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Profil d’ablation: astigmatismes composés

La correction de l’astigmatisme composé dépend du type d’astigmatisme, et de son association avec une myopie ou une hypermétropie.

Astigmatismes composés

Les astigmatismes composés, ou amétropies sphéro-cylindriques composées, regroupent :

-l’astigmatisme myopique composé (AMC) : ex –2(-3×90°) : tous les méridiens cornéens sont « myopes » (leur degré de myopie varie entre deux extrêmes : dans l’exemple proposé, entre -2D -erreur du mériden 90° et -5 D – erreur du méridien opposé, à 0°)

-l’astigmatisme hypermétropique composé (AHC) : ex :+2 (+1×0°) : tous les méridiens cornéens sont « hypermétropes » (là aussi, variation entre les deux méridiens extrêmes)

-l’astigmatisme mixte (AM) : ex :+3(-5×0°) : certains méridiens sont « myopes » (de part et d’autre de l’axe 90°) et certains méridiens sont « hypermétropes » (de part et d’autre de l’axe 0°) !

Pour comprendre l’établissement des profils d’ablation conventionnels, on peut utiliser une approche séquentielle pour le traitement de l’astigmatisme composé. Les composantes sphériques et cylindriques sont considérées séparément dans l’établissement du profil d’ablation. Elle peuvent être traitées séparément (successivement pour les systèmes à faisceau plein ou fente balayante) ou conjointement dans le cas des systèmes à balayage par spots (une fois la séquence totale établie, la délivrance des spots peut être effectuée dans un ordre « aléatoire »).

Expression des astigmatismes composés

Les astigmatismes myopiques et hypermétropiques composés peuvent être exprimées et traités en utilisant différentes expressions sphéro-cylindriques (1-3) :

–   expression dite en « cylindre positif » : exemple : -3 (+2×90°) (AMC), +4(+3×0°) (AHC), -1(+3×0°) (AM)

–   expression dite en « cylindre négatif » : exemple : -1(-2×0°) (AMC), +7(-3×90°) (AHC), +2(-3×90°) (AM)

–   expression dite en « cylindres croisés » où l’astigmatisme est décomposé en deux cylindres de même magnitude mais de signes opposés, la sphère correspondant alors à l’équivalent sphérique :

exemple (+1×90°)(0°-1)-2 (AMC), (+1,5×0°)(-1,5×90°)+5,5 (AHC), (+1,5×0°)(-1,5×90°)+0,5 (AM)

Une quatrième expression dite bitorique peut être utilisée pour l’astigmatisme mixte : (+2×0°)(-1×90°). Dans cette expression, les cylindres n’ont pas forcément la même magnitude, auquel cas l’équivalent sphérique serait nul.

Une même amétropie peut donc être désignée par différentes expressions sphéro-cylindriques, selon qu’elle sera exprimée en cylindre positif, négatif , croisés, ou en formule bitorique. Toutefois, pour une même amétropie et quand tous les autres paramètres sont égaux (diamètre des zones optiques et de transition), les traitements séquentiels correspondant à ces différentes expressions ne mènent pas tous à la même quantité de tissu photoablaté dans le cas des astigmatismes mixtes et hypermétropique composé.

L’expression la plus économe en matière de tissu photoablaté est celle qui comprend la plus grande magnitude de cylindre positif (1,2).

Représentation graphique

Voici un exemple de représentation schématique d’un lenticule retiré pour la correction d’un astigmatisme mixte (zone optique seule).

lenticule astigmatisme mixte profil d'ablation

Astigmatisme mixte : stratégie dite en cylindre positif : (-1) (+3x90°). En regard des méridiens principaux, le profil d’ablation cylindrique positif est souligné en vert, et le profil d’ablation sphérique négatif est souligné en rouge.

En effet, le traitement dit en cylindre négatif correspond en réalité à la somme d’un traitement en cylindre positif et sphère négative .

formule cylindre negatif cylindre positif relation correction laser

Décomposition du traitement cylindrique négatif pur : tout traitement cylindrique négatif pur peut être décomposé en un traitement séquentiel combinant un traitement négatif sphérique et un traitement positif cylindrique.

Ainsi, quand le laser traite (-2×0°), tout se passe comme si le laser traitait successivement (+2×90°) et (-2) ! Associer dans la même séquence thérapeutique un traitement en cylindre négatif et une sphère positive n’est pas logique si l’on veut minimiser la profondeur d’ablation. En effet, la combinaison de tout ou partie de la composante sphérique négative incluse dans le traitement cylindrique négatif et de la sphère positive résulte en un l’ablation d’un lenticule à face parallèles au sein de la zone optique (et donc sans pouvoir optique théorique).

Par exemple, si l’astigmatisme hypermétropique composé +1(+2×90°) est traité en mode cylindrique négatif +3 (-2×180°), cela résultera en l’ablation d’un lenticule à face parallèles. En effet, le traitement +3(-2×180°) peut de décomposer de la manière suivante : (+3) (-2) (+2×90°). L’association du traitement (+3) (-2) peut-être qualifiée de « redondante » puisque son effet réfractif égal au traitement +1 consommera un volume de tissu cornéen bien supérieur (lenticule à face parallèle dont l’épaisseur est égale à l’épaisseur maximale d’un traitement réfractif de (-2) ou (+2).

Astigmatisme hypermétropique composé cylindre positif cylindre négatif

Représentation schématique en image de synthèse du profils d’ablation effectué selon les méridiens principaux pour le traitement de l’astigmatisme hypermétropique composé : comparaison entre les stratégies en cylindre positif et négatif. La stratégie en cylindre négatif n’est pas logique si l’on veut minimiser le volume de tissu cornéen photoablaté, car elle consiste à traiter la composante cylindrique de l’erreur réfractive en induisant dans un premier temps une erreur égale à +3D (la focale la moins éloignée de la rétine est « repoussée » en arrière par le traitement cylindrique négatif). Cette stratégie implique la délivrance d’une photoablation au centre de la cornée. En stratégie utilisant le cylindre positif, la focale la plus éloignée est ramenée en avant, puis la sphère résiduelle après traitement cylindrique égale à +1D est traitée. Cette stratégie épargne le centre de la cornée et induit une moindre profondeur d’ablation à la périphérie de la zone optique.

De même, il est possible de démontrer en utilisant une méthode de décomposition similaire que les stratégies en cylindre positif et en traitement bitorique aboutissent à des volumes strictement identiques de tissu photoablaté pour le traitement de l’astigmatisme mixte.

Il est légitime de se demander pourquoi le traitement cylindrique négatif a pu être utilisé ou proposé par certains lasers pour le traitement des astigmatismes mixtes ou hypermétropiques. L’existence de systèmes de délivrance à diaphragme et masques parallèles rendant relativement aisée un traitement cylindrique négatif, ainsi qu’une programmation conforme à l’expression réfractive en cylindre négatif explique peut-être ce fait. Rappelons qu’aux Etats-Unis, tous les lasers du marché n’ont pas encore reçu simultanément l’autorisation de la Food and Drug Administration (FDA) d’utiliser le traitement cylindrique positif avec le traitement cylindrique négatif. Ceci peut paraître surprenant si l’on considère que le traitement de l’astigmatisme repose implicitement sur la réalisation d’un traitement cylindrique positif ! Il est à noter que l’expression d’un astigmatisme myopique composé ne comportera pas de composante sphérique positive quelque soit la formule de réfraction choisie. Chacune de celle-ci sera donc équivalente en terme de volume photoablaté.

En pratique, ces considérations théoriques sont aujourd’hui dispensables, à condition d’utiliser un laser muni d’un logiciel « moderne »,  qui convertit systématiquement la formule rentrée dans le laser en la stratégie de traitement la plus économe.

Le choix des dimensions des zones de transition est possible sur certains lasers. Idéalement, ces dimensions doivent dépendre de l’amétropie composée traitée et de la formule choisie. En général, elles doivent correspondre à un contour globalement elliptique dont le grand axe est aligné sur le méridien initialement le plus plat.

Le traitement en cylindres croisés (cross-cylinder) aboutit a une ablation de tissu supérieure à la formule en cylindre positif quand l’équivalent sphérique de l’amétropie traitée est positif . En fait, cette modalité a été proposée par Vinciguerra et coll. dans le but de pallier aux imperfections qu’ont certains lasers à traiter les amétropies cylindriques  (surcorrection au niveau des méridiens non principaux). La superposition de ces traitements cylindriques positifs et négatifs permettrait ainsi de compenser ces imperfections, et de régulariser la surface cornéenne, avant la réalisation du traitement de l’équivalent sphérique. La réalisation d’une ablation de type photokératectomie thérapeutique, masquée au sein de cette stratégie, explique peut-être les résultats rapportés par ces auteurs.

Enfin, il est important de noter que toute ablation redondante au niveau de la zone optique entraîne une ablation supplémentaire au niveau de la zone de transition. Il faudra en effet photoablater un volume supplémentaire de tissu cornéen afin de niveler un sillon périphérique plus profond . A amétropie sphéro-cylindrique égale, plus la stratégie choisie est consommatrice en tissu cornéen en regard de la zone optique, la réalisation de la zone de transition est coûteuse en tissu cornéen.

zone de transition stratégie cylindre positif négatif astigmatisme mixte

Représentation en images de synthèse des zones de transition pour l’astigmatisme mixte : comparaison entre les stratégies en cylindre positif et en cylindre négatif. A pente de zone de transition constante, la stratégie en cylindre négatif implique une zone de transition plus large, et plus coûteuse en tissu cornéen.

Références :

1) Azar DT, Primack JD. Theoretical analysis of ablation depths and profiles in laser in situ keratomileusis for compound  and mixed astigatism. J Cataract Refract Surg 2000;26:1123-1136

2) Gatinel D, Hoang-Xuan T, Azar D. Three-dimensional representation and qualitative comparison of the   amount of tissue ablation for the treatment of mixed and compound astigmatism. J Cataract Refract Surg, 2002, 28(11):2026-34

3) Ibrahim O. Laser in situ keratomileusis for hyperopia and hyperopic astigmatism. J Cataract Refract Surg,2000;26:1223-36

4) Vinciguerra P, Sborgia M, Epstein D, Azzolini M, MacRae S. Photorefractive keratectomy to correct myopic or hyperopic astigmatism with a cross-cylinder ablation. J Refract Surg 1999;15:S183-S185

5) Vinciguerra P, Camesasca FI. Cross cylinder ablation. Pp 319-327. In customized corneal ablation. The quest for supervision.Mc Rae SM, Krueger RR, Applegate RA. Slack incorporated. Thorofare, NJ

6)  Munnerlyn CR, Koons SJ, Marshall J.  Photorefractive keratectomy: a technique for laser refractive surgery.  J Cataract Refract Surg.  1988;14:46-52.

7) Gallinaro C, Toulemont PJ, Cochener B, Colin J. Excimer laser photorefractive keratectomy to correct astigmatism. J Cataract Refract Surg,1996;22:557-563

8) Shah S, Smith RJ, Peiger S, Chateterjee A. effect of an elliptical optical zone on outcome of photoastigmatic refractive keratectomy. J Refract Surg,1999;15:188-191

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