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Lasik et épaisseur de la cornée

Epaisseur de la cornée et possibilité de LASIK

L’épaisseur de la cornée est un paramètre important en chirurgie LASIK, en particulier pour les myopes. Certains patients, candidats à la chirurgie, sont écartés de la technique LASIK car « leur cornée est trop fine ». D’autres peuvent bénéficier du LASIK, même pour une myopie forte, car la cornée est suffisamment épaisse. La technique de PKR (laser de surface) est proposée à certains myopes non éligibles au LASIK (myopies faibles et moyennes).

Des questions légitimes découlent de ce type de verdict : pourquoi l’épaisseur de la cornée est-elle dans certains cas insuffisante ? Y a-t-il une limite d’épaisseur en deçà de laquelle le LASIK est impossible ?  Pour apprécier le rôle de l’épaisseur cornéenne dans le choix de la technique de chirurgie réfractive, il est important de comprendre le mode d’action du LASIK, et se familiariser avec certaines données relatives à la résistance biomécanique de la cornée : cette page est consacrée à cet objectif.

Qu’est-ce que l’épaisseur de la cornée ?

La cornée est une coupole globalement hémisphérique, dont l’épaisseur décroit des bords vers le centre. Quand on s’intéresse à l’épaisseur de la cornée, c’est  généralement à l’épaisseur de sa « région centrale ».

On peut mesurer l’épaisseur cornéenne de différentes manières :

–        pachymétrie cornéenne : cette mesure est relativement imprécise (elle ne mesure l’épaisseur qu’en un point donné)

–        cartes topographiques d’épaisseur (tomographie cornéenne) : ces cartes permettent d’analyser l’épaisseur cornéenne « point par point », et d’obtenir une carte « point par point », ce qui permet notamment de déterminer la valeur d’épaisseur minimale et ses coordonnées.

–        Cartes OCT, qui fournissent les mêmes renseignements que les cartes tomographiques, et permettront dans un futur proche de réaliser des cartes spécifiques de l’épaisseur épithéliale. La technique OCT « online » permet de mesurer l’épaisseur de la cornée en temps réel au cours de la chirurgie LASIK: elle équipe les plateformes les plus récentes (ex: Alcon Wavelight EX500)

 

Voici un exemple de carte d’épaisseur (tomographie) cornéenne :

Carte d’épaisseur cornéenne (Corneal Thickness). Les valeurs numériques superposées au relevé colorimétrique correspondent à des valeurs locales. La valeur de l’épaisseur cornéenne en regard de l’apex, ainsi que l’épaisseur minimale sont mentionnées dans l’encadré gauche.

Carte d’épaisseur cornéenne (Corneal Thickness). Les valeurs numériques superposées au relevé colorimétrique correspondent à des valeurs locales. La valeur de l’épaisseur cornéenne en regard de l’apex, ainsi que l’épaisseur minimale sont mentionnées dans l’encadré gauche.

Dans la population dite « caucasienne », indemne de pathologie cornéenne, l’épaisseur minimale de la cornée est proche de 550 microns en moyenne  (voir:   http://www.iovs.org/content/51/11/5546/T2.expansion.html), avec un écart type de 35 microns environ.

Ainsi, près 70% des patients myopes ont une épaisseur cornéennes centrale d’au moins 515 microns, et seulement 2.5% de la population d’yeux myopes « sains » présentent une épaisseur inférieure à 480 microns (95% des yeux d’un échantillon représentatif d’yeux sains ont une épaisseur cornéenne comprise entre la moyenne plus ou moins deux écart-types, soit entre 480 et 620 microns environ (ces chiffres sont bien entendu arrondis). Ces repères sont propres à la population caucasienne ; les populations originaires du Maghreb et du continent Indien ont une épaisseur cornéenne plus faible en moyenne. Les patients atteints de kératocône, même débutant (ex : formes frustres), ont une épaisseur cornéenne moyenne réduite (525 microns).

La cornée est constituée de plusieurs couches tissulaires, dont les trois principales sont : l’épithélium (en surface), le stroma, et l’endothélium.

Parmi les différentes couches de la cornée, le stroma représente la plus épaisse: c'est elle qui est sculptée par le laser excimer au cours du LASIK

Parmi les différentes couches de la cornée, le stroma représente la plus épaisse: c’est elle qui est sculptée par le laser excimer au cours du LASIK

L’épaisseur de l’épithélium au centre de la cornéen est comprise entre 40 et 60 microns (soit près de 10% de l’épaisseur cornéenne totale). Contrairement au stroma, l’épithélium est un tissu purement cellulaire, qui possède la faculté de « repousser » après débridement. C’est pour cela qu’il ne serait pas judicieux de délivrer la correction laser directement sur l’épithélium, car l’effet imprimé disparaîtrait en quelques jours au fur et à mesure de la repousse épithéliale. L’endothélium a une épaisseur de quelques microns seulement. 90% de l’épaisseur de la cornée est donc pourvue par le tissu stromal (ou stroma) de la cornée, qui est constitué de fibres collagènes entrelacées.

Ce sont ces fibres qui sont soumises à certaines contraintes biomécaniques : la pression exercée par les fluides intraoculaires (humeur aqueuse) s’exerce sur la face interne de la cornée, alors que sa face externe est au contact de l’air et subit la pression atmosphérique. En plus de l’importance de la rigidité naturelle des fibres collagènes du stroma de la cornée,  l’épaisseur du « treillis » qu’elles constituent participent au maintien du galbe harmonieux de ce tissu transparent.

 

Correction de la myopie et épaisseur de la cornée

La correction de la myopie (excès de puissance optique de l’œil) en LASIK implique une sculpture à visée réfractive (photoablation laser),  destinée à modifier le profil cornéen : la réduction de la courbure de la cornée provoque une réduction de la puissance de la cornée, qui doit être égale à la myopie préopératoire.

Les caractéristiques du profil  de photoablation laser provoquent une photoablation maximale an centre de la cornée. Or, nous avons vu que le centre de la cornée est naturellement la région la plus fine. De plus, en technique LASIK, la correction laser est délivrée sous un capot préalablement réalisé (au laser femtoseconde dans les centres modernes) puis récliné, avant d’être repositionné en fin d’intervention. Le capot, dont l’épaisseur est choisie par le chirurgien (autour d’une valeur de 110 microns en général) est constitué d’une bicouche tissulaire :  la couche épithéliale en surface, et la couche stromale superficielle en profondeur.

Pour corriger une dipotrie de myopie, il faut amincir le centre de la cornée d’environ 14 microns sur une zone optique de 6 millimètres (cette valeur est approximative et dépend de l’asphéricité cornéenne initiale et finale visée : http://www.iovs.org/content/43/4/941/F3.expansion.html. Lors de la programmation de la correction dans le laser excimer, la profondeur d’ablation maximale est affichée (ex: 70 microns pour une correction de 5 dioptries). Certains lasers disposent de programme d’économie tissulaire: ces programmes sont en fait des évolutions logicielles destinées à réduire un coût tissulaire qui était initialement supérieur avec ces lasers à ce que dictent les lois de la physique avec les lasers de première génération. Les lasers modernes utilisent par défaut les stratégies d’ablation les plus économes en tissu cornéen (pour en savoir plus sur la stratégie dite d’économie de tissu / tissu saving revendiquée avec la correction Zyoptix et comparer le « coût tissulaire » avec certaines plateformes lasers)

L’épaisseur du tissu retiré n’est pas la seule donnée à même de déterminer l’impact biomécanique de la photoablation laser. Le volume occupé par le contingent stromal du capot est relativement conséquent, et excède souvent largement le volume de cornée retiré par le laser excimer pour la correction de la myopie. Ceci découle de l’épaisseur constante du capot  stromal des bords vers le centre, et de son diamètre (8 à 9 mm). En comparaison, le lenticule de tissu retiré par le laser excimer possède une épaisseur qui décroit vers ses bords, et un diamètre proche de 6 à 7 mm.

Nous avons établi une formule simplifiée qui fournit le volume retiré par une correction de la myopie au laser:

V= D (S/9)^4 (V : en millimètre cube, D en dioptries, et S= diamètre de la zone optique en millimètre). Une dioptrie de myopie corrigée sur une zone de 6 mm « consomme » un volume  de tissu stromal de 0.20 mm3 environ. Un capot de LASIK de diamètre 8.5 mm et d’une épaisseur de 120 microns (dont 70 microns de stroma) représente en comparaison un volume proche de 4 mm3 (soit l’équivalent d’une correction de 20 dioptries) ! Même si ce capot est remis en place, les fibres qui constituent son volume ne participent plus à la stabilité de la voute cornéenne.

La repose du capot de LASIK s’effectue sur ce que l’on appelle le « mur stromal résiduel postérieur », dont l’épaisseur est égale à celle de la cornée avant l’opération moins celle du capot, et moins celle de la photoablation. La valeur prédite de l’épaisseur de ce mur résiduel postérieur est une donnée importante dans le planning opératoire.

Mur résiduel stromal postérieur

On considère que le capot de LASIK, même reposé, ne participe plus de manière significative aux propriétés de  résistance biomécanique de la coupole cornéenne après l’opération. Le mur résiduel postérieur participe seul au maintien de la rigidité et du galbe de la cornée.

L'épaisseur du mur résiduel postérieur de la cornée dépend de l'épaisseur du capot de LASIK et de l'épaisseur de la photoablation myopique

L’épaisseur du mur résiduel postérieur de la cornée dépend de l’épaisseur du capot de LASIK et de l’épaisseur de la photoablation myopique

 

Il est logique et intuitif de postuler que ce mur postérieur ne devra pas être trop mince, pour résister aux contraintes que représentent la pression intra oculaire, d’éventuels frottements oculaires digitaux répétés, etc.

Certaines études expérimentales et les données cliniques accumulées au fil du temps suggèrent qu’il faut effectivement maintenir une épaisseur résiduelle suffisante au centre de la cornée, pour éviter qu’une éventuelle déformation progressive permanente de celle-ci  ne survienne : on appelle cette complication (heureusement rare) l’ectasie cornéenne.  Cette déformation permanente résulte d’un phénomène assimilable à un « fluage » ;  même si la contrainte permanente subie par la cornée ( principalement liée à la pression intra oculaire, qui correspond à la force exercée sur une unité de surface) ne franchit pas la « limite d’élasticité » (contrainte à partir de laquelle un matériau arrête de se déformer d’une manière réversible -élastique), elle peut commencer à se déformer de manière irréversible au fil du temps, de la même manière qu’une étagère portant de nombreux livres, peut « ployer » progressivement.

Il existe un consensus parmi la communauté des chirurgiens réfractifs pour considérer que l’épaisseur centrale du mur résiduel postérieur stromal en LASIK doit être au moins égale à 250 microns (soit près de la moitié de l’épaisseur du stroma cornéen initiale). Cette valeur est empirique, et découle d’observations de  cas de « décompensation » plus ou moins tardive de la résistance biomécanique de la cornée pour des épaisseurs résiduelles inférieures à cette valeur (il y a une trentaine d’années, une technique aujourd’hui abandonnée consistait à induire volontairement une « ectasie » pour corriger l’hypermétropie, en découpant un capot très épais, de l’ordre de 350 microns ou plus, laissant un mur résiduel très mince). Certains chirurgiens recommandent une épaisseur résiduelle de mur postérieur de 300 microns, en particulier pour les cornées dont l’épaisseur initiale est inférieure à la moyenne.

Cette vidéo montre la réalisation d’un monitorage constant de la pachymétrie (épaisseur cornéenne centrale mesurée par la technologie OCT « online pachymetry » du laser excimer Alcon Wavelight EX500) au cours d’une chirurgie LASIK.  Le traitement d’une myopie de -6.75 D impose une profondeur d’ablation centrale de 99 microns. L’épaisseur initiale de la cornée au centre est de 530 microns. Un mur résiduel postérieur de plus de 300 microns est jugé préférable pour cet oeil : l’épaisseur programmée du capot de LASIK avec le laser femtoseconde FS200 est 120 microns. La première mesure est effectuée juste après la création de l’interface avec le laser femtoseconde et retrouve une épaisseur de 550 microns environ (cette épaississement est lié à la diffusion d’eau dans l’interface lors de la création du capot). Après soulèvement du capot, une nouvelle mesure est effectuée, avant que la photoablation ne soit délivrée. Au terme de celle-ci, et avant repose du capot, une mesure finale du mur postérieur résiduel est accomplie.

Les choses seraient toutefois trop simples si la faisabilité du LASIK ne dépendait que de l’épaisseur résiduelle du mur stromal postérieur… La portance d’une étagère ne dépend pas que de son épaisseur : la qualité du matériau mis en jeu dans sa construction est évidemment garante de sa résistance au poids porté. Il en va de même pour la cornée : l’épaisseur du mur cornéen n’est pas la seule composante à prendre en considération pour déterminer l’opérabilité en LASIK : la « qualité » intrinsèque des tissus cornéens (fibres du stroma,  elles même constituées de fibrilles collagènes) est intuitivement une donnée d’importance. Même si le calcul de l’épaisseur résiduelle du stroma postérieur fournit un chiffre rassurant, il faut éliminer la présence d’une fragilité biomécanique intrinsèque.

 

Epaisseur et qualité biomécanique de la cornée

Le kératocône est une pathologie exemplaire pour illustrer l’importance de l’intégrité des propriétés structurelles de la cornée.  La ou les causes du kératocône demeurent méconnues. Les mesures biomécaniques (ex : Ocular Response Analyser) montrent une modification précoce des propriétés biomécaniques de la cornée au cours du kératocône ; l’hystérèse, c’est-à-dire la capacité à absorber l’énergie d’une contrainte comme la pression d’un jet d’air, est réduite. Ceci est lié à une réduction de la « solidité » du tissu cornéen ; les fibres collagènes sont désorganisées, désunies, et perdent leur arrangement harmonieux car elles « glissent » plus facilement les unes sur les autres. Ceci provoque une déformation progressive spontanée, responsable d’un astigmatisme irrégulier, et de la réapparition d’une myopie évolutive.

Le kératocône est une contre indication au LASIK, qu’elle que soit l’épaisseur de la cornée centrale (cette épaisseur est généralement réduite au fil de l’évolution de la maladie). Les formes débutantes de kératocône doivent être absolument dépistées lors de la consultation préopératoire, car l’amincissement provoqué par un LASIK réduirait encore la résistance du dôme cornéen et accélèrerait la déformation de celui-ci, réalisant le tableau clinique d’ectasie post LASIK.  La topographie cornéenne, complétée par des mesures biomécaniques (ORA), est systématique ;  elle doit comporter une analyse de la face postérieure de la cornée, ainsi que ses variations d’épaisseur des bords vers le centre (tomographie). L’utilisation d’indices de dépistage modernes est indiquée (ex: SCORE Analyzer)

Il est important de souligner que le principal facteur de risque de l’ectasie est la présence d’une forme non dépistée de kératocône, et non l’induction d’un amincissement excessif du mur résiduel postérieur ! L’appréciation de ce point est rendue complexe car les formes précoces de kératocônes sont généralement associées à une moindre épaisseur de tissu cornéen ! Cependant, de nombreux cas d’ectasie sont observés sur des yeux dont le mur résiduel postérieur présente une épaisseur proche voire supérieure à 300 microns, mais dont l’analyse rétrospective des cartes topographiques obtenues avant l’intervention révèle la présence d’un kératocône débutant non dépisté.

 

Conclusion

L’indication d’un LASIK dépend de nombreux paramètres et du respect des contre-indications de cette technique.

L’épaisseur initiale de la cornée centrale impose certaines limites, puisqu’il faut s’assurer que le degré de correction à effectuer n’induira pas une profondeur d’ablation laser qui, ajoutée à celle du capot, devra laisser un mur résiduel postérieur au moins égal à 250 microns.

Même si cette condition est satisfaite, il est crucial d’éliminer la présence d’une forme débutante de kératocône (kératocône infra clinique débutant). Quelle que soit l’épaisseur cornéenne et le degré de correction, il en faut pas effectuer de LASIK, et éventuellement orienter le patient vers une technique de surface (PKR), sans découpe de capot. Le fait que l’ectasie cornéenne soit essentiellement observée après LASIK (les cas d’ectasie après PKR sont exceptionnels en comparaison) accrédite l’hypothèse que la découpe du capot est un facteur causal important (rappelons que le volume du capot excède celui de la cornée retirée par le laser pour corriger la myopie).

En cas de cornée fine (ex 510 microns), et indemne d’une pathologie de type kératocône débutant, il ne sera pas possible de corriger autant de myopie qu’en cas de cornée épaisse (580 microns).

Par exemple, si une myopie de 6 Dioptries, corrigée sur une zone de photoablation de 6 mm implique une ablation tissulaire centrale de 85 microns et que l’on veut préserver un mur d’épaisseur stromale résiduelle de 300 microns, avec un capot de LASIK de 120 microns, il faudra que l’épaisseur centrale de la cornée préopératoire soit au minimum de 505 microns. L’épaisseur du capot est aujourd’hui déterminée avec précision grâce aux lasers femtosecondes: malheureusement, les microkératomes mécaniques, encore utilisés aujourd’hui dans certains centres, sont moins précis et induisent parfois des découpes d’épaisseur supérieure à celle qui était attendue (ex: 170 microns au lieu de 130 microns).

 

 

 

 

5 réponses à “Lasik et épaisseur de la cornée”

  1. Hélène dit :

    Merci pour cet article très complet !

  2. radjaa dit :

    Bonjour docteur , à la pachymetrie les mesures etaients de :
    Og : 461 microns
    Od : 471 microns
    Ma myopie est de – 3.75 au deux yeux , suis-je candidate pour une chirurgie refractive ??? Merci de votre réponse

  3. Dr Damien Gatinel dit :

    Vous êtes potentiellement éligible à la technique de PKR (laser de surface). Le LASIK est contre indiqué dans votre cas. Les résultats de la correction en PKR pour ce type de myopie sont généralement satisfaisants.

  4. C.bou22 dit :

    Bonjour docteur,
    J ai 35 ans. Je suis myope et astigmate : OD:4,75 (1,75;10) OG:5,75 (1,75;175). J ai par ailleurs une épaisseur cornéenne de 486. Pensez- vous que je puisse bénéficier d une chirurgie réfractive ?
    Vous remerciant.

  5. Dr Damien Gatinel dit :

    Dans votre situation , une technique de PKR (laser de surface) peut être éventuellement considérée, en réduisant la taille de la zone optique, ce qui peut toutefois augmenter le risque de halos et de légère sous correction (notamment du côté gauche).

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