Production du rayonnement laser

Effet thermique {4,44,62,73,85}

Pour la plupart des lasers chirurgicaux c’est l’effet le plus notoire, il conditionne, de plus, les résultats thérapeutiques de l’opération. Les photons qui pénètrent dans un tissu transfèrent leur énergie aux molécules de la matière qui les absorbent. Il s’en suit un accroissement de l’intensité des mouvements browniens des molécules et par là même, un dégagement local de chaleur entraînant la dénaturation des protéines et une coagulation. L’élévation de température au niveau des tissus dépend de la puissance énergétique. Selon son importance on obtient : la coagulation, la carbonisation ou la volatilisation des cellules constituant le tissu cible. La production calorique dépend de la focalisation sur une surface donnée mais également de la profondeur tissulaire atteinte par le rayonnement. D’autre part, les effets thermiques sont d’autant plus importants que la longueur d’onde caractéristique du laser employé est proche d’une longueur d’onde fortement absorbée par le tissu. D’autres paramètres comme la constitution biologique des éléments et des liquides cellulaires ou la disposition histologique des structures modifient également les caractères de la transformation luminothermique. Lorsque la température tissulaire atteint 60-65°C les protéines sont dénaturées et l’effet obtenu correspond à la nécrose de coagulation tissulaire. Julie CHIRON année 2005 Utilisation du laser en ophtalmologie vétérinaire : étude bibliographique Page 35 A 100°C l’eau contenue dans les tissus débute une phase de transformation et passe ainsi d’un état liquide à un état gazeux . Il s’en suit une augmentation de la pression tissulaire locale jusqu’à ce qu’elle atteigne le seuil où l’architecture tissulaire ne puisse plus contenir une telle pression, il se produit alors une vaporisation explosive et audible par un « pop ». Si la température atteint 150°C, les protéines sont détruites relargant localement de l’oxygène, de l’hydrogène, des nitrates, ne laissant dans le tissu que les carbones qui se déposent. C’est ce que l’on appelle la carbonisation. La photoablation laser produit un cratère tissulaire entouré par des zones de tissu brûlé. L’élévation de la température tissulaire est plus rapide et plus importante lorsque les photons sont bien absorbés par le tissu et confinés à un petit volume tissulaire. Ainsi, le seuil de vaporisation est plus facilement atteint avec un spot laser de petite taille et une longueur d’onde caractéristique bien absorbée par le tissus cible.

Effet photochimique {4,44,62,73,85}

L’effet thermogène vu précédemment concerne une absorption énergétique, ceci de façon globale, par le tissu irradié. Dans certains cas, elle peut-être beaucoup plus relative et n’intéresser qu’une substance constituante de la cellule dont les molécules passent à l’état excité. L’énergie d’excitation emmagasinée peut, au lieu de se dissiper en chaleur, provoquer des réactions chimiques in situ.

Le pic d’absorption de ces molécules correspond à la longueur d’onde du laser utilisé. On peut ainsi détruire ou reconstituer des constituants cellulaires sans entraîner la mort cellulaire. De cette effet est né en chirurgie laser ophtalmologique la « photosection » correspondant à une décomposition tissulaire liée à la destruction de jonctions unissant les constituants cellulaire, sans élévation thermique.

Ce mécanisme utilise des lasers émettant dans l’ultra-violet comme le laser excimer qui permet par exemple dans les chirurgies de la cornée.

Un autre exemple est la destruction d’une tumeur intra-oculaire après photosensibilisation de l’hématoporphyrine, qui, en libérant de l’oxygène, a un effet cytotoxique.

Effet électrique {4,44,62,73,85}

D’après la théorie électromagnétique de la lumière, à chaque photon lumineux est associée une onde électromagnétique sinusoïdale formée d’un champ électrique et d’un champ magnétique.

Nous avons vu que le rayonnement laser est cohérent, tous les photons sont en phase, donc à chaque point existe une sommation de la valeur des champs électriques et magnétiques.

Le champ électromagnétique du laser peut donc atteindre des valeurs considérables (107à 109 V/m). On conçoit alors aisément que les tirs lasers puissent détruire toute organisation moléculaire, entraînant des ruptures de liaisons, des ionisations ou l’apparition de radicaux libres.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : LE RAYONNEMENT LASER
A) HISTORIQUE
B) PRODUCTION DU RAYONNEMENT LASER
1) Données physiques préalables
a)La théorie quantique
b) Premier postulat : niveaux d’énergie
c) Deuxième postulat : échange d’énergie
d) Troisième postulat : les mécanismes d’action
– L’absorption
– L’émission spontanée
– L’émission stimulée
2) Principes de fonctionnement du Laser
a) Le milieu actif
b) Le pompage
c) La cavité optique
C) PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DU RAYONNEMENT LASER
1) Cohérence
2) Monochromaticité
3)Directivité
4) Luminance
5) Mode d’émission
a) Continu
b) Pulsé
– Le régime relaxé ou « free running »
– Le régime déclenché ou « Q-schwitched »
– Le régime bloqué
D) PROPRIÉTÉS BIOLOGIQUES DU RAYONNEMENT LASER : INTERACTIONS LASER-TISSUS
1) Effet thermique
2) Effet photochimique
3) Effet électrique
4) Effet mécanique
CHAPITRE II : LE RAYONNEMENT LASER EN MILIEU OCULAIRE
A) PRÉSENTATION DES DIFFÉRENTS LASERS À USAGE OPHTALMIQUE
1) Laser à rubis
2) Laser à krypton
3) Laser à argon
4) Laser à gaz carbonique
5) Laser Excimer
6) Laser à Néodyme
7) Laser à semi-conducteur : laser diode
8) Laser à colorants
B) APPLICATION DES PROPRIÉTÉS LASER EN MILIEU OCULAIRE
1) Influence des paramètres laser
a) Longueur d’onde
b) Energie et puissance
c) Taille du spot
d) Utilisation de lentilles
e) Distribution des photons au sein du spot
f) Relation énergie-effet tissulaire
g) Mode d’émission du faisceau laser
h) Conclusion
2) Effets thermiques
a) La cornée, le cristallin, le corps vitré
b) L’iris
c) La chorio-rétine
3) Effets photochimiques
a) La cornée
b) La rétine
4) Effets photomécaniques
5) Conclusion et choix d’un laser
CHAPITRE III : INDICATIONS THÉRAPEUTIQUES DU LASER EN OPHTALMOLOGIE
A) RAPPEL SUR LES APPLICATIONS HUMAINES
1) Chirurgies de la cornée
2) Cyclophotocoagulation
3) Chirurgie de la cataracte
4) Iridoplastie
5) Trabéculoplastie
6) Ablation trabéculaire
7) Sclérostomie
8) Rétinopathies diabétiques
9) Néoplasmes
B) CHIRURGIE DE LA CORNÉE ET ANNEXES
1) Préparation de l’animal
2) Introduction
3) Rappels concernant la cornée
4) Indications et contre-indications
a) Indications et avantages
b) Contre-indications
5) Le laser à CO2 et ses applications
a) Introduction
b) Technique générale
c)Néoplasmes
d) Ulcères indolents (canins)
e) Séquestres cornéens (félins)
f) Dysfonctionnement endothélial
g)Kératites microbiennes
h) Traitement de l’épithélioma spinocellulaire épiscléral chez le cheval
– Technique
– Avantages
– Désavantages
6) Le laser excimer 193 nanomètres
a) Introduction
b) Chirurgie réfractive de la cornée chez le chien : le kératomileusis
c) Traitement des opacifications cornéennes.
7) Annexes oculaires
C) CYCLOPHOTOCOAGULATION
1) Le glaucome canin : rappels sur la pathologie
a)Définition
b)Effets cliniques
c)Evolution
d) Classification des glaucomes
– Classification sémiologique
– Classification biologique
e) Races prédisposées
f) Généralités sur le traitement
2) Indications et contre-indications de
la cyclophotocoagulation
a) Indications
b) Contre-indications
3) Photocoagulation des corps ciliaires
4) Présentation de cette technique au laser YAG
a) Introduction
b) Technique
c) Quantité d’énergie délivrée à l’oeil traité
d) Effets cliniques
e) Complications
f ) Variation des effets en fonction du patient
g) Hypothèses émises sur le mécanisme de diminution de la PIO
h) Comparaison des techniques de cyclophotocoagulation et cyclocryocoagulation
5) La technique de photocoagulation transsclérale
au laser diode
a) Introduction
b) Technique
c) Quantité d’énergie utilisée
d) Effets cliniques
– Contrôle de la pression intra-oculaire
– Préservation de la vision
e) Complications
f) Cas d’un traitement de glaucome secondaire à l’extraction d’un cristallin luxé traité au laser diode
6) Comparaison du traitement au laser diode et au laser YAG
7) Conclusion
D) IRIDOTOMIE, CAPSULOTOMIE, SYNÉCHIOTOMIE
1) Introduction
2) Indications
3) Technique d’iridotomie au laser YAG
4) Résultats cliniques
5) Technique de cette opération au laser diode
a) Technique
b) Effets cliniques
6) Résultats cliniques
7) Complications
a) La chambre antérieure
b) La pression intraoculaire
c) Hémorragies du site d’iridotomie
d) Cristallin
e) Cornée
8) Capsulotomie, synéchiotomie
a) Introduction
b) Technique
c) Résultats opératoires
d) Complications
E) PHOTOCOAGULATION RÉTINIENNE
1) Rappels sur la pathologie
a) Les trois groupes de décollement de rétine
– Décollements exsudatifs
– Décollements attractifs
– Décollements rhegmatogènes
b) Types de décollements rencontrés le plus fréquemment chez les carnivores domestiques
2) Indications et contre-indications
a) Indications
b) Contre-indications
3) Technique de rétinopexie au laser diode
a) Introduction
b) Technique
c) Quantités d’énergie utilisées
d) Effets cliniques
e) Complications
f) Rapidité d’adhésion de la rétine suite au traitement
4) Comparaison de la méthode de rétinopexie au laser diode avec la méthode de cryorétinopexie
a) Différence de réponse de la rétine en fonction des méthodes
b) Avantages de la photocoagulation rétinienne sur la cryopexie
c) Avantages de la cryopexie rétinienne sur le traitement laser
F) TUMEURS INTRAOCULAIRES
1) Rappels sur les tumeurs intraoculaires
a) Épidémiologie
b) Différents types histologiques
c) Signes cliniques
d) Complications
e) Biopsie
f) Possibilités de traitement
2) Indications et contre-indications
3) Traitement des tumeurs intraoculaires par photocoagulation au laser YAG
a) Introduction
b) Technique
c) Variabilité des réponses au traitement
d) Conclusion
4)Traitement des mélanomes intraoculaires par photocoagulation au laser diode
a) Introduction
b) Technique
c) Suites opératoires
d) Techniques actuellement utilisées en ophtalmologie humaine
CHAPITRE IV : ASPECTS LÉGISLATIFS
RISQUES ET SÉCURITÉ
A) Introduction
B) Classification des risques
C) Risques établis concernant le faisceau laser
1) Risques oculaires
2) Risques pour la peau
D) Prévention des risques
1) Prévention globale
2) Prévention spécifique des yeux
3) Prévention spécifique concernant la peau
CONCLUSION
LISTE DES ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE

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