Chapitre 11 Indices et test de dépistages du kératocône infraclinique

L’ectasie cornéenne iatrogène est la complication la plus redoutée après Lasik : elle induit un tableau similaire à celui du kératocône. Topographiquement, elle se traduit le plus souvent par une augmentation progressive de la cambrure dans la zone paracentrale inférieure, entraînant une baisse de la meilleure acuité visuelle corrigée. À partir d’une large série de cas rapportés dans la littérature, Randleman et al. [1] ont proposé un score permettant de prédire le risque d’ectasie (Ectasia Risk Score) dans le but de prévenir la survenue de l’ectasie post-Lasik. Ce score prend en compte l’aspect topographique préopératoire, l’épaisseur cornéenne centrale préopératoire, le mur résiduel postérieur, l’âge du patient, la correction prévue de ces paramètres ; la présence d’une forme non détectée de kératocône débutant est le facteur de risque principal de l’ectasie post-Lasik [2].

Le recours aux tests topographiques de dépistage du kératocône a été développé afin d’aider le clinicien à mieux identifier les formes le plus précoces de cette pathologie. Aujourd’hui encore, de nombreux efforts sont consacrés à l’identification des identifier les critères topographiques permettant un diagnostic encore plus précoce du kératocône. En effet, si les formes avancées de kératocône ne posent généralement pas de difficultés diagnostiques, aucune analyse de carte topographique ne permet de détecter avec une certitude absolue la présence d’une forme précoce de la maladie. Ceci est imputable aux éléments suivants :

– la qualité de l’examen (mouvement ou clignement du patient entraînant un manque de lisibilité de l’examen) ;

– défaut de perception ou d’analyse par le clinicien ;

– stade du kératocône : les modifications topographiques précoces sont difficilement visibles et caractérisables.

En outre, il faut souligner que certaines anomalies cornéennes peuvent avoir la même expression topographique que le kératocône débutant (corneal warpage), et qu’il existe également des variantes de la normale dont les aspects sont superposables à ceux présents au cours du kératocône débutant (ex : augmentation de la cambrure en inférieur, angulation des hémiméridiens les plus cambrés, etc.).

Ce chapitre traite des indices et tests de dépistage topographiques qui ont été proposés pour faciliter l’identification précoce du kératocône infraclinique. Les termes « test » et « indice » sont parfois utilisés de manière interchangeable dans le cadre du dépistage. En toute rigueur, un test est une opération qui vise à produire un résultat positif ou négatif, ou une probabilité diagnostique. Le test repose sur l’utilisation d’un ou plusieurs indices numériques, qui sont alors combinés pour produire un score final. En fonction de ce score et du seuil fixé pour le test, un résultat est fourni. Un test peut également consister en un réseau neuronal, où sont entrées les valeurs de divers indices numériques, et qui produit un résultat semi-quantitatif (probabilité diagnostique pour une affection particulière). On dénomme généralement ce genre de test des indices et/ou du nom de son ou ses concepteurs (ex : indices de Rabinowitz), ce qui participe à la confusion implicite entre « test » et « indice ». Le lecteur embarrassé devra se souvenir que dès qu’il compare la valeur d’un indice à un seuil fixé, il effectue un test.

Historique et terminologie

Historiquement, on doit à Amsler la première tentative de classification du kératocône en stades évolutifs : il utilisa un système photographique muni d’un disque de Placido [3]. D’entrée, il distingua deux groupes de kératocône : l’un pour lesquels le kératocône présentait des signes cliniques détectables (déformation visible à l’examen biomicroscopique, anneau de Fleischer, etc.), l’autre pour lequel seul l’examen du reflet de mires de Placido permettait le diagnostic, anticipant ainsi l’importance que revêtirait la topographie cornéenne dans cette affection. Dans ce dernier groupe pouvant être qualifié d’« infraclinique », Amsler dénomma « kératocône fruste » les formes les plus débutantes à l’examen du reflet du disque Placido.

L’introduction de la topographie cornéenne informatisée permit plus tard de constater l’existence d’un continuum entre les examens obtenus chez les sujets normaux et ceux atteints de kératocône. Depuis, l’utilisation de termes tels que « kératocône infraclinique », « forme suspecte de kératocône », « forme fruste de kératocône » a souvent été utilisée pour qualifier indifféremment les formes débutantes ou partageant certains des traits estompés du kératocône avéré.

Au début des années quatre-vingt-dix, Rabinowitz et al. ont établi à partir de la topographie spéculaire [4] des patterns évocateurs de kératocône débutant, ainsi de des indices quantitatifs (ex : l’indice I-S) dans le but d’obtenir des seuils numériques précis pour définir à partir de tests la présence d’une forme topographique suspecte de kératocône [5, 6]. L’antériorité de la topographie spéculaire (née au milieu des années quatre-vingt) explique en partie l’importance accordée à la face antérieure de la cornée pour le diagnostic positif et différentiel du kératocône [7, 8]. L’introduction de la topographie d’élévation à la fin des années quatre-vingt-dix a apporté au clinicien des données nouvelles, issues de la pachymétrie et de l’élévation postérieure et pouvant elles aussi éveiller la suspicion vis-à-vis d’une forme suspecte de kératocône [9]. En général, un amincissement central accru et une élévation plus marquée vis-à-vis de la sphère de référence étaient retrouvés au niveau de la surface antérieure et surtout postérieure pour les cornées dont l’examen topographique Placido était évocateur de kératocône [10–12]. Ainsi, lorsque la carte topographique spéculaire antérieure est normale (non suspecte de kératocône), mais que la cornée présente une épaisseur réduite et une élévation postérieure accrue, la possibilité d’une forme très précoce de kératocône infraclinique ne peut être exclue. Nous avons montré que la normalité d’un examen topographique Placido (selon les critères en vigueur : critères de Klyce et Maeda) n’excluait en rien la possibilité d’une forme très précoce (fruste) de kératocône, et construit un modèle d’analyse discriminante permettant d’effectuer un test de dépistage à partir de données d’élévation et d’épaisseur [13].

En cohérence avec ces constatations et pour dissiper toute confusion sémiologique, nous réservons le terme « kératocône suspect » aux formes objectivement « suspectes », c’est-à-dire positives pour le test (ou franchissant un seuil) de « suspicion de kératocône » en topographie spéculaire, selon les critères validés (critères de Rabinowitz, critères de Klyce et Maeda) : une forme suspecte de kératocône est ainsi synonyme de « Placido-suspecte » (Tab. 11.1).

Tableau 11.1 Distinctions nosologiques des différents kératocônes

Le terme de « forme fruste » désigne les formes topographiques qui n’éveillent pas ou peu de suspicion, mais dont on sait qu’elles présentent une forme mineure de la maladie : soit parce que ses anomalies topographiques (Placido) sont trop minimes, c’est-à-dire en deçà des seuils de détection admis pour le « kératocône suspect » mais qu’il existe d’autres anomalies topographiques ou tomographiques (épaisseur) évocatrices, soit que le contexte clinique est évocateur. Par exemple, chez un patient présentant un œil atteint de kératocône, si la cornée de l’autre œil présente un test négatif fondé sur les données de topographie spéculaire, cette cornée peut être considérée comme atteinte d’une forme fruste de kératocône, même si l’expression phénotypique du « kératocône » est trop faible de ce côté pour être détectable selon ces mêmes critères. De même, l’évolution vers une forme avérée de kératocône à partir d’une cornée qui était initialement jugée « normale » (« Placido-négative » pour le kératocône) peut faire requalifier a posteriori l’examen initial comme celui d’une forme fruste de kératocône. L’existence d’une documentation topographique précise pour de telles situations cliniques est précieuse car elle permet la définition de nouveaux seuils ou critères (indices). L’étude des propriétés biomécaniques de ces cornées (hystérèse) est une piste alternative prometteuse pour aider au dépistage précoce du kératocône infraclinique [14].

Il faut bien sûr garder à l’esprit que ces distinctions nosologiques ne sont pas immuables : la terminologie usitée dépend de la qualité des tests utilisés et pourra de fait varier dans le temps, ou avec la plateforme topographique utilisée. Quelles que soient les avancées dans ce domaine, le stade de « kératocône suspect » demeurera par définition topographiquement plus avancé que le stade de kératocône fruste, mais c’est ce dernier que les indices de dépistages proposés pour faciliter l’identification des formes précoces de kératocône devront traquer.

Indices topographiques

Généralités

Un indice (ou index) topographique est une valeur numérique calculée à partir de l’analyse des données recueillies par le topographe. Les indices topographiques permettent d’exploiter de manière plus quantitative les informations topographiques, et servir de variables explicatives pour réaliser des tests statistiques destinés à séparer la population des cornées présentant un kératocône infraclinique des cornées normales (analyse discriminante). La kératométrie simulée moyenne (Sim-K) est un exemple d’indice topographique, car outre l’estimation de la puissance kératométrique apicale moyenne qu’elle fournit, ce paramètre peut être indicatif de la présence d’un kératocône quand il atteint certaines valeurs (ex : 53 D). La plupart des indices ont d’ailleurs été initialement proposés pour faciliter le dépistage du kératocône, et leurs seuils définis à partir d’études préliminaires, ou intégrés dans des modèles statistiques prédictifs. D’autres champs d’applications existent, qui vont de l’étude de la qualité de l’examen topographique au dépistage de pathologies et conditions cornéennes variées (dégénérescence pellucide marginale, antécédent de chirurgie photoablative, etc.).

Catégories d’indices

On peut classer les différents indices en fonction du type de données qui servent à les calculer :

– indices globaux : ils sont calculés à partir de l’ensemble des données topographiques de la surface cornéenne étudiée (ex : facteur Q d’asphéricité) ;

– indices locaux : ils sont calculés à partir de données topographiques partielles/locales (ex : indice I-S) ;

– indices composites : ils sont calculés à partir de la valeur de plusieurs indices (ex : KISA %).

Les premiers indices proposés pour la détection du kératocône étaient locaux [5], mais étant donné leur manque de spécificité quand les seuils choisis les rendaient sensibles, les indices proposés ultérieurement ont été de nature composites (ex : KISA %) [15].

En l’absence de standardisation entre les différents fabricants, type de cartes, échelles, etc., la majorité des indices (en particulier les indices composites) sont spécifiques à un modèle de topographe donné. Certains indices, développés par des investigateurs indépendants, sont toutefois communs entre les différentes plateformes topographiques.

Sensibilité et spécificité des tests de dépistage

La mise au point de techniques de dépistage performantes vise à pallier le problème posé par la détection des formes précoces de kératocône. Pour apprécier leur efficacité, c’est-à-dire leur capacité à dépister les kératocônes débutants, et les séparer des cornées saines, divers indices peuvent être étudiés dans une population de cornées dont on sait qu’une partie est atteinte de kératocône à un stade peu avancé, l’autre étant indemne de cette affection. C’est ainsi qu’a lieu la réalisation de ces tests de dépistage topographique, grâce à un groupe de patients dont on sait qu’il présente l’affection à dépister, et pour lequel on peut choisir des variables et un seuil.

Devant un examen topographique, considérer de manière isolée les valeurs de certaines variables ne suffit pas à effectuer un tri de qualité entre cornées saines et cornées atteintes d’une forme infraclinique de kératocône. Le calcul de la moyenne d’un indice non composite particulier (ex : Sim-K) dans une population saine de référence peut être informatif car il fournit une idée synthétique sur la valeur centrale de ce paramètre. Cependant, il est également essentiel de connaître une valeur de dispersion (ex : écart-type) qui mesure, d’une certaine manière, l’homogénéité du groupe par rapport à cet indice. On peut ensuite comparer cette moyenne et cet écart-type avec ceux d’une population de cornées pathologiques. On remarque alors que dans le cas de la comparaison entre cornées saines et atteintes de formes débutantes de kératocône, même si les moyennes sont distinctes, il existe un chevauchement important des valeurs pour n’importe quel indice. Il est licite de postuler que cette superposition de valeurs est encore plus importante pour les formes très débutantes, qui correspondent aux stades les plus précoces de l’affection.

De fait, même s’il existe une différence dite « statistiquement significative » entre les valeurs de l’indice mesuré pour les deux groupes, la véritable question à laquelle on doit répondre est : quelle valeur seuil choisir pour cet indice si l’on souhaite diagnostiquer la présence d’un kératocône débutant ? Si l’on choisit une valeur trop élevée, on risque de « laisser passer » un nombre important de cornées pathologiques (augmentation du nombre de faux négatifs, réduction de la sensibilité). Le choix d’une valeur trop basse expose au risque inverse : considérer comme pathologiques des cornées pourtant normales (augmentation du nombre de faux positifs, réduction de la spécificité).

En regroupant un certain nombre d’indices au sein d’une fonction dite « discriminante », on peut arriver à « faire un tri » plus efficace qu’à partir d’un indice unique : ce tri est appelé « analyse discriminante prédictive ». Cette technique statistique vise à prédire l’appartenance à des groupes prédéfinis d’un ensemble d’individus, à partir d’une série de variables prédictives (ici les indices topographiques, sous formes de valeurs chiffrées). À partir de combinaisons linéaires de ces variables prédictives, on obtient un score final. La valeur de ce score est comparée à un seuil, choisi adroitement pour discerner le plus possible les « individus » mesurés : par exemple « cornées normales » vs « kératocône ».

Aucun seuil n’est parfaitement discriminant : trop bas, il incrimine à tort une forte proportion de cornées normales comme pathologiques. Trop haut, il « laisse passer » un trop grand nombre de cornées pathologiques, considérées comme « normales » par erreur. Par exemple, on peut vouloir utiliser le degré de cambrure centrale de la cornée comme indice de la présence d’une forme débutante de kératocône. Fixer le seuil de la kératométrie simulée (Sim-K) à 45 D pour le dépistage du kératocône débutant risque d’aboutir à un diagnostic par excès de cette affection (sans la consolation de dépister tous les kératocônes débutants). Fixer le seuil du Sim-K à 49 D reviendrait à être certainement plus sélectif, mais moins sensible, un nombre important de cornées pathologiques n’étant pas considérées comme suspectes avec ce simple test. Pour accroître la capacité de discrimination, une solution consiste à ajouter une autre variable ; par exemple, en tenant compte de la valeur de l’asphéricité (Q) en plus de la valeur de la kératométrie simulée, on doit a priori mieux distinguer les formes débutantes de kératocône, qui sont caractérisées par une cambrure apicale augmentée, et une tendance à la décroissance de cette cambrure plus rapide vers les bords (asphéricité plus prolate).

D’une manière générale, en augmentant le nombre de variables, on obtient des tests plus performants, c’est-à-dire plus discriminants, pour lesquels le choix d’un seuil optimal est plus évident. C’est pour cela que les indices les plus performants sont composites (c’est-à-dire composés de plusieurs variables), afin d’augmenter la probabilité de bien séparer les populations infracliniques et normales avec les tests qui les utilisent.

Cependant, les techniques de statistique descriptive fondées sur le recueil et le calcul d’indices ne sont pas infaillibles car elles comportent toujours une proportion de patients dont les cornées pourront être mal classées. On parle de faux négatifs (FN) quand l’examen topographique est jugé (testé) normal, alors qu’il existe une forme débutante de kératocône, et de faux positifs (FP) quand l’examen topographique est jugé anormal, mais sans kératocône. Les cornées bien classées correspondent aux vrais négatifs (VN) en cas d’absence de kératocône, et aux vrais positifs (VP) en cas de kératocône.

Un bon test de dépistage est un test où le nombre de faux positifs et faux négatifs est assez faible pour que l’on puisse considérer ses résultats comme suffisamment fiables. La performance des examens utilisés pour le dépistage d’une pathologie quelconque peut être mesurée à l’aide des indices appelés sensibilité et spécificité (l’annexe située en fin de chapitre détaille les modalités qui permettent d’étudier les performances d’un test de dépistage).

Sensibilité

La sensibilité est un critère qui décrit la capacité de détecter l’affection recherchée. Pour la mesurer, il faut disposer d’un groupe de malades (kératocône), sélectionné de manière indépendante du test que l’on cherche à analyser. La sensibilité est donnée par un pourcentage compris entre 0 et 100, qui est égal au rapport suivant :

0 % indique que l’examen ne détecte pas la pathologie recherchée ; 100 % indique que tous les cas pathologiques sont retrouvés (le test est constamment positif si le sujet testé est atteint). Plus le test a une sensibilité élevée, moins il y aura de personnes ayant la pathologie recherchée qui ne seront pas détectées.

Spécificité

La spécificité est un critère qui décrit, pour une pathologie donnée, la possibilité de déclarer la personne testée comme indemne de la pathologie recherchée. Elle correspond à la proportion de vrais négatifs sur l’ensemble des sujets sains.

Plus la spécificité est élevée et proche de 1 (100 %), plus la proportion de faux positifs est faible et vice versa.

Une valeur de 100 % indique qu’une personne saine est identifiée avec certitude.

Le meilleur test de dépistage serait celui qui aurait une spécificité et une sensibilité chacune égale à 100 % (aucun faux positif, aucun faux négatif). Malheureusement aucun test en médecine n’a une parfaite exactitude et il existe pour chacun d’eux un certain nombre de résultats faux positifs ou faux négatifs.

Quand on souhaite minimiser les erreurs par défaut (il est moins grave de porter le diagnostic de kératocône débutant par excès que de laisser passer un kératocône fruste), on cherche à minimiser le nombre de faux négatifs. Ceci revient à formuler de manière plus savante que pour augmenter l’efficacité du dépistage du kératocône infraclinique avant chirurgie réfractive, la sensibilité des tests employés doit être suffisamment élevée, afin de ne pas « laisser passer » un mauvais candidat au Lasik (kératocône fruste) et risquer une ectasie en postopératoire (faux négatif). Cependant, il faut veiller à ce que la spécificité de ces tests ne devienne pas trop basse, sous peine de porter le diagnostic de kératocône débutant par excès, et de ne plus opérer de patients pourtant bons candidats !

Il convient de souligner enfin que si le diagnostic de kératocône repose sur l’examen topographique, d’autres éléments comme l’examen biomicroscopique, l’existence d’antécédents familiaux [16, 17] ou d’un terrain prédisposant [6, 18] (atopie, trisomie 21, etc.), une réfraction instable, l’existence de frottements digitaux répétés, des valeurs d’hystérèse diminuées et un aspect évocateur des signaux biomécaniques [19] peuvent aider à en étayer le diagnostic.

Ce chapitre se bornera à décrire les principes qui régissent le choix des indices topographiques et des tests de dépistage les plus courants. Ceux-ci reposent encore actuellement majoritairement sur l’utilisation des données qui découlent de la topographie spéculaire (Placido) et dépendent principalement de la face antérieure de la cornée. Ils permettent de diagnostiquer des formes dites « suspectes ». En fin de chapitre, un aperçu de l’intérêt potentiel de critères établis à partir de l’étude de l’épaisseur cornéenne et/ou de l’élévation postérieure sera présenté à la lumière d’études plus récentes, qui montrent que l’on peut accroître la sensibilité du dépistage du kératocône infraclinique et identifier des formes non dépistées par la topographie Placido (formes dites « frustes »).

Critères et tests de dépistage pour les formes suspectes de kératocône (kératocône suspect)

Les critères topographiques initialement proposés par Rabinowitz pour l’identification rapide d’une forme suspecte de kératocône furent qualitatifs. Il est important de les rappeler, car ils ont été à l’origine de certains critères quantitatifs. Ces aspects sont présentés sur la Fig. 11.1 : ils furent décrits à partir des données recueillies chez des parents de patients atteints de kératocône [5], ou d’yeux que l’on savait (parfois rétrospectivement, après étude de topographies antérieures effectuées avant l’apparition de signes plus francs) atteints de formes débutantes de kératocône [20]. Le topographe utilisé était le TMS-1 avec une échelle absolue couvrant l’intervalle 35–50 D par pas de 1,5 D (soit 10 couleurs), les courbures situées en dehors de ces valeurs étaient représentées par pas de 5 D. Cette précision est importante, car il est primordial de souligner que les aspects topographiques évocateurs d’une forme suspecte pour le kératocône peuvent être gommés par une échelle trop large. La fiabilité de l’examen topographique (fixation adéquate) est par ailleurs essentielle pour interpréter correctement ces motifs.

Fig. 11.1 Patterns schématiques et exemples correspondants (avec formes intermédiaires) de cornées « à risque » de forme infraclinique de kératocône selon Rabinowitz et al.

Ces aspects ont été obtenus en courbure axiale (topographie spéculaire antérieure), au moyen d’une échelle absolue, et désignés arbitrairement par une lettre de l’alphabet comprise entre A et J. Ici ne sont représentés que les aspects particulièrement suspects pour le kératocône débutant : D = aspect de cambrure accentuée isolée en inférieur ; G = angulation excessive des méridiens les plus cambrés ; H = « nœud papillon » asymétrique ; J = combinaison des formes G et H, ce pattern est désigné par l’acronyme AB/SRAX. Cet aspect est un facteur de risque d’évolution certain vers une forme avérée. Précisons que les îlots de couleur chaude ne correspondent pas à des « bosses », mais à des régions où la surface cornéenne antérieure présente une cambrure accentuée.

L’existence d’un pattern AB/SRAX, associant un nœud papillon asymétrique (AB) et d’une angulation excessive des hémiméridiens les plus cambrés (SRAX) est fréquemment retrouvée (environ 80 %) sur l’image de topographie en courbure de l œil « sain » chez des patients atteints de kératocône « unilatéral ». Cet aspect représente un risque d’évolution vers une forme avérée supérieure à 50 %.

À ces aspects topographiques, une valeur de kératométrie centrale supérieure à 47,2 D et/ou une différence de kératométrie centrale supérieure à 1 D entre les deux yeux constituaient d’autres indices susceptibles d’évoquer la présence d’un kératocône fruste. Afin d’accroître leur spécificité (une proportion non négligeable de cornées indemnes de kératocône peut présenter un ou plusieurs de ces caractéristiques), d’autres éléments quantitatifs ont ensuite été proposés.

Indice I-S

Cet indice utilise les données de la topographie spéculaire par disque de Placido. Il consiste à moyenner les valeurs kératométriques obtenues en différents points de l’hémicornée inférieure (I) et leur soustraire la moyenne correspondante pour les points correspondants de l’hémicornée supérieure (S) (Fig. 11.2). Le calcul de I est égal à la moyenne de 5 kératométries sur l’anneau des 3 mm centraux, à l’intersection des méridiens 210, 240, 270, 300 et 330°. Le calcul de S est effectué selon le même principe avec les méridiens 30, 60, 90, 120 et 150°. Une valeur seuil de 1,4 D a été retenue comme celle permettant de trancher entre asymétrie « physiologique » et présence d’un kératocône infraclinique. Une valeur supérieure à 1,9 D est couramment associée à une forme clinique de kératocône (amincissement visible à la lampe à fente, anneau de Fleischer, etc.). Afin d’accroître la sensibilité de ce critère, il est recommandé de placer un des points utilisés pour le recueil des valeurs kératométriques sur l’hémiméridien inférieur le plus cambré.

Fig. 11.2 Calcul de l’indice I-S : le diamètre du cercle centré sur le vertex est de 3 mm.

La moyenne des valeurs situées dans l’hémicornée supérieure est de S = 40,214 D. La moyenne des valeurs mesurées dans l’hémicornée inférieure est de I = 41,614 D. L’indice (I-S) est égal à 1,4 D. Malgré les chiffres de kératométrie légèrement inférieurs à la moyenne, l’indice (I-S) rend cette cornée suspecte de kératocône.

Indice KISA %

Il a été développé par Rabinowitz et Rasheed [15]. Il repose sur l’utilisation de la valeur exprimée en degrés de l’angulation des deux hémiméridiens les plus bombés (SRAX) (Fig. 11.3), ainsi que des valeurs de la kératométrie maximale ôtée de 47 D, de l’astigmatisme kératométrique, et de la soustraction (I-S). La formule permettant le calcul de l’indice composite KISA % est :