L’optique adaptative au service de l’ophtalmologie

Il s’appelle Inoveo (INstrumentation à Optique adaptatiVE pour l’Ophtalmologie). Sélectionné par le Réseau National des Technologies pour la Santé (RNTS), ce projet développe un dispositif d’imagerie capable de visualiser les microstructures de la rétine invisibles avec l’instrumentation courante. Inoveo est mené par l’entreprise Imagine Eyes et compte comme partenaire l’unité Haute Résolution Angulaire de l’Onera, à la fois sur la commande de l’optique adaptative et la restauration d’images.

Dans un futur proche, la DMLA (Dégénérescence maculaire liée à l’âge) devrait toucher une personne sur deux. Des équipes de recherche tentent de développer des médicaments pour arrêter ou ralentir cette dégénérescence, mais qu’il est quasiment impossible de voir quels en sont les effets. " Grâce aux technologies que les équipes présentes dans Inoveo se proposent de mettre au point, les médecins pourront alors intervenir très vite sur des patients ayant encore une vision correcte et choisir le traitement le plus approprié. Pour moi qui travaille souvent sur des sujets de Défense plus confidentiels, Inoveo est extrêmement valorisant ", reconnaît Laurent Mugnier, Maître de recherche au département d’Optique théorique et appliquée (DOTA). " C’est très motivant de participer à ce type de projet et d’appliquer au monde médical des connaissances issues de travaux menés avec des astronomes. C’est une nouvelle preuve de l’importance du rôle que doit jouer la recherche dans la société ", s’enthousiasme-t-il.

Les techniques développées par les astronomes pour
vaincre les effets de la turbulence atmosphérique peuvent
s'appliquer à l'examen in vivo du tissu rétinien.

Des résultats encourageants

L'étude de la commande de l'optique adaptative est menée par le L2TI (Laboratoire de Traitement et Transport de l’Information) de l’Université Paris 13 en partenariat avec Jean-Marc Conan du DOTA. Pour sa part, Laurent Mugnier est responsable de la partie restauration d’images, en partenariat avec l’Institut Curie qui dispose d’une équipe spécialisée dans le traitement d’images de microscopie. Les recherches sur ce projet ont commencé il y a plus d’un an avec le démarrage d'une thèse, qui porte sur la restauration d’images de la rétine corrigées par optique adaptative et qui a conduit au développement d’une méthode qui estune extension tridimensionnelle de Mistral detecteur infrarouge MISTERE (Myopic Iterative STep preserving Restoration ALgorithm), un algorithme de déconvolution conçu par l’Onera et grâce auquel les astrophysiciens ont pu réaliser des observations capitales. " Contrairement à l’astronomie où l’on cherche à concentrer la lumière pour obtenir des détails en piqué, le travail de restauration d’image pour l’ imagerie de la rétine consiste essentiellement à démêler les plans pour parvenir à une sorte de tomographie numérique " explique-t-il.

Les premiers résultats sur simulation sont encourageants. L’étape suivante consistera à tester cette méthode sur des données expérimentales fournies par le Lesia (Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique) de l’Observatoire de Paris. " Reste que nous ne connaissons pas bien la réponse du système. Or pour faire de la restauration d’images, il est impératif de savoir comment celui-ci répond à un point source. Aussi réalisons-nous des travaux en parallèle où, à partir d’images, nous essayons d’estimer à la fois les aberrations de l’œil et du système optique. Il s’agit d’une extension de nos travaux antérieurs sur la diversité de phase " rappelle Laurent Mugnier.

A gauche une représentation 3D de la rétine, du fond de l'oeil [bas] au cristallin [haut], avec les photorécepteurs, les cellules ganglionnaires et les vaisseaux sanguins. Au milieu, après acquisition, les images corrigées par optique adaptative. A droite, après déconvolution, le résultat final exploitable par les médecins.

Un système expérimental performant courant 2008

Objectif : avoir en 2008, un dispositif expérimental plus performant équipé d’un nouveau miroir déformable et d’un système de déconvolution 3D pour traiter les images obtenues. « Inoveo mettra à disposition des ophtalmologistes un outil expérimental qu'ils pourront utiliser au quotidien ». Prototype unique en Europe, développé dans le cadre du programme Oeil de l’Observatoire de Paris, dont l’Onera est partenaire, le dispositif du Lesia est installé à l’hôpital des Quinze-Vingts et utilisé au quotidien sur des patients en présence d’un chercheur. Il a déjà permis un transfert de compétences aux techniciens hospitaliers. Inoveo conduira à un outil pré-industriel.