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Anatomie d’un laser excimer

Le laser excimer EX 500 de la société Wavelight servira d’exemple : les « entrailles » de cette machine ont été photographiées lors de son montage à l’Institut Laser Vision (Fondation Rothschild) en 2012. Ce laser est parmi les instrument actuellement les plus récents et avancés technologiquement pour la chirurgie réfractive cornéenne. Il utilise une technologie de balayage par spots (flying spots).

Présentation du laser excimer wavelight EX 500

Laser excimer Wavelight EX 500 avec son lit chirurgical pivotant: le trajet simplifié du faisceau laser depuis la cavité est représenté en bas: il est délivré à environ 25 m de l’oeil.

 

 

Le bloc laser excimer est constitué d’un assemblage de divers éléments:

– la cavité laser, alimentée par le mélange gazeux Argon Fluorine, et soumise à des décharges électriques

– le trajet optique à la sortie de la cavité, le long duquel le faisceau laser est modelé, et les impuretés aspirées

– le système de délivrance qui permet le balayage de la cornée par les spots laser selon le profil d’ablation délivré

– divers modules opto-électroniques: caméras de visualisation pour l’écran de contrôle et l’eye tracker

 

Des pages sont consacrées aux principes de l’émission laser et la technologie excimer.

 

Container contenant le mélange Argon-Fluor

 

Le mélange gazeux Argon – Fluorine, qui constitue le milieu réactif (formation de dimères excités sous l’effet des décharges électriques) est contenu dans un container branché sur la cavité laser.

mélange gazeux Argon fluorine pour laser excimer EX 500

Le « corps » du laser excimer contient une réserve de gaz contenant le mélange Argon-Fluorine. Les lignes de gaz relient le mélange Argon Fluor à la cavité laser où il est injecté.

 

De façon à assurer la pureté du parcours du faisceau optique, le WaveLight® EX500 dispose d’un auto-générateur d’azote intégré qui permet de protéger l’intégralité du parcours optique emprunté par le rayonnement laser excimer (193 nm) depuis la cavité jusqu’aux miroirs de sortie, situés à environ 25 cm de l’œil du patient. Ceci augmente la durée de vie des optiques et de la tête laser, en évitant la création d’ozone. Ceci permet également une meilleure homogénéité du faisceau laser et participe à l’obtention de résultats réfractifs précis.

 

Cavité, générateur d’azote et filtre

La cavité laser est l’élément fondamental du laser excimer :

cavité laser excimer

La cavité laser où es injectée le mélange gazeux surplombe le générateur d’azote (qui extrait l’azote de l’air ambiant pour l’injecter le long du trajet optique afin d’en chasser les molécules d’oxygènes), et le système d’aspiration des particules, également conçu pour garantir la qualité du faisceau laser jusqu’à sa délivrance finale.

 

Une fois le faisceau laser généré en sortie (pourtour rectangulaire et surface de quelques centimètres carrés), il faut lui donner un pourtour circulaire  et permettre sa focalisation sur la cornée: le diamètre du spot est alors de 1 mm.

sortie de la cavité laser

Le trajet reliant la cavité et le chemin optique est représenté ici.

 

 Bras du laser et chemin optique

 

Bras du laser excimer

Le bras du laser excimer contient le chemin optique du laser: celui-ci est étanche pour éviter la contamination par certains gaz (oxygène) et particules. On voit une partie du système contrôlant le balayage laser (scanner), et les systèmes vidéo d’acquisition au niveau des oculaires du microscope, et le système d’affichage tête haute – qui permet au chirurgien de voir en surimpression le nom du patient, le côté opéré, et le pourcentage délivré du traitement.

 

A l’extrémité du bras du laser excimer, sont disposées les modules d’acquisition optiques: caméra infrarouge de l’eye tracker (système permettant d’acquérir les images de la pupille et de la réflexion cornéenne, ce qui permet de calculer la position de l’oeil 1000 fois par seconde !). Avant de procéder à la photoablation, un bras articulé portant le système d’illumination infra-rouge descend vers la tête du patient.

L’Eye-tracker du WaveLight® EX500 analyse les mouvements de l’oeil dans 6 degré de liberté, et dispose d’une fréquence de 1050 Hz avec un temps de réponse de seulement 2.0 millisecondes. Grâce aux données morphologiques recueillies par l’instrument Topolyzer (images de l’iris), le laser  est capable de suivre les mouvements de l’oeil en utilisant à la fois le limbe et la reconnaissance de l’iris du patient.

 

Le pachymètre intégré permet de mesurer l’épaisseur de la cornée en temps réel : avant et après soulèvement du capot, et au cours de l’émission des tirs laser (photoablation de la cornée). Ceci est accompli par un module de pachymétrie non contact dynamique intégré au laser, qui permet la mesure de l’épaisseur du lit stromal avant, pendant et après la procédure laser.

Extrémité du bras du laser et systèmes de visualisation

En regard de l’extrémité du bras laser, se situent les éléments permettant l’illumination du champ opératoire, et les caméras permettant l’acquisition d’images de l’oeil opéré en temps réel.

 

Caractéristiques des tirs laser (Wavelight EX500)

La fréquence de tirs du laser EX500 est de 500Hz (soit 500 tirs par seconde). La fluence du laser est de 200 mJ/cm2, et chaque spot produit une ablation d’une profondeur de 0.65 microns.

La correction d’une dioptrie de myopie pour une zone optique de 6.5 mm est effectuée en seulement 1,4 secondes, et induit une profondeur d’ablation de 15.5 microns.  Un temps de traitement accéléré réduit la déshydratation du stroma ainsi que le temps de fixation du patient, et permettra d’obtenir des résultats patients plus prédictibles et reproductibles.

 

Voir : les profils d’ablation délivrés par le laser excimer et permettant la correction de la myopie, de l’hypermétropie, et de l’astigmatisme, les pages consacrées à l’utilisation du laser excimer en LASIK et en technique de surface (PKR).

 

 

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