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Journal Français d'Ophtalmologie
Vol 22, N° 2  - juillet 1999
p. 221
Doi : JFO-03-1999-22-2-0181-5512-101019-ART12
Nouveau mode d'enregistrement de l'activité rétinienne : ERG multifocalNouveau mode d'enregistrement de l'activité rétinienne : ERG multifocal
 

COMMUNICATION DE LA SFO

JFO
1999; 22: 221-225
© Masson, Paris, 1999

G. Mack(1), , H. Dolfus(1), , J. Flament(1), , S. Mohand-Said(1), , J. Sahel(1)
(1)Clinique Ophtalmologique, Hôpital civil, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, BP no 426, 67091 Strasbourg Cedex.

SUMMARY

A new mode of recording retinal activity: multifocal ERG

G.Mack, H.Dollfus, J.Flament, S.Mohand-Said, J.Sahe

Global ERG recordings are only modified in conditions with diffuse or extensive retinal involvement.

The use, over the last 6 months, of a new functionnal testing device: VERIS (visual evoked response imaging system) allows accurate detection and quantification of localized retinal function defects.

Our preliminary experience shows that a careful preparation of subjects, standardized testing protocoles and a good understanding of the device technology, especially software parameters are mandatory.

We report our results on a series of 28 normal volunteers, grouped by age and describe the various graphic presentation of data collected. This technology should allow accurate detection and quantification of retinal functionnal defects in patients with age related macular degeneration as well as evaluation of visual function in retinitis pigmentosa patients before and after photoreceptor transplantation.

Key words : VERIS. , multifocal ERG. , Ganzfeld ERG.

RÉSUMÉ


Nouveau mode d'enregistrement de l'activité rétinienne : ERG multifocal

De par le caractère global de sa réponse, l'ERG Ganzfeld classique n'est perturbé que dans les cas d'atteinte rétinienne diffuse ou de taille relativement importante.

Or, depuis quelques mois, nous bénéficions d'une nouvelle méthode d'exploration fonctionnelle de la rétine grâce au VERIS (visual evoked response imaging system) qui permet non seulement de mettre en évidence des déficits de très petite taille mais encore et surtout de quantifier l'importance de ces déficits.

Après avoir décrit les caractéristiques de cet appareillage, le mode de préparation des sujets et le déroulement de l'examen, en insistant sur certains points qui sont pris en compte lors du traitement informatique des réponses, nous présentons les résultats obtenus chez des patients normaux regroupés par tranches d'âge afin d'étalonner notre appareil en décrivant les différents modes de représentation de ces résultats.

Étant donné la conception même de ce nouvel appareil qui permet de mettre en évidence et surtout de quantifier des déficits au niveau de la rétine centrale, nous nous proposons d'enregistrer l'activité électrique chez des patients présentant une DMLA, des trous maculaires, mais surtout chez des patients atteints de rétinite pigmentaire avant et après transplantation de rétine.

Mots clés : VERIS. , ERG multifocal. , ERG Ganzfeld.


INTRODUCTION

L'électrorétinogramme (ERG) est l'enregistrement graphique de l'activité électrique globale de la rétine en réponse à une stimulation lumineuse. Dans la majorité des cas, le stimulus lumineux est constitué d'une coupole qui permet la diffusion d'un éclair et, par là même, la stimulation de la plus grande partie de la surface rétinienne, la pupille des sujets étant dilatée.

Si un tel ERG constitue un élément majeur dans le diagnostic ou le suivi de nombreuses pathologies rétiniennes, qu'elles soient congénitales ou acquises, cependant il ne nous permet pas d'enregistrer point par point le fonctionnement de certaines zones de la rétine. En effet, de par le caractère global de la réponse, un tel ERG n'est perturbé que dans le cas d'atteintes rétiniennes diffuses ou de taille relativement importante.

Or, depuis quelques mois, nous bénéficions à la Clinique Ophtalmologique de Strasbourg d'une nouvelle méthode d'exploration électrophysiologique de la rétine grâce au VERIS (visual evoked response imaging system) conçu par le Professeur Sutter de San Francisco [1, 2] qui permet non seulement de mettre en évidence des déficits de très petite taille mais encore et surtout, ce qui est tout à fait nouveau, de quantifier l'importance de ces déficits.

MATÉRIEL

Le système VERIS produit des stimuli constitués par des éléments hexagonaux (61, 103 ou 241) projetés sur un écran vidéo selon une séquence prédéterminée pseudorandomisée, avec une fréquence de renversement de 75 Hz. La surface rétinienne ainsi stimulée s'étend sur une zone de 50 degrés en horizontal et 40 degrés en vertical. Pour tenir compte de la densité des cônes que Curcio [3] avait mis en évidence dès 1987, la taille et le nombre des hexagones augmente avec l'excentricité. La luminance moyenne de chaque élément stimulé est de 200 cd/m², avec un contraste de 98 %. Un point de fixation central est constitué soit d'un carré, soit d'une croix dont on peut faire varier la taille en fonction de l'acuité visuelle du sujet. Les signaux ainsi produits sont amplifiés (la bande passante de l'amplificateur est de 10 → 300 Hz, l'amplification de 100 000), puis analysés et traités par ordinateur.

MÉTHODE

La préparation du sujet est identique à celle utilisée pour l'enregistrement des ERG « classiques ». Cependant, il faut tenir compte d'une éventuelle correction oculaire et du diamètre pupillaire, données qui interviennent lors du traitement informatique des réponses obtenues. Le sujet est dans une ambiance lumineuse mésopique. Ses yeux sont stimulés l'un après l'autre, l'Sil non stimulé étant occlus. L'électrode active que nous utilisons est une lentille de contact type ERG-jet. L'électrode indifférente est une cupule dorée dans laquelle on dépose un peu de pâte conductrice ; cette cupule est placée sur la pommette correspondant à l'Sil stimulé. L'électrode de mise à la terre est fixée sur le lobe de l'oreille. La tête du sujet repose sur une mentonnière fixée sur une tablette à une distance de 33 centimètres de l'écran de stimulation. Les pupilles du sujet sont dilatées : aussi faut-il placer devant l'Sil examiné une lentille d'une puissance de + 3 dioptries s'il s'agit d'un sujet emmétrope, lentille dont la puissance variera en fonction de la correction oculaire du patient testée en vision de près après la pose de l'électrode cornéenne. Sur la tablette se trouve une échelle graduée qui permet d'affiner la distance écran de stimulation/sujet afin que les stimuli soient vus le plus nettement possible. D'autre part, après avoir mesuré la distance interpupillaire, on pourra, grâce à une autre échelle graduée, déplacer latéralement la tablette de façon à ce que l'Sil stimulé soit en face du centre de l'écran de stimulation. Enfin, la stimulation de chaque Sil dure 4 ou 8 minutes découpée en séquences de 30 secondes. Chaque séquence peut être acceptée ou rejetée par l'examinateur en fonction de la qualité des réponses obtenues.

RÉSULTATS

Les résultats peuvent être présentés sous 3 formes différentes

  1. soit en visualisant l'activité électrique recueillie après stimulation de chaque hexagone. Nous aurons ainsi 61, 103 ou 241 tracés selon le nombre d'hexagones stimulés,
  2. soit en représentant les réponses sous forme de densité de réponse par une figure en 3 dimensions,
  3. soit enfin en regroupant les différents tracés par quadrants ou par anneaux concentriques.

La représentation de toutes les traces (figure 1) a l'avantage de visualiser d'emblée la projection sur le champ visuel de l'activité électrique de toute la rétine stimulée par 61, 103 ou 241 éléments hexagonaux. Chaque hexagone et donc chaque tracé qui lui correspond est numéroté. Dans le cas d'une stimulation par 61 éléments, le tracé no 31 représente l'activité électrique recueillie au niveau de la foveola. Grâce à ce mode de représentation, non seulement on peut avoir d'emblée un aperçu de la localisation et de la taille de la zone rétinienne éventuellement atteinte, mais encore, ce qui est tout à fait nouveau, on peut quantifier l'importance du déficit en comparant hexagone par hexagone la densité de chaque réponse enregistrée à la densité normale, en entendant par densité l'amplitude de la réponse par rapport à la surface angulaire. C'est en cela que réside, entre autres, tout l'intérêt de ce nouvel appareil.

Pour rendre les faits encore plus parlants, on peut représenter les résultats obtenus sous forme de figure en 3 dimensions (figure 2), le pic central correspondant au maximum de densité de la réponse, et donc à la foveola, densité décroissant avec l'excentricité ; en outre, on peut visualiser la projection de la tache aveugle.

Enfin, l'on peut regrouper les différents tracés par quadrants ou, ce qui est peut-être plus intéressant, sous forme d'anneaux concentriques : l'anneau central correspond à l'activité électrique de la foveola par stimulation du seul hexagone central ; l'anneau le plus périphérique se situe dans les 18 degrés centraux.

Qu'il s'agisse de représenter les tracés sous forme de quadrants ou d'anneaux, l'interprétation des résultats peut se faire selon 3 modes différents de moyennage. Prenons l'exemple d'une représentation sous forme d'anneaux :

  • par simple moyennage normalisé (figure 3), nous aurons simplement une idée de la morphologie et du temps de culmination selon l'excentricité,
  • par contre, si l'on compare les densités entre elles en fonction de l'excentricité (figure 4), on voit que la densité de réponse est la plus importante au niveau de la foveola ; cette densité diminue d'autant plus que l'on s'éloigne de l'anneau central. Une telle représentation sera plus particulièrement intéressante dans le cas d'une atteinte centrale de la rétine,
  • enfin, si l'on compare non plus la densité mais la somme des amplitudes au niveau de chaque anneau (figure 5), nous voyons que l'amplitude enregistrée au niveau de l'anneau central est minime, puisque l'on ne stimule qu'un seul élément central. Par contre, puisque le nombre et la surface des hexagones croissent avec l'excentricité, on observe une augmentation progressive de l'amplitude des réponses au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'hexagone central. Ce mode de représentation nous permettra d'objectiver l'existence d'un éventuel déficit périphérique.

Aussi le VERIS se révèle être un appareil très performant. Cependant, du fait même de sa sensibilité, il exige de la part de l'utilisateur un soin et une rigueur extrêmes : mesure du diamètre pupillaire après dilatation maximale, mesure de la distance interpupillaire, correction de près la plus confortable pour le sujet après la pose de l'électrode cornéenne. Cette électrode cornéenne peut être en soi un élément perturbant considérablement la qualité de l'enregistrement, et ceci pour 2 raisons : l'électrode peut se déplacer latéralement sur la cornée, ce qui rendra le tracé asymétrique et donc ininterprétable. En plus, elle peut aussi adhérer plus ou moins bien à la cornée, le manque d'adhérence en un endroit entraînant une variation de la correction oculaire et donc ici aussi un tracé asymétrique et ininterprétable. C'est pourquoi il est absolument indispensable de vérifier la bonne position de l'électrode avant le début et au cours de l'enregistrement.

CONCLUSION ­ PERSPECTIVES

Si toutes ces précautions sont prises, le VERIS pourra nous permettre de façon certaine, de mettre en évidence un éventuel dysfonctionnement rétinien qui n'est pas encore révélé cliniquement.

Jusqu'à présent, nous avons testé des sujets normaux par tranches d'âge (20-30 ans, 30-40 ans, etc.) de façon à étalonner notre appareil en fonction de l'ambiance lumineuse de notre pièce d'examen et du type d'électrode utilisé. Mais étant donné la conception même de ce nouvel appareil qui nous permet de mettre en évidence et surtout de quantifier des déficits au niveau de la rétine centrale, nous enregistrerons dans un très proche avenir l'activité électrique de la rétine de patients présentant une dégénérescence maculaire liée à l'âge, ou des trous maculaires avant et après intervention. Mais surtout cet examen nous permettra de suivre le fonctionnement des cellules rétiniennes avant et après transplantations de rétine pratiquées chez des patients atteints de rétinite pigmentaire.

Figure 1. Activité électrique recueillie après stimulation de 61 hexagones.

Figure 2. Représentation des réponses sous forme d'une image en 3 dimensions.

Figure 3. Recueil des réponses électriques sous forme d'anneaux concentriques : simple sommation normalisée des réponses enregistrées au niveau de chaque anneau.

Figure 4. Recueil des réponses électriques sous forme d'anneaux concentriques : sommation des densités.

Figure 5. Recueil des réponses électriques sous forme d'anneaux concentriques : sommation des amplitudes.



REFERENCE(S)

[1] Sutter EE, Trand D. The field topography of ERG components in man. I : the photopic luminance. Vision Res. 1992;32:433-46.

[2] Bearse MA, Sutter EE, Lerner L. Vision science and its applications. Technical digest series. Optical Society of America, Washington D.C., 1994;2:358-61.

[3] Curcio CA, Sloan KR, Packer AE, Hendrickson AE, Kalina RE. Distribution of cones in human and monkey retina : individual variability and radial asymetry. Science NY 1978b; 236:379-81.


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