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14/11/2009
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Le kératographe…utilisations et limites
11e Congrès TECHNO-LENS ® - CONTAPHARMA ®
Lausanne, lundi 24 mai 2004
B. Barthélemy
LA TOPOGRAPHIE CORNEENNE
11e Congrès TECHNO-LENS ® - CONTAPHARMA ®
Lausanne, lundi 24 mai 2004
B. Barthélemy
Cours de B. Barthelemy
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Sources bibliographiques
– The I.A.C.L.E. Contact Lens Course– IACLE - 1998
– Cours de Contactologie Avancé– Michel Guillon – Bernard Barthélemy 1997-2004 publié
chez « OptoCom » (>900 pages)chez « OptoCom » (>900 pages)
– Contactologie– Bernard Barthélemy – Thérèse Thiébaut, 2004 ISBN : 2-
7430-0658-7 LAVOISIER
Introduction
1ère partie
•Définition
•Historique
Bernard Barthélemy
2004, 11e Congrès TECHNO-LENS ® - CONTAPHARMA ®
Définition
Topographie définition Larousse :
Technique de représentation sur un l d f d t i lplan des formes du terrain avec les
détails naturels ou artificiels qu’il porte.
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Historique : La mesure centrale…
La cornée est considérée comme un miroir Sheiner au 17ème siècleKohlrausch 1839 → r = 7,87 mm (n = 12)Senff 1846 → “le rayon vers le limbe est plus grand… la cornée est une surface ellipsoïde…”grand… la cornée est une surface ellipsoïde…Young 1801, Helmoltz 1853, Ericksen, Donders 1864, Javal 1867, A. Placido 1880, Blinx 1880Aubert 1885 → “on peut considérer comme sphérique une surface de 4 mm de diamètre…”Tscherning 1891, Gullstrand 1902, Fincham 1925, Berg 1931...
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1922 La mesure de la périphérie
Correspond à un début de recherche de relevé topographique
H. Erggelet à Iéna principe différent restitution photogrammétrique de larestitution photogrammétrique de la surface(des courbes de niveau en se basant sur 300 pointés pour une surface cornéenne)
Stéréophoto-grammétrie de la cornée humaine
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1959 Pr Bonnet
Technique photographique dérivée de la méthode de l'Institut géographique national de France (sur une cornée anesthésiée avec une pulvérisation deanesthésiée avec une pulvérisation de poudre de talc)
L'erreur relative quadratique est de 0,005 soit 0,04 mm pour un rayon de courbure de 8 mm.
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1960 Guilbert-Routit
Mesures de quelques points kératométriques périphériques
, L’ophtalmomètre Guilbert-Routit selon Roger Bonnet mesure à 0,45 mm du centre
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1962
• Girard, Soper, Samson
Le topogometer kératomètre Bausch & Lomb mesure en central et à 3,1 mm (Disque de Jesop)Jesop)
• R. Mandell
kératomètre AOC avec un point lumineux de fixation mobile à toutes distances périphériques et dans tous les méridiens
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1966 Topographie & la photographie
Laboratoire « Ysoptic » développés par Hugues Amiard
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1966 Topographie & la photographie
Baguettes cylindriques polies disposées sur 4 bras.
Lignes fines de la lumière émise par un flash.
Cliché photographique est analysé par un ordinateur qui restitue par une formule
thé ti (dét i l i l à timathématique (détermine le rayon coaxial à partir du rayon mesuré et de l'angle ) afin de construire une lentille...
Les auteurs décrivaient la précision de l'appareil comme étant de 10 µm sur des billes de verres de rayons 8 à 10 mm.
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Les techniques instrumentales
2ème partie
• Les kératomètres• Les topographes et les disques dePlacido 1880
• autres…
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La kétométrie
Centraleet
Périphérique
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Vidéo topographes
• Capture d’une image…
Analyse et algorithmes de calcul...
• Les Différentes techniques :
Disques de Placido
Les fentes
Autres
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La topographie les placidos
2 types de disques • Grandes mires
– Avantage réside dans la souplesse sur la distance de mise au point…
– Inconvénient ne peut couvrir la surface totale (orbite, sourcils, cils nez seront autant d’obstacle à la projection des cercles)cils, nez seront autant d obstacle à la projection des cercles)
• Petites mires dites les cônes– Avantage réside dans la bonne projection des cercles– Inconvénient
• grande rigueur sur la distance de mise au point• Cette distance très courte impose des rotation de tête et des
fixations latérales coté temporale…
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Les fentes & les disques de placido
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Les fentesPentacam Oculus ™
Pachymétrie
Cornée, CA, …Topographie
Diag. cataracte
les dioptres, CA, …
3D
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Autres…
J. H. Massig, Hochgenaue Auswertung von Streifenmustern mit der Fourier-Transformation und messtechnische Anwendungen. Tagungsband, Fachtagung Optische Formerfassung der DGZfP, Stuttgart, (Okt. 1999)
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Les algorithmes de calcul
3ème partie
Les représentations & utilisations…
• représentations plus conventionnelles
• représentations plus évoluées…
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Les représentations classiques
• Rayons– « mm » ou « δ » - Sagittales ou Tangentielles
• Asphéricité– Excentricité « e » - Facteur de forme « P » - Asphér’icité « Q »
• Cartes de couleurs…– Absolues – Normalisées - Ajustables
• Zones de mesure– Zones extrapolées
• Images fluorescéine de synthèse
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Rayons indépendants de l’indice
En mm
Ici
comparaisoncomparaisonde 2 points
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Puissance implique un indice
En δ
Quel indice pour lapour la
cornée ?
•Larme 1,336
•Cornée 1,3771
•LC ~ 1,40
•Kératomètres 1,33752004, 11e Congrès TECHNO-LENS ® - CONTAPHARMA ®
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Rayon sagittal ou tangentiel
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Asphéricité cornéenne
• Asphéricité Q = - e² = P – 1
• Excentricité = e22
22
sin
s
cs
r
rre
• Facteur de forme P = 1 – e²
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Rayon sagittal & excentricité
22 cs rr
22 sin
s
cs
re
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Excentricité
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Rayons sagittaux
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Rayon sagittal & excentricité
Haag Streit OM900 ™
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Rayon sagittal & excentricité
NIDEK ARK-700A ™NIDEK ARK 700A
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Rayon sagittal & excentricité
NIDEK ARK-700A ™NIDEK ARK 700A
A = Axil = Tangentiel
S = Sagittal
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Représentation
Sagittale Tangentielle
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Représentation
Sagittale Tangentielle
?
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Représentation
Sagittale Tangentielle
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Carte de couleur (échelles)
Normalisées relatives Absolue
de 6,9 à 9,9 mm de 3,8 à 34,5 mm
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Carte de couleur (échelles)
Normalisées relatives Absolue
de 7.0 à 10,0 mm 3,8 à 34,5 mm
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Carte de couleur (Zones)
Extrapolées Mesurées
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Les représentations classiques
• Rayons– « mm » ou « δ » - Sagittales Tangentielles
• Asphéricité– Excentricité « e » - Facteur de forme « P » - Asphér’icité « Q »
• Cartes de couleurs…– Absolues – Normalisées - Ajustables
• Zones de mesure– Zones extrapolées
• Images fluorescéiniques de synthèse
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Les représentations avancées
• Carte des analyses de Fourrier
• Carte réfractives
• Carte de hauteurs
• Carte d’aberrométrie
• Carte de comparaison
• Carte d’indices
• Images fluorescéiniques de synthèse
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Analyses de Fourrier
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Carte réfractives
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Carte de hauteurs
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Carte d’aberrométrie (surface)
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Aberrométrie et Ø pupillaire
8 mm
0,000303
6 mm
0,000259
4 mm
0,000195
2 mm
0,000088
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Cartes de comparaison
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Cartes de comparaison
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Cartes d’indices
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Cartes d’indices
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Les indices
• Nous décrirons que les indices du CTK 922 de Haag Streit (les mêmes que ceux du keratographe d’Oculus ou du
Rodenstock)
• D’autres indices sont spécifiques aux autres instruments mais il existe une certaine similitude
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ISV
• Indice de variance de la surface (valeur de la courbure moyenne par rapport à la moyenne des courbures)
• Augmente en présence d’irrégularités :• Augmente en présence d irrégularités : traumatisme, astigmatisme irrégulier, « Warepage », kératocône, ortho-K,…)
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IVA
• Indice d’asymétrie verticale(comparaison des rayons par 1/2 méridiens supérieur et inférieur)
• Augmente en présence de kératocône• Augmente en présence de kératocône, « Warepage »,…)
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KI
• Indice kératocône (indique la probabilité de la présence d’un kératocône)
• Augmente en fonction de l’évolution du kératocône)kératocône)
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CKI
• Indice de kératocône central (donne l’information concernant le centre du cône)
• Augmente avec la sévérité du kératocône)
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Rmin
• Rayon minimum (indique le rayon le plus petit sur toute la surface du cône)
• Le plus petit rayon sagittal du cône)
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IHA
• Indice d’asymétrie verticale des hauteurs (comparaison des hauteurs par 1/2 méridiens supérieur et inférieur)
• Similaire IVA mais plus sensible• Similaire IVA mais plus sensible (kératocône, « Warepage »,…)
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IHD
• Indice du décentrement des hauteurs (décentrement du point le plus haut de la cornée par rapport au centre de la cornée)
• Utilise les analyses de Fourrier• Utilise les analyses de Fourrier
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ABR
• Indice d’aberration de Zernike (calcul les aberrations de la cornée)
• Analyse des polynômes de Zernike
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KKS
• Stade du kératocône
• Indique le stade selon la classification d’Amsler
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AA
• Indice de moyenne (indique le stade selon la classification d’Amsler)
• Le résultat trouvé se compare par rapport à l’i di l lé l tià l’indice calculé pour une population moyenne standard
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Les aides à l’adaptation
4ème partie
• Les logiciels d’adaptations
• Les bases de données…
Bernard Barthélemy
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Les bases de données
1. Les bases de données
2. La possibilité d’introduire des LC1. Téléchargement (mises à jour)
2 Entrée manuelle2. Entrée manuelle
3. La qualité de l’image de synthèse
4. La possibilité de bouger la lentille
5. Les épaisseurs du FL
6. Autres analyses
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Les bases de données
Elles sont le plus souvent incomplète
• La cause :– Secret de fabrication…
P l li i CE d dPourtant la normalisation CE demande que les paramètres des LC soient ainsi communiqués :
r0, Z0 / r1, Z1 / r2, Z2 / … rn, ZT
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Représentration fluo
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Démonstration du softwear
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Les images fluo de synthèse
5ème partie
• Etude 2003-2004
Bernard Barthélemy - Estelle Petit Etude 2003-2004
La fiabilité des images fluo de synthèse2004, 11e Congrès TECHNO-LENS ® - CONTAPHARMA ®
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Les images de synthèses
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Les images fluo
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CTK 922 Haag Streit ™Plage de mesure 3 à 38 mm 3 à 38 mm (9 à 99 δ)Précision ± 0,1 δReproductibilité ± 0,1 δNombre d’anneaux 22Distance de travail 80 mmNombre de points évalués 22.000
Etalonnage mmPrécision des cartes absolue (normal)Mode tangentielDonnées lentilles st. Softwear Oculus ver 1.55HDonnées lentilles HN données par les fabricants
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Préparation du sujet
• Instillation de la fluorescéine, le sujet est positionné sur le biomicroscope.
• On lui demande de ciller normalement en indiquant un point précis de fixation.
• Lorsque l’image semble optimale, on demande au sujet de ciller une ou deux fois et d’ouvrir l’œil le plus grand possible.
• Le déclenchement de la photo se fait quand, après le cillement, la lentille remonte et redescend et qu’elle se trouve centrée au mieux sur la cornée.
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Remarques
• Choix de ne pas maintenir la LC à l’aide des paupières pour obtenir le centrage de la LC
– Pour ne pas exercer une pression pouvant modifier
• la topographie
• ou bien de soulever les bords de la lentille
– Recouvrement de la paupière supérieure • Pour les petites ouvertures palpébrales
• ou les grands diamètres de lentille.
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Analyse
• Superposition de la mire de centrage
• Centrage de la LC de l’image de synthèse en position identique
• Superposition de la mire 16 zonesSuperposition de la mire 16 zones
• Equilibrage luminosité
• Utilisation d’un logiciel d’analyse des couleurs
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La mire et les 16 zones étudiées
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Les images comparées
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Hypothèse H0
Aucune différence significative entre les 2 images– fluorescéinique de synthèse
– fluorescéinique clinique
• Etude de chaque cas séparément
• chaque cas, constitue un échantillon unique de 16 zones de la mire d’analyse
• Test des séries appariées pour chaque cas entre la photo et la simulation
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Hypothèse H0
On note di = xi – x’i la différence des valeurs pour chaque zone.
• On considère que d suit une loi normale
la variable d’échantillonnage est la différencela variable d échantillonnage est la différence moyenne observée
N
dd
N
i 1
_
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Hypothèse H0
• Sous Ho, on considère que suit une loi normale -> 0
• et qui suit une loi normale de moyenne µ et de variance telle que
Nσ2
d
dd
d
ou est la variance observée
• Cette loi normale est approchée par une loi de t ou loi de Student-Fischer à (N-1) degrés de liberté (ddl)
N
σ
N
σ
0 μ 2od
2d
_
d
2odσ
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Hypothèse H0 : Calcul
et
N
σ
N
σ
0 μ 2od
2d
_
d
N
σ
μ - d
2od
0 t
• La table du t à (N-1) ddl nous donne la probabilité α0 c’est-à-dire le degré de signification.
• Le seuil de risque choisi est α = 0,05 soit 5%, qui est la valeur usuelle
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Résultats selon les critères
• La toricité cornéenne• Le type de lentille• Puissance dioptrique de la lentille• Position et recouvrement de la• Position et recouvrement de la
paupière supérieure• Intensité de la fluorescence• Décentrement de la LC• Direction du décentrement
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Toricité cornéenne
Critère: Toricité cornéenne
5
28
32
36
40
31
41
0
4
8
12
16
20
24
Toricité < 0,30 mm Toricité > 0,30 mm
Effe
ctif
Nombre de fois où Ho est refusée
Nombre de fois où Ho est acceptée
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Type de lentille
Critère: Fabricant de lentilles
5
120
24
28
1619
1
0
4
8
12
16
Menicon Ocellus
Effe
ctif
Nombre de fois où Ho est refusée
Nombre de fois où Ho est acceptée
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Puissance de la lentille
Critère: Puissance de la lentille
3
20
24
28
32
27
8
2
10
4
8
12
16
20
Hypermétropes Myopes ≤ 6 δ Myopes > 6 δ
Effe
ctif
Nombre de fois où Ho est refusée
Nombre de fois où Ho est acceptée
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Paupière supérieure
Critère: Paupière supérieure
2
24
28
32
36
29
6
4
0
4
8
12
16
20
Absence Présence
Effe
ctif
Nombre de fois où Ho est refusée
Nombre de fois où Ho est acceptée
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Intensité de la fluorescence
Critère: Intensité de la fluorescence
20
24
28
32
7
28
6
0
4
8
12
16
20
Forte > m Faible ≤ m
Effe
ctif
Nombre de fois où Ho est refusée
Nombre de fois où Ho est acceptée
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Valeur du décentrement
Critère: Valeur du décentrement d (mm)
516
20
14 14
7
1
0
4
8
12
0 ≤ d ≤ 0,5 0,5 < d ≤ 1 d > 1
Effe
ctif
Nombre de fois où Ho est refusée
Nombre de fois où Ho est acceptée
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Direction du décentrement
Critère: Direction du décentrement
16
20
10
18
25
4
1
1
0
4
8
12
Supérieur Inférieur Nasal Temporal
Effe
ctif
Nombre de fois où Ho est refusée
Nombre de fois où Ho est acceptée
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Comparaison des études précédentes
• Szczotka L.B., Capretta D.M. et Lass J.H. 1994indique un taux de réussite de 44% grading subjectif (plat, serré ou aligné).
notre taux de 85,4% peut s’expliquer par les 2 générations différentes de vidéotopographes.
• Soper B.A., Shovlin J.P. et Bennett E.S. 1996, 84/86 simulations « précises » c’est-à-dire que dans 97,7% des cas, l’image fluorescéinique simulée reflétait l’image clinique de la lentille sur la cornée du sujet.Méthode utilisée différente : analyse est subjective (on demande les impressions des cliniciens) et globale (l’image est analysée dans son ensemble)..
• Le Tellier C. et Pastorelli M. ~1998 analyse statistique réalisée différemment.Les conclusions convergent aucune différence significative entre les deux images selon les différentes zones d’analyse choisies (excepté en périphérie dans le méridien vertical).
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Résultat global
• D’un point de vue global, Ho est acceptée dans 85,4% des cas
• Taux de réussite élevé comparé aux études précédentes.O t di l h t t l’i d thè• On peut dire que la photo et l’image de synthèse présentent une même répartition relative des zones de toucher, d’alignement ou de dégagement
• A position égale, le logiciel donne une bonne représentation de la réalité au cas par cas.
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Synthèse
Résultats en terme de précision.• Le logiciel de simulation donne une allure précise de
l’image fluorescéinique d’une LRPG sur l’œil.• Cet outil s’avère donc d’être d’une aide non négligeable.
Par extension peut être de prévision ?Par extension peut-être de prévision ?
Prudence sur les capacités et les lacunes !• La dynamique de la lentille sur l’œil est essentielle et
nécessite l’essai clinique.• Certains facteurs, comme la flexion des lentilles ou l’effet
de bascule
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Critiques de la méthode
L’échantillon
• Effectif est faible pour représenter la population de porteurs de LRPG...
Autres études complémentaires !Autres études complémentaires !
• Etude de la déformation de la LC sur l’œil
• Etude de la prédictibilité de la lentille
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Critiques de la méthode
Remarques sur la statistique !• Le test des séries appariées est habituellement
utilisé avec un échantillon constitué de cas diffé t i dé d t l d tdifférents, indépendants les uns des autres comme dans le cas d’une étude par zones.
• On ne peut pas affirmer dans l’étude par cas que les différentes zones constituant l’échantillon soient complètement indépendantes les unes des autres.
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Conclusion sur la simulation
• La précision en terme de répartition relative des zones de diverses fluorescences peut être considéré comme fiable. L’étude ne montre aucune différence significative au seuil de 5% dans 35 cas sur 41, soit un taux de réussite de 85,4% entre les 2 images fluorescéiniques
• Les images de synthèse peuvent être considérées comme un bon équivalent à un essai de la lentille sur l’œil pour aider le praticien dans le choix d’une lentille. (ces appareils ne remplacent pas l’essai clinique car ils ne prennent pas en compte la dynamique de la LC)
• Il serait intéressant de faire une étude sur la prédictibilité du logiciel dans le choix de lentilles. …
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Les capacités d'analyse de différents topographes"
6ème partie
p g p
• Etude 2000-2001
Bernard Barthelemy – Stephane Ekman Etude 2000-2001
Comparaison des capacités d'analyse de différents topographes2004, 11e Congrès TECHNO-LENS ® - CONTAPHARMA ®
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Mesures et topographie
La mesure de la kératométrie et par là même de la topographie cornéenne trouve ses fondements au cœur du XIXe siècle, sous la coupole de H. Helmholtz (1854), A. Placido (1880), E. Javal et I. Schiotz (1881). Depuis, la technologie aidant, de
d è t j 'à Lgrands progrès sont parvenus jusqu'à nous. Les premiers appareils, rudimentaires, comme le disque de Placido ou l'ophtalmomètre de Javal-Schiotz, ont évolué, en passant par une aide photographique jusqu'à un couplage avec un ordinateur qui permet d'obtenir des résultats plus précis et plus rapides. Mais ces technologies nouvelles avançant à grands pas ont-elles le temps de se fiabiliser ?
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Les mesures
Comparaison de différents topographes cornéens sur la base de leurs capacités d'analyse.Mesures faites sur des supports fixes (œil fantôme, palets et lentilles déformées).
Résultats : Bonne concordance Axe de l'astigmatisme cornéen
kératométries pas toujours concordantes– Centrales– Périphériques
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Topographie
• Les cartes colorées, développées en 1987 par L. J Maguire, D.E. Singer et S.D. Klyce reprisent par tous les appareils…
• Donnent des images relativement bien concordantes entre elles.
• Il est trés difficile d'obtenir des valeurs fiables
• Les formes générales correspondent assez bien à la réalité.
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En vous remerciantde votre attention
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