Brevet FR2591097A2 — publié le 19870612

FR 2591097 A2 19870612 FR 8518171 A 19851209 DISPOSITIF DE PHOTOABLATION, NOTAMMENT POUR KERATOTOMIE CORNEENNE. On a décrit dans le brevet principal n0 85 11671 un dispositif de photoablation comprenant une source laser émettant un faisceau d'origine, des moyens de focalisation et de blocage de modes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de division du faisceau de sortie et de répartition spatiotemporelle des faisceaux secondaires divisés. La présente addition a pour objet d'apporter des compléments au dispositif décrit dans le brevet principal. Comme indiqué dans celui-ci, en vue de pratiquer une coupe de la cornée ou kératotomie permettant de modifier la géométrie de celle-ci, en vue de pallier des déficiences habituellement congénitales, il est nécessaire de disposer d'un faisceau laser de sortie dont la longueur d'onde soit comprise entre 150 et 235 nanomètres, ce qui permet d'obtenir des photons hautement énergétiques (4 à 8ev/photon) avec une énergie comprise entre 100 et 1000 millijoules/cm2. Les lasers excimers à gaz délivrent des impulsions dont la longueur d'onde est convenable. Malheureusement, ces lasers sont d'un emploi particulièrement délicat et présentent des dangers d'utilisation. Dans le brevet principal, on a décrit un dispositif pour kératotomie faisant appel à un laser à barreau solide.En faisant appel à un ou plusieurs étages doubleurs de fréquences ou à une cuve RAMAN, on peut obtenir selon le brevet principal un faisceau laser de sortie convenable par sa longueur d'onde pour des opérations de la cornée. Mais, les opérations de traitement que l'on fait subir au faisceau d'origine présentent toutes des mauvais rendements, ce qui se traduit d'une part par une forte dissipation thermique, et d'autre part, par la nécessité de disposer à l'origine d'un laser de puissance très importante, c'est-à-dire d'utiliser un barreau YAG supplémentaire comme amplificateur de puissance dans le cas d'un barreau YAG à l'origine. Selon une caractéristique de la présente addition, le barreau laser d'origine est un barreau YAG rectangulaire du type SLAB. Un tel laser assure une propagation des photons résultant de l'émission stimulée par des réflexions multiples à l'intérieur de la cavité. Ceci évite d'une part les effets thermiques et, d'autre part, produit un faisceau très peu dilaté. Ainsi, à puissance comparable, le rendement obtenu avec un barreau SLAB est environ 10 fois supérieur à celui obtenu avec un barreau YAG ordinaire. Ce faisceau est uniphasé avec un front de phase plus propre qui donne, si on en double la fréquence, à l'aide d'un cristal de KDP (phosphate double de potassium et de deutérium) ou, de préférence, avec un cristal de phosphate triple connu dans la technique sous le nom de KTP, un faisceau laser émettant dans le vert, très propre, dont la fréquence peut à nouveau être doublée pour obtenir avec un meilleur rendement une radiation ultraviolette propre à effectuer la photoablation.Ainsi, il n'est plus nécessaire d'utiliser comme décrit dans le brevet principal un second barreau YAG, servant d'amplificateur au premier, montage qui permettait d'obtenir en sortie du second barreau une énergie de l'ordre de 5 joules. Si l'on utilise à la place du barreau YAG une source laser à rubis, on peut par un simple doublage de fréquence, obtenir une radiation de longueur d'onde égale à 231 nanomètres avec des puissances très importantes, mais des cadences très faibles. Selon une autre caractéristique de la présente addition, le dispositif fait appel à au moins un miroir de conjugaison de phases permettant de nettoyer le faisceau sans changer la longueur d'onde de celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de la présente addition apparattront au cours de la description qui va suivre de montages particuliers donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins qui représentent - la Figure 1, un premier montage dans lequel le miroir conjugué est disposé à la sortie du laser d'origine - la Figure 2, un second montage dans lequel le miroir conjugué est disposé à la sortie de l'étage de division du faisceau. On sait que la cornée est constituée en poids d'environ 80% d'eau et de 20% de protéines. Le problème de la photoablation consiste à réaliser une photodissociation pure de l'eau sans altérer les protéines. On a déjà utilisé pour réaliser une photodissociation un laser émettant dans le bleu, en présence d'un catalyseur métallique avec une énergie d'environ 1,8 électronvolts par photon. Mais la catalyse provoque une action sur les protéines ce qui est absolument à proscrire. D'autre part, l'introduction d'un catalyseur sur ou dans la rétine peut poser des problèmes, l'oxYgène résultant de la dissociation de l'eau se recomposant avec un autre constituant de la rétine. Avec les énergies mentionnées ci dessus (entre 4 et 8 électronvolts/ photon), seule l'eau est photodissociée et il n'existe pas de danger d'effets secondaires sur les protéines pour les énergies indiquées ci-dessus.De plus, le fait de pulser le laser entre 10 et 100 nanosecondes, c'est-à-dire bien au-dessous du seuil de temps de relaxation thermique de l'eau dans la cornée, évite le danger de diffusion des effets thermiques, et par suite de brûlures étendues des tissus Les données ci-dessus ont été constatées expérimentalement dans une cuve close sous atmosphère d'azote et en présence de réactifs. Sur la Figure 1, on distingue une source laser solide 1 qui émet un faisceau orienté vers un premier étage doubleur 22 de KTP. Le faisceau utilisé en sortie de l'étage 22 présente une fréquence doublée par rapport à la fréquence émise par le laser 1 et émet par suite sensiblement dans le vert. Une partie de l'énergie de ce faisceau de sortie, de l'ordre de 1/100ème par exemple, est prélevée par le chemin optique 25 puis appliquée sur l'étage 24, à la sortie de celui-ci. Ce prélèvement est destiné à constituer le faisceau de visée. La cellule 22 est suivie par une seconde cellule 23 avantageusement constituée par un cristal de KTP. Le faisceau, après passage dans la cellule de doublage 23, est ensuite acheminé sur l'étage 24 permettant de réaliser une répartition, soit spatiale, soit temporelle, du faisceau tel que décrite dans le brevet principal. Sur la Figure 1, le miroir 26 est disposé directement à la sortie de la cavité laser 1, et c'est le faisceau ainsi épuré qui est dirigé sur les cellules de doublage 22 et 23. Mais#, le miroir conjugué 26 peut être disposé en un endroit quelconque de parcours du faisceau et, par exemple, comme sur la figure 2 à la sortie de l'étage 23 ou sur l'étage de répartition 24 du faisceau, avant division de celui-ci ou encore à l'entrée de l'étage 24. Les schémas des figures i et 2 représentent un montage avec un laser solide (par exemple à rubis) émettant une radiation de longueur d'onde égale à 694 nanomètres, dont le quadruplement de la fréquence pour une cellule de KTP (22) donne un deuxième harmonique de longueur d'onde égale à 173,5 nanomètres. Dans le cas d'un laser YAG SLAB émettant une radiation de 1064 nm, on réalise, comme décrit dans le brevet principal, un mixage du 3ème harmonique avec une partie du faisceau prélevé à la sortie du laser 1 dans une cuve de RAMAN. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans sortir pour cela du cadre de l'addition. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chirurgie ophtalmologique de la cornée, notamment pour kératotomie cornéenne selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce que des cellules (22,23) du doublement de la fréquence de la radiation émise par le laser source sont constituées par des cristaux de triphosphate (KTP). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un miroir conjugué (26) est disposé sur le trajet du faisceau d'origine. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens disposés à la sortie de la cellule (22) prélèvent sur le trajet optique (25) une partie du faisceau dirigée directement sur l'étage de sortie (24), afin de constituer un faisceau de visée. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le laser source (1) est un laser YAG du type SLAB. 5. Dispositif d'ophtalmologie cornéenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le laser source (1) est constitué par un laser à rubis émettant une radiation de longueur d'onde égale à 694 nanomètres, le deuxième harmonique d'une longueur d'onde de 173,5 nanomètres étant sélectionné à l'aide d'une cellule (22) de KTP.