Les profils de photoablation cornéenne en chirurgie réfractive. Partie 1 : la quête de l excellence

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1 Journal français d ophtalmologie (2011) xxx, xxx xxx Disponible en ligne sur REVUE GÉNÉRALE Les profils de photoablation cornéenne en chirurgie réfractive. Partie 1 : la quête de l excellence Ablation profiles in refractive surgery. Part 1: In search of excellence D. Smadja a,,b, G. Reggiani-Mello b,c, D. Touboul a, J. Colin a a Unité de segment antérieur et de chirurgie réfractive, service d ophtalmologie, hôpital Pellegrin, centre hospitalier universitaire de Bordeaux, place Amélie-Raba-Léon, Bordeaux cedex, France b Cole Eye Institute, Refractive surgery department, Cleveland Clinic, 9500 Euclid avenue, Cleveland, Ohio, États-Unis c Federal University of Paran Rua XV de Novembro, 1299, CEP , Curitiba, Brésil Reçu le 13 juin 2011 ; accepté le 2 septembre 2011 MOTS CLÉS Chirurgie réfractive ; Photoablation cornéenne ; Traitements aberrométriques ; Topographie ; Traitements asphériques Résumé Objectif. Discuter les différents profils d ablation en chirurgie réfractive, leurs caractéristiques techniques, les résultats cliniques et leurs limitations. Matériel et méthodes. Revue de la littérature. Résultats. Avec l émergence de la technologie basée sur le front d onde, de nouveaux profils de photoablation ont été développés, permettant la personnalisation des traitements réfractifs et la diminution des symptômes visuels nocturnes qui entachaient la réputation des chirurgies réfractives. De nombreuses études comparant ces nouveaux traitements ou les différentes plateformes excimer ont été publiées dans la littérature ces dix dernières années. Cependant, ces nouveaux algorithmes de traitement ont-ils démontré une réelle supériorité par rapport au traitement conventionnel en termes de performances visuelles? Conclusion. Malgré les avancées technologiques, et l amélioration des résultats visuels par les photoablations personnalisées par rapport aux photoablations conventionnelles, la promesse de l excellence en termes de performance visuelle n a pas encore été atteinte avec ces différentes technologies. L émergence d une nouvelle technologie basée sur le «ray tracing» est actuellement en cours d étude et pourrait théoriquement produire un profil d ablation personnalisée idéal Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Auteur correspondant. Adresse david.smadja@chu-bordeaux.fr (D. Smadja) /$ see front matter 2011 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi: /j.jfo

2 2 D. Smadja et al. KEYWORDS Refractive surgery; Ablation profiles; Wavefront guided; Topography guided; Wavefront optimized; Aspheric treatment Summary Purpose. To provide an overview of the clinical results of various ablation profiles and discuss their technical characteristics and limitations. Materials and methods. Literature review. Results. With the emergence of wavefront technology, new photoablation profiles have been developed, allowing for customization of refractive treatments and reduction of nocturnal visual symptoms, which adversely affect the reputation of refractive surgery. Over the past decade, several comparative studies have been published in the literature aiming to demonstrate either the superiority of wavefront-guided correction over conventional, or one laser platform over another. However, has an ideal treatment algorithm really emerged from these studies? Does one ablation profile clearly demonstrate superiority over another, in terms of visual performance? Conclusion. Despite technological advances as well as improved visual results for custom versus conventional photoablation, the promise of excellence in visual performance has not been achieved with these various technologies. The concept of an individualized eye model has emerged recently, based on an optical ray tracing algorithm, and could theoretically provide an ideal ablation profile, thus fulfilling the promise of supernormal vision Elsevier Masson SAS. All rights reserved. Introduction Ces dix dernières années, la chirurgie réfractive a connu un essor considérable avec l introduction de nouvelles technologies tels que le laser femtoseconde, les nouvelles générations de lasers excimer ou encore la personnalisation des profils d ablation. Sous l impulsion de ces avancées technologiques, le but premier de la chirurgie réfractive, étant de restaurer une bonne acuité visuelle, a évolué et tend aujourd hui vers l excellence en termes de performances visuelles. En ce sens, de nouveaux algorithmes de traitement, basés non plus seulement sur l erreur réfractive sphérocylindrique, mais prenant aussi en compte le profil aberrométrique et topographique de chaque patient, ont été développés. Ainsi le traitement est dit «personnalisé» ou «customisé» en fonction des caractéristiques optiques propres de chaque patient. De nombreuses études comparant ces différents profils d ablation, ou les différentes plateformes excimer ont été publiées dans la littérature. Cependant, certaines questions subsistent, ces nouveaux algorithmes de traitement ont-ils démontré une réelle supériorité par rapport au traitement conventionnel, en termes de performances visuelles (acuité visuelle, sensibilité au contraste ou encore symptomatologie nocturne postopératoire)? Un profil d ablation s est-il démarqué des autres au regard des différentes études comparatives? Le profil d ablation personnalisé idéal existe-il? Apres avoir décrit les caractéristiques techniques de ces différents profils d ablation, nous avons tenté de fournir une vue d ensemble des résultats cliniques des différentes études comparatives de la littérature. Les facteurs tendant à limiter le succès de ces nouveaux traitements ont ensuite été discutés. L apport des traitements personnalisés dans les situations complexes tels que les retraitements, la correction d astigmatismes géants irréguliers induits par un traumatisme cornéen, greffes de cornée, kératocône, traitements décentrés ou encore petites zones optiques, n a pas été traité dans cette présente revue. Problématique des photoablations cornéennes conventionnelles La dégradation de la qualité visuelle rapportée par les patients, tels que halos, éblouissements ou impression de voile en condition mésopique, représente la principale plainte fonctionnelle après chirurgie réfractive par photoablation cornéenne conventionnelle [1]. Ces plaintes, pouvant être recueillies malgré une acuité visuelle non corrigée (AVSC) de 10/10 e, sont généralement liées à un taux accru d aberrations optiques de haut degré (AOH) induites par le traitement [2]. En délivrant le traitement, le laser sculpte la cornée et modifie ainsi sa cambrure et son asphéricité, induisant une forme plus oblate après chirurgie demyopisante et une prolatisation après chirurgie corrigeant l hypermétropie. Cette différence de cambrure accrue entre le centre et la périphérie cornéenne entraîne une augmentation des aberrations optiques, particulièrement de type sphérique (AS), dont la magnitude est proportionnelle au degré de la correction réfractive délivrée [3]. et inversement proportionnelle à la taille de la zone optique programmée. Un taux accru d AOH peut avoir un effet délétère sur la qualité de l image rétinienne. Certaines études ont démontré que leur correction pouvait conduire à une amélioration de l acuité visuelle et de la sensibilité aux contrastes [4,5]. Au vu de ces constatations, l introduction de profils d ablation guidés par l aberrométrie visant à diminuer le taux d aberrations optiques, prend alors toute sa valeur. En ajoutant une composante qualitative aux objectifs postopératoires visant à restaurer l acuité visuelle, ces nouveaux traitements sont apparus comme très prometteurs pour pallier aux principales complications fonctionnelles des chirurgies réfractives conventionnelles.

3 Les profils de photoablation cornéenne en chirurgie réfractive. Partie 1 : la quête de l excellence 3 Caractéristiques techniques des différents profils d ablation Les profils de photoablation cornéenne utilisés en chirurgie réfractive ont considérablement évolué depuis la formule décrite par Munnerlyn et al. en 1988 [6], visant à corriger uniquement l erreur réfractive sphérocylindrique. Avec le regain d intérêt généré par l aberrométrie et la compréhension des phénomènes optiques impliqués dans la dégradation de l image rétinienne, de nouveaux algorithmes de traitement, incluant la correction des AOH, ont été développés. Photoablations personnalisées guidées par le front d onde : «Wavefront guided treatment» (WFG) Ce profil d ablation a été développé de façon à sculpter la cornée en corrigeant à la fois les aberrations optiques préexistantes et en tentant de diminuer l induction d aberrations optiques supplémentaires. Pour parvenir à un tel niveau de précision, les plateformes de laser excimer ont dû s équiper de certaines caractéristiques techniques. Le faisceau laser doit être de petit diamètre (0,5 1,0 mm) et délivré à l aide d une technologie de type «flying spot» ou à balayage, de façon à pouvoir traiter de fines irrégularités stromales avec une précision de l ordre du micron. En effet, la correction d un micron RMS de déphasage en un point précis du front d onde, requière la correction d environ 3 m de volume stromal correspondant. Des spots de diamètre inferieur à 1 mm sont nécessaires pour corriger les aberrations optiques jusqu au quatrième ordre (AS), tandis qu un diamètre de 0,6 mm est requis pour la correction des aberrations de sixième ordre [7]. Par ailleurs, le profil énergétique du spot laser est aussi un élément important, car influençant la régularité de la photoablation. Un profil de type Gaussien (énergie maximale au centre et réduite en périphérie), permet, par un décalage constant entre deux spots, égal à la moitié du diamètre du spot, d obtenir une découpe plus lisse et plus régulière. La fréquence de répétition des pulses est une caractéristique des lasers directement corrélée à la durée de traitement. De longs traitements augmentent à la fois les risques de déshydratation stromale et de perte de fixation. Cela n est pas tolérable pour les traitements personnalisés, de par le risque d induire, par décentrement, des AOH plutôt que de les corriger. De plus, les spots laser étant délivrés par un système à balayage, le temps de traitement est théoriquement plus long qu avec un système à faisceau plein. Par conséquent, pour ces différentes raisons, une augmentation de la fréquence des tirs est nécessaire pour diminuer la durée de la procédure des traitements personnalisés. Les systèmes d asservissement aux poursuites oculaires «eye tracker» sont des dispositifs indispensables à la réalisation d un traitement personnalisé, dont le centrage est primordial. Ces dispositifs permettent d assurer un centrage du traitement pendant tout le temps de la procédure. En pratique, le recueil d information du front d onde, centré sur la pupille en préopératoire, est transmis au logiciel qui équipe le laser excimer. Ces informations sont ensuite utilisées pour calculer le profil d ablation correspondant. Après repérage de la position de référence de l œil en position de «fixation» par le «tracker», assurant un parfait centrage du traitement, le laser délivre le traitement centré sur la projection cornéenne de la pupille d entrée. Bien que conçu pour réduire à la fois le taux préopératoire d aberrations optiques ainsi que le taux d aberrations sphériques induites par le traitement, de récentes études semblent dévoiler les limites de ces traitements personnalisés. Bottos et al. [8] ont récemment rapporté une forte corrélation entre le niveau d amétropie préopératoire et le taux d aberrations sphériques cornéennes induites ainsi que le changement dans l asphéricité cornéenne (facteur Q). Cette étude a été réalisée sur une large population ayant été traitée par LASIK customisé (177 yeux myopiques et 32 yeux hypermétropiques), avec le laser VISX S4 CustomVue IR (Abbott Medical Optics, Inc.). Plus le niveau de myopie préopératoire à corriger était important, plus le taux d aberrations sphériques positives induites était élevé (max = +0,99 m) et plus l asphéricité cornéenne tendait vers l oblatisation (Facteur Q max = +1,63). À l inverse, plus le taux d hypermétropie préopératoire était important, plus le taux d aberrations sphériques négatives induites était élevé (max = 0,51 m) et plus l aphéricité cornéenne tendait vers la prolatisation (Facteur Q max = 1,44). Keir et al. [9] ont rapporté les résultats de photoablations personnalisées sur une série d yeux traités par LASIK pour hypermétropie avec le laser LADARvision Les auteurs ont rapporté des résultats similaires en termes d aberrations sphériques négatives induites, ainsi qu une corrélation entre cette induction et une diminution postopératoire de la sensibilité au contraste en condition mésopique. De plus, une augmentation significative du coma vertical (moyenne = 0,144 m) en postopératoire a été retrouvée, soulignant la sensibilité de ces profils d ablation à un centrage parfait, particulièrement dans les traitements pour hypermétropie. Photoablations optimisées ou profils asphériques : «Wavefront optimized» (WFO) En 2004, Mrochen et al. [10] ont élaboré un modèle de photoablation asphérique optimisé, visant à diminuer l induction d AS après traitement mais en préservant les aberrations optiques préexistantes. En effet, certains auteurs ont rapporté que les yeux présentant le plus petit taux d aberrations optiques n étaient pas forcement ceux ayant la meilleure qualité de vision [11]. Cet algorithme de traitement a été développé secondairement, et tient compte d un effet optique observé avec les traitements personnalisés guidés, tenu en partie responsable de l induction d AS. En raison de l angle d incidence du faisceau laser avec la cornée périphérique, il existe une dispersion de l énergie du faisceau, entraînant une diminution du taux d ablation du laser en moyenne périphérie cornéenne. Cet effet, appelé «effet cosinus», entraîne donc une diminution de la profondeur d ablation des spots en périphérie, et par conséquent, une augmentation du taux d aberration sphérique par oblatisation (cambrure plus prononcée en périphérie qu au centre de la cornée). Les profils d ablation asphériques compensent

4 4 D. Smadja et al. cet effet par une augmentation de la fluence des spots en périphérie. Photoablations asphériques personnalisées par utilisation d un facteur Q ajustable : «Custom Q» L asphéricité est une caractéristique géométrique d une surface optique, et désigne l absence de sphéricité de cette surface. Elle peut être décrite à l aide d une section conique de géométrie différente (parabolique, hyperbolique ou ellipsoïdale) qui se caractérise par deux éléments : Le rayon de courbure apicale et le facteur «forme», c est-à-dire la variation de courbure cornéenne le long d un même méridien de l apex vers la périphérie. Le facteur Q est l un des quatre composants mathématiques de l asphéricité cornéenne. Sa valeur est négative dans les surfaces prolates et positive dans les surfaces oblates [12]. L idée d une asphérisation intentionnelle de la surface cornéenne a pour but de contrôler le taux d aberration sphérique induit par cette même surface. Reposant sur l idée qu une asphéricité cornéenne idéale pourrait permettre de meilleures performances visuelles, ce profil d ablation a été développé de façon à pouvoir induire l asphéricité désirée en fonction de la valeur Q déterminée en préopératoire. Cet algorithme de traitement repose sur le modèle de Manns et al. [13] qui ont suggéré que le minimum d AS serait obtenu pour une valeur d asphericité Q = 0,4. Contrairement au profil optimisé (WFO) qui vise à maintenir l asphéricité préopératoire sans induire d AS, ce profil d ablation permet théoriquement de choisir l asphericité désirée en postopératoire, indépendamment du taux d AS préexistantes. Cependant, les questions autour de la valeur idéale du facteur Q persistent encore aujourd hui. Photoablations guidées par topographie cornéenne Les analyseurs de front d onde permettent des mesures très précises et reproductibles lorsqu il s agit des yeux présentant un taux faible à modéré d AOH. Cependant, pour des cornées ayant un taux élevé d AOH, l analyse devient difficile et les résultats peu fiables avec certains systèmes de type Schack Hartman. Le recueil du front d onde, étant basé sur la focalisation des spots à la sortie de l œil sur le réseau de microlentilles, en cas de surface cornéenne très irrégulière, les spots peuvent se chevaucher, de telle façon que le logiciel d interprétation ne reconnaisse pas la source d origine de chaque spot, entraînant ainsi une mesure imprécise. De plus, le nombre de points mesurés par les systèmes de topographie cornéenne (environ ) est beaucoup plus important que celui des analyseurs de front d onde (environ 300), résultant en un plus grand nombre de données analysées par la topographie. Ces limitations de la photoablation guidée par front d onde dans les yeux présentant un taux élevé d AOH (astigmatisme irrégulier, post-greffe, décentrements, petites zones optiques) ont conduit au développement de la photoablation guidée par topographie cornéenne. Pour ce faire, une topographie d élévation de la surface cornéenne est calculée à partir du recueil de l élévation de celle-ci en chaque point, puis, la différence d élévation entre cette surface initiale et la surface idéale désirée est calculée pour obtenir le profil d ablation. Résultats cliniques : revue de la littérature Comparaison des traitements conventionnels avec les traitements personnalisés Traitements conventionnels versus traitements guidés par front d onde (WFG) Les premiers résultats de photoablations guidées par aberrométrie ont été rapportés en 2000 par Seiler sur 35 yeux ayant été traités par LASIK [14]. À trois mois postopératoires, 93,5 % des yeux avaient une AVSC de 10/10 e et 16 % atteignaient une «supervision» définie par les auteurs comme une acuité visuelle de 20/10 e. Le taux postopératoire d AOH était diminué dans 22,5 % des yeux, cependant, en moyenne, sur l ensemble des patients, il était 1,44 fois supérieur au taux préopératoire. Malgré ces premiers résultats encourageants, il existe aujourd hui, une grande disparité dans les conclusions rapportées par les différentes études comparatives. On pourrait distinguer trois différentes tendances. Un premier groupe d études comparatives dans lequel les auteurs n ont pas réussi à démontrer un avantage clair du traitement guidé par rapport au traitement conventionnel pour des myopies faibles à modérées et astigmatismes myopiques [15]. Dans une étude controlatérale comparant dix yeux opérés par LASIK conventionnel et dix yeux opérés par LASIK guidé, Phusitphoykai et al. [16] n ont rapporté aucune différence statistiquement significative concernant les résultats visuels et le taux d AOH postopératoire. Comparant ces mêmes traitements sur une plus large série de 209 yeux traités par LASIK, Dougherty et al. [17] n ont pas non plus retrouvé de différence statistiquement significative en termes de sûreté, efficacité et prédictibilité entre les deux traitements. D autres études comparatives ont mis en évidence la diminution du taux d AOH induites par le traitement guidé par rapport au traitement conventionnel, observant cependant toujours une augmentation postopératoire du taux d AOH quel que soit le traitement choisi [17 19]. L étude menée par Mastropasqua et al. [18] comparant les résultats obtenus après photokératectomie réfractive (PKR) conventionnelle et PKR guidée souligne cette tendance. Les auteurs ont rapporté une plus petite induction d AOH après traitement guidé qu avec le traitement standard, particulièrement chez les patients ayant un taux préopératoire d AOH élevées. En postopératoire le taux d AOH était cependant augmenté dans les deux groupes : augmentation de 70 % après PKR guidée contre une augmentation de 139 % après PKR conventionnelle. Kim et al. [19], dans une étude controlatérale comprenant 24 patients traités par LASIK standard dans un œil et LASIK guidé dans l autre, ont rapporté une diminution accrue du taux d AOH induit après traitement guidé par rapport au traitement conventionnel. Cependant, aucune différence clinique en termes d acuité visuelle, de sensibilité au contraste en ambiance mésopique et de préférence du patient n a été observée entre les deux traitements. Plus récemment, D Arcy et al. [20] dans une étude prospective controlatérale ont comparé les résultats du

5 Les profils de photoablation cornéenne en chirurgie réfractive. Partie 1 : la quête de l excellence 5 LASIK myopique guidé à ceux obtenus par LASIK myopique conventionnel avec le laser Technolas 217z (Bausch & Lomb, Surrey, UK). Là encore, une augmentation du taux d AOH a été observée dans les deux groupes avec cependant une induction moindre associée au traitement guidé (d un facteur 1,32 contre 1,54 pour le traitement conventionnel). Par ailleurs, aucune différence n a été observée en termes d acuité visuelle postopératoire, cependant une diminution significative de la sensibilité au contraste en condition scotopique a été retrouvée après traitement conventionnel et non après traitement guidé. Enfin, un dernier groupe d études a rapporté des améliorations significatives après traitement guidé par rapport au traitement standard, en termes de symptômes d éblouissement et de performances visuelles nocturnes [21,22]. Lee [21] a étudié la sensibilité au contraste en ambiance scotopique sur 96 yeux ayant été opérés soit par LASIK conventionnel, soit par LASIK guidé. Ils ont rapporté de meilleurs résultats en termes de sensibilité aux contrastes et moins de plaintes fonctionnelles après traitement guidé. Schallhorn [22] étudiant les performances visuelles nocturnes après chirurgie réfractive, a aussi rapporté une nette amélioration après traitement guidé. Par ailleurs, très peu d études ont rapporté la supériorité du traitement conventionnel par rapport au traitement guidé en termes d induction d AOH. Karimian et al. [23] ont rapporté une induction d AOH significativement plus importante après PKR guidée (0,74 ± 0,36 m) que PKR conventionnelle (0,54 ± 0,18 m) sur une série de 56 yeux myopiques. Cependant, il est à noter que ces résultats n ont été retrouvés que pour les myopies inférieurs à 5D, avec par ailleurs un taux d AOH préopératoire inférieur à 0,35 m. Or les traitements guidés par front d onde ont justement montré leurs bénéfices pour des niveaux de correction d amétropies importantes, ainsi que pour des yeux présentant un taux préopératoire d AOH élevé [24]. De plus le diamètre de la zone optique utilisée dans cette étude était inférieur à 6 mm, or il été démontré que plus le diamètre de la zone optique était petit, plus le taux d AOH induit par la chirurgie était élevé [25]. Traitement conventionnel versus profils d ablation asphériques (WFO) De très bons résultats visuels ont été rapportés, utilisant la photoablation cornéenne de type asphérique. George et et al. [26] ont analysé rétrospectivement les résultats obtenus en utilisant le profil asphérique au cours de PKR ou LASIK sur 285 yeux, toute amétropie confondue. À trois mois postopératoire, 92 % des yeux traités pour myopie et 63 % des yeux traités pour hypermétropie, obtenaient une AVSC de 10/10 e et aucune induction statistiquement significative d AS n a été notée parmi les yeux ayant reçu un traitement démyopisant. Bien que certains auteurs aient rapporté de très bons résultats et un faible taux d AOH induites après photoablation cornéenne de type asphérique [26,27] peu d études comparant ce profil au traitement conventionnel ont été publiées dans la littérature. Mastropasqua et al. [28] ont comparé les résultats de 50 yeux traités pour myopie par PKR avec le profil asphérique à 24 yeux myopiques traités par PKR conventionnelle. En postopératoire, le taux d AOH était augmenté dans les deux groupes, cependant, le taux d aberrations sphériques était significativement plus faible dans le groupe ayant bénéficié du traitement asphérique. Le taux d AOH total et d AS, mesuré à travers un diamètre pupillaire de 6 mm, était respectivement augmenté de 85 % et de 160 % après traitement conventionnel et de 45 et 100 % après le traitement asphérique. De la même manière, Ortueta [29] après avoir comparé 70 yeux traités avec le profil asphérique à 70 yeux traités par photoablation conventionnelle, mais cette fois par LASIK, a aussi retrouvé une moindre induction d AOH et d AS dans le groupe ayant bénéficié du profil asphérique. Cependant, les résultats visuels étaient excellents dans les deux groupes, avec un équivalent sphérique postopératoire à ±0,5D de l objectif réfractif dans 96 % des yeux. Toutefois, constat intéressant, Tuan [30] dans une analyse multivariée comprenant 160 yeux ayant reçu un traitement personnalisé guidé par front d onde pour tout type d amétropie, n a pas retrouvé de corrélation entre la modification de la forme de la cornée et la performance visuelle. Il en a conclu qu il n y avait pas d asphéricité optimale standard, mais que la forme cornéenne idéale à induire par photoablation pour obtenir la meilleure performance visuelle, devrait être personnalisée en fonction des caractéristiques optiques préopératoires propres à chaque patient. Face à une telle disparité des résultats retrouvés dans les différentes études comparatives, le lecteur est forcé de constater que la suprématie des traitements guidés par front d onde et topographie cornéenne n a toujours pas été clairement démontrée dans la littérature. Comparaison des traitements personnalisés Traitements guidés par front d ondes (WFG) versus profils asphériques (WFO) Au vu des résultats rapportés par rapport à la photoablation conventionnelle, ces deux profils d ablation semblent induire moins d AOH en postopératoire. Les profils asphériques ont été introduits dans le but de préserver la forme naturelle de la cornée et d y maintenir les aberrations préexistantes, réduisant ainsi les variables à prendre en compte dans les photoablations guidées par front d onde (reproductibilité et qualité de la mesure du front d onde, centrage parfait, système de poursuite oculaire très rapide), et résultant donc en une procédure plus simple. Essayant de trouver la juste place des profils d ablation asphériques dans la stratégie de traitement des erreurs réfractives, Stonecipher et Kezirian [24,31] ont comparé 374 yeux myopes ayant reçu de façon aléatoire, soit un traitement personnalisé guidé par front d onde (WFG) soit un traitement personnalisé optimisé de type asphérique (WFO). Au troisième mois postopératoire, la plupart des résultats visuels ne présentaient aucune différence statistiquement significative entre les deux groupes en dehors du pourcentage des yeux atteignant une AVSC de 20/16 e, qui était légèrement supérieur après traitement asphérique (76 contre 64 %). En termes d aberrations optiques, aucune différence n a été notée entre les deux groupes dans les 83 % des yeux qui présentaient en préopératoire un taux d AOH < 0,3 m RMS. Cependant, les yeux qui en préopératoire, avaient un taux d AOH > 0,3 m RMS, présentaient moins d AOH en postopératoire, après avoir reçu un traitement guidé qu avec la photoablation de type asphérique.

6 6 D. Smadja et al. Face à ces résultats, les auteurs en concluent deux points importants. D une part, le profil d ablation guidé ne présente pas d avantage par rapport au profil asphérique dans la majorité des cas (17 % uniquement). D autre part, ces résultats leur ont permis de définir plus clairement la place de ces profils d ablation dans la stratégie de traitement. Ils suggèrent donc que le traitement guidé par font d onde peut être utilisé principalement en cas d AOH préopératoire supérieur à 0,35 m RMS, soit environ 20 à 25 % des yeux dans la population générale. D autres auteurs ont rapporté des résultats similaires en comparant ces deux profils d ablation [32]. Les résultats visuels rapportés étaient très bons dans les deux groupes, sans différence statistiquement significative, et le taux d AOH induites par la photoablation était plus faible dans les yeux traités par traitements guidés par rapport à ceux traités avec les profils asphériques. En revanche, d autres études comparatives n ont rapporté aucune différence entre ces deux profils d ablation. Yu et al. [33] ont étudié au cours d une large étude prospective, randomisée et en double insu, les résultats obtenus sur 200 yeux myopes ayant été traités par l un ou l autre des traitements. Aucune différence statistiquement significative n a été retrouvée entre ces deux profils en termes d acuité visuelle, de sensibilité aux contrastes en condition mésopique et d AOH au sixième mois postopératoire. De plus, aucune différence n a été relevée concernant le niveau de satisfaction des patients entre les deux traitements. La conduite nocturne, les symptômes d éblouissement, halos, fluctuations de la vision et sécheresse oculaire ont été évalués. Peretz-Straziota et al. [34] ont aussi comparé ces deux profils dans une étude comprenant 66 yeux dans chaque groupe, et ont rapporté des conclusions similaires, aucune différence postopératoire n ayant été observé en termes d AVSC ou d AOH. Mais cette étude soulève un autre point intéressant, 14 yeux initialement programmés pour un traitement guidé par front d onde ont dû être convertis en traitement asphérique pour mauvais alignement et centrage au cours de la chirurgie (huit yeux), les données préopératoires recueillis par l aberromètre ne coïncidant pas avec la réfraction subjective (cinq yeux), et un cas de non enregistrement de la position de l iris par le système de poursuite oculaire. Cette observation vient donc souligner le niveau d exigence requis pour la réalisation d un traitement guidé par front d onde par rapport aux traitements asphériques. Enfin, plus récemment, Miraftab et al. [35] ont comparé les résultats obtenus par l un ou l autre des traitements au cours d une étude controlatérale sur 41 patients. À trois mois, aucune différence en termes d acuité visuelle, d induction d AOH ou de sensibilité au contraste n a été observée entre les deux groupes, rejoignant ainsi les conclusions de Peretz-Straziota et Yu. Augmentant encore la disparité des résultats existant entre les différentes études, George et al. [26] ont étudié de façon rétrospective les résultats obtenus après photoablation asphérique sur 285 yeux traités par le laser excimer Wave- Light ALLEGRETTO (Alcon Laboratories, Inc., Fort Worth, Texas), et les ont comparés à ceux obtenus plus tôt par traitement guidé utilisant le laser LADAR CustomCornea (Alcon Laboratories, Inc., Fort Worth, Texas). Au troisième mois postopératoire, le taux d AS induit après traitement guidé était significativement supérieur à celui induit après traitements asphériques (0,00 ± 0,07 m RMS) au cours des LASIK myopiques. Ces résultats, bien que contrastant avec ceux des études précédentes, sont pourtant en accord avec le concept même du profil asphérique, qui se veut de maintenir les aberrations préexistantes et prévenir l induction d AOH supplémentaires en conservant la même asphéricité que celle existante en préopératoire. Facteur Q personnalisé Koller et al. [36] ont comparé cet algorithme de traitement aux photoablations guidées par front d onde, au cours d une étude controlatérale sur 35 patients traités par LASIK myopique. Au cours de cet étude, la valeur du facteur Q était programmée à 0,4 au sein d une zone optique de 6,5 mm de façon à obtenir une cornée prolate en postopératoire. Bien que l asphericité cornéenne ait été moins altérée pour les amétropies jusqu à 5D après photoablation utilisant le facteur Q, aucune différence statistiquement significative n a été notée en termes de résultats visuels et optiques, y compris dans le taux d AS induits après traitement. Ghoreishi et al. [37] ont aussi comparé de façon controlatérale sur 56 patients ces deux algorithmes de traitement, mais au cours de PKR et avec une valeur Q programmée à 0,2. Là encore, aucune différence en termes de résultats visuels et d AS induites n a été observée en postopératoire. Stonajovic et al. [38] ont quant à eux, comparé au cours de PKR demyopisantes, le profil asphérique, visant à maintenir l asphéricité cornéenne préopératoire, au profil d ablation utilisant le facteur Q, qui lui vise à induire une certaine asphéricité prédéterminée par la valeur du facteur Q choisie. Au cours de cette étude, le facteur Q a été programmé pour une valeur située entre 0,5 et 0,6, en fonction de l asphéricité préopératoire et de l âge du patient. En postopératoire, toutes les cornées ont montré une tendance vers l oblatisation, avec cependant un changement plus faible après traitement utilisant le facteur Q. Par ailleurs, aucune différence n a été retrouvée en postopératoire en termes d acuité visuelle, sensibilité aux contrastes en condition mésopique, et d AOH entre les deux groupes. Malgré le peu d études publiées dans la littérature comparant les photoablations basées sur le facteur Q personnalisé, aux autres profils d ablations, la majorité d entre elles n ont pas réussi à démontrer une quelconque supériorité de ce traitement par rapport aux autres. L une des raisons réside dans l incapacité à induire, avec exactitude, l asphericité cornéenne voulue avec les technologies actuelles, probablement altérée par les réponses biomécaniques et biologiques postopératoires. Par ailleurs, d autres facteurs limitants sont à la fois liés à la simplification de l attribution d un facteur Q unique pour décrire l asphéricité cornéenne (qui varie selon les méridiens au sein d une même cornée), et le fait que le taux d aberrations sphériques ne dépend pas uniquement du facteur Q. Limitations des traitements personnalisés Facteurs limitant l interprétation des résultats Devant l inégalité des résultats rapportés par les différentes études comparatives, et bien que les traitements personnalisés semblent globalement induire moins d AOH

7 Tableau 1 Vue d ensemble de la disparité des caractéristiques des études comparatives sur les profils d ablation. Références Profils d ablation Conception de l étude Technique Plateforme excimer Paramètres analysés CL Non CL P ou R PKR LASIK LASIK vs PKR Identique Différente AV Aberro Contraste Symptômes Fs Mk Fs vs Mk Mastropasqua et al. WFC vs Conv X P X MEL70 X X (2004) Kim et al. (2004) WFC vs Conv X P X Zyoptix X X X Phusitphoykai et al. WFC vs Conv X P X NidekNAVEX X X (2003) Vongthongsri (2002) WFC vs Conv X P X NidekEC5000 X X Karimian et al. (2010) WFC vs Conv X P X Technolas X X X 217z Awwad et al. (2005) WFC vs Conv X R X X X Dougherty et Bains WFC vs Conv X R X X X (2008) Lee (2006) WFC vs Conv X P X Visx X X X Schallhorn (2009) WFC vs Conv X R X X X X Yu et al. (2008) WFC vs WFO X P X Allegretto X X X X Padmanabhan et al. WFC vs WFO X P X Allegretto X X X (2008) Stonecipher et Kezirian WFC vs WFO X P X Allegretto X X (2008) Tran et Shah (2006) WFC vs WFO X P X X X X Perez-Straziota et al. WFC vs WFO X R X X X X (2009) George et al. (2010) WFC vs WFO X R X X X X Koller et al. (2006) WFC vs Custom Q X P X Allegretto X X X Ghoreishi et al. (2009) WFC vs Custom Q X P X Allegretto X X X Stojanovic et al. (2008) Custom Q vs WFO X R X Allegretto X X X Mastropasqua et al. Custom Q vs Conv X P X X X X X (2006) Keir et al. (2011) WFC X P X Ladar vision X X X Bottos et al. (2011) WFC X R X Visx X X D Arcy et al. (2010) WFC vs Conv X P X Technolas X X X 217z Miraftab et al. (2011) WFC vs WFO X P X Allegretto X X X Tran et al. (2005) Conventionnal X P X Technolas X X 217A Durrie et al. (2005) WFC X P X LADAR vision X X Buzzonetti et al. (2008) Conventionnal X R X Technolas X X 217A Ortueta (2009) WFO vs Conv X R X Schwind X X ESIRIS Conv : conventionnel ; TPG : traitement personnalisé guidé par front d onde ; TopoG : photoablation guidée par topographie cornéenne ; CL : étude controlatérale ; P : étude prospective ; R : étude rétrospective ; Fs : laser femtoseconde ; Mk : microkératome ; AV : acuité visuel ; Aberro : aberrométrie ; Symptômes : symptomatologie nocturne et préférences Les profils de photoablation cornéenne en chirurgie réfractive. Partie 1 : la quête de l excellence 7 Modele +

8 8 D. Smadja et al. que les traitements conventionnels, aucun profil d ablation n a clairement démontré sa supériorité par rapport à un autre. L une des raisons principales réside dans la difficulté à analyser et comparer ces résultats entre eux de façon rigoureuse. Le Tableau 1 expose les caractéristiques de certaines de ces études comparatives, et met en évidence la diversité existante entre ces différentes études. Ce manque de standardisation dans la sélection des patients, le type et la magnitude des amétropies traitées, la conception de l étude (controlatérale ou non, prospective/rétrospective), les paramètres analysés en postopératoire (acuité visuelle, contraste, AOH, symptômes nocturnes), la plateforme laser excimer utilisée, les profils d ablation choisis ou encore les procédures chirurgicales réalisées (PKR ou LASIK, femtoseconde ou microkératome) conduisent inévitablement vers un nombre important de biais pour l interprétation des résultats et par conséquence une grande disparité aussi. De plus, au cours des dix dernières années, de nombreuses avancées technologiques sont venues équiper les plateformes excimer, tels que de meilleurs systèmes de poursuite oculaire et des fréquences de pulses plus rapides, mais aussi de meilleurs systèmes d analyse du front d onde permettant des mesures plus précises. Ces continuelles améliorations ont conduit à optimiser et améliorer les résultats réfractifs, induisant ainsi encore plus de variables et rendant l analyse comparative des résultats encore plus difficile. Facteurs limitant l efficacité des traitements personnalisés Considérations préopératoires Il est aujourd hui admis que les aberrations optiques d un même patient fluctuent au cours de la journée [39]. Ces fluctuations, pouvant être liées à l état accommodatif du patient, le diamètre pupillaire ou encore la distribution du film lacrymal, peuvent altérer la précision et la reproductibilité de la mesure du front d onde. De plus, un décentrement, même minime, au moment de la mesure, est susceptible d entraîner une modification du front d onde enregistré, et ainsi, impacter sur les résultats visuels finaux. Par ailleurs, différents systèmes d analyse du front d onde ne fournissent pas tous les mêmes mesures chez un même patient, ayant donc pour conséquence de traiter différents taux d AOH en fonction de l aberromètre utilisé. Une grande partie de la promotion des profils d ablation personnalisés s est concentrée vers leur capacité à induire moins d AOH que les traitements conventionnels, en particulier, par la correction des aberrations optiques préexistantes. Cependant, la relation entre le profil aberrométrique d un patient et ses performances visuelles est complexe. Une étude récente [40] a mis en évidence que certaines combinaisons d aberrations optiques pouvaient avoir un effet bénéfique ou au contraire délétère sur la qualité visuelle. De ce fait, découlent deux conséquences. D une part, le simple taux d AOH total n est pas un bon facteur prédictif de la qualité visuelle, puisque certains polynômes de Zernike se compensent entre eux. D autre part, et pour les mêmes raisons, la correction d un certain nombre d AOH pourrait supprimer cet effet de compensation entre les différentes aberrations et entraîner alors une dégradation de la qualité visuelle dès lors que certaines aberrations s expriment seules. Il reste donc à déterminer quelles combinaisons d aberrations optiques sont les plus critiques et les plus à même d influencer la qualité visuelle. Exigences peropératoires Corriger les AOH préexistantes exige un centrage parfait sur la pupille d entrée. En effet, il a été démontré qu un décentrement supérieur à 0,1 mm pouvait induire des AOH supplémentaires plutôt que de les réduire, et ainsi altérer les performances visuelles [41]. Par conséquent, l efficacité du traitement personnalisé est donc très dépendante de la qualité du centrage. Il nécessite à la fois la prise en compte des mouvements de cyclotorsion [42] un système de poursuite oculaire rapide et un temps de photoablation réduit, diminuant ainsi le risque de mouvements oculaires supplémentaires et de perte de fixation. Réponse biologique et biomécanique La technologie excimer actuelle permet de sculpter la cornée avec une précision inferieure au micron. Cependant, le très haut niveau de précision théorique des profils d ablations guidés par front d onde ne permet pas de reproduire les mêmes effets sur les tissus vivants, du fait de la complexité des processus de cicatrisation et de la réponse biomécanique qui entrent en jeu après la photoablation cornéenne. Le remodelage stromal ainsi que l hyperplasie épithéliale tendent à gommer et lisser le modèle précisément sculpté sur la cornée et destiné à corriger les AOH. Les traitements personnalisés (ou asphériques) induisent une profondeur d ablation supplémentaire qui peut induire des effets biomécaniques et cicatriciels plus importants [43]. Ainsi une partie de l efficacité du traitement personnalisé pourrait être diminuée voire annulée. Comme l ont souligné Netto et Wilson [44], l effet d une hyperplasie épithéliale survenant au sein d une zone photoablatée au laser excimer, par la présence d une seule cellule, pourrait compromettre l efficacité du traitement. En effet, la quantité de tissu stromale à photoablater pour corriger 1 m RMS d irrégularité du front d onde en regard d un point précis, est de l ordre de 3 m d épaisseur. Considérant que le diamètre d une simple cellule épithéliale est de l ordre de 10 m, la forme cornéenne sculptée par le laser pour corriger les AOH serait donc aisément masquée par l effet d une hyperplasie épithéliale dans la zone photoablatée. Par ailleurs, un modèle biomécanique proposé par Dupps et Roberts [45], a permis d expliquer certaines modifications inattendues de la cambrure et de l asphéricité cornéenne après photoablation, venant aussi compromettre les résultats du traitement personnalisé. Il a été suggéré que la photoablation centrale, en permettant le relâchement des tensions élastiques sur les lamelles stromales périphériques, induisait un épaississement cornéen en périphérie, entraînant secondairement un aplatissement de la cornée centrale. Ces réponses biologiques et biomécaniques postopératoires n étant pas prises en compte dans la majorité des profils d ablation, leur survenue conduit à entraver la précision du traitement délivré.

9 Les profils de photoablation cornéenne en chirurgie réfractive. Partie 1 : la quête de l excellence 9 Efficacité sur le long terme Le profil aberrométrique d un patient évolue au cours du temps, et le taux d aberrations optiques tend à augmenter avec l âge, entre autre, en raison de la perte de la compensation cristallinienne sur les aberrations cornéennes [46] (changement de géométrie et d indice de réfraction du cristallin). Autrement dit, même avec la délivrance d un profil d ablation personnalisé extrêmement précis, les modifications du front d onde survenant avec l âge, représentent un probable facteur limitant la durée d efficacité des traitements personnalisés. Perspectives Malgré les nombreuses avancées technologiques de ces dernières années, et bien que l introduction des photoablations personnalisées aient globalement amélioré les performances visuelles par rapport aux traitements conventionnels, les résultats rapportés ne sont pas aussi bons que promis à l origine. Il a été démontré dans plusieurs études que les traitements personnalisés pouvaient conduire à des corrections incomplètes des AOH, voire même induire des aberrations supplémentaires. Récemment, Mrochen [47] a développé un modèle d œil qui intègre les caractéristiques optiques propres de chaque patient, basé sur le principe de traçage des rayons optiques (optical ray tracing). Il suggère que seul un modèle individuel peut permettre de développer un profil d ablation idéal conduisant au plus haut degré de customisation. Les paramètres pris en compte dans l élaboration de ce modèle regroupent l analyse du front d onde de l œil tout entier, la forme et cambrure de la face antérieure et postérieure de la cornée et du cristallin, l épaisseur de la cornée et du cristallin, la profondeur de la chambre antérieure et la longueur axiale de l œil. Les premiers résultats obtenus avec ce profil d ablation, non encore publiés à ce jour, et collectés au cours d une étude européenne multicentrique, sont excellents en termes de sûreté et d efficacité. Au troisième mois postopératoire, 75 % des yeux ont gagné une ligne de meilleure acuité visuelle corrigée (MAVC) et 5 % ont gagné deux lignes, tandis qu aucun œil n a perdu de ligne de MAVC. Ces résultats semblent pour l heure, être très prometteurs, et si cette tendance se confirme, il se peut que ce nouveau profil d ablation, basé sur le ray tracing, puisse prétendre remplir la promesse de l excellence. Déclaration d intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d intérêts en relation avec cet article. Remerciements Les auteurs tiennent à remercier le Dr Damien Gatinel (Fondation ophtalmologique A. de Rothschild, Paris) pour ses conseils d expert. Références [1] Chalita MR, Chavala S, Xu M, Krueger RR. 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