Halos lumineux nocturnes & aberration sphérique

Halos : définition

La survenue de halos lumineux nocturne est un effet indésirable rapporté après chirurgie réfractive cornéenne par LASIK ou PKR. Ils correspondent à la perception d’auréoles plus ou moins étendues autour des sources lumineuses, et sont généralement perçus dans les circonstances suivantes : tombée du jour, nuit, pièce peu éclairée, quai de métro, route de nuit… Dans ces circonstances, la pupille irienne se dilate, pour collecter plus de lumière: les rayons lumineux qui traversent la pupille en périphérie sont moins bien réfractés et contribuent à l’augmentation du taux d’aberrations optiques, et la dégradation de la qualité de l’image rétinienne.

En plus de la dilatation de la pupille, la haute dynamique des scènes visuelles contribue à l’augmentation de la perception  des halos : lumière vives se détachant bien sur un environnement plus sombre ; phares de véhicules, lampadaires, néons, etc.

L’examen par aberrométrie permet de confirmer l’origine optique des halos, et d’en pointer la cause, qui est le plus souvent liée à une élévation des aberrations optiques de haut degré (ex: aberration sphérique). L’aberration sphérique de signe positif est particulièrement impliquée dans la genèse des halos ressentis après chirurgie de la myopie.

Actuellement, la plupart des halos ressentis après chirurgie se dissipent en quelques jours ou semaines: leur incidence est faible car les traitements délivrés par les plateformes actuelles sont optimisés de manière à préserver le profil asphérique de la cornée (prolate),  et délivrés sur de plus larges zones optiques qu’il y a une décennie.

Causes des halos

Les halos peuvent être provoqués par deux types d’anomalies optiques:

1)      La réduction de la transparence des milieux oculaires : l’œdème de cornée est une source classique de halos (les halos  sont typiquement colorés ou irisés dans ce contexte). La survenue d’une cataracte peut s’accompagner de halos.

2)      L’augmentation du taux des  aberrations optiques de haut degré, au premier plan desquelles l’aberration sphérique.

Ces causes peuvent être associées: la cataracte nucléaire provoque classiquement une élévation des aberrations sphériques de signe négatif, et s’accompagne par définition d’une réduction de la transparence du cristallin.

Elevation de l’aberration sphérique oculaire

Les causes d’augmentation de l’aberration sphérique sont soit cornéennes (chirurgie réfractive, pathologie cornéenne) , soit cristalliniennes (cataracte nucléaire).

La chirurgie cornéenne de la myopie (LASIK, PKR) peut augmenter le taux d’aberrations sphériques positives :même quand l’asphéricité du profil cornéen est contrôlée par un traitement asphérique,  la cambrure périphérique induite par la zone de raccord avec la périphérie non traitée (géométrie oblate)  provoque systématiquement une augmentation de la vergence vers les bords de la zone optique.

A l’inverse, la chirurgie  cornéenne de l’hypermétropie (cette chirurgie est réalisée grâce à la technique LASIK essentiellement) peut augmenter le taux d’aberrations sphériques négatives pour des raisons inverses : l’aplatissement marqué vers la périphérie de la zone optique (géométrie prolate) est source d’une réduction de la vergence vers la périphérie de la zone optique. Les rayons réfractés par les bords de la cornée sont focalisés plus loin que les rayons focalisés par le centre. Cette modulation peut être mise à profit pour compenser la presbytie: dans ce cas, il faut que les rayons centraux soient « myopes » (vision de près), la réduction de la vergence vers la périphérie assurant alors une emmétropisation (pour la vision de loin).  Les photoablations laser visant à induire une cornée hyperprolate reposent sur une « personnalisation du facteur d’asphéricité (facteur Q) ».

L’apparition d’une cataracte de type nucléaire est une cause classique d’élévation des aberrations sphériques négatives. En cas de cataracte nucléaire, il existe une augmentation de l’indice de réfraction du noyau du cristallin, ce qui provoque une « myopie d’indice » : le centre du cristallin possède un pouvoir optique (vergence) plus élevé que le cortex périphérique. Cette différence induit une aberration sphérique de signe négatif.

 Facteurs de risques de halos après chirurgie cornéenne

Les facteurs de risques de halos après chirurgie cornéenne de la myopie au laser excimer (LASIK ou PKR) sont :

–          Le degré de correction délivré : les halos sont rares en deçà de 5 dioptries de correction, car le raccord entre la zone centrale traitée (aplatissement) et la zone périphérique n’induit pas d’augmentation majeure de la courbure cornéenne.

–          Le type de correction délivré : les traitements asphériques, optimisés ou guidés par le front d’onde sont conçus pour réduire le risque de halos lumineux nocturnes

–          Le diamètre pupillaire : les halos sont nocturnes car la dilatation pupillaire augmente la proportion de rayons lumineux réfractés par la périphérie de la zone optique, voire la zone de transition où la courbure cornéenne subit une augmentation rapide (raccord entre la zone centrale « décambrée » et la zone périphérique non traitée).

 Exemple clinique: halos après chirurgie de la myopie

L’exemple clinique suivant est particulièrement illustratif : une  patiente a été opérée  de myopie (-5 dioptries) au début des années 2000, par un traitement laser de surface (PKR) délivré sur une petite zone optique (5 mm). Depuis l’intervention, la patiente signale des halos lumineux nocturnes gênants, qui la perturbent pour conduire la nuit.

Dans ces circonstances, les halos sont liés à une réfraction excessive des rayons lumineux périphériques:

L’examen topo aberrométrique (OPD SCAN III, Nidek, Japon)  permet de mesurer :

– un profil cornéen oblate (facteur Q positif), générateur d’aberration sphérique positive d’origine cornéenne.

– une élévation marquée des aberrations optiques de haut degré de type aberration sphérique positive.

La carte de vergence dans l’aire pupillaire reflète l’importance des variations de vergence entre le centre et les bords de l’aire pupillaire: la cambrure cornéenne antérieure plus marquée en périphérie induit une réfraction excessive des rayons, soit une « myopie annulaire » périphérique.

Les cartes du front d’onde oculaire total, cornéen et interne permettent de quantifier l’élévation des aberrations sphériques pour les différents contingents de l’oeil:

L’origine de l’élévation des aberrations sphérique a pour siège la géométrie du dôme cornéen antérieur, que l’on peut visualiser en coupe:

La décomposition du profil cornéen antérieur en polynômes de Zernike retrouve sans surprise une augmentation des termes avec symétrie de révolution liés aux « aberrations sphériques »:

Pour remédier à ces halos, il est possible de préconiser d’éclairer l’habitacle du véhicule en conduite de nuit (en allumant les lumières intérieures comme un plafonnier). Certains collyres comme la brimonidine (Alphagan) permettent également de réduire l’augmentation du diamètre pupillaire en conditions mésopiques. Dans certains cas, une reprise chirurgicale peut être proposée (élargissement de la zone optique).

Halos après correction de la myopie en orthokeratologie

L’orthokératologie permet de corriger temporairement la myopie faible et moyenne: cette technique repose sur le port pendant la nuit de lentilles de contact rigides, qui provoquent un remodelage de l’épithélium de la cornée dans sa portion centrale et paracentrale. L’épithélium de la cornée se renouvelle rapidement, et l’induction d’une compression centrale prolongée au court de la nuit cause un amincissement central, et une hyperplasie périphérique. La courbure centrale diminue (aplatissement) et ceci permet de corriger la myopie (réduction de la vergence cornéenne), pendant les 24h à 36h après retrait de lentilles le matin.

L’orthokératologie ne permet pas de contrôler directement l’asphéricité du profil cornéen, et celui-ci adopte toujours une géométrie oblate, provoquant une élévation de l’aberration sphérique positive. L’aplatissement induit par le port nocturne est maximal au centre de la cornée mais décroît rapidement (il provoque une inversion de l’asphéricité cornéenne qui devient oblate).

L’exemple suivant correpond à celui d’une patiente trentenaire, initialement myope de -2.50 D, corrigée depuis plusieurs mois par le port orthokeratologique (la nuit) de lentilles rigides (Menicon Z-night) et qui ne pouvait plus conduire en raison de l’induction de halos nocturnes important. Dans les 24h suivant le retrait des lentilles, son acuité visuelle était de 12/10e sans correction. L’examen comparatif topo-aberrométrique (OPDscan III) permet d’illustrer les conséquences d’une élévation de l’aberration sphérique positive liée à un profil cornéen excessivement oblate. La zone optique fonctionnelle (permettant aux rayons lumineux issus de sources lointaines d’être focalisés sur la rétine) étant trop étroite, les rayons réfractés par la périphérie cornéenne en condition mésopique (et qui ne sont pas stoppés par l’iris car ils traversent une pupille dilatée) sont focalisés en avant de la rétine. Ceci explique la survenue de halos en conditions mésopiques.