Surgery of the anterior segment of the eye assisted by ultrashort pulse laser: optimisation of the parameters with respect to tissular transparency and cell viability

Résumé : Le but de ce travail a été d'étudier les différents effets microscopiques et macroscopiques susceptibles de nous aider à améliorer les procédures de chirurgie oculaire assistée par les lasers à impulsions ultra-courtes ; plus particulièrement en kératoplastie (greffe de cornée), qui nécessite des systèmes lasers opérationnels dans les tissus pathologiques et donc de diffusant fortement la lumière. Antérieurement, le groupe Optique Photonique Santé (OPS) du Laboratoire d'Optique Appliquée (LOA) a identifié 1650 nm comme étant une longueur d'onde optimale à laquelle les processus de diffusion de la lumière à l'intérieur de la cornée pathologique sont minimisés. Au cours de cette thèse, trois tâches principales ont été abordées. Un système laser à impulsions ultra-courtes à base de cristaux optiques non linéaires a été mis au point, optimisée par rapport aux exigences de chirurgie oculaire au laser, et entièrement caractérisé. Le montage achevé est compact, robuste, simple et potentiel-lement apte à un usage en clinique. En collaboration avec un groupe de l’IESL- FORTH (Iraklion, Grèce) et avec la parti-cipation d'un ancien doctorant du groupe, nous avons étudié l'interaction des impulsions ultra-brèves avec de l'eau, une solution de collagène (type I) et des cornées de porcs. Les données sur les interactions laser-tissu sont précieuses car la dynamique d'interaction est habituellement uniquement documentée pour l'eau; nos résultats aide-ront à élaborer un modèle spécifique de tissu pour le processus d'interaction. Nous avons étudié l'interaction entre les impulsions laser et les effets causés sur des cellules vivantes de l'endothélium cornéen. La préservation de la viabilité des cellules endothéliales est cruciale, notamment pour les routines de kératoplastie spécifiques exigeant des incisions à proximité de l'endothélium ; la viabilité des cellules endothéliales compromise – probablement causée par les effets des ondes de choc générées par claquage optique et la formation de bulles – peut conduire à un échec de l'interven-tion chirurgicale. Des jeux de paramètres « saufs » concernant l'énergie d'impulsion et de la géométrie de l'incision doivent être définis. Nous avons ainsi exploré les valeurs maximales autorisées de l'énergie de l'impulsion à une quelconque distance donnée des cellules endothéliales et les distances minimales pour les énergies d'impulsions données, et estimé les amplitudes des ondes de choc associées.
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Thèse
Physics [physics]. École Polytechnique, 2014. English
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Contributeur : Syed Asad Hussain <>
Soumis le : mardi 6 janvier 2015 - 23:34:59
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Document(s) archivé(s) le : mercredi 3 juin 2015 - 12:00:31

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Syed Asad Hussain. Surgery of the anterior segment of the eye assisted by ultrashort pulse laser: optimisation of the parameters with respect to tissular transparency and cell viability. Physics [physics]. École Polytechnique, 2014. English. 〈tel-01097301〉

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