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à la lumière ou dans 1" obscurité.
L'invention a pour objet un dispositif portatif pour
la mesure précise des mouvements volontaires ou non de chaque
oeil d'un sujet à la lumière ou dans l'obscurité au moyen d'un
système optique formé par au moins un faisceau de rayonnement
infrarouge dirigé sur l'oeil et par la fraction de ce rayonnement
qui s'y réfléchit, la longueur de chacun des faisceaux incidents
restant constante.pendant la mesure.
L'observation de ces mouvements présente le plus
grand intérêt depuis longtemps car elle permet éventuellement de
JL
corriger des défauts de la vue et de révéler des conditions anormales
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duisent le plus souvent une affection du cervelet.
1
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sont celles où l'on applique à la tête des électrodes pour révé- ler l'extension et la contraction des muscles de l'oeil et en déduire l'amplitude du déplacement du globe oculaire, mais cette détermination est délicate et n'a qu'une portée très limitée. Eri
vue de surmonter ces inconvénients on a conçu des instruments nystagmagraphiques à différentiel photo-électrique basés sur le rayonnement visible; les premiers de ce genre ont été réalisés séparément par le Professeur N. TOROKS, de l'Université de
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avec une précision de 0,1[deg.]. Le principe appliqué est le fait
que la sclérotique (le blanc de l'oeil) est un meilleur réflecteur de rayonnement que l'iris (la partie transparente de l'oeil). Ces auteurs ont donc disposé des cellules photo-électriques de manière que leurs bords médiaux visent les jonctions médiales et latérales respectivement de la cornée et de l'iris; en interposant entre ces cellules une source centrale de lumière visible axée sur la pupille, on devait observer une variation de l'intensité
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On peut capter ces variations d'intensité de façon différentielle par 2 ou 4 cellules photo-électriques montées par exemple sur des lunettes d'automobiliste par exemple, et les <EMI ID=9.1>
acheminer vers un électroencéphalogramme enregistreur classique.
En utilisant quatre cellules photo-électriques et deux canaux de l'enregistreur, on peut enregistrer simultanément les mouvements oculaires tant dans le plan horizontal que dans le plan vertical.
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est proportionnelle au déplacement oculaire et l'on a confirmé sa linéarité. La méthode est techniquement simple, sa sensibilité est élevée et on peut l'appliquer pour enregistrer tout type de nystagmus : calorique, de rotation, galvanique et de position.
En huit ans PFALTZ et RICHTER ont amélioré la technique, notamment en remplaçant la source centrale d'illumination visible par une source de lumière infrarouge invisible, orientée
sur la pupille, afin d'éliminer l'effet d'adaptation à la lumière et
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ils observèrent une augmentation linéaire dans l'amplitude des pics enregistrés allant jusqu'à un déplacement oculaire de 20[deg.], ce qui dépassait les limites trouvées pour le nystagmus clinique
La NASA a appliqué un principe analogue dans son
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effet, elle a conçu un dispositif ingénieux permettant à un astronaute, empêché d'utiliser ses mains, de déclencher à distance un relais externe simplement en déplaçant volontairement les yeux. Ce dispositif, monté sur une monture de lunettes, comporte une source de rayonnement infrarouge et un détecteur au séléniure de cadmium placés l'un par rapport à l'autre de manière que, lorsque l'astronautre regarde droit devant lui, toute la puissance du rayonnement tombe sur la sclérotique (le blanc de l'oeil) d'un cOté de l'iris et se réfléchit sur le détecteur; par contre, si l'astronaute présente volontairement l'iris au faisceau incident, une grande partie de la puissance y est absorbée et le relais externe de commande
se ferme, déclenchant ainsi une séquence d'opérations programmées.
La littérature technique comprend également un
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dispositif consiste en une monture de lunettes qui possède devant chaque oeil du sujet une paire d'ensembles d'émetteurs et de détecteurs de rayonnement infrarouge modulé, le circuit des détecteurs mesurant le déplacement horizontal ou vertical en fonction de la somme algébrique du pouvoir réfléchissant variable des régions soumises au rayonnement incident.
En pratique cependant ce dispositif est moins satisfaisant que les montages proposés par PFALTZ et Coll. Ainsi, le réglage précis d'émetteurs et de détecteurs minuscules est difficile, long et fastidieux, car il suffit que la monture bouge pour qu'on doive recommencer le calibrage. De plus, la présence d'objets tout près des yeux gtne psychologiquement le sujet même s'il n'est plus ébloui; d'autre part, comme les déterminations doivent se faire dans l'obscurité pour éviter des interférences fâcheuses, l'utilité du dispositif est limitée à des expériences où la cible du regard est éclairée faiblement: c'est le cas notamment d'examens du pouvoir de lecture.
Enfin, du fait que le rayonnement infrarouge utilisé est modulé, le signal de sortie ne représente jamais qu'une moyenne des positions des régions soumises au rayonnement et non l'état instantané de celles-ci.
De plus, ainsi qu'on le sait, la modulation provoque invariablement un délai du signal correspondant, tandis que le signal d'un système non modulé est immédiat , ce qui revêt une Importance considérable pour certains types de mesure.
L'invention suivant le brevet principal a pour
objet de remédier à ces inconvénients partout où la mesure des mouvements oculaires est appliquée actuellement, c'est-à-dire l'exploration des mouvements horizontaux ou verticaux soit d'un seul oeil, soit des deux, par exemple dans la mesure du nystagmus, le
pouvoir de lecture, etc. Elle permet d'effectuer cette mesure
de façon continue et avec plus de précision, non seulement dans l'obscurité mais aussi à la lumière.
Suivant le procédé décrit au brevet principal,
le système optique utilisé pour effectuer la mesure des mouvements de chaque oeil comporte deux émetteurs d'infrarouge non-modulé qui sont des diodes photoluminescentes montées en série, et deux détecteurs qui sont des cellules photo-électriques hautement sensibles au rayonnement réfléchi insérées dans le circuit électronique du circuit du dispositif.
Ces quatre éléments, auxquels sont associés des filtres infrarouges et une source obturable de lumière visible pour orienter convenablement sur un oeil chaque faisceau incident de rayonnement infrarouge non modulé, sont disposés entre eux de façon invariable pour former un ensemble électro-optique blindé qui est monté soit dans le champ visuel du sujet, soit en dehors du champ, et qui est raccordé à un boîtier portatif renfermant
un circuit électronique et une source de courant continu pour convertir en tension continue la puissance du rayonnement réfléchi, cette tension ou signal de sortie étant recueillie constamment
par un appareillage périphérique apte à traiter, lire et enregistrer ce signal.
Ces éléments se trouvent dans un logement paralléllé-lipipédique monté de façon réglable en hauteur et en largeur sur
une plaque qui est solidaire soit d'un casque, soit de moyens mécaniques aptes à rendre la téta du-sujet immobile; ou encore,
au cas où la tête est fixée, les logements peuvent être montés indépendamment des dits moyens mécaniques à l'endroit requis pour effectuer les mesures. La face du logement orientée vers l'oeil comporte cinq ouvertures alignées horizontalement, derrière lesquelles se trouvent, dans l'ordre, un détecteur, un émetteur, la source obturable de lumière visible, un second émetteur et un second détecteur.
On a constaté à l'usage qu'on pouvait améliorer
la performance du dispositif décrit et étendre sa portée pratique
en apportant des modifications matérielles qui rentrent tout naturellement dans le cadre de l'invention.
Ainsi on a ajouté à l'appareillage électronique renfermé dans le boîtier portatif plusieurs moyens ou circuits électroniques connus en soi. Ces moyens sont destinés ,en premier
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des signaux plus purs dans les mouvements verticaux et horizontaux et, en dernier lieu, à faire fonctionner un second jeu d'émetteurs et de détecteurs montés en croix sur le premier jeu de chaque logement réglable, ce second jeu permettant entre autre d'explorer complètement les mouvements oculaires d'un borgne par exemple.
D'autre part, on a réalisé un ensemble de moyens mécaniques pour fixer la tête du sujet à examiner, c'est-à-dire une structure légère, démontable, et partant, portative, et raccordable à divers supports.
Le perfectionnement au brevet principal porte
par conséquent, sur des moyens ou circuits électroniques, connus
en soi , capables de réduire considérablement l'interférence verticale des mesures horizontales et l'interférence horizontale dans les mesures verticales, de sorte qu'on produit des signaux relati- vement purs dans les deux modes de fonctionnement.
Le perfectionnement porte également sur les moyens
ou circuits électroniques, connus en.soi, capables d'éteindre les deux sources de lumière visible des ensembles électro-optiques.
Suivant le perfectionnement, chaque logement comporte
A
en vue de l'exploration simultanée de tous les mouvements d'au moins un oeil, outre les cinq éléments électroniques décrits au brevet principal, quatre éléments électroniques supplémentaires disposés verticalement, soit un émetteur de part et d'autre de la source cen- traie de lumière visible, et un détecteur à chaque extrémité, ces quatre éléments étant raccordés à des circuits appropriés de la même manière que les cinq éléments précités.
Suivant le perfectionnement, le dispositif comporte des moyens mécaniques pour rendre la tête du sujet solidaire non seulement d'une table, mais aussi de tout objet essentiellement mobile ou immobile comme un fauteuil fixé au sol, un instrument principal lourd tel l'appareil pivotant pour la mesure de
nystagmus, une chaise ou un siège fixe dans un véhicule.
Les moyens mécaniques consistent en une structure rigide en U dont les branches passent verticalement derrière les oreilles du sujet et dont la portion courbe se place au-dessus de
la tête, tandis que les extrémités des branches sont inclinées
ver3 l'objet auquel la structure doit être attachée, la structure comportant en outre des supports pour le menton et le front, ainsi que des pattes souples avec des lanières pour maintenir le haut et l'arrière de la tête, et éventuellement une seconde structure en U pour fixer les ensembles électro-optiques ainsi que tout équipement auxiliaire qui pourrait être nécessaire pour exécuter la mesure.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution de l'invention suivant le perfectionnement dans lesquels
la Fig.ll représente un des logements cylindriques renfermant un ensemble électro-optique à 9 éléments disposés en croix; ces logements, après montage, se présentent comme ceux
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la Fig.12 est une vue en élévation d'une structure de fixation de la tête, la structure étant reliée de manière rigide à un étau;
la Fig.13 est une vue de coté de la Fig.12;
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solidaire d'un instrument, destiné à raccorder la tête de façon rigide à l'instrument;
la Fig.15 est une vue en plan du support de menton de la structure de fixation suivant les lignes XV-XV de la Fig.12;
la Fig.16 est une vue en plan du support frontal de la structure de fixation suivant les lignes XVI-XVI de la Fig.12;
la Fig.17 est un croquis libre de la structure de fixation de tête; et
la Fig.18 est un croquis libre de la structure de fixation de tête montée sur un chien et raccordée à un instrument.
Dans ces dessins les parties déjà décrites au brevet principal portent les mêmes chiffres de référence qu'aux figures 1 à 10 du dit brevet.
Il va de soi que l'utilité d'un instrument de mesure dépend de sa précision. Dans le cas du dispositif décrit au 1 brevet principal, on s'est aperçu que la valeur du signal de sortie d'une mesure du mouvement d'un oeil, effectuée dans un mode de fonctionnement donné, par exemple le mode vertical, est viciée par une erreur due à une interférence dans le mode opposé, ce qui peut s'exprimer par exemple par les relations
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férences dans les modes opposés (vertical et horizontal); il
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purs pour assurer la précision et la reproductibilité des résultats.
Suivant le perfectionnement on ajouté à l'appareillage.4 électronique renfermé dans le bottier portatif des circuits com-
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minimum l'effet des interférences.
D'autre part, bien que le dispositif ainsi amélioré soit apte à donner des valeurs beaucoup plus exactes que celles
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il n'est cependant pas à même d'assurer l'exploration simultanée des mouvements oculaires dans les modes horizontal et vertical d'un seul oeil.
Il est donc absolument impossible d'exécuter ce
type d'exploration de manière comparative, c'est-à-dire en l'effec- tuant séparément d'abord sur l'un, puis l'autre des yeux; pour la même raison ces examens sont exclus dans le cas de borgnes et de sujets dont l'un des yeux ne peut servir dans la détermination des mouvements.
Le perfectionnement au brevet principal prévoit des
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mais non représentés aux dessins annexés, capables d'assurer l'exploration simultanée des mouvements d'un seul oeil dans les deux modes de fonctionnement. En plus des cinq éléments alignés
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de chaque côté de la source centrale 33 de lumière visible, et un détecteur, 36A et 37A, à chaque extrémité de la rangée verticale. ;
Ces éléments additionnels sont raccordés à des circuits appropriés de la même manière que les éléments de l'ensemble suivant le brevet principal; ces éléments sont blindés et sont avantageusement montés dans des logements cylindriques réglables
en hauteur et en largeur comme ceux du dit brevet. Avantageusement ces logements ne possèdent pas de plaque d'obturation de la source
de lumière visible, le boîtier portatif comportant un moyen électronique d'extinction de la source.
Contrairement aux dispositifs classiques de mesure des
mouvements oculaires qui ne permettent qu'une estimation subjective des caractéristiques fondamentales de la vue, le dispositif
est apte à fournir des mesures quantitatives de la résistance à l'éblouissement, du seuil de perception visuelle après l'éblouissement, de l'acuité visuelle, et de tout autre facteur prépondérant de la vision exigible dans un examen médical ou un essai d'aptitude.
Ce type de mesure est capital quand il s'agit de vérifier la vue
de conducteurs, pilotes, etc. Bien entendu, si l'on utilise le dispositif perfectionné à neuf éléments on peut contrôler les deux yeux d'un sujet séparément. Le principe appliqué consiste à enregis-trer les mouvements de l'oeil d'un sujet dont la tête est fixée, le sujet étant prié de suivre du regard un objet qui tourne ou oscille! à vitesse variable; l'enregistrement -révèle automatiquement l'instant où le sujet ne peut plus suivre la cible et celui où
il la distingue à nouveau.
Un autre aspect du perfectionnement concerne les moyens mécaniques préconisés pour créer l'immobilité de la tête
du sujet, moyens qui ont été évoqués brièvement au brevet principal,
Il s'agit à titre d'exemple d'un support ou structure de fixation
de la t8te.
La structure comporte un tube métallique 56 (Fig.
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geusement inférieure à 10 mm. L'écartement des deux branches de la structure est plus grand que l'écartement maximum des oreilles d'un sujet de sorte que la structure passe librement autour de la tête. La structure est pliée avantageusement près du milieu
57 (Fig.13) de manière que la partie supérieure 58 (Fig.12, 13)
y compris la portion courbe 59 s'étend verticalement bien audelà de la tête, tandis que la partie inférieure 60, inclinée à
30[deg.] environ par rapport à la verticale�s'étend au-dessus de la poitrine et ses extrémités 61 sont dirigées vers le bas.
Dans une première forme d'exécution la structure de fixation de la tête est solidaire d'une table par exemple près
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63 est monté de façon classique à la table par des vis 64. Les pièces de liaison 65 verticales portent des tubes fixes 66 dont l'extrémité est inclinée vers les extrémités 61 des branches de la structure en U. La section interne des tubes 66 est plus large que celle des branches et chaque tube est équipé d'un dispositif de verrouillage 67 à vis 68 ; il suffit d'engager les branches dans les tubes et de serrer les vis pour fixer la structure rigidement à la table.
Dans une seconde forme d'exécution la structure est reliée de façon rigide à un instrument placé sur une table ou tout support analogue. Deux tubes 69 parallèles en substance horizontaux sont fixés à l'instrument; ils possèdent la même section interne que les tubes 66 (Fig.l3) de la première forme d'exécution , leurs extrémités 70 sont inclinées dans la même
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équipés d'un verrouillage 67 à vis 68 analogue au précédent. Par conséquent, pour fixer rigidement la structure en U à l'instrument
il suffit d'insérer les extrémités 70 des tubes parallèles 69
et de serrer les vis.
De plus, suivant la première forme d'exécution, on peut fixer les extrémités 61 des branches inclinées 60 de la structure 56 en U à tout objet stationnaire autre qu'une table
comme les bras ou cotés d'un siège occupé par le sujet.)équipé
de la structure en U, les bras possédant des cavités raccordées
à toute partie stationnaire comme le sol, une paroi, etc. (le
siège peut se trouver dans un véhicule automobile, un avion, été)
La structure de fixation étant raccordée rigidement comme décrit ci-dessus, il convient dès lors d'immobiliser la
tête 71 par rapport à la structure en U, c'est-à-dire soutenir le menton et le front, et attacher le haut et l'arrière de la tête.
En vue de soutenir sans gêne le menton 72 (Fig.12,
et 13 ) du sujet, on colle sur une plaque un tampon rectangulaire
73 en matière élastique et on fixe la plaque à l'aide de vis 74
à la partie médiane 75 d'un tube 76 plié deux fois à angle droit,
les deux branches parallèles 77 étant raccordée? horizontalement aux branches inclinées 60 de la structure 56 en U.
Le tampon 73 en matière élastique est avantageusement
creux au milieu 78 et la cavité peut être bourrée d'un matériau mou,
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enfonce tout en restant maintenu fermement et sans gène.
On peut introduire chaque tube latéral 77 (Fig.12,
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un bossage rigide 80, avantageusement en bakélite, qui possède un
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vers le haut et vers le bas, et les tubes latéraux à se déplacer horizontalement vers l'avant et l'arrière comme indiqué: par les doubles flèches des Figs.12 et 13, et l'on peut ainsi ajuster la position du support 76; pour fixer cette position à demeure il suffit de visser un bouton 82 à filet interne 83.
On peut donner à la tête du sujet toute inclinaison
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13 et 16). Ce support consiste en une lame courbe 86 pourvue à sa
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en substance le profil du front. La lame est fixée à un tube
88 de même courbure que la lame et dont les deux extrémités 89 sont rectilignes et sont dans l'axe de la lame; on monte les extré- mités 89 du support frontal aux tubes latéraux 90 solidaires de la structure en U.
On règle le niveau de chaque tube 90 et la position 1
du support frontal 85 par rapport au plan de la structure 56 au moyen d'un bossage 91, analogue aux bossages 80, qui comporte un bouton 92 à filet interne 93 et deux canaux à angle droit; grâce à cet arrangement on peut déplacer les bossages 91 vers le haut et vers le bas et déplacer les tubes horizontaux 90 vers l'avant et vers l'arrière comme indiqué par les flèches doubles.
L'extrémité avant de chaque tube horizontal 90 est
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plastique dure, qui présente sur un des côtés une cavité 95 dans laquelle on peu' faire tourner à frottement dur l'extrémité droite
89du support frontal 85 comme indiqué par la flèche double courbe
(Fig.13); de la sorte on suit la courbure du front à chaque niveau.
Dès qu'on a déterminé l'inclinaison correcte pour la mesure envisagée, on bloque les tubes 90 au niveau approprié
en vissant les boutons 92 et l'on bloque le support frontal 85
en serrant une vis 96 prévue dans chaque cube 94 perpendiculairement au sens des tubes 90.
Il reste encore à maintenir le haut et l'arrière
de la tête du sujet au moyen de larges pattes avantageusement en
cuir ou tout matériau flexible analogue, attachées par des lanières respectivement aux tubes 90 et aux branches 58 de la structure en U. Cet arrangement est représenté schématiquement aux dessins annexés où les chiffres de référence 97 et 98 désignent respectivement
les pattes supérieure et postérieure, 99 et 100 les lanières correspondantes.
Chaque patte est en substance rectangulaire et comporte deux bandes étroites perpendiculaires à l'axe longitudinal obtenues en effectuant des incisions. On fait passer chaque lanière en dessous des bandes séparées de sorte qu'on peut soulever
la patte en tenant la lanière à chaque bout de la patte. On prévoit pour la lanière une longueur en excès sur la distance entre
les points d'attache et, après avoir fixé la lanière de façon connue en soi aux dits points, on ramène les deux extrémités l'une sur l'autre de manière à constituer un lien tendu appliqué sur la patte. Les trois pièces de lanière ainsi superposées sont immobilisées
par effet électrostatique (VELCRO, marque déposée).
Si l'on désire équiper la structure en U d'ensembles
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d'attaches 102, ou un tube plié deux fois à angle droit, les branches
101 étant pliées à un angle a tel que la partie horizontale médiane
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solidaire de la partie 103 des tubes 101 ou du tube plié. Il
va de soi qu'on peut régler la position des logements exactement
de la même manière que pour le dispositif suivant le brevet principal.
De plus, étant donné que la structure de fixation 56 est raccordée de façon rigide soit à un étau soit à un objet qui- vant les formes d'exécution décrites ci-dessus, et que l'ensemble
des tubes 101 et 103 est également rigide, et que l'ensemble
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par exemple pour placer à la distance voulue un texte à lire.
Bien entendu la structure de fixation 56 peut
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Il y a lieu de remarquer que la structure de fixa- tion 56 est telle que les oreilles 108 du sujet sont libres, ce qui est extrêmement important non seulement pour leur inspection mais aussi pour la détermination des mouvements involontaires des yeux dits nystagmus qu'on peut déclencher par l'introduction d'un liquide dans les oreilles.
Ainsi qu'on peut l'observer à la Fig.18 la structure
i permet d'immobiliser la tête de petites animaux comme des chats
ou dès chiens en vue de les examiner ou d'effectuer des interven- tions bénignes sous anesthésie locale, l'intérêt de la structure
de fixation étant le fait que l'animal reste parfaitement conscient.
La structure de fixation de la tête, utilisable notamment pour la mesure des mouvements oculaires, est plus intéressante que les supports classiques parce qu'elle est très robuste et permet de réaliser une gamme d'expériences beaucoup plus vaste; de plus, toutes ces pièces sont peu coûteuses à fabriquer, faciles à porter à la main et à assembler.
Bien entendu, l'invention suivant le perfectionne- ment n'est pas limitée aux formes d'exécutions qui ont été décrites
à titre d'exemples et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
REVENDICATIONS
1.- Perfectionnement au brevet principal relatif
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volontaires ou non de chaque oeil d'un sujet à la lumière ou
dans l'obscurité, le dispositif comportant des émetteurs et des détecteurs de rayonnement infrarouge non modulé comme éléments générateurs d'un système optique formé par au moins un faisceau
de rayonnement infrarouge dirigé sur l'oeil et par la fraction de
ce rayonnement qui s'y réfléchit, la puissance du rayonnement
réfléchi étant convertie analogiquement en tension continue au
moyen d'un circuit électronique approprié, caractérisé en ce que
le dispositif suivant le perfectionnement comporte des moyens
ou circuits électroniques connus en soi capables de réduire considérablement l'interférence verticale de mesures en mode de fonctionnement horizontal et l'interférence horizontale de mesures
en mode de fonctionnement vertical de sorte que les signaux de sortie sont relativement purs dans les deux modes.