LA CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE par LASER FEMTOSECONDE Dr. David TOUBOUL – CHU de Bordeaux ECOLE FEMTO 2004

1. LA CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE par LASER FEMTOSECONDE Dr. David TOUBOUL – CHU de Bordeaux ECOLE FEMTO 2004 Le 23 Septembre 2004

2. CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE Principe du Kératomileusis : 1967 Kératomileusis

3. Principe du LASIK : 1992 Technique de référence Découpe Lamellaire superficielle Kératomileusis par Laser Excimer UV Capot de 150 µm Photo-ablation

4. MICROKERATOME MECANIQUE Principe du Micro-Rabot

5. La CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE est une chirurgie FONCTIONNELLE DE CONFORT ! La qualité du geste doit tendre vers la PERFECTION…

6. PHOTO-ABLATION Laser Excimer Bonne Prédictibilité Précision INFRA-micrométrique ! Sécurité Optimisée

7. DECOUPE MECANIQUE Déterminisme Multi-factoriel Précision SUPRA- micrométrique ! Prédictibilité et Sécurité Limités

8. RESULTAT REFRACTIF Dépend de la Qualité de la découpe ! Pour l’améliorer Il faudrait un Outil de Fiabilité Comparable à celle du Laser Excimer…

9. Candidat principal Le LASER FEMTOSECONDE = PHOTODISRUPTION INFRAROUGE INTENSE AMPLIFIE

10. Oscillateur fs – nJ – MHz Étireur ( ps ) Amplificateur ns – mJ – kHz Compresseur 100 fs – mJ – kHz Structure d’un LASER femtoseconde Ti:Sa Amplifié Diode OSCILLATEUR fs LASER DE POMPENd: YLF1053 nm ns kHz mJ Flash Ti:Sa Pockels SYSTEME C.P.A Cristal Ti:Sa Proche IR : 800 nm

11. PHOTODISRUPTION  Résultat de l’IONISATION de la matière par la formation d’un PLASMA sous l’effet d’un flux photonique

12. PLASMA Retour Explosif de la Matière à l’état « élémentaire » Nd:YAG Luminescence – Claquage Optique Onde de pression Photons Ions Molécule Électrons

13. I Seuil d’ablation I Seuil d’ablation L’absorption au point de focalisation est NON linéaire à l’intensité du rayonnement Infra-liminaire Zone de claquage optique x Supra-liminaire Plan focal x x

14. Une femtoseconde = 10 -15 seconde Puissances E Téra Watts fs Pour une même quantité d’énergie MégaWatts ns 

15. REGIME NON INTENSE Nanoseconde Nd:YAG Volume d’Expansion du Plasma est TRES SUPERIEUR au Volume d’Ionisation

16. REGIME INTENSE femtoseconde Volume d’Expansion du Plasma est PROCHE du Volume d’Ionisation DETERMINISTE + + +

17. INTERACTION ELEMENTAIRE avec la Cornée Se décompose en trois étapes…

18. CORNEE FOCALISATION Formation du Plasma Ionisation CAVITATION Dilacération Expansion du plasma Effet Disruptif Défaut tissulaire COLLAPSUS Ablation de matière par Diffusion du gaz Puis Cicatrisation … Effet Soustractif

19.  INTERET CHIRURGICAL  Le BISTOURI LASER Méthode de découpe en TIMBRE POSTE CLIVAGE MANUEL Cornée La Maîtrise de la FORME et de la POSITION des DEFAUTS Permet une Découpe en Profondeur SANS Ouverture en Surface

20. Elongation Défauts Rugosité de surface 1 Taille Défauts 2 Section optimisée 3 Capot Lit stromal

21. 20 µm 20 µm 20 µm 20 µm MEB

22. APPLICATION  Découpe du CAPOT du LASIK  Point faible du LASIK mécanique Idée la plus porteuse …

23. PrincipeLe Microkératome femto-laser 1 : Découpe frontale Capot 2 : Découpe sagittale Stroma

24. ETAT DE L’ART

25. ETUDES EX VIVO Depuis 1995 (fs) Élaboration d’un Modèle expérimental CAA

26. ETUDES EX VIVO Étude des interactions élémentaires MEB MEB CELIA- D.TOUBOUL

27. ETUDES IN VIVO Depuis 1995 (ps), 1999 (fs) Modèle Lapin Confirment la faisabilité Étudient des réactions biologiques Justifient les études cliniques

28. ETUDES CLINIQUES Depuis 1998 (ps), 2001 (fs) Premiers cas en Hongrie Lancement d’Intralase® FDA en 1999 Peu de cas publiés Bon retour Intralase® LASIK « Tout Laser »

29. Découpe du capot vue par l’opérateur Ménisque d’aplanation Découpe du lit stromal début fin Translation motorisée Tête du laser fs Cône Anneau de Succion Intralase® Laser excimer Soulèvement du capot Découpe des berges

30. AVANTAGES DU MICROKERATOME LASER versus mécanique

31. REPRODUCTIBILITE – PREDICTIBILITE Quasi-indifférence vis à vis de l’Anatomie Cornéenne et Orbitaire Maîtrise parfaite des FORCES mises en jeux pendant la découpe

32. PARAMETRES « Cornéo-dépendants » Découpe Mécanique Découpe Laser Kératométrie Diamètre cornéen Pachymétrie Rigidité cornéenne (PIO) Morphologie de l’orbite Qualité épithélium TRANSPARENCE Seuil de CO

33. FORCES en jeux pendant la découpe Découpe Mécanique Découpe Laser 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

34. Prédictibilité de l’épaisseur des capots Découpe Mécanique Découpe Laser Capot théorique de 160 µm 80 à 220 µm 140 à 180 µm 70à 170 µm150 à 190 µm Zone cible 520 µm Zone de sécurité 260 µm 260 µm Écart à la position cible de 20 à 80 µm !! Écart à la position cible de 10 à 20 µm ?

35. QUALITE Rugosité Régulière Berges nettes, Adaptables Profil Régulier Surface Utile Optimisée Découpe « sèche »

36. Angle d’attaque Découpe Mécanique Découpe Laser 20 - 30° 30 - 90° Imposé Modulable

37. CELIA- D.TOUBOUL b a 1 mm 0,5 mm c d 1 mm 0,25 mm

38. Profil de découpe Découpe Mécanique Découpe Laser Variable selon les méridiens et les latitudes Homogène Forte Congruence

39. Découpe des Berges MEB Histologie Incidence fs Incidence fs Encre de chine 20 µm 50 µm CELIA- D.TOUBOUL

40. Zone optique Découpe Mécanique Découpe Laser Limitée Optimisée ZD ZO ZO ZD ZT ZT

41. Libertés de Programmation - FLEXIBILITE Découpe Mécanique Découpe Laser Épaisseur Diamètre Géométrie des Berges Position de la charnière Fluence du laser Épaisseur / Diamètre du Capot du Capot Abaques Restrictifs Diamètre Hauteur de jupe de l’anneau Aucune Restriction

42. 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 ?

43. POTENTIALITES Capots fins :100 µm Reprises facilitées Ablations Customisées ? Autres applications ?

44. POPULARITE LASIK « TOUT LASER » Diminution du « Facteur Humain » Courbe d’Apprentissage Courte Stress du Patient et du Chirurgien ménagés

45. INCONVENIENTS DU MICROKERATOME LASER versus mécanique

46. Médicalement peu nombreux ! Économiquement assez importants…

47. EFFETS COLLATERAUX Histologie Découpe athermique Gx20 CELIA- D.TOUBOUL

48. EFFETS COLLATERAUX Histologie Cavitations Ponts tissulaires CELIA- D.TOUBOUL

49. Propagation du gaz 1 2 3 CELIA- D.TOUBOUL 500 µm Caméra CCD Compétition entre la découpe du laser et la dilacération par le gaz

50. 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