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par Rebecca Charboneau
L'avenir des soins de l’œil dépend de l'optique laser.
Une erreur de réfraction est un trouble oculaire très courant qui se manifeste par l'incapacité de l'œil à focaliser correctement une image sur la rétine, ou point focal, au fond de l'œil (Figure 1). Les types courants d'erreurs de réfraction sont la myopie, l'hypermétropie et l'astigmatisme. Plus de 88,4 millions de personnes présentent une erreur de réfraction entraînant une vision floue.1 Heureusement, la technologie moderne a permis d’inventer la chirurgie oculaire au laser pour corriger les erreurs de réfraction. Les structures optiquement transparentes de l'œil permettent d'envoyer un faisceau laser de longueurs d'onde allant de l'ultraviolet (UV) au proche infrarouge (NIR) pour modifier de manière non invasive les tissus ophtalmiques.2
La forme la plus courante de chirurgie oculaire au laser pour corriger la vision est la kératomileusis in situ assisté par laser, communément appelée LASIK. Le LASIK consiste à remodeler la cornée de l'œil à l’aide d’un laser à excimère afin de corriger les erreurs de réfraction courantes. Les lasers à excimère sont des lasers à gaz pulsés qui émettent de la lumière UV par l'émission stimulée de molécules de gaz, comme la F2 ou l’ArF, dans la cavité du laser. Le laser à excimère est capable d'ablater des couches de la cornée de quelques µm d'épaisseur pour remodeler la cornée et corriger les erreurs de réfraction.
La Figure 2 montre le chemin optique d'un dispositif chirurgical LASIK qui utilise un laser à excimère et un laser femtoseconde pour corriger les erreurs de réfraction. Pour le laser à impulsions ultracourtes, une source couplée à une fibre avec des durées d'impulsion comprises entre 100 et 800 fs et une longueur d'onde de 1064 nm est typique des dispositifs LASIK. Le faisceau à impulsions ultracourtes passe d'abord par un réseau de transmission pour comprimer l'impulsion étirée afin de garantir le maintien de la puissance maximale. Ensuite le faisceau est réfléchi dans un expanseur de faisceau avant d'être envoyé à travers un objectif F-theta pour être focalisé sur l'œil du patient afin de créer un volet de cornée. Une fois le volet créé, le laser à excimère est délivré à l'œil du patient en étant d'abord réfléchi par un miroir à travers un homogénéisateur, qui peut être un convertisseur de faisceau laser à intensité uniforme. L'homogénéisateur modifie le faisceau pour maintenir une intensité optique constante avant de passer dans un assemblage de modelage du faisceau. Un filtre dichroïque est utilisé pour réfléchir le faisceau excimère UV à travers une lentille de focalisation afin d'ablater la cornée.
La cataracte est la maladie oculaire la plus répandue et la principale cause de cécité dans le monde.3 Les troubles de la vision dus à la cataracte sont causés par des amas de protéines ou des pigments décolorés qui se déposent dans le cristallin de l'œil, réduisant ainsi la transmission de la lumière à la rétine (Figure 3). La cataracte est traitée efficacement par des procédures chirurgicales au laser qui permettent de remplacer les cristallins opaques par une lentille intraoculaire artificielle (LIO). Pour remplacer le cristallin, il faut fragmenter et retirer le cristallin existant pour faire de la place à l'implant LIO. La fragmentation du cristallin peut être réalisée à l'aide d'un laser à impulsions ultracourtes qui contrôle précisément la puissance de sortie et l'émission du faisceau pour briser en toute sécurité le cristallin opacifié.
Les lasers femtoseconde couramment utilisés dans les dispositifs chirurgicaux de la cataracte sont des lasers à l’état solide tels que les lasers à grenat d'yttrium aluminium dopés au néodyme (Nd:YAG), à l'erbium (Er:YAG) ou le laser titane-saphir (Ti:Sapphire). Afin de contrôler avec précision la puissance des impulsions laser ultracourtes, le laser doit être couplé à des optiques de focalisation précises, à déviation rapide, qui sont guidées par des systèmes d'imagerie utilisant la tomographie par cohérence optique (OCT). La Figure 4 ci-dessous montre le chemin optique d'un dispositif chirurgical de la cataracte qui utilise un laser femtoseconde Ti:saphir. Le laser à impulsions ultracourtes a une longueur d'impulsion typique de 100 fs à 1000 fs et des longueurs d'onde potentielles de ~800 nm, 1030 nm, ou 1064 nm selon la source. Le faisceau passe par un système d’objectif de balayage qui contient des éléments asphériques pour réduire l'aberration sphérique et maintenir la qualité du faisceau. Après s'être propagé à travers des miroirs galvanométriques pour la déviation, le laser passe par un séparateur de faisceau où une partie de la lumière est dirigée vers le système OCT pour le positionnement du faisceau. Le faisceau est concentré pour la fragmentation du cristallin à l’aide de lentilles asphériques. Par rapport à un appareil LASIK, le diamètre de la tache focale du laser est plus grand pour la chirurgie de la cataracte afin d’atteindre une photodisruption adéquate.4
Une autre maladie oculaire qui peut être traitée avec un système similaire est le glaucome. Le glaucome est une maladie dégénérative qui endommage le nerf optique par la perte des cellules ganglionnaires de la rétine.5 À mesure que les cellules ganglionnaires sont endommagées, une perte progressive de la vision se produit car la communication avec le nerf optique est coupée.5 La trabéculoplastie sélective au laser (SLT) est le traitement préféré du glaucome ; la SLT délivre des impulsions de l'ordre de la nanoseconde par un laser Nd:YAG à fréquence doublée de 532 nm afin d'élargir les canaux de drainage dans le réseau trabéculaire pour soulager la pression oculaire. Une variation notable du chemin optique d'un système SLT est l'utilisation de cristaux non linéaires pour générer 532 nm à partir d'une source laser de 1064 nm. Cette méthode est préférable à l'utilisation d'une simple source de 532 nm, car elle permet de stabiliser l'énergie de chaque impulsion laser afin de minimiser les dommages causés aux tissus rétiniens adjacents.6
La chirurgie oculaire au laser est également utilisée pour traiter la rétinopathie diabétique. Cette maladie est induite par des niveaux élevés de sucre dans le sang qui causent des dommages aux vaisseaux sanguins de la rétine.7 Les lésions rétiniennes sont causées par un gonflement ou une fuite des vaisseaux sanguins et, par conséquent, peuvent entraîner une perte de vision (Figure 5). Le traitement de première intention de la rétinopathie diabétique est la photocoagulation au laser. Elle permet de prévenir la formation de vaisseaux sanguins indésirables et de rétrécir les vaisseaux qui fuient. La photocoagulation laser utilise les lasers à gaz, à diode, à colorant et YAG, de longueur d'onde visible (VIS) ou proche infrarouge. Contrairement aux lasers pour la chirurgie LASIK et de la cataracte, la photocoagulation ne fait généralement pas appel aux lasers à impulsions ultracourtes. Les lasers CW pulsés ou modulés de l'ordre de la nanoseconde, avec un rapport cyclique de 10 à 100 ms, sont souvent le meilleur choix, car ils provoquent la coagulation des vaisseaux sanguins sans causer de dommages permanents aux tissus voisins.8 Des lentilles collimatrices et cylindriques sont couramment utilisées dans un système de photocoagulation au laser pour propager et moduler le faisceau à focaliser sur la rétine. La photocoagulation au laser peut également être associée à une vitrectomie, un traitement qui consiste à retirer le liquide appelé vitré qui a été troublé par des fuites de vaisseaux sanguins.7
Les technologies ophtalmiques avancées font l'objet d'une demande croissante en raison de l'évolution des modes de vie, du vieillissement et de la croissance démographique. Il existe un besoin de traitements au laser plus rapides et plus efficaces qui permettront aux ophtalmologistes de traiter davantage de patients. La trabéculoplastie sélective directe au laser (DSLT) est un nouveau traitement laser du glaucome qui délivre directement le faisceau laser sans gonioscopie.9 La DSLT s'est avérée être un traitement plus efficace car elle utilise des algorithmes automatisés d'acquisition d'images et de suivi oculaire pour délivrer le faisceau au maillage trabéculaire.9 Une autre avancée récente est l'extraction du cristallin par petite incision (small incision lenticule extraction, SMILE) qui est une alternative au LASIK. La méthode SMILE ne nécessite qu'une petite incision dans la cornée, contrairement au volet qu'exige le LASIK. Cela améliore considérablement le temps de récupération du patient et le confort pendant l'opération, ce qui en fait une option intéressante pour la correction des erreurs de réfraction.10
Edmund Optics® s'engage à élargir sa sélection de produits pour soutenir les avancées technologiques en chirurgie oculaire. Edmund Optics® dispose d'une fabrication interne de composants optiques laser, de capacités de conception entièrement personnalisées et d'une métrologie de pointe pour répondre aux spécifications des clients. Notre connaissance approfondie de l'optique laser fait d'Edmund Optics® un partenaire de confiance pour le développement de technologies ophtalmiques visant à rendre les traitements plus accessibles et plus efficaces.
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