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Journal Français d'Ophtalmologie
Vol 22, N° 2  - juillet 1999
p. 241
Doi : JFO-03-1999-22-2-0181-5512-101019-ART15
La vidéokératoscopie
 

CORNÉE

JFO
1999; 22: 241-254
© Masson, Paris, 1999

M. Assouline(1), , D. Lebuisson(2)
(1)Service d'Ophtalmologie, Fondation Ophtalmologique Rothschild, Paris.

(2)Service d'Ophtalmologie, CMC Foch, Suresnes et American Hospital of Paris, Neuilly/Seine.

Plan
  • Videokeratoscopy

  • INTRODUCTION
  • BASIC PRINCIPLES
  • THE NORMAL CORNEA AND ARTEFACTS
  • THE DISEASED CORNEA
    • Congenital astigmatis
    • Keratocone
    • LASIK and other lamellar procedures
    • Cornea plana
  • SURGICAL APPLICATIONS
    • Excimer laser refractive photoablation
    • Transfixation keratoplasty
    • Radial keratomy and other incisional procedures
    • Phakoemuslification
    • Pterygion
    • Therapeutic excimer laser photoablation
    • Contactology
Plan
  • INTRODUCTION
  • PRINCIPES GÉNÉRAUX
  • TOPOGRAPHIE CORNÉENNE NORMALE ET ARTEFACTS
  • TOPOGRAPHIE CORNÉENNE PATHOLOGIQUE
    • Astigmatisme congénital
    • Kératocône
    • LASIK et autres chirurgies lamellaires
    • Cornea plana
  • APPLICATIONS CHIRURGICALES
    • Photoablation réfractive au laser excimer
    • Kératoplastie transfixiante
    • Kératotomie radiaire et autres chirurgies incisionnelles
    • Phacoémulsification
    • Ptérygion
    • Photoablation thérapeutique au laser Excimer
    • Contactologie

INTRODUCTION

La première analyse de la forme cornéenne par projection d'une mire est due à Cuignet vers 1820. Le disque de Placido, développé vers 1880 est à l'origine de la vidéokératoscopie moderne [1, 2]. De nombreux instruments de mesure de la forme cornéenne ont été utilisé depuis le début du siècle, parmi lesquels le kératoscope de Von Loehnan (JedMed), le kératoscope de Klein (Keeler Instruments), le disque de Placido modifié par Rowsey, le Corneascope (Kera Corporation) et le kératoscope de Cochet. L'automatisation de l'acquisition de l'image et le développement d'un cône de Placido permettant de projeter les mires en évitant les reliefs faciaux, par la société Computed Anatomy, a permis la diffusion de cette technique [3] puis son évolution vers le Topographic Modeling System (Computed Anatomy-Tomey), le Corneal Analysis System (EyeSys Technology), le Visio EH 270 (Adatomed-Visioptics) devenu le EyeMap (Alcon), le Kératron (Optikon 2000), le Masterview (ORC repris par Humphrey), le CM 1000 (Topcon) ou encore le Koralyse (Treelogy). La firme Technomed a développé dans son dernier modèle une simulation optique très élaborée (ray-tracing analysis) des conséquences visuelles de la topographie cornéenne, dont l'évaluation clinique est en cours. Plus récemment des méthodes d'analyse différentes du disque de Placido ont été développées. Le Corneal Topography System (PAR Technology Corporation) analyse la déformation de la projection d'une grille (Rasterstéréographie) indépendante de la qualité du film lacrymal [4]. Le CLAS 1000 (Kerametrics puis Eye Technology) se fonde sur la détection des franges de Moiré par holographie laser de la surface cornéenne et d'une lentille in situ, avec une résolution verticale de 0,2 D et une résolution horizontale de 15 μm sur 12 mm de diamètre (soit 1,5 millions de points analysés en 2 secondes). La biomicroscopie ultrasonique, la tomographie optique cohérente, la triangulation spatiochromatique et la microscopie confocale, sont également des voies de recherche.

Les applications les plus courantes de la vidéokératoscopie sont le dépistage du kératocône infraclinique, l'équipement contactologique des cornées irrégulières et la mesure des modifications induites par les kératochirurgies réfractives. En effet, l'ophtalmomètre ou « kératomètre » de Javal et de Von Helmholtz présente des limitations évidentes, car cet instrument ne s'applique qu'aux formes sphérocylindriques pures [5]. La mesure de la région paracentrale (anneau de 3 à 4 mm centré sur l'apex) par l'ophtalmomètre, ne concerne que 6 % de la surface cornéenne, et n'évalue pas la cornée centrale, impliquée dans la formation de l'image fovéolaire (effet de Stiles-Crawford) ou la périphérie, laquelle contribue à la vision scotopique. Comme la zone de mesure dépend de la puissance de la cornée analysée, il est impossible de comparer une kératométrie pré et postopératoire de chirurgie réfractive, puisque l'analyse porte sur deux zones différentes. La mesure kératométrique est la moyenne des deux hémiméridiens de chacun des axes principaux, lesquels sont considérés, parfois à tort, comme orthogonaux. Ces approximations, et la perte de fiabilité importante au-delà de 50 dioptries, expliquent la supériorité de la vidéokératoscopie.

PRINCIPES GÉNÉRAUX

La cornée contribue pour environ 75 % au pouvoir réfractif de l'Sil. Le dioptre constitué par l'interface entre l'air et le film lacrymal est le plus important (environ + 43,6 dioptries) en raison de la différence d'indice de réfraction entre ces deux milieux, alors que l'interface entre le film lacrymal et la surface épithéliale ne représente que + 5,3 dioptries. L'interface entre l'endothélium et l'humeur aqueuse représente quant à elle environ ­ 5,8 dioptries. L'épithélium cornéen, plus mince au centre, aplatit la pupille d'entrée (projection de la pupille sur la cornée) d'environ une dioptrie et régularise la surface stromale. La puissance réfractive de la cornée (Pc en dioptries) est donc fonction du rayon de courbure antérieur du film lacrymal (r en mètres), et de la différence entre l'indice réfraction de la cornée (1,336) et de l'air [1] selon la formule :

Pc = (n - 1)/r.

L'image de Purkinje, mesurée par le kératomètre ou le kératoscope, est la projection virtuelle d'une mire sur la surface antérieure convexe de la cornée, observée de 0,2 à 4 mm en arrière de la surface épithéliale. La description de la forme cornéenne fait l'objet d'une terminologie précise. La puissance réfractive de la cornée est d'autant plus élevée, que la cornée est plus courbe ou « cambrée », et donc que le rayon de courbure est plus court. L'image de Purkinje étant d'autant plus petite que le rayon de courbure cornéen est petit, les mires du kératomètre paraissent plus rapprochées, et les anneaux du kératoscope plus « serrés ». La puissance réfractive cornéenne est d'autant plus faible, que la cornée est plus plate, et donc que le rayon de courbure est plus grand (les mires sont plus éloignées).

La courbure normale de la cornée décroît du centre vers la périphérie (forme « prolate » ou hyperbolique, décrivant le pôle d'une ellipse, facteur de forme positif). Après kératochirurgie de la myopie ou perte stromale centrale (kératite interstitielle, leucome), la courbure s'accroît d'un centre plat vers une périphérie relativement plus bombée (forme « oblate », parabolique, décrivant le corps d'une ellipse, facteur de forme négatif).

La zone optique centrale variable de 3 à 6 mm, superposable à la pupille d'entrée, représente normalement la région cornéenne la plus courbe, la plus régulière, la plus symétrique, et la plus importante optiquement. Le centre « géométrique » de la cornée, est équidistant au limbe (point de référence pour le centrement d'un greffon cornéen), alors que le centre « optique » correspond au centre de la pupille d'entrée. Celui-ci se déplace en nasal inférieur lors de l'accommodation, convergence, myosis (point de référence pour le centrement des chirurgies réfractives). La ligne du regard unit le centre de la pupille au point de fixation. L'axe optique relie le centre de courbure de la cornée et le centre de courbure du cristallin. Enfin, l'axe visuel, relie la fovéa aux différents points nodaux du modèle optique de l'Sil. L'apex cornéen ou vertex représentent le point le plus élevé de la cornée et donc le premier point atteint par les rayons lumineux du kératoscope. C'est le centre de l'image de Purkinje, et le plus souvent l'axe optique de l'Sil. Le patient porteur d'une cornée irrégulière (kératocône, chirurgie, traumatisme) regarde parfois au travers d'une zone différente.

La représentation idéale de la forme cornéenne reposerait sur la connaissance des coordonnées (x, y, z) de chaque point de sa surface (carte d'élévation). Dans la pratique, la technique de Placido et la mesure de l'image de Purkinje ne permet que de mesurer les rayons de courbure, et d'en extrapoler la forme de la cornée. Deux modes de calcul sont en concurrence, et la controverse entre mesure axiale (rayons de courbure dits « normaux » ou « orthogonaux ») et mesure instantanée (rayons de courbure « tangentiels » ou encore « locaux ») n'est toujours pas résolue. La représentation axiale fait référence à un centre de courbure théorique lié au vertex, alors que la représentation tangentielle fait correspondre un centre de courbure différent pour chaque point. Les deux méthodes donnent des résultats quantitatifs et qualitatifs différents. La mesure de la puissance réfractive d'un kératocône est par exemple de + 59 D en mesure axiale et de + 75 D en mesure tangentielle, avec un même instrument sans qu'il soit possible de décider quelle valeur est exacte. Les astigmatismes, représentés en « sabliers » centrés sur le vertex en mesure axiale, affectent une forme elliptique en mode tangentiel. Les mesures axiale et tangentielle ne concernent que les rayons de courbure radiaires alors qu'il existe une infinité de rayons de courbure de la direction radiaire à la direction longitudinale, pour chaque point. L'algorithme « arc-steps » (Keratron, Optikon 2000), intègre également la distance longitudinale entre les points projetés pour calculer la moyenne statistique, dite « gaussienne », des rayons de courbure en un point donné. Selon cette méthode, la morphologie des astigmatismes (elliptiques), des kératocônes et des dégénérescences marginales pellucides (sphériques excentrés) paraît plus proche de la réalité physiopathologique.

Les vidéokératoscopes actuels se composent d'un disque de Placido, d'une caméra CCD et d'une optique, d'une unité centrale informatique, d'unités de stockage de données fixe et amovibles, d'un algorithme mathématique de calcul de l'équation de la forme de la cornée, d'un logiciel de présentation et éventuellement d'interprétation des données, et d'une imprimante couleur. Le contrôle de la focalisation se fait soit par colinéation (Tomey) soit par visualisation du vertex de profil (EyeSys), soit par congruence des images de deux caméras concentriques (Masterview). Le contrôle du centrement axial est toujours manuel, mais peut parfois être réaligné de façon digitale (Keratron).

La sensibilité d'un vidéokératoscope est fonction du nombre de points mesurés et de leur distribution (notamment au niveau de la zone centrale et de la périphérie) [6, 7] (figure 1a et b). Cette sensibilité demeure médiocre pour les surfaces asphériques (kératochirurgies), notamment en cas d'irrégularités de la zone optique centrale (îlots centraux réfractifs post photoablation myopique) [8, 9] ou de la périphérie cornéenne (déformations induites par les lentilles de contact ou warpage). La résolution spatiale radiale est par exemple de 0,17 mm pour le TMS-1 (Tomey) et de 0,32 mm pour le CAS-1 (EyeSys), avec une couverture centrale minimale de 0,38 mm pour le TMS-1 et de 0,50 mm pour le CAS-1. Le TMS-1 semble plus fiable pour détecter des astigmatismes importants mais le CAS-1 semble moins sensible à la défocalisation axiale. La reproductibilité des mesures (précision du vidéokératoscope) est de l'ordre de ± 0,13 D pour le centre des surfaces sphériques ou asphériques régulières, mais seulement de ± 0,25 D pour les surfaces bicourbes (photoablation myopique).

La présentation chiffrée des rayons de courbure locaux en D ou en mm, n'est pas adaptée à une appréciation globale rapide, mais permet d'orienter la conception de lentilles de contact asphériques ou fabriquées sur mesure. La représentation de la forme cornéenne sous forme tridimensionnelle ne permet pas de percevoir l'impact réfractif des variations morphologiques les plus subtiles.

La présentation la plus utilisée est le codage coloré des puissances dioptriques popularisé par Maguire et Klyce [3]. En générale le vert représente la puissance moyenne normale (44 dioptries). Les couleurs chaudes (du jaune au rouge) correspondent aux puissances réfractives cornéennes de plus en plus élevées (rayons les plus cambrés, de 45 à 101 D), tandis que les couleurs froides (vert au bleu sombre) représentent les régions cornéennes les plus plates (de 43 à 9 D). La reconnaissance de formes simples permet de distinguer les « sabliers » ou « nSuds papillons » (astigmatismes), les « lacs » centraux (chirurgie réfractive myopique), et les « sommets » excentrés (kératocône). Plusieurs échelles de puissance dioptrique colorée sont utilisées afin de pouvoir représenter la même cornée avec divers niveaux de « résolution » (figure 2a et b).

L'échelle dioptrique absolue (TMS) ou standardisée (CAS) ou internationale standardisée (IS) est définie par les extrêmes pathologiques humains de 9 dioptries (cornea plana) à 101 dioptries (kératocône) chez Tomey ou par les extrêmes de la pratique courante de 37 à 51 dioptries, équivalents à ceux du kératomètre chez EyeSys. (cornea plana de 9 D et kératocône de 101 D respectivement). La comparaison visuelle qualitative ou semi-quantitative des examens successifs ou des examens se rapportant à des cornées d'individus différents est ainsi facilitée au détriment de la finesse de résolution graphique d'un examen topographique donné, en raison de faible nombre de couleurs susceptibles d'être discriminées utilement par l'observateur, même entraîné.

L'échelle normalisée (Tomey) ou automatisée (EyeSys) est une échelle encadrée par la valeur réfractive la plus plate et la valeur la plus courbe de la cornée étudiée. La plage de puissances dioptriques ainsi définie (variable selon chaque cornée, en règle générale de 40 à 46 dioptries) est divisée en 11 fractions (Tomey) ou 15 fractions (EyeSys). Ceci amplifie les détails d'une topographie particulière mais empêche toute comparaison efficace entre deux examens d'un même individu ou d'individus différents. En pratique, l'intervalle de 1,5 d caractérisant l'échelle de Klyce-Wilson (Tomey) (28 à 65,5 dioptries) ou l'échelle standard du CAS (37 à 51 D) suffisent pour décrire la majorité des situations cliniques. Un intervalle plus petit (1 dioptrie) entraîne un lissage artificiel de carte colorimétrique et l'apparition d'anomalies topographiques non cliniquement significatives [10].

Les cartes comparatives permettent d'étudier les deux yeux d'un même patient, ou l'évolution d'une topographie dans le temps, à condition de s'assurer que les échelles dioptriques sont identiques. Les cartes différentielles analysent l'évolution d'une topographie dans le temps, par soustraction et représentation graphique de la différence. Un aplatissement sera représenté dans les tons froids (en bleu) lorsque la carte la plus ancienne (A) aura été soustraite (B­A) de la carte la plus récente (B). Un bombement sera représenté dans les tons chauds dans ce même cas. L'absence de modification réfractive apparaîtra en vert (figure 3a et b). Le programme STARS (CAS 2000) permet à partir de 3 recueils différents, de visualiser directement les modifications intervenues, entre par exemple les aspects préopératoire, postopératoire immédiat (effet de l'intervention) et tardif (effet de la cicatrisation).

Klyce, Dingeldein et Wilson [11, 12] puis Holladay, ont mis au point des interprétations statistiques puis graphiques de l'irrégularité de la surface cornéenne et de la qualité optique du dioptre cornéen, afin d'estimer l'acuité visuelle potentielle ou de permettre une sémiologie mathématique automatisée de la forme cornéenne, dans le diagnostic du kératocône, de la déformation induite par les lentilles de contact ou des anomalies postopératoires de la cornée.

La kératométrie simulée (Sim K), est calculée à l'aide de la mesure de 6 points situés sur les mires no 7, 8 et 9 du TMS1 pour chacun des 128 méridiens, cette zone correspondant à la zone de mesure du kératomètre. Le méridien le plus cambré est celui dont la moyenne des puissance dioptriques est la plus élevée. Le méridien situé à 90o est retenu pour déterminer la kératométrie « orthogonale ». Le méridien le plus plat est déterminé d'une façon similaire à celle utilisée pour le plus cambré et affiché sous la forme du « Min K », indiquant le deuxième méridien principal de la kératométrie simulée « non orthogonale » ou « réelle ». L'indice de régularité cornéenne (SRI pour Surface Regularity Index) représente la variation des rayons de courbure dans la pupille d'entrée (4,5 mm ou les 10 premiers anneaux du TMS1). Cet indice tient compte des zones multifocales, comme par exemple dans le cas du kératocône régulier. Pour une surface parfaitement lisse, le SRI devrait donc approcher de la valeur « 0 ».

L'indice d'asymétrie de surface (SAI pour Surface Asymetry Index) est la somme des différences de puissance entre 2 points diamétralement opposés situés les 128 méridiens au niveau des 4 premières mires du TMS1.De nombreux autres indices ont été introduits pour le diagnostic automatisé du kératocône, pour déterminer la puissance réfractive moyenne de la cornée dans la zone centrale, afin de calculer les implants intraoculaires (ACP), pour analyser la qualité du film lacrymal (AA ratio), ou pour étudier l'effet du temps (CIC et CPC) et ont été détaillés dans une précédente revue [13].

Les cartes diagnostiques de Holladay, reprennent ces concepts en les présentant de façon graphique. La carte de profils différentiels exprime la différence entre le relevé et le profil « normal » d'une cornée (coefficient d'asphéricité de ­ 0,26). La carte de distorsion mesure la qualité optique de cornée en équivalence d'acuité Snellen et permet de prédire l'acuité visuelle potentielle permise par une région cornéenne donnée. Les autres paramètres statistiques fournies par le système de Holladay comportent les puissances méridiennes (RP), les puissances réfractives effectives (Eff RP = moyenne des RP), la mesure de la taille et du décentrement de la pupille, le coefficient d'asphéricité, l'index d'uniformité cornéenne et l'index prédictif d'acuité (PCA). Enfin, plus récemment, l'analyse numérique synthétique de la topographie par transformées de Fourier a été proposée [14].

TOPOGRAPHIE CORNÉENNE NORMALE ET ARTEFACTS

La cornée est asphérique et s'aplatit du centre vers la périphérie (coefficient ­ 0,26) pour compenser les aberrations optiques de sphéricité. Cette réduction est d'environ 50 % à 5 mm du centre, pour un rayon de courbure 7 % plus plat qu'au centre. Le reste de l'aberration sphérique est corrigé par le cristallin dont l'index réfractif est plus élevé au centre. L'aberration sphérique résiduelle, très limitée, est responsable de la myopie scotopique (environ 0,50 D) observée au cours de la dilatation pupillaire. Il existe 5 catégories morphologiques, rondes (22,6 %), ovales (20,8 %), en « NSud papillon » ou « aile de moulin » symétriques (17,5 %) ou asymétriques (32,1 %) et des formes irrégulières (7,1 %) formes irrégulières (7,1 %) [15].

Il est important de dépister les artefacts de topographie en confrontant la carte couleur à l'image des mires cornéennes. Un des artefacts les plus fréquemment observé est celui d'une confusion de côté, facilement identifié par l'ombre du nez. Des réflexions parasites, par le ménisque lacrymal (figure 4a et b), peuvent donner l'image d'un pseudo kératocône. Le capteur interprète parfois comme une mire cornéenne le bord palpébral (CAS-1 et CAS-2000) et donne l'image erronée d'une cornée très plate en périphérie (30 à 34 dioptries, anneau bleu foncé).

L'étalement irrégulier du film lacrymal peut créer l'image d'un pseudo îlot central aux caractéristiques stéréotypées.

Il est enfin souhaitable d'interrompre le port des lentilles rigides de 3 semaines à 6 mois avant l'interprétation définitive de la vidéokératoscopie (48 heures à un mois pour les lentilles souples).

TOPOGRAPHIE CORNÉENNE PATHOLOGIQUE

Astigmatisme congénital

L'astigmatisme congénital se présente sous deux formes régulière et irrégulière. Les formes régulières, en sablier (vertical) ou en ailes de moulin (horizontal) prédominent par leur fréquence. Les formes irrégulières sont le fait d'une asymétrie de puissance (semi-méridiens de courbure non identique), d'une non orthogonalité des axes principaux, ou encore d'un non alignement des semi-méridiens d'un même axe principal.

Kératocône

Il n'existe pas de consensus actuel sur le diagnostic positif topographique de kératocône débutant [16, 17], et le terme de « kératocône suspect » a été proposé [18], en raison des nombreuses formes limites. Seules les études longitudinales (développement ultérieur d'un kératocône) [19], des formes frustes chez les apparentés [20, 21] ou des formes infracliniques de l'Sil adelphe [22] permettront un diagnostic topographique automatisé [23, 24]. Ce doute impose une certaine prudence en kératochirurgie réfractive, en matière d'orientation professionnelle ou même en ce qui concerne la transmission et l'expressivité du kératocône. Il n'existe pas de critère topographique d'évolutivité d'un kératocône ou permettant de prédire la nécessité d'une greffe ultérieure. La morphologie du kératocône est très variable, mais concerne plutôt le quadrant temporal inférieur et la forme d'une poire. Un énantiomorphisme (l'anomalie de l'Sil gauche est l'image en miroir de celle de droite) et une symétrie (la puissance dioptrique de l'apex est grossièrement comparable entre les deux yeux) sont souvent constatés. La forme en mamelon central (nipple-cone), représente près de 25 % des cas. Cette forme n'est pas détectée par l'index I/S (inferior/superior), mais par l'index CSI (central surround index). La dégénérescence marginale pellucide périphérique, affecte une forme en « moustaches », avec aplatissement paracentral (figure 5). Le kératoglobe représente un kératocône diffus. Le diagnostic topographique automatisé du kératocône se fonde sur des approches arbitraire [20], ou probabiliste [23, 24, 25] (figure 6a et b). La topographie des sujets atteints de KC, de leur famille et de sujet normaux a suggéré que l'association de deux indices (I/S et max K) permette d'isoler 100 % des KC. Le diagnostic de kératocône pourrait être retenu si la puissance réfractive centrale est supérieure à 47 dioptries, si la différence entre cornée supérieure et cornée inférieure (IS) est supérieure à 3 dioptries et si l'asymétrie entre la puissance réfractive centrale des deux yeux est supérieure à 1 dioptrie [29]. Les cornées opérées, les déformations induites par les lentilles de contact, les kératocônes de siège central ou supérieur [26] sont des causes d'erreur fréquentes. Un système d'intelligence artificielle, basé sur un réseau neuronal et « entraîné » à calculer les indices prédictifs de kératocône à l'aide de cartes topographiques « connues » a été mis au point par Maeda et Klyce [23, 24]. La discrimination est améliorée par le nombre d'examens validés en phase « d'apprentissage ».

Nous avons retrouvé à l'aide de ce système un kératocône dans 0,75 % d'une population de 630 sujet normaux âgés de 17 à 25 ans [13]. Cette prévalence est notamment plus élevée que celle traditionnellement retenue dans les études non vidéokératoscopiques (0,02 à 0,05 %).

Les candidats à la chirurgie réfractive ont une prévalence plus importante, de 6 à 12 %, par sélection des sujets inadaptés aux corrections optiques conventionnelles [27, 28]. Le dépistage est obligatoire pour prévenir l'inefficacité, l'imprédictibilité, le risque perforatif, ou l'évolution éventuelle vers un kératocône aigu. L'hypermétropie tardive après kératotomie radiaire dans 10 à 25 % des cas serait peut-être liée à l'absence de dépistage du kératocône (Saragoussi 1994).

Cornea plana

Les cornea plana (Km < 38 D) sont parfois associées à une sclérocornée périphérique ou à des syndromes malformatifs, et sont alors parfois autosomiques dominantes (anomalie de la maturation du collagène). Ces aplatissements primitifs sont très rares (figure 2). Des aplatissement secondaires à un amincissement pathologique périphérique (dégénérescence de Terrien [29]), ou central (dystrophie postérieure amorphe) ou à une kératite disciforme latente. Une telle anomalie topographique acquise peut être responsable d'une hypermétropie de plus de 10 dioptries.

APPLICATIONS CHIRURGICALES

Les modifications réfractives ne suffisent pas pour analyser complètement l'effet des kératochirurgies, en termes d'uniformité du changement de courbure cornéen, ou de taille et de siège de la zone optique. Ces données, fournies par la topographie, affectent la performance visuelle (sensibilité au contraste, éblouissement, images fantômes, diplopie monoculaire).

Photoablation réfractive au laser excimer

L'étude du décentrement de la zone optique a été la première contribution de la topographie cornéenne à la PKR [30]. Le décentrement moyen a ainsi été réduit de 0,88 mm à 0,47 mm de la phase IIa à la phase IIb de l'évaluation FDA du laser VisX [31]. La PKR est centrée sur la pupille d'entrée et non pas sur l'axe visuel. Avec une zone optique de 4 mm, 15 % des rayons lumineux sont réfractés en dehors de la pupille, en cas de décentrement de 0,5 mm. Les décentrements supérieurs à 1,5 mm sont responsables de la formation de zone optiques multifocales et d'un astigmatisme irrégulier. Pour des zones optiques de 6 mm un décentrement inférieur à 1,2 mm n'entraîne pas de conséquence visuelle significative. Le décentrement est plus important en surface qu'en profondeur de la zone ablatée car il est souvent le fait d'une non-orthogonalité du faisceau laser. Il en résulte une asymétrie des pentes ablatives (plus abrupte vers le centre, plus douces vers le limbe) et donc de la cicatrisation, qui participe progressivement à la correction spontanée du décentrement (figure 7). La vidéokératoscopie permet d'étudier la régression cicatricielle [32]. Une hyperplasie épithéliale tardive de seulement 20 % de l'épaisseur totale de l'épithélium normal peut être responsable d'une régression de 1 dioptrie pour une zone optique de 5 mm de diamètre. Une synthèse de néocollagène sous-épithélial contribue également à cette régression. La régression cicatricielle entraîne une réduction de l'aplatissement mais aussi de l'irrégularité induite par la photoablation. La création de zones de transition plus douces permettrait d'éviter cette perte de l'effet réfractif. Les îlots centraux réfractifs après PKR concernent 0 à 88 % initialement, puis 71 % à 1 semaine, 51 % à 1 mois, 20 % à 3 mois et 5 % à 1 an [33, 34]. Un îlot central est significatif (sous-correction, astigmatisme irrégulier) lorsque sa taille dépasse 0,7 mm de diamètre et que sa puissance est supérieure à 1,5 dioptries. Les pseudo îlots artefactuels ont une symétrie radiaire, avec une disposition concentrique variable sans décroissance dioptrique du centre vers la périphérie. L'analyse des mires de Placido montre les anomalies du film lacrymal en cause (figure 8a et b). La résolution spatiale du TMS-1 (0,17 mm), et la plus faible taille de sa zone aveugle centrale (0,3 mm) détectent environ 2,5 fois plus d'îlots que le CAS-2000 (figure 9a et b) [35]. Les îlots centraux sont liés aux phénomènes de résonance mécanique de la cornée sous l'effet de l'onde de choc acoustique des impacts laser, et du masquage partiel de la photoablation par les particules émises, indépendamment de toute réponse biologique [35].

LASIK et autres chirurgies lamellaires

Le LASIK ou kératomileusis in situ induit une zone optique homogène plus grande que la zone de photoablation intrastromale, alors que cette zone est plus petite que la zone d'ablation dans la PKR. La régression de l'effet réfractif est principalement liée à l'hyperplasie épithéliale précoce (figure 10). Les irrégularités topographiques après LASIK sont plus souvent le fait d'anomalies de découpe ou de repositionnement d'étalement du capot, ou d'ablation intempestive de la charnière. L'analyse topographique après LASIK hypermétropique permet de comprendre la redistribution bi-modale des rayons de courbures centraux responsable d'une pseudomultifocalité et d'une correction partielle de la presbytie chez les sujets plus âgés (figure 11). Le kératomileusis myopique, l'épikératoplastie myopique et les lenticules intracornéens alloplastiques donnent des aspects également similaires à ceux de la PKR, avec souvent de larges zones optiques, régulières.

Kératotomie radiaire et autres chirurgies incisionnelles

La régularité de l'aplatissement de la zone optique obtenue après KR est moindre que celle observée avec la PKR ou LASIK, et l'on distingue le plus souvent les encoches correspondant aux incisions. La chirurgie de l'astigmatisme par incisions relaxantes ou par laser excimer est guidée en fonction des données de la topographie cornéenne [36]. L'indication opératoire doit tenir compte de l'asymétrie éventuelle pour adapter la longueur des incisions relaxantes à l'effet recherché. Le choix de l'axe à opérer (relaxation de l'axe le plus cambré) dépend de la régularité de la topographie cornéenne, et en cas d'irrégularité avec discordance réfractive, il est parfois nécessaire de retenir l'axe déterminé par la réfraction subjective, notamment dans le cas où il existerait une variation d'axe entre la zone centrale et la zone paracentrale.

Phacoémulsification

La forme cornéenne intervient dans la qualité de la réhabilitation fonctionnelle, du fait de l'astigmatisme, préexistant ou induit par l'intervention [37], et également dans le calcul prédictif de l'implant [38]. La topographie contribue donc à la démarche emmétropisante dans la chirurgie du cristallin [39]. L'imprécision du Javal (± 0,75 dioptrie), conditionne une erreur d'implant de l'ordre de ± 4 à ± 0,9 dioptrie. La topographie cornéenne donne une valeur plus représentative des rayons de courbure au niveau de la pupille d'entrée, essentiels pour la vision centrale (effet de Stiles-Crawford), notamment dans les cornées asphériques (astigmatisme congénitaux irréguliers, cornées traumatisées, kératoplastie transfixiante, chirurgie réfractive, kératocône) [40]. Nous avons ainsi démontré, que la kératométrie simulée dérivée de l'analyse par le CAS-1 ou le TMS-1, permet une meilleure évaluation de l'implant que la mesure kératométrique automatisée [38]. La puissance moyenne de l'anneau no 3 du TMS-1, est la meilleure approximation de la kératométrie pour le calcul de l'implant chez les sujets opérés de kératotomie radiaire. L'index ACP (Anterior corneal power), moyenne des rayons de courbure de la zone de 3 à 4 mm centraux, est également utile. La voie d'abord chirurgicale entraîne une relaxation avec aplatissement du méridien concerné et bombement du contre axe, proportionnelle à la taille de l'incision et inversement proportionnelle à la distance au centre de la cornée [41]. La compression par une suture radiaire entraîne un aplatissement localisé dans la zone proximale (périphérique) du méridien concerné et un bombement réactionnel dans la zone distale (centrale) de ce méridien [42]. La chirurgie de la cataracte s'accompagne d'une cambrure centrale, avec augmentation des indices d'irrégularité, régressant en 5 semaines (incision étroite de phacoémulsification) à 6 mois (extraction manuelle). La topographie permet de choisir la voie pour aplatir l'hémiméridien le plus cambré, régler la tension des sutures, et de pratiquer éventuellement des incisions arciformes relaxantes combinées.

Kératoplastie transfixiante

La puissance des anneaux intermédiaires caractérisant la courbure du lit récepteur de la greffe, permet de prédire la courbure finale du greffon, et de contribuer au calcul de l'implant dans les triples procédures (Serdarevic 1995). En peropératoire, des technique récentes d'analyse de la topographie (PAR system), permettent d'effectuer un réglage des sutures continues ou séparées, afin de minimiser l'astigmatisme induit. En postopératoire, la topographie permet de contrôler l'astigmatisme induit en réglant les sutures par rééquilibrage de proche en proche de la tension du surjet des zones les plus plates, vers les plus cambrées [43], Serdarevic 1995), ou en réalisant l'ablation sélective des sutures [44]. La suture trop tendue correspond à l'hémiméridien le plus cambré, non identifiable par la kératométrie en raison de l'asymétrie de puissance entre les deux hémiméridiens d'un même axe, et de l'absence d'orthogonalité des semiméridiens principaux (figure 12).

Ptérygion

L'étude topographique des ptérygions montre un aplatissement triangulaire central significatif [45], corrigé en partie par l'exérèse. Dans les autogreffes lamellaires, une dissection excessive de la zone de prélèvement supérieure peut causer un astigmatisme direct secondaire lié une ectasie focale. Cet astigmatisme irrégulier ne peut être décelé au kératomètre. Une greffe lamellaire en compression, indiquée sur l'aspect topographique de l'astigmatisme induit, permet de corriger complètement la déformation observée (figure 13).

Photoablation thérapeutique au laser excimer

La photokératectomie thérapeutique (PKT) améliore la fonction visuelle des patients en augmentant la régularité de surface antérieure, la transparence de la cornée et l'adhésion épithéliale en cas d'affection dystrophiques, dégénérative ou cicatricielles du stroma antérieur [35]. La topographie permet de discriminer l'effet des opacités et de l'irrégularité cornéennes (index d'irrégularité, carte de distorsion, acuité visuelle potentielle) et de poser l'indication en fonction de l'acuité avec trou sténopéique et sous-lentille rigide. La vidéokératoscopie permet d'évaluer l'effet de la photoablation en terme d'aplatissement central, pour quantifier l'hypermétropie induite et sa régression au cours du temps, et pour mesurer l'amélioration de la régularité de surface induite par la PKT puis par la cicatrisation. La résolution actuelle permet de visualiser des ablations aussi minimes que 15 μm, entraînant un aplatissement de 0,40 dioptrie, non perceptible au biomicroscope ou par pachymétrie ultrasonique (figure 14). L'effet de la cicatrisation cornéenne sur la régularisation de la surface cornéenne est étudié par analyse séquentielle des examens topographiques, par exemple en cas de kératite virale nodulaire (figure 15) ou de cicatrice de ptérygion (figure 16).

Contactologie

L'équipement conventionnel en lentille de contact repose sur la comparaison de lentilles d'essai, par l'étude du positionnement et de la mobilité des lentilles souples hydrophiles, ou l'analyse de l'image fluoroscopique des lentilles rigides. La soustraction tridimensionnelle du profil de la cornée de celui de la lentille permet une adaptation virtuelle présentant des avantages évidents sur la plan sanitaire et pour l'équipement des cornées pathologiques (kératocône avancé, cornées opérées de chirurgie réfractive, cicatrices). Des logiciels de simulation de l'image fluoroscopiques d'une lentille rigide en fonction de la topographie cornéenne sont déjà disponibles. La couverture cornéenne, essentielle en contactologie, dépend de la courbure cornéenne (plus plate = plus grande couverture), de la taille et de la forme du disque de Placido, et de l'ombre des relief faciaux. Dans le TMS, la courte distance de travail, la concavité et la petite taille du Placido et l'utilisation d'une caméra télocentrique permet de couvrir jusqu'à 11,5 mm de diamètre pour une cornée de 40 dioptries et 9,5 mm pour une cornée de 44 dioptries, contre de 9,5 et 7,5 mm, respectivement pour le CAS. L'amélioration de la précision et de la couverture périphérique des cartes d'élévation permises par les techniques non Placido devrait autoriser à terme la fabrication individualisée. La déformation cornéenne induite par les lentilles de contact ou « corneal warpage » simule un pseudo kératocône localisé, de faible puissance, en périphérie cornéenne. L'aspect distinctif le plus typique est celui d'une double zone de bombement divisée par un aplatissement relatif (le kératocône n'est jamais « bifocal »), à ne pas confondre cependant avec l'aspect d'une dégénérescence marginale pellucide (figure 17). Le plus souvent cette anomalie est détectée chez des patients porteurs d'un astigmatisme direct, portant leur lentille rigide de façon décentrée [29]. Cette anomalie persiste en moyenne 15 semaines après l'arrêt des lentilles, les modifications réfractives étant de l'ordre de une dioptrie en moyenne [47]. Lorsque le warpage est induit par les lentilles en PMMA inadaptées à la topographie cornéenne, l'état peut être notablement amélioré par l'adaptation en lentille rigides perméable au gaz ou hydrophiles.

Mel : assouline1 @aol.com


(Les tableaux sont exclusivement disponibles en format PDF).

Figure 1.

Mire de Placido dans le TMS-1.

Mire de Placido dans le CAS-1.

Cornea plana en échelle absolue.

Cornea plana en échelle normalisée.

Figure 2.

Carte préopératoire (A) postopératoire (B) et différentielle (B-A) dans un astigmatisme symétrique. La différence induite par la chirurgie (aplatissement de l'axe le plus cambré) apparaît en rouge.

Carte préopératoire (A) postopératoire (B) et différentielle (A-B) dans un astigmatisme asymétrique. La différence induite par la chirurgie (aplatissement de l'axe le plus cambré) apparaît cette fois en bleu en raison du sens de la soustraction.

Figure 3.

Mires kératoscopiques réfléchies par le ménisque de larmes causé par la photophobie sous cycloplégie.

Pseudo-kératocône inférieur artéfactuel.

Figure 4.

Dégénérescence marginale pellucide : l'ectasie périphérique est représentée de façon artéfactuelle par les algorithmes de reconstruction axiale sous la forme de « moustaches » entourant une zone d'aplatissement paracentrale inférieure (inexistante dans une représentation en mode tangentiel).

Diagnostic automatisé du kératocône logiciel de Maeda-Klyce, TMS 1,51. Un réseau neuronal interprète les données numériques primaires pour calculer les index secondaires. Un système d'intelligence artificielle calcule la probabilité du diagnostic de kératocône.

L'Sil controlatéral ne présente pas de kératocône selon les algorithmes de Maeda- Klyce ou de Rabinowitz. On peut noter cependant une augmentation circonférentielle caractéristique de l'aplatissement paralimbique relatif (carte normalisée), très évocatrice de kératocône.

Figure 5.

Carte de Stars, illustrant la correction spontanée d'un décentrement de photoablation réfractive au laser excimer sous l'effet de la cicatrisation asymétrique liée à la plus forte pente ablative sur le versant central (carte inférieure gauche). Le centre apparent de la photoablation se rapproche de l'axe visuel avec le temps (carte supérieure droite).

a) Artefact topographique TMS : pseudo îlot central. Celui-ci présente des caractéristiques stéréotypées (sectorisation radiale et concentrique géométrique, décroissance des rayons de courbure vers le centre, bords nets en échelle normalisée). b) La distorsion des mires centrales explique ce pseudo îlot central.

a) Ilôt central post photoablation réfractive au laser excimer évident en TMS. b) Même cornée, îlot central non détecté en CAS, malgré une échelle dioptrique identique.

Figure 6.

Régression réfractive de + 1,75 D par hyperplasie épithéliale précoce après correction de ­ 15 D par LASIK. a) Aspect postopératoire à J4 (en haut à gauche). b) Aspect postopératoire à J21 (en bas à gauche). c) Carte différentielle.

La correction de l'hypermétropie par PKR ou LASIK s'accompagne d'une redistribution multimodale des rayons de courbure de la pupille d'entrée. Cette multifocalité paradoxale explique en partie l'amélioration subjective de la vision de près non corrigée chez les sujets presbytes. a) PRK Hypermétropique : aspect postopératoire après correction de + 3,50 D.

Figure 7.

Kératoplastie transfixiante : ablation sélective des sutures. a) 1 mois. b) 3 mois. c) 6 mois. d) 1 an.

a) Ptérygion-autogreffe lamellaire : astigmatisme induit. b) Même patient : ptérygion-autogreffe lamellaire : astigmatisme corrigé par un greffon lamellaire.

PKT érosion épithéliale récidivante traitée par ablation de la lame base épithéliale sur environ 12 microns de profondeur. La vidéokératoscopie montre un aplatissement de 0,40 D sur 5 mm de diamètre. a) postopératoire (carte supérieure gauche). b) préopératoire (carte inférieure gauche). c) carte différentielle (carte droite).

PKT kératite adénovirale séquellaire : amélioration de la régularité cornéenne sous l'effet de la cicatrisation : aspect préopératoire (carte supérieure gauche), 1 mois (supérieure droite), 3 mois (inférieure gauche) et 6 mois (inférieure droite).

PKT cicatrice de ptérygion (carte préopératoire, supérieure gauche) traitée par photoablation itérative (2 sessions à 6 mois d'intervalle) (carte supérieure droite et inférieure gauche). Amélioration significative de la régularité optique centrale à 18 mois après cicatrisation (carte inférieure droite).

Figure 8.

a) Déformation cornéenne (warpage) sous lentille souple à renouvellement fréquent. b) Disparition après 15 jours d'interruption du port.



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