Test de stéréopsie (Stereopsis Testing)

Points clés en un coup d’œil

La stéréopsie est la fonction par laquelle le cerveau détecte la disparité binoculaire et la convertit en profondeur ; elle n’est possible qu’après l’obtention de la fusion.
Une stéréopsie normale permet une perception de la profondeur si précise qu’elle peut distinguer une différence de profondeur de 8 cm à 10 mètres.
Le test de Titmus mesure la stéréopsie de près avec des lunettes polarisantes, en commençant par la mouche (3 000 secondes), puis les animaux (400 à 100 secondes), et enfin les cercles (800 à 40 secondes). Attention aux faux positifs pour les cercles et les animaux.
Le test TNO utilise la méthode des points aléatoires avec des lunettes rouge-vert, sans indices monoculaires, ce qui réduit les faux positifs (disparité de 480 à 15 secondes).
Le Lang Stereotest utilise la diffraction cylindrique sans lunettes, adapté au dépistage des nourrissons.
Le développement de la stéréopsie commence entre 3 et 5 mois après la naissance et atteint généralement une acuité stéréoscopique de 60 secondes vers l’âge de 4 ans.
L’acuité visuelle monoculaire jusqu’à 0,3 maintient une stéréopsie normale, mais elle diminue à 0,2 et disparaît à 0,1.

1. Qu’est-ce que le test de stéréopsie ?

La stéréopsie est la fonction par laquelle le cerveau détecte le décalage horizontal des images projetées sur les rétines gauche et droite, c’est-à-dire la disparité binoculaire, et la convertit en profondeur. Cette fonction n’est possible qu’après l’obtention de la fusion ; la fusion fovéale permet une stéréopsie fine, tandis que la fusion périphérique permet une stéréopsie grossière.

En présence d’une stéréopsie normale, une perception de la profondeur extrêmement précise est possible, permettant de distinguer une différence de profondeur de 8 cm à une distance de 10 mètres.

Signification clinique du test de stéréopsie

Le test de vision stéréoscopique est réalisé dans les buts suivants.

Évaluation du strabisme : évaluation de la fonction binoculaire avant et après la chirurgie et confirmation de l’efficacité du traitement
Évaluation de l’amblyopie : évaluation quantitative de l’amélioration de la fonction binoculaire par le traitement de l’amblyopie
Dépistage ophtalmologique pédiatrique : évaluation du développement de la fonction visuelle et détection précoce des anomalies
Évaluation postopératoire : confirmation de la récupération de la fonction binoculaire après chirurgie du strabisme ou cataracte
Tests d’emploi et d’aptitude : évaluation de l’acuité stéréoscopique nécessaire pour les travaux de précision, la conduite automobile, etc.

Unité de vision stéréoscopique

L’acuité stéréoscopique (stéréoacuité) est exprimée en secondes d’arc (arc second). Plus la valeur est petite, plus la vision stéréoscopique est précise.

Adulte normal : environ 40 à 60 secondes
Acuité stéréoscopique élevée : 40 secondes ou moins
Vision stéréoscopique grossière : environ 400 à 800 secondes
Seuil de vision stéréoscopique pratique : 200 secondes ou moins

Q L'absence de vision stéréoscopique gêne-t-elle la vie quotidienne ?

Même sans vision stéréoscopique, le monde n’apparaît jamais plat et il n’y a pas de gêne majeure dans les activités quotidiennes. En effet, les indices monoculaires de profondeur (perspective, ombrage, parallaxe de mouvement, etc.) complètent la perception de la profondeur. Cependant, cela peut être un désavantage dans les situations nécessitant une fonction binoculaire, comme les travaux de précision, les sports ou la conduite automobile. Comme la vision stéréoscopique peut s’améliorer avec le traitement du strabisme ou de l’amblyopie, une évaluation régulière est utile.

2. Types et procédures des méthodes d’examen

Graphique de test de stéréopsie à points aléatoires (FInD Stereo) : graphique de profondeur des stimuli en anneau et en creux et fonction psychométrique d'estimation du seuil

Wilkins L, et al. FInD stereo: a rapid, sensitive stereoacuity test. PLoS One. 2024;19(6):e0305036. Figure 1. PMCID: PMC11161055. License: CC BY 4.0.

Graphiques de profondeur des stimuli A) en anneau et B) en creux du test de stéréopsie FInD utilisant des figures de points aléatoires (plage de disparités présentée de manière adaptative, de facile à difficile) et C) fonction psychométrique estimant le seuil de stéréopsie à partir des réponses du participant. Cela correspond au principe de mesure du seuil de stéréopsie par la méthode des points aléatoires traitée dans la section « Test TNO (méthode de séparation des couleurs complémentaires) ».

Tests simples : méthode des deux crayons et méthode du passe-anneau

Méthode des deux crayons : un test très simple consistant à faire toucher les pointes de deux crayons. L’examinateur tient un crayon à 33 cm devant le sujet, et le sujet doit toucher la pointe de ce crayon avec la sienne. Dans les deux tests, si la tâche est réalisable en vision binoculaire mais échoue en vision monoculaire, on considère qu’il existe une fonction visuelle binoculaire pratique.

Méthode du passe-anneau : on forme un anneau de 2 à 3 cm de diamètre, tenu par l’examinateur, et le sujet doit y faire passer un fil de fer plié en forme de clé. Par rapport à la méthode des deux crayons, elle offre moins d’indices monoculaires et exige une plus grande perception de la disparité.

Caractéristiques des deux tests :

Tests naturels réalisables sans séparation des deux yeux
Possibilité de réussir après entraînement (ne constituent pas une mesure stricte de la stéréopsie)
Simples et ne nécessitent pas d’instruments spéciaux

Test de stéréopsie Titmus (méthode des lunettes polarisées)

Ce test mesure la stéréopsie de près en présentant des cibles avec disparité aux yeux gauche et droit à l’aide de lunettes polarisées. La cible est placée à 40 cm devant les yeux.

Procédure du test :

Faire porter au sujet des lunettes polarisées
Présenter d’abord la mouche (fly) avec la disparité maximale (3 000 secondes d’arc) et vérifier si le sujet peut attraper l’aile
Si la mouche est réussie, tester les trois niveaux d’animaux (400 à 100 secondes d’arc)
Puis passer aux 9 niveaux de cercles (800 à 40 secondes d’arc).

Plage de disparité du test stéréoscopique de Titmus :

Cible	Plage de disparité
Mouche (Fly)	Environ 3 000 secondes d’arc
Animaux	400 à 100 secondes d’arc
Cercles	800 à 40 secondes d’arc

Remarque : Les cercles et les animaux conservent des indices monoculaires, il faut donc garder à l’esprit qu’un faux positif peut survenir.

Q Pourquoi le test stéréoscopique de Titmus donne-t-il des faux positifs ?

Dans les cercles et les animaux du test stéréoscopique de Titmus, des indices monoculaires (légères irrégularités d’impression, ombres, etc.) visibles même sans lunettes polarisées peuvent subsister. Ainsi, même les patients sans vision stéréoscopique peuvent répondre correctement, entraînant des faux positifs. La mouche a une grande disparité (environ 3 000 secondes d’arc) et peu d’indices monoculaires, donc les faux positifs sont rares. Le test TNO, qui utilise la méthode des points aléatoires sans indices monoculaires, est utilisé en complément car il produit moins de faux positifs.

Test TNO (méthode de séparation par couleurs complémentaires)

Ce test utilise des lunettes rouge-vert pour séparer les deux yeux et mesure la vision stéréoscopique à l’aide de figures de points aléatoires.

Caractéristiques :

Séparation binoculaire par lunettes rouge-vert (méthode anaglyphe)
Élimination complète des indices monoculaires par des figures de points aléatoires
Peu de faux positifs
Plage de mesure : 480 à 15 secondes d’arc
Excellent pour confirmer la présence ou l’absence de vision binoculaire

Test de Frisby (méthode de stéréopsie réelle)

C’est la méthode la plus naturelle pour mesurer la stéréopsie en utilisant la disposition avant-arrière d’objets réels.

Caractéristiques :

N’utilise pas de filtres polarisants ou de filtres de couleurs complémentaires
Mesure sans séparation binoculaire
Permet l’évaluation la plus physiologique de la stéréopsie car elle utilise des objets tridimensionnels réels
Pour la vision de près

Lang Stereotest (méthode de diffraction cylindrique)

Cette méthode utilise un réseau de lentilles cylindriques pour présenter des images différentes à chaque œil, permettant d’évaluer la présence ou l’absence de stéréopsie sans lunettes.

Caractéristiques :

Pas besoin de lunettes (polarisées ou anaglyphes)
Principalement utilisé pour le dépistage chez les nourrissons et les enfants
Applicable même aux jeunes enfants peu coopératifs
Convient mieux pour confirmer la présence ou l’absence de vision stéréoscopique que pour une mesure quantitative

Comparaison des différentes méthodes de test :

Méthode de test	Séparation binoculaire	Indices monoculaires	Plage de mesure	Âge cible principal
Méthode des deux crayons	Non	Oui	Non quantifiable	Tous
Test de la baguette	Aucun	Faible	Non quantifiable	Tous
Test stéréoscopique de Titmus	Lunettes polarisées	Oui (cercle/animal)	3 000 à 40 secondes	À partir de 2 ans
Test TNO	Lunettes rouge-vert	Aucun	480 à 15 secondes	Âge scolaire et plus
Test de Frisby	Aucun	Faible	Vision de près	Tous
Lang Stereotest	Diffraction cylindrique	Faible	Quantification grossière uniquement	Nourrissons et plus

3. Choix du test selon l’âge et développement de la vision stéréoscopique

Développement de la vision stéréoscopique

Des études utilisant les potentiels évoqués visuels (PEV) montrent que la vision binoculaire existe dès l’âge de 2 mois et que la fusion commence entre 3 et 5 mois. La détection de la vision stéréoscopique se produit dans la même tranche d’âge (3 à 5 mois). Au plus tard à 20 semaines, plus de 75 % des enfants présentent une vision stéréoscopique détectable.

Des études utilisant des cartes de points aléatoires rapportent que l’acuité stéréoscopique atteint 60 secondes d’arc à 1 an et 5 mois, mais on considère généralement qu’elle atteint 60 secondes d’arc vers l’âge de 4 ans.

Périodes clés du développement de la vision stéréoscopique :

2 mois : établissement de la vision binoculaire
3 à 5 mois : début de la fusion et de la vision stéréoscopique
20 semaines (environ 5 mois) : détection possible de la stéréopsie chez plus de 75 % des enfants
Vers 4 ans : acuité stéréoscopique atteignant environ 60 secondes d’arc

Tests recommandés par âge

Âge	Test recommandé
Nourrissons (jusqu’à 2 ans)	Lang Stereotest, observation comportementale
Jeunes enfants (2 à 4 ans)	Titmus fly, Lang Stereotest
Enfants d’âge scolaire et plus	Titmus complet, TNO test, Frisby test
Adultes	Tous les tests (choix selon l’objectif)

Pendant la petite enfance, en raison d’une faible coopération, le Lang Stereotest sans lunettes et l’observation comportementale sont faciles à réaliser. Pendant l’enfance, le mouvement « attraper l’aile » du Titmus fly peut être effectué comme un jeu. À partir de l’âge scolaire, des mesures précises comme le test TNO deviennent possibles.

Points d’attention lors de l’examen

Les points d’attention pour le choix du test en fonction de l’âge sont présentés ci-dessous.

Chez les enfants de moins de 3 ans, privilégier la confirmation de la « présence ou absence » de la vision stéréoscopique plutôt qu’un test quantitatif
Les lunettes polarisantes (Titmus) peuvent être difficiles à porter pour les jeunes enfants
Le Lang Stereotest est adapté aux enfants car l’examen est rapide
Chez les adultes également, choisir le test en fonction de l’objectif (dépistage, évaluation précise, test d’aptitude)

4. Relation entre vision stéréoscopique et acuité visuelle

Relation entre acuité visuelle et acuité stéréoscopique

Il existe une certaine relation entre l’acuité visuelle et l’acuité stéréoscopique (stéréoacuité), mais de nombreux patients présentent une assez bonne acuité stéréoscopique même en cas d’amblyopie. Lorsque l’acuité visuelle descend en dessous d’un certain seuil, l’acuité stéréoscopique diminue également brusquement.

Données expérimentales avec réduction de l’acuité visuelle d’un œil à l’aide d’un filtre ND :

Acuité visuelle jusqu’à 0,3 : l’acuité stéréoscopique reste dans la plage normale
Acuité visuelle 0,2 : l’acuité stéréoscopique diminue
Acuité visuelle 0,1 : la vision stéréoscopique peut disparaître

D’après cette relation, même en cas d’amblyopie modérée d’un œil (acuité visuelle d’environ 0,2 à 0,3), la vision stéréoscopique peut être préservée. Cependant, l’acuité stéréoscopique de haute précision (40 à 60 secondes d’arc) est facilement altérée, et seule une vision stéréoscopique grossière (plusieurs centaines de secondes d’arc) peut être conservée dans certains cas.

Relation entre amblyopie et vision stéréoscopique

Dans l’amblyopie, la vision stéréoscopique est souvent altérée, mais un traitement (occlusion de l’œil sain, correction optique, etc.) peut l’améliorer.

Types d’amblyopie où les troubles stéréoscopiques sont fréquents :

Amblyopie strabique : le décalage des axes oculaires empêche l’établissement de points correspondants, altérant gravement la stéréopsie.
Amblyopie anisométropique : la baisse d’acuité d’un œil réduit la stéréopsie, mais celle-ci peut récupérer avec l’amélioration de l’acuité de l’œil amblyope.
Amblyopie par privation de forme : en cas de privation visuelle prolongée (cataracte congénitale, etc.), la récupération de la stéréopsie peut être difficile.

Q La vision stéréoscopique est-elle préservée en cas d'amblyopie ?

Cela dépend du type et du degré d’amblyopie. Lorsque l’acuité d’un œil est d’environ 0,3, la stéréopsie reste souvent dans la normale. Dans l’amblyopie strabique, le décalage des axes altère nettement la stéréopsie. Dans l’amblyopie anisométropique, une amélioration de l’acuité de l’œil amblyope au-dessus de 0,3 peut permettre une récupération de la stéréopsie. L’évaluation de la stéréopsie après traitement (occlusion, prisme, chirurgie, etc.) est un indicateur important de l’efficacité thérapeutique.

5. Comparaison des méthodes d’examen et guide de sélection

Degré de dissociation binoculaire et indices monoculaires

Pour éviter les faux positifs dans les tests de stéréopsie, il est important d’éliminer les indices monoculaires. La comparaison des tests selon la force de dissociation binoculaire et la rareté des indices monoculaires peut être résumée comme suit.

Direction avec plus d’indices monoculaires (risque de faux positifs élevé) :

Méthode des deux crayons → Test de Frisby → Lang Stereotest → Titmus (cercle/animal) → TNO (le moins d’indices)

Guide de sélection clinique :

Dépistage (nourrissons) : Lang Stereotest, observation comportementale
Évaluation qualitative (présence de stéréopsie) : Titmus fly, Lang Stereotest
Évaluation quantitative (mesure précise de l’acuité stéréoscopique) : TNO test, Titmus circles
Pour éviter les faux positifs : TNO test (méthode des points aléatoires)
En cas de difficulté à porter des lunettes : Lang Stereotest, Frisby test

Distance de mesure et stéréopsie de loin et de près

La plupart des tests cliniques de stéréopsie sont réalisés en vision de près (30-40 cm). Cela est dû à la commodité de manipulation des instruments, mais ne reflète pas complètement la stéréopsie de la vie quotidienne (y compris la vision de loin).

Titmus Stereotest : vision de près (40 cm)
TNO test : vision de près (environ 40 cm)
Frisby test : vision de près à moyenne distance (ajustable)
Two pencil test : vision de près (33 cm)

Si une évaluation de la stéréopsie de loin est nécessaire (tests d’aptitude professionnelle, etc.), utiliser un test de stéréopsie spécialisé pour la vision de loin (appareil de Howard-Dolman, etc.).

6. Mécanismes neuronaux de la stéréopsie et applications cliniques

Mécanismes neuronaux de la stéréopsie

Le traitement de la stéréopsie commence dans le cortex visuel (V1) et implique un vaste système de traitement visuel s’étendant jusqu’aux aires V2, V3, V4 et MT.

Principales voies de traitement :

Détection de la disparité binoculaire : Dans le cortex visuel primaire (V1), les entrées des yeux gauche et droit sont intégrées et les neurones binoculaires répondent en fonction de la disparité.
Conversion en profondeur : Après traitement dans les aires V2, V4 et MT (V5), l’information de disparité est conscientisée en tant que perception de la profondeur.
Voie ventrale (voie du Quoi) : Impliquée dans la reconnaissance de la forme et de la couleur des objets.
Voie dorsale (voie du Où) : Impliquée dans le traitement de la position et du mouvement des objets ; la vision stéréoscopique est principalement traitée par cette voie.

Relation entre fusion et vision stéréoscopique

La vision stéréoscopique présuppose la fusion (capacité à combiner les images des deux yeux en une seule). Il existe deux types de fusion :

Fusion fovéale : Fusion précise près de la fovéa. Base de la vision stéréoscopique fine (de l’ordre de quelques dizaines de secondes d’arc).
Fusion périphérique : Fusion dans la rétine périphérique. Maintenue même pour une vision stéréoscopique grossière (de l’ordre de quelques centaines de secondes d’arc).

Dans le strabisme et l’amblyopie, la fusion est altérée, donc la vision stéréoscopique l’est aussi. Après une chirurgie du strabisme, l’amélioration de la fonction de fusion peut restaurer la vision stéréoscopique.

Sensibilité et limites des tests de vision stéréoscopique

Les tests de vision stéréoscopique sont utiles pour le dépistage de l’amblyopie et du strabisme, mais il faut être attentif aux limites suivantes :

Un seul test de vision stéréoscopique ne permet pas de poser un diagnostic définitif d’amblyopie ou de strabisme.
Même avec une bonne vision stéréoscopique, un microstrabisme (syndrome de monofixation) peut exister.
Même avec une mauvaise vision stéréoscopique, l’acuité visuelle et la position des yeux peuvent être normales (cas où seule la vision stéréoscopique est sélectivement altérée).
Chez les nourrissons et les jeunes enfants, il est difficile d’obtenir leur compréhension et leur coopération pour le test, ce qui entraîne facilement des faux négatifs.

Les résultats du test de vision stéréoscopique doivent être évalués en combinaison avec les tests d’acuité visuelle, de position des yeux et de mouvements oculaires.

7. Références

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Westheimer G, McKee SP. Stereoscopic acuity for moving retinal images. J Opt Soc Am. 1978;68(4):450-455.
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