Biométrie oculaire, calcul d’implant

Biométrie : définition

La biométrie oculaire est un examen qui permet le recueil de certaines dimensions de l’œil comme sa longueur axiale, afin de calculer la puissance de l’implant destiné à remplacer le cristallin au cours de la chirurgie de la cataracte. Rappelons que pour que la l’image rétinienne (et donc la vision) soit nette spontanément (sans correction lunettes ou lentilles), il faut que la cornée et l’implant focalisent la lumière incidente émise par la source observée dans le plan de la rétine.

Quand on opère la cataracte, on ne modifie pas la puissance optique (vergence) de la cornée. On retire le cristallin, que l’on remplace par un implant: la biométrie oculaire vise à calculer (prédire) la puissance de l’implant (vergence) qui, combinée à celle de la cornée, permettra à l’oeil d’être corrigé pour la distance de vision nette sans lunettes souhaitée.

En plus de la longueur de l’oeil (longueur axiale) qui est généralement mesurée par une technique d’interférométrie, la biométrie oculaire nécessite la mesure la puissance optique de la cornée (kératométrie) pour prédire la puissance de l’implant en fonction de la correction souhaitée (réfraction finale) de l’oeil opéré. (voir :calcul de la puissance de l’implant dans un oeil modèle simplifié). La prédiction de cette puissance, qui permettra par exemple à l’œil de voir net de loin sans lunettes (emmétropisation), fait appel à une formule dite formule de calcul de la puissance de l’implant (il existe plusieurs types de formules pour le calcul de l’implant,  et certaines sont plus précises que d’autres selon la morphologie de l’œil considéré).

Pourquoi doit-on faire une biométrie avant chirurgie de la cataracte?

La pose d’un implant de cristallin artificiel est de rigueur au cours de la chirurgie de la cataracte, où le cristallin est retiré  (son enveloppe, le sac capsulaire, est préservé et sert de support anatomique pour l’implant). Le cristallin est une lentille dont le pouvoir optique est (avant la survenue de la cataracte) généralement voisin de 22 Dioptries : couplé à la cornée, le cristallin agit comme un lentille convergente qui permet de focaliser les rayons lumineux dans le plan de la rétine. Le retirer laisse l’oeil dans un état dit d' »aphakie » (oeil aphake). Du fait de la perte de la vergence (puissance optique) du cristallin, l’oeil aphake présente un important défaut de puissance (hypermétropie forte). Il n’est pas facile de mesurer le pouvoir optique du cristallin in vivo;  de plus, quand le patient présente une amétropie  en préopératoire (myopie, hypermétropie, etc.), le remplacement du cristallin par un implant qui aurait la même puissance n’est pas intéressant. En effet, il  laisserait l’oeil opéré et implanté (oeil dit « pseudo phake ») avec le même défaut optique qu’avant l’opération.

La plupart des patients opérés de cataracte souhaitent rester ou devenir emmétropes (bonne vision de loin non corrigée). Certains patients, initialement myopes, souhaitent le rester pour pouvoir lire sans lunettes (s’ils sont très myopes, une réduction partielle de la myopie est indiquée pour laisser une myopie résiduelle proche de 3 D).

La biométrie vise à calculer la puissance de l’implant de cristallin artificiel qui permettra à l’oeil opéré d’atteindre le statut réfractif souhaité (emmétropie, ou myopie légère). La vergence de la cornée alors ajoutée à celle de l’implant permettent à la lumière émise par une source lointaine d’être focalisée sur la rétine (emmétropie) ou légèrement en avant (myopie légère). L’avènement des implants multifocaux impose une biométrie précise: les implants multifocaux doivent permettre une correction optimale de la vision de loin, pour que l’addition qu’ils possèdent pour la vision de près soit efficace et que le patient puisse devenir indépendant aux lunettes en post opératoire.

Biométrie oculaire: paramètres du calcul de la puissance de l’implant

La biométrie permet de mesurer au moins deux paramètres indispensables:

– la longueur axiale : elle sépare le sommet de la cornée (vertex) de la rétine fovéale.

– la kératométrie: la mesure de la courbure de la cornée centrale (autour du vertex) permet de prédire la puissance optique de la cornée (vergence cornéenne).

Dans la plupart des cas, la mesure en elle- même est effectuée sans contact grâce à un biomètre optique non contact, qui utilise les propriétés de l’interféromètrie pour mesurer la longueur de l’oeil (ex: IOL Master, Zeiss). Cet instrument est également muni d’un kératomètre, et d’un système de mesure de la profondeur anatomique de la chambre antérieure de l’oeil (ce paramètre est utilisé dans certaines formules de calcul).

Biomètre AL SCAN mesure de la longueur axiale, de la kératométrie, et de la profondeur de la chambre antérieure.

Représentation du biomètre AL SCAN (Nidek), qui est l’instrument le plus récent et dispose d’un système de mesure de la profondeur de la chambre antérieure par caméra Scheimpflug. Le logiciel du biomètre fait l’acquisition de la valeur de la longueur axiale, de la kératométrie, et de la profondeur de la chambre antérieure.

Il est important de remarquer que toute imprécision de mesure de l’un de ces deux paramètres aura un retentissement sur le calcul de la puissance de l’implant.

La figure suivante représente schématiquement ces paramètres:

biométrie oculaire, longueur axiale kératométrie

La longueur axiale représente la distance entre la rétine et le sommet de la cornée. Pour que la lumière soit focalisée sur la rétine, la cornée et le cristallin doivent faire converger les rayons incidents de manière à ce qu’ils soient focalisés en un point dans le plan de la rétine. La profondeur de la chambre antérieure correspond anatomiquement à l’écart entre le sommet de la cornée et le sommet de la face antérieure du cristallin. La puissance optique de la cornée est estimée grâce à la kératométrie.

En cas de cataracte avancée, la longueur axiale n’est pas modifiée, de même que la kératométrie. En revanche, la profondeur de la chambre antérieure peut être réduite, car le volume du cristallin augmente au fur et à mesure qu’il perd sa transparence.

biométrie oculaire paramètres cataracte

En cas de cataracte, l’épaisseur du cristallin augmente; ceci réduit la profondeur anatomique de la chambre antérieure.

Une fois le cristallin retiré, au cours de la chirurgie de la cataracte, l’oeil est « aphake« : sa réfraction est hypermétropique: la vergence de la cornée seule n’est pas suffisante pour faire converger la lumière sur la rétine (sauf en cas de longueur axiale très importante: myopie très forte).

biométrie oculaire aphakie, hypermétropie secondaire

Après retrait du cristallin au cours de la chirurgie de la cataracte (le sac cristallinien qui est préservé n’est pas représenté ici), l’oeil est aphake et sa réfraction est généralement hypermétrope en l’absence de pose d’un implant. En effet, la vergence de la cornée est insuffisante pour focaliser la lumière émise par les sources observées sur la rétine.

Même si l’extraction du cristallin opacifié restaure la transparence des milieux oculaires, il est nécessaire pour des raisons optiques (réfraction) de remplacer le cristallin par une lentille dont la vergence (puissance) doit être calculée en fonction des paramètres biométriques suivant :

– réfraction souhaitée: emmétropie (vision de loin nette sans lunettes) ou myopie légère (vision de près nette sans lunettes)

– longueur axiale (plus l’oeil est long, moindre est la puissance de l’implant, et inversement: les myopes reçoivent des implants de moindre puissance que les hypermétropes)

– kératométrie : plus la vergence de la cornée est élevée (faible courbure centrale), moindre est la puissance de l’implant (et inversement)

– position de l’implant dans l’oeil après la chirurgie, que l’on appelle aussi « effective lens position ».

Parmi ces variables, il en est une qui   ne peut pas être mesurée avant l’intervention : il s’agit de la position effective de l »implant dans l’oeil (« effective lens position », ELP) ; cette position n’est pas la même que celle du cristallin retiré, et elle dépend de nombreux paramètres.

biomtérie ELP

Biométrie optique (IOLMaster 700) avec coupe OCT swept source effectuée avant chirurgie de la cataracte (en haut) et après chirurgie de la cataracte avec pose d’un implant (au milieu). La position effective de l’implant (ELP) n’est pas connue avant la chirurgie, mais elle dépend statistiquement de certains paramètres qui sont utilisés dans les formules modernes de biométrie.

 

De cette incertitude sur la position finale de l’implant, découlent les enjeux des formules de calcul biométriques qui ont été successivement proposées, afin de mieux prédire la position dite effective de l’implant. C’est pour cela que le calcul biométrique est en partie fondé sur une conjecture; il repose sur le choix d’une position finale de l’implant dans l’oeil pour arrêter le calcul d’une puissance dioptrique destinée à fournir la réfraction souhaitée.

L’examen suivant, effectué avec un biométre interférométrique (IOLMaster 700, Zeiss) permet d’observer d’importantes différences biométriques entre les deux yeux d’un même patient qui présente une différence de réfraction entre les deux yeux (l’oeil droit est myope de -16 D; l’oeil gauche est myope de -8 D). La longueur axiale de l’oeil droit est largement supérieure à celle de l’oeil gauche. Cette élongation semble également concerner la profondeur de la chambre antérieure de l’oeil droit. En revanche, l’épaisseur du cristallin est sensiblement identique entre les deux yeux, de même que la kératométrie. La formule SRK T ne prend pas directement en compte la mesure de la profondeur de la chambre antérieure (qui n’était pas mesurée avec les premiers biomètres). Mais on conçoit que la prédiction de la position effective de l’implant sera effectuée d’autant plus loin de la cornée que l’oeil est long.

Biométrie (IOL Master 700, Zeiss) chez un patient présentant une anisométropie importante: l'oeil droit est plus myope, car il est plus long de quelques milimètres. Sa chambre antérieure est plus profonde du côté de l'oeil plus long, ce qui laisse présager une position effective finale plus grande (distance cornée / implant) du côté droit que du côté gauche.

Biométrie (IOL Master 700, Zeiss) chez un patient présentant une anisométropie importante: l’oeil droit est plus myope, car il est plus long de quelques milimètres. Sa chambre antérieure est plus profonde du côté de l’oeil plus long, ce qui laisse présager une position effective finale plus grande (distance cornée / implant) du côté droit que du côté gauche. La lératométrie est relativement similaire des deux côtés. La plupat des formules de calcul d’implant de 3e génération utilisent la valeur de la longueur axiale pour la prédiction de la position effective de l’implant.

Plutôt que « calcul » de la puissance de l’implant, il serait peut êrte préférable d’utiliser le vocacle « prédiction », car le fait de ne pouvoir prédire l’exacte position de l’implant dans l’oeil induit une certaine incertitude quant au résultat final (cette incertitude est cependant limitée à une à deux dioptries).

Exemple de biométrie par mesure ultrasonore

Les données biométriques sont recueillies grâce à une mesure échographique bi dimensionnelle (B scan) : ce type de recueil est préféré ou complète la mesure optique (interférométrique) dans quelques indications, notamment chez les myopes forts, ou quand il existe une réduction de la transparence des milieux optiques prononcée (taie cornéenne, cataracte très évoluée, etc.).

Pour mesurer la longueur de l’oeil, on se fonde sur le temps mis par les ondes ultrasonores à traverser l’oeil; la vitesse de déplacement des ondes ultrasonores varie en fonction du milieu traversé (elle est supérieure dans le cristallin). En moyenne, elle est proche de 1550 mètres par seconde, mais elle varie (plus élevée dans le cristallin).

La figure suivante montre un exemple de la coupe échographique ainsi obtenue de l’œil mesuré. A partir du recueil de la longueur axiale, et de la mesure de la kératométrie (accomplie au moyen d’un autre instrument :topographe, kératomètre), une puissance d’implant « emmétropisante » peut être obtenue.

résultat du calcul de la puissance de l'implant en mode echo B

L’écho biométrie en mode B permet de mesurer la longueur de l’œil et visualiser en coupe les principaux éléments de celui-ci de part l’écho qu’il produit: successivement, on observe un pic pour la cornée, les faces antérieures et postérieures du cristallin, et la rétine. A partir de la position de ces échos dans le temps, on peut estimer la profondeur anatomique de la chambre antérieure est de 3.17 mm, l’épaisseur du cristallin de 4.61 mm, et la longueur du segment postérieur (cavité vitréenne) 15.55 mm. La longueur totale du globe oculaire (longueur axiale) est de 23.33 mm. En utilisant cette valeur et celle de la kératométrie (48.62 mm), le calcul utilisant diverse formules converge vers la valeur de 15 Dioptries pour l’emmétropie (la constante A utilisée est de 118.7).

 

17 réponses à “Biométrie oculaire, calcul d’implant”

  1. Bonsoir il y a environ 1 an et des poussières j’ai pris une bille de pistolet a air ,je n’ai plus de cristallin ni de support intérieur,
    le centre d’ophtalmologie de Dijon me propose un implant que doit je faire : merci de votre réponse ,salutations M Rousselot

  2. Dr Damien Gatinel dit :

    La pose d’un implant secondaire permettra de corriger l’hypermétropie induite par la perte du cristallin (aphakie)

  3. herve dit :

    Bonjour,

    Voila une publication vraiment interessante qui éclaire sur ces calculs prealables.
    Ma tante agée qui presente une ancienne amblyopie droite s’est faite opérer de la cataracte
    sur cet oeil avec la pose d’un implant de 30,5D, l’autre oeil qui ne présente qu’un debut de cataracte a été laissé en attente pendant plus d’un an et l’ophalmologiste pense la renvoyer chez le chirurgien car il estime qu’il y a une trop grande différence de taille d’image entre les deux cotés et qu’elle est responsable des douleurs et de la diplopie qui sont apparues un temps apres cette intervention, les lunettes avec prisme n’etant plus supportées. Elle m’en parle et je me demande comment va t on calculer la puissance de l’implant de l’oeil a opérer et surtout les précautions a prendre pour restaurer une vision assez confortable comme c’etait le cas avant.
    En effet il semble que les calculs soient faits pour un oeil a la fois, mais ce sont les deux ensemble qui fonctionnent et il faut pouvoir superposer des images compatibles de meme taille je suppose, tout ca dans un cerveau plus tout jeune!…Merci de m’eclairer un peu sur ce point!

  4. Dr Damien Gatinel dit :

    Un implant de puissance supérieure à 30D correspond à ce qui est généralement posé dans les yeux fortement hypermétropes (faible longueur axiale). A priori, l’autre oeil présente également une hypermétropie qui, si elle est corrigée en lunettes, provoque effectivement une différence de taille de l’image projetée sur la rétine entre les deux yeux : on parle d’anéisoconie (différence gênante entre les dimensions perçues d’un même objet par l’oeil droit et l’oeil gauche). L’oeil corrigé (tout ou partie) de son hypemrétropie grâce à la chirurgie de la cataracte et la pose d’un implant de forte puissance reçoit une image plus petite(ou moins grande), que l’autre oeil, non opéré et encore fortement hypermétrope, et qui a besoin d’un « verre convexe » grossissant l’image sur la rétine. Il est donc intéressant d’opérer l’oeil gauche. Le calcul de la puissance de l’implant à poser de ce côté est spécifique. Il peut tenir compte de la correction résiduelle en lunette éventuellement nécessaire à parfaire l’acuité visuelle à droite. Une fois les deux yeux opérés de cataracte et proches de l’emmétropie (grâce au remplacement du cristallin par un implant plus puissant), il n’y aura plus de différence notable entre les images perçues par les yeux (disparition de l’anéisoconie)

  5. Herve dit :

    Merci pour ces precisions interessantes. Effectivement le 2eme oeil opéré (avec un implant de 22,5D) semble moins souffrir, tout comme le droit aussi d’ailleurs.
    Toutefois dans la période de stabilisation suite a l’opération, la patiente peut voir meme un peu de pres/a mi distance, mais les douleurs reviennent vite et elle attend des lunettes pour voir de pres et a mi distance…On espere que l’oeil gauche qui devait avoir le dessus par rapport a l’oeil droit amblyope, pourra le reprendre.En attendant elle semble souffrir d’eblouissement et porte des lunettes teintées (des lunettes de soleil ordinaire)… Y aurait il une modalité de lunettes plus adéquates dans ces nouvelles conditions? Sachant que l on vient de découvrir un nouveau parametre, une parésie de la verticalité!…Cela semble exclure dejà les verres progressifs…Peut etre existe t il des verres a grande profondeur de champ, plus indiqués?

  6. NATASHA dit :

    Bonsoir

    Merci pour cet article , je voudrais si possible une précision sur le calcul d’implant pour les implants de chambre antérieur et es qu’il est possible de convertir un calcul d’implant de chambre postérieur directement pour avoir celui de l’implant de chambre antérieur. Merci de votre réponse

  7. Dr Damien Gatinel dit :

    Un implant de chambre antérieure est situé dans un plan qui est plus proche de celui de la cornée qu’un implant de chambre postérieure. Pour une même réfraction visée (par exemple l’emmétropie, absence de correction en vision de loin), un implant de chambre antérieure aura une puissance réduite vis à vis de celle d’un implant de chambre postérieure. Par défaut, la chirurgie de la cataracte s’effectue aujourd’hui avec une implantation de chambre postérieure, sauf situation particulière (absence de support capsulaire postérieure pour recevoir l’implant). Les biomètres disposent d’une option permettant de calculer la puissance d’un implant de chambre antérieure (en revoyant sa position et en tenant compte de certaines spécifications le cas échéant).

  8. Joëlle dit :

    Bonjour Docteur, j’aimerai savoir si une écho biométrie faite il y a un an est encore valable pour une opération de la cataracte le mois prochain, ou vaut-il mieux la refaire pour plus de précision (myopie -10). Merci d’avance pour votre réponse. Cordialement.

  9. Dr Damien Gatinel dit :

    Pour la plupart des yeux ayant achevé leur croissance, la biométrie ne se modifie pas en quelques mois. Dans le contexte d’une forte myopie (élongation du globe oculaire marquée et possiblement évolutive), il peut être intéressant de faire une biométrie de contrôle. A priori il ne devrait pas y avoir beaucoup de modifications si votre correction n’a pas beaucoup changé.

  10. Jean-Pierre dit :

    Bonjour,
    Mon enfant a été opéré à 2 mois d’une cataracte unilatérale. Son oeil opéré était légèrement microphtalme avant que le cristallin ne soit enlevé (15,4 mm vs 16,5 mm) . Depuis il porte une lentille de contact à très forte correction (D: +20). Il a maintenant 15 mois et son oeil opéré est désormais plus grand que l’autre (22,1 mm vs 20,9 mm).
    Cette accroissement fort de la longueur axiale peut il être une myopisation inhérente au port de la lentille de contact ? (adaptation de l’oeil à une vue de très près) ou faut-il chercher une autre raison par ailleurs (glaucome…). Merci d’avance pour votre retour. Bien cordialement.

  11. Dr Damien Gatinel dit :

    Je n’ai pas une grande expérience en ce qui concerne l’influence de la correction optique après cataracte congénitale. Un excès de pression intraoculaire peut effectivement expliquer une augmentation de la longueur axiale, mais il est plus probable qu’il s’agisse ici des conséquences de mécanismes complexes de régulation gouvernant la croissance du globe oculaire. L’équipe spécialisée qui suit votre enfant est certainement à même de vous renseigner sur ce point.

  12. Laurent dit :

    Bonjour
    J’ai un patient avec une forte myopie et un important kératocone que je dois opérer de la cataracte. J’ai du mal à déterminer la puissance de la LIO. Cela varie entre -13 et -4.50.
    Il a une LA de 29.05 / ACD épith : 4.03 / K1 54.64 (75) / K2 57.81 (163) (lenstar), la kératométrie et l’axe est légèrement différente au pentacam.
    Quelles formules me conseillez vous pour le calcul de son implant ? Quelles kératométries ?
    Compte tenu des imprécisions de calcul, est il déconseillé de réduire son astigmatisme avec un toric ? Si non quel axe (celui du topographe, du lenstar ou de l’ARK nidek : tous 3 différents) ?
    Je me suis presque dit de ne pas l’implanter et de refaire une biométrie post-opératoire, mais cela changera peut être pas grand chose après la chirurgie ….
    Merci pour vos conseils

  13. Dr Damien Gatinel dit :

    La réponse à ce genre de dilemme biométrique est difficile. Au delà du problème lié à la kératométrie, il est important d’utiliser une formule qui n’utilise pas la kératométrie pour prédire à la position effective de l’implant (ex: formule de Haigis, éviter la formule SRK-T). Concernant le choix de la kératométrie, j’utilise généralement la valeur moyenne dans les 1.5 mm centraux, que fournit par exemple le topographe Pentacam. Le choix d’un implant torique est indiqué si l’astigmatisme (sa composante régulière) est important et que le patient n’a pas de correction en lentille rigide (ou n’envisage pas celle-ci), sous peine ensuite de « démasquer » l’astigmatisme de l’implant torique (en raison de la neutralisation totale ou partielle de l’astigmatisme cornéen antérieur par la lentille rigide). Pour le choix de l’axe, j’utilise la carte « Fourier transform » également fournie par le Pentacam, où on peut visualiser l’axe du cylindre dans la région centrale de la cornée. Une autre option, avec l’OPD scan, est de sélectionner le « Toric IOL display » et choisir l’axe suggéré. Dans tous les cas, l’importance de la déformation cornéenne laisse augurer d’une incertitude réfractive et d’une correction incomplète de l’astigmatisme, dont il faut prévenir le patient. Enfin, dans mon expérience, les implants toriques ont un peu plus tendance à subir des rotations postopératoires, et j’insère parfois un anneau de sac capsulaire après pose et alignement de l’implant torique pour stabiliser celui-ci.

  14. buffet colette dit :

    J’ai vu un chirurgien ophtalmologiste pour une intervention de cataracte et qui propose de corriger en même temps ma myopie par implant .
    Quels sont les renseignements nécessaires que doit donner le chirurgien pour le calcul de l’implant (biométrie) ?
    Merci

  15. Dr Damien Gatinel dit :

    Le chirurgien doit indiquer le degré de myopie visé en post opératoire. Par exemple, -2.50 D (pour la lecture), ou -1.50 D (pour une vision intermédiaire). En général, les biométries effectuées pour laisser une faible myopie résiduelle couvrent ces réfractions et pour chacune d’entre elle est indiquée la puissance théorique de l’implant à poser pour les atteindre.

  16. akram dit :

    Bonjour Docteur,
    J’ai une ectopie cristallinienne à l’oeil gauche doublé d’une catarcte capsulaire postérieure.
    Mon ophtalmo m’a prescrit un calcul d’implant.
    Ma question est la suivante: Est il possible d’avoir un implant multifocal ( type technis symphony) das ce genre de situation?
    Merci d’avance

  17. Dr Damien Gatinel dit :

    A priori les implants multifocaux ne se conçoivent que pour une chirurgie réglée, sans risque de déplacement de l’implant (que laisse redouter l’ectopie), donc a priori une implantation monofocale parait plus indiquée.

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