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Journal Français d'Ophtalmologie
Vol 29, N° 1  - janvier 2006
pp. 64-73
Doi : JFO-01-2006-29-1-0181-5512-101019-200509370
Glaucomes. Imagerie de la structure : HRT, GDx et OCT
 

J.-P. Renard, J.-M. Giraud
[1] Clinique Ophtalmologique, Hôpital du Val de Grâce, Paris.

Tirés à part : J.-P. Renard,

[2] Clinique Ophtalmologique, Hôpital du Val de Grâce, 74, boulevard de Port-Royal, 75230 Paris Cedex 05.

Cet article a fait l’objet d’une communication lors de la table ronde sur le glaucome au 110e congrès de la SFO en mai 2004.


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Glaucomes – Imagerie de la structure : HRT, GDx et OCT

La tomographie confocale par balayage laser (HRT), la polarimétrie à balayage laser (GDx VCC) et la tomographie en cohérence optique (OCT) nous permettent d’obtenir des données objectives et quantitatives de la couche des fibres nerveuses rétiniennes et de la tête du nerf optique. Ces techniques d’imagerie dont les résultats doivent être confrontés aux données de l’examen clinique, sont devenues un moyen d’évaluation complémentaire de la neuropathie optique glaucomateuse. Une bonne connaissance des paramètres qu’elles analysent et de leurs limites est indispensable. Des études prospectives sont encore nécessaires pour valider les programmes d’analyses qu’elles utilisent dans la détection d’une progression de l’atteinte structurale.

Abstract
Glaucoma – Structural imagery: HRT, GDx, OCT

Confocal scanning laser tomography (HRT), scanning laser polarimetry (GDx VCC), and optical coherence tomography provide quantitative data of the retinal fiber layer and optic nerve head. They have become good complementary evaluation tools for glaucomatous optic neuropathy and their results should be analyzed with clinical data. Good knowledge of the parameters they analyze and their limitations are indispensable. To monitor progression of structural involvement, the analysis programs used need to be validated with prospective clinical studies.


Mots clés : Glaucome , laser , tomographie confocale par balayage laser , HRT , polarimétrie à balayage laser , GDx , tomographie en cohérence optique , OCT

Keywords: Glaucoma , laser , scanning laser polarimetry , GDx , scanning laser tomography , HRT , scanning laser polarimetry , optical coherence tomography , OCT


Les analyseurs automatisés de la couche des fibres nerveuses rétiniennes (FNR) et de la tête du nerf optique (TNO) dont nous disposons actuellement nous apportent une imagerie nouvelle ainsi que plusieurs paramètres quantitatifs de ces différentes structures. Il est important de connaître ces nouveaux moyens d’examen et de préciser pour chacun d’entre eux leur intérêt dans le diagnostic de la neuropathie optique glaucomateuse, c’est-à-dire leur sensibilité aux différents stades cliniques du glaucome, mais aussi dans le suivi de sa progression où interviennent alors des critères de reproductibilité et de limites de l’examen. Nous aborderons ici seulement l’intérêt pratique clinique des générations actuellement disponibles de ces appareils dont les caractéristiques générales sont largement décrites par ailleurs.

LA TOMOGRAPHIE CONFOCALE PAR BALAYAGE LASER – HRT

L’ophtalmoscopie confocale à balayage laser réalise, en quelques secondes, 16 à 64 coupes tomographiques confocales au niveau de la tête du nerf optique sur environ 3,5 mm pour permettre une évaluation quantitative tridimensionnelle de la tête du nerf optique. L’appareil réalise trois acquisitions successives et donne une image topographique moyenne de la région à partir de ces trois acquisitions.

Dans un premier temps, l’opérateur doit sur cette image topographique indiquer par une ligne de contour les limites de la tête du nerf optique au niveau du bord interne du canal scléral. Automatiquement, l’appareil positionne alors un plan de référence standard à partir duquel se font la majorité des mesures. Ce plan de référence, placé 50 µm en dessous de la hauteur moyenne de la rétine temporale péri-papillaire au niveau de la ligne de contour, délimite ainsi en dessous, la zone de l’excavation (avec un code coloré rouge) et au-dessus, la zone de l’anneau rétinien (code coloré vert). Les évolutions récentes de l’appareil permettent une meilleure délimitation des bords du disque optique. En effet, le nouveau logiciel cinétique 3D permet de vérifier et de corriger au besoin, le bon positionnement des limites de la tête du nerf optique, qui est capitale pour la précision des mesures et leur reproductibilité.

Le relevé de l’examen regroupe (fig. 1) :

  • un diagramme de variation de la hauteur rétiniennne avec l’image en double bosse des couches les plus épaisses des FNR dans les secteurs inférieur et supérieur de la TNO (graphe TSNIT) ;
  • plusieurs mesures stéréométriques de la TNO effectuées en fonction du plan de référence (surface et volume de l’ANR, de l’excavation, rapport surface excavation/disque, épaisseur moyenne et surface de la couche des FNR) ;
  • différents paramètres calculés indépendamment du plan de référence (profondeur moyenne et maximale de l’excavation, mesure de la pente de l’excavation) ;
  • l’analyse de régression de Moorfields qui compare dans six secteurs de la papille les résultats de deux paramètres stéréométriques mesurés (volume de l’ANR et de l’excavation) avec les valeurs normales d’un groupe témoin de 80 sujets caucasiens. Elle donne un score de classification : normal, limite ou en dehors des limites normales. L’interprétation de cette analyse doit être prudente. Ses critères de sensibilité et de spécificité initialement décrits élevés (84,3 % et 96,3 %) ne se sont pas confirmés en pratique clinique courante. Beaucoup de sujets normaux sont classés « limites ». La population de valeurs normales de référence limitée ne couvre pas toutes les variétés morphologiques que l’on peut rencontrer au niveau de la TNO, et nous savons que la variation des lésions structurales initiales du disque optique dans le glaucome est importante. Le relevé précise d’ailleurs bien qu’il s’agit d’une analyse statistique dont l’interprétation est sous la responsabilité du médecin [1]. Il ne faut donc pas tenir compte de façon absolue de ce critère d’analyse qui doit être considéré comme un indice d’orientation dans le dépistage du glaucome. La précision diagnostique de l’appareil augmente avec le stade évolutif du glaucome. Elle est bonne dans le glaucome avéré, c’est-à-dire dans le glaucome déjà évolué avec une atteinte clinique caractéristique de la papille et du champ visuel. L’intérêt diagnostique de cet appareil dans le glaucome précoce débutant doit donc être précisé et ne semble pas supérieur à l’analyse qualitative soigneuse de stéréo-photographies du disque optique [2], [3], [4], [5], [6].

L’appareil en définissant un plan de référence 50 µm en dessous de la hauteur moyenne de la rétine temporale, entraîne une variation dans la position de ce plan de référence. Les variations morphologiques de la TNO et le nombre variable de fibres nerveuses rétiniennes au sein de la population normale expliquent les différentes hauteurs rétiniennes péri-papillaires possibles [7], [8]. Le plan de référence en définissant au-dessus la zone de l’anneau neuro-rétinien, peut donner une fausse impression de perte tissulaire alors que l’examen de la TNO montre qu’il persiste une certaine surface d’ANR (fig. 2). L’interprétation des relevés doit donc toujours être confrontée aux données de l’examen clinique.

La détection de la progression est l’application la plus ambitieuse de ces appareils. Elle dépend essentiellement de la reproductibilité des différents examens et nécessite d’établir des critères pour différencier précisément une variabilité de mesure d’une véritable modification significative. Les possibilités de reproduire la ligne de contour initiale marquant les limites de la TNO et le plan de référence ont nettement amélioré les critères de reproductibilité du HRT II [9], [10], [11]. Le suivi dans le temps des différents paramètres donne une tendance d’évolution bien que nous n’ayons pas encore défini d’unités qui nous permettent d’affirmer à partir de quel niveau cette variation est significative et caractéristique sur le plan clinique. L’analyse de probabilité de changement ou analyse de modification topographique (AMT) qui nécessite au moins trois examens successifs, donne une représentation graphique des zones évolutives, illustrées en rouge, par rapport à l’examen initial ainsi qu’une évolution des différents paramètres (fig. 3) [12], [13]. Ces trois examens doivent être d’excellente qualité et parfaitement alignés pour leur analyse. L’alignement des images doit être vérifié par une bascule à l’écran des images de départ et des clichés de suivi car l’algorithme d’alignement de l’appareil peut échouer dans certains cas et tout défaut d’alignement est source de résultats erronés. Nous ne disposons pas actuellement pour cet algorithme de suivi, d’unité qui permette de différencier une modification biologique d’une variabilité de mesure. En dehors de ces variations à court terme, des fluctuations à long terme des paramètres mesurés identiques à celle de la périmétrie standard ont plus récemment été démontrées. Un changement doit être confirmé sur trois examens successifs [14]. La détection d’une progression significative reste difficile, et les critères pour l’affirmer doivent encore être précisés. Des études prospectives sont donc nécessaires pour valider les stratégies d’analyse de progression et pour évaluer les variations correspondantes du champ visuel survenant après la détection d’une modification par l’HRT afin de mieux préciser les relations entre l’atteinte de la structure et de la fonction.

LA POLARIMÉTRIE À BALAYAGE LASER – GDx VCC

La correction pour chaque patient des effets de la polarisation cornéenne avec le polarimètre à balayage laser actuellement disponible (GDx VCC) permet des mesures des fibres nerveuses rétiniennes péripapillaires plus performantes et a nettement amélioré son pouvoir discriminant dans la détection d’une lésion [15], [16], [17], [18].

L’opérateur doit, dans un premier temps, ajuster les limites verticales et horizontales d’une ellipse délimitant les bords de la tête du nerf optique. Un cercle de mesures d’environ 2,5 mm de diamètre interne est automatiquement construit.

Le relevé regroupe une image de la région scannée, une cartographie colorée des FNR avec les zones les plus épaisses (code coloré rouge et jaune) et les plus fines (code coloré bleu), une analyse statistique par rapport à une banque de données normatives (plus de 500 sujets âgés de 18 à 82 ans), l’image en double bosse des couches les plus épaisses des FNR dans les secteurs inférieur et supérieur de la TNO pour chaque œil (graphe TSNIT) ainsi que leur superposition, plusieurs paramètres de mesures directes et de mesures moyennes globales ou dans les différents quadrants et enfin un indice le NFI supposé refléter la probabilité de glaucome présenté par le sujet selon une échelle de 1 à 100 (fig. 4).

Plusieurs études rapportent pour le GDx VCC une bonne précision diagnostique discriminante entre sujets sains et glaucomateux pour tous les paramètres. L’analyse clinique doit porter sur l’ensemble du relevé. Elle est plus précise que celle du seul indice NFI qui considéré de façon isolée n’a pas de valeur diagnostique, surtout dans les glaucomes précoces et modérés [19]. Des données plus récentes ont précisé les relations entre l’atteinte de la structure et de la fonction avec, notamment en cas de déficits unilatéraux du champ visuel, la mise en évidence sur les yeux sans déficit d’une diminution des fibres nerveuses rétiniennes et, en cas de déficits localisés, la détection dans les zones sans déficit périmétrique d’une diminution de la couche des fibres nerveuses par rapport au territoire correspondant chez les sujets normaux de même âge alors qu’il n’existait pas de différence de sensibilité périmétrique [20], [21], [22]. Ces études démontrent que des lésions structurales importantes de la couche des FNR peuvent être présentes malgré un aspect normal de la fonction visuelle, qu’elles sont détectables et qu’une perte diffuse des FNR est associée aux déficits localisés du champ visuel.

L’analyse des relevés doit toujours être confrontée avec les données de l’examen clinique et une bonne connaissance des limites de l’appareil. Avec le GDx VCC, les mesures de la couche des FNR ne sont pas modifiées après une chirurgie réfractive qui change la biréfringence cornéenne [23], [24]. Il a été démontré dans le cas d’atrophie ou de cicatrice choriorétinienne des résultats anormalement élevés et une absence de réponse lors de la présence de fibres à myélines. De même, une pathologie maculaire associée va perturber la mesure nécessaire pour une correction adaptée de la biréfingence cornéenne.

La reproductibilité du GDx VCC est élevée, supérieure à celle des générations précédentes et sans différence entre les sujets normaux et les patients présentant une hypertonie oculaire ou un glaucome à angle ouvert. Les coefficients de variations (CV) inter et intra-individuels des différents paramètres sont peu élevés, excepté pour l’indice NFI (CV de 13 à 23 % selon les études) dont la sensibilité discriminante est bonne à partir d’un certain seuil : NFI ≥ 40 [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31].

Un logiciel d’analyse de progression donne une représentation graphique des zones d’aggravation et la différence en valeur absolue entre les mesures du dernier examen et la mesure initiale de référence ainsi que son pourcentage de variation selon un code coloré. Son interprétation doit être prudente car il s’agit d’une analyse statistique, et il n’a pas été encore défini d’unité statistique de probabilité de changement qui permette de différencier une variation de mesure d’un examen à l’autre d’un véritable changement biologique tissulaire [32]. Il faut donc considérer uniquement les mesures en valeurs absolues, et la détection d’une progression doit toujours être confirmée par un autre examen en raison des fluctuations des résultats à long terme. Enfin, les modifications régulières par le fabriquant des logiciels de mesures remplacés par des algorithmes plus discriminants, nécessitent de nouvelles évaluations ainsi qu’une actualisation avec ces nouveaux programmes de la banque de données de référence de valeurs normales. Ils font émettre des doutes sur la précision et la sécurité des mesures dans le suivi de la progression chez des patients préalablement suivis par les algorithmes précédents. Des études sont nécessaires pour préciser ces éléments et valider les programmes d’analyse de progression.

LA TOMOGRAPHIE EN COHÉRENCE OPTIQUE – OCT

L’appareil actuellement disponible, le Stratus OCT – OCT 3, permet avec une grande variété de programmes, l’acquisition rapide d’images de haute résolution pour l’analyse des FNR, du disque optique et de la région maculaire.

L’intérêt initialement suggéré des nouveaux relevés tomographiques maculaires (Retinal Thickness Map) dans le glaucome, n’a pas été confirmé par les études plus récentes [33], [34], [35].

L’analyse des FNR, possible avec le programme classique (RNFL) sur 512 points est en pratique clinique courante le plus souvent réalisée avec le nouveau programme rapide (Fast RNFL) dont les mesures se font sur 256 points le long du balayage circulaire autour de la TNO (3 scans successifs de 3,4 mm de diamètre). Le relevé regroupe les mesures de l’épaisseur moyenne de la couche des FNR ainsi que ses valeurs dans chaque quadrant (temporal, supérieur, nasal et inférieur) et au niveau des 12 fuseaux horaires centrés sur la papille (fig. 5). L’appareil permet une analyse comparative des résultats du programme rapide (FRNFL) par rapport à une base de données de valeurs normales (fig. 6). Cette base normative a été établie à partir des résultats obtenus chez 327 sujets normaux dont la répartition par décennie est variable. Elle est composée notamment de 43 sujets pour la tranche d’âge de 60 à 69 ans et de 37 sujets âgés de plus de 70 ans. Nous savons que le nombre de FNR varie largement au sein de la population normale (de 700 000 à 1 500 000), ainsi les effectifs limités par tranche d’âge de cette base normative exposent au risque d’interpréter à tort un résultat comme pathologique et marquent les limites de cette analyse dans le dépistage d’une atteinte précoce débutante. Le fabriquant précise d’ailleurs que « le clinicien doit faire appel à son propre jugement dans l’interprétation des données normatives ». Cette analyse comparative n’a donc pas de valeur diagnostique décisionnelle et doit être considérée comme un indice d’orientation. De nombreuses études rapportent la sensibilité de l’étude des FNR par l’OCT. Son pouvoir discriminant augmente avec le stade clinique de l’affection, et il existe une bonne corrélation avec l’atteinte de la fonction visuelle. Des études sont cependant encore nécessaires pour préciser ses capacités de détecter une lésion des FNR chez les sujets suspects de glaucome avec une anomalie au niveau du DO et un relevé normal du champ visuel [22], [36], [37], [38].

L’appareil permet grâce à son programme d’analyse de la TNO par six scans radiaires séparés de 30°, une étude adaptée à chaque disque optique. Après une délimitation automatique des extrémités de l’épithélium pigmentaire définissant le diamètre du disque optique, l’appareil construit 150 µm au-dessus une ligne parallèle, pour déterminer les limites de l’excavation, et à partir de laquelle s’effectuent les mesures globales et sectorielles au niveau de chaque coupe, des différents paramètres de l’anneau neuro-rétinien (surface, volume et largeur) de l’excavation (diamètre) et du disque optique (DO) (diamètre et surface) (fig. 7).

L’évaluation des paramètres de la TNO estimée à partir des 6 scans radiaires a nettement amélioré les possibilités d’une analyse mieux adaptée aux variations morphologiques du DO. Cependant, une anomalie très localisée peut échapper à cette détection car les zones entre les scans ne sont pas soumises à l’analyse, elles sont extrapolées.

La reproductibilité de l’analyse des FNR est très bonne, avec des coefficients de variations de mesures de l’ordre de 6 % à 8 % (≅ 14 µm). Elle est moins bonne pour les paramètres de la tête du nerf optique (CV ≅10 à 12 %) [39], [40], [41].

Il existe également un programme d’analyse de progression pour lequel il n’a pas encore été défini d’unité de probabilité de changement qui permette de différencier une variation de mesures d’une véritable progression débutante. Cet algorithme demande encore une évaluation clinique complémentaire.

L’analyse des FNR et celle de la TNO sont-elles toutes deux nécessaires en pratique clinique courante ? Une étude récente réalisée chez 41 sujets témoins normaux, 30 glaucomes précoces et 40 glaucomes évolués, compare les résultats de ces deux analyses et leur corrélation avec l’atteinte du champ visuel. Les auteurs rapportent que parmi tous les paramètres mesurés, la mesure de la couche des FNR atteint la plus forte corrélation avec la fonction visuelle. Elle est nettement supérieure à celle obtenue avec les paramètres topographiques de la TNO [39]. Les FNR sont un meilleur reflet des cellules rétiniennes ganglionnaires que le volume de l’ANR qui correspond à l’ensemble des FNR, des cellules gliales et des différentes structures tissulaires de soutien. Bien que l’analyse de la TNO ait un intérêt, l’étude des FNR en mesurant plus précisément la fonction cellulaire ganglionnaire semble être un meilleur marqueur des lésions glaucomateuses et du suivi de leur progression que les mesures effectuées au niveau de la TNO où une anomalie très localisée peut ne pas être détectée entre les six scans du programme d’analyse. Parmi les paramètres de la TNO, la surface et la largeur de l’ANR présentent la meilleure corrélation avec la couche des FNR [42]. Les améliorations futures du protocole d’analyse du DO avec un plus grand nombre de scans linéaires permettront d’augmenter la précision des mesures et leurs performances diagnostiques dans la détection du glaucome.

Nous n’avons pas encore avec l’OCT-3 le même recul qu’avec les appareils de génération précédente. Si sa sensibilité diagnostique est bonne dans les glaucomes avérés, les données sont encore insuffisantes chez les patients suspects de glaucome. Les résultats doivent toujours être confrontés avec les données de l’examen clinique, et des études comparatives avec les nouveaux tests fonctionnels sont nécessaires. Enfin, l’amélioration de la banque de données de valeurs normales permettra de mieux préciser sa valeur prédictive.

CONCLUSION

Ces techniques d’imagerie nous permettent d’obtenir des données objectives et quantitatives de la couche des fibres nerveuses rétiniennes et de la tête du nerf optique. Elles sont devenues un moyen complémentaire important dans l’évaluation de la neuropathie optique glaucomateuse, mais elles ne doivent pas être considérées comme un test de dépistage indépendant. L’interprétation des relevés, confrontés aux données de l’examen clinique, doit tenir compte de la variation des mesures et de leurs fluctuations à long terme. Il faut encore préciser leur sensibilité dans le dépistage d’une atteinte structurale anatomique dans l’hypertonie oculaire, chez les patients suspects de glaucome et dans les formes débutantes de l’affection.

Les informations sur les relations entre la progression du glaucome et les mesures topographiques de la couche des fibres nerveuses rétiniennes sont encore limitées, et des études prospectives avec ces nouveaux moyens d’imagerie sont nécessaires dans le suivi de la progression de la neuropathie optique glaucomateuse. Les programmes d’analyse de probabilité de changement doivent préciser une unité statistique permettant de différencier une véritable progression d’une variabilité de mesure pour être validés.

Une bonne connaissance des paramètres que nous avons vus et des limites de ces appareils est indispensable. Elle ne doit pas faire oublier la haute sensibilité diagnostique de l’examen clinique, des photographies et des possibilités offertes par les nouveaux rétinographes non mydriatiques.

L’amélioration constante de ces techniques et de leurs logiciels d’analyse nous permet d’espérer dans un avenir proche, une évaluation encore plus précise de l’atteinte structurale dans le glaucome.

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