La topographie cornéenne (corneal topography) est une technique d’examen non invasive qui mesure et visualise quantitativement la forme de la face antérieure de la cornée. Les premières recherches remontent au début du XVIIe siècle avec Scheiner, qui utilisait la réflexion de la cornée, et des progrès majeurs ont été réalisés avec l’introduction du disque de Placido à la fin du XIXe siècle.
La tomographie cornéenne (corneal tomography) est une technique avancée qui mesure la structure tridimensionnelle incluant non seulement la face antérieure mais aussi la face postérieure et la distribution de l’épaisseur cornéenne1). En clinique, la topographie et la tomographie sont combinées pour une évaluation cornéenne complète.
Topographie cornéenne
Objet mesuré : Forme de la face antérieure de la cornée
Principe : Principalement réflexion de l’anneau de Placido
Données fournies : Carte de puissance cornéenne (courbure)
Avantages : Haute reproductibilité et résolution spatiale. Convient pour l’astigmatisme irrégulier normal à modéré.
Tomographie cornéenne
Objet mesuré : Structure tridimensionnelle des faces antérieure et postérieure de la cornée
Principe : Caméra Scheimpflug ou OCT du segment antérieur
Données fournies : courbure antérieure et postérieure, élévation, carte d’épaisseur cornéenne
Avantages : permet d’évaluer la face postérieure de la cornée. Peut parfois mesurer même en cas d’opacité ou d’œdème 1)
La topographie est une technique qui mesure principalement la forme (courbure) de la face antérieure de la cornée à l’aide de la réflexion des anneaux de Placido. En revanche, la tomographie utilise une caméra Scheimpflug ou un OCT du segment antérieur pour mesurer la structure tridimensionnelle de la cornée, y compris les faces antérieure et postérieure ainsi que l’épaisseur. Dans le kératocône, les modifications de la face postérieure peuvent apparaître avant celles de la face antérieure, ce qui rend l’évaluation par tomographie plus importante.
Les principales indications cliniques de la topographie/tomographie cornéenne sont présentées ci-dessous.
Dépistage et suivi du kératocône : La topographie cornéenne est le gold standard pour le dépistage précoce des cas suspects de kératocône 6). Le kératocône précoce peut sembler normal à l’examen à la lampe à fente, et la topographie peut être le seul indice. L’aplatissement inférieur (rapport I-S ≥ 1,2) et une inclinaison de l’axe radial > 21° sont des motifs typiques 6). Chez les enfants et les jeunes adultes, une progression a été confirmée par tomographie dans 77 % des yeux 7), d’où l’importance d’un suivi régulier. Un cas atypique d’aplatissement latéral (kératocône temporal) a également été rapporté 3). Chez un patient de 14 ans, le Pentacam a détecté un aplatissement temporal et un amincissement, et le rapport T-N (temporal-nasal) s’est avéré plus utile que le rapport I-S pour le diagnostic 3).
Diagnostic de la dégénérescence marginale pellucide (DMP) : Dans la DMP, la topographie cornéenne révèle un motif caractéristique d’aplatissement inférieur appelé « pattern en pince de homard ». Chez un adolescent atteint de DMP, l’évaluation biomécanique cornéenne par Belin-Ambrosio enhanced ectasia display et Corvis ST a été utile pour le diagnostic 5).
Planification de la chirurgie réfractive et évaluation postopératoire : L’exclusion d’une ectasie cornéenne potentielle est essentielle pour déterminer l’éligibilité à la chirurgie réfractive 6). En postopératoire, elle est utilisée pour évaluer le changement dioptrique cornéen, détecter les ablations décentrées ou les échecs d’ablation. Dans le LASIK guidé par topographie (CONTOURA, etc.), les données de la face antérieure de la cornée obtenues par le Topolyzer Vario déterminent directement le motif d’irradiation laser 2).
Évaluation des irrégularités de la surface cornéenne : L’image de Placido est utile pour évaluer l’astigmatisme irrégulier dû aux infiltrats sous-épithéliaux après une conjonctivite à adénovirus. Les irrégularités fines de surface, difficiles à détecter sur la carte couleur SS-OCT, peuvent être visualisées comme des distorsions des anneaux4).
Autres indications : Évaluation de l’astigmatisme après chirurgie de la cataracte ou greffe de cornée, adaptation de lentilles de contact, évaluation des modifications de la forme cornéenne dues au ptérygion ou aux opacités cornéennes.
Les analyseurs de topographie cornéenne sont classés en trois grandes catégories selon leur principe de mesure1).
Des anneaux concentriques (disque de Placido) sont projetés sur le film lacrymal de la face antérieure de la cornée, et la courbure cornéenne est calculée à partir de la forme de l’image réfléchie. Il existe des modèles à grand cône (TMS, Atlas, etc.) et à petit cône (Keratograph, etc.), ainsi que des systèmes à LED couleur (Cassini)1).
Avantages : Haute résolution spatiale et reproductibilité. Idéal pour la mesure de la face antérieure de la cornée.
Limites : Sensible à l’instabilité du film lacrymal. La face postérieure de la cornée ne peut pas être mesurée. Seulement environ 60 % de la surface cornéenne est évaluée, ce qui limite la détection des pathologies périphériques (dégénérescence marginale pellucide, etc.)6).
L’image de Placido peut être utilisée qualitativement pour évaluer les irrégularités cornéennes sans appareil, particulièrement utile chez les enfants ou les patients non coopératifs4).
Des images Scheimpflug sont obtenues par une fente lumineuse rotative, permettant de reconstruire la structure tridimensionnelle des faces antérieure et postérieure de la cornée1). Les appareils représentatifs sont le Pentacam (Scheimpflug rotatif unique), le Galilei (double Scheimpflug + Placido) et le Sirius (Scheimpflug + Placido)1).
Avantages : Acquisition simultanée de la courbure des faces antérieure et postérieure, de l’élévation et de la carte d’épaisseur cornéenne.
Limites : Impossible d’observer les tissus non transparents à la lumière. L’angle iridocornéen est difficile à imager en raison de l’incidence oblique de la lumière. Problèmes de précision de correction dus à l’influence des surfaces réfractives.
| Appareil | Principe de mesure | Face antérieure | Face postérieure | Épaisseur cornéenne |
|---|---|---|---|---|
| Placido | Réflexion d’anneau | ○ | × | × |
| Scheimpflug | Fente rotative | ○ | ○ | ○ |
| AS-OCT | Interférence lumineuse | ○ | ○ | ○ |
La reconstruction tridimensionnelle de la cornée est réalisée à partir des coupes OCT 1). L’OCT à source balayée (SS-OCT, longueur d’onde 1 310 nm, CASIA, etc.) offre un large champ de mesure permettant de visualiser l’ensemble de la cornée en une seule image. L’OCT à domaine spectral (SD-OCT, longueur d’onde 840 nm) a un champ plus étroit mais offre une haute résolution.
Avantages : Permet l’analyse de la forme cornéenne même en présence d’opacité ou d’œdème. Non contact et rapide. Peu affecté par le film lacrymal. Peut être réalisé dans l’obscurité.
L’affichage Belin-Ambrosio Enhanced Ectasia Display intègre le profil spatial de l’épaisseur cornéenne et les déviations d’élévation des faces antérieure et postérieure sur le Pentacam, améliorant la précision du dépistage de l’ectasie cornéenne 5).
La tête du patient est fixée à l’aide d’une mentonnière et d’un appui-tête, et on lui demande de fixer une cible lumineuse. La mise au point et le centrage sont effectués avant la prise de vue. Il faut veiller à éviter une mauvaise fixation, une pression oculaire involontaire ou une déformation cornéenne due au soulèvement de la paupière. Au moins deux acquisitions sont réalisées pour vérifier la reproductibilité. Pour les porteurs de lentilles de contact, une période d’arrêt d’au moins deux semaines est recommandée 6).
Carte de puissance (axiale / tangentielle / réfractive) : Affiche la puissance cornéenne en code couleur. La puissance axiale est basée sur l’inclinaison et résiste au bruit. La puissance tangentielle (instantanée) reflète la courbure locale et est excellente pour identifier l’apex du kératocône. La puissance réfractive reflète les propriétés optiques basées sur la loi de Snell.
Carte d’élévation : Affiche la différence entre la surface cornéenne et une sphère de référence sous forme de hauteur. Des élévations isolées sur les faces antérieure et postérieure sont des indicateurs importants d’ectasie cornéenne 6). La carte d’élévation postérieure présente une sensibilité et une spécificité élevées pour la détection du kératocône fruste 6).
Carte pachymétrique : Affiche la distribution de l’épaisseur cornéenne. Dans une cornée normale, le centre est le plus fin et l’épaisseur augmente progressivement vers la périphérie. Une excentration de la zone la plus fine suggère une ectasie cornéenne.
| Carte | Utilisation principale | Caractéristiques |
|---|---|---|
| Puissance axiale | Évaluation globale de l’astigmatisme | Résistant au bruit |
| Puissance tangentielle | Détection des changements locaux | Utile pour identifier l’apex du cône |
| Élévation | Dépistage de l’ectasie | La face postérieure est un indicateur précoce |
Les lentilles de contact (en particulier les lentilles rigides) modifient temporairement la forme de la cornée, donc une période d’arrêt est nécessaire pour obtenir des données topographiques précises. En général, un arrêt d’au moins 2 semaines est recommandé pour les lentilles souples, et une période plus longue (2 à 4 semaines) pour les lentilles rigides. Dans des situations importantes comme l’évaluation de l’éligibilité à la chirurgie réfractive, une période d’arrêt stricte est requise.
Il existe trois définitions de la puissance cornéenne utilisées en topographie cornéenne.
Puissance axiale (puissance sagittale) : Pa = (n-1)/d. Calculée à partir de la distance d entre la normale au point de mesure et l’axe de référence. Robuste au bruit car basée sur la pente. C’est une extension de la mesure kératométrique à une zone plus large.
Puissance instantanée (puissance tangentielle) : Pi = (n-1)/r. Calculée à partir du rayon de courbure local r au point de mesure. Reflète plus précisément les changements de forme locaux, mais sensible au bruit.
Puissance réfractive (puissance focale) : Pr = n/f. Basée sur la distance focale f. Reflète le plus précisément les propriétés optiques selon la loi de Snell.
Les autokératomètres et les appareils de type Placido ne mesurent que la face antérieure de la cornée sans tenir compte de la face postérieure. En supposant que les formes des faces antérieure et postérieure sont proportionnelles, on utilise l’indice kératométrique (généralement 1,3375) au lieu de l’indice de réfraction du stroma cornéen pour calculer la puissance cornéenne totale. Cette hypothèse est généralement valable pour les cornées normales, mais après chirurgie réfractive ou en cas d’ectasie cornéenne, la proportionnalité est rompue, entraînant des erreurs1).
Dans une prise de vue idéale, le plan du capteur et le plan de l’objectif sont parallèles, mais pour des objets non plans comme la cornée, des distorsions d’image se produisent. Le principe de Scheimpflug consiste à incliner le plan du capteur et le plan de l’objectif de sorte que les tangentes aux plans objet, objectif et capteur se coupent en un point (point de Scheimpflug), permettant d’obtenir une image nette même pour des objets non plans1). Ce principe permet de capturer des coupes transversales de la cornée par fente lumineuse sans distorsion.
En combinant l’analyse de la forme cornéenne et l’analyse des aberrations du front d’onde, il est possible d’évaluer quantitativement les aberrations sphériques et cylindriques (aberrations du second ordre) ainsi que les aberrations d’ordre supérieur (coma, aberration sphérique, etc.). Les aberrations sont développées en polynômes de Zernike et quantifiées par la valeur RMS (root mean square). Dans le kératocône, une augmentation marquée de la coma verticale est caractéristique6). Certains appareils peuvent réaliser simultanément la topographie et l’analyse des aberrations1).
Ces dernières années, des appareils combinés intégrant la topographie, la tomographie et les mesures biométriques (longueur axiale, profondeur de la chambre antérieure, etc.) sont apparus1). Le concept de puissance cornéenne totale (Total Corneal Refractive Power) pour le calcul de la puissance des lentilles intraoculaires a été proposé, et on attend une amélioration de la précision du calcul de la puissance, en particulier pour la chirurgie de la cataracte après chirurgie réfractive1).
L’ablation personnalisée basée sur les données topographiques est largement utilisée en chirurgie réfractive. Les données de la surface cornéenne antérieure obtenues avec le Topolyzer Vario déterminent directement le motif d’irradiation laser pour la chirurgie CONTOURA 2). Un nomogramme 3Z a été proposé pour traiter les discordances entre les valeurs d’astigmatisme de la réfraction subjective et celles de la topographie 2). L’utilisation combinée de PTK et de PRK guidée par topographie pour les cicatrices cornéennes a également été rapportée.
L’affichage Belin-Ambrosio enhanced ectasia intègre le profil spatial d’épaisseur cornéenne (CTSP) et le pourcentage d’augmentation d’épaisseur (PTI), améliorant la précision de détection du kératocône fruste 5). L’indice tomographique et biomécanique (TBI), combiné au Corvis ST, permet un dépistage complet prenant en compte la biomécanique cornéenne 5). Le rapport de kératocône temporal 3), un cas atypique, suggère l’importance d’une évaluation multidirectionnelle incluant non seulement le rapport I-S standard mais aussi le rapport T-N.
Dans l’évaluation de l’astigmatisme irrégulier dû aux infiltrats sous-épithéliaux (SEI) post-adénovirus, il a été rapporté que l’image de mire des anneaux de Placido détecte plus sensiblement les irrégularités de surface que la carte couleur SS-OCT 4). La photographie séquentielle des anneaux de Placido a également été utile pour surveiller le traitement par collyre de tacrolimus 4). Même dans les environnements où les équipements avancés ne sont pas disponibles, l’évaluation qualitative de l’image des anneaux de Placido peut constituer un moyen simple et efficace de dépister les anomalies de la surface cornéenne.
Oui, la topographie cornéenne est la référence pour le dépistage précoce du kératocône. Même dans les cas de kératocône débutant où l’examen à la lampe à fente est normal, la topographie peut détecter des motifs caractéristiques tels qu’un aplatissement inférieur. De plus, l’utilisation combinée de la tomographie (Pentacam, etc.) permet d’évaluer les modifications de la face postérieure de la cornée et une évaluation globale via l’affichage Belin-Ambrosio, ce qui permet une détection encore plus précoce.
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