La biométrie oculaire est un examen préopératoire permettant aux chirurgiens ophtalmologistes de calculer la puissance de l’implant intraoculaire. Ce dernier remplacera le cristallin afin de récupérer en acuité visuelle en emmétropisant le patient ayant une cataracte ou celui ne souhaitant plus être dépendant d’une correction optique. Cet examen va donc apporter des éléments cruciaux au chirurgien grâce à la mesure de la longueur axiale (longueur du globe oculaire), de la kératométrie (mensurations cornéennes), de la profondeur de la chambre antérieure, du diamètre du blanc à blanc, de la détermination de l’axe visuel au regard de l’axe pupillaire, Ces mesures vont permettre d’obtenir une modélisation mathématique du système optique du patient et d’obtenir le meilleur équilibre binoculaire en post-opératoire.
Historique Le chirurgien ophtalmologiste est toujours en quête de précision afin d’obtenir le meilleur résultat réfractif possible. Cette précision ne passe pas seulement par l’acte chirurgical mais aussi par la précision des mesures, par le choix de la bonne constante optique (A) et par le choix adapté de la formule de calcul. C’est pourquoi au cours des années, plusieurs instruments de biométries optiques reposant sur des technologies ayant différentes caractéristiques ont vu le jour.
Echographie en mode A de contact L’échographie en mode A de contact, aussi appelé biométrie par ultra-sons a été le premier moyen pour obtenir la puissance de l’implant intraoculaire.
Cette technique consiste à placer une sonde sur l’apex cornéen afin de s’aligner manuellement avec la macula. Le faisceau traverse les différentes structures de l’œil tel que la cornée, le cristallin, le vitré, la rétine. À chaque milieu rencontré, la vitesse de propagation du faisceau diffère. Cette différence est ainsi marquée par un pic plus ou moins haut en fonction du milieu traversé. Les pics visibles sur écran correspondent ainsi à la face antérieure de la cornée, les faces antérieure et postérieure du cristallin, la structure vitréorétinienne et à la sclère. Et la « longueur axiale mesurée par échographie doit correspondre à la distance entre l’interface cornéenne antérieure et l’interface rétinovitréenne sur l’axe visuel ».
L’avantage de cette technique est lié surtout à la bonne pénétration du faisceau ainsi qu’à la répétabilité de prise de mesure afin d’avoir des résultats fiables. Cependant, le contact de la sonde sur la cornée peu parfois provoquer une légère pression cornéenne réduisant la longueur axiale de l’œil du patient. De plus, aucune indication montrant à l’examinateur qu’il est bien centré sur la cornée vis-à-vis de la macula. L’examen est donc peu reproductible car très examinateur-dépendant, et demande une bonne coopération patient ainsi qu’une bonne dextérité de l’opérateur.
Echographie en mode A par immersion Les limites rencontrées par l’échographie en mode A par contact a permis l’apparition d’un nouvel échographe, appelé par immersion. Cette dernière permet de relever les mesures par le même principe mais en ne réalisant plus de contact direct entre la sonde et la cornée. L’examinateur utilise un petit cylindre rempli de sérum physiologique ou de larmes artificielles en gel qu’il vient poser sur la conjonctive. Ainsi le stylet à ultra-sons se trouvant à distance de la cornée, ce dernier n’exerce ainsi aucune pression cornéenne. Les résultats sont donc plus fiables et la longueur d’onde n’est pas modifiée, la mesure est beaucoup plus reproductible à condition d’être bien alignée à l’axe visuel (lié à la dextérité de l'opérateur).
Echographie en mode B L’échographie s'est démocratisé depuis 4/5 ans .
Durant cet examen, le patient est souvent en position allongé fixant droit devant lui. L’examinateur se sert d’une sonde remplie de gel qu’il positionne sur l’œil du patient sans y être en contact.
Cette progression technique s’appuie sur la réflexion des différents milieux traversé par le faisceau. Et ce dernier permet d’avoir une « coupe axiale horizontale passant par le sommet de la cornée, la pupille, la face antérieure du cristallin, la face postérieure du cristallin et le pôle postérieur repéré par la papille ».
C’est grâce à l’hyper-réflectivité point par point qui donne une image finale que l’ophtalmologiste arrive à détecter des anomalies rétiniennes et avoir les différentes mesures préopératoires.
Cette technique peut non seulement être utile pour le calcul de la puissance de l’implant intraoculaire mais aussi à l’analyse de la rétine lorsque celle-ci n’est pas accessible directement par lampe à fente, notamment chez les patients ayant une cataracte blanche, chez qui il va être difficile d’examiner d’une autre manière, chez les patients ayant une hémorragie intravitréenne (HIA), une cornée opaque ou différentes pathologies oculaires...
Le seul inconvénient de l’échographie en mode B réside dans le fait de ne pas pouvoir distinguer la dépression fovéolaire.
Biométrie par interférométrie À ce jour, la biométrie par interférométrie reste la technique la plus récente. L’interférométrie est utilisée en Tomographie par Cohérence Optique (OCT). C’est une technique basée sur le déphasage du signal à l’aide d’un miroir pour créer une interférence entre deux signaux. Lors de l’acquisition sur un appareil utilisant l’interférométrie, un signal infrarouge proche de est envoyé et est réfléchit lorsqu’il traverse un dioptre oculaire. Cette réflexion est traduite sous forme de pic plus ou moins haut en fonction du milieu traversé par le faisceau. Et « la mesure de la longueur axiale est réalisée entre la face antérieure de la cornée et l’interface entre photorécepteurs et épithélium pigmentaire, correspondant à une longueur axiale plus longue que celle mesurée par échographie ».
Cette technologie a été intégrée pour la première fois dans un biomètre optique non-contact, le IOLMaster de Carl ZEISS en 1999. Appareil qui a révolutionné la biométrie oculaire avec un système de mesure non-contact bien supérieur en précision et plus reproductible que les systèmes traditionnels à ultrasons.
Puis quelques années plus tard, d’autres fabricants ont à leur tour commercialisé des biomètres optiques non-contact tels que le Lenstar LS 900 de chez Haag Streit, l’ AL-SCAN de NIDEK, TOPCON avec l’Aladdin.
H Eleftheriadis al. ont réalisé une étude afin de comparer les résultats réfractifs de la chirurgie de la cataracte par la biométrie par interférométrie (IOLMaster) et celle par aplanation (CompuScan AB, Storz). L’étude montre que la longueur axiale (LA) obtenue par le IOLMaster est plus longue () que celle par aplanation (). Et l’erreur de prédiction absolue est plus grande lors d’une échographie par aplanation que par la biométrie IOLMaster, soit, respectivement, 0,41 D contre 0,25 D.
Le IOLMaster utilisant le principe d’interférométrie améliorerait donc les résultats de réfractions et serait plus précise que la biométrie par ultrasons par aplanation.
Biométrie avec coupe OCT La tomographie par cohérence optique à source balayée (Swept Source Biometry) a été introduite initialement par le IOLMaster 700.
La longueur d’onde de 1050 à 1060 nanomètre offre une meilleure pénétration optique, bien supérieure à celles ayant des longueurs d’onde inférieures tels que le IOLMaster 500, le Lenstar LS900. En effet, aujourd’hui, seuls trois biomètres optiques utilisent l’OCT Swept Source : le IOLMaster 700 pionnière de cette nouvelle technologie, suivi par l’Argos et l’OA-2000 .
Cette nouvelle technologie permet la visualisation de la fovéa alertant ainsi l’utilisateur de la bonne ou mauvaise fixation du patient lors de la prise de mesure. Aussi, la kératométrie télécentrique qui permet de récupérer les mesures de puissances cornéennes est similaire à celle du IOLMaster 500.
Certaines études ont été réalisées afin de comparer l’Argos au IOLMaster 500., ainsi que l’Argos., l’OA-2000. et le IOLMaster 700 au IOLMaster 500. Ces études montrent bien que l’OCT Swept Source permet d’obtenir une précision bien plus élevée pour la mesure de la longueur axiale et par conséquent d’avoir moins de résultats réfractifs inattendus.
Les différentes mesures préopératoire La longueur axiale La longueur axiale correspond à la distance entre la face antérieure de la cornée et la fovéa au niveau de l’épithélium pigmentaire de la rétine.
Celle-ci diffère selon qu'un patient est myope, emmétrope ou hypermétrope. Chez les personnes emmétropes (sans défauts optiques), la longueur axiale est en moyenne égale à et les rayons lumineux focalisent directement sur la fovéa.
Une légère augmentation de la longueur axiale, soit de , peut provoquer une myopie de -2,75D. L’élongation de la longueur axiale met donc en avant un œil trop long entrainant une mauvaise focalisation des rayons lumineux trop en avant et se définissant par une vision trouble de loin.
À l’inverse, les hypermétropes ont une longueur axiale inférieur à et les rayons lumineux focalisent en arrière de la rétine. Les patients ayant une hypermétropie axile ont donc un œil trop court et une vision trouble de près. Ces patients ont souvent tendance à accommoder en permanence afin de refocaliser l’image sur la rétine.
La mesure de la longueur axiale est un élément essentiel pour le calcul de la puissance de l’implant intra-cornéen. Comme évoqué précédemment, elle peut être mesurée de différentes manière. En général, les patients amétropes se faisant opérer de la cataracte souhaitent ne plus porter de correction optique après intervention et veulent avoir une bonne vision de loin ou garder une légère myopie afin de pouvoir garder une bonne vision de près. C’est pourquoi le calcul de la puissance de la lentille intraoculaire (LIO) doit prendre en compte la longueur axiale afin d’atteindre cet objectif.
Nous retrouvons le principe d’interférométrie sur différents appareils tels que : le IOLMaster 500, Lenstar LS900., AL-SCAN. et Aladdin..
D’autre part, afin d’obtenir une meilleure précision de la longueur axiale, le IOLMaster 700 intègre la technique de l’OCT Swept Source afin de vérifier, grâce à l’imagerie, l’alignement de la macula).
La kératométrie La kératométrie est l’une des mesures importantes avec la longueur axiale pour le calcul de la puissance de l’implant intraoculaire.
Cette dernière permet de mesurer, de manière objective, le pouvoir réfractif cornéen grâce aux rayons de courbure de la face antérieure de la cornée dans les deux méridiens principaux. La différence entre K1 (axe le plus cambré) et K2 (axe le plus plat) permet de déterminer l’astigmatisme cornéen.
La kératométrie peut être mesurée à l’aide de plusieurs types d’appareils tels que le kératomètre (manuel ou automatique), les topographes (dérivée du disque de Placido) ainsi que par la plupart des biomètres optiques.
La kératométrie de Javal (1880) a été le premier appareil à mesurer les rayons de courbure de la cornée. Ce kératomètre manuel permettait d’obtenir le méridien principal sur un diamètre de . La projection sur la zone centrale de la cornée et l’affrontement des images centrales par la rotation de 90° permettait de récupérer la mesure des rayons dans les méridiens principaux.
Le kératomètre manuel à progressivement disparu avec l’arrivé du kératomètre automatique. Ce dernier a été intégré progressivement à l’auto-réfractomètre et permet de mesurer de manière rapide et facile grâce aux 3 prises de mesures. Tout comme le kératomètre de Javal, il mesure les quatre points de mesures sur un diamètre de .
Enfin, les kératomètres associés aux systèmes par infrarouges sont ceux les plus utilisés, permettent d’obtenir des mesures précises et fiables et entrent dans les formules de calcul pour le choix de l’implant intraoculaire. Nous retrouvons ces méthodes dans les appareils, énumérés plus hauts, utilisant le principe d’interférométrie.