La biomicroscopie ultrasonographique

Ophtalmologie
Conférences Scientifiques
JANVIER 2004
Volume 2, numéro 1
COMPTE RENDU DES CONFÉRENCES
SCIENTIFIQUES DU DÉPARTEMENT
D’OPHTALMOLOGIE ET
DES SCIENCES DE LA VISION,
FACULTÉ DE MÉDECINE,
UNIVERSITÉ DE TORONTO
Département d’ophtalmologie
et des sciences de la vision
Faculté de médecine
Université de Toronto
60 Murray St.
Bureau 1-003
Toronto (Ontario) M5G 1X5
Le contenu rédactionnel d’Ophtalmologie –
Conférences scientifiques est déterminé
exclusivement par le Département
d’ophtalmologie et des sciences de la vision,
Faculté de médicine, Université de Toronto.
Département d’ophtalmologie
et des sciences de la vision
Jeffrey Jay Hurwitz, M.D., Rédacteur
Professeur et président
Martin Steinbach, Ph.D.
Directeur de la recherche
The Hospital for Sick Children
Elise Heon, M.D.
Ophtalmologiste en chef
Mount Sinai Hospital
Jeffrey J. Hurwitz, M.D.
Ophtalmologiste en chef
Princess Margaret Hospital
(Clinique des tumeurs oculaires)
E. Rand Simpson, M.D.
Directeur, Service d’oncologie oculaire
St. Michael’s Hospital
Alan Berger, M.D.
Ophtalmologiste en chef
Sunnybrook and Women’s College
Health Sciences Centre
William S. Dixon, M.D.
Ophtalmologiste en chef
The Toronto Hospital
(Toronto Western Division and
Toronto General Division)
Robert G. Devenyi, M.D.
Ophtalmologiste en chef
La biomicroscopie ultrasonographique
PAR CHARLES J. PAVLIN, M.D.
L’échographie est un outil indispensable dans l’imagerie médicale qui joue un rôle
important dans les diagnostics ophtalmologiques. L’échographie mode B conventionnelle
produit des vues transversales bidimensionnelles de l’œil et de l’orbite. Cette méthode d’im-
agerie est la technique d’examen la plus importante pour les lésions intraoculaires, en parti-
culier en présence d’opacités du segment antérieur. Cependant, l’échographie
conventionnelle a des limites, en particulier dans le domaine de la résolution. Afin de mieux
comprendre les mécanismes des maladies oculaires, on a sans cesse besoin d’une résolution
plus élevée. Tout comme la microscopie optique a amélioré notre compréhension des
processus de base, une meilleure résolution de l’image nous permet de voir et de compren-
dre des processus nouveaux. Les principes physiques et les techniques de base des ultrasons
à plus haute fréquence pour visualiser des structures vivantes ont été mis au point dans les
laboratoires de Stuart Foster à l’Université de Toronto. Nous avons ultérieurement appliqué
ces techniques à l’imagerie oculaire et appelé ce processus « la biomicroscopie ultrasono-
graphique
1-3
» (BMU), c’est-à-dire l’imagerie des structures vivantes à une résolution micro-
scopique. Dans ce numéro d’
Ophtalmologie – Conférences scientifiques , nous examinons les
fondements de cette méthode d’imagerie et illustrons comment l’utilisation de la résolution
microscopique pour voir en-dessous de la surface de l’oeil a permis d’améliorer les diagnos-
tics et de clarifier les mécanismes des maladies oculaires qui n’avaient pas été complète-
ment élucidés antérieurement.
Considérations théoriques
Les ondes et les vibrations mécaniques se produisent dans une large gamme de fréquence
appelée le spectre acoustique. Ce spectre s’étend de la gamme audible (10 à 20 000 Hz) que nous
connaissons tous, à la gamme des photons (> 1012 Hz) qui comprend les états vibrationnels de
la matière.
Les ultrasons à haute fréquence offrent une résolution plus élevée de l’ordre de 20 à 40 µm,
mais l’inconvénient est la pénétration moindre des structures. Tous les tissus humains ont des
coefficients d’atténuation des ultrasons qui augmentent avec la fréquence. La pénétration maxi-
male que l’on peut obtenir pour un système de 10 MHz est d’environ 50 mm. Pour un système
de 60 MHz, la pénétration n’est que de 5 mm. La pénétration limitée des ultrasons à haute
fréquence empêche la visualisation du pôle postérieur, mais est suffisante pour obtenir des infor-
mations utiles sur les événements dans le segment antérieur.
Utilisation clinique de la biomicroscopie ultrasonographique
Dans notre laboratoire, nous utilisons des instruments qui ont des fréquences entre 40 et
100 MHz. L’instrument commercial le plus fréquemment utilisé est un transducteur de 50 MHz,
qui offre un bon compromis entre la résolution et la pénétration. Divers instruments sont
actuellement commercialisés avec des fréquences se situant entre 20 et 50 MHz.
Technique
La technique pour utiliser la BMU lorsqu’on examine l’œil est similaire à celle utilisée pour
l’examen du segment antérieur au moyen de l’échographie mode B conventionnelle. Une tech-
nique d’immersion dans du liquide stérile est nécessaire pour fournir une distance adéquate
avec les structures examinées. Cette technique permet d’éviter la déformation de l’image près du
transducteur et d’empêcher le contact entre le transducteur et l’œil. Nous avons conçu une série
de cupules oculaires qui maintiennent les paupières écartées et permettent la préparation plus
MC
Département
d’ophtalmologie et des
sciences de la vision
FACULTY OF MEDICINE
University of Toronto
Disponible sur Internet à : www.ophthalmologieconferences.ca

rapide du patient. Ces cupules oculaires ressemblent à
celles utilisées dans la biométrie ultrasonique convention-
nelle et sont dotées d’une languette que l’on glisse sous la
paupière et qui maintient la cupule en place. Elles dif-
fèrent des cupules oculaires biométriques, car elles sont
moins profondes et ont la capacité distinctive de permettre
une bonne visualisation de la structure sur laquelle la tête
de balayage est placée. De la
méthylcellulose à 1 % est
utilisée comme milieu de couplage.
Contrairement à l’échographie mode B à 10 MHz, les
transducteurs à haute fréquence ne sont généralement
pas recouverts d’une membrane, étant donné qu’une
membrane entraînerait une atténuation excessive du son
et irait à l’encontre de l’objectif des examens à cette
fréquence. Étant donné que le transducteur se déplace,
tout contact avec l’œil et l’abrasion de la cornée en résul-
tant doivent être soigneusement évités.
On peut examiner toute partie de l’œil dont on peut
approcher directement la surface. Tous les méridiens de la
cornée et des structures du segment antérieur sont facile-
ment examinés. La conjonctive, la sclérotique sous-jacente
et la rétine périphérique peuvent être examinées lorsque
l’œil est positionné aussi loin que possible de la région
examinée. Toutes les structures annexielles dont la surface
peut être exposée peuvent être examinées.
Mesure des structures oculaires
La BMU accroît notre capacité à mesurer précisément
les structures oculaires. La précision des mesures est
améliorée par la biomicroscopie ultrasonographique qui a
une résolution axiale de 5 à 10 fois celle de l’échographie
de 10 MHz conventionnelle. La mesure précise d’une
structure au moyen des ultrasons nécessite de connaître la
vitesse du son dans la structure examinée. Nous avons
utilisé une vitesse du son de 1540 m/s pour effectuer la
majorité des mesures. La vitesse est utilisée dans l’écho-
graphie conventionnelle pour mesurer les distances dans
la plupart des tissus.
La BMU dans les maladies oculaires
Étant donné que la BMU est un outil d’imagerie non
spécifique, elle permet d’examiner une large gamme de
maladies pour lesquelles les limites de pénétration de
cette technique ne sont pas une entrave. Elle est parti-
culièrement utile dans les maladies où il existe des anoma-
lies structurelles, c’est-à-dire les maladies qui entraînent
un réarrangement de l’anatomie normale.
Glaucome
Plusieurs types de glaucome sont causés par des
anomalies structurelles du segment antérieur du globe.
Cela est particulièrement vrai du glaucome à angle fermé et
du glaucome infantile. Étant donné la capacité de la BMU
à produire des images des anomalies structurelles à une
échelle beaucoup plus petite que cela était possible aupara-
vant, elle est un nouvel outil quantitatif pour la recherche
et l’évaluation clinique des maladies glaucomateuses.
Bloc pupillaire
Dans le bloc pupillaire, l’iris adopte un profil convexe
en raison de la pression différentielle entre les chambres
postérieure et antérieure (figure 1). Après une iridotomie,
le profil de l’iris a une configuration beaucoup plus droite.
On notera que le contact entre l’iris et le cristallin est rela-
tivement limité dans le bloc pupillaire, étant donné que
l’iris est décollé du cristallin. Le bloc n’est donc pas lié à la
surface de contact. La surface de contact entre l’iris et le
cristallin devient encore plus limitée lorsque la pupille se
dilate. Dans le bloc pupillaire, il se produit rapidement dans
l’obscurité une fermeture anatomique de l’angle qui est
due à l’épaisseur accrue de l’iris et à son bombement vers
l’avant sur sa base
4
. Un test de provocation en chambre
noire peut être effectué au moyen de la BMU qui détecte
la fermeture de l’angle par apposition dans l’obscurité
5
.
On a très fréquemment recours à la BMU lorsque
l’angle ne s’ouvre pas complètement après une iridotomie.
Ce problème est causé habituellement par l’iridotomie
sans incision, des synéchies antérieures ou le syndrome de
l’iris plateau, qui peuvent être détectés par une BMU.
Synéchies antérieures
La fermeture de l’angle par les synéchies est illustrée
dans la figure 2. L’iris adopte une forme angulaire con-
trairement à sa courbure régulière dans le bloc pupillaire.
Figure 1 : Dans le bloc pupillaire, l’iris montre un
bombement antérieur rétrécissant l’angle (flèche)
et un contact limité entre l’iris et le cristallin
S = sclère, C = cornée, I = iris, PC = procès ciliaire, z = zonule, Cr = cristallin
Figure 2 : Les synéchies antérieures montrent
un iris au profil en angle et sa fixation au réseau
trabéculaire (flèche)
PC
C
ZCr
SI

Dispersion pigmentaire
Le syndrome de dispersion pigmentaire est caractérisé
par une perte pigmentaire de la couche épithéliale pig-
mentaire de l’iris et un dépôt pigmentaire subséquent
dans le réseau trabéculaire entraînant un glaucome
12
. Le
concept de bloc pupillaire inverse implique une inversion
temporaire de la pression différentielle dans les chambres
antérieure et postérieure, produisant un bombement
postérieur de l’iris entraînant un contact entre l’iris et la
zonule avec une perte pigmentaire mécanique. La BMU a
montré que l’accommodation produit un bombement
postérieur de l’iris qui est inversé par l’iridotomie
13
(figure
5 a et b). La question de savoir si une iridotomie est
indiquée dans cette affection n’a pas été élucidée, mais
cette intervention n’est probablement pas indiquée chez
les patients âgés dont la capacité d’accommodation est
réduite.
Tumeurs du segment antérieur
Tumeurs de l’iris et du corps ciliaire
La BMU est un examen d’appoint très utile dans le
traitement des tumeurs du segment antérieur
14,15
, four-
nissant une image claire des lésions du segment antérieur
même les plus petites (figure 6). La capacité à mesurer ces
lésions avec précision ajoute la dimension de la pro-
fondeur aux critères que nous utilisons pour démontrer la
présence d’une tumeur. La capacité à déterminer la struc-
ture sous-jacente de la tumeur permet une meilleure clas-
sification de celle-ci et l’identification d’une atteinte du
corps ciliaire. Lorsque l’on choisit l’observation de
préférence à l’approche chirurgicale, on peut suivre les
lésions avec une plus grande précision. Lorsqu’une inter-
vention chirurgicale est indiquée, les informations
obtenues sont utiles pour planifier l’approche.
Il est difficile d’effectuer un diagnostic histologique
très spécifique au moyen de l’ultrasonographie, même
avec les informations supplémentaires fournies par la
BMU. Le degré de résolution ne permet pas de différencier
les cellules individuelles.
L’état de l’angle derrière la synéchie peut être défini par
biomicroscopie ultrasonographique.
Syndrome de l’iris plateau
On a utilisé la BMU pour déterminer l’étiologie du
syndrome de l’iris plateau
6
. Dans le syndrome de l’iris
plateau, les procès ciliaires sont situés anatomiquement
sur la face antérieure, fermant le sillon ciliaire et four-
nissant un soutien structurel derrière l’iris périphérique
(figure 3). Cela empêche cette partie de l’iris de se disjoin-
dre du réseau trabéculaire après une iridectomie. Dans des
études sur l’iris plateau dans l’obscurité et après l’admini-
stration de pilocarpine, nous avons démontré que la dis-
tance entre les procès ciliaires et le réseau trabéculaire
demeurait constante, l’unique variable contribuant au
rétrécissement de l’angle étant l’épaisseur de l’iris
7
. Nous
avons démontré récemment que la chambre antérieure
axiale est moins profonde dans l’iris plateau que dans le
bloc pupillaire
8
. La fausse perception d’une chambre plus
profonde est due probablement au fait que la chambre
périphérique est plus profonde lorsque la configuration de
l’iris devient plus plate après une iridotomie. Le bloc pupil-
laire et l’iris plateau coexistent fréquemment.
Épanchements supraciliaires et glaucome malin
Les épanchements supraciliaires que l’on ne peut pas
détecter avec l’échographie conventionnelle peuvent être
visualisés par la BMU. Ces épanchements surviennent
dans diverses affections, comprenant les affections inflam-
matoires, les occlusions veineuses et après une chirurgie
pour un décollement de rétine
9,10
. Les épanchements
supraciliaires produisent une rotation des procès ciliaires
et de l’iris autour de l’éperon scléral. Cela peut entraîner la
fermeture de l’angle, en particulier si l’angle est faible au
départ. Nous avons constaté dans la plupart des cas de
glaucome malin la présence d’épanchements supraciliaires
et des procès ciliaires ayant subi une rotation antérieure
11
(figure 4). Il est probable que les épanchements jouent un
rôle dans la manifestation clinique de cette affection.
Figure 3 : Dans l’iris plateau, les procès ciliaires
(PC) sont en avant, soutenant l’iris périphérique
et produisant un rétrécissement de l’angle
périphérique (flèche).
Figure 4 : Dans le glaucome malin, un épanchement
supraciliaire est présent (flèche) avec une rotation
antérieure des procès ciliaires (PC) et de l’iris.
PC
PC

Kystes
La BMU permet de visualiser clairement les
kystes
16,17
. La présentation clinique habituelle d’un
kyste irido-ciliaire est l’élévation de l’iris périphérique
sans atteinte de l’iris. L’apparence typique à la bio-
microscopie ultrasonographique d’un kyste à paroi
mince sans réflexion interne (figure 7) a une valeur
diagnostique et permet essentiellement d’éliminer
tout doute sur la question de savoir si la lésion est un
kyste ou une tumeur solide. De petits kystes sont
également occasionnellement identifiés, soit de façon
isolée lors d’un examen pour une autre indication
clinique soit en association avec des lésions solides de
l’iris ou du corps ciliaire.
La zonule
La BMU permet de visualiser clairement la zonule
antérieure. On nous demande fréquemment de déter-
miner l’état de la zonule dans diverses maladies et
affections traumatiques avant la chirurgie de la
cataracte. L’absence de zonule ou l’irrégularité de
celle-ci peut généralement être déterminée et les
méridiens atteints signalés.
Affection cornéenne et sclérale
La BMU peut être utile chez les patients dont la
cornée est opaque avant une transplantation
18
. On
peut obtenir des renseignements sur le segment
antérieur, tels que la profondeur de la chambre
antérieure, l’état de l’angle, la présence de synéchies
antérieures et le positionnement du cristallin
intraoculaire, avant une intervention. Les anomalies
intracornéennes peuvent également être visualisées.
L’œdème de la cornée peut être évalué et mesuré. Un
balayeur à arc a été mis au point récemment qui
utilise le chemin d’un transducteur pour suivre la
courbure de la cornée et permet la visualisation de
toute la cornée en un seul balayage. Cet instrument
permet l’élaboration de cartes de profondeur en trois
dimensions de l’épaisseur de la cornée, de l’épaisseur
épithéliale et de la profondeur des incisions intra-
cornéennes
19
en chirurgie réfractive. La BMU est
également utile dans la sclérite, permettant la
différenciation entre l’atteinte extra-sclérale et intra-
sclérale et l’évaluation du degré d’amincissement
scléral
20
.
Ophtalmologie
Conférences Scientifiques
Figure 5a : Dispersion pigmentaire – le profil
de l’iris est droit lors de la fixation à distance
Figure 5b : Dispersion pigmentaire –
Bombement postérieur de l’iris lors de la
fixation de près
Figure 6 : Tumeur de l’iris (flèche) dans la
section radiale. L’épaisseur de la tumeur peut
être mesurée et suivie
Figure 7 : Un kyste irido-ciliaire (flèche)
produit une élévation de l’iris périphérique
5a
5b

Complications lors de l’implantation d’une lentille
intraoculaire
La BMU permet d’évaluer facilement la position
des haptiques de la lentille intraoculaire (figure 8).
Cela est très utile pour évaluer un mauvais position-
nement de la lentille ou la source du saignement
intraoculaire et pour déterminer si les haptiques sont
accessibles en cas de nécessité de retrait ou de reposi-
tionnement de la lentille intraoculaire.
Hypotonie et traumatisme
La BMU permet de visualiser les fentes de cyclo-
dialyse, même lorsque la chambre antérieure est peu
profonde et que la fente de cyclodialyse n’est pas visi-
ble à la gonioscopie
22
. Il y a toujours 360
o
de liquide
supraciliaire dans ces cas. La région de la fente est
habituellement visible grâce au déplacement de la
racine iridienne de l’éperon scléral. D’autres causes
d’hypotonie dans laquelle la BMU peut fournir des
informations utiles comprennent les fuites de plaies
occultes et la présence de membranes sur le corps
ciliaire. Dans d’autres problèmes traumatiques, la
BMU permet de visualiser la chambre antérieure sous
des opacités traumatiques
23
et de détecter de petits
corps étrangers qui sont difficiles à visualiser avec des
techniques conventionnelles
24
.
Affections de la conjonctive et des annexes
On peut utiliser la BMU pour examiner toute
lésion que l’on peut approcher sur la surface, four-
nissant d’importantes informations pour le diagnostic
différentiel des tumeurs, nous aidant à évaluer la pro-
fondeur de lésions conjonctivales et limbiques et
nous permettant de visualiser des affections intra-
canaliculaires
25
. On peut également voir un mauvais
positionnement de clous intracanaliculaires et dans le
point lacrymal (figure 9)
26
.
Résumé et orientations futures
La BMU est une nouvelle méthode pour visu-
aliser le segment antérieur de l’œil à une haute réso-
lution. Son avantage est sa capacité à produire des
sections transversales de l’œil vivant à une résolution
microscopique sans altérer l’intégrité du globe. Bien
que les spécimens pathologiques puissent permettre
parfois une évaluation histologique de divers types
de maladie, celle-ci est possible habituellement à un
stade plus tardif de la maladie et est soumise aux dis-
torsions inévitables associées au processus de prépa-
rations. La BMU, bien que n’offrant pas la résolution
de la microscopie optique, produit des images des
yeux vivants sans affecter les relations internes des
structures visualisées. Cette méthode s’est avérée
utile dans la pratique clinique et la recherche en oph-
talmologie. De nouvelles méthodes consistant à
utiliser des ultrasons à haute fréquence sont en cours
de développement, comprenant l’imagerie en trois
dimensions, le Doppler et l’utilisation de substances
de contraste. Ces progrès devraient élargir l’utilisation
de cette technique à de nouveaux domaines.
Le DrPavlin est professeur à l’Université de Toronto
et médecin au Mount Sinai Hospital, au Princess
Margaret Hospital et au St. Michael’s Hospital.
Remerciement : L’auteur désire remercier Michael Sherar,
Brian Starkoski et Kasia Harasiewicz pour leur contri-
bution au développement de ce système d’imagerie fondé
sur la biomicroscopie ultrasonographique.
Références
1. Pavlin CJ, Sherar MD, Foster FS. Subsurface ultrasound microscopic
imaging of the intact eye. Ophthalmology 1990;97:244-50.
2. Pavlin CJ, Harasiewicz K, Sherar MD, Foster FS. Clinical use of ultra-
sound biomicroscopy. Ophthalmology 1991;98:287-95.
3. Pavlin CJ, Foster FS. Ultrasound Biomicroscopy of the eye. New York:
Springer -Verlag,1994.
4. Woo EK, Pavlin CJ, Slomovic A, Taback N, Buys YM. Ultrasound bio-
microscopic quantitative analysis of light-dark changes associated
with pupillary block. Am J Ophthalmol 1999;127:43-7.
5. Pavlin CJ, Harasiewicz K, Foster FS. An ultrasound biomicroscopic
dark-room provocative test. Ophthalmic Surg 1995;26:253-5.
6. Pavlin CJ, Ritch R, Foster FS. Ultrasound biomicroscopy in plateau
iris syndrome. Am J Ophthalmol 1992;113:390-5.
7. Pavlin CJ, Foster FS. Plateau iris syndrome: changes in angle opening
associated with dark, light, and pilocarpine administration. Am J
Ophthalmol 1999;128:288-91.
8. Mandell MA, Pavlin CJ, Weisbrod DJ, Simpson ER. Anterior chamber
depth in plateau iris syndrome and pupillary block as measured by
ultrasound biomicroscopy. Am J Ophthalmol 2003;136(5):900-3
9. Pavlin CJ, Rutnin SS, Devenyi R, Wand M, Foster FS. Supraciliary effu-
sions and ciliary body thickening after scleral buckling procedures.
Ophthalmology 1997;104:433-8.
Ophtalmologie
Conférences Scientifiques
Figure 8 : Haptique de la lentille intraoculaire
(flèche) sur la pars plana
Figure 9 : Un clou (flèche) dans le point
lacrymal est visualisé dans le canalicule