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Lasers médicaux

Lasers médicaux . ATTENTION : Ce diaporama correspond au cours du Professeur TALBOT qui a été enseigné à la faculté de St Antoine jusqu'en 2003. Suite à l'harmonisation des programmes avec la faculté Pitié-Salpêtrière, ce cours n'est plus enseigné en P1 à la faculté St Antoine.

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Presentation Transcript

  1. Lasers médicaux ATTENTION : Ce diaporama correspond au cours du Professeur TALBOT qui a été enseigné à la faculté de St Antoine jusqu'en 2003. Suite à l'harmonisation des programmes avec la faculté Pitié-Salpêtrière, ce cours n'est plus enseigné en P1 à la faculté St Antoine. Il reste cependant au programme de l'enseignement de P1 à la faculté Louis Pasteur, Ile Maurice.

  2. LASER : Light amplification by stimulated emission of radiation, effet décrit en 1958 par Townes. • Principe Excitation d’un atome ou d’une molécule (modèle de Bohr). Les lasers médicaux

  3. hn hn Désexcitation + émission h. L’émission peut être stimulée par un photon d’énergie h identique. Le photon émis a la même énergie, la même direction, la même phase. Si nombreux atomes excités : avalanche  faisceau cohérent. Si peu d’atomes excités : absorption des photons. Les lasers médicaux

  4. Donc il faut  : • Beaucoup d’atomes excités : « inversion » de la population par pompage (apport d’énergie) • Durée de vie longue de l’état excité : milieu actif • Multiplier les rencontres entre photons et atomes excités : cavité limitée par 2 miroirs Laser Miroir Miroir semi-transparent (seuil énergétique) + direction privilégiée  à surface Les lasers médicaux

  5. Différents milieux actifs • Solides  • Laser au rubis, rayonnement rouge, l = 694 nm, pompage par flash de xénon • YAG : Cristal Yttrium, Aluminium + Nd, l = 1064 et 1320 nm infrarouge, pompage par lampe au tungstène • Gazeux : Pompage par décharge électrique • Ar : émet dans le bleu et le vert • Kr : rouge ou jaune • CO2 : infrarouge. l = 10600 nm Les lasers médicaux

  6. Laser • Caractéristiques • l = volume d’interaction  quand l • Emission  • continue (gaz), • unique déclenchée (YAG) obturation ou rotation des miroirs durant pompage • Puissance : du W au GW. L’important est la cohérence qui permet d’obtenir une tache focale  10 m L’énergie totale reçue peut rester faible même pour lasers de puissance : W(mJ) = ∫ P(GW) dt(ps). Les lasers médicaux

  7. Effets biologiques • Effet thermique • Photons  chaleur (agitation). Son étendue et son intensité dépendent de WP, et lPour l plus grand (h plus faible), le volume d’interaction est plus réduit • Echauffement progressif  : • 45°C : hyperthermie tissulaire • 50°C : dénaturation protéique • 60°C : coagulation (hémostase). • 80°C : dessication Les lasers médicaux

  8. T  100°C : vaporisation (coupe) • Echauffement brutal (forte puissance et volume d’interaction réduit) Locale Dépend de la conductivité thermique Diffusion thermique t 0,1s Administration Les lasers médicaux

  9. l entre 400 et 900 nm : pas d’absorption dans les milieux transparents, en particulier ceux de l’œil, importante absorption par la mélanine (et Hb)  chirurgie rétinienne si pas hémorragie du vitré ou opacités cristalliniennes. • Effets mécaniques : (YAG surtout) • D’autant plus nets que forte puissance (par temps très bref ns voire ps). • Onde de choc de rupture par claquage optique et gaz ionisé. • Rompt mais ne brûle pas (∆≤ 2 10-3 K). • Utilisable dans les milieux transparents (membranes, brides du vitré …). • Effets photochimiques • Pour très courtes l : destruction de certains acides aminés, du cytochrome C : observable seulement pour faibles puissances sur un temps long. Les lasers médicaux

  10. Dangers Surtout énergie thermique : brûlures cutanées et lésions oculaires (surtout si non visible). Si l faible, atteinte cornée, porter des lunettes, se méfier de toute surface réfléchissante. Les lasers médicaux

  11. Indications en médecine Mesure W Fibre optique Laser He-Ne (rouge) visée Laser YAG-Nd Les lasers médicaux

  12. Ophtalmologie • Hémostase : • Argon (l = 500 nm  abs. Hb). • YAG (hémostase localisée en 1 à 2 s). • Destruction tissulaire : CO2 (vaporisation). • Dystrophies vaginales, varices, polypes des cordes vocales … caries ? • Découpe chirurgicale : CO2. • Mammectomie, chirurgie hépatique, rénale, neurochirurgie. • Destruction par augmentation thermique diffuse : YAG. • Hémorroïdes … Kc ? • Effets mécaniques : YAG • Destruction des membranes, brides Les lasers médicaux

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