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LA CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE
par
LASER FEMTOSECONDE
Dr. David TOUBOUL – CHU de Bordeaux
ECOLE FEMTO 2004 Le 23 Septembre 2004
Principe du Kératomileusis : 1967
Kératomileusis
CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE
UV
Principe du LASIK : 1992
Technique de référence
Kératomileusis par Laser Excimer
Découpe Lamellaire superficielle
Capot de 150 µm Photo-ablation
MICROKERATOME MECANIQUE
Principe du Micro-Rabot
La CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE est une chirurgie
FONCTIONNELLE DE CONFORT !
La qualité du geste doit tendre vers la PERFECTION…
PHOTO-ABLATION
Laser Excimer
Bonne Prédictibilité
Précision INFRA-micrométrique !
Sécurité Optimisée
DECOUPE MECANIQUE
Déterminisme Multi-factoriel
Précision SUPRA- micrométrique !
Prédictibilité et Sécurité Limités
RESULTAT REFRACTIF
Dépend de la Qualité de la découpe !
Pour l’améliorer
Il faudrait un Outil de Fiabilité Comparable à celle
du Laser Excimer…
Candidat principal
Le LASER FEMTOSECONDE
=
PHOTODISRUPTION
INFRAROUGE
INTENSE
AMPLIFIE
LASER DE POMPE Nd: YLF 1053 nm
Flash
OSCILLATEUR fs
ns kHz mJ
Diode
SYSTEME C.P.ACristal Ti:Sa
Pockels
Ti:Sa
Proche IR : 800 nm
Structure d’un LASER femtoseconde Ti:Sa Amplifié
Oscillateur fs – nJ – MHz
Amplificateurns – mJ – kHz
Compresseur
100 fs – mJ – kHz
Étireur ( ps )
PHOTODISRUPTION
Résultat de l’IONISATION de la matière
par la formation d’un PLASMA
sous l’effet d’un flux photonique
Photons
Onde de pression
PLASMA
Retour Explosif de la Matière à l’état « élémentaire »
Ions
ÉlectronsMolécule
Luminescence – Claquage Optique
Nd:
YA
G
Seuil d’ablationI
Seuil d’ablation
I
Zone de claquage optique
Supra-liminaire
Infra-liminaire
Plan focal
x
x
x
L’absorption au point de focalisation est NON linéaire à l’intensité du rayonnement
Pour une même quantité d’énergie
Téra Watts
Méga Watts
fs
ns
E
Une femtoseconde = 10 -15 seconde
Puissances
REGIME NON INTENSE
Nanoseconde Nd:YAG
Volume d’Expansion du Plasma est TRES SUPERIEUR au Volume d’Ionisation
REGIME INTENSE
femtoseconde
Volume d’Expansion du Plasma est PROCHE du Volume d’Ionisation
DETERMINISTE + + +
INTERACTION ELEMENTAIRE avec la Cornée
Se décompose en trois étapes…
Formation du Plasma
FOCALISATION
CAVITATIONExpansion du plasma
Effet Disruptif
Ablation de matièrepar
Diffusion du gazPuis Cicatrisation …
Défaut tissulaire
COLLAPSUS
Effet Soustractif
Ionisation
Dilacération
CORNEE
Le BISTOURI LASER
La Maîtrise de la FORME et de la POSITION des DEFAUTS
Permet une Découpe en Profondeur SANS Ouverture en Surface
INTERET CHIRURGICAL
CLIVAGE MANUEL
Méthode de découpe en TIMBRE POSTE
Cornée
Elongation Défauts
Taille Défauts
Rugosité de surface1
2
Section optimisée 3
Lit stromal
Capot
20 µm
20 µm
20 µm
20 µm
MEB
APPLICATION
Découpe du CAPOT du LASIK
Point faible du LASIK mécanique
Idée la plus porteuse …
Principe Le Microkératome femto-laser
Capot
Stroma
1 : Découpe frontale
2 : Découpe sagittale
Défaut :
e
e
e
eImpactsjointifs
E3
E1
Impactsséparés
Impactsconfluents
E2 e
e
ETAT DE L’ART
ETUDES EX VIVO
Depuis 1995 (fs)
Élaboration d’un Modèle expérimental
CAA
= Molécules à l’origine d’un gradient osmotique
Equilibre osmotiqueGradient osmotique
ETUDES EX VIVO
Étude des interactions élémentaires
CELIA- D.TOUBOUL
MEB
MEB
ETUDES IN VIVO
Depuis 1995 (ps), 1999 (fs)
Modèle Lapin
Confirment la faisabilité
Étudient des réactions biologiques
Justifient les études cliniques
ETUDES CLINIQUES
Depuis 1998 (ps), 2001 (fs)
Premiers cas en Hongrie
Lancement d’Intralase®
FDA en 1999
Peu de cas publiés
Bon retour
LASIK « Tout Laser »
Intralase®
Tête dulaser fs
Ménisque d’aplanation
Découpe du lit stromal début fin
Découpe des bergesSoulèvement du capot
Laser excimer
Découpe du capot vue par l’opérateur
Anneau de
Succion
Cône
Translation motorisée
Intralase®
AVANTAGES
DU MICROKERATOME LASER
versus mécanique
Quasi-indifférence vis à vis de l’AnatomieCornéenne et Orbitaire
Maîtrise parfaite des FORCESmises en jeux pendant la découpe
REPRODUCTIBILITE – PREDICTIBILITE
Découpe Mécanique Découpe Laser
PARAMETRES « Cornéo-dépendants »
Kératométrie
Diamètre cornéen
Pachymétrie
Rigidité cornéenne (PIO)
Morphologie de l’orbite
Qualité épithélium
TRANSPARENCE
Seuil de CO
Niveau de Succion
Frottements (Lame/Plateau)
Propulsion :V1
Oscillation : V2
Synchronisation V1 et V2
Fortement Cornéo-dépendantes
Aplanation
Cavitation gazeuse
Clivage Manuel
Peu Cornéo-dépendantes
FORCES en jeux pendant la découpe
Découpe Mécanique Découpe Laser
80 à 220 µm
260 µm
70 à 170 µm 150 à 190 µm520 µm
Zone de sécurité
Capot théorique de 160 µm140 à 180 µm
Zone cible
260 µm
Prédictibilité de l’épaisseur des capots
Écart à la position cible de 20 à 80 µm !!
Écart à la position cible de 10 à 20 µm ?
Découpe Mécanique Découpe Laser
QUALITE
Rugosité Régulière
Berges nettes, Adaptables
Profil Régulier
Surface Utile Optimisée
Découpe « sèche »
Angle d’attaque
20 - 30° 30 - 90°
ModulableImposé
Découpe Mécanique Découpe Laser
1 mm
1 mm 0,5 mm
0,25 mm
a
dc
b CELIA- D.TOUBOUL
Profil de découpe
Variable selon les méridiens et les
latitudes
Homogène
Forte Congruence
Découpe Mécanique Découpe Laser
50 µm20 µm
Découpe des Berges
CELIA- D.TOUBOUL
Histologie
Encre de chine
MEB
Incidence fs
Inci
denc
e fs
ZD
Zone optique
ZDZO ZOZTZT
OptimiséeLimitée
Découpe Mécanique Découpe Laser
Libertés de Programmation - FLEXIBILITE
Diamètre
Hauteur de jupe
Épaisseur
Diamètre
Géométrie des Berges
Position de la charnière
Fluence du laser
Découpe Mécanique Découpe Laser
de l’anneau
du Capot
Abaques Restrictifs
Épaisseur / Diamètre
du Capot
Aucune Restriction
SECURITE : Diminution des risques
PER-OP :
Lésion du Capot, Érosion, Plis, Dépôts
Lâchage de succion
Lésion rétinienne
POST-OP:
Infection, Inflammation, Invasion
Kératite Neuro-trophique ?
Déplacement ? Ectasie ?
POTENTIALITES
Capots fins :100 µm
Reprises facilitées
Ablations Customisées ?
Autres applications ?
POPULARITE
LASIK « TOUT LASER »
Diminution du « Facteur Humain »
Courbe d’Apprentissage Courte
Stress du Patient et du Chirurgienménagés
INCONVENIENTS
DU MICROKERATOME LASER
versus mécanique
Médicalement peu nombreux !
Économiquement assez importants…
EFFETS COLLATERAUX
Gx20
Découpe athermique
CELIA- D.TOUBOUL
Histologie
EFFETS COLLATERAUX
Gx10Gx20
Ponts tissulaires
Cavitations
CELIA- D.TOUBOUL
Histologie
1 32
500 µm
Propagation du gaz
Compétition entre la découpe du laser et la dilacération par le gaz
CELIA- D.TOUBOULCaméra CCD
La Diffusion du gaz
Évacuation par l’ouverture des berges et par diffusion dans le
stroma
Soulèvement rapide
Pour éviter l’« Œdème du capot »
Ralentissement de la récupération anatomique et fonctionnelle
CLIVABILITE
Dépend de la Matrice des impacts :
Forme
Volume
Recouvrement
Nombre de Passages ?
des défauts
SURCOUT IMPORTANT
DEUX LASERS !
Investissement important
Allongement des procédures
Entretient spécialisé
Encombrement
Baisse du Rendement Chirurgical
Amortissement plus difficile
CONTEXTE ECONOMIQUE
Challenger d’un Microkératome Mécanique de plus en plus
performant
Concurrence des autres procédures réfractives
Implants intra oculaires …
PERSPECTIVES
Autres applications…
Anneaux Intra-Cornéens (INTACS)
(stade clinique)
INTACS
Incision
Greffes de Cornée Lamellaires (stade expérimental)
Donneur Receveur
Géométries variables
CAA
Kératomileusis Femto-Laser KFL (stade expérimental)
Soustraction Lenticulaire
INLAYS réfractifs (stade expérimental)
INLAYS : bombement central
Lentille intra-cornéenne
Capot ou poche
Photokératectomie Intra-Stromale PKIS (stade expérimental)
CELIA D.Touboul
Amincissement central
Histologie
CONCLUSION
Microkératome Laser femtoseconde
Est un Outil
Innovant et Prometteur
qui pourrait Avantageusement
Remplacer
Son homologue Mécanique
CONCLUSION
Des étude prospective, comparative, Multi-centrique, randomisée et autonome
sont en cours pour le confirmer
Le fort potentiel d’évolutivité de cette technologie devrait permettre une adaptation rapide aux contraintes
économiques du marché
MERCIInformations: david.touboul@chu-bordeaux.fr
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