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