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Myopie : simulations de correction chirurgicale

La chirurgie de la myopie doit aboutir à transformer un oeil myope en un oeil emmétrope. La myopie est liée à une longueur axiale excessive vis à vis de la puissance optique (vergence) du couple cornée + cristallin. Logiquement, les techniques les plus courantes consistent à réduire la vergence de la cornée par remodelage laser (LASIK, PKR) ou substituer au cristallin un implant dont la vergence est moindre que celle du cristallin natif (le calcul de la biométrie oculaire, effectué avant la chirurgie, permet d’établir la puissance de l’implant « emmétropisant »).

Les indications et aspects cliniques de la chirurgie de la myopie sont détaillés sur d’autres pages du site. Cette page concerne certains aspects plus fondamentaux, illustrés de manière « virtuelle » sur un oeil modèle grâce au ray tracing.

 

Chirurgie cornéenne de la myopie

Elle vise à réduire la puissance ou vergence cornéenne antérieure; même si la myopie est axile (c’est le cas pour la plupart des myopies supérieures à -4 D), la correction chirurgicale de la myopie consiste en une opération de la cornée au laser.

La vergence cornéenne antérieure est égale à la différence d’indice entre air et cornée, divisée par le rayon de courbure apical du dôme cornéen antérieur. En théorie, cette réduction de puissance pourrait donc être accomplie par une diminution de l’indice de réfraction de la cornée, et/ou une diminution de sa courbure centrale. Il n’existe pas de méthodes à même de réduire la valeur de l’indice de réfraction de la cornée; les techniques cornéennes ont donc un seul et même but commun; réduire la courbure de la cornée centrale. L’histoire de la chirurgie réfractive est riche de techniques destinées à diminuer la courbure de la cornée: kératotomie radiaire, kératomileusis myopique, etc.

Actuellement, LASIK et PKR sont les techniques phares de la chirurgie réfractive: elles reposent sur la précision incomparable du laser excimer pour le remodelage précis de la courbure cornéenne.

Voici un exemple, illlustré par une technique de ray tracing, de réduction de la myopie sur un oeil « virtuel ».

Réduction de la vergence cornéenne et correction de la myopie (ray tracing)

Il s’agit d’un exemple concernant la correction d’une myopie de -4.25 D. L’oeil modélisé possède une courbure cornéenne « moyenne » (rayon apical de la face antérieure de la cornée : 7.8 mm)

Ray tracing d’un oeil présentant une myopie axile de -4.25 D: les rayons issus de sources ponctuelles (sur l’axe médian ou à 7° de celui-ci) sont focalisés en avant de la rétine. Celle-ci reçoit un faisceau de rayons défocalisés. La figure suivante révèle la répartition des « impacts » de ces rayons.

 

représentation du single spot diagram d'un oeil myope

La représentation du « spot diagram » (diagramme des spots) révèle la dispersion des rayons dans le plan rétinien: ces rayons proviennent d’un foyer situé en avant du plan rétinien. Le stigmatisme est très dégradé: la répartition des impacts des rayons occupe une surface dont le rayon est 100 fois plus grand que celui de la tache d’Airy (oeil limité par la diffraction)

Oeil myope 2D myopei  corrigée

Après chirurgie cornéenne de la myopie (LASIK ou PKR), la vergence réduite de la cornée (de -4.25 dioptries) permet aux rayons issus d’une source ponctuelle éloignée d’être réfractés plus en arrière,  dans le plan de la rétine. L’oeil voit dorénavant de manière « nette » le sources éloignées.

single spot diagram d'un oeil initialement myope après correction de la myopie

La réduction programmée de la vergence de la cornée (de 4.25 D, passant de 43 D à 38.75 D) permet de déplacer le foyer initialement situé en avant de la rétine sur la rétine: il existe toutefois une certaine dispersion résiduelle liée aux aberrations de haut degré persistantes (ex: aberration sphérique positive). Les rayons sont focalisés sur une surface dont le rayon est le double de celui de la tache focale d’un oeil dépourvu d’aberrations optiques de bas et haut degré (tache d’Airy). Les traitements asphériques et personnalisés ont pour principal objectif de réduire le taux d’aberrations optiques de haut degré induits par la chirurgie cornéenne de la myopie.

 

Chirurgie du cristallin pour réduction de la myopie forte

La myopie forte a une origine axile: elle est liée à une élongation excessive du globe oculaire. Voici un exemple d’oeil atteint de forte myopie axile: la distance séparant le sommet de la cornée est égale à 30.6 mm.

Oeil 2D myopie forte simulation par ray tracing

Modélisation d’un oeil atteint de myopie forte axile. La longueur focale effective (du plan principal image vers le foyer image) est de 22.01 mm, alors que la longueur axiale de l’oeil (du sommet de la cornée à la rétine) est de 30.6 mm. Après réfraction par la cornée et le cristallin, les rayons émis par une source lointaine focalisent bien en avant du plan de la rétine.

La longueur axiale que devrait avoir l’oeil pour être emmétrope est estimée à 23.8 mm environ. Il existe une différence estimée à 6.8 mm. En utilisant une formule reliant longueur axiale et myopie , on peut estimer que l’erreur réfractive (myopie) de cet oeil est de 6.8 x 2.70 = 18 D environ. Une myopie de -18D ne peut être corrigée en LASIK.

Si le patient concerné est d’âgé de plus de 50 ans, et/ou si le cristallin est partiellement opacifié (la cataracte est plus précoce chez les patients atteints de myopie forte, en particulier dans sa forme nucléaire), alors la technique de choix consiste en l’extraction du cristallin par phaco émulsification et son remplacement par un implant dont la puissance est calculée pour corriger la myopie de l’oeil. Cette pusisance est logiquement moindre que celle d’un oeil non ou faiblement myope.

Dans notre exemple virtuel, la puissance calculée pour l’implant à même de corriger la myopie après ablation du cristallin est….nulle. Ainsi, le retrait du cristallin suffit à corriger la myopie, en réduisant suffisamment la vergence de l’oeil; la vergence de la cornée suffit à focaliser les rayons incidents sur la rétine (chez un sujet non myope, la rétine étant plus proche de la cornée, la cornée focaliserait les rayons en arrière, provoquant une hypermétropisation de l’oeil – voir la page consacrée à l’ aphakie).

Il est toutefois recommandé de placer un implant dans le sac capsulaire, pour maintenir une barrière « physique » entre les segments antérieurs et postérieurs de l’oeil. On choisit donc dans ce cas un implant de puissance nulle (0 Dioptrie) dont les surfaces sont parallèles.

Oeil modèle implanté avec lentille de puissance nulle

Après ablation du cristallin et pose d’un implant de puissance (ou vergence) nulle, l’oeil initialement fort myope est emmétrope: la vergence totale de l’oeil opéré est égale à celle de la cornée seule. Le foyer vers lequel convergent les rayons réfractés par la cornée est situé dans le plan de la rétine.

Cette simulation théorique fournit des résultats comparables à des situations rencontrées en pratique clinique:

Myopie forte axile corrigée par chirurgie de la cataracte; cas clinique

Une patiente de 51 ans consulte pour la correction d’une forte myopie de l’oeil gauche: la réfraction de la patiente retrouve une myopie de -17.5 diotprie (dans le plan lunettes). Le cristallin présente un début de cataracte. La chirurgie de la cataracte est donc programmée.

La biométrie (calcul de la puissance de l’implant en fonction des paramètres oculaires: kératométrie et longueur axiale principalement) suggère que la puissance de l’implant pour l’emmétropie est de +0.5 D.

biométrie pour implant emmétropisant, forte myopie

La longueur axiale de cet oeil est proche de 30 mm, pour une kératométrie de valeur normale: cette caractéristique biométrique explique la forte myopie.

On décide de remplacer le cristallin par un implant de puissance nulle:

blister de l'implant posé de puissance nulle

Blister de l’implant posé, de puissance nulle (0D). Le libellé MN60MA se réfère au type d’implant, qui est constitué d’une optique de diamètre 6 mm et d’haptiques destinées à stabiliser l’implant dans le sac capsulaire.

 

 

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