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Chirurgie multifocale de la Presbytie

Principes des techniques multifocales

Les techniques chirurgicales dites multifocales sont destinées à compenser la perte du pouvoir accommodatif lié à la presbytie et reposent sur l’augmentation de la multifocalité : cornéenne pour le presbyLASIK, interne pour l’implant pseudophake multifocal réfractif.

Multifocalité : définition

La multifocalité est une propriété optique qui permet à une lentille, un implant, ou un tissu (cornée) de focaliser la lumière en au moins deux foyers distincts (une lentille monofocale ne focalise la lumière qu’en un foyer unique).  Pour la correction de la presbytie, on devine que ces foyers permettent de focaliser la lumière vers un foyer dit « de loin », et un autre dit « de près ».  Les images formées sur la rétine du patient équipé d’un système de correction multifocale devront être suffisamment nette pour un objet lointain, et un objet proche. Il y a au moins deux conséquences qui découlent de la multifocalité:

– la multifocalité repose sur un partage lumineux: le centre chaque foyer reçoit moins de lumière que celui formé par un système monofocal

– les foyers formés ne peuvent être aussi ponctuels que le foyer unique formé par une lentille monofocale. Si le centre de chaque foyer concentre une partie de la lumière incidente, il est entouré d’un « halo » de lumière défocalisée (ce halo est de la lumière issue du foyer de près pour le foyer de loin, et vice versa). L’image formée par un système multifocal est nécessairement moins « nette » (moins contrastée) que celle formée dans les mêmes conditions par un système monofocal. Toutefois, cette perte de qualité est compensée par la possibilité de voir net sur une plage de distance accrue.

Comparasion entre les foyers lumineux formés par un implant multifocal et un implant multifocal (bi focal). Les couronnes lumineuses autour des foyers (flèches) sont liées à la répartion lumineuse entre les foyers de loin et de près.

Sur le plan de l’effet réfractif, ces procédures partagent le même objectif que l’adaptation de lentilles de contact multifocales. Elles en diffèrent toutefois par leur méthode (soustractive et non additive), leur site d’action (cornée pour le laser/ chambre postérieure de l’oeil pour les implants posés au cours de la chirurgie de la cataracte).

Induction de la multifocalité

La multifocalité peut être induite de deux manières :

– par un profil dit « réfractif » : la courbure d’une lentille multifocale est alors continue mais variable (il existe des zones de courbures plus importantes, dont le raccord avec les zones de moindre puissance est « doux » sans aspérité). Les techniques fondées sur l’induction d’une multifocalité en LASIK sont également « réfractives »: le profil asphérique hyperprolate de la cornée génère un gradient de puissance optique capable de focaliser sur la rétine la lumière émise par des cibles situées à différentes distances. Toute multifocalité réfractive peut se transcrire en aberrations générées par le système multifocal: en général, ces aberrations sont de type « sphérique », du moins pour les systèmes centrés à symétrie de révolution (implant multifocal réfractif). Quand la répartition entre vision de loin et de près est distribuée de manière asymétrique sur l’implant, d’autres aberrations optiques (coma, trefoil) peuvent être engendrées.

– par un profil « diffractif » : seuls les implants utilisés pour la chirurgie de la cataracte utilisent la diffraction pour la création de deux (bifocal) ou trois (trifocal) foyers. Un profil diffractif est caractérisé par la présence de « marches » diffractives qui diffractent la lumière vers les foyers concernés. La caractérisation optique des aberrations générées par les systèmes diffractif est difficile car le front d’onde est déformé par des aberrations de (très) haut degré, et les aberromètres classiques ne sont pas à même de les mesurer.

Multifocalité vs monovision

L’utilisation d’une correction multifocale diffère également des techniques de monovision, qui reposent sur la délivrance de traitements monofocaux, et où un œil (généralement l’œil dominant) est destiné à la vision de loin, alors que l’autre l’est à la vision de près. C’est dans les techniques utilisant la monovision que l’on peut parler de « choix » d’image (favorisant celle reçue de l’oeil où elle est nette en fonction de la distance de l’objet regardé). Pour la multifocalité, l’image reçue par les deux yeux doit être suffisamment nette; il n’y a pas d’image à choisir (on observe un objet d’intérêt à une distance donnée, et non deux objets alignés situés à des distances différentes !).

Pour être efficace et bien tolérée, la compensation de la presbytie par un système multifocal (lentille, traitement photoablatif cornéen,traitement intra-stromal, implant) doit satisfaire un compromis subtil entre l’induction d’une profondeur de champ efficace et le maintien d’une qualité de vision acceptable.

Ce compromis dépdend du degré d’induction d’aberrations optiques par le système multifocal.

Il est intéressant de se souvenir que l’obtention d’un effet multifocal a pu être observée de manière « fortuite » au décours de diverses procédures chirurgicales pourtant destinées à corriger un défaut réfractif monofocal. Ces techniques, aussi différentes que la kératotomie radiaire ou le LASIK, avaient en commun d’accroître de façon significative le taux d’aberration optiques de haut degré de l’œil opéré.
Certaines comme le LASIK hypermétropique furent ainsi ajustées à la compensation de la presbytie, mais de façon empirique, le lien entre aberrations optiques et multifocalité induite ne faisant pas l’objet d’un modèle théorique précis. De ce fait, aucune des techniques proposées ne possédait le pouvoir prédictif nécessaire à son amélioration. Par exemple, certaines techniques reposent sur l’induction d’une asphéricité cornéenne très prolate (induction d’un facteur Q négatif). D’autres visent à induire une augmentation locale de la puissance optique centrale pour induire une « myopisation locale », suffisamment marquée pour permettre de lire sans lunettes, mais limitée pour ne pas trop gêner la vision de loin.
Même si des résultats globalement satisfaisant peuvent être obtenus avec ces techniques, elles présentent un certain degré d’imprécision pratique, car il est souvent difficile d’anticiper certains effets biologiques (régression cicatricielle), biomécanique (accentuation de l’effet planifié), ou optiques (induction d’un taux élevé d’aberrations optiques de haut degré). De plus, le nombre de paramètres théoriquement nécessaire à la réalisation d’une technique de LASIK multifocale étant élevé, les fabricants de lasers préfèrent opter pour des stratégies simplificatrices et partiellement empirique (ex : modification du facteur Q, qui ne tient pas compte de valeur de la courbure cornéenne centrale, ni du jeu pupillaire, etc.). Il est toutefois possible de rationaliser ces méthodes (voir la page consacrée aux explications des liens entre asphéricité et multifocalité, ainsi que des nomogrammes pour le presby LASIK qui peuvent en découler.

Techniques multifocales

Les techniques multifocales utilisées pour la correction de la presbytie comprennent :

1) les techniques multifocales cornéennes :

* le LASIK:

Dans le cadre d’une correction de la presbytie (« presby-LASIK »), l’enjeu est d’induire une multifocalité cornéenne. La vision de près est « corrigée » par la réalisation d’une zone où la puissance optique est plus élevée. L’induction d’une asphéricité prolate accentuée (réglage du facteur Q ou « custom Q » – système Alcon/Wavelight) et d’une surcorrection (réfraction centrale localement myopique) permet d’induire une zone centrale où la puissance cornéenne excède d’environ 2D la valeur qui permettrait de voir net de loin. Dans la zone immédiatement concentrique, la puissance cornéenne permet de voir net de loin. Ce gradient de puissance optique traduit au niveau du front d’onde la présence d’aberration sphérique négative. Il existe également des techniques où la cornée centrale est destinée à corriger la vision de loin, et un anneau périphérique de puissance accrue permet la vision de près. Le profil de la cornée est oblate, et le taux d’aberration sphérique positive augmenté.
La technique Supracor (laser Technolas Perfect Vision) correspond globalement à la première stratégie; une zone cornéenne centrale est sculptée de manière à induire une augmentation de la profondeur de champ (vision de près). La technique « Laser blended vision » (laser Zeiss Meditec) repose sur l’induction d’une augmentation de la profondeur de champ asymétrique entre les deux yeux, par le biais d’une modulation du taux d’aberration sphérique.
Ainsi, ces techniques diffèrent plus par leur dénominations respectives que les principes qu’elles mettent en jeu: l’augmentation du taux de certaines aberrations optiques cornéennes, afin d’induire une « multifocalité » et une augmentation de la profondeur de champ. Ces principes ne sont pas toujours clairement explicités, car moins porteurs que les dénominations commerciales prometteuses; il n’est pas forcément avantageux de présenter une technique multifocale comme fondée sur une élévation des aberrations optiques de l’oeil opéré. Pourtant, le système visuel est certainement capable de tolérer une certaine élévation de ces aberrations, en échange d’une meilleure performance en vision de près sans correction. Dans l’avenir, il paraît souhaitable que des efforts soient entrepris pour mieux corréler type et taux d’aberrations « désirables » pour la correction multifocale de la presbytie.

Caractérisation de la multifocalité cornéenne

Le recours à l’analyse aberrométrique est intéressant pour comprendre les modifications optiques induites par la multifocalité. La carte suivante a été obtenue grâce à une analyse topo aberrométrique (OPD SCAN III, Nidek). Elle permet de visualiser les aberrations totales (oeil entier), cornéennes (déduites de la topographie cornéenne), et internes (par soustraction entre les aberrations cornéennes et totales). Dans le contexte d’une chirurgie cornéenne, l’élévation du taux des aberrations optiques totales est d’origine cornéenne.

Carte des aberrations le l’oeil entier (à gauche), cornéennes (au milieu) et internes (à droite). Le presby LASIK a induit une asphéricité hyperprolate, elle même responsable d’une inversion du signe de l’aberration sphérique cornéenne (devenue négative). Ceci traduit une augmentation de la puissance cornéene centrale (myopisation centrale).

La carte OPD (OPD SCAN, Nidek) permet de visualiser l’effet des variations de la réfraction dans la pupille  ( en dioptries). Elle révèle la présence d’une zone de puissance accrue : les chiffres négatifs traduisent la présence d’une « myopie locale ». Les rayons lumineux qui traversent cette zone sont focalisés sur la rétine, à condition d’être émis par une source rapprochée (ex: plan de lecture). L’obtention d’une vision non corrigée de près suppose la présence d’une zone pupillaire où existe une réfraction de type myopique.

Carte OPD (OPD SCAN Nidek) pour un oeil opéré de presby LASIK, avec addition d’un traitement myopisant au centre de la cornée. Ce traitement est responsable d’une myopie locale (zones colorées en rouge orange), qui permet de focaliser sur la rétine une partie des rayons lumineux émis par une source de lumière rapprochée.

*Intracor

la délivrance d’implusion laser femtoseconde au sein du stroma cornéen induit une relaxation de celui-ci, et un bombement localisé, responsable d’une augmentation de la puissance optique de la cornée centrale. Le traitement est restreint à l’oeil dominé, et ne concerne que les patients qui ont une bonne vision de loin (voire une légère hypermétropie). Sur le plan optique, l’effet produit est celui d’une technique multifocale; on observe sur le plan réfractif une zone centrale de puissance accrue (vision de près) et une couronne périphérique où la puissance demeure relativement inchangée.

* Les inlays cornéens:

Ces implants sont insérés dans la cornée en vue d’induire une modification locale de la puissance cornénne (de manière additive): ex : implant Vue+, de la société Revision optics, ou implant Flexivue.

2) Les implants multifocaux

Les implants multifocaux sont utilisés en chirurgie de la cataracte, pour remplacer le cristallin opacifié et permettre à l’oeil implanté de voir de loin et de près sans lunettes. Dans cette page consacrées aux techniques multifocales, seuls les implants multifocaux dits « réfractifs » seront abordés (et non les implants diffractifs).
Les implants réfractifs possèdent une répartition en « zones » pour les différentes corrections apportées (vision de loin, de près mais aussi intermédiaire). En général, il est préférable de placer la zone destinée à la vision de près à proximité mais pas au centre géométrique de l’implant. Si tel était le cas, un resserrement marqué de la pupille (myosis) ne manquerait pas de rendre le patient « myope ». Ceci permettrait certes une bonne lecture sans lunettes, mais pourrait s’avérer gênant pour la conduite par une journée ensoleillée.

La carte suivante, obtenue grâce au topographe aberromètre OPD SCAN III (Nidek), montre les aberrations totales, cornéennes et internes obtenues dans un oeil opéré de cataracte avec implant multifocal Rezoom (AMO).

Carte des aberrations optiques (OPD SCAN III) dans un oeil implanté avec un implant multifocal refractif. Les aberrations qui dominent le front d’onde oculaire (à gauche) sont l’aberration sphérique de 4e ordre (positive) et l’aberration sphérique de 6e ordre (négative). Ces aberrations sont d’origine interne (exemptes du front d’onde cornéen – au milieu, on les retrouve dans le front d’onde interne – à droite)

La carte intitulée « OPD » (pour Optical Path Difference – différence de chemin optique) est une carte en dioptries, qui permet de visualiser l’effet des aberrations de manière plus intelligible. Les chiffres correspondent à la « vergence » locale dans la pupille. Négatifs, ils traduisent la présence d’une myopie locale, qui dans le cas de l’implant Rezoom est liée à une couronne de puissance accrue située à distance du centre de l’optique. Cette myopie permet au patient de lire, car les rayons lumineux issus du plan de lecture et  réfractés par cette zone sont focalisés sur la rétine. Ces mêmes rayons sont défocalisés pour la vision de loin, et peuvent expliquer la perception de halos, en particulier quand la pupille des patients est dilatée.

La carte OPD montre les variations (en Dioptrie) de la réfraction locale. L’anneau rouge est une zone de « myopie », induite par l’implant multifocal Rezoom, et qui permet au patient de lire sans lunettes (la myopie avoisinne 3 Dioptries si l’on se réfère à l’échelle à gauche)

L’implant Mplus (Oculentis) présente une absence de symétrie de révolution. Il doit être toutefois être positionné dans l’oeil selon un axe précis. Il possède une zone d’addition dioptrique de 3Dioptries, répartie sur un « secteur » dont le sommet coïncide avec la partie centrale de l’optique; en cas de dilatation pupillaire, le pourcentage de surface optique dédiée à la vision de près demeure constant. Cet implant multifocal génère logiquement des aberrations qui n’ont pas de symétrie de révolution (coma, tréfoil, etc.). Ces aberrations sont induites par la distribution de l’addition de près qui se fait de manière « trilobée ».

La carte des aberrations OPD SCAN III, obtenue sur un oeil implanté avec l’implant M PLus (Oculentis), permet de quantifier ces aberrations pour un diamètre de 5 mm :

Carte des aberrations totales (à gauche), cornéennes (au milieu) et internes (à droite). Les aberrations totales (oeil entier = cornée + implant) de haut degré ont été entourées en rouge. Les aberrations de haut degré internes (induites par l’implant M PLus) ont été entourées en bleu. Ces aberrations d’origine interne induisent la multifocalité: celle-ci aboutit à une dégradation du stigmatisme, mais procure une augmentation de la profondeur de champ permettant l’obtention d’une meilleure vision de près non corrigée.

La carte de la réfraction dans la pupille (carte OPD) permet de visualiser les zones dédiées à la vision de près.

Carte de la réfraction locale et ses variations (carte OPD, en dioptries) avec l’implant M Plus (Oculentis). Les zones où la vision de près et de loin sont réparties alternent sur environ 3 « lobes » chacunes séparées d »environ 120°.

Multifocalité et vision de loin

Même si l’enjeu premier de la multifocalité est de permettre de corriger la vision de près, la réussite d’une correction multifocale réside souvent dans sa capacité à ne pas « gêner » la vision de loin. La multifocalité est souvent assimilée à une multiplicité de puissances réfractives affectées à différentes zones pupillaire ; cependant, ce type de représentation ne permet pas de véritablement apprécier l’effet d’une correction multifocale sur la vision de loin, dont répétons le, le maintien d’une certaine qualité est l’élément clé d’une chirurgie réussie.
Il n’est pas possible de compenser la presbytie sans affecter la vision de loin avec les techniques qui visent à modifier la puissance optique de la cornée, quelles que soient ces techniques (LASIK pour presbytie et Supracor, traitement intra stromal comme l’Intracor, pose d’un inlay avec ou sans capot, etc…). De même les techniques qui reposent sur l’induction d’une multifocalité par insertion d’un implant de cristallin artificiel multifocal induisent une modification de la vision de loin.
Prétendre le contraire est un non-sens et témoigne soit d’une incompréhension des lois de l’optique, soit d’une attitude mercantile et/ou mensongère. (voire les deux à la fois !). Malheureusement, la chirurgie de la presbytie suscite une certaine convoitise et au fil des années, diverses techniques « révolutionnaires » se sont succédées, avant d’être suivie d’une vague de déception précédent leur abandon.
La réalisation d’une technique multifocale requiert ainsi un bilan préopératoire approfondi, qui inclut non seulement un examen ophthalmologique poussé, mais un dialogue avec le patient, qui devra aborder les motivations de celui-ci, son mode de vie, ses attentes, et son degré de compliance. C’est au terme de ce bilan que pourra être entériné le choix d’une technique multifocale pour la correction de la presbytie, ainsi que son mode de réalisation.
La vidéo suivante est une communication consacrée aux caractéristiques de certains implants multifocaux et accommodatifs:

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