projet rédigé - Maud Bonnard

Ecole Supérieure D’ingénieurs de Luminy
PROJET BIOMEDICAL
Sujet
Le Laser femtoseconde
Quel avenir ? Quel positionnement ?
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BONNARD Maud
GUERIN Mathilde
Département Biomédical
Promotion 2008

Ecole Supérieure D’ingénieurs de Luminy
Abstract
Introduction
Les Principaux défauts de la vision
I/ Fonctionnement d’un Laser en général
A/ Principe
B/ Le laser utilisé en chirurgie réfractive
C/ Impact sur les tissus
II/ Techniques actuelles de chirurgie ophtalmologique réfractive
A/ Laser Excimer sans découpe cornéenne
1) PKR
2) Lasek
B/ Laser Excimer avec découpe cornéenne
1) Épi-lasik
2) LASIK : mode opératoire général
III/ Lasik
A/ LASIK standard ou LASIK conventionnel
B/ LASIK tout laser ou Intralaser
C/ Comparaison
IV/ Laser Femtoseconde
A/ Intralase - Femtec
1) Deux Sociétés
2) Deux Produits
3) Deux Techniques de Positionnement
4) Comparaison
B) Autres Applications
1) Traitement de l’astigmatisme par Kératoplastie lamellaire (greffe de cornée partielle)
2) Traitement de l’astigmatisme par la création de tunnel cornéens
3) Traitement de quelques hypermétropies
4) Opération de la myopie
5) Le laser femtoseconde comme laser réfractif
Conclusion
Bibliographie
Remerciements

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Abstract
The femtolaser is a new technology mainly developed in The USA. It contributes to a
great improvement in the refractive surgery.
Although LASIK is generally safe and wildly popular, refractive eye surgeons still sweat
when using microkeratomes to create corneal flaps. The initial lamellar resection used to
create the flap remains the leading cause of intra- and post-operative complications. In order
to further reduce flap complications, newer microkeratomes are developed every year.
However, although eye surgeons have made staggering advances in corneal flap creation
since Jose Barraquer created his first free corneal flap 50 years ago, microkeratome-assisted
flap creation is far from being perfect.
Over the past 25 years it was discovered that laser-matter interactions could be
performed with minimal collateral damages even at the nanometer scale. This unique
property opens new opportunities in medicine notably in eye surgery with applications such as
refractive surgery, corneal transplant, glaucoma etc,
A non-mechanical alternative is now available to create the LASIK flap and may avoid many
of the risks associated with using the microkeratome. The technology uses an ultrashort-pulse
duration laser – measured in femtoseconds, or 1x10-15 seconds - to create a flap.
Already more than 150.000 patients had a refractive correction based on femtosecond laser
flap. The femtosecond laser is different than an Excimer laser, which uses an ultraviolet
beam (193 nm) to photoablate corneal tissue. In contrast, the femtosecond laser uses an
infrared beam (1053 nm) to cause photodisruption. This laser transforms corneal tissue from
its normal state into plasma. Since the pulse energy is quickly absorbed within plasma,
pressure and temperature both increase rapidly, causing expansion of tissue. Tissue
expansion leads to a micro-shock wave, thereby destroying the tissue and causing formation
of a cavitation bubbles.
Ophthalmic photodisruption is not a new concept: it has been performed since the
1980s and is the technology behind the Nd:YAG laser. However, the resulting large shock
waves and cavitation bubbles traditionally have produced too much collateral tissue damage
to permit contiguous pulse-to-pulse placement.
The ultra-short duration of the femtosecond laser minimizes the shock and collateral
tissue damage, making it ideally suited to cut a lamellar flap by contiguous photodisruption.
The femtosecond laser has many advantages. First it allows the refractive surgeon to
be more flexible when considering creation of the flap diameter, flap thickness, and hinge
location. In addition, the femtosecond laser uses a disposable suction ring which requires little
vacuum compared with the microkeratome. The femtolaser minimizes mechanical contact
with the eye what means the surgery doesn’t depend on the surgeon’s skill anymore. What’s
more, it prevents from any risks of infection.
As a conclusion, for now, however, the femtolaser remains an attractive, but
expensive, alternative to the microkeratome. This laser represents a great opportunity to
ophthalmology and it could present future ophthalmic applications.

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Introduction
 Dans ce compte-rendu, nous tenterons de définir les caractéristiques de la technologie
du laser femtoseconde. Cette étude sera restreinte aux applications du laser femtoseconde
dans le domaine de la chirurgie ophtalmologique réfractive.
 La première partie du compte-rendu détaille donc le type de laser utilisé en chirurgie,
son fonctionnement et son impact sur les cellules. Afin de comparer cette nouvelle
technologie aux anciennes pratiquées en chirurgie réfractive, la deuxième partie décrit les
techniques actuelles les plus courantes en chirurgie réfractive. Dans la troisième partie, la
technique du « lasik », avec ou sans laser femtoseconde est plus amplement détaillée. En
effet le « lasik » est une technique incontournable de la chirurgie réfractive. Enfin, la dernière
partie décrit l’avenir du laser femtoseconde et le replace dans son contexte économique et
industriel.
 L’objectif de ce rapport est non seulement de comprendre le fonctionnement du laser
femtoseconde et ses applications cliniques mais aussi d’évaluer ses performances par
rapport aux autres techniques. Même si dans le domaine du médical, l’objectif primordial est
la guérison du patient, le chirurgien doit s’inscrire dans un contexte économique. C’est
pourquoi les nouvelles technologies doivent être non seulement performante mais accessible
en terme d’achat pour les hôpitaux.
 Le but de la chirurgie est de permettre aux patients atteints de myopie,
d’hypermétropie, d’astigmatisme ou de presbytie, de s’affranchir autant que possible de la
nécessité d’une correction permanente par lunettes ou par lentilles de contact. Pour faciliter la
compréhension des différentes techniques chirurgicales, un bref rappel des principaux
défauts de la vision ainsi que le schéma d’un œil vous seront présentés.

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Les Principaux défauts de la vision
L’œil est un système optique comparable à une caméra dans laquelle les images
doivent êtres correctement mises au point par l’objectif (dont les principales lentilles sont la
cornée et le cristallin) sur le film sensible (la rétine) pour être vues avec netteté et analysées
par le cerveau.
 L’image d’un objet vu par un œil myope est floue car, cet œil étant plus long que la
normale, elle se forme en avant de la rétine. En revanche, les myopes voient net de près
sans correction lorsqu’ils rapprochent l’objet de l’œil. La correction de la myopie se fait par un
verre ou une lentille de contact divergent. On peut obtenir le même effet optique que celui
d’un verre divergent en aplatissant chirurgicalement le centre de la cornée.
 L’image d’un objet vu par un œil hypermétrope se forme en arrière de la rétine, l’œil
étant « comme » trop petit. Les hypermétropes voient flou surtout de près mais aussi de loin
avec l’âge. La correction de l’hypermétropie se fait par un verre ou une lentille convergente.
On obtient un effet optique comparable en augmentant chirurgicalement le bombement
central de la cornée.
 La cornée de l’œil astigmate (myope astigmate ou hypermétrope astigmate) est
déformée. Au lieu d’être sphérique, elle est ovale. Ceci donne naissance à une image dont
certaines lignes sont floues et d’autres nettes. La correction de l’astigmatisme est obtenue de
façon partielle par un verre cylindrique ou par une lentille torique.
Une modification adaptée de la forme de la surface cornéenne permet d’atteindre une
correction équivalente de ce défaut visuel.
 La presbytie quant à elle correspond à une diminution, voire à la perte, de
l’accomodation qui est l’ajustement entre la vision de prés et la vision de loin. Ce défaut
apparaît généralement à partir de 40 ans et la correction chirugicale fait appel à plusieurs
principes.