L’analyse de la forme cornéenne (topographie cornéenne) est un examen qui mesure quantitativement la courbure et la forme des faces antérieure et postérieure de la cornée. Ses principaux objectifs sont la détection et la quantification de l’astigmatisme irrégulier cornéen, l’évaluation de la progression de la maladie et l’application à la chirurgie réfractive.
Historiquement, au début du XVIIe siècle, Scheiner a utilisé la réflexion cornéenne pour ses recherches, et le disque de Placido a été introduit à la fin du XIXe siècle. Les appareils modernes utilisent des anneaux concentriques, une lumière en fente ou une lumière interférentielle pour cartographier l’ensemble de la cornée avec une haute précision.
La topographie cornéenne 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 cornéenne est une technique avancée qui mesure la structure tridimensionnelle de la cornée, y compris les faces antérieure et postérieure ainsi que l’épaisseur, à l’aide d’une caméra Scheimpflug ou d’un OCT du segment antérieur1). En clinique, on combine la topographie et la tomographie pour une évaluation complète de la cornée.
Topographie cornéenne
Objet mesuré : Forme de la face antérieure de la cornée
Principe : Principalement réflexion des anneaux 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 : Cartes de courbure antérieure et postérieure, d’élévation et d’épaisseur cornéenne
Avantages : Permet l’évaluation de la face postérieure de la cornée. Peut mesurer même en cas d’opacité ou d’œdème1).
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 mesure la structure tridimensionnelle de la cornée, y compris les faces antérieure et postérieure ainsi que l’épaisseur, à l’aide d’une caméra Scheimpflug ou d’un OCT du segment antérieur. Dans le kératocône, les modifications de la face postérieure peuvent apparaître avant celles de la face antérieure, donc l’évaluation par tomographie est plus importante.
Les analyseurs de la topographie cornéenne sont classés en quatre grandes catégories selon leur principe de mesure 1).
Les anneaux de Mire (cercles concentriques noirs et blancs) sont projetés sur la face antérieure de la cornée (film lacrymal précornéen) et la forme de leur image réfléchie permet de mesurer quantitativement le rayon de courbure et la puissance réfractive de la cornée. Appareils représentatifs : TMS (TOMEY), Atlas, Keratograph.
Avantages : Haute résolution spatiale et reproductibilité. Idéal pour la mesure de la face antérieure de la cornée.
Limites : Influencé par l’instabilité du film lacrymal. La face postérieure de la cornée n’est pas mesurable. Seulement environ 60 % de la surface cornéenne est évaluée, ce qui limite la détection des lésions périphériques 6). En cas d’anomalies cornéennes sévères, la visualisation des anneaux de Mire devient difficile.
L’image de Mire des anneaux de Placido permet une évaluation qualitative des irrégularités cornéennes sans appareil de mesure, particulièrement utile chez les enfants et les patients non coopératifs 4).
Une caméra Scheimpflug photographie la lumière de fente rotative pour reconstruire la structure tridimensionnelle des faces antérieure et postérieure de la cornée. Il est possible de mesurer la forme des faces antérieure et postérieure, l’épaisseur cornéenne, ainsi que la puissance réfractive globale et les aberrations d’ordre élevé de la cornée 1). Appareils représentatifs : Pentacam (OCULUS), Galilei (double Scheimpflug + Placido), Sirius (Scheimpflug + Placido).
Avantages : Acquisition simultanée des courbures antérieure et postérieure, de l’élévation et de la carte d’épaisseur cornéenne.
Limites : Éblouissement pendant la mesure ; en cas d’opacité cornéenne, la diffusion rend difficile la visualisation des coupes.
L’analyse par interférométrie optique permet de réduire l’influence des larmes et des opacités, et d’obtenir des informations sur la périphérie. Le SS-OCT (longueur d’onde 1 310 nm) est représenté par le CASIA2 (TOMEY), avec un large champ de mesure permettant de visualiser l’ensemble de la cornée en une seule image. Le SD-OCT (longueur d’onde 840 nm) offre une haute résolution.
Avantages : Non contact, rapide, évaluable même en cas d’opacité cornéenne. Peu d’influence du film lacrymal.
Limite : Ne convient pas à l’évaluation de la rupture du film lacrymal (sécheresse oculaire).
En combinant un appareil de type Placido (mesure de la forme cornéenne et des aberrations) et la méthode de Hartmann-Shack (mesure des aberrations du système réfractif par capteur de front d’onde), il est possible de comparer les données de réfraction cornéenne et les données de réfraction oculaire.
Les caractéristiques de chaque appareil sont présentées ci-dessous.
| Appareil | Principe de mesure | Face antérieure | Face postérieure | Épaisseur cornéenne |
|---|---|---|---|---|
| Type Placido | Réflexion d’anneaux | ○ | × | × |
| Type Scheimpflug | Fente rotative | ○ | ○ | ○ |
| OCT du segment antérieur | Interférence lumineuse | ○ | ○ | ○ |
Fixez la tête du patient sur la mentonnière et l’appui-tête, et demandez-lui de regarder droit devant le point de fixation. La mise au point et le centrage sont directement liés à la précision de la mesure. Encouragez une ouverture suffisante des paupières pour minimiser l’influence des paupières. Effectuez au moins deux prises de vue pour vérifier la reproductibilité.
Période d’arrêt des lentilles de contact : Les lentilles de contact modifient temporairement la forme de la cornée. Pour obtenir des données précises, il est nécessaire d’arrêter le port des lentilles rigides (RGP) pendant au moins 2 semaines et des lentilles souples pendant au moins 1 semaine. Pour l’évaluation de l’éligibilité à la chirurgie réfractive, il est recommandé d’effectuer plusieurs mesures après l’arrêt des lentilles et de vérifier la reproductibilité6).
Lors de la vérification des résultats, vérifiez d’abord que la mise au point et le centrage sont dans une plage acceptable, et que la numérisation automatique n’a pas mal identifié différents anneaux. Ensuite, évaluez la carte de codes couleur pour l’échelle de puissance.
Les indices suivants sont utilisés pour l’évaluation quantitative de la forme cornéenne.
| Indice | Signification |
|---|---|
| SimK (Kératométrie simulée) | Valeur la plus élevée parmi les moyennes des anneaux 6 à 8 du méridien cornéen |
| SimK1/Ks | Méridien principal fort |
| SimK2/Kf | Méridien orthogonal à SimK1 |
| AveK (Kératométrie moyenne) | Moyenne de SimK1 et SimK2 |
| MinK (Kératométrie minimale) | Méridien principal faible |
| SAI (Indice d’asymétrie de surface) | Indice de symétrie de la forme cornéenne |
| SRI (Indice de régularité de surface) | Indice d’uniformité locale de la cornée |
| PVA (Acuité visuelle potentielle) | Acuité visuelle corrigée prédite par le SRI |
Carte de puissance (Axiale / Tangentielle / Réfractive) : Affiche la puissance cornéenne en code couleur. La puissance axiale est basée sur la pente, résistante au bruit et adaptée à l’évaluation globale de l’astigmatisme. 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 en hauteur. Des élévations isolées sur les faces antérieure et postérieure sont des indicateurs importants d’ectasie cornéenne 6). La carte d’élévation postérieure montre 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.
Les lentilles rigides (RGP) nécessitent un arrêt d’au moins 2 semaines, et les lentilles souples d’au moins 1 semaine. Les lentilles de contact modifient temporairement la forme cornéenne, il est donc recommandé, en particulier pour l’indication de la chirurgie réfractive, d’effectuer plusieurs mesures après l’arrêt pour confirmer la reproductibilité 6).
La topographie cornéenne est l’étalon-or pour le dépistage précoce des cas suspects de kératocône 6). Le kératocône précoce peut souvent sembler normal à l’examen à la lampe à fente, et la topographie peut être le seul indice.
Signes en topographie de Placido : irrégularité des anneaux centraux, impossibilité de projeter les anneaux périphériques, composante asymétrique importante. Un aplatissement inférieur (rapport I-S ≥ 1,2) et une inclinaison de l’axe radial ≥ 21° sont des motifs typiques 6). Les méthodes de Klyce/Maeda et Smolek/Klyce sont utilisées comme indices de dépistage.
Signes en caméra Scheimpflug : un décentrement inférieur de la protrusion de la face postérieure de la cornée et un amincissement cornéen peuvent être détectés précocement. La carte d’élévation postérieure peut apparaître avant les modifications antérieures.
OCT du segment antérieur : permet d’évaluer l’amincissement du stroma cornéen et la protrusion conique centrale à inférieure avec une résolution d’environ 10 μm.
Le Belin-Ambrosio enhanced ectasia display est une fonction du Pentacam qui intègre le profil spatial de l’épaisseur cornéenne (CTSP), l’augmentation en pourcentage de l’épaisseur (PTI) et les déviations des élévations antérieure et postérieure, améliorant ainsi la précision du dépistage de l’ectasie cornéenne 5). L’indice tomographique et biomécanique (TBI) combiné avec le Corvis ST permet un dépistage global prenant en compte la biomécanique cornéenne 5).
Dans le kératocône temporal (temporal keratoconus), le rapport I-S standard peut se situer dans la plage normale. Chez un patient de 14 ans, le Pentacam a détecté un aplatissement temporal et un amincissement, et le rapport T-N (temporal-nasal) a été utile pour le diagnostic 3). Cela suggère l’importance d’une évaluation multidirectionnelle, pas seulement du rapport I-S.
Dans la dégénérescence marginale pellucide (PMD), un motif caractéristique d’aplatissement inférieur appelé « pince de homard » (lobster claw) est détecté. Chez un adolescent, le Belin-Ambrosio enhanced ectasia display et l’évaluation biomécanique cornéenne par Corvis ST ont été utiles pour le diagnostic 5).
Le système de classification ABCD est utilisé pour évaluer la progression de l’ectasie cornéenne. Il comprend les quatre éléments suivants 6) :
La définition de la progression est la confirmation d’au moins deux des éléments suivants : raideur de la face antérieure, raideur de la face postérieure et amincissement6). Chez les enfants et les jeunes adultes, une progression tomographique a été confirmée dans 77 % des yeux7), et un suivi régulier est important.
La topographie cornéenne est le gold standard pour le dépistage précoce du kératocône6). Même dans les cas de kératocône débutant où l’examen à la lampe à fente semble normal, la topographie peut détecter des motifs caractéristiques tels qu’une raideur inférieure. L’utilisation conjointe de la tomographie (Pentacam, etc.) permet d’évaluer les modifications de la face postérieure de la cornée et une évaluation globale via l’affichage de Belin-Ambrosio, ce qui permet une détection plus précoce.
Lorsque la progression est confirmée par la classification ABCD, le cross-linking cornéen (CXL) est indiqué. Après le CXL, un suivi tous les 6 mois à 1 an permet de confirmer l’arrêt de la progression. La topographie et la tomographie sont également utilisées pour évaluer la forme cornéenne après CXL.
L’exclusion d’une ectasie cornéenne latente est essentielle pour déterminer l’indication de la chirurgie réfractive6). Si le dépistage topographique révèle une anomalie, la chirurgie doit être annulée et on envisage des lentilles de contact rigides ou une greffe de cornée.
La PRK et la SMILE présentent un risque plus faible d’ectasie cornéenne postopératoire par rapport au LASIK6). En postopératoire, la topographie est utilisée pour évaluer les changements dioptriques cornéens et détecter un décentrement de l’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 laser2). Un nomogramme 3Z a été proposé pour gérer les discordances entre l’astigmatisme réfractif subjectif et l’astigmatisme topographique2).
La topographie est utilisée pour évaluer l’astigmatisme cornéen irrégulier avant la chirurgie de la cataracte. Elle contribue à améliorer la précision de l’axe des lentilles toriques. Elle est également utilisée pour évaluer l’astigmatisme après greffe de cornée, l’adaptation des lentilles de contact et les modifications de la forme cornéenne dues au ptérygion.
De plus, pour l’évaluation de l’astigmatisme irrégulier dû aux infiltrats sous-épithéliaux (SEI) après conjonctivite à adénovirus, il a été rapporté que l’image de l’anneau de Placido (mires) détecte plus sensiblement les irrégularités de surface que la carte couleur SS-OCT4). La photographie séquentielle de l’anneau de Placido a également été utile pour le suivi du traitement par collyre de tacrolimus4).
Il existe trois types de 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 grâce à l’inclinaison, elle étend la mesure équivalente à un kératomètre 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. Elle reflète plus précisément les changements de forme locaux, mais est sensible au bruit.
Puissance réfractive (puissance focale) : Pr = n/f. Basée sur la distance focale f. Elle reflète le plus précisément les propriétés optiques selon la loi de Snell.
Les autokératomètres et les appareils à disque de Placido ne mesurent que la face antérieure de la cornée et ne tiennent pas compte de la face postérieure. En supposant que les formes des faces antérieure et postérieure sont proportionnelles, l’indice kératométrique (généralement 1,3375) est utilisé pour calculer la puissance cornéenne totale. Cette hypothèse est généralement valable pour les cornées normales, mais après une chirurgie réfractive ou en cas d’ectasie cornéenne, la proportionnalité entre les faces antérieure et postérieure est rompue, entraînant des erreurs1).
Le principe de Scheimpflug consiste à incliner le plan de la lentille et le plan de l’image de sorte que les tangentes aux plans objet, lentille et image se coupent en un point (point de Scheimpflug), permettant d’obtenir une image nette même pour des objets non plans1). Ce principe permet de photographier sans distorsion une coupe transversale de la cornée éclairée par une fente lumineuse.
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 topographie/tomographie et mesures biométriques (longueur axiale, profondeur de la chambre antérieure, etc.) ont fait leur apparition 1). Le concept de puissance cornéenne totale (Total Corneal Refractive Power) pour le calcul de la puissance des lentilles intraoculaires a été proposé, et on espère une amélioration de la précision du calcul, en particulier pour la chirurgie de la cataracte après chirurgie réfractive 1).
La recherche sur l’analyse de la forme cornéenne utilisant l’IA (apprentissage automatique et profond) progresse. L’application à la détection automatique du kératocône et à la prédiction de sa progression à partir de données topographiques est à l’étude, mais elle en est encore au stade de la recherche.
Le signalement de cas atypiques de kératocône temporal 3) montre l’importance d’une évaluation multidimensionnelle incluant non seulement le rapport I-S standard mais aussi le rapport T-N. La réévaluation des disques de Placido indique que, même dans des environnements où des appareils sophistiqués ne sont pas disponibles, l’évaluation qualitative peut constituer un moyen simple de dépistage des anomalies de la surface cornéenne 4).
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