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La révolution du laser femtoseconde dans la chirurgie oculaire : puissance, précision et multifonction

 Grâce à des impulsions ultrabrèves, le laser femtoseconde s’est imposé rapidement dans la chirurgie oculaire. La chirurgie réfractive de la cornée, pour traiter la myopie notamment, ne pourrait plus s’en passer !

Comme son nom l’indique, le laser femtoseconde émet des impulsions ultrabrèves de l’ordre de la femtoseconde, c’est-à-dire un millionième de milliardième de seconde (10-15 seconde, soit 0,000 000 000 000 001 seconde). « Dans le domaine médical, on utilise souvent des lasers nanoseconde. En une nanoseconde, la lumière se déplace de 30 mètres ; en une femtoseconde, de 10 à 20 microns, soit 0,000 001 mètre. » explique Gérard Mourou, récipiendaire du Prix Nobel de physique en 2018 pour ses travaux sur les lasers.

À l’occasion d’une conférence organisée par la fondation de l’Académie de Chirurgie en février 2021 [1], le physicien français a rappelé que la chirurgie de l’œil avait fait une place de choix au laser femtoseconde. Car l’un des avantages de ce laser est d’éviter les effets thermiques habituels : quand un tissu est irradié, il absorbe l’énergie du laser ce qui provoque un échauffement délétère. Ce dommage collatéral est même plus grand que la tache émise par le laser, ce point lumineux précis où est réalisé l’impact pour découper la membrane. Avec le laser femtoseconde, les impulsions sont tellement brèves, qu’il reste d’une très grande puissance tout en émettant une faible énergie. L’échauffement est donc très local et la chaleur ne se diffuse pas. Un autre avantage est que ce laser peut être « utilisé comme un bistouri naturellement aseptique ». Car, alors que le bistouri doit être stérilisé entre chaque opération, l’utilisation de photons lumineux (particules lumineuses) est dépourvue de risque infectieux.

Ablation au laser : impulsions longues vs. impulsions courtes

Les impulsions longues (long pulses), de l’ordre des nanosecondes (ns) provoquent un dommage collatéral lorsque le laser touche le tissu. Les impulsions courtes (short pulses), en femtosecondes (fs) ne laissent pas de dommage collatéral. Avec les impulsions femtosecondes, la diffusion thermique est supprimée.

Source : https://fondationacademiechirurgie.fr/la-place-de-la-lumiere-dans-la-chirurgie-oculaire-le-laser-femtoseconde Schéma présenté par Gérard Mourou.

 

Un laser d’une précision inégalée pour des chirurgies toujours plus fines

Avec cette technologie du laser femtoseconde dans la chirurgie oculaire, il est possible de découper de manière extrêmement précise et propre la surface de la cornée en déplaçant le point focal du laser. Le laser femtoseconde a ainsi fini par substituer depuis 2004 la lame mécanique dans la technique du LASIK (laser in situ keratomileusis). Cette technique permet de remodeler la cornée pour corriger la vue :

  • Dans un premier temps, le laser femtoseconde, par sa précision permet de créer ce qu’on appelle un « volet cornéen » : le chirurgien découpe une partie de la cornée afin de pouvoir la soulever et l’incliner comme un volet. Dans cette chirurgie, le laser femtoseconde sert uniquement à réaliser le volet cornéen.
  • L’ouverture créée permet, dans un second temps, d’avoir accès à la face antérieure de la cornée et de la sculpter, à l’aide d’un autre type de laser (laser Excimer). En modifiant la courbure de la cornée, cet autre laser corrige le défaut de convergence si bien que les rayons lumineux parviennent à former une image nette sur la rétine.

Opération LASIK

Source : https://ophtalmo-essonne.com/actualites-ophtalmologie-essonne-palaiseau-colas-jouve/2020/2/7/laser-femtoseconde-et-lasik

 

Une technique plus récente de chirurgie réfractive, nommée SMILE (Small Incision Lenticule Extraction), consiste à utiliser seulement le laser femtoseconde. Elle repose sur la capacité du laser à traverser un tissu et déposer l’énergie à un point choisi précisément à l’intérieur du tissu, sans avoir la nécessité de l’ouvrir. Aussi, le laser peut-il découper directement à l’intérieur de la cornée une lentille dont l’épaisseur dépend de la correction souhaitée. Cette lentille est ensuite extraite du tissu cornéen via une petite incision. Cette technique évite les problèmes fréquents de sécheresse oculaire avec le LASIK.

 

Des indications d’avenir ?

Si la correction chirurgicale des défauts visuels a été la première à bénéficier du laser femtoseconde, ce laser commence à être utilisé dans d’autres indications. Par exemple, pour le glaucome (pression exercée par le liquide à l’intérieur de l’œil)  : le laser femtoseconde permettant de réaliser des ablations de matériau directement à l’intérieur du tissu, il offre la possibilité de rendre celui-ci « spongieux » pour faire baisser la pression. Il s’agit ainsi de créer des microcavités qui agiront comme des drains, et par lesquelles l’humeur aqueuse va pouvoir s’écouler. Ce qui aura pour effet de faire baisser la pression à l’intérieur de l’œil et limiter l’évolution de la maladie.

 

Concernant le traitement de la cataracte (opacification du cristallin), le laser femtoseconde est appliqué à la chirurgie depuis une dizaine d’années avec l’opération FLACS (Femtosecond Laser Assisted Cataract Surgery), mais n’a pas pris une place centrale. Le professeur Bahram Bodaghi, ophtalmologiste et praticien hospitalier à la Salpêtrière à Paris, indiquait lors de la conférence organisée en février par la fondation de l’Académie de Chirurgie [1] que l’utilisation du laser femtoseconde facilitait certaines étapes de la chirurgie, comme l’incision de la cornée, la découpe de la capsule antérieure qui permet d’accéder au cristallin et la prédécoupe du cristallin lui-même.

 

Les ophtalmologistes s’accordent pour dire que  l’utilisation du laser femtoseconde se généralisera dans la prochaine décennie, quand ils disposeront d’un laser femtoseconde robotisé intégré au bloc chirurgical. Il n’en reste pas moins que la précision et la reproductibilité des gestes apportés avec cette technologie sont des acquis majeurs pour la chirurgie réfractive. Ainsi, l’ophtalmologie apparaît aujourd’hui comme le meilleur exemple du potentiel du laser femtoseconde dans la chirurgie, donnant à espérer un élargissement de son application vers d’autres types d’opérations.

 

[1] L’article a été réalisé grâce aux différentes interventions de spécialistes lors de la conférence « LA PLACE DE LA LUMIÈRE DANS LA CHIRURGIE OCULAIRE : LE LASER FEMTOSECONDE »  https://fondationacademiechirurgie.fr/la-place-de-la-lumiere-dans-la-chirurgie-oculaire-le-laser-femtoseconde

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