Brevet FR2633826A1 — publié le 19900112

La présente invention concerne des moyens de traitement curatif et de protection des yeux et notam- ment des dispositif pour la correction des anomalies de la réfraction oculaire. 5 L'invention peut s'appliquer en ophtalmologie~ par exemple, pour la correction de la myopie et de l'hypermétropie. On connait un dispositif pour des opérations ophtalmologiques par méthode de photo-évaporation (évaporation 10 par laser) comportant un laser à solide d'une longueur d'onde comprise entre 150 et 220 nm, et,couplés optique- ment entre eux, un obturatuer commandé, une voie optique, un modulateur électrique ou acoustique et un bloc de con- version de la longueur d'onde du rayonnement (PCT/WO 15 87/00748). La partie optique de ce dispositif est sophisti- quée et difficile à commander . Le dispositif impose une conversion supplémentaire de longueur d'onde et permet un traitement ponctuel de la surface de la cornée prenant 20 beaucoup de temps étant donné le grand nombre d'impul- sions à appliquer. On connait également un dispositif pour la réa- lisation du procédé exposé ci-dessus, qui comporte un laser è impulsions d'une longueur d'onde de 193 nm et, 25 optiquement couplés entre eux, un formeur de flux de lu- mière cohérente, un masque à fente unique de forme péta- loide, et un formeur de l'image du masque sur la surface de la cornée. Le masque à fente est doté d'une commande d'entraînement en rotation, grâce à laquelle est assurée 30 une distribution axialement symétrique de l'exposition au rayonnement de la surface de la cornée. Le dispositif comprend également un microscope pour le contrôle visuel du pointage du rayonnement sur la surface de la cornée et du processus de correction, qui 35 est optiquement couplé au formeur d'image et un bloc de contrôle de la densité de l'énergie du rayonnement inci- 2633826 2 dant à la surface de la cornée, qui est disposé à la sor- tie optique du formeur d'image (K. Hanna, JC. Chastang, 3. Pouliquen, G. Renard, L. Asfar, "Excimer laser refrac- tive keratoplasty", 1986, Paris, page 1). 5 Le fait que le masque ne possède qu'une seule fente empêche d'augmenter la vitesse de correction, étant donné que la fréquence de récurrence des impulsions de rayonnement est limitée en haut de gamme par la manifes- tation d'un effet thermique cumulatif menant à une aug- 10 mentation de la traumatisation du tissu biologique. L'invention vise à créer un dispositif pour la correction des anomalies de réfraction oculaire, assurant l'augmentation de la vitesse de correction avec une amélio- ration simultanée de la précision de la correction grâce à 15 la modification de la structure du masque à fente et de la longueur d'onde du rayonnement ultraviolet. Le problème ainsi posé est résolu par le fait que, dans un dispositif pour la correction des anomalies de la réfraction oculaire qui comporte, optiquement couplés en20 tre eux et montés dans l'ordre indiqué ci-dessous, un la- ser à impulsions à ultraviolets, un formeur du faisceau de lumière cohérente, un masque à fente, présentant une fente pétaloîde et doté d'une commande d'entraînement du masque en rotation ainsi qu'un formeur de l'image du masque sur 25 la surface de la cornée qui a, à sa sortie optique, un bloc de contrôle de la densité de l'énergie incidente sur la surface de la cornée ainsi qu'un microscope pour le contrôle visuel du pointage du rayonnement ultraviolet sur la surface de la cornée et du processus de correction 30 optiquement couplé au formeur d'image, selon l'invention, le masque à fente possède au moins une fente supplémen- taire en forme de pétale, qui est identique à la première fente, ce qui permet, lors de la rotation du masque à fen- tes,d'obtenir une distribution uniforme et axialement symé- 35 trique de l'exposition de la surface de la cornée au rayon- nement ultraviolet, le laser utilisé fonction- 2633826 3 nant à une longueur d'onde'de 223 nm. Il est avantageux que le masque à fentes compren- ne un support ayant une surface ne transmettant pas le rayonnement ultraviolet, des fentes exécutées sous la for- 5 me des pétales transparents au rayonnement ultraviolet ou une surface transparente au rayonnement ultraviolet et des pétales ne transmettant pas le rayonnement ultraviolet et que la confirguration de la frontière séparant la surface opaque au rayonnement ultraviolet du support et chaque 10 pétale transparent su rayonnement ultraviolet ou bien la surface transparente et chaque pétale opaque par rapport au rayonnement ultraviolet soit déterminée par l'expres- sion : 2t1 (m - 1) + _ ( r )2 n~ n n 15 1 _m détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de 30 différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : 2633826 4 la figure 1 montre la cornée d'un oeil en changement au cours de sa correction, selon l'invention, en coupe longitudinale ; - la figure 2 montre une version de la modifica- 5 tion de la cornée par l'opération de correction, selon l'invention, en coupe longitudinale ; - la figure 3 montre le schéma de structure d'un dispositif pour la correction des anomalies des réfrac- tions oculaires selon l'invention ; 10 - la figure 4 montre un masque à fentes selon l'invention ; - la figure 5 montre un autre masque à fentes selon l'invention ; - la figure 6 montre un masque à fentes présen- 15 tant deux pétales selon l'invention ; - la figure 7 montre un masque à fentes présen- tant quatre pétales selon l'invention ; - la figure 8 est un schéma de principe d'exécu- tion du dispositif selon l'invention ; et 20 - la figure 9 montre une autre version d'exécu- tion du dispositif selon l'invention. La présente invention est basée sur le phénomène d'action d'un rayonnement ultraviolet sur la surface 1 de la cornée 2 et de l'évaporation couche par couche de 25 cette dernière, comme cela est montré aux figure 1 et 2. Si la variation de la surface exposée au rayonnement est choisie de façon que l'exposition croisse dans la direction de la périphérie au centre de la cornée 2, l'épaisseur de la couche évaporée 3 de la figure 1 de la cornée 2 30 est plus grande au centre que dans la zone périphérique et donc l'évaporation de la cornée 2 à son centre est plus grande. Cela mène à une diminution totale de la courbure de la surface 5 de la cornée 2. Si l'exposition au rayonnement varie de façon 35 que sa valeur à la périphérie de la cornée soit plus grande qu'à son centre, l'épaisseur de la couche évaporée 3' de 2633826 5 la figure 2 est plus grande à la périphérie et par suite la courbure de la surface 1 de la cornée 2 croit. De cette façon, en changeant le rayon de courbure de la surface 1 de la cornée 2, on effectue la correction 5 nécessaire des anomalies de la réfraction oculaire. Le dispositif pour la correction des anomalies de la réfraction oculaire comporte un laser à ultraviolets à impulsions 4,que l'on peut voir à la figure 3,qui fonctionne à une longueur d'onde de 223 nm, un formeur 5 d'un 10 faisceau de lumière cohérente, qui est optiquement couplé au laser 4, un masque à fentes 6, avec une commande 7 pour son entraînement en rotation, et qui est monté à la sortie optique 8 du formeur 5. A la sortie optique 9 du masque 6 est disposé un formeur 10 de l'image du masque 6 sur la 15 surface de la cornée 2 de l'oeil 11, en aval duquel, sur le même masque optique, se trouve un microscope 12 servant au contrôle visuel du pointage du rayonnement ultraviolet sur la surface i de la cornée 2 de l'oeil 11 et du proces- sus de correction. 20 Un bloc 13 du contrôle de la densité de l'énergie du rayonnement ultraviolet incident sur la surface I de la cornée 2 est optiquement couplé au formeur d'image 10. Le dispositif comporte également un bloc 14 pour la commande du processus de correction, qui est disposé '25 de façon à être électriquement couplé au laser 4. Le masque à fentes 6 comporte un support 15 que l'on peut voir à la figure 4, qui possède une surface 16 opaque au rayonnement ultraviolet. Sur le support 15, sont exécutées au moins deux fentes se présentant sous la forme 30 de zones transparentes au rayonnement ultraviolet. Ces zones ont la forme des pétales 17 comme on peut le voir à la figure 4. Il est possible d'exécuter le masque 16 avec une surface 16' transparente et des pétales 17' opa- ques au rayonnement ultraviolet, comme cela est représenté 35 à la figure 5. La frontière des pétales 17 ou 17' est déterminée par l'expression : 2633826 6 2 (m - 1) 2 - (ro) o n est le nombre de pétales 17, 17' ; m est le numéro d'ordre d'un pétale 17, 17' ; r est la longueur du pétale 17, 17' ; 5 r est la distance du centre 18 du support 15 jus- qu'à un quelconque point du contour de chaque pétale 17, 17', c'est-à-dire que c'est la coor- donnée radiale de la frontière d'un pétale quel- conque 17, 17' ; et 10 est la coordonnée angulaire de la frontière d'un pétale quelconque 17, 17'. Le nombre de pétales 17, 17' peut être choisi entre 2 et 6 car la présence d'un seul pétale 17, 17' per- mettant d'effectuer une correction correcte de la cornée 15 mène à une ablation injustifiablement importante, et à l'amincissement de la cornée ,ce qui n'est pas souhaita- ble. Un nombre de pétales 17, 17' supérieur à six entraîne des difficultés techniques liées à la nécessité 20 d'assurer la résistance mécanique de la zone centrale de la mince structure du masque sous l'action d'une impul- sion puissante du rayonnement d'une grande densité d'éner- gie. En outre, pour la longueur d'onde choisie de 25 223 nm, on aura une ablation injustifiablement grande de la cornée de l'oeil et lorsqu'on utilise un masque ayant un nombre de pétales supérieur à six, les conditions d'évacuation de la chaleur par la structure mince du mas- que au centre de ce dernier se trouvent agravées 30 Sur les figures 6 et 7 sont représentées des versions d'exécution du masque 6, 6", ces masques ayant respectivement deux pétales 19 et quatre pétales 20. Les courbes délimitant n'importe lequel des péta- les 17 (figures 4 et 5), 17', 19 (figures 6 et 7) ou 20 35 sont déterminées à l'aide de l'expression (1) donnée ci- dessus. 2633826 7 La figure 8 montre l'une des versions d'exécution du dispositif. Le formeur 5 comporte des lentilles 21 et 22, le formeur 10 comprend des prismes 23, 24, 25 et un prisme 5 26 qui fait corps avec un prisme 27. Devant le masque à fentes 6, est montée une len- tille 28 et la commande 7 du masque à fentes 6 est un mo- teur électrique, dont l'arbre est couplé au masque 6. Pour obtenir un effet de rotation de l'image du 10 masque 6, la commande 7 a la forme d'un moteur électrique, dont l'arbre est couplé au prisme 23. Le dispositif fonctionne comme suit. Le faisceau de lumière issu du laser 4, ayant une longueur d'onde égale à 223 nm et une intensité régulièrement répartie sur la section du faisceau, traverse le formeur 5 à la sortie duquel se forme un faisceau de lumière cohérente. Dans le formeur 5, en outre, la géomé- trie du faisceau de lumière est réduite aux dimensions du masque 6. La commande 7 fait tourner le masque 6 dont la 20 rotation, grâce à la présence de plusieurs fentes péta- loides, fait varier l'exposition de la surface 1 de la cornée 2 au rayonnement arrivant à travers le formeur 8. Lorsqu'on utilise un masque 6 avec des pétales transpa- rents 17 au centre de la zone d'action du rayonnement, 25 l'exposition est plus importante et diminue du centre vers le pourtour. Cela permet de choisir au centre une épaisseur de la couche à évaporer supérieure à celle à la périphérie, ce qui a pour résultat la diminution de la courbure totale de la surface i de la cornée 2. 30 Lorsque l'on utilise un masque 6 avec des péta- les non transparents 17' au centre de la cornée 2, l'expo- sition est moins importante et croit vers la périphérie, ce qui a pour résultat une variation de l'épaisseur de la couche à évaporer de la cornée pour laquelle la courbure 35 de la surface 1 de la cornée 2 se trouve augmentée. Le faisceau lumineux ayant traversé le formeur 8 2633826 8 et le microscope 12 est focalisé en une tache d'un diamè- tre de 3 à 6 mm sur la surface 1 de la cornée 2. Les impul- sions d'une forme presque rectangulaire, incidentes sur la cornée 2, effectuent son évaporation couche par couche, 5 comme cela est représenté à la figure 1 ou 2, en changeant le rayon de courbure de la surface à la manière examinée ci-dessus. Le bloc 14 détermine le nombre requis d'impul- sions, qui varie environ entre 102 et 104, d'une énergie 10 de la densité nécessaire, comprise en 120 et 1200 mJ/cm2, la fréquence de récurrence des impulsions variant de 5 à 25 Hz et leur durée de 5 à 50 ns. Le contrôle des paramètres du rayonnement fourni est effectué par le bloc 13 qui fonctionne d'une manière 15 identique à un bloc analogue connu. Le présent dispositif a été utilisé pour les opé- rations de huit yeux de malades souffrant d'une myopie de haut degré et d'une hypermétropie auxquelles des procédés traditionnels de correction s'avèrent peu efficaces. La 20 correction selon l'invention des anomalies indiquées a eu pour résultat une amélioration sensible de la vision chez les malades. Par suite de l'utilisation de l'invention proposée, il est devenu possible de corriger des anomalies 25 de réfraction de l'oeil humain telles que la myopie et l'hypermétropie, sans que la zone d'ablation ne soit dé- formée par rapport à sa forme de cercle parfait,ce qui exclut l'apparition d'un astigmatisme ou autre phénomène non souhaitable. 30 L'utilisation du dispositif selon l'invention permet de régénérer les fonctions de la vision ayant des défauts tels que de hauts degrés de myopie et d'hypermétropie. Les indications en faveur du traitement à l'aide du dispositif selon l'invention sont les anomalies de la 35 réfraction telles qu'une myopie et une hypermétropie de haut degré, une aphakie et un astigmatisme. Les contre- 2633826 9 indications sont constituées par la présence d'une myopie en progression et d'atteintes distrophiques de la cornée. * 2633826 10 R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif pour la correction des anomalies de réfraction de l'oeil du type comportant, optiquement couplés entre eux et installés dans l'ordre indiqué, un laser à impulsions à rayonnement ultraviolet, un formeur 5 d'un faisceau lumineux cohérent, un masque à fentes ayant une fente en forme de pétale et une commande de son mou- vement de rotation ainsi qu'un formeur de l'image du mas- que à fentes sur la surface de la cornée, à la sortie optique duquel est disposé un bloc de contrôle de la den- 10 sité de l'énergie du rayonnement ultraviolet arrivant sur la surface de la cornée ainsi qu'un microscope pour le contrôle visuel du pointage du rayonnement ultraviolet sur la surface de la cornée de l'oeil et du processus de la correction, optiquement couplé au formeur d'image, 15 caractérisé en ce que le masque à fentes (6) possède une autre fente en forme de pétale (17) identique à la pre- mière fente ce qui permet, lors de la rotation du masque (6),d'obtenir une répartition régulière axialement symé- trique de l'exposition au rayonnement ultraviolet de la 20 surface (1) de la cornée (2) de l'oeil (11) et en ce qu'on utilise un laser à impulsions (4) fonctionnant à une lon- gueur d'onde de 223 nm. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le masque à fentes (6) comporte un support 25 (15) ayant une surface (16) non transparente au rayonne- ment ultraviolet, en ce que toutes les fentes ont la for- me d'un pétale (17) transparent au rayonnement ultraviolet et la frontière de chaque pétale transparent (17) le sépa- rant de la surface non transparente (16) du support (15) 30 est déterminée par l'expression :r 2 2rY (m- 1) + 2( n n L o n est le nombre de pétales (17) du masque à fentes (6) ; 2633826 1i m est le numéro d'ordre du pétale respectif (17) ; r est la longueur du pétale (17) ; r est la coordonnée radiale de la frontière de cha- que pétale ; 5 V est la coordonnée angulaire de la frontière de chaque pétale (17) et 1 , m n. 3. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le masque à fentes (6) comporte un support (15) ayant une surface (16') transparente au rayonnement 10 ultraviolet, en ce que tous les pétales (17') sont non transparents au rayonnement ultraviolet et la frontière de chaque pétale opaque (17') le séparant de la surface transparente (16') du support (15) est déterminée par l'expression : 15 = (m - 1) + - ()2 n n - 0. o n est le nombre de pétales (17') du masque (6) m est le numéro d'ordre du pétale respectif (17') ; r est la longueur du pétale (17') ; o 20 r est la coordonnée radiale de la frontière de cha- que pétale (17'); et est la coordonnée angulaire de la frontière de chaque pétale (17'), 1 4. Dispositif selon l'une quelconque des reven- 25 dications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de fentes dans le masque (6) est compris entre 2 et 6.