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Greffe de cornée : qualité optique

Un patient opéré de greffe de cornée (kératoplatie transfixiante) de l’œil gauche pour kératocône il y a une dizaine d’années consulte pour une impossibilité d’adaptation de lentille rigide de côté.

Les difficultés pour adapter la lentille sont liées à la géométrie de la cornée:  il existe une importante toricité de la cornée greffée. Cette toricité (de 7 D dans le plan cornéen ) est pourvoyeuse d’un astigmatisme réfractif de 6 D en correction lunettes. L’acuité visuelle est de 6 à 7/10 faible avec la correction suivante  en lunettes : +3 (+6×90°). Ce type de correction délivré par des verres de lunettes provoque une distorsion optique importante et difficile à supporter ; seule une correction en lentilles de contact rigides perméables à l’oxygène est à même de délivrer un résultat fonctionnel satisfaisant.
La carte en mode « overview » de l’OPD SCAN III ignale la présence d’un important astigmatisme et en atteste l’origine cornéenne. Il existe un important degré d’irrégularité, également d’origine cornéenne. La kératométrie moyenne est faible (l’ensemble des méridiens à une courbure inférieure à 40°). Ceci contribue certainement à l’hypermétropie.

Mode overview, carte OPD post kératoplastie transfixiante greffe

Carte overview après kératoplastie transfixiante (greffe de cornée) pour kératocône. A gauche, la carte de réfraction dans la pupille (carte OPD, en dioptries dans le plan des lunettes). Au centre, carte topographique cornéenne en mode axial. A droite, carte des variations de la puissance optique de l'oeil d'origine interne (face postérieure de la cornée, cristallin). La réfraction mentionne la présence d'un important astigmatisme hypermétropique composé.

La carte OPD (variations de la réfraction locale dans la pupille) montre les variations importantes de puissance réfractive au sein de la pupille : la réfraction est globalement hypermétropique, mais la puissance est d’autant plus importante que la région est en regard des méridiens verticaux (qui sont les plus cambrés).

carte OPD réfraction dans la pupille greffe cornée

La carte OPD est légendée en dioptries, elle montre les variations de la puissance réfractive. Ici, l'augmention de la puissance en regard des méridiens est évidente.

La carte topographique cornéenne (Placido) calculée en mode « réfractif » quantifie la présence de l’astigmatisme cornéen (c’est à dire l’astigmatisme engendré par le caractère particulièrement torique de la surface cornéenne). Elle permet de mesurer précisément l’axe du cylindre cornéen ; comme souvent en cas de greffe de cornée, l’astigmatisme est en partie irrégulier : les hémi méridiens cornéens les plus cambrés forment un angle légèrement différent de 180° (85° en supérieur, 275° en inférieur).

carte refractive topographie cornéenne

Carte topographique en mode "réfractif". Cette carte est obtenue par un calcul de "lancer de rayons" au travers de la surface cornéenne. L'axe des hémi méridiens le plus cambrés forme un angle de 190° environ (sens inverse des aiguilles d'une montre).

L’irrégularité après greffe est liée à la nécessité de transplanter une cornée donneuse, sur un œil receveur ou la congruence est forcément imparfaite ; des altérations de régularité de l’ordre de quelques dizaines de microns suffisent à modifier de manière significative les propriétés optiques de la cornée greffée.

L’étude des cartes wavefront (diamètre pupillaire de 6 mm) souligne la présence d’un taux élevé d’aberrations optiques de haut degré. Le coma et le trefoil sont très élevés, et on note une similitude entre les taux d’aberrations cornéennes et totales pour ces aberrations. De même, certains termes comme le tetrafoil, le pentafoil, sont élevés. Il s traduisent la déformation du front d’onde au niveau de ses bords, dans la zone proche des bords du greffon et où étaient posées les sutures. Enfin l’aberration sphérique est élevée et positive au niveau total (œil entier) et cornéen. Ceci est la conséquence de la géométrie oblate du greffon cornéen.

carte front d'onde greffe cornée HOA

Carte des fronts d'onde total (oeil entier, à gauche), cornéen seul (face antérieure de la cornée, au centre) et interne (face postérieure de la cornée, cristallin, à droite). Les aberrations de bas et au degré à l'origine des déformations de chaque front d'onde sont rapportées en bas (RMS, pour un diamètre de 6 mm).

La toricité du greffon induit un astigmatisme d’origine cornéenne. Son irrégularité relative entraine l’élévation du taux des aberrations optiques de haut degré comme le coma, le trefoil, etc.
Pour réduire la toricité de la cornée (et l’astigmatisme cornéen), on programme la réalisation d’incisions relaxantes au laser femtoseconde, en utilisant un nomogramme approprié. Le logiciel permet de placer les incisions au degré près, en les centrant sur les hémiméridiens les plus cambrés. Il faut centrer le pattern de ces incisions sur le centre de la pupille (repéré avant le positionnement du système d’aplanation laser sur la cornée).

incisions relaxantes laser femtoseconde greffe astigmatisme

Programmation des incisions relaxantes. Noter le positionnement des incisions, sur les hémi méridiens les plus cambrés. Le diamètre de la zone optique, la profondeur des incisions (90% de l'épaisseur du point le plus fin du greffon) sont déterminées selon un nomogramme pré établi.

La vidéo suivante montre en temps réel la réalisation des incisions cornéennes:
Incisions relaxantes laser femtoseconde

 

En postopératoire, la carte en mode « overview » révèle la réduction majeure de l’astigmatisme d’origine cornéenne : l’acuité visuelle est mesurée à 9/10 avec une correction de +7 D.

carte OPD post incisions relaxantes

Carte en mode "overview" effectué quelque semaines après la réalisation de la paire d'incisions relaxantes. Noter l'importante réduction de l'astigmatisme cornée, mesuré à 2.26 D (cylindre kératométriquen au centre). L'astigmatisme réfractif objectif est mesuré à 1.25 D x 60°. On remarque également la diminution importante du HO RMS vis à vis de la situation préopératoire

La comparaison des cartes OPD (fluctuations de la réfraction au sein de la pupille) montre la nette réduction de la différence de réfraction entre les méridiens.

comparaison carte OPD pre post op

Comparaison entre les cartes pré et postopératoires (réfraction au sein de la pupille)

Une carte différentielle montre les changements de réfraction. Cette carte est effectuée par soustraction entre les données post opératoires et pré opératoires.

carte différentielle OPD vergence

Carte différentielle en mode OPD: elle montre l'effet des incisions sur la puissance optique oculaire totale.

Le gain de ligne de meilleure acuité visuelle corrigée s’explique par la réduction de l’irrégularité cornéenne, qui accompagne généralement la réduction d’une importante toricité (effet de relaxation global). Ce gain d’acuité visuelle et de transfert de contraste peut être objectivé par les cartes suivantes :

acuite visuelle convolution

La comparaison entre les cartes d'image rétinienne simulées pour un diamètre de 3 mm montre l'augmentation de la qualité optique de l'oeil après la réalisation des incisions relaxantes (pour le calcul des ces cartes, l'effet de l'hypermétropie a été annulé).

Pour un diamètre pupillaire de 3 mm, l’acuité visuelle simulée en préopératoire (correction de l’hypermétropie mais pas de l’astigmatisme) révèle la difficulté à identifier le pattern des lettres. Le gain postopératoire est évident.
Sur la courbe MTF, on observe également une augmentation de la surface située « sous la courbe » (multipliée par 3 environ), et une augmentation de la fréquence de coupure (résolution = acuité visuelle maximale, voir flèches).

carte MTF

Cartes MTF; comparaison pré et postopératoire. Les flèches marquent l'emplacement de la fréquence de coupure.

Les cartes suivantes sont utiles pour quantifier l’effet induit par les incisions sur la toricité (astigmatisme) cornéenne, la réfraction, et le front d’onde.

Différence de toricité cornéenne :

carte différentielle topographie mode réfractif

Carte différentielle de topographie cornéenne (mode réfractif). Cette carte est assez superposable à la carte différentielle OPD

Carte différentielle du front d’onde (aberrations Z2,2 et Z2,-2 seulement). Elle montre le « déphasage induit » par la réalisation des incisions relaxantes.

carte différentielle degré 2 front d'onde astigmatisme

Carte différentielle de front d'onde (aberrations de degré 2 - astigmatisme)

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