Brevet FR2576780A1 — publié le 19860808

i1 2576780 La présente invention relève, d'une manière générale, des instruments chirurgicaux et décrit plus particulièrement un dispositif destiné à modifier la courbure de la cornée. Au cours des dernières années, différentes méthodes de traitement de. la myopie, de l'hypermétropie, de l'aphaquie, de l'astigmatisme ont été proposées. Certaines reposent sur la modification de la courbure cornéenne obtenue par des incisions radiaires pratiquées à l'aide d'un bistouri à pointe diamantée. Après cicatrisation, la courbure de la cornée diminue et la convergence de l'oeil est modifiée. D'autres techniques reposent sur la modification de cette coubure par une intervention directe sur la zone paraxiale. La cornée est prélevée, et sa courbure modifiée par des méthodes mécaniques ou par greffes de cornée. Ces techniques sont donc traumatisantes. Actuellement, il a été proposé de substituer aux bistouris à pointe diamantée, des lasers à excimère. Le processus de modification de la cornée est donc alors analogue aux scarifications réalisées sur la cornée. L'état de la technique peut être défini par les brevets suivants: FRA 2.497.658, FRA 2.524.298, FRA 2.519.547, FRA 2.525.098. L'appareil selon l'invention tend à résoudre tous ces inconvénients. A cet effet, l'appareil selon l'invention comporte un moyen pour procéder à l'ablation photochimique de la cornée oculaire. Ledit moyen est une radiation de longueur d'onde courte, (ultra violet) émise par une source de lumière. La source de lumière peut être un moyen faisant office de laser à excimère. Le laser à excimère est celui dont fle mélange actif agit comme l'Argon Fluor. Le mélange actif du laser à excimère est l'Argon Fluor. La longueur d'onde est alors de 0,193 r Un moyen permet de faire varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente émise par la radiation sur la cornée à traiter. Ledit moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente est un ensemble de diaphragmes-lentilles-miroirs monté sur un banc d'optique; des moyens de déplacement et de réglage permettent le déplacement le long dudit banc d'un ou de plusieurs de ces éléments optiques qui sont montés sur des pièces mobiles. Lesdits moyens peuvent être contrôlés et commandés par un micro- ordinateur. Un moyen de déplacement, couplé à un moteur électrique asservi à un 2 2576780 micro-ordinateur, assure le déplacement des pièces mobiles. Ledit moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente est composé: - d'un banc optique assurant un déplacement rectiligne horizontal et/ou vertical des différents éléments, - d'une lentille de focale adaptée aux caractéristiques géométriques souhaitées de la tache d'illumination ou un système optique équivalent constitué par l'association de plusieurs lentilles, - de diaphragmespercés, en anneaux, ou ayant la forme d'une fente, découpés dans un matériau opaque ou constitués d'un matériau opaque déposé sur un matériau transparent dans l'ultra violet. L'appareil selon l'invention peut comprendre en plus des moyens cités cidessus: - un photodétecteur - un miroir destiné au prélèvement d'une fraction du faisceau lumineux, - un laser d'alignement. Le laser d'alignement peut être un laser He-Ne (Hélium-Néon) Il peut également comprendre: - un kératomètre automatique, - un micro-ordinateur d'asservissement recevant les informations relatives à l'énergie des impulsions lumineuses émises par le laser, à la courbure de la cornée et asservissant le moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente, - une lampe à fente permettant l'observation de l'oeil en cours de traitement, - différents diaphragmes destinés à la limitation du faisceau ultra violet et à son filtrage. - un moyen de sécurité interrompt l'illumination en cas de défaillance de l'un quelconque des moyens de contr8le. Selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire pour corriger la myopie, il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation près de l'axe optique de l'oeil, soit plus importante qu'à sa périphérie. A cet effet, selon un mode de réalisation, le moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente est composé ainsi : le diaphragme est maintenu fixe, seule la lentille se déplace suivant une loi dépendant de la correction à apporter et le mouvement est corrigé en temps réel par le micro-ordinateur compte tenu des informations provenant du photodétecteur et du kératomètre. 3 2576780 Selon un autre m6de de réalisation, la lentille a une position fixe, le diaphragme percé au centre est mobile. Le déplacement est corrigé par l'ordinateur en temps réel. Selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire pour corriger l'hypermétropie et l'aphaquie, il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation près de l'axe optique de l'oeil soit moins importante que la densité d'énergie reçue sur la périphérie. A cet effet, selon un mode de réalisation, le moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente est composé ainsi - selon un mode de réalisation, le diaphragme est constitué par une partie centrale opaque; il est solidaire de la lentille, l'ensemble lentille-diaphragme se déplace selon la loi appropriée - selon un autre mode de réalisation, la lentille est fixe, seul le diaphragme constitué par une partie centrale opaque se déplace, toujours sous contr8le du micro-ordinateur. Selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire pour corriger l'astigmatisme, il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation varie d'une extrémité à l'autre de la zone irradiée selon une direction particulière passant par l'axe optique de l'oeil et soit homogène selon toute direction perpendiculaire à cette direction particulière. A cet effet, selon un mode de réalisation, le moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie incidente est composé ainsi: - selon un mode de réalisation, la lentille est fixe, le diaphragme est constitué par une fente orientée perpendiculairement à la direction à corriger et se déplace sur le banc d'optique suivant une loi dépendant de la correction à apporter sous contrôle du micro-ordinateur - selon un autre mode de réalisation, la lentille est fixe, le diaphragme constitué par une fente orientée perpendiculairement à la direction à corriger se déplace dans un plan perpendiculaire au banc d'optique, dans une direction parallèle à ladirection à corriger. Le déplacement est contr8lé en temps réel par le micro-ordinateur. Les dessins ci-joints sont donnas à titres d'exemples indicatifs et non limitatifs. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. Ils permettront de comprendre aisément l'invention. La figure 1 est une vue schématique de l'appareil mettant en évidence les relations entre les différents éléments. La figure 2 est une vue schématique du moyen faisant varier la 4 2576780 distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente, en vue de corriger la myopie. La figure 3 est une vue schématique du moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente, en vue de corriger la myopie selon un autre mode de réalisation. La figure 4 est une vue schématique du moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente, en vue de corriger la l'hypermétropie ou l'aphaquie. La figure 5 est une vue schématique du moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie- lumineuse incidente, en vue de corriger la l'hypermétropie ou l'aphaquie selon un autre mode de réalisation. Les figures 6 et 7 représentent différentes réalisations de diaphragmes, par exemple, mécaniquement. Les figures 8 et 9 représentent différentes réalisations de diaphragmes par projection Les figures 10 et ll représentent différentes réalisations de diaphragmes par dép8t sur la lentille. La figure 12 est une vue en coupe d'une cornée oculaire, mettant en évidence la masse cornéenne à volatiliser sur toute la surface pupillaire pour corriger l'hypermétropie. La figure 13 est une vue en coupe d'une cornée oculaire, mettant en évidence la masse cornéenne à volatiliser sur toute la surface pupillaire pour corriger la myopie. La figure 14 est une vue schématique du moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente, en vue de corriger l'astigmatisme. La figure 15 est une vue schématique du moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente, en vue de corriger l'astigmatisme selon un autre mode de réalisation. L'appareil, selon l'invention, modifie la courbure de la cornée oculaire 1 sur toute la surface pupillaire en utilisant pour cela l'effet d'ablation photochimique de la cornée 1 par une radiation de longueur d'onde courte. Une radiation de longueur d'onde courte (ultra violet) peut être assurée actuellement par un laser à excimère dont le mélange actif est l'Argon Fluor. Dans ce cas la longueur d'onde = 0,193 >.- Le but à atteindre est schématisé dans les figures 12 et 13. Pour corriger une hypermétropie ou une aphaquie, la masse cornéenne 2 ou 3 à volatiliser est plus importante à la périphérie de la cornée 1 que 2576780 sur son axe 6. La figure 12 représente une coupe de la cornée 1; la partie en pointillé 2 ou 3 schématisant la courbure à atteindre après l'intervention. La figure 13 montre la correction de courbure à apporter dans le cas d'une myopie. Le processus de photo-décomposition de la cornée est tel que l'épaisseur enlevée est proportionnelle à la densité de puissance lumineuse qu'elle reçoit à cet endroit. Pour obtenir une variation de courbure, il faut donc illuminer la cornée 1 de façon différentielle. Pour corriger une hypermétropie et réaliser la correction de la figure 12 il est nécessaire que la densité d'énergie reçue par l'oeil 5 près de son axe optique 6, soit moins importante que la densité d'énergie reçue sur la périphérie 7. Pour une correction de myopie, il faut au contraire que la densité d'énergie d'irradiation près de l'axe optique 6 de l'oeil 5 soit plus importante qu'à sa périphérie 7. Pour une correction d'astigmatisme une coupe principale du profil de la cornée à obtenir peut être, soit celui de la figure 12, soit celui de la figure 13, le rayon de la cornée selon l'autre coupe principale devant rester inchangé. L'appareil selon l'invention comprend donc les moyens suivants: - une source lumineuse 8 constituée par un laser de longueur d'onde suffisamment courte pour donner lieu à l'ablation photochimique de la cornée. - un photodétecteur 9 - un miroir 10 destiné au prélèvement d'une fraction du faisceau lumineux - un moyen 11 permettant de faire varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente sur l'oeil 5 à traiter - un kératomètre automatique 12 qui agit pour mesurer la courbure de la cornée 1 - une lampe à fente 13 permettant l'observation de l'oeil en cours de traitement - un micro-ordinateur 14 recevant les informations relatives à l'énergie des impulsions laser, à la courbure de la cornée et asservissant le dispositif de variation d'énergie à ces informations. - un Laser d'alignement He-Ne 15 permettant un positionnement correct du faisceau émis par le Laser à excimère 8 sur l'oeil 5 à traiter. - un dispositif de sécurité 16 interrompant l'illumination en cas de défaillance de l'un quelconque des systèmes de contrôle. - différents diaphragmes 17 destinés à la limitation du faisceau ultra-violet et à son filtrage. 6 2576780 Une fraction du faisceau ultra violet est prélevé et envoyé sur le photodétecteur 9 qui transmet à un ordinateur 14 la mesure de l'énergie lumineuse émise par le laser 15 pour chacune des impulsions. Il traverse ensuite le moyen de variation de distribution de densité d'énergie 11 et illumine l'oeil 5 à traiter. L'évolution de la courbure de la cornée 1 est suivie en temps réel par un kératomètre automatique 12 qui transmet ses données au micro-ordinateur 14 d'asservissement. Le moyen de variation d'énergie est représenté sur les figures 2, 3, 4, 5, 14 et 15 il comprend: - un banc d'optique 17 assurant un déplacement rectiligne des différents élèments dudit moyen 11. - une lentille 18 de focale adaptée aux caractéristiques géométriques souhaitées de la tache d'illumination ou un système optique équivalent constitué par l'association de plusieurs lentilles ou miroirs. - des diaphragmes 19, 22 et 23 - un moyen de déplacement 20 couplé à un moteur électrique 21 asservi par le micro-ordinateur 14 assurant le déplacement des pièces mobiles soit sur le plan horizontal, soit sur le plan vertical, - des pièces mobiles, non représentées, sur lesquelles sont fixés les éléments à déplacer 18 et/ou 22 et/ou 23. Selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée 1 oculaire pour corriger la myopie (voir les figures 2 et 3), il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation près de l'axe optique 6 de l'oeil 5, soit plus importante qu'à sa périphérie. A cet effet, selon un mode de réalisation, voir la figure 2, le-moyen 11 faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente est composée ainsi: le diaphragme 19 est maintenu fixe, seule la lentille 18 se déplace suivant une loi dépendant de la correction à apporter et le mouvement est corrigé en temps réel par le micro- ordinateur 14 compte tenu des informations provenant du photodétecteur et du kératomètre. Selon un autre mode de réalisation (représenté à la figure 3), la lentille 18 a une position fixe, le diaphragme 19 percé au centre est mobile. Le déplacement est corrigé par l'ordinateur en temps réel. Selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire 1 pour corriger l'hypermétropie et l'aphaquie, il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation près de l'axe optique 6 de l'oeil 5 soit moins importante que la densité d'énergie reçue sur la périphérie (voir les figures 4, 5 et 13). A cet effet, selon un mode de réalisation, le moyen faisant varier la 7 2576780 distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente 11 est composé ainsi: - selon un mode de réalisation (figure 4) le diaphragme 19 est constitué par une partie centrale opaque; il est solidaire de la lentille 18, l'ensemble lentille-diaphragme 18, 19 se déplace selon la loi appropriée, - selon un autre mode de réalisation (figure 5), la lentille 18 est fixe, seul le diaphragme 22 constitué par une partie centrale opaque se déplace, toujours sous contrôle du micro-ordinateur. - selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire 1 pour corriger l'astigmatisme, il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation varie d'une extrémité à l'autre de la zone irradiée dans une direction particulière passant par L'axe optique de l'oeil de façon à obtenir suivant cette direction particulière l'un des profils représentés (fig 12 et 13). Selon toute direction perpendiculaire à cette direction particulière, la densité d'énergie d'irradiation sera homogène. Selon un mode de réalisation le moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie incidente Il est composé ainsi: Selon un mode de réalisation (fig 14) la lentille 18 est fixe, le diaphragme 23 est constitué par une fente orientée 24 perpendiculairement à la direction à corriger 25 et se déplace sur le banc d'optique 17 suivant une loi dépendant de la correction à apporter sous contrôle du micro-ordinateur 14. Selon un mode de réalisation, (fig. 15) la lentille 18 est fixe, le diaphragme 23 constitué par une fente orientée 24 perpendiculairement à la direction à corriger 25 se déplace dans un plan perpendiculaire au banc d'optique 17, dans une direction parallèle à la direction à corriger 25. Le déplacement est contrôlé en temps réel par le micro-ordinateur 14. Les figures 6 à ll mettent en évidence comment on peut réaliser un diaphragme. Ces diaphragmes peuvent être obtenus mécaniquement (figures 6 et 7) par perçage ou maintenus par des fils (figures 8 et 9) ou encore déposés sur un support de quartz ou tout autre matériau transparent dans l'ultra-violet, ou même dans certains cas par dépôt d'une couche opaque (figures 10 et 11) à l'ultra-violet sur la lentille elle même. 8e 2576780 REVENDICATIONS 1. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1), caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen (8) pour procéder à l'ablation photochimique de la cornée et un moyen (11) pour faire varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente émise par la radiation sur la cornée à traiter. 2. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon la revendication (1) caractérisé par le fait que le moyen (8) pour procéder à l'ablation photochimique de la cornée est une radiation de longueur d'onde courte (ultra-violet) émise par une source de lumière. 3. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur- toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la source de lumière est un laser à excimère (8). 4. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le laser à excimère (8) est celui dont le mélange actif est l'Argon Fluor. 5. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que le moyen (11) pour faire varier la distribution de la densité d'énergie incidente émise par la radiation sur la cornée (1) à traiter comprend: - un banc d'optique (17) assurant un déplacement rectiligne des différents élèments dudit moyen (11) - une lentille de focale (18) adaptée aux caractéristiques géométriques souhaitées de la tache d'illumination ou un système optique équivalent constitué par l'association de plusieurs lentilles ou miroirs, - des diaphragmes (19, 22 et 23) - un moyen de déplacement (20) couplé à un moteur électrique asservi par le micro-ordinateur (14) assurant le déplacement des pièces mobiles, soit sur le plan horizontal, soit sur le plan vertical, - - des pièces mobiles, sur lesquelles sont fixées les éléments à déplacer (18 et/ou 22 et/ou 23). 6. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) 9 2576780 selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé par le fait que selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée (1) oculaire pour corriger la myopie, il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation près de l'axe optique (6) de l'oeil (5) , soit plus importante qu'à sa périphérie. 7. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le moyen (11) faisant varier la distribution de la densité d'énergie incidente est composée ainsi: le diaphragme (19) est maintenu fixe, seule la lentille (18) se déplace suivant une loi dépendant de la correction à apporter et le mouvement est corrigé en temps réel par le micro-ordinateur (14) compte tenu des informations provenant du photodétecteur et du kératomètre. 8. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon la revendication 6 caractérisé par le fait que selon un autre mode de réalisation la lentille (18) a une position fixe, le diaphragme (19) percé au centre est mobile; le déplacement est corrigé par l'ordinateur en temps réel. 9. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé par le fait que selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire (1) pour corriger l'hypermétropie et l'aphaquie, il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation près de l'axe optique (6) de l'oeil (5) soit moins importante que la densité d'énergie reçue sur la périphérie. 10. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon la revendication 9 caractérisé par le fait que le moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie incidente (11) est composé ainsi: selon un mode de réalisation, le diaphragme (19) est constitué par une partie centrale opaque; il est solidaire de la lentille (18), l'ensemble lentille-diaphragme (18), (19) se déplace selon la loi appropriée, ll. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon la revendication 9 caractérisé par le fait que selon un autre mode de réalisation la lentille (18) est fixe, seul le diaphragme (22) 2576780 constitué par une partie centrale opaque se déplace, toujours sous contrôle du micro-ordinateur. 12. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé par le fait que selon un mode de réalisation destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire (1) pour corriger l'astigmatisme, il est nécessaire que la densité d'énergie d'irradiation varie d'une extrémité à l'autre de la zone irradiée, dans une direction particulière passant par l'axe optique de l'oeil; selon toute direction perpendiculaire à cette direction particulière, la densité d'énergie d'irradiation sera homogène. 13. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 12 caractérisé par le fait que le moyen faisant varier la distribution de la densité d'énergie lumineuse incidente (11) est composé ainsi: - selon un mode de réalisation la lentille (18) est fixe, le diaphragme (23) est constitué par une fente orientée perpendiculairement à la direction à corriger (25) et se déplace sur le banc d'optique suivant une loi dépendant de la correction à apporter sous contr8le du micro- ordinateur. 14. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 12 caractérisé par le fait que selon un mode de réalisation, la lentille (18) est fixe, le diaphragme (23) constitué par une fente orientée (24) perpendiculairement à la direction à corriger (25) se déplace dans un plan perpendiculaire au banc d'optique, dans une direction parallèle à la direction à corriger (25). Le déplacement est contrôlé en temps réel par le micro-ordinateur (14). 15. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, , 11, 12, 13 ou 14 caractérisé par le fait qu'il comprend: - une source lumineuse (8) constituée par un laser de longueur d'onde suffisamment courte pour donner lieu à l'ablation photochimique de la cornée; - un moyen (11) permettant de faire varier la distribution de la densité d'énergie incidente sur l'oeil (5) à traiter îî 257'6780 16. Appareil pour modifier la courbure de la cornée oculaire sur toute la surface pupillaire par ablation photochimique de ladite cornée (1) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, , 11, 12, 13, 14 ou 15 caractérisé par le fait qu'il comprend: 1 ) une source lumineuse (8) constituée par un laser de longueur d'onde suffisamment courte pour donner lieu à l'ablation photochimique de la cornée; 2 ) un moyen (11) permettant de faire varier la distribution de la densité d'énergie incidente sur l'oeil (5) à traiter 3 ) un miroir (10) destiné au prélèvement.d'une fraction du faisceau lumineux 4 )un photodétecteur (9) ) un kératomètre automatique (12) qui agit pour mesurer la courbure de la cornée (1) 6 ) un micro-ordinateur (14) recevant les informations relatives à l'énergie des impulsions laser, à la courbure de la cornée et asservissant le dispositif de variation d'énergie à ces informations; 7 ) une lampe à fente (13) permettant l'observation de l'oeil en cours de traitement 8 ) un Laser d'alignement He-Ne (15) permettant un positionnement correct du faisceau émis par le Laser à excimère (8) sur l'oeil (5) à traiter; 9 ) un dispositif de sécurité (16) interrompant l'illumination en cas de défaillance de l'un quelconque des systèmes de contrôle; 100 ) différents diaphragmes (17) destinés à la limitation du faisceau ultra-violet et à son filtrage.