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   LA CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE par
LASER FEMTOSECONDE
Dr. David TOUBOUL
CHU de Bordeaux ECOLE FEMTO 2004 Le
23 Septembre 2004
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CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE
Principe du Kératomileusis 1967
Kératomileusis
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Principe du LASIK 1992 Technique de référence
Découpe Lamellaire superficielle
Kératomileusis par Laser Excimer
UV
Capot de 150 µm
Photo-ablation
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MICROKERATOME MECANIQUE Principe du Micro-Rabot
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La CHIRURGIE REFRACTIVE CORNEENNE est une
chirurgie FONCTIONNELLE DE CONFORT ! La qualité
du geste doit tendre vers la PERFECTION
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PHOTO-ABLATION Laser Excimer Bonne
Prédictibilité Précision INFRA-micrométrique
! Sécurité Optimisée
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DECOUPE MECANIQUE Déterminisme
Multi-factoriel Précision SUPRA- micrométrique !
Prédictibilité et Sécurité Limités
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RESULTAT REFRACTIF Dépend de la Qualité de la
découpe ! Pour laméliorer Il faudrait un Outil
de Fiabilité Comparable à celle du Laser Excimer
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Candidat principal Le LASER FEMTOSECONDE PHOTOD
ISRUPTION INFRAROUGE INTENSE AMPLIFIE
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Structure dun LASER femtoseconde TiSa Amplifié
Diode
OSCILLATEUR fs
LASER DE POMPE Nd YLF 1053 nm
ns kHz mJ
Flash
TiSa
Pockels
SYSTEME C.P.A Cristal TiSa
Proche IR 800 nm
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? PHOTODISRUPTION ? Résultat de lIONISATION de
la matière par la formation dun PLASMA sous
leffet dun flux photonique
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PLASMA
Retour Explosif de la Matière
à létat  élémentaire 
NdYAG
Luminescence Claquage Optique
Onde de pression
Photons
Ions
Molécule
Électrons
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Labsorption au point de focalisation est NON
linéaire à lintensité du rayonnement
Infra-liminaire
Zone de claquage optique
x
Supra-liminaire
Plan focal
x
x
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Une femtoseconde 10 -15 seconde
Puissances
E
Téra Watts
fs
Pour une même quantité dénergie
Méga Watts
ns
?
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REGIME NON INTENSE Nanoseconde
NdYAG Volume
dExpansion du Plasma
est TRES SUPERIEUR
au
Volume dIonisation
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REGIME INTENSE femtoseconde Volume dExpansion
du Plasma est PROCHE

du Volume dIonisation DETERMINISTE
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INTERACTION ELEMENTAIRE
avec la Cornée Se décompose en trois
étapes
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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
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? 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
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Elongation Défauts
Rugosité de surface
1
Taille Défauts
2
Section optimisée
3
Capot
Lit stromal
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20 µm
20 µm
20 µm
20 µm
MEB
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APPLICATION ? Découpe du CAPOT du LASIK ? Point
faible du LASIK mécanique Idée la plus porteuse

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Principe
Le Microkératome
femto-laser
Capot
1 Découpe frontale
2 Découpe sagittale
Stroma
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ETAT DE LART
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ETUDES EX VIVO
Depuis 1995 (fs) Élaboration dun Modèle
expérimental
CAA
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ETUDES EX VIVO
Étude des interactions
élémentaires
MEB
MEB
CELIA- D.TOUBOUL
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ETUDES IN VIVO
Depuis 1995 (ps), 1999 (fs) Modèle
Lapin Confirment la faisabilité Étudient des
réactions biologiques Justifient les études
cliniques
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ETUDES CLINIQUES
Depuis 1998 (ps), 2001 (fs) Premiers cas en
Hongrie Lancement dIntralase FDA en 1999 Peu
de cas publiés Bon retour
Intralase
LASIK Tout Laser
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Découpe du capot vue par lopérateur
Ménisque daplanation
Découpe du lit stromal début
fin
Translation motorisée
Tête du laser fs
Cône
Anneau de Succion
Intralase
Laser excimer
Découpe des berges
Soulèvement du capot
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AVANTAGES DU MICROKERATOME LASER versus
mécanique
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REPRODUCTIBILITE PREDICTIBILITE
Quasi-indifférence vis à vis de
lAnatomie Cornéenne et Orbitaire Maîtrise
parfaite des FORCES mises en jeux pendant la
découpe
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PARAMETRES  Cornéo-dépendants 
Découpe Mécanique
Découpe Laser
Kératométrie Diamètre cornéen Pachymétrie
Rigidité cornéenne (PIO) Morphologie de
lorbite Qualité épithélium
TRANSPARENCE Seuil de CO
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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
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Prédictibilité de lépaisseur des capots
Découpe Mécanique
Découpe Laser
Capot théorique de 160 µm
80 à 220 µm
140 à 180 µm
70 à 170 µm 150 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 ?
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QUALITE
Rugosité Régulière Berges nettes,
Adaptables Profil Régulier Surface Utile
Optimisée Découpe  sèche 
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Angle dattaque
Découpe Mécanique
Découpe Laser
20 - 30
30 - 90
Imposé
Modulable
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CELIA- D.TOUBOUL
b
a
1 mm
0,5 mm
d
c
1 mm
0,25 mm
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Profil de découpe
Découpe Mécanique
Découpe Laser
Variable selon les méridiens et les latitudes
Homogène Forte Congruence
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Découpe des Berges
Histologie
MEB
Incidence fs
Incidence fs
Encre de chine
20 µm
50 µm
CELIA- D.TOUBOUL
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Zone optique
Découpe Mécanique
Découpe Laser
Limitée
Optimisée
ZD
ZO
ZD
ZO
ZT
ZT
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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 lanneau
Aucune Restriction
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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 ?
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POTENTIALITES
Capots fins 100 µm Reprises facilitées
Ablations Customisées ? Autres applications ?
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POPULARITE
LASIK  TOUT LASER  Diminution du  Facteur
Humain  Courbe dApprentissage Courte Stress
du Patient et du Chirurgien ménagés
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INCONVENIENTS DU MICROKERATOME LASER versus
mécanique
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Médicalement peu nombreux ! Économiquement assez
importants
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EFFETS COLLATERAUX
Histologie
Découpe athermique
Gx20
CELIA- D.TOUBOUL
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EFFETS COLLATERAUX
Histologie
Cavitations
Ponts tissulaires
CELIA- D.TOUBOUL
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Propagation du gaz
1
3
2
CELIA- D.TOUBOUL
500 µm
Caméra CCD
Compétition entre la découpe du laser et la
dilacération par le gaz
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La Diffusion du gaz Évacuation par louverture
des berges
et par diffusion dans le stroma ? Soulèvement
rapide Pour éviter l Œdème du
capot  Ralentissement de la récupération
anatomique et fonctionnelle
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CLIVABILITE Dépend de la Matrice des impacts
Forme Volume Recouvrement Nombre de Passages
?
des défauts
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SURCOUT IMPORTANT DEUX LASERS ! Investissement
important Allongement des procédures Entretient
spécialisé Encombrement Baisse du Rendement
Chirurgical Amortissement plus difficile
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CONTEXTE ECONOMIQUE Challenger dun
Microkératome Mécanique de plus en plus
performant Concurrence des autres
procédures réfractives
Implants intra oculaires
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• PERSPECTIVES
• Autres applications

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Anneaux Intra-Cornéens (INTACS) (stade clinique)
Incision
INTACS
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Greffes de Cornée Lamellaires
(stade expérimental)
Géométries variables
Donneur
Receveur
CAA
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Kératomileusis Femto-Laser KFL (stade
expérimental)
Soustraction Lenticulaire
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INLAYS réfractifs
(stade expérimental)
Capot ou poche
INLAYS bombement central
Lentille intra-cornéenne
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Photokératectomie Intra-Stromale PKIS (stade
expérimental)
Histologie
Amincissement central
CELIA D.Touboul
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CONCLUSION Microkératome Laser femtoseconde Est
un Outil Innovant et Prometteur qui pourrait
Avantageusement Remplacer Son homologue Mécanique
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CONCLUSION Des étude prospective, comparative,
Multi-centrique, randomisée et autonome
sont en cours pour le
confirmer Le fort potentiel dévolutivité de
cette technologie devrait permettre une
adaptation rapide aux contraintes économiques du
marché
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MERCI
Informations david.touboul_at_chu-bordeaux.fr