Brevet FR2796262A1 — publié le 20010119

L'invention concerne un dispositif de transfert contrôlé de rayonnement laser pour la chirurgie esthétique. Une des activités de la chirurgie esthétique est de faire disparaître ou au moins d'atténuer des défauts de la peau du visage tels que des angiomes, des taches bénignes, des rides. En ce qui concerne les rides, qui ont un caractère permanent, elles apparaissent à la suite de la perte d'élasticité du derme qui se détend de manière permanente en formant des replis; cette perte d'élasticité est dûe entre autre à la dégradation des propriétés élastiques des fibres d'un élément composant le derme qui s'appelle le collagène. Pour compenser cette perte d'élasticité la chirurgie eshétique utilise ou a utilisé de nombreuses solutions en fonction de l'importance des rides; certaines de ces solutions consistent, à compenser les distensions en retendant la peau du visage ou à introduire une prothèse pour combler les vides créés par la diminution de la quantité de collagène, telle qu'un fil d'une matière plastique souple d'un diamètre de l'ordre d'un millimètre qu'on place sous le derme en suivant le trajet de la ride, chacune de ces solutions étant choisie spécifiquement en fonction de la nature et de l'importance du problème à résoudre; une autre solution consiste à introduire du collagène sous l'épiderme ce qui est une solution efficace à court terme mais qui est à recommencer régulièrement. La chirurgie esthétique utilise d'autre part l'action d'un rayonnement laser sur la peau pour un certain nombre d'interventions spécifiques. La chirurgie esthétique utilise plusieurs types de rayonnement laser en fonction de la nature de l'intervention: un premier rayonnement laser, qui utilise du gaz carbonique et qu'on appelle ci-après "rayonnement laser long", a une longueur d'onde de l'ordre dix microns située dans l'infra-rouge lointain et a la propriété d'être absorbé par le verre et par l'eau. Un autre rayonnement laser appelé ci-après "rayonnement laser Yag" émet un rayonnement dans le spectre infra-rouge proche d'une longueur d'onde de mille soixante quatre nanomètres et a la propriété de pénétrer en profondeur et d'être absorbé par les tissus; un autre rayonnement laser qu'on appelle ci-après rayonnement Erbium a une longueur d'onde d'environ deux mille quatre-vingt nanomètres située dans l'infrarouge proche a la propriété d'être absorbé par l'eau tout en étant trnasportable par fibre optique. Un autre qu'on appelle "rayonnement laser Yag-doublé" a une longueur d'onde de cinq cent trente deux nanomètres a la propriété d'être absorbé par le sang. Le rayonnement laser Yag ou laser Yag-doublé ou laser Erbium, qu'on appelle ci-après "rayonnement laser court", peut se propager aussi bien dans l'air que dans une fibre optique, servant de dispositif de guidage de rayonnement, et peut être facilement amené à l'endroit utile. Le rayonnement laser long dirigé sur la peau agit d'abord sur l'épiderme dont il fait éclater les cellules qui contiennent essentiellement de l'eau; il permet notamment de faire disparaître des ridules par abrasion cutanée; on peut utiliser dans ce cas un rayonnement laser long ultra-pulsé qui permet d'utiliser des impulsions d'une puissance de rayonnement très élevée pendant un temps de l'ordre de la microseconde avec une fréquence de l'ordre de quelques dizaines d'hertz; le rayonnement laser long ultra- pulsé a l'avantage de limiter considérablement l'inflammation du derme. Le rayonnement laser long se propage naturellement dans l'air mais ne peut se propager dans une fibre optique; lorsqu'il doit être dirigé sur un endroit déterminé, il faut utiliser un dispositif de guidage d'onde aérien combiné avec des miroirs appropriés. Le rayonnement laser Yag-doublé a la propriété de traverser les cellules de l'épiderme, sans le dégrader de manière significative, pour s'attaquer aux parois des vaisseaux, et au sang qu'ils contiennent, situés dans le derme; il est utilisé notamment pour réduire les angiomes. Une technique utilisant le rayonnement laser long ultra-pulsé permet d'une part de faire une abrasion cutanée pour effacer des ridules, par exemple au niveau de la bordure supérieure des lèvres ou des paupières inférieures. On constate que lorsque le rayonnement laser ultra-pulsé s'approche du derme, par amincissement de l'épiderme, et y provoque un effet thermique, il génére, au niveau du derme, une réaction de rétractation durable tout en réactivant la création de collagène par le derme. La possibilité d'utiliser l'effet thermique sur le derme du rayonnement laser long pour réduire les rides reste limité parce qu'on ne peut atteindre les couches profondes du derme que par conduction thermique; le flux thermique, qui traverse le derme, est difficile à contrôler il peut être à l'origine de lésions entraînant l'apparition de cicatrices visibles. Le rayonnement laser Yag ou laser erbium peuvent créer un effet thermique au niveau du derme mais il dégradent l'épiderme et il est difficile d'en contrôler la profondeur de pénétration ce qui peut engendrer des lésions notamment au niveau des tissus profonds. L'objet de l'invention concerne un dispositif de transfert contrôlé de rayonnement laser permettant de l'amener A agir, par effet thermique, directement sur le derme, en éliminant les risques de détérioration de l'épiderme et en protégeant les tissus sous-jacents au derme. La figure 1 représente une vue perspective du dispositif de transfert contrôlé de rayonnement laser, selon l'invention, avant assemblage, pour mise en oeuvre, d'un dispositif de guidage de rayonnement laser avec un manche relié avec une source émettrice du rayonnement. I La figure 2 représente une coupe en élévations de l'assemblage du manche avec une première extrémité du dispositif de guidage de rayonnement laser de la figure 1. La figure 3 représente une coupe en élévation de la deuxième extrémité du dispositif de guidage de rayonnement laser. La figure 4 représente une vue perspective partielle de la deuxième extrémité du dispositif de guidage de rayonnement laser avec une découpe d'une fenêtre latérale. La figure 5 représente un prisme optique susceptible de s'encastrer dans la fenêtre latérale représentée figure 4. Les figure 6 et 7 représentent une coupe partielle d'un dispositif de guidage de rayonnement laser suivant deux variantes de l'invention. Le dispositif de transfert contrôlé de rayonnement laser 1 (figure 1), objet de l'invention, est constitué d'un dispositif de guidage de rayonnement laser 30 interchangeable associé à un manche 8; le dispositif de guidage de rayonnement laser 30 dont le corps principal est constitué d'une tige rigide creuse 2, contient un moyen de guidage de rayonnement laser; ce dernier est parcouru par un rayonnement laser entrant à une première extrémité 3 (figure 2) et ressortant, après déviation par un dispositif réféchissant, par une fenêtre latérale 4 (figure 1) pratiquée dans la paroi de la tige creuse 2, au voisinage de la deuxième extrémité 5; cette dernière est terminée par une pointe 6 qui est d'une forme appropriée permettant une progression sous-cutanée de la tige rigide creuse 2. La tige rigide creuse 2 est d'abord enfoncée sous le derme ou dans le derme, en suivant le trajet d'une ride, de manière à ce que la fenêtre latérale 4 soit dirigée vers le derme; le. rayonnement laser qui sort par la fenêtre latérale 4 agit alors directement sur le derme et provoque sa rétraction; le chirurgien ressort progressivement la tige rigide creuse 2 tout en laissant agir le rayonnement laser qui agit par effet thermique sur les tissus tout le long de la ride à traiter; pendant toute l'opération l'orientation de la fenêtre latérale 2 est contrôlée par un moyen de repérage extérieur solidaire d'un manche 8 sur lequel vient se fixer le dispositif de guidage de rayonnement laser 30. Dans une version préférée de l'invention le rayonnement laser utilisé est un rayonnement laser court susceptible d'être transporté par fibre optique du type de ceux précédemment décrits; la tige rigide creuse 2 est un tube cylindrique de révolution métallique, comme par exemple de l'acier inoxydable; la première extrémité 3 (figure 2) comprend par exemple un embout 31, en matière plastique surmoulée sur la tige rigide creuse 2, de même nature que celui que comportent les aiguilles ou trocards de seringues jetables; cet embout 31 coopère, par un moyen de fixation et de centrage de la tige rigide creuse 2, avec un contre-embout 9 solidaire du manche 8 qui sert de moyen de manoeuvre; ce moyen de fixation et de centrage comporte, par exemple, un logement central tronconique de révolution 10 au centre du fond duquel, qui est constitué par la première extrémité 3, se trouve la première extrémité 11 d'une fibre optique 12, qui est tenue en position centrée par un manchon 49, qui va vers la deuxième extrémité 5 (figure 1 et figure 3) de la tige rigide creuse 2; le manche 8 est dimensionné pour être facilement tenu et manipulé par le chirurgien; une fibre optique 13 (figure 2) venant d'un générateur de rayonnement laser est dans une gaine 14 (figure 1 et figure 2) qui traverse le manche 8 de part en part; la fibre optique 13 entre, par exemple, par l'extrémité arrière 15 du manche 8 et ressort par l'extrémité avant 16 au niveau du contre-embout 9; le contre-embout 9 est constitué d'une excroissance tronconique de révolution qui vient se loger et s'ajuster dans le logement central tronconique de révolution 10; la fibre optique 13 débouche au centre du sommet 17 du contre-embout 9 tronconique de révolution et son extrémité 18 est située dans le plan de ce sommet 17. Selon la description que nous venons de faire l'embout 31 de la tige creuse 2 est emmanché à force sur le contre-embout 9 du manche 8, mais l'embout et le contre-embout peuvent aussi comporter un filetage conique pour permettre une meilleure fiabilité de la liaison. Dans ces conditions l'extrémité 18 de la fibre optique 13 provenant du générateur se place juste en face de la première extrémité 11 de la fibre optique 12 située dans la tige rigide creuse 2 et le rayonnement laser peut passer d'une fibre optique à l'autre. Nous avons décrit un embout 31 femelle solidaire de la tige rigide creuse 2 et un contre-embout 9 mâle solidaire du manche 8, mais leurs formes peuvent être inversées si la réalisation technique rend par exemple plus facile d'avoir un embout mâle du côté de la tige rigide creuse 2. Au voisinage de la deuxième extrémité 5 (figure 1, figure 3 et figure 4) de la tige rigide creuse 2 se trouve la fenêtre latérale 4 communiquant largement avec la partie creuse 19 de la tige rigide creuse 2 comportant un dispositif réfléchissant déviant le flux de rayonnement laser; ce dispositif réfléchissant est un prisme optique 20 (figure 3 et figure 5) de matière plastique transparente au rayonnement laser court; le prisme optique 20 comporte une face d'entrée 32 une face de réflexion totale 23 et une face de sortie 26 du rayonnement laser court; la deuxième extrémité 21 de la fibre optique 12 interne à la tige rigide creuse 2 pénètre dans le prisme optique 20, par la face 32, dans une direction 22 parallèle à la direction principale de la tige rigide creuse 2 par un logement cylindrique de révolution 25 d'une profondeur suffisante pour qu'elle puisse y tenir par un emmanchement à force; le prisme optique 20 comporte une face de réflexion totale 23, par exemple plane, présentant une inclinaison faisant un angle 24 convenable avec la direction 22 de la fibre optique 12 pour obtenir une réflexion totale du rayonnement laser court et sa déviation vers la fenêtre latérale 4; la forme de la face de réflexion totale 23 du prisme optique 20 au niveau de la fenêtre latérale 4 peut varier en fonction du degré de concentration qu'on veut donner au flux de rayonnement laser court lorsqu'il sort de la fenêtre latérale 4. Dans une version préférée de l'invention le rayonnement laser court ressort du prisme 20 par la face de sortie 26 (figure 3 et figure 5) qui est située dans le prolongement de la surface extérieure de la tige creuse rigide 2 et recouvre toute la surface de la fenêtre latérale 4 de manière à obtenir une étanchéité suffisante pour empêcher l'introduction de liquide susceptible de modifier les qualités optiques du prisme 20; le prisme optique 20 est placé dans la fenêtre 4 après y avoir fixé la fibre optique 12 et il y est maintenu par exemple par une retenue 29 susceptible de se clipser avec le bord de la fenêtre latérale 4. La deuxième extrémité 5 de la tige rigide creuse 2 comporte une pointe 6 dont la forme peut varier en fonction du résultat recherché et qui comporte un tourillon 27 d'emmanchement de la pointe 6 dans la deuxième extrémité 5 de la tige rigide creuse 2 de manière à l'obturer et à délimiter de manière étanche un volume d'air 28, derrière la face de réflexion totale 23, afin d'éviter qu'un liquide ne vienne s'interposer et modifier les propriétés optiques du prisme optique 20. Lorsque la tige rigide creuse 2 (figure 1) est fixée au bout du manche 8, l'orientation de la fenêtre latérale 4 doit être repérée par rapport au manche 8. Le chirurgien peut alors introduire dans le derme ou sous le derme la tige rigide creuse 2 et la retirer progressivement tout en balayant, par de petites rotations dans un sens et dans l'autre de la tige rigide creuse 2, la face interne du derme par le rayonnement laser court, en sachant la position de la fenêtre latérale 4. Le repérage de la position du manche 8 est réalisé par exemple par la création d'une zone de positionnement 7, sensiblement plane servant d'appui au pouce au niveau de l'extrémité avant 16 du manche; en cours d'opération cette zone de positionnement 7 est tenue du côté opposé à la surface de la peau à traiter par rapport au manche 8; lorsque l'emmanchement de la tige rigide creuse 2 sur le manche 8 est conique et se fait à force il suffit de positionner la fenêtre latérale 4 en face de la zone de positionnement 7. Dans une variante de l'invention, le dispositif de guidage de rayon laser 33 (figure 6 et figure 7) ne comporte plus de fibre optique interne; la tige rigide creuse 34 est métallique et de forme cylindrique de révolution et sa paroi interne 35 est polie pour obtenir la qualité d'un miroir; si on utilise un rayonnement laser court, l'extrémité 36 (figure 6) de la fibre optique 37 pénètre de préférence légèrement dans la première extrémité 38 la tige rigide creuse 34; au voisinage de la deuxième extrémité 39 de la tige rigide creuse 34 se trouve une fenêtre latérale 40 dans laquelle est placé un prisme optique 41 comprenant une face d'entrée 42, perpendiculaire à la direction principale 43 de la tige rigide creuse 34, une face de réflexion totale 44, et une face de sortie 45 du rayonnement laser court; si on utilise un rayonnement laser long ce dernier est émis par un guide d'onde débouchant à l'extrémité du contreembout du manche 8 et traverse la tige rigide creuse 34 (figure 7) pour venir frapper un miroir métallique 46 déviant le rayonnement laser long vers la fenêtre 40; dans une version préférée de cette variante de l'invention, c'est l'extrémité du tourillon 47 de fixation de la pointe 48 qui est conformé et poli pour faire office de miroir métallique 46. En fonction des puissances utilisées il peut être nécessaire d'associer un dispositif d'évacuation des fumées de la tige rigide creuse 34 fonctionnant par balayage d'air acheminé vers la deuxième extrémité la tige rigide creuse par l'intermédiaire de cette dernière et évacué par aspiration par une gaine entourant la tige rigide creuse 34. - 11 - Revendications 1-Dispositif de transfert contrôlé de rayonnement laser (1) pour la chirurgie esthétique, utilisant un rayonnement laser susceptible de se propager dans l'air et/ou dans une fibre optique (12), comportant une première extrémité (11) et une deuxième extrémité (21) et/ou une fibre optique (13,37), comportant respectivement une extrémité (18,36), caractérisé en ce qu'il est composé d'un manche (8), comprenant une extrémité arrière (15) et une extrémité avant (16) et un moyen de repérage extérieur (7), relié à un générateur de rayonnement laser, associé à un dispositif de guidage de rayonnement laser (30,33) interchangeable, dont le corps principal est une tige rigide creuse (2,34) , comportant une première extrémité (3,38) et une deuxième extrémité (5, 39) terminée par une pointe (6,48), la première extrémité (3,38) coopérant avec l'extrémité avant (16) par des moyens d'assemblage, la tige rigide creuse (2,34) comportant au voisinage de la deuxième extrémité (5,39), une fenêtre latérale (4,40) pratiquée dans la paroi de la tige rigide creuse (2,34) associée à un dispositif réfléchissant (20,41,46). 2-Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen d'assemblage est constitué d'un embout (31), solidaire de la première extrémité (3) de la tige rigide creuse (2,33), qui coopère avec un contreembout (9), tronconique de révolution ayant un sommet (17), solidaire de l'extrémité avant (16) du manche (8), grâce à un moyen de fixation et de centrage de la tige rigide creuse (2,33) constitué d'un logement central tronconique de révolution (10) dont le fond est constitué par la première extrémité (3). 3-Dispositif, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'embout et le contre-embout tronconiques de révolution comportent un filetage conique. 4-Dispositif, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige rigide creuse (2) comporte la fibre optique (12) dont la première extrémité (11), est au centre de la première extrémité (3) et coopère avec l'extrémité (18) située au centre du sommet (17), et la deuxième extrémité (21) coopère avec un dispositif réfléchissant qui est un prisme optique (20), comportant une face d'entrée (32) ainsi qu'une face de réflexion totale (23) et une face de sortie (26) du rayonnement laser par la fenêtre (4), dans lequel la deuxième extrémité (21) pénètre, par la face d'entrée (32) suivant une direction (22) parallèle à la direction principale de la tige rigide creuse (2), par un logement cylindrique de révolution (25). -Dispositif, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige rigide creuse (34) est métallique, de forme cylindrique de révolution, et sa paroi interne (35) est polie pour obtenir la qualité d'un miroir tandis qu'un prisme optique (41), est placé dans la fenêtre latérale (40), comprenant une face d'entrée (42), perpendiculaire à la direction principale (43) de la tige rigide creuse (34), une face de réflexion totale (44), et une face de sortie (45) du rayonnement laser. 6-Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la face de sortie (26) (45) est située dans le prolongement de la surface extérieure de la tige creuse rigide (2) (34) et recouvre toute la surface de la fenêtre latérale (4) (40). 7-Dispositif, suivant les revendications 1, 4 ou 5, et 6, caractérisé en ce que la pointe (6) comporte un tourillon (27) d'emmanchement dans la deuxième extrémité (5) (39) de la tige rigide creuse (2) (34) de manière à l'obturer et à délimiter, en coopération avec la face de sortie (26) (45), un volume d'air (28), derrière la face de réflexion totale (23) (44). 8-Dispositif, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige rigide creuse (34) est métallique, de forme cylindrique de révolution, et sa paroi interne (35) est polie pour obtenir la qualité d'un miroir tandis que le dispositif réfléchissant est un miroir métallique (46). 9-Dispositif, suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'extrémité du tourillon (47) de fixation de la pointe (48) est conformée et polie pour faire office de miroir (46). -Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen de repérage extérieur de la position du manche (8) est réalisé par une zone de positionnement (7), servant d'appui au pouce au niveau de l'extrémité avant (16) du manche (8).