale et perspectives 158 En effet le temps partir duquel l adaptation se met en place et le temps n cessaire au syst me oculomoteur pour revenir a son tat initial ne sont pas encore connus De m me le te
372. ts de r aliser des transferts de fixation une fr quence de 0 1 Hz d une cible d acuit 5 10 positionn e au loin 4 5 m une cible de m me acuit en vision de pr s 0 4 m L ordre dans lequel les tests ont t r alis s acuit st r oscopique phorie de vision de loin r serves fusionnelles de loin phorie de pr s AC A gradient puis r serves fusionnelles de pr s a t choisi pour optimiser le temps d ex cution de l examen optom trique et pour limiter l adaptation prismatique pouvant se manifester au cours d un tel examen 5 2 3 Examen optom trique Les tests ont t r alis s suivant les proc dures d crites au paragraphe 3 4 1 5 2 4 Analyse statistique Les donn es pr post exposition ont t analys es au moyen d un t test appari unilat ral 13 DDL Le choix d un test unilat ral est issu des hypoth ses qui d crivent pour chaque param tre le sens vers lequel l adaptation oculomotrice est suppos e tre observ e P lt 0 05 tait consid r comme significatif Afin de contr ler l apparition de faux positifs li s la comparaison multiple une correction du taux de fausses d couvertes false discovery rate FDR a t utilis e Benjamini et Hochberg 1995 Benjamini et Yekutieli 2001 L acuit st r oscopique a t analys e via un test de Wilcoxon du fait de la non normalit des donn es Exp rimentation 2 Modifications oculomotrices li es a l hyper relief 110
373. tu au loin F la fov a LRA la ligne de regard actif et LRD la ligne de regard dissoci Le trait rouge repr sente le dissociateur verre de Maddox Pour un sujet initialement orthophore ne pr sentant pas de phorie en vision associ e comme en vision dissoci e M et F sont confondus vignettes a1 et a2 Lors de l insertion d un prisme devant l il une disparit r tinienne est cr e et stimule la vergence fusionnelle rapide fl che verte vignette b1 L insertion d un prisme base externe induit un mouvement de convergence de l il avec prisme et inversement pour l insertion d un prisme base interne Si a cet instant c est dire avant que le ph nom ne d adaptation ait eu le temps de se mettre en place il est r alis une mesure de phorie sous prisme vergence fusionnelle bris e l il retourne sa position phorique initiale fl che rouge il est alors diagnostiqu une exophorie au travers du prisme il en divergence par rapport au point de fixation M vignette b2 Avec le temps le processus d adaptation prismatique se met en place Le syst me de vergence modifie donc sa position phorique pour r duire n ant dans le cas d une adaptation totale l effort demand la vergence fusionnelle rapide vignette c1 M et F sont de nouveau confondus en vision associ e comme en vision dissoci e au travers du prisme vignettes c1 et c2 le sujet est redevenu orth
374. ue Le dispositif pr sente cependant le d savantage d tre moins naturel que la lunette d essai et d induire une vision tubulaire pouvant tre l origine d accommodation et de convergence instrumentale Le r fracteur utilis lors de nos exp rimentations est de marque American Optical voir figure 23 Figure 23 T te de r fracteur Le sujet regarde au travers du dispositif ajust en fonction de sa distance interoculaire Voir glossaire Choix m thodologiques 63 Les m canismes adaptatifs tant des ph nom nes se manifestant pendant une dur e limit e et leur d clin tant de forme exponentielle il est n cessaire que l valuation post stimulation soit r alis e dans les plus brefs d lais L utilisation d un r fracteur en limitant le temps d ex cution des post tests est donc un dispositif de choix pour l exploration clinique des param tres oculomoteurs La r solution de la mesure avec ce type de dispositif est de 0 25 D et 1 DP 3 2 2 Skiascope En pratique clinique l exploration de la r fraction ou de l accommodation se fait avec un skiascope II s agit d un dispositif qui envoie un faisceau lumineux dans l il de l observateur Le reflet de ce faisceau lumineux sur la r tine est ensuite analys par l exp rimentateur pour d terminer la r fraction ou l accommodation mise en jeu Bien qu il s agisse d une m thode objective elle ne requiert pas de r ponse du sujet elle peut tre diff
375. ue bras L image de ces cibles est vue via des miroirs de renvoi transmission infrarouge inclin s 45 Le bras d accommodation contient un axe lin aire motoris permettant de stimuler successivement l accommodation a diff rents niveaux La vitesse maximale de variation de la stimulation accommodative est de 0 4 D s pour le bras d accommodation La modification du stimulus accommodatif est r alis e manuellement pour le bras de vergence Le bras de vergence comporte un axe de rotation motoris lui permettant d induire successivement diff rentes disparit s r tiniennes Durant l experimentation le mouvement de rotation du bras de vergence a t fix 2 DP s Scheiman et Wick 2002 Le module de vergence tourne autour d un axe qui est colin aire avec l axe vertical de rotation de l il estim 13 mm en arri re de l apex de la corn e Alpern 1955 Nguyen et al 2008 Le positionnement du sujet est r alis l aide d une cam ra courte focale en faisant la nettet sur l iris sur le plan de la pupille estim 3 3 mm en arri re de l apex de la corn e Westheimer 1972 Miles et al 1987 La stabilit du sujet est assur e l aide d une empreinte dentaire Il existe plusieurs types de Badal celui utilis comprend une lentille du Badal de 10 D positionn e de mani re ce que sa focale image co ncide avec le point central de la pupille d entr e du sujet Wittenberg 1988 Rosenfield 2006
376. uer par une fente palp brale trop petite ou une pupille trop grande Un troisi me sujet a t exclu du fait de spasmes accommodatifs qui interf raient avec les mesures 4 3 1 R p tabilit Les moyennes de chaque mesure et leur d viation standard sur les six jours de test sont pr sent es dans le tableau 3 Le tableau pr cise galement les r sultats de l Anova mesures r p t es ainsi que le coefficient de r p tabilit de chaque test Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 94 M thodes Moy ET F p COR Lag clinique D 0 194 0 202 0 620 0 688 0 575 Lag de laboratoire D 0 808 0 497 0 837 0 552 0 607 Accommodation tonique clinique D 1 670 1 078 0 298 0 903 1 513 Accommodation tonique de laboratoire D 1 005 0 313 0 526 0 752 0 547 CA C clinique D AM 0 452 0 408 1 101 0 418 0 881 CA C de laboratoire D AM 0 443 0 098 1 700 0 222 0 263 AC A calcul clinique AM D 0 814 0 087 0 964 0 483 0 232 AC A gradient clinique AM D 0 348 0 194 0 781 0 585 0 504 AC A de stimulus de laboratoire AM D 0 605 0 110 0 381 0 851 0 175 AC A de r ponse de laboratoire AM D 0 889 0 125 0 317 0 892 0 277 Phorie VL clinique AM 0 115 0 180 1 000 0 465 0 196 Phorie infini optique de laboratoire AM 0 957 0 321 2 800 0 078 0 496 Vergence tonique de laboratoire AM 0 798 0 273 0 783 0 584 0 215 Tableau 3 R p tabilit des mesures des param tres oculomoteurs Moy repr sente la moyenne des mes
377. ulte une vision simple unique et nette de l objet fix L accommodation et la vergence sont deux composantes du syst me oculomoteur qui assure plus largement la mobilit des structures de l oeil En vision naturelle accommodation et la vergence sont concordantes r alis es sur un m me plan et interagissent entre elles Tune entra ne la r ponse de l autre dans le but d optimiser la r ponse oculomotrice Lors de l exposition a un dispositif de visualisation en relief accommodation s exerce sur le plan d affichage de l image cran Cependant lors de la pr sentation d une image en relief ou par exemple les objets apparaissent plus proches que l cran la vergence doit se faire en avant de l cran et non sur le plan d affichage de l image voir figure 2 Objet en relief Angle de vergence eBeuaiye p UEL Plan de vergence Plan d accommodation Figure 2 Plans d accommodation et de vergence en vision artificielle ster oscopique vue du dessus Dans un environnement virtuel en relief accommodation et la vergence ne s exercent donc plus sur un m me plan Les deux composantes sont alors en discordance La discordance est d autant plus grande que l objet virtuel est loign du plan d affichage de l image Cette discordance entre le plan d accommodation et le plan de vergence conduit un conflit oculomoteur total i e dissociation accommodation vergence Quoi qu i
378. un syst me oculomoteur adulte dans ce contexte d exposition On gardera malgr tout l esprit que la visualisation st r oscopique peut tre utilis e pendant des dur es et des p riodes surpassant nettement celles allou es un entra nement oculomoteur classique i e 12 s ances de 20 minutes dans une vie vs des vols de 2h tous les 2 jours pendant 15 ans pour un pilote d helicoptere On sait que chez les sujets ayant une adaptation accommodative d ficiente l exposition longue et fr quente une t che de vision de pr s conduit une r ponse soutenue et prolong e de la composante phasique source de fatigue visuelle Fisher et al 1987 La non adaptation la contrainte visuelle est titre palliatif l origine d une transformation morphologique p renne la myopie acquise Rosenfield et Gilmartin 1989 Cet l ment montre a quel point l adaptabilit du Discussion g n rale et perspectives 155 syst me oculomoteur est essentielle Un syst me oculomoteur ayant de mauvaises capacit s d adaptation aura des r serves fusionnelles restreintes un haut niveau de r ponse phasique source de fatigue visuelle et le risque de modifications anatomiques p rennes Ainsi si le syst me oculomoteur n est pas capable de s adapter la contrainte impos e par les dispositifs de visualisation en relief parce que la contrainte est trop loign e de la vision naturelle appliqu e trop brutalement ou parce qu un sujet a
379. un syst me oculomoteur d ficient on risque de se confronter un haut niveau de sympt mes visuels et des modifications anatomiques p rennes La ma trise de adaptation oculomotrice pendant la visualisation st r oscopique merge donc comme un point essentiel pour une visualisation confortable et sans risque de d gradation du syst me visuel 7 4 Apports des travaux au cadre th orique 7 4 1 Adaptation oculomotrice au conflit accommodation vergence L adaptation oculomotrice pendant une t che prolong e de vision de pr s ou au cours d une visualisation au travers des prismes est un processus bien document dans la litt rature Schor 1979b Schor et al 1984b Sethi et North 1987 Rosenfield et Gilmartin 1988 Fisher et al 1990 Cette adaptation se manifeste au niveau des composantes toniques d accommodation et de vergence Le processus adaptatif pendant une exposition a un conflit accommodation vergence est un processus peu tudi Pourtant l exploitation grandissante de dispositifs de visualisation en relief n cessite de s int resser a cette question Les deux tudes r alis es au cours de ces travaux de th se sur un conflit accommodation vergence montrent que le syst me oculomoteur est capable de s adapter a des demandes en accommodation et en vergence diff rentes Dans le cas de la visualisation hyper relief l augmentation de la demande en vergence vis a vis de la demande accommodative conduit
380. ur chaque sujet avant chaque exp rimentation Schaeffel et al 1993 Choi et al 2000 Kasthurirangan et al 2003 Suryakumar et Bobier 2004 Allen et O Leary 2006 Bharadwaj et Candy 2008 Suryakumar et al 2009 La proc dure de calibration consiste a faire d filer devant l il droit occult par un filtre Kodak 87C passe haut diff rents verres r fractifs allant de 4 00 D 4 00 D par pas de 1 00 D tandis que l ceil gauche fixe une croix de Malte plac e l infini optique dans l haploscope La r fraction mesur e avec le PR II est ensuite compar e celle attendue avec les verres r fractifs en tenant compte d une distance verre il de 12 mm Allen et O Leary 2006 Le facteur de correction obtenu est ensuite int gr chaque mesure du PR II 3 2 5 Oculom tre L oculom tre est le dispositif de r f rence pour analyser les saccades et les poursuites oculaires Il permet une d termination objective de la direction vers laquelle le regard du sujet s est orient Le dispositif utilis tait Eyelink II distribu par SR Research voir Erreur Source du renvoi introuvable Figure 27 Eyelink II Le dispositif est compos de leds infrarouges permettant d illuminer les yeux du participant Les cam ras il permettent de recueillir les positions du centre de la pupille et du reflet corn en de chaque oeil A partir de ces informations il est d termin le pixel observ par le sujet sur c
381. ures ET l cart type F le r sultat du test de Fisher p la significativit et COR le coefficient de r p tabilit Les r sultats de lAnova a mesures r p t es sont tous non significatifs il n est donc pas n cessaire d appliquer une correction du taux de fausses d couvertes Ainsi il ne semble pas y avoir d effet de la r p tition de la mesure sur les valeurs des param tres oculomoteurs Les coefficients de r p tabilit varient pour un m me param tre oculomoteur Ainsi par exemple il est compris entre 0 175 et 0 504 AM D pour le AC A Pour la plupart des param tres investigu s la r p tabilit est meilleure pour la mesure de laboratoire que pour la mesure clinique 4 3 2 Concordance La figure 35 pr sente les analyses de concordance des diff rents tests oculomoteurs effectu s Les limites de concordance varient d un param tre oculomoteur l autre Exp rimentation 1 Caract risation du syst me oculomoteur 95 Lag clinique vs lag de lab 3 00 2 00 1 00 a 0 00 2 a 1 00 ei 2 00 ee Diff rence lag clin lag lab 3 00 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 Moyenne lag clin lag lab 2 Acc ton clin vs acc ton lab 3 00 2 00 a 1 00 a 0 00 1 00 2 00 Diff rence acc ton clin acc ton lab 3 00 0 10 0 40 0 90 1 40 1 90 Moyenne acc ton clin acc ton lab 2 Biais 0 793 IC 95 0 859 2 301 Biais
382. urt terme des param tres oculomoteurs Ce type d volution diff re de celui observ suite un entra nement orthoptique qui en se basant la r p tition d exercices oculomoteurs conduit des modifications a long terme des param tres oculomoteurs Grisham et al 1991 Ainsi sur le m me principe que celui observ pour l orthoptie la r p tition des expositions des dispositifs de visualisation en relief engendrant ponctuellement des modifications oculomotrices serait susceptible de conduire des modifications long terme des param tres oculomoteurs Des modifications oculomotrices long terme allant dans le sens d une adaptation la dissociation accommodation vergence ne sont cependant pas souhaitables pour maintenir une vision simple nette et confortable en vision naturelle Le m canisme sous jacent l entra nement orthoptique repose sur le r tablissement du fonctionnement du m canisme d adaptation North et Henson 1981 Fisher et al 1987 Le retour un m canisme adaptatif efficient permet une augmentation durable des r serves fusionnelles Thiagarajan et al 2010 Au regard de la litt rature il n a pas t mis en vidence de modifications oculomotrices durables des phories ou du couplage apr s entra nement orthoptique Ainsi on peut supposer que le risque de modifications oculomotrices long terme allant dans le sens d une adaptation la dissociation accommodation vergence est faible pour
383. uvement est dans le sens inverse il s agit d un lead l examinateur s approche du sujet jusqu au point neutre 4 Relever la position laquelle a t trouv le point neutre et en d duire la diff rence dioptrique entre la position de la cible et la position du point neutre 5 R p ter les tapes 3 et 4 sur l il gauche Annexes 187 Annexe 5 Bland Altman La m thode de Bland Altman est un outil d analyse d di a la comparaison de deux m thodes de mesures d une m me grandeur Cette m thode d analyse a t initi e par Bland et Altman en 1983 et est d sormais largement r pandue en biologie et notamment dans le domaine de la vision Rosenfield et al 1996 Choi et al 2000 Allen et al 2003 McClelland et Saunders 2003 Jaschinski et al 2008b Antona et al 2009 Gabriel et Mutti 2009 Suryakumar et al 2009 Ce type de comparaison est particuli rement pertinent en biologie o la vraie valeur n est pas connue McAlinden et al 2011 L objectif est d appr cier l cart entre les valeurs obtenues avec deux m thodes diff rentes et ainsi de d terminer leur concordance L analyse de Bland Altman permet galement de v rifier la r p tabilit d une mesure pour une m thode donn e Bland et Altman 1986 Grenier et a 2000 McAlinden et al 2011 A partir des informations de concordance et de r p tabilit il pourra tre d termin si deux m thodes sont interchangeables bonne concordance entr
384. valu e en boucle ouverte apr s diff rents temps de fixation de 0 25 a 8 min impos e au PPC punctum proximum de convergence Elle montre qu apr s une exposition prolong e au pr s les valeurs de vergence tonique augmentent significativement L amplitude du post effet et son temps de d clin augmentent avec la dur e d exposition Dans cette tude Fisher et al montrent que d s 15 secondes d exposition le syst me de vergence met deux minutes revenir a son niveau initial et que la dissipation du processus adaptatif cons cutif une exposition de quatre minutes n cessite huit minutes dans l obscurit ll est noter que ces temps sont tr s d pendants des conditions de stimulation et donc que les valeurs diff rent norm ment d une tude l autre fonction du temps d exposition et du type d exposition vision de pr s prisme base interne base externe Voir glossaire Le syst me oculomoteur en fonction des conditions d emploi 43 Le processus adaptatif du syst me de vergence existe aussi bien dans la mise en jeu de la convergence insertion d un prisme base externe positif que lors de la divergence insertion d un prisme base interne n gatif Toutefois le post effet apr s insertion d un prisme base interne est g n ralement moins important qu apr s l insertion d un prisme base externe Alpern 1950 Schor 1979a 1992 Cette asym trie semble surtout vraie pour les param tres de vision
385. veau des disparit s binoculaires a t r alis afin de cr er un conflit d amplitude croissante entre les demandes en accommodation et en vergence L int r t du contr le de ces deux param tres est discut en termes de r alisation de la t che visuelle et de tol rance oculomotrice 6 4 1 R alisation de la t che visuelle 6 4 1 1 Diplopie et r ussite de la t che visuelle D un point de vue subjectif comme objectif la r alisation de la t che visuelle a t diversement r ussie En effet malgr des crit res d inclusion communs le taux de vision double pendant la t che visuelle fluctue de 10 90 suivant les observateurs et les conditions Ce retour subjectif est confirm par la grande disparit des r sultats obtenus pour le suivi oculaire Sur l ensemble des conditions l cart moyen entre l amplitude de la r ponse et celle du stimulus varie de 94 56 mm 231 76 mm selon les sujets Dans les tudes de Eadie et al 2000 et de Wann et Mon Williams 2002 il est mentionn que les dix premi res minutes d exposition leur stimulus st r oscopique taient source de diplopie mais qu l issue de ces dix minutes le maintien simple et net de la cible tait ais par la mise en jeu d un effort volontaire au prix cependant de tiraillements oculaires et de maux de t te Il est mentionn que cet effort ne permettait pas toujours le maintien simple et net de la cible La perception double de la cible pour le typ
386. vis a vis d une pr stimulation non sp cifique de m me dur e Le ratio AC A montre une tendance tre plus lev suite la condition C qu aux conditions A ou B Le ratio CA C montre une tendance tre plus faible suite la condition C qu a la condition A ou B L accommodation tonique a quant elle le plus augment apr s la condition B La comparaison des conditions C et D a pour but de d terminer si le post effet oculomoteur est fonction du temps d exposition au conflit accommodation vergence Les r sultats montrent que les variations cons cutives aux dix minutes d exposition ne different pas significativement de celles observ es apr s 20 minutes d exposition Exp rimentation 3 Modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence engendr e par st r oscopie 139 Les comparaisons des conditions D A et D B ont pour but de d terminer si les pr stimulations sp cifiques conditions A et B facilitent l volution adaptative des param tres oculomoteurs vis a vis de la condition D de r f rence Les r sultats montrent que seul le AC A est significativement plus faible suite a la condition A qu a la condition D 6 4 Discussion L objectif de la pr sente tude tait de chercher a am liorer la tol rance du syst me oculomoteur a la contrainte impos e par les dispositifs de visualisation en relief Pour ce faire un contr le du contenu fr quentiel de l image et du ni
387. visualisation en hyper relief suivant un paradigme pr post exposition L tude men e sur l hyper relief cr ant un conflit partiel entre accommodation et la vergence maintien d une relation lin aire entre les deux composantes malgr l application d un facteur multiplicatif sur la composante de vergence montre que le syst me oculomoteur est capable de s adapter de mani re globale un conflit accommodation vergence partiel L tude men e sur la visualisation st r oscopique cr ant une dissociation totale entre les composantes d accommodation et de vergence pointe l existence d une adaptation oculomotrice tr s d pendante de la stimulation et encourage la poursuite de la compr hension de ce processus Les travaux r alis s permettent de clarifier les connaissances sur le syst me oculomoteur dans le cadre sp cifique du conflit accommodation vergence et amorcent la compr hension de l impact des dispositifs de visualisations en relief sur le syst me oculomoteur Mots cl s accommodation adaptation hyper relief vergence visualisation st r oscopique syst me oculomoteur Summary Impact of stereoscopic devices on the oculomotor components of accommodation and vergence Development of the stereoscopic devices these last two decades has given rise to new oculomotor problems During exposure to these devices oculomotor behaviour differs from that during natural vision Accommodation allowing to obtain a
388. visuelle trop loign e de la vision naturelle et donc ne permettant pas au systeme oculomoteur la mise en place un processus adaptatif et ou d une non maitrise des facteurs permettant la mise en place d un processus adaptatif L tude sur les modifications oculomotrices li es a la dissociation accommodation vergence a montr que l adaptation oculomotrice des composantes d accommodation et de vergence tait notamment d pendante du contenu fr quentiel de l image st r oscopique et de la mani re dont sont pr sent es les disparit s Les mod les ne tiennent pas comptent du niveau de disparit s ni du contenu fr quentiel de l image sur la simulation de la r ponse oculomotrice Le processus adaptatif associ la visualisation st r oscopique semble donc ce jour difficilement simulable partir des mod les existants 7 4 3 Un entrainement pour s adapter aux dispositifs de visualisation en relief Jusqu pr sent l adaptation oculomotrice aux dispositifs de visualisation en relief tait n glig e Pourtant les diff rentes expositions utilis es dans cette th se montrent que le syst me oculomoteur s adapte la contrainte m me lorsque les composantes d accommodation et de vergence sont en totale dissociation Bien que cette adaptation reste limit e les modifications oculomotrices engendr es par la visualisation en relief sont belles et bien pr sentes et pourraient tre exploit es pour am liorer la
389. yse graphique de la relation accommodation vergence avant et apr s exposition a PNY POU E EE 112 Figure 37 Stimulations DOG 0 2 cpd 0 635 cpd 2 016 cpd 6 4 cpd et croix pr sent es en taille reelet affichage l cran sus Rs Ee Eege EE cea ee EE das 123 Figure 38 Spectre en fr quence spatiales de chaque stimulation a partir de la d composition fr quentielle en ondelettes ss 123 Figure 39 Droites de demande au regard de la zone de vision binoculaire simple et nette SLEFEOSCOPE EE 124 Figure 40 5 Condition A assassins ie on deat ddd ae aie nde he ad deed ane 126 Figure 41 Profil de la trajectoire virtuelle en profondeur pour une iteration 126 Figure 42 Profil de la trajectoire virtuelle en profondeur pendant le conflit maximal 127 Figure 43 Condition B 2a en te attentes fret ane nese Seale ir 128 Figure 44 e net RE 128 Figure 45 Condition Dosieres ye aed neues tet he cedida 129 Figure 46 Amplitude de la sinusoide de r ponse vis a vis de celle de la sinusoide de stimulus pour les 56 cr neaux des conditions A B C et D 133 Figure 47 Mod le simplifi du syst me oculomoteur r ponse oculomotrice aux basses fr quences Diet EI 148 Figure 48 Mod le simplifi du syst me oculomoteur r ponse oculomotrice aux hautes fr quences Det EI 149 Figure 49 Modification des phories vis a vis de la demande en vergence impos e par un tElESTEFEO

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