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Journal Français d'Ophtalmologie
Vol 22, N° 2  - juillet 1999
p. 255
Doi : JFO-03-1999-22-2-0181-5512-101019-ART16
Microscopie spéculaire de l'endothélium cornéen
 

CORNÉE

JFO
1999; 22: 255-261
© Masson, Paris, 1999

J. Cotinat(1)
(1)Service d'Ophtalmologie, Hôtel-Dieu, 1, place du Parvis Notre-Dame, 75181 Paris Cedex 04.

Plan
  • Endothelial specular microscopy

  • INTRODUCTION
  • BACKGROUND ­ PRINCIPLE
  • EXAMINATION TECHNIQUE
  • RESULTS
  • INDICATIONS FOR ENDOTHELIAL SPECULAR MICROSCOPY
  • CONCLUSION
Plan
  • INTRODUCTION
  • HISTORIQUE - PRINCIPE
  • LES TECHNIQUES D'EXAMEN
  • RÉSULTATS
  • INDICATIONS DE LA MICROSCOPIE ENDOTHÉLIALE
  • CONCLUSION

INTRODUCTION

La microscopie spéculaire s'est imposée depuis deux décennies comme la technique d'exploration de l'endothélium cornéen. Elle permet l'analyse qualitative et quantitative à titre diagnostique, prédictif ou dans un but de simple surveillance, de cette couche monocellulaire dont on connaît bien le rôle dans le maintien de la transparence cornéenne.

HISTORIQUE - PRINCIPE

La microscopie spéculaire (de speculum = miroir) permet l'examen de la surveillance endothéliale par l'observation de la lumière qu'elle réfléchit à la manière d'un miroir.

Depuis la première observation et la description de l'image endothéliale par Vogt en 1918 à l'aide d'une simple lampe à fente et la mise au point en 1968 du premier microscope spéculaire par David Maurice, de nombreux appareils se sont succédés pour permettre l'examen de l'endothélium in vivo (figure 1).

Le schéma de Laing (figure 1) permet de comprendre la formation de l'image endothéliale en réflexion spéculaire. Il montre en effet que sa qualité dépend de la largeur du faisceau lumineux incident du fait des réflexions successives produites par la traversée des différentes interfaces (la réflexion au niveau d'une interface est d'autant plus grande que la différence entre les indices de réfraction des milieux qu'elle sépare est importante).

LES TECHNIQUES D'EXAMEN

Elles sont au nombre de deux selon qu'il y a ou non, contact avec la cornée.

La biomicroscopie à la Lampe à Fente reste la technique sans contact cornéen la plus facile à mettre en Suvre : on observe l'endothélium au fort grossissement (25 ou 40 X) en éclairant fortement l'épithélium au moyen d'une lumière incidente arrivant obliquement sur la cornée selon un angle d'environ 50o. On recherche alors l'image de l'endothélium au voisinage de cette zone d'éblouissement à droite ou à gauche selon la position de la source lumineuse.

Cette technique qui ne demande qu'un peu d'entraînement, nécessite une cornée claire ­ condition commune à toutes les techniques ­ mais aussi une bonne immobilisation de l'Sil du patient pour que l'image soit stable. Elle n'autorise pas une analyse précise de la mosaïque endothéliale ni la mesure de la densité cellulaire mais elle peut permettre de reconnaître l'existence d'une dystrophie cornéenne ou d'une importante déperdition cellulaire.

La microscopie spéculaire endothéliale sans contact cornéen peut également se pratiquer à l'aide de microscopes. Ces microscopes ont été les premiers commercialisés puis rapidement délaissés au profit des microscopes en mode contact à grand champ. Ils sont ensuite réapparus sur le marché en raison de leur moindre prix et d'améliorations techniques leur conférant une plus grande facilité d'utilisation. Leur champ d'investigation reste toutefois limité car ils ne permettent qu'un examen en champ étroit et d'une surface limitée de la cornée (un site central et quelques sites périphériques le plus souvent).

La microscopie spéculaire endothéliale avec contact cornéen peut se faire soit à l'aide d'un verre de contact (type Eisner ou Tomey) ou au moyen d'un microscope spéculaire. Dans les deux cas il est possible d'observer une image en grand champ ce qui confère à ces techniques un intérêt particulier.

Cette image est obtenue soit par balayage optique à l'aide d'un miroir oscillant permettant de juxtaposer des bandes d'endothélium ou bien par réduction des indices de réfraction des matériaux constituant le cône optique afin de limiter les reflets et les réflexions parasites issus des différentes interfaces traversées par la lumière incidente au travers de la cornée.

L'utilisation de ces techniques peut permettre l'observation de surfaces endothéliales approchant le millimètre carré. Elles permettent en outre d'explorer une vaste surface endothéliale et pour certains microscopes d'aller jusqu'à la périphérie cornéenne en dépassant même le « corneal ring » postérieur (zone circulaire de plis secondaires à l'indentation cornéenne par le cône). Elles sont enfin d'utilisation aisée bien que plus « agressives » pour la cornée et ne nécessitent que l'utilisation préalable d'un collyre anesthésiant et d'une bonne homogénéisation du film lacrymal en cours de l'examen (difficulté surtout chez les porteurs de lentilles).

L'image endothéliale observée au moyen d'un oculaire ou sur un écran vidéo peut être soit photographiée soit mise en mémoire pour permettre ultérieurement une analyse qualitative et quantitative.

Certains de ces microscopes possèdent en outre un pachymètre incorporé ce qui permet avec une relative précision de localiser des anomalies cornéennes et d'apprécier leur retentissement.

En pratique, on s'efforce de faire la mise au zéro du pachymètre en visualisant les cellules épithéliales (cellules claires et cellules sombres) (figure 2) puis l'on progresse régulièrement vers l'endothélium en traversant le stroma cornéen dont on apprécie au passage la transparence et les altérations éventuelles (figure 3). La mosaïque endothéliale devient ensuite nettement visible et l'on peut alors noter le chiffre de la pachymétrie qui, pour un endothélium normal peut parfois varier de 0,45 à 0,60 millimètres. La valeur de cette mesure reste toutefois imprécise car la netteté de la mise au point peut persister sur quelques centièmes de millimètres et qu'il est impossible de contrôler avec précision la fixation du patient.

RÉSULTATS

La microscopie spéculaire permet de recueillir des informations qualitatives (morphologie cellulaire) et quantitatives (densité cellulaire) du traitement manuel ou informatisé de l'image endothéliale (figure 4).

Un endothélium cornéen normal est formé, selon l'âge, de cellules hexagonales d'environ 200 à 400 microns carrés de surface moyenne. La densité cellulaire diminue avec l'âge. On estime habituellement qu'elle se situe en moyenne entre 3 500 et 4 000 cellules/mm2 entre l'enfance et l'adolescence et qu'elle diminue progressivement pour atteindre 2 000 à 2 300 cellules/mm2 vers l'âge de 80 ans. L'analyse informatisée de l'image endothéliale n'en permet l'évaluation précise qu'en fonction de la netteté de l'image examinée. Par contre elle permet de déterminer des paramètres morphométriques qui rendent mieux compte de la fonction endothéliale que la simple mesure de la densité cellulaire. Il s'agit du périmètre cellulaire, des coefficients de variation de surface cellulaire (polymégéthisme) et de forme (pléiomorphisme). La valeur de ces paramètres augmente normalement avec l'âge et de façon symétrique entre les deux yeux si bien qu'une nette disparité doit être considérée comme pathologique.

Il est à peu près unanimement admis que le seuil de décompensation endothéliale se situe autour d'une densité de 500 cellules/mm2 et qu'au-dessous de 1 000 cellules/mm2 une action chirurgicale sur le segment antérieur peut conduire à un Sdème cornéen chronique (surtout si elle est émaillée de complications car, du moins en ce qui concerne la chirurgie de la cataracte, les progrès réalisés ces dernières années ont permis de réduire très notablement la déperdition cellulaire endothéliale secondaire à l'acte chirurgical).

Enfin, les résultats de l'analyse endothéliale devront être systématiquement confrontés à la valeur de la pachymétrie cornéenne dont l'élévation est souvent le reflet de la décompensation fonctionnelle.

INDICATIONS DE LA MICROSCOPIE SPÉCULAIRE ENDOTHÉLIALE

La microscopie spéculaire permet un examen objectif et quantifiable de l'endothélium cornéen et peut donc être utilisée dans un but diagnostique ou pronostique à l'égard d'affections endothéliales reconnues ou non.

Il peut s'agir d'une évaluation endothéliale :

  • post traumatique, qu'il s'agisse d'un traumatisme cornéen perforant ou d'une contusion cornéenne, surtout avec hyphéma ou encore d'un traumatisme endothélial d'origine chirurgicale ;
  • dans les suites d'un glaucome par fermeture de l'angle, où l'on sait que l'hypertonie aiguë est très fréquemment responsable d'une déperdition cellulaire ;
  • dans les suites d'une inflammation du segment antérieur, d'un iritis ou à fortiori d'une endothélite où l'on peut observer des précipités endothéliaux, du pigment, des cellules, de la fibrine, plus ou moins associés à un agrandissement cellulaire surtout après hypertonie ;
  • en cas d'Sdème cornéen, l'examen endothélial est souvent impossible ou ne peut véritablement se faire qu'en champ étroit car la lumière dispersée dans le stroma vient masquer l'image de l'endothélium. Dans certains cas cependant, lorsqu'il existe par exemple un Sdème cornéen unilatéral et qu'il n'y a pas d'antécédent chirurgical connu, la découverte de cellules endothéliales turgescentes et un peu agrandies peut faire évoquer un syndrome de Chandler (figure 5 et 6) surtout si l'on peut mettre en évidence une ligne de séparation entre cet endothélium pathologique et un endothélium sain. Dans ce cas il convient de rechercher systématiquement l'
  • existence d'une éventuelle correctopie ainsi que d'une hypertonie oculaire ;
  • la découverte d'anomalies endothéliales au décours de l'examen clinique peut traduire l'existence d'une dystrophie cornéenne sans qu'elle ait obligatoirement de retentissement sur l'acuité visuelle.

Il peut s'agir d'une dystrophie postérieure polymorphe(figure 7 et 8), affection héréditaire autosomale dominante, essentiellement dans sa forme vésiculaire ou linéaire. Elle se caractérise par son aspect polymorphe comprenant des images lacunaires ressemblant à des gouttes, plus ou moins confluentes et régulières, regroupées en îlots parfois peu étendus et pouvant passer inaperçus (figure 8) lors d'un examen rapide au biomicroscope ; d'autres fois les anomalies sont regroupées en « bandes » plus ou moins linéaires et assez étendues pouvant traverser la cornée sur la moitié ou les deux tiers de son diamètre avec parfois des bifurcations directionnelles. Ces anomalies sont uni ou bilatérales et s'accompagnent généralement dans les formes les plus étendues d'un agrandissement cellulaire se traduisant par une diminution de la densité cellulaire endothéliale fréquemment inférieure à 2 000 cellules/mm2.

La cornea guttata est sans conteste la dystrophie cornéenne endothéliale qui suscite le plus de demandes d'examen en microscopie spéculaire (figure 9, 10, 11). Ceci en raison de sa fréquence et de son évolutivité (responsable à long terme d'un retentissement sur l'acuité visuelle) et surtout du risque de décompensation en cas d'intervention chirurgicale sur le segment antérieur.

Elle prédomine généralement au centre de la cornée où les gouttes sont plus nombreuses et ont tendance à devenir confluentes. Il devient alors impossible d'y examiner les cellules endothéliales et l'on peut parfois visualiser l'épaississement caractéristique de la membrane de Descemet.

L'observation des cellules doit alors se faire en périphérie parfois à la limite ou au-delà du « corneal ring » postérieur. Les plages cellulaires sont souvent d'étendue réduite et l'on doit les rechercher attentivement car l'aspect des cellules est un bon indicateur de l'évolution de la dystrophie. L'augmentation du pléiomorphisme et du polymégéthisme est souvent associé à une augmentation de la taille des cellules traduisant la fragilisation de la couche cellulaire endothéliale dans son rôle de maintien de la transparence cornéenne.

Chaque fois qu'elle est possible, la mesure de la pachymétrie, tant au centre qu'à la périphérie cornéenne, apporte un élément supplémentaire à l'évaluation fonctionnelle de la cornée.

­ La microscopie spéculaire est encore indiquée dans l'évaluation endothéliale des kératoplasties transfixiantes (figure 12). On y observe le plus souvent un agrandissement cellulaire associé à une accentuation du pléiomorphisme mais le polymégéthisme reste souvent plus modéré que ne le voudrait l'augmentation de la taille des cellules. Peut être cet aspect est-il en rapport avec le maintien de la transparence cornéenne à long terme ?

­ En cas d'aphakie, l'indication sera posée selon les données cliniques et à chaque fois qu'il existe un Sdème cornéen, parfois périphérique, associé à un iridodonésis et qu'à fortiori la cornée reste claire en regard d'une iridectomie sectorielle ; l'endothélium cornéen peut être alors sensiblement normal au centre avec une bonne conservation de l'acuité visuelle alors qu'il existe une déperdition cellulaire périphérique responsable de l'Sdème.

Elle permet également d'apprécier le retentissement endothélial d'un port prolongé de lentilles cornéennes (figure 13) et enfin, si celui-ci n'est plus toléré, de poser l'éventuelle indication d'une implantation secondaire.

­ Cette surveillance endothéliale devra d'ailleurs être systématique chez les « porteurs » d'implants de chambre antérieure qu'ils soient pseudophakes ou phakes, ces implants pouvant être responsables d'une perte cellulaire endothéliale au cours des années, que l'on ait pu ou non mettre en évidence avec certitude une mobilité de l'implant ou un contact endothélial (figure 14).

­ La microscopie spéculaire reste la seule technique utilisable en routine pour évaluer le retentissement endothélial de nouveaux implants ou celui de lentilles cornéennes (augmentation du pléiomorphisme et du polymégéthisme cellulaire endothélial chez les porteurs au long cours de lentilles en PMMA par exemple) (figure 15).

­ L'indication de la microscopie spéculaire avant chirurgie du segment antérieur et particulièrement de la cataracte n'est pas systématique. On retiendra comme indications l'existence reconnue d'une dystrophie endothéliale ­ surtout s'il existe des antécédents de décompensation de l'Sil adelphe ­, des antécédents traumatiques, inflammatoires, d'hypertonie (essentiellement aiguë), de chirurgie sur le segment antérieur ou sur le segment postérieur (huile de silicone après décollement de rétine, par exemple) (figure 16et17) enfin avant la mise en place d'un implant dans la chambre antérieure, qu'il s'agisse d'une implantation secondaire chez un aphake ou de la mise en place d'un implant pour corriger la myopie.

CONCLUSION

La microscopie spéculaire de l'endothélium cornéen fait partie de l'examen clinique de la cornée tel qu'il peut être pratiqué dans les conditions habituelles avec une simple lampe à fente. Le recours à l'usage d'un microscope spéculaire permet à la fois d'en faire plus précisément l'analyse qualitative et quantitative et d'obtenir des images parfois utiles dans un but médico légal. Si l'évolution des techniques avec la disparition de la photographie endothéliale n'a pu maintenir la qualité de l'imagerie elle a permis d'introduire l'analyse informatisée de la mosaïque endothéliale qui, au prix de perfectionnements encore nécessaires, devrait apporter la précision, l'objectivité et la reproductivité qui lui sont indispensables.

Figure 1. Schéma de LAING montrant la formation de l'image endothéliale en microscopie spéculaire et la superposition des réflexions successives au niveau des différentes interfaces. DB : dark boundary, ou limite « sombre » entre l'humeur aqueuse (aucune réflexion) et la réflexion spéculaire endothéliale. BB : bright boundary, c'est la frontière « brillante » entre la réflexion endothéliale et la réflexion stromale (diffuse).

Figure 1.

Épithélium cornéen avec ses cellules claires et sombres.

Aspect stromal d'une dystrophie cristalline de Schnyder (cristaux de cholestérol ; e : 0,24mm).

Endothélium cornéen normal. Noter les « plis » endothéliaux résultant de la dépression cornéenne induite par le cône ainsi que les pléiomorphisme et polymégéthisme cellulaires. La densité cellulaire est de 2 886 cellules/mm2 (e = 0,56 mm).

Figure 2.

Syndrome de Chandler. Les cellules endothéliales sont turgescentes, oedèmateuses, mais peu agrandies. La densité cellulaire est supérieure à 2 000 cellules/mm2.

Syndrome de Chandler avec une nette ligne de séparation entre un endothélium pathologique avec des cellules très pléiomorphes et agrandies et un endothélium sain où l'on devine des cellules de taille normale sur la partie gauche du cliché.

Dystrophie postérieure polymorphe dans la forme vésiculaire. Noter l'aspect lacunaire des vésicules et leur contour dense ainsi que leur groupement ici en chapelet. Les cellules endothéliales avoisinantes sont agrandies et la densité cellulaire est voisine de 1 480 cell/mm.

Dystrophie postérieure polymorphe dans sa forme linéaire (band-like). Aspect lacunaire plus hétérogène « encadré » par des limites grossièrement parallèles et associé également ici à un agrandissement cellulaire endothélial (1 334 cell/mm2).

Figure 3.

Deux images de cornea guttata discrète et cliniquement inapparente. On note la différence d'aspect de l'endothélium avec des densités cellulaires respectives de 2 600 et 1 300 cell/mm2 environ. Dans ce dernier cas il s'agit d'un greffon.

Zone centrale de « confluence » des gouttes. Les cellules endothéliales ont disparu et l'aspect que l'on observe ici est celui de la membrane de Descemet épaissie.

Plages cellulaires périphériques d'une cornea guttata évoluée. On remarque l'agrandissement cellulaire endothélial ainsi que l'accentuation du pléiomorphisme et du polymégéthisme. La densité cellulaire est voisine de 1 200 cell/mm2.

Endothélium d'une kératoplastie transfixiante dépassant 20 ans. Densité cellulaire environ 900 cell/mm2.

Très important polymégéthisme cellulaire chez un porteur de longue date de lentilles cornéennes. La densité cellulaire est de 1 770 cell/mm2.

Figure 4.

Pseudophake implanté en chambre antérieure (la partie supérieure correspond au reflet de la lumière sur l'implant qui vient masquer la mosaïque endothéliale. La déperdition cellulaire (872 cell/mm2) est en rapport avec une trop grande mobilité de l'implant.

Implant « Myopic ». Agrandissement cellulaire endothélial en regard du bord de l'optique dont on perçoit le reflet. La densité cellulaire est localement de 1 390 cell/mm2.

Deux aspects d'huile de silicone au contact de l'endothélium cornéen après chirurgie pour décollement de rétine. Sur le second cliché on devine les cellules endothéliales qui paraissent peu altérées.



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