Article

PDF
Access to the PDF text
Service d'aide à la décision clinique
Advertising


Free Article !

Journal Français d'Ophtalmologie
Volume 35, n° 9
pages 735-741 (novembre 2012)
Doi : 10.1016/j.jfo.2011.10.011
Received : 19 October 2011 ;  accepted : 25 October 2011
Progression du champ visuel dans le glaucome : intérêt de l’analyse de l’évolution des clusters
Visual field progression in glaucoma: Cluster analysis
 

H. Bresson-Dumont , J. Hatton, J. Foucher, M. Fonteneau
Département glaucome, clinique Sourdille, 8, rue Camille-Flammarion, 44000 Nantes, France 

Auteur correspondant.
Résumé
Objectif

L’analyse de la progression campimétrique est un des points clés dans la surveillance du glaucome, mais il est parfois difficile de différencier aggravation et fluctuation. Il existe plusieurs types de tests statistiques mais aucun réel consensus pour l’étude de la progression. L’analyse unique de l’évolution des indices globaux peut passer à côté de déficits localisés ou être modifiée par un trouble des milieux. À l’opposé, une analyse point par point peut parfois difficilement différencier une aggravation d’une variabilité physiologique, surtout quand la sensibilité d’un point est déjà mauvaise. Le but de notre étude est de savoir si, en l’absence d’évolution significative des indices globaux ou d’aggravation de l’analyse d’évolution point par point, il est possible de mettre en évidence une réelle aggravation du champ visuel grâce à l’analyse de l’évolution par clusters du programme EyeSuite™ Perimetry d’Octopus.

Patient et méthode

Nous avons analysé les champs visuels de 100patients atteints d’hypertonie oculaire simple ou de glaucome avéré, soit 162 yeux (58 femmes, 42 hommes, moyenne d’âge 66,8±10,91). Pour l’inclusion, au moins six champs visuels fiables étaient nécessaires par œil, et l’analyse de tendance des champs visuels des indices globaux (MD et SLV) par le programme EyeSuite™ Perimetry ne devait pas montrer d’aggravation significative. L’analyse de l’évolution en mode cluster a été ensuite effectuée. Dans un deuxième temps, pour les yeux qui présentaient une aggravation statistiquement significative d’au moins un de leurs clusters, nous avons analysé l’évolution de tendance point par point à l’aide du programme Octopus Field Analysis (OFA).

Résultats

Cinquante-quatre yeux (33,33 %) présentaient une aggravation significative dans certains clusters alors que leurs indices globaux étaient stables dans le temps. Il s’agissait de glaucomes plus évolués que les glaucomes stables en cluster (MD 6,41dB contre 2,87). 64,82 % (35/54) de ces yeux dont les clusters évoluaient, n’avaient pourtant pas de modification statistiquement significative lors de l’analyse de tendance par régression linéaire point par point.

Conclusion

La plupart des logiciels d’analyse de l’évolution des champs visuels font essentiellement une analyse de tendance des indices globaux, et certains, une régression linéaire point par point. Cette étude montre qu’il est intéressant de la compléter par une analyse de l’évolution par clusters. Il est préférable de comparer l’analyse de plusieurs tests pour optimiser les résultats, sans oublier de confronter ces derniers à l’examen morphologique.

The full text of this article is available in PDF format.
Summary
Background

Visual field progression analysis is one of the key points in glaucoma monitoring, but distinction between true progression and random fluctuation is sometimes difficult. There are several different algorithms but no real consensus for detecting visual field progression. The trend analysis of global indices (MD, sLV) may miss localized deficits or be affected by media opacities. Conversely, point-by-point analysis makes progression difficult to differentiate from physiological variability, particularly when the sensitivity of a point is already low. The goal of our study was to analyse visual field progression with the EyeSuite™ Octopus Perimetry Clusters algorithm in patients with no significant changes in global indices or worsening of the analysis of pointwise linear regression.

Patient and method

We analyzed the visual fields of 162eyes (100patients – 58women, 42men, average age 66.8±10.91) with ocular hypertension or glaucoma. For inclusion, at least six reliable visual fields per eye were required, and the trend analysis (EyeSuite™ Perimetry) of visual field global indices (MD and SLV), could show no significant progression. The analysis of changes in cluster mode was then performed. In a second step, eyes with statistically significant worsening of at least one of their clusters were analyzed point-by-point with the Octopus Field Analysis (OFA).

Results

Fifty four eyes (33.33%) had a significant worsening in some clusters, while their global indices remained stable over time. In this group of patients, more advanced glaucoma was present than in stable group (MD 6.41dB vs. 2.87); 64.82% (35/54) of those eyes in which the clusters progressed, however, had no statistically significant change in the trend analysis by pointwise linear regression.

Conclusion

Most software algorithms for analyzing visual field progression are essentially trend analyses of global indices, or point-by-point linear regression. This study shows the potential role of analysis by clusters trend. However, for best results, it is preferable to compare the analyses of several tests in combination with morphologic exam.

The full text of this article is available in PDF format.

Mots clés : Glaucome, Champ visuel, Progression du champ visuel, Clusters, EyeSuite™ Perimetry d’Octopus

Keywords : Glaucoma, Visual field, Visual field progression, Clustering, Octopus EyeSuite™ Perimetry


Introduction

Le suivi de l’évolution du champ visuel est un des points clés dans la surveillance des patients glaucomateux. L’analyse de l’ensemble des champs visuels peut être fastidieuse lors d’une consultation courante. De même, la différentiation entre réelle aggravation et fluctuation (à court ou moyen terme), la variabilité de la sensibilité des seuils, la courbe d’apprentissage et la variabilité inter tests restent un problème. Il n’existe pas actuellement de réel consensus pour l’analyse de la progression.

De nombreux programmes statistiques sont disponibles pour aider le clinicien dans l’analyse de progression [1, 2, 3]. Les deux programmes principaux sont l’analyse d’évènements et l’analyse de tendance. L’analyse d’événements s’obtenant par comparaison d’un champ visuel à l’examen de base, est corrigée des fluctuations mais ne quantifie pas le taux de progression (Glaucoma Change Probability sur Humphrey, programme Delta sur Octopus [4]). L’analyse de tendance est effectuée grâce à un calcul de régression linéaire des indices globaux (MD, VFI, CPSD, sLV) ou de chaque point du champ visuel pris séparément (analyse de tendance point par point). Ce calcul statistique tient compte de la pente de régression linéaire mais ne prend pas en référence une population normale. La vitesse d’évolution en dB/an devient statistiquement significative si la pente atteint un certain seuil compte tenue des fluctuations. Pour être pertinente, elle requiert un nombre suffisant d’examens de référence en particulier dans la première année de l’analyse, ce qui permet de lisser les fluctuations. Plusieurs programmes sont disponibles : Progressor, GPA-II sur Humphrey Field Analyzer, Peridata, Peritrend, EyeSuite™ Perimetry sur Octopus, programme de suivi sur le Moniteur Ophtalmologique de Métrovision.

L’analyse unique de l’évolution des indices globaux peut passer à côté de déficits récents localisés ou être modifiée par un trouble des milieux par exemple. C’est la raison pour laquelle, certains auteurs [5, 6, 7, 8, 9] ont décrit l’intérêt de la représentation cartographique par clusters. Dans cette représentation, le champ visuel est découpé en dix zones (clusters) qui se rapprocheraient de la segmentation des fibres visuelles au niveau de la rétine (Figure 1). Ces clusters ne sont pas disposés en miroir, ils isolent des zones sensibles du champ visuel qui ont tendance à évoluer de la même façon, le long d’un raphé de fibres visuelles. Il est possible de calculer, dans chaque cluster, la valeur moyenne du déficit en décibel, et la probabilité pour une zone d’être anormale. Une échelle de gris et de probabilité du déficit permet la visibilité des résultats. Un calcul de l’évolution est disponible dans chaque cluster, à partir du troisième champ visuel. Cette segmentation permet d’isoler les zones les plus sensibles du champ visuel et aide donc à une visualisation précoce des déficits.



Figure 1


Figure 1. 

Au centre, représentation de la segmentation du champ visuel en dix clusters dans le programme d’analyse de champ visuel EyeSuite™ Perimetry d’Octopus. À droite la moyenne des sensibilités rétiniennes est comparée pour chaque cluster à une base de données normative. À gauche, segmentation des fibres visuelles sur la rétine.

Zoom

Le but de notre étude est de savoir si, en l’absence d’évolution significative des indices globaux ou d’aggravation de l’analyse d’évolution point par point, et il est possible de mettre en évidence une réelle aggravation du champ visuel grâce à l’analyse de l’évolution par clusters du programme EyeSuite™ Perimetry d’Octopus.

Patients et méthode

Les patients étaient atteints d’hypertonie oculaire simple ou de glaucome avéré. Pour être inclus, ils devaient avoir effectué au moins six champs visuels fiables (à raison de un à deux par an), mais ne présentaient pas d’aggravation significative lors des analyses de l’évolution des indices globaux de leurs champs visuels (MD et sLV) à l’aide du programme EyeSuite™ Perimetry (Octopus 311, Haag-Streit). Les critères d’exclusion étaient les patients dont les champs visuels n’étaient pas fiables, ou qui s’aggravaient de façon significative.

Pour déterminer une progression, nous nous sommes basés sur les critères de significativité du programme EyeSuite™ Perimetry, dans le cadre de l’évolution de tendance calculée à partir d’une régression linéaire, qui tient compte des fluctuations.

Nous avons ensuite effectué une analyse de l’évolution en mode cluster grâce au même programme EyeSuite™ Perimetry et nous avons comparé les résultats avec ceux de l’analyse des indices globaux. Dans un deuxième temps, pour les patients qui présentaient une aggravation statistiquement significative d’au moins un de leurs clusters, nous avons analysé l’évolution de tendance point par point à l’aide du programme Octopus Field Analysis (OFA).

Résultats

Nous avons analysé les champs visuels de 100 patients : 58 femmes – 42 hommes, d’âge moyen 66,8 (±10,9ans ; de 43 à 88ans), soit 162 yeux : 87 yeux droits et 75 yeux gauches. En moyenne, 6,4 champs visuels avaient été effectués par patient (de six à neuf). Le MD moyen était de 4,54dB±5,38 (de –2,8 à 22,1dB). Il s’agissait de 71 glaucomes débutants, 60 glaucomes avérés et 31 glaucomes sévères.

Nous avons utilisé pour l’ensemble des champs visuels de chaque patient le programme EyeSuite™ Perimetry. Pour inclure les patients, une analyse de l’évolution des indices globaux a été effectuée, puis nous avons complété par une étude en mode clusters.

Un groupe de 54 yeux sur 162, soit 33,33 % présentait une aggravation significative de leur champ visuel dans certains clusters alors que l’évolution des indices globaux était stable dans le temps. L’autre groupe, soit 108 yeux (66,67 %), était stable lors de l’analyse de l’évolution des indices globaux et des clusters. Il n’y avait pas de différence significative concernant le nombre de champs visuels entre les deux groupes, 6,41 (±0,66), contre 6,46 (±0,75) respectivement (Tableau 1), la tendance ou les fluctuations des MD ou des sLV. Nous avons retrouvé uniquement une différence statistiquement significative pour le niveau de MD dans les deux groupes. Les patients dont les clusters s’aggravaient, avaient donc un glaucome plus sévère, MD : 7,90dB±5,52 contre 2,87±4,47 pour le groupe des patients stables (p <0,001), 80 % des glaucomes étaient avérés ou sévères dans le groupe qui s’aggravait contre 40 % dans le groupe des patients stables (p <0,05). Les régions qui s’aggravaient le plus, étaient les clusters supérieurs ou para centraux supérieurs (Figure 2).



Figure 2


Figure 2. 

Exemple de patient glaucomateux sévère dont l’analyse statistique des indices globaux (EyeSuite™ Perimetry d’Octopus) ne montre pas d’aggravation significative, alors que l’analyse de tendance des clusters objective une aggravation statistiquement significative dans les clusters para centraux et supérieurs.

Zoom

Pour les patients dont au moins un cluster s’aggravait, nous avons réalisé une analyse de l’évolution point par point à l’aide du programme OFA. Seuls 35,18 % des yeux, soit 19 yeux sur 54, avaient une aggravation concordante. Dans presque 64,82 % des cas, alors que l’on retrouvait une aggravation lors de l’analyse statistique de l’évolution des sensibilités dans une zone prédéfinie (clusters), l’analyse de régression linéaire point par point ne relevait pas de modification statistiquement significative (Figure 3).



Figure 3


Figure 3. 

Exemple de patient glaucomateux dont l’analyse statistique des clusters retrouve une aggravation statistiquement significative (p <0,5 %) alors que l’analyse de tendance point par point ne montre pas d’aggravation statistiquement significative car les fluctuations au niveau de ce point sont trop importantes : 6,2dB (programme OFA : Octopus Field Analysis).

Zoom

Par ailleurs, pour 30 yeux sur 54, soit 55,55 %, le HRT 3 montrait une aggravation significative de l’excavation pendant la même durée de suivi.

Discussion

Dans notre étude, nous avons retrouvé dans un tiers des cas une aggravation de certains clusters alors que l’évolution des indices globaux était stable. L’analyse unique de l’évolution des tendances des indices globaux est rapide en consultation, et facilitée par de nombreux programmes informatiques. Malheureusement, elle peut passer à côté de déficits localisés, car elle est basée sur le calcul de la somme des déficits et moyennée sur toutes les sensibilités. Les résultats sont donc lissés sur l’ensemble du champ visuel. De plus, elle peut être modifiée par un trouble des milieux par exemple, car la totalité des sensibilités devient plus basse, alors qu’il n’y a pas d’aggravation de la maladie glaucomateuse. L’analyse des indices dans des zones plus petites, réparties de façon à reproduire au mieux la segmentation anatomique des fibres visuelles au niveau de la rétine (les clusters) permet d’optimiser les résultats [5, 6, 7, 10]. Les scotomes évoluent le plus souvent en s’aggravant de proche en proche le long d’un raphé de fibres visuelles et non à des points éloignés les uns des autres. Si l’analyse des sensibilités rétiniennes est effectuée dans une zone limitée correspondant à un faisceau de fibres, le déficit sera mis en évidence, alors qu’il aurait été noyé dans un calcul de la sensibilité globalisée sur l’ensemble de la rétine. Ces zones se rapprochent de la segmentation anatomique des fibres visuelles au niveau de la rétine et permettraient presque de faire un parallèle anatomo-fonctionnel. Le but du clustering est de coller plus à la réalité de l’évolution de la maladie, d’aider dans la visualisation des déficits et d’améliorer le suivi de l’évolution dans les différentes zones.

Les zones qui s’aggravent le plus dans notre étude sont les clusters para centraux et supérieurs. Kovalska et al. [11] ont fait la même constatation, ce qui n’est pas étonnant puisque les déficits morphologiques du nerf optique surviennent plus souvent dans le quadrant inférieur que dans le quadrant supérieur du nerf optique [6, 12]. De la même façon, la sensibilité de la région para centrale diminue lorsque le glaucome évolue, comme cela a été démontré sur les modifications des fibres visuelles de la région maculaire [13, 14].

Pour les patients dont au moins un cluster s’aggravait, nous avons complété l’étude de l’évolution à l’aide du programme OFA permettant l’analyse de tendance point par point. Près de 65 % de ces derniers ne présentaient pas d’aggravation significative de leurs points analysés individuellement. En pratique le calcul des seuils d’un seul point est très influencé par les fluctuations. En effet, si les fluctuations sont importantes, chaque point pris isolément n’a pas d’aggravation objectivée par le logiciel, car le calcul statistique n’est pas significatif. Une aggravation minime de tous les points d’un faisceau limité de fibres visuelles devient, elle, significative par lissage des fluctuations, le clustering permet donc de réduire l’impact de ces variabilités. Le problème est encore plus marqué pour les glaucomes évolués où les fluctuations sont très importantes, et les résultats sont moins statistiquement significatifs point par point.

Comme on le voit dans cette étude, les différents programmes d’analyse de l’évolution peuvent donner des résultats sensiblement différents. Il ne semble pas y avoir encore de réel consensus pour l’analyse de la progression du glaucome, sans aborder la différence entre études de l’évolution de tendance ou d’évènement. D’ailleurs les grandes séries multicentriques (OHTS, EMGT, AGIS, CIGTS, etc.) n’ont pas toutes les mêmes critères pour objectiver une aggravation campimétrique [1]. Plusieurs études comparent les programmes existants [3, 15] et trouvent des différences significatives. Krupin et al. [15] ont comparé le résultat de trois tests d’analyse de l’évolution : le logiciel Progressor, une carte de probabilité (Humphrey Glaucoma Change Probabiliy Map) basée sur le pattern deviation et une analyse particulière de régression linéaire point par point, nécessitant la confirmation de la progression (3-omitting method ). Même si l’agrément général était correct entre les trois méthodes d’analyse, pour certains patients les différences de calcul de progression étaient réellement significatives.

En pratique courante, pour apprécier au mieux l’évolutivité de nos patients, il est peut être préférable de multiplier les programmes d’analyse et de confronter les résultats, sans oublier de confronter aussi les résultats de cet examen de la fonction avec ceux de la structure.

Conclusion

L’analyse du suivi de l’évolution des champs visuels des patients glaucomateux est primordiale. De nombreux logiciels fiables et rapides sont disponibles. Cependant une simple étude de tendance des indices globaux n’est pas suffisante et peut passer à côté d’un déficit localisé. Notre étude montre qu’il est intéressant de pratiquer aussi une analyse de l’évolution des clusters (zones se rapprochant de la segmentation anatomique des fibres visuelles au niveau de la rétine), afin de mettre en évidence un déficit évoluant dans un faisceau de fibres visuelles. Les déficits évoluant plutôt de proche en proche dans une zone localisée, seront mis en évidence dans un cluster alors qu’ils auraient été noyés au sein des sensibilités moyennées.

L’analyse par clusters est aussi intéressante, en particulier dans le glaucome sévère dont le champ visuel est sujet à plus de fluctuations, car ces variations de sensibilité empêchent l’évolution péjorative d’être statistiquement significative au niveau d’un point unique. L’analyse de tendance point par point peut donc ne pas être significative alors que l’analyse par clusters lisse les fluctuations et permet de révéler l’aggravation de la zone des faisceaux de fibres.

En fait, les résultats des différentes analyses de progression de la maladie glaucomateuse peuvent donner des résultats sensiblement différents et il n’y a pas, pour l’instant de consensus. Il est donc nécessaire, de comparer plusieurs modes de calculs : tendance des clusters (faisceaux de fibres visuelles), indices globaux, et la tendance point par point, et toujours confronter les résultats avec l’examen de la structure.

Déclaration d’intérêts

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflit d’intérêt en relation avec cet article.


 Communication présentée à la réunion de la Société française du glaucome du samedi 7 mai 2011.

Références

Vesti E., Johnson C.A., Chauhan B.C. Comparison of different methods for detecting glaucomatous visual field progression Invest Ophthalmol Vis Sci 2003 ;  44 : 3873-3879 [cross-ref]
Mayama C., Araie M., Suzuki Y., Ishida K., Yamamoto T., Kitazawa Y., and al. Statistical evaluation of the diagnostic accuracy of methods used to determine the progression of visual field defects in glaucoma Ophthalmology 2004 ;  111 : 2117-2125 [cross-ref]
Spry P.G., Johnson C.A. Identification of progressive glaucomatous visual field loss Surv Ophthalmol 2002 ;  47 : 158-173 [cross-ref]
Heijl A., Leske M.C., Bengtsson B., Bengtsson B., Hussein M. Early Manifest Glaucoma Trial Group. Measuring visual field progression in the Early Manifest Glaucoma Trial Acta Ophthalmol Scand 2003 ;  81 : 286-293 [cross-ref]
Mandava S., Zulauf M., Zeyen T., Caprioli J. An evaluation of clusters in the glaucomatous visual field Am J Ophthalmol 1993 ;  116 : 684-691
Asman P., Heijl A. Arcuate cluster analysis in glaucoma perimetry J Glaucoma 1993 ;  2 : 13-20
Gardiner S.K., Johnson C.A., Cioffi G.A. Evaluation of the structure-function relationship in glaucoma Invest Ophthalmol Vis Sci 2005 ;  46 : 3712-3717 [cross-ref]
Flammer J., Drance S.M. Differential light threshold Short and long term fluctuation in patients with glaucoma, normally control, and patients with suspected glaucoma Arch Ophthalmol 1984 ;  102 : 704-706
Chauhan B.C., Henson D.B. Cluster analysis in visual field quantification Doc Ophthalmol 1988 ;  69 : 25-39 [cross-ref]
Buerki E., Monhart M. An update on Octopus perimetry Eur Ophthal Review 2007 ;  12 : 20-22
Kovalska M.P., Bürki E., Schoetzau A., Orguel S.F., Orguel S., Grieshaber M.C. Clinical evaluation of a novel population-based regression analysis for detecting glaucomatous visual field progression Klin Monbl Augenheilkd 2011 ;  228 : 311-317 [cross-ref]
Artes P.H., Chauhan B.C. Longitudinal changes in the visual field and optic disc in glaucoma Prog Retin Eye Res 2005 ;  24 : 333-354 [cross-ref]
Bagga H., Greenfield D.S., Knighton R.W. Macular symmetry testing for glaucoma detection J Glaucoma 2005 ;  14 : 358-363 [cross-ref]
Tan O., Li G., Lu A.T., Varma R., Huang D. Advanced Imaging for Glaucoma Study Group. Mapping of macular substructures with optical coherence tomography for glaucoma diagnosis Ophthalmology 2008 ;  115 : 949-956 [cross-ref]
Krupin T., Liebmann J.M., Greenfield D.S., Ritch R., Gardiner S. Low-Pressure Glaucoma Study. A randomized trial of brimonidine versus timolol in preserving visual function: results from the low-pressure glaucoma treatment Study Group Am J Ophthalmol 2011 ;  151 : 671-681 [inter-ref]



© 2012  Elsevier Masson SAS. All Rights Reserved.
EM-CONSULTE.COM is registrered at the CNIL, déclaration n° 1286925.
As per the Law relating to information storage and personal integrity, you have the right to oppose (art 26 of that law), access (art 34 of that law) and rectify (art 36 of that law) your personal data. You may thus request that your data, should it be inaccurate, incomplete, unclear, outdated, not be used or stored, be corrected, clarified, updated or deleted.
Personal information regarding our website's visitors, including their identity, is confidential.
The owners of this website hereby guarantee to respect the legal confidentiality conditions, applicable in France, and not to disclose this data to third parties.
Close
Article Outline