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Journal Français d'Ophtalmologie
Vol 30, N° HS1  - mai 2007
pp. 65-69
Doi : JFO-02-2007-30-HS1-0181-5512-101019-200702945
Le Retinal Vessel Analyser (RVA) : une nouvelle technique de mesure du diamètre des vaisseaux rétiniens
 

A. Lecleire-Collet, M. Pâques, J.-F. Girmens, J. Conrath, A. Gaudric, J.-A. Sahel, P. Massin

Le Retinal Vessel Analyser (RVA) est une technique d’imagerie du fond d’œil, non invasive, qui permet de mesurer en continu et de manière objective le diamètre d’un segment artériel ou veineux rétinien.

Le RVA (Zeiss, Jena, Allemagne, et Imedos, Weimar, Allemagne) est un appareil qui comprend une caméra du fond d’œil, une caméra vidéo, un magnétoscope, et un ordinateur avec un logiciel d’analyse (figs. 1 et 2).

Un faisceau lumineux de longueur d’onde verte (généré par une ampoule halogène) est dirigé sur le fond d’œil du patient [1]. En traversant les vaisseaux du fond d’œil, une partie de la lumière est absorbée par les globules rouges. La lumière réfléchie par la rétine revient ensuite vers la caméra vidéo. Ainsi, chaque vaisseau sanguin rétinien détermine un profil lumineux réfléchi spécifique. Le logiciel du RVA calcule les diamètres des vaisseaux rétiniens à partir de ces profils spécifiques avec des algorithmes adaptés. Le diamètre des vaisseaux mesuré par le RVA correspond donc au diamètre de la colonne des globules rouges sanguins [2].

Quand un profil vasculaire spécifique est reconnu, le RVA peut alors suivre ce vaisseau tout au long de l’examen. Cela signifie que le système est capable de corriger automatiquement les modifications de luminance induites, par exemple, par les petits mouvements oculaires. En revanche, si les conditions d’évaluation ne sont plus remplies, comme pendant les clignements palpébraux, le système stoppe automatiquement la mesure du diamètre des vaisseaux. Dès qu’une image adéquate du fond d’œil est obtenue de nouveau, la mesure des diamètres des vaisseaux recommence automatiquement [2].

L’enregistrement d’une séance sur le magnétoscope permet de réaliser secondairement des mesures supplémentaires « off-line » à partir de cet enregistrement.

Le RVA peut être également équipé d’un ou plusieurs instruments permettant de générer des stimulus pour les vaisseaux rétiniens, comme l’illumination du fond d’œil par une lumière interrompue de type flicker, l’inhalation d’oxygène pur ou l’augmentation de la tension oculaire.

RÉALISATION DE L’EXAMEN

L’image du fond d’œil du patient apparaît en temps réel et en continu sur l’écran de l’ordinateur. L’examinateur sélectionne la zone du fond d’œil qu’il souhaite étudier. Cette fenêtre peut inclure une artère rétinienne et/ou une veine rétinienne. L’utilisateur choisit ensuite un segment artériel et/ou un segment veineux à l’intérieur de cette fenêtre (fig. 3). Le RVA permet d’étudier des vaisseaux rétiniens de plus de 90 µm de diamètre, et n’est donc pas adapté pour l’étude des capillaires rétiniens.

La mesure des diamètres des vaisseaux rétiniens commence alors automatiquement. Durant l’examen, les diamètres des vaisseaux sélectionnés s’affichent en continu sur l’écran, sous forme d’une courbe de couleur rouge pour le diamètre artériel et de couleur bleue pour le diamètre veineux (fig. 4).

Selon le choix de l’examinateur, les épreuves de stimulation des vaisseaux rétiniens, comme l’illumination du fond d’œil par une lumière flicker (généralement trois périodes de stimulation flicker (530-600 nm, 12,5 Hz) de 20 secondes séparées par un intervalle de 80 secondes), peuvent se déclencher automatiquement au cours de l’examen. L’examen dure habituellement 350 secondes.

RÉSULTATS

L’enregistrement continu du diamètre d’un segment vasculaire durant une séance permet d’obtenir un grand nombre de données, qui pourront être analysées secondairement. L’ensemble de ces données peut être exprimé sous forme d’un diagramme en trois dimensions, qui représente le diamètre du vaisseau en différents points d’un segment vasculaire donné (résolution spatiale : 180 µm, longueur maximale du segment : 3 mm) et en fonction du temps (résolution temporelle : 40 ms) (fig. 5) [1], [3].

La ligne en pointillé sur le diagramme de la figure 6 montre le diamètre vasculaire à différents points du segment vasculaire sélectionné, à un temps donné. De la même façon, la ligne en pointillé du diagramme de la figure 7 montre l’évolution du diamètre vasculaire à un certain endroit du segment vasculaire sélectionné, au cours du temps. L’évolution du diamètre moyen du segment vasculaire sélectionné en fonction du temps peut être aussi représentée sous la forme d’un graphique (fig. 8) [3].

Les spécificités techniques du RVA sont notées dans le tableau I.

Plusieurs études ont montré que la reproductibilité intra-individuelle de la mesure du diamètre d’un même segment vasculaire avec le RVA était très élevée [1], [4].

Analyse des résultats et intérêt pratique du RVA

Le diamètre vasculaire est un paramètre important pour l’analyse des vaisseaux. Le flux rétinien dépend en partie du diamètre des vaisseaux rétiniens, principalement des artérioles, mais également des artères de plus gros calibre. Comme le flux rétinien dans un grand vaisseau rétinien est égal à π D2Vmoy/4, ou D est le diamètre du vaisseau, et Vmoy la vitesse moyenne du sang, on voit que des variations de D provoquent des modifications importantes du flux sanguin rétinien [5]. Ceci souligne l’importance de la mesure précise des variations du diamètre des vaisseaux rétiniens pour l’étude du flux sanguin rétinien.

Les résultats des mesures du diamètre des vaisseaux avec le RVA peuvent être essentiellement analysés selon 4 modes : analyse du diamètre moyen d’un segment vasculaire donné au cours d’une séance, analyse du diamètre vasculaire en différents points d’un segment vasculaire donné, analyse de la vasomotricité, analyse fonctionnelle et imagerie fonctionnelle [3].

Analyse du diamètre moyen d’un segment vasculaire donné au cours d’une séance

Lorsque cette analyse est répétée lors de plusieurs séances, cela permet de suivre l’évolution du diamètre vasculaire rétinien au cours d’une pathologie, traitée ou non. L’effet d’une drogue sur le diamètre vasculaire rétinien peut également être évalué (exemples : traitement vasodilatateur, injection intravitréenne de triamcinolone, instillation de collyres anti-glaucomateux...).

Analyse du diamètre vasculaire en différents points d’un segment vasculaire donné

L’analyse du diamètre vasculaire en différents points d’un segment vasculaire donné permet de mettre en évidence des rétrécissements ou des dilatations localisés. Les changements de diamètre vasculaire peuvent être provoqués par une variation des besoins nutritionnels du tissu rétinien adjacent ou par une pathologie vasculaire rétinienne localisée (ex. : compression de la veine rétinienne par la paroi épaissie de l’artère artérioscléreuse au niveau d’un croisement artérioveineux), et ont pour conséquence une modification du flux sanguin rétinien à ce niveau.

Analyse de la vasomotricité

L’analyse de la vasomotricité consiste à étudier les variations ondulatoires du diamètre des vaisseaux rétiniens en fonction du temps. Ces variations peuvent être dues à des ondes de pressions sanguines comme les pulsations (cf. figure 4) ou à des activités ondulatoires myogènes. L’analyse des changements dans l’amplitude ou la forme des pulsations le long du segment vasculaire étudié apporte des informations sur la raideur et/ou l’état contractile de ce segment vasculaire.

Analyse fonctionnelle

Le but de l’analyse fonctionnelle est de soumettre les vaisseaux rétiniens à un stimulus fonctionnel artificiel et d’analyser ensuite la réponse vasculaire à ce stimulus. Cette réponse permet de juger de la capacité d’un vaisseau rétinien à s’adapter à une situation nouvelle et à des modifications des besoins métaboliques du tissu rétinien. Ainsi, les exercices de provocation permettent d’évaluer la capacité d’autorégulation des vaisseaux rétiniens. Les tests de provocation les plus utilisés sont le stimulus par la lumière flicker, les changements de composition des gaz respirés par le patient, les changements de pression artérielle systémique, ou de pression intra-oculaire.

Ainsi, le stimulus par la lumière flicker entraîne une vasodilatation artérielle et veineuse très rapide par le biais d’une réponse neurovasculaire, incomplètement comprise. Après l’arrêt du stimulus, le diamètre vasculaire décroît jusqu’à des valeurs inférieures au niveau de base, puis revient ensuite à des valeurs de base (fig. 9).

Vingt minutes d’inhalation d’oxygène pur provoquent une vasoconstriction artérielle et veineuse. L’augmentation de la pression artérielle systémique entraîne d’abord une dilatation des artères rétiniennes, puis une vasoconstriction, tandis que les veines réagissent de façon contraire (effet Bayliss) [3].

Grâce à ces différentes méthodes de provocation, il est possible d’évaluer différents systèmes d’autorégulation vasculaire. L’estimation de la capacité d’autorégulation (possibilité de dilatation ou de constriction) permet de mettre en évidence les premières atteintes fonctionnelles de la vascularisation rétinienne, et potentiellement d’estimer l’atteinte vasculaire systémique. Ainsi, il semble que la réponse vasculaire à la stimulation par la lumière flicker soit perturbée très précocement chez les patients diabétiques avant l’apparition des premiers signes de la rétinopathie diabétique au fond d’œil [6].

Imagerie fonctionnelle

Le but de l’imagerie fonctionnelle est de déterminer des paramètres quantitatifs qui décrivent l’état fonctionnel de segments vasculaires rétiniens, comme la capacité d’autorégulation, la capacité à se contracter, ou la résistance vasculaire, et de les présenter sous forme iconographique. La réponse vasculaire rétinienne à la stimulation par la lumière flicker peut être exprimée sous la forme d’un graphique et d’un pourcentage (fig. 9).

Évaluation du rapport artério-veineux

Enfin, à partir d’une image digitalisée du fond d’œil obtenue avec la caméra du RVA, un logiciel additionnel (Visualis, Imedos, Weimar, Allemagne) permet de calculer le rapport du diamètre artériel sur le diamètre veineux rétinien, qui constituerait un indice prédictif du risque cardio-vasculaire systémique [7]. En pratique, l’examinateur repère les artères et les veines rétiniennes à l’intérieur d’une zone annulaire comprise entre deux cercles concentriques à la papille sur l’image du fond d’œil. Le logiciel calcule ensuite automatiquement le rapport artérioveineux rétinien (fig. 10).

CONCLUSION

À la différence des méthodes conventionnelles de mesure des diamètres vasculaires rétiniens, comme les photographies anérythres du fond d’œil, qui estiment seulement une valeur ponctuelle, le Retinal Vessel Analyser permet d’évaluer précisément l’évolutivité des diamètres vasculaires dans le temps et l’espace, et également différents mécanismes d’autorégulation vasculaire. L’effet de différentes drogues sur la vascularisation rétinienne peut être évalué également de manière très précise et objective grâce au RVA.

Ces nouvelles possibilités techniques permettront vraisemblablement de mieux analyser les atteintes précoces anatomiques et fonctionnelles de la vascularisation rétinienne, très probablement sous-estimées, et potentiellement associées à un grand nombre de maladies rétiniennes.

Ainsi, l’athérosclérose rétinienne a été décrite par plusieurs équipes comme un facteur de risque de la dégénérescence rétinienne liée à l’âge (DMLA) [8], [9]. Une augmentation du flux sanguin rétinien capillaire au niveau de la macula a été mise en évidence chez des patients présentant des formes évoluées de DMLA exsudative, tandis qu’une diminution de la perfusion maculaire a été constatée chez des patients présentant une forme fibreuse de DMLA [10]. Enfin, certains auteurs ont mis en évidence l’association entre l’augmentation de la rigidité artérielle rétinienne et l’augmentation de la gravité des formes de DMLA [11].

RÉFÉRENCES

[1]
Seifert U, Vilser W. Retinal Vessel Analyzer (RVA), design and function. Biomed Tech, 2002;47 (Suppl 1).
[2]
Dorner GT, Garhöfer G, Huemer KH, et al. Hyperglycemia affects flicker-induced vasodilation in the retina of healthy subjects. Vision Research, 2003;43:1495-1500.
[3]
Vilser W, Nagel E, Lanzl I. Retinal vessel analysis, new possibilities. Biomed Tech (Berl), 2002 (Suppl 1);47:682-5.
[4]
Polak K, Dorner G, Kiss B, et al. Evaluation of the Zeiss retinal vessel analyser. Br J Ophthalmol, 2000;84:1285-90.
[5]
Polak K, Schmetterer L, Riva CE. Influence of flicker frequency on flicker-induced changes of retinal vessel diameter. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2002;83:2721-6.
[6]
Garhofer G, Zawinka C, Resch H, et al. Reduced response of retinal vessel diameters to flicker stimulation in patients with diabetes. Br J Ophthalmol, 2004;88:887-91.
[7]
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[8]
Vine AK, Stader J, Branham K, Musch DC, Swaroop A. Biomarkers of cardiovascular disease as risk factors for age-related macular degeneration. Ophthalmology, 2005;112:2076-80.
[9]
Van Leeuwen R, Ikram MK, Vingerling JR, et al. Blood pressure, atherosclerosis, and the incidence of age-related maculopathy: the Rotterdam Study. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2003;44:3771-7.
Remsch H, Spraul CW, Lang GK, Lang GE. Changes of retinal capillary blood flow in age-related maculopathy. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 2000;238:960-4.
Sato E, Feke GT, Menke MN, Wallace McMeel J. Retinal haemodynamics in patients with age-related macular degeneration. Eye, 2006;20:697-702.




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