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Journal Français d'Ophtalmologie
Vol 26, N° 5  - mai 2003
pp. 465-469
Doi : JFO-05-2003-26-5-0181-5512-101019-ART3
Variations réfractives et topographiques à long terme des kératoplasties transfixiantes
 

O. Touzeau [1], C. Allouch [1], V. Borderie [1], T. Bourcier [1], S. Scheer [1], L. Laroche [1]
[1]  Pôle Saint Antoine, CHNO des Quinze-Vingts, 28, rue de Charenton, 75571 Paris Cedex 12.

Tirés à part : O. Touzeau [1]

[2]  , à l'adresse ci-dessus. E-mail :

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Variations réfractives et topographiques à long terme des kératoplasties transfixiantes

Objectif : Analyser les variations réfractives et topographiques à long terme des kératoplasties transfixiantes.

Matériel et méthodes : Quarante yeux de 40 patients (dont 26 kératocônes) ayant un greffon clair et aucune cause de baisse d'acuité visuelle extracornéenne ont été examinés à 2 reprises à distance de l'ablation des sutures à respectivement 22,0 ± 7,3 mois et 50,5 ± 13,6 mois de la greffe. Tous les yeux ont été examinés à l'aide de la vidéokératoscopie (EyeSys 2000 ® ) et de la pachymétrie ultrasonique. Les variations de la réfraction subjective, de l'acuité visuelle corrigée (LogMAR), de la topographique et de l'épaisseur cornéenne centrale entre les 2 examens ont été analysées.

Résultats : L'acuité visuelle corrigée s'améliore de 0,41 ligne ± 0,24 entre les 2 examens (p < 0,001) sans changement significatif de l'astigmatisme subjectif ou de la topographie (puissance, classification, indice de régularité). L'épaisseur cornéenne centrale augmente significativement entre les 2 examens en passant de 545 ± 36 mm à 574 ± 40 mm (p < 0,001). La variation d'acuité visuelle est significativement corrélée au délai entre les 2 examens (r s = +0,34 ; p = 0,03) mais n'est pas corrélée à la variation des autres variables (astigmatisme subjectif, indices topographiques de régularité, classifications topographiques).

Conclusion : L'acuité visuelle des greffes s'améliore avec le temps longtemps après la réalisation de la greffe sans modification des autres paramètres de la réfraction ou de la topographie cornéenne. L'amélioration de l'acuité qui n'est pas expliquée par les techniques de mesures actuelles pourrait être due à une augmentation de la transparence du greffon.

Abstract
Long-term refractive and topographic changes after penetrating keratoplasty

Purpose: To analyze long-term refractive and videokeratoscopic changes after penetrating keratoplasty.

Patients and methods: Forty eyes of 40 patients (26 keratoconus) with a clear corneal graft and no other ocular disease were examined after all sutures were removed, respectively at 22.0±7.3 months and 50.5±13.6 months after keratoplasty. All of the eyes were examined using videokeratography (EyeSys 2000 ® ) and ultrasonic pachymetry. Changes in subjective refraction, best spectacle-corrected visual acuity (LogMAR units), topography, and central corneal thickness between both exams were recorded.

Results: Visual acuity increased by an average of 0.41 lines ±0.24 (p<0.001) between both exams, whereas no significant change in refractive astigmatism and videokeratoscopy (i.e., power, pattern, and indices) was observed. Central corneal thickness significantly increased from 545±36mm to 574±40mm (p<0.001). Change in best spectacle-corrected visual acuity significantly correlated with delay between the exams (r s =+0.34, p=0.03), whereas change in refractive astigmatism, topographic indices, and topographic patterns did not significantly correlate with delay.

Conclusion: After penetrating keratoplasty, visual acuity improves long after surgery, whereas refraction and corneal surface regularity show no significant modification. This improvement in visual acuity, not explained by current techniques, may be due to an increase in graft transparency.


Mots clés : Greffe de cornée , acuité visuelle , transparence , topographie cornéenne , astigmatisme , cornée

Keywords: Penetrating keratoplasty , visual acuity , transparency , videokeratoscopy , astigmatism , cornea


INTRODUCTION

À la différence des autres interventions oculaires pratiquées à visée optique ou réfractive, la récupération visuelle est très lente après kératoplastie transfixiante. Nous avons étudié l'évolution de la réfraction et de la topographie des kératoplasties transfixiantes entre 2 examens séparés de quelques mois à quelques années, pratiqués à distance de l'intervention et de l'ablation de toutes les sutures.

MATÉRIEL ET MÉTHODES
Patients

Quarante cornées de 40 patients opérés de kératoplastie transfixiante ont été étudiées de façon prospective. Tous les patients inclus dans cette étude avaient un greffon clair et une acuité lors du 1 er examen supérieure ou égale à 4/10. La population comportait 22 hommes et 18 femmes, avec un âge moyen de 43 ans ± 23 (extrêmes 14 et 89 ans). L'indication opératoire la plus fréquente était le kératocône (65 %, 26/40), suivie des kératopathies bulleuses (15 % ; 6/40). Les autres étiologies représentaient 20 % (8/40) des cas. Aucun patient ne présentait de pathologie oculaire extracornéenne susceptible de retentir sur l'acuité visuelle.

Examen

Les patients ont été examinés par le même examinateur à 2 reprises à distance de l'ablation de toutes les sutures. Le 1 er examen a été réalisé en moyenne 22,0 mois ± 7,3 (extrêmes : 16 et 34 mois) après la chirurgie tandis que le 2 e examen a été réalisé en moyenne 50,5 mois ± 13,6 (extrêmes : 36 et 84 mois) après la chirurgie. Le délai moyen entre l'ablation des sutures et le 1 er examen était de 6,2 mois ± 3,2. Ce délai était, dans tous les cas, supérieur à 3 mois. Aucun événement particulier (pathologie ou chirurgie) ne s'est produit entre les 2 examens. Aucun patient n'était porteur de lentille de contact.

La réfraction subjective (équivalent sphérique, cylindre, axe) a été mesurée. Compte tenu de l'existence d'amétropies importantes, les paramètres de la réfraction ont été corrigés par la distance verre-oeil (estimée à 12 mm). L'acuité visuelle corrigée, mesurée à l'aide de l'échelle de Monoyer, a été transformée en unité LogMAR avec la formule suivante : LogMAR = -Log (AV décimale ) [1].

L'examen comportait une bio-microscopie, un examen de la macula et de la papille optique, une mesure du tonus oculaire à l'aplanation et une mesure de l'épaisseur centrale réalisée à l'aide du pachymètre ultrasonique DGH 1000 ® (DGH Technology Inc., Frezer, P. A).

Tous les yeux ont été examinés à l'aide du vidéotopographe Eye Sys 2000 ® (Eye Sys ® , Houston, Texas). Aucune topographie cornéenne ne présentait de déficit dans la zone des 4 mm centraux. Les topographies cornéennes ont été réalisées avant toute instillation de goutte et avant la réalisation de la tonométrie et de la pachymétrie. Les algorithmes en puissance axiale et réfractive (« diagramme d'Holladay ® ») ont été utilisés. Les indices du diagramme d'Holladay ® (Asphéricité « Q », uniformité cornéenne « CU Index » et l'acuité visuelle potentielle « PC Acuity ») ont été étudiés [2]. Les vidéokératoscopies ont été classées en utilisant l'échelle absolue de l'algorithme en puissance axiale (« color map »). Nous avons classé les topographies selon leur forme (« pattern ») en utilisant la classification de Bogan et selon le profil d'asphérique de la cornée (« shape ») [3]. La distribution de puissance au centre et en périphérie a permis de séparer les cornées en profil « prolate » et « oblate ». Les groupes irréguliers et les cornées qui ne pouvaient pas être classées en prolate ou oblate ont été regroupés dans la configuration mixte. Un comptage de la densité endothéliale a été pratiqué à M 12 et M 36 . par microscopie spéculaire (Konan Keeler Pocklington ® ).

Analyse statistique

Le test de Wilcoxon a été utilisé pour comparer les variables entre les 2 examens. Les corrélations entre les différentes variations ont été analysées par le test de Spearman (r s ). Une méthode vectorielle (Holladay) a été utilisée pour analyser les variations du cylindre subjectif entre les 2 examens. Les moyennes et les analyses portant sur l'acuité visuelle ou l'acuité visuelle potentielle (« PCA ») ont été faites après conversion en unités Log MAR. L'analyse statistique a été faite sur les logiciels Statbox ® (Grimmer France) et SPSS 6.1.3 (Boulogne, France). Pour toutes les analyses, le seuil statistique de significativité retenu était p = 0,05 (bilatéral).

RÉSULTATS
Évolution de l'acuité visuelle et des paramètres de la réfraction subjective

L'acuité visuelle corrigée (Log MAR) et les paramètres de la réfraction des 2 examens sont indiqués dans le tableau I. Seule l'acuité visuelle corrigée se modifie significativement entre les 2 examens (gain de 0,41 ligne ± 0,24 ; p < 0,001). La figure 1représente la variation de l'acuité visuelle corrigée (exprimée en Log MAR) entre les 2 examens. L'acuité visuelle corrigée s'améliore chez 62,5 % (25/40) des patients, s'aggrave chez 25 % (10/40) des patients et reste inchangée dans 12,5 % (5/40) des cas.

Évolution de la puissance et des indices topographiques

Les valeurs des indices de régularité du diagramme d'Holladay ® (coefficient d'uniformité « CU index », coefficient d'asphéricité « Asph » et acuité visuelle potentielle « PCA ») sont indiquées dans le tableau II. Aucun de ces indices ne présente de différence significative entre les 2 examens.

Évolution de la pachymétrie

L'épaisseur cornéenne augmente significativement entre les 2 examens en passant de 545 mm ± 36 à 574 mm ± 40 (p < 0,001).

Évolution de la densité endothéliale

La microscopie spéculaire réalisée à 12 et 36 mois montre une diminution significative de la densité endothéliale (de 1743 ± 495 à 1320 ± 563 ; p < 0,001).

Corrélation avec la variation de l'acuité visuelle corrigée

La variation de l'acuité visuelle corrigée (Log MAR) est significativement corrélée au délai entre les 2 examens (r s = 0,34 ; p = 0,03). La variation de l'acuité visuelle est d'autant plus grande que le délai est important. Les variations des autres paramètres ne sont pas corrélées avec la variation de l'acuité visuelle corrigée.

Autres résultats

Le tonus oculaire n'est pas significativement modifié entre les 2 examens. Aucun changement de classification (forme et profil d'asphéricité) n'est survenu entre les 2 examens.

DISCUSSION

L'acuité visuelle corrigée des kératoplasties transfixiantes s'améliore significativement entre les 2 examens. Le gain d'acuité moyen exprimée en Log MAR est de 0,41 ligne (ce qui correspond à un passage de 0,62 à 0,69 en échelle décimale). La figure 1visualise l'évolution de l'acuité visuelle corrigée. Environ 2/3 des patients présentent un gain d'acuité visuelle alors qu'un quart des patients présente une perte d'acuité. La variation de l'acuité est statistiquement corrélée au délai entre les 2 examens. La variation de l'acuité est d'autant plus grande que le délai entre les examens est plus important. Cette corrélation confirme l'existence d'un « facteur temps » que nous avons précédemment identifié dans un autre groupe de greffés [4].

Comment expliquer l'amélioration tardive de l'acuité des greffes ? Aucun patient inclus dans cette étude ne présentait une pathologie oculaire extra-cornéenne susceptible de retentir sur l'acuité visuelle (cataracte, glaucome, maculopathie…) d'où la faible proportion de kératopathie bulleuse. En effet, dans ce groupe étiologique, l'état neuro-rétinien limite souvent la récupération visuelle en raison de la fréquence du glaucome et de l'oedème maculaire. Ainsi, le greffon était le principal facteur limitant l'acuité visuelle et la modification de l'acuité n'est pas expliquée par une modification d'une autre pathologie oculaire. De plus, aucune intervention (phaco-exérèse, chirurgie réfractive…) n'a été réalisée entre les 2 examens. Enfin, dans tous les cas le 1 er examen a été pratiqué à distance de l'ablation de toutes les sutures car l'ablation des sutures modifie significativement l'acuité visuelle, les autres paramètres de la réfraction et la topographie cornéenne [5].

L'astigmatisme cornéen est le principal facteur limitant la récupération visuelle, lorsque le greffon est clair et en l'absence de pathologie neuro-rétinienne. Le cylindre moyen après kératoplastie transfixiante est de l'ordre de 4 D. Il existe une corrélation significative entre la valeur du cylindre subjectif et l'acuité visuelle corrigée [6]. De même, les variations de ces 2 paramètres sont corrélées entre eux. Ainsi, l'ablation de sutures des kératoplasties transfixiantes entraîne une augmentation de l'acuité visuelle liée à une diminution du cylindre subjectif [5]. Les paramètres de la réfraction (cylindre, axe et équivalent sphérique) ne sont pas statistiquement différents entre les 2 examens et leurs variations ne sont pas corrélées à la variation de l'acuité visuelle. L'augmentation de l'acuité n'est donc pas explicable par une modification de l'amétropie et en particulier par une diminution de l'astigmatisme subjectif.

L'irrégularité de la cornée ne se résume pas à l'astigmatisme régulier. Du fait de la différence des indices de réfraction, le dioptre cornéen antérieur ou plus exactement l'interface film lacrymal/air joue un rôle réfractif majeur. La qualité de l'épithélium cornéen est primordiale pour avoir un film lacrymal homogène [7]. Une pathologie épithéliale est souvent notée après greffe en particulier en post-opératoire précoce (épithélium épais irrégulier, kératite ponctuée superficielle…) [8], [9]. De plus, on observe assez souvent une augmentation des signes fonctionnels de sécheresse oculaire par rapport à l'état préopératoire ou par rapport à l'oeil controlatéral. L'épithélium cornéen des kératoplasties transfixiantes est particulièrement vulnérable car il est dénervé, en discontinuité avec les cellules souches limbiques et soumis à des instillations régulières de collyre. L'épithélium qui recouvre le greffon cornéen provient du limbe cornéo-scléral, c'est-à-dire du receveur. Une mauvaise qualité peut être due à insuffisance limbique du receveur. La kératoplastie transfixiante réalise une dénervation totale du greffon lentement et partiellement réversible [10], [11], [12]. L'hypoesthésie du greffon peut entraîner une diminution du réflexe de clignement et donc affecter la répartition du film lacrymal. De plus, les nerfs ont un rôle trophique comme l'ont montré l'expérimentation animale (Magendie 1822) et l'observation clinique [7], [13]. Une section du trijumeau (V) entraîne une atteinte cornéenne grave (kératite neurotrophique). Un défaut d'innervation provoquerait une diminution des microvillosités des cellules superficielles épithéliales et une modification du glycocalix [7], [14]. Les microvillosités et le glycocalix joueraient un rôle dans la stabilité du film lacrymal en étant responsables de l'adhérence avec la couche lipidique de ce dernier [7].

La surface épithéliale joue un rôle optique important [15]. Certains indices topographiques quantifient l'irrégularité de la surface [2]. L'instillation d'une goutte de sérum physiologique provoque une amélioration des indices topographiques de régularité des cornées irrégulières telles que les greffes [16]. Dans cette étude, les indices de régularité topographiques (coefficient d'uniformité « CU index », coefficient d'asphéricité « Asph » et l'acuité visuelle potentielle « PCA ») ne sont pas statistiquement différents entre les 2 examens. De plus, la variation des indices topographiques n'est pas corrélée à la variation de l'acuité visuelle. On ne peut donc pas attribuer l'augmentation de l'acuité visuelle à une amélioration de la régularité de la surface du greffon. Toutefois, il est possible que les indices censés mesurer la régularité de la surface ne soient pas très pertinents et manquent de sensibilité [6]. Les autres paramètres de la topographie (classification et puissance) ne sont pas différents.

L'amélioration de l'acuité visuelle des greffes n'est pas expliquée par une modification des propriétés réfractives ou morphologiques du greffon. Cette propriété qui n'est pas mesurée par les techniques actuelles et qui s'améliore avec le temps pourrait être la transparence du greffon. La clarté du greffon reflète la richesse endothéliale du greffon et son acceptation immunologique par l'hôte. L'hydratation du stroma est un élément majeur de la transparence cornéenne et est évaluée de façon simple bien qu'indirecte par la pachymétrie ultrasonique [17], [18]. Ainsi, en post-opératoire précoce, on observe parallèlement à l'éclaircissement du greffon une diminution de la pachymétrie. L'épaisseur centrale du greffon augmente significativement entre les 2 examens, ce qui est concordant avec la perte endothéliale du greffon avec le temps [4], [19]. Ceci devrait plutôt se traduire dans le sens d'une diminution de l'acuité visuelle en non pas d'une augmentation. Il n'existerait pas un parallélisme strict entre la transparence cornéenne et l'état d'hydratation stromal ou plus exactement la pachymétrie.

Les propriétés optiques comprennent la réfraction, la réflexion et la diffusion. Aucune technique ne permet actuellement de quantifier précisément in vivo la transparence de la cornée car il n'est pas possible de mesurer directement le rayon incident et de le comparer au rayon réfracté. La transparence de la cornée est paradoxale car sa structure est peu différente histologiquement de la sclère qui elle est opaque. De plus, la structure physico-chimique de la cornée est hétérogène et est très différente de celle des matières transparentes habituelles (verres, plastiques) [17], [20]. La lumière entre plus ou moins en interaction avec la matière. L'intensité de cette interaction est fonction des possibilités de résonance entre la fréquence des photons incidents et les niveaux énergétiques des atomes de la matière. Si la résonance est faible, la matière laisse passer les photons, elle ne fait que les ralentir : la matière est transparente. Si la résonance est forte, les photons font sauter les électrons à un niveau supérieur et restent emprisonnés dans la matière qu'ils ne font qu'échauffer, c'est l'absorption : la matière est opaque. L'interaction entre la lumière et la matière est également influencée par la régularité de la surface. Ainsi, le phénomène de réflexion est lié à l'irrégularité de la surface. La transparence de la cornée serait liée à la disposition parallèle des fibrilles de collagène, à la disposition régulière des cellules épithéliales et à l'absence de vaisseaux [17]. Les fibrilles de collagène seraient séparées par des intervalles inférieurs à la longueur de la lumière (écartement de 450 mm) et se laisseraient traverser sans interaction. La perte de transparence d'une cornée oedémateuse s'expliquerait par l'existence de lacunes suffisamment larges pour permettre une interaction avec la lumière visible.

Enfin, l'acuité visuelle morphoscopique (reconnaissance d'optotype) est un paramètre certes pratique mais sûrement grossier et réducteur de la fonction visuelle. La vision comporte une étape optique (succession de réfraction), une étape sensorielle (transformation de l'énergie lumineuse en signal électrique) et enfin une étape neurocorticale (conduction et intégration du message). L'acuité visuelle n'est donc pas la simple détermination de la résolution optique. Une étude de la sensibilité aux contrastes serait sans doute utile. De même, les nouvelles techniques d'exploration de la cornée (Orbscan, échographie à très haute fréquence) peuvent apporter des renseignements sur la face postérieure de la cornée.

Enfin, la population de cette étude n'est sûrement pas représentative de l'ensemble des greffes. Il ne s'agit pas de greffes consécutives car nous avons sélectionné les patients, ce qui limite la portée des conclusions et interdit toute généralisation à l'ensemble des greffes.

Toutefois, si le greffon reste clair et s'il n'y a pas de pathologie oculaire extra-conéenne, alors l'acuité visuelle s'améliore statistiquement avec le temps, longtemps après la greffe.

CONCLUSION

L'acuité visuelle des greffes s'améliore avec le temps longtemps après la réalisation de la greffe sans autre modification de la réfraction ou de la topographie cornéenne. L'amélioration tardive de l'acuité qui n'est pas expliquée par les techniques de mesures actuelles pourrait être due à une augmentation de la transparence du greffon.

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