L’OEIL: UN MILIEU ACOUSTIQUEMENT HÉTÉROGÈNE

Propriétés acoustiques d’un ÷il humain adulte sain 

Les propriétés acoustiques du milieu o ulaire ont été investiguées dès le début de l’échographie ophtalmique, notamment la célérité, pour les besoins de la biométrie. En raison de l’importance de la biométrie dans cette pratique, l’estimation de la célérité a souvent été le principal sinon le seul objet de caractérisation acoustique des nombreuses études entreprises. La littérature est en conséquence relativement pauvre de données d’atténuation ou d’impédance acoustique.

 Célérité des ultrasons

Depuis les années 60, de nombreuses équipes de re her he se sont attachées à mesurer la célérité des ultrasons dans les tissus oculaire, dans des conditions in vivo ou in vitro et au moyen de différentes méthodes [Jansson et Sandmark, 1961], [Jansson et Ko k, 1962],[Rivara et Sanna, 1962], [Thijssen et al., 1985]. Ces études on ordent pour armer que la vitesse moyenne des ultrasons dans l’÷il normal et atara té est comprise entre 1550 et 1555 m/s [Jansson et Ko k, 1962], [Sorsby et al., 1963], [Coleman et al., 1975a], [Ossining, 1979]. La valeur moyenne communément admise est ainsi de 1553 m/s. Cependant le milieu o oculaire n’est pas pour autant homogène, comme en attestent les valeurs du tableau 2.4. De plus, la célérité ultrasonore au sein des différents tissus qui le composent est encore sujet à débat, en dépit des efforts réalisés pour l’établir avec précision. En conséquence, nous avons essayé dans cette partie d’inventorier de façon relativement exhaustive les mesures issues des différentes études que comporte la littérature à ce sujet. Premier tissu rencontré par les ultrasons lors de l’exploration du milieu o ulaire, la cornée fait partie des milieux ou aires pour lesquels les valeurs de célérité sont les plus éparses. Les principaux résultats issus de la littérature sont reportés dans le tableau 2.1. Silverman et al ont récemment mis en évidence la dépendance des propriétés acoustiques dans la ornée et en particulier de la célérité ultrasonore avec son niveau d’hydratation, [Silverman et al., 2009]. Ils ont immergé su essi vement pendant 45 minutes la ornée dans des milieux de différentes tonicité : du dexsol pur, milieu de préservation hypertonique adapté à la ornée (ne provoque pas son gonflement), puis des dilutions su lessives à 75%, 50% 25% du dexsol avec de l’eau distillé et enn de l’eau distillé seule. Ils ont ensuite mesuré la célérité US sur 8 échantillons de cornée bovine à l’aide d’un transducteur focalisé à 38 MHz. Ils ont constaté que la ornée se gone relativement à la diminution en toni ité du milieu (dilution du dexsol), passant d’une épaisseur de 969 ±93µm dans le dexsol pur à 1579 ±104µm dans l’eau pure. Conjointement à en gnement de la ornée, la vitesse ultrasonore dé roit de 1605.4 ± 2.9 m/s (dexsol pur) à 1563 ± 2.2 m/s (eau), de façon linéaire avec la on entration en dexsol. Ainsi la vitesse moyenne à 37◦C avoisine les 1650 m/s dans la ornée, 1641 m/s dans le cristallin, 1560 dans la sclère et en 1532 m/s dans l’humeur aqueuse et le vitré. Au regard des proportions qu’on pent ha un de ces tissus dans l’÷il, il apparaît que c ‘est le cristallin qui est la plus grande source l’inhomogénéité ou oculaire en termes de célérité. Il occupe en effet environ un dixième du volume du bulbe et son épaisseur représente approximativement 20% de sa longueur axiale. La célérité des ultrasons en son sein est supérieure de presque 10 % à elle de l’humeur aqueuse et du vitré qui occupent la majeure partie du volume intra oculaire. 

 Atténuation des ultrasons

 Au cours de sa propagation au travers d’un milieu, l’onde US est atténuée sous l’effet des propriétés intrinsèques de ce milieu comme l’absorption de l’énergie mécanique ( conversion en chaleur essentiellement) et la diffusion. Dans les milieux biologiques, l’atténuation des ondes ultrasonores peut être représentée par une dépendance en fréquen e de la forme : α(f) = α1f β (2.2) avec α1 l’atténuation en dé ibel par millimètre à 1 MHz et β la dépendance en fréquence. β vaut 2 dans l’eau pure et se situe généralement autour de 1 dans les tissus mous. Bien que la littérature soit relativement pauvre, les études à notre disposition nous informent cependant sur le niveau d’atténuation des principaux tissus oculaires comme en 70 atteste la Table 2.4. Cette table se veut par ailleurs être une synthèse de l’ensemble des caractéristiques acoustiques du milieu oculaire. Retenons que le volume intraoculaire est globalement peu atténuant notamment en raison de la présence de l’humeur aqueuse et du corps vitré, essentiellement constitués d’eau et emplissant les 9/10me environ de son volume . Seuls la sclère et le cristallin présentent une atténuation élevée, qui se révèle problématique à haute fréquence.