WO1986004500A1 - Appareil chirurgical destine a modifier la courbure de la cornee oculaire - Google Patents

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Alain Azema
Jacques Arneodo
Jean Botineau
Philippe Crozafon
Gérard Moulin
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    • A61F2009/00872—Cornea

Definitions

  • the present invention relates to a surgical device intended to modify the curvature of the ocular cornea, whether this cornea is carried by a living being, or else has been previously removed from a living being.
  • the first consists of taking, using a mechanical cutting instrument, a plano-convex lens of the cornea, freezing this pouffe lens 1 to make it solid and to machine, by means of a lathe, said lens solidified in order to eliminate an area in the form of a curved lamella of variable thickness. After machining, the machined lens is thawed, then stitched back to its original location.
  • a method is long, costly and traumatic for the patient. In addition, it only heals affections of revolution around the optical axis of the eye, such as myopia and hyperopia, and not astigmatism which does not have symmetry of revolution;
  • the second type of method has the operating mode of practicing in the cornea, outside the optical zone, radial slits by means of a scalpel or a laser beam. Because of these slits, the incised part of the cornea flattens, thereby modifying the general curvature. Although less traumatic than methods of the first type, those of the second type remain violent because of the obligatory scarifications of the cornea. In addition, the possibilities of these latter methods remain limited.
  • the object of the present invention is to remedy the drawbacks of these known methods. It relates to a surgical device making it possible to modify the curvature of the cornea in a non-traumatic, rapid and easy manner to treat conditions as different as myopia, farsightedness, aphagia, and astigmatism.
  • the surgical device intended to modify at least in part the curvature of the ocular cornea by ablation of an area of the latter in the form of a lenticular strip of variable radial thickness, and comprising a light source capable of emitting a beam whose wavelength is close to 0.2 micrometer to allow photodecomposition of the corneal material, as well as an optical system directing said beam onto said zone of cornea to be eliminated and there forming a light spot on a part of said area, is remarkable in that it comprises means for making explore, by said light spot, all of said area. eliminating, so that the parts of said zone are exposed to said beam for as long as they correspond to greater thicknesses of said lenticular lamella and vice versa.
  • the corneal material can be ablated without scarification by a photochemical process, which is particularly little traumatic for the patient without having to devise means capable of radially varying the intensity of the laser beam.
  • the apparatus comprises exploration means for gradually varying the area of this spot on the cornea.
  • This mode applies practically to all treatments. Indeed :
  • the treatment of myopia - correctable by a reduction in the curvature of the cornea - requires the ablation of a lens-shaped lamella, thicker in its center (near the optical axis of the eye) than 'on its outskirts.
  • the light energy density received by the go cornea decreases from the center towards "the periphery, or increasing from the periphery towards the center.
  • the optical system of the device forms, on the cornea, a circular light spot and said means of exploration gradually vary the area of said spot from a small central spot to the 'total area of the area to be eliminated, or vice versa.
  • the variation in area of said spot takes place in the direction of enlargement, that is to say from the center towards the periphery
  • the duration of exposure to the light beam decreases as and as we move away from the center.
  • the exploration of the area to be eliminated takes place from the periphery towards the center
  • the duration of exposure to the light beam increases as one approaches the center.
  • the variation in the exposure time is adjusted to respect the desired variation in curvature.
  • the optical system of the apparatus forms, on the cornea, an annular light spot and said exploration means gradually vary the area of said spot, at least by varying the internal diameter of this one.
  • this variation in area of the annular spot is adjusted so that the desired profile modification is obtained. It can be carried out both in the direction of enlargement and in that of reduction.
  • the optical system of the device according to the invention forms on the cornea an elongated light spot whose long rectilinear sides are perpendicular to said particular meridian and said means exploration are gradually vary the area of said spot, at least by variation of the length of the short sides of cel 'the latter.
  • the variation in area can result from an enlargement or a reduction, as long as said variation is such (as a function of time) that it communicates to the cornea the desired modification of curvature.
  • a second mode of modification of curvature by means of the apparatus comprises exploration means for making said spot occupy, which then has a simple geometric shape delimited by segments straight, for example rectangular, a plurality of successive positions, the duration of the maintenance of the spot in one of these positions depending on the thickness of the corneal material to be eliminated at the location thereof.
  • This second mode of modification of curvature according to the invention is therefore particularly suitable for the correction of astigmatism, as a variant to the first mode described above for this purpose. It is then advantageous, in order to facilitate the juxtaposition process, for said spot to cover the entire width of the area to be eliminated and for said exploration means to move this spot parallel to itself in a direction perpendicular to this width. .
  • the operation of the exploration means as a function of time follows a law capable of leading to the desired modified curvature.
  • said exploration means comprise at least one screen or a diaphragm and displacement means for generating relative displacement between said optical system and at least one of said screens or diaphragms, the speed of this relative displacement corresponding to the radial variation in thickness of said strip to be eliminated.
  • the direction of this relative movement can be parallel or transverse to said beam.
  • said optical system and said screens and / or diaphragms are mounted on an optical bench.
  • the apparatus according to the invention comprises:
  • a fixed diaphragm and a mobile optical system receiving the beam from said diaphragm;
  • a first fixed diaphragm an optical system also fixed receiving the beam from said first diaphragm and a second movable diaphragm, disposed on the side opposite the first relative to said optical system.
  • the apparatus comprises: - Or a fixed diaphragm, a mobile optical system receiving the beam from said diaphragm and a screen, which is integral in movement with said optical system and which obscures the central part of the beam passing through it;
  • the device according to the invention may comprise a fixed diaphragm, an optical system also fixed and a mobile screen pierced with a slot.
  • This slot is transverse to the direction of displacement of said screen which can be moved either parallel to itself, or in its own plane.
  • the apparatus then advantageously comprises means for adjusting the orientation of said slot in the plane of said mobile screen.
  • an electronic computer controlling said light source and said exploration means as a function of the radial thickness variation desired for said lamella to be eliminated.
  • the apparatus then also includes a keratometer capable of monitoring the change in curvature of the cornea and of sending its measurements to said computer.
  • An auxiliary laser generator for example of the helium-neon type, is also provided, in order to facilitate alignment of the ablation beam with respect to said cornea.
  • Figures 1 and 2 illustrate schematically, respecti ⁇ vely in axial view and in front view, the principle according to which the apparatus of the invention operates, in the case of the treatment of myopia.
  • Figures 3 and 4 show diagrams of two embodiments of a part of the apparatus according to the invention, when it is intended for the treatment of myopia.
  • FIGS. 5 and 6 schematically illustrate, respectively in axial view and in front view, the principle according to which the apparatus of the invention works, in the case of the treatment of farsightedness and aphakia.
  • Figures 7 and 8 show diagrams of two embodiments of part of the apparatus according to the invention, when it is intended for the treatment of hyperopia and aphakia.
  • Figure 9 shows schematically an embodiment of a part of the device according to the invention, when it is intended for the treatment of astigmatism.
  • Figure 10 shows schematically another alternative embodiment of a part of the device according to the invention, when it is intended for the treatment of astigmatism.
  • FIGS. 11 and 12 schematically and respectively illustrate the operation of the embodiments of FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 13 is the overall block diagram of the apparatus according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 the principle according to which the apparatus according to the present invention is illustrated, in the case of the treatment of myopia.
  • This lenticular strip 2 is centered on the optical axis X-X of the eye and has in its center a maximum thickness e_m, which decreases towards its periphery 3, as a function of the radial distance R from the axis X-X.
  • the progressiveness of the variation of the thickness e_ of said strip 2 as a function of the variation of the radial distance R is determined by the desired curvature correction.
  • a light beam 4 of circular section is used, the wavelength of which is at most equal to 0.2 micrometer and which has a constant energy density, transverse to its direction.
  • the light beam 4 is directed on the cornea 1 and centered on the optical axis XX. Thanks to the means described with reference to FIGS.
  • the radius of the spot formed by said beam 4 on the cornea 1 is varied as a function of time t_ according to a law enabling the desired law e (R) to be satisfied, that is to say such that, for each value 0, ..., r1, ..., r2, ..., rm of the radius of said spot, a corresponding depth of elimination of the cornea is obtained to the thicknesses - em, ..., e1, ... e2, ... 0 of said strip 2.
  • variation r (t) of the radius r_ as a function of time t_ can be carried out from the maximum value rm of the radius r towards zero, or else from zero towards the maximum value rm.
  • the ablation of the desired lamella 2 is obtained by forming, on the cornea 1, a circular luminous spot and by varying the radius of this, spot, as a function of time, - in order to obtain the desired e_ (R) law.
  • the device 5, shown in Figure 3 ? comprises an optical bench 6 along which a carriage 7 can move in both directions (arrows F), under the action of drive means 8, comprising for example an electric motor 9 rotating an endless screw 10, cooperating with a nut 11 linked to said carriage 7-
  • the carriage 7 carries an optical system shown in the form of a lens 12 generating the light beam 4 and capable of forming a light spot on the cornea 1.
  • a fixed diaphragm 13 makes it possible to address the lens 12 a homogeneous parallel light beam 27 of circular section, from which the beam 4 comes.
  • the lens 12 is mounted in a fixed position on the bench 6.
  • an additional circular diaphragm 15 is provided mounted on the carriage 7- By actuating the means 8, the diaphragm 15 along the bench 6 and, consequently, the dimensions of the spot formed by the beam 4 on the cornea 1 are varied.
  • the lamella 16 is centered on the optical axis XX of the eye and has a thickness which goes., Increasing towards its periphery 17-
  • a thickness which goes., Increasing towards its periphery 17-
  • the duration of exposure to the beam 4 must last as much longer as one moves away from the optical axis X-X.
  • one or the other of the devices 18 and 19 of FIGS. 7 or 8 can be used.
  • the device 18 is identical to the device 5 of FIG. 3, with the difference that the central part of the lens 12 is obscured by a circular central screen 20. Consequently, when the drive means 8 move the lens 12 along the bench 6, this results in a variation in the size of the shadow cast by said screen 20 on the central part of said cornea 1.
  • the speed of movement of the assembly 12.20 along the bench 6 by controlling the means 8
  • the time of exposure of the cornea 1 to the beam 4 is therefore adjusted, as a function of the radial distance, in order to obtain the ablation of the strip 16 of the desired profile.
  • an elongated light spot 26 is formed on the cornea whose long sides are rectilinear and orthogonal to said predetermined direction 25, which corresponds to the trace of the meridian of the eye according to which it is to be carried out. the curvature correction. Laterally, the task 26 is limited by the corresponding portion of the circular line 41 determined by the diaphragm 13.
  • the devices 5,14,18,19 and 22 shown and described with reference to Figures 3,4,7,8 and 9 explore the cornea 1 by means of a variation of the area of a light spot.
  • such an exploration can also be carried out by scanning a spot whose dimension parallel to the scan remains constant.
  • Figure 10 there is illustrated a variant 29 of the device according to the invention.
  • the screen 23 is mounted on a controllable device, so that it can be moved in its plane.
  • the exploration of the cornea zone 1 to be eliminated is carried out by giving the light spot 28 formed by the slot 24 on said cornea a plurality of successive positions 28.1, ..., 28.n like this. is shown in Figure 12.
  • the duration of the maintenance of the spot 28 in each of its positions 28.1 to 28.n depends on the thickness of corneal material to be removed at the location of the corresponding position.
  • the screen 23 can not only move in its plane, but also, thanks to an articulation device 31 of its support 30, be oriented so that the direction of the slot 24 is adjustable.
  • This device includes:
  • a system 32 directing said light beam, after passage through the diaphragm 13, towards the cornea 1 and comprising means for exploring the latter;
  • the system 32 can be one or the other of the devices 5,14,18,19,22,29 described above, or even a similar device;
  • an electronic computer 3 responsible for controlling the operating process of said device and in particular for controlling the device 32 (more particularly the actuation means 8);
  • - A photodetector 35 associated with a semi-transparent mirror 36, and intended to supply the computer 34 with information relating to the energy of the pulses of the beam 4;
  • an automatic keratometer 37 which measures in real time the curvature of the cornea 1 and transmits its measurements to the computer 34;
  • an alignment laser 38 for example of the helium-neon type, allowing correct positioning of the beam 4 on the cornea 1; a device 39 for controlling the source 31, itself controlled by the computer 34; and,
  • a slit lamp 40 allowing the surgeon to observe the cornea 1, during operation.
  • the computer 34 is programmed to control the device 32 according to the law of variation in thickness desired for the lamella to be eliminated from the cornea 1 and it executes the corresponding sequences of operations taking into account the information which is given to it supplied by the keratometer 37 and the photodetector 35.
  • the device 39 includes means for automatic emergency area, if necessary.

Abstract

Appareil chirurgical destiné à modifier au moins en partie la courbure de la cornée oculaire (1) par ablation d'une zone de celle-ci en forme de lamelle d'épaisseur variable. Selon l'invention, cet appareil est remarquable en ce qu'il comporte: une source de lumière (31) susceptible d'émettre un faisceau (4) dont la longueur d'onde est au plus égale à 0,2 micromètre; un système optique (32) dirigeant ledit faisceau (4) sur ladite zone de cornée à éliminer et y formant une tache lumineuse sur une partie de ladite zone; et des moyens (32, 34) pour faire explorer par ladite tache lumineuse la totalité de ladite zone à éliminer, de façon que les parties de ladite zone soient d'autant plus longtemps exposées audit faisceau qu'elles correspondent à des épaisseurs plus grandes de ladite lamelle et vice-versa. Chirurgie oculaire.

Description

Appareil chirurgical destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire. La présente invention concerne un appareil chirurgical destiné à modifier la courbure de la cornée oculaire, que cette cornée soit portée par un être vivant, ou bien ait été préalablement prélevée sur un être vivant.
On sait que certaines affections, telles que la myopie, l'hypermétropie et l'astigmatisme, peuvent être traitées par modification de la courbure de la cornée. Par ailleurs, d'autres affections, telles que l'aphaquie, peuvent être traitées au moins en partie par correction de ladite courbure. Par suite, on a déjà pensé à des méthodes permettant de modifier'la courbure de la cornée.
Ces méthodes connues sont essentiellement de deux types :
- le premier consiste à prélever, à l'aide d'un instrument mécanique coupant,, une lentille plan-convexe de la cornée, à congeler cette lentille pouf1 la rendre solide et à usiner, au moyen d'un tour, ladite lentille solidifiée afin d'en éliminer une zone en forme de lamelle bombée d'épaisseur variable. Après usinage, la lentille usinée est décongelée, puis recousue à son emplacement initial. Une telle méthode est longue, oné¬ reuse et traumatisante pour le patient. De plus, elle ne permet de soigner que des affections de révolution autour de l'axe optique de l'oeil, telles que la myopie et l'hypermétropie, et non pas l'astigmatisme qui ne présente pas de symétrie de révolution ;
- le second type de méthodes a pour mode opératoire de pratiquer dans la cornée, à l'extérieur de la zone optique, des fentes radiales au moyen d'un bistouri ou d'un faisceau laser. A cause de ces fentes, la partie de cornée incisée s'aplatit, modifiant de ce fait la courbure générale. Quoique moins traumatisantes que les méthodes du premier type, celles du second type restent violentes à cause des scarifications obligatoires de la cornée. De plus, les possibilités de ces dernières méthodes restent limitées.
Par ailleurs, dans l'article "Excimer laser surgery of the cornea" daté du 21 Septembre 1983 et paru dans la revue "AMERICAN JOURNAL OF 0PHTHALM0L0GY" Vol.96 n° 6, pages 710 à 715 de Décembre 1983, Stephen L. TROKEL, R. SRINIVASAN et BODIL BRAREN décrivent l'utilisation d'un laser à excimère pour éliminer la matière cornéenne par photodécomposition. Dans cet article, il est recommandé d'utiliser un rayonnement ultraviolet dont la longueur d'onde est égale à 0,193 micromètre et il est précisé que, pour modifier la courbure de la cornée, on peut former sur' ladite cornée, à l'aide dudit rayonnement, une tache circulaire dont "l'intensité varie du centre vers la:périphérie, de sorte que l'on enlève plus de matière • soit au centre, soit à la périphérie, en fonction de la distribution de lumière". On peut ainsi augmenter ou diminuer la courbure de la cornée.
Cette dernière méthode est particulièrement intéressante, mais elle est difficile à mettre en oeuvre, car elle nécessite des moyens permettant de faire varier l'intensité lumineuse en correspondance avec la courbure cornéenne désirée. La réalisation technologique de tels moyens paraît difficile, pour ne pas dire impossible.
La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients de ces méthodes connues. Elle concerne un appareil chirurgical permettant de modifier la courbure de la cornée de façon non traumatisante, rapide et aisée pour traiter des affections aussi différentes que la myopie, l'hypermétropie, l'aphaquie, et l'astigmatisme. A ces fins, selon l'invention, l'appareil chirurgical destiné à modifier au moins en partie la courbure de la cornée oculaire par ablation d'une zone de celle-ci en forme de lamelle lenticulaire d'épaisseur radiale ent variable, et comportant une source de lumière susceptible d'émettre un faisceau dont la longueur d'onde est voisine de 0,2 micromètre pour permettre la photodécomposition de la matière cornéenne, ainsi qu'un système optique dirigeant ledit faisceau sur ladite zone de cornée à éliminer et y formant une tache lumineuse sur une partie de ladite zone, est remarquable en ce qu'il comporte des moyens pour faire explorer, par ladite tache lumineuse, la totalité de ladite zone à. éliminer, de façon que les parties de ladite zone soient d'autant plus longtemps exposées audit faisceau qu'elles correspondent à des épaisseurs plus grandes de ladite lamelle lenticulaire et vice-versa.
Ainsi, on peut obtenir l'ablation de la matière cornéenne sans scarification par un processus photochimique, particulièrement peu traumatisant pour le patient sans avoir à concevoir des moyens susceptibles de faire varier radialement l'intensité du faisceau laser.
En effet, puisque selon l'invention, on fait en sorte que les parties de la cornée correspondant à de grandes épaisseurs à éliminer s_oient plus exposées au faisceau lumineux que les parties de cette même cornée correspon¬ dant à de petites épaisseurs à éliminer, on obtient une ablation photochimique différentielle de la cornée, permettant de modifier la courbure de celle-ci, puisque ces parties épaisses reçoivent plus d'énergie lumineuse que ces parties minces. La progressivité de cette ablation photochimique diffé¬ rentielle dépend alors uniquement de la progressivité de l'exploration de la totalité de la zone à éliminer par ladite tache lumineuse.
Pour obtenir le maximum de progressivité d'exploration et donc de précision dans la modification de la courbure de la cornée, on prévoit essentiellement, selon l'invention, deux modes d'exploration :
1 - Selon le premier mode, la- tache lumineuse étant constamment centrée sur l'axe optique de l'oeil, l'appareil conforme à l'invention comporte des moyens d'exploration pour faire varier progressivement l'aire de cette tache sur la cornée. Ce mode s'applique pratique¬ ment à tous les traitements. En effet :
a) le traitement de la myopie - corrigible par une réduction de la courbure de la cornée - nécessite l'ablation d'une lamelle en forme de lentille, plus épaisse en son centre (voisinage de l'axe optique de l'oeil) qu'à sa périphérie. Par suite, dans ce cas, il faut que la densité d'énergie lumineuse reçue par la cornée aille en décroissant du centre vers" la périphérie, ou en croissant de la périphérie vers le centre.
Pour ce faire, le système optique de l'appareil conforme à l'invention forme, sur la cornée, une tache lumineuse circulaire et lesdits moyens d'exploration font varier progressivement l'aire de ladite tache depuis une petite tache centrale jusqu'à l'aire totale de la zone à élimi¬ ner, ou vice-versa. Dans le cas où la variation d'aire de ladite tache s'effectue dans le sens de l'agrandissement, c'est-à-dire du centre vers la périphérie, la durée d'exposition au faisceau lumineux décroît au fur et à mesure que l'on s'éloigne du centre. Au contraire, lorsque 1'exploraiton de la zone à éliminer a lieu depuis la périphérie vers le centre, la durée d'exposition au faisceau lumineux croît au fur et à mesure que l'on se rapproche du centre. Bien entendu, dans l'un et l'autre cas, la variation de la durée d'exposition est réglée pour respecter la variation de courbure désirée.
b) Le traitement de l'hypermétropie et de l'aphaquie - corrigibles par une augmentation de la courbure de la cornée - nécessite l'ablation d'une lamelle plus épaisse à sa périphérie qu'au centre (voisinage de l'axe optique). Par suite, dans ce cas, il faut que la densité d'énergie lumineuse reçue par la cornée aille en croissant du centre vers la périphérie ou en décroissant de la périphérie vers le centre.
Pour ce faire, le système optique de l'appareil conforme à l'invention forme, sur la cornée, une tache lumineuse annulaire et lesdits moyens d'exploration font varier progressivement l'aire de ladite tache, au moins par variation du diamètre intérieur de celle-ci. Bien entendu, cette variation d'aire de la tache annulaire est réglée pour que l'on obtienne la modification de profil désirée. Elle peut s'effectuer aussi bien dans le sens de l'agrandissement que dans celui de la réduction.
c) Le traitement de l'astigmatisme (dû à des rayons de courbure différents de la cornée dans deux plans différents) nécessite une correction de courbure suivant un plan méridien particulier passant par l'axe optique. Aussi, dans ce cas, le système optique de l'appareil conforme à l'invention forme sur la cornée une tache lumineuse allongée dont les grands côtés rectilignes sont perpendiculaires audit méridien particulier et lesdits moyens d'exploration font varier progressivement l'aire de ladite tache, au moins par variation de la longueur des petits côtés de cel'le-ci.
Là encore, la variation d'aire peut résulter d'un agrandissement ou d'une réduction, du moment que ladite variation soit telle (en fonction du temps) qu'elle communique à la cornée la modification de courbure désirée.
2 - Selon un second mode de modification de courbure par l'intermédiaire de l'appareil selon l'invention, celui-ci comporte des moyens d'exploration pour faire occuper à ladite tache, qui présente alors une forme géométrique simple délimitée par des segments de droites, par exemple de forme rectangulaire, une pluralité de positions successives, la durée du maintien de la tache en une de ces positions dépendant de l'épaisseur de la- matière cornéenne à éliminer à l'emplacement de celle-ci.
Dans ce cas, on voit que la totalité de la zone à éliminer peut aisément être recouverte par juxtaposition par ladite tache, à cause de la forme géométrique simple particulière de celle-ci.
Ce second mode de modification de courbure selon l'inven¬ tion est donc particulièrement approprié à la correction de l'astigmatisme, en variante au premier mode décrit ci-dessus à cet effet. Il est alors avantageux, pour faciliter le processus de juxtaposition, que ladite tache couvre la totalité de la largeur de la zone à éliminer et que lesdits moyens d'exploration déplacent cette tache parallèlement à elle-même dans une direction perpendicu- laire à cette largeur. Quel que soit le mode de correction de courbure selon lequel fonctionne l'appareil conforme à l'invention, il va de soi que le fonctionnement des moyens d'exploration en fonction du temps suit une loi susceptible de conduire à la courbure modifiée désirée.
Dans une forme préférentielle de réalisation de l'appareil chirurgical conforme à l'invention, lesdits moyens d'exploration comportent au moins un écran ou un diaphragme et des moyens de déplacement pour engendrer un déplacement relatif entre ledit système optique et au moins l'un desdits écrans ou diaphragmes, la vitesse de ce déplacement relatif correspondant à la variation radiale d'épaisseur de ladite lamelle à éliminer. Suivant les cas, la direction de ce déplacement relatif peut être parallèle ou transversale audit faisceau.
Avantageusement, ledit système optique et lesdits écrans et/ou diaphragmes sont montés sur un banc optique.
Ainsi, pour traiter la myopie, l'appareil selon l'invention comporte :
- soit un diaphragme fixe et un système optique mobile, recevant le faisceau issu dudit diaphragme ; - soit un premier diaphragme fixe, un système optique également fixe recevant le faisceau issu dudit premier diaphragme et un second diaphragme mobile, disposé du côté opposé au premier par rapport audit système optique.
De façon analogue, pour traiter l'hypermétropie et l'aphaquie, l'appareil selon l'invention comporte : - soit un diaphragme fixe, un système optique mobile recevant le faisceau issu dudit diaphragme et un écran, qui est solidaire en déplacement dudit système optique et qui occulte la partie centrale du faisceau traversant celui-ci ;
- soit un diaphragme fixe, un système optique également fixe recevant le faisceau issu dudit diaphragme et un écran mobile, qui occulte la partie centrale du faisceau traversant ledit système optique.
Pour traiter l'astigmatisme, l'appareil selon l'invention peut comporter un diaphragme fixe, un système optique également fixe et un écran mobile percé d'une fente. Cette fente est transversale à la direction de déplace¬ ment dudit écran qui peut être déplacé soit parallèlement à lui-même, soit dans son propre plan. L'appareil comporte alors avantageusement des moyens pour régler l'orientation de ladite fente dans le plan dudit écran mobile.
Afin d'obtenir un appareil chirurgical automatique, il est avantageux de prévoir un calculateur électronique commandant ladite source de lumière et lesdits moyens d'exploration en fonction de la variation radiale d'épaisseur désirée pour ladite lamelle à éliminer. L'appareil comporte alors de plus un kératomètre suscep- tible de suivre la modification de courbure de la cornée et d'adresser ses mesures audit calculateur. On prévoit également, afin de faciliter l'alignement du faisceau d'ablation par rapport à ladite cornée, un générateur laser auxiliaire, par exemple du type hélium-néon.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables ou analogues. Les figures 1 et 2 illustrent schematiquement, respecti¬ vement en vue axiale et en vue de face, le principe selon lequel fonctionne l'appareil de l'invention, dans le cas du traitement de la myopie.
Les figures 3 et 4 montrent les schémas de deux modes de réalisation d'une partie de l'appareil conforme à l'invention, lorsqu'il est destiné au traitement de la myopie.
Les figures 5 et 6 illustrent schematiquement, respecti- vement en vue axiale et en vue de face, le principe selon lequel fonctionne l'appareil de l'invention, dans le cas du traitement de l'hypermétropie et de l'aphaquie.
Les figures 7 et 8 montrent des schémas de deux modes de réalisation d'une partie de l'appareil conforme à l'invention, lorsqu'il est destiné au traitement de l'hypermétropie et de l'aphaquie.
La figure 9 montre schematiquement un mode de réalisation d'une partie de l'appareil conforme à l'invention, lorsqu'il est destiné au traitement de l'astigmatisme.
La figure 10 montre schematiquement une autre variante de réalisation d'une partie de l'appareil conforme à l'invention, lorsqu'il est destiné au traitement de 1'astigmatisme.
Les figures 11 et 12 illustrent schematiquement et respectivement, le fonctionnement des modes de réalisa¬ tion des figures 9 et 10.
La figure 13 est le schéma synoptique d'ensemble de l'appareil conforme à l'invention. Sur les figures 1 et 2, on a illustré le principe selon lequel fonctionne l'appareil conforme à la présente invention, dans le cas du traitement de la myopie.
Sur ces figures, on a représenté schematiquement, respectivement en coupe axiale et en vue de face, la cornée 1 d'un oeil myope.
De façon connue, on sait qu'un tel défaut peut être corrigé chirurgicalement en éliminant une lamelle 2 en forme de lentille circulaire, de façon à réduire ladite courbure.
Cette lamelle lenticulaire 2 est centrée sur l'axe optique X-X de l'oeil et présente en son centre une épaisseur maximale e_m, qui va en décroissant vers sa périphérie 3, en fonction de la distance radiale R à l'axe X-X.
La progressivité de la variation de l'épaisseur e_ de ladite lamelle 2 en fonction de la variation de la distance radiale R est déterminée par la correction de courbure désirée.
Selon l'invention, pour obtenir l'ablation de la lamelle 2 présentant la loi e (R) de variation d'épaisseur souhaitée en fonction de ladite distance radiale, on utilise un faisceau lumineux 4 de section circulaire, dont la longueur d'onde est au plus égale à 0,2 micromètre et qui présente une densité d'énergie constante, transversalement à sa direction. Le faisceau lumineux 4 est dirigé sur la cornée 1 et centré sur l'axe optique X-X. Grâce à des moyens décrits en regard des figures 3 et 4 on fait varier, en fonction du temps t_, le rayon de la tache formée par ledit faisceau 4 sur la cornée 1 suivant une loi permettant de satisfaire la loi e (R) désirée, c'est-à-dire telle que, pour chaque valeur 0, ... ,r1 , ... , r2,...,rm du rayon de ladite tache, on obtient une profon¬ deur d'élimination de cornée correspondant aux épaisseurs- em, ... ,e1 , ...e2, ...0 de ladite lamelle 2.
Bien entendu, la variation r (t) du rayon r_ en fonction du temps t_ peut être réalisée depuis la valeur maximale rm du rayon r vers zéro, ou bien depuis zéro vers la valeur maximale rm.
On voit ainsi que, selon l'invention, l'ablation de la lamelle 2 désirée est obtenue en formant, sur la cornée 1, une tache lumineuse circulaire et en faisant varier le rayon de cette, .tache, en fonction du temps, -afin d'obtenir la loi e_ (R) désirée.
Pour obtenir cette tache lumineuse de diamètre variable, appropriée au traitement de la myopie, on peut mettre en oeuvre l'un ou l'autre des dispositifs montrés schemati¬ quement sur les figures 3 et 4.
Le dispositif 5, montré par la figure 3? comporte un banc optique 6 le long duquel peut se déplacer dans les deux sens (flèches F) un chariot 7, sous L'action de moyens d'entraînement 8, comprenant par exemple un moteur électrique 9 entraînant en rotation une vis sans fin 10, coopérant avec un écrou 11 lié audit chariot 7- Le chariot 7 porte un système optique représenté sous forme d'une lentille 12 engendrant le faisceau lumineux 4 et susceptible de former une tache lumineuse sur la cornée 1. En faisant varier la position de la lentille 12, grâce au chariot 7, on fait varier le rayon de ladite tache sur ladite cornée et le contrôle de la vitesse de déplacement du chariot 7 le long du banc 6, par action des moyens 8, permet le contrôle de la loi de variation £ (t) et donc de la loi e_ (R) .
Un diaphragme fixe 13 permet d'adresser à la lentille 12 un faisceau lumineux 27 parallèle homogène et de section circulaire, duquel est issu le faisceau 4.
Dans la variante de réalisation 14 montrée par la figure 4, la lentille 12 est montée à poste fixe sur le banc 6. En revanche, on prévoit un diaphragme circulaire supplémentaire 15 monté sur le chariot 7- En actionnant les moyens 8, on déplace le diaphragme 15 le long du banc 6 et, en conséquence, on fait varier les dimensions de la tache formée par le faisceau 4 sur la cornée 1.
En se reportant maintenant aux figures 5 et 6, on explique le principe selon lequel fonctionne l'appareil conforme à la présente invention pour le traitement de l'hypermétropie et l'aphaquie. Dans ce cas, on sait que de tels défauts peuvent être corrigés chirurgicalement en éliminant une lamelle 16 en forme de ménisque moins épais au centre qu'au bord, de façon à augmenter localement la courbure de la cornée .
La lamelle 16 est centrée sur l'axe optique X-X de l'oeil et présente une épaisseur qui va., en croissant vers sa périphérie 17- Par analogie avec ce qui a été décrit en regard des figures 1 et 2, on comprendra aisément que, à l'aide du faisceau lumineux 4 formant alors une tache annulaire sur la cornée 1, on puisse faire l'ablation de la lamelle 16, en faisant varier le rayon intérieur de ladite tache en fonction du temps, afin de respecter la loi de variation de l'épaisseur de ladite lamelle 16, parallèlement à la direction radiale R.
Dans ce cas, à l'inverse de ce qui a été mentionné pour le traitement de la myopie, la durée d'exposition au faisceau 4 doit durer d'autant plus longtemps que l'on s'éloigne de l'axe optique X-X.
Pour mettre en oeuvre le processus illustré par les figures 5 et 6, on peut utiliser l'un ou l'autre des dispositifs 18 et 19 des figures 7 ou 8.
Le dispositif 18 est identique au dispositif 5 de la figure 3 , à la différence près que la partie centrale de la lentille 12 est occultée par un écran central circulaire 20. Par suite, lorsque les moyens d'entraîne- ment 8 déplacent la lentille 12 le long du banc 6, il en résulte une variation de dimension de l'ombre portée par ledit écran 20 sur la partie centrale de ladite cornée 1. En ajustant la vitesse de déplacement de l'ensemble 12,20 le long du banc 6 (grâce à la commande des moyens 8) , on règle donc le temps d'exposition de la cornée 1 au faisceau 4, en fonction de la distance radiale, afin d'obtenir l'ablation de la lamelle 16 de profil désiré.
Un résultat identique est obtenu par la mise en oeuvre du dispositif 19, qui est semblable au dispositif 14 de la figure 4, sauf en ce qui concerne le diaphragme 15 monté sur le chariot 7- Ce diaphragme 15 est remplacé par un écran circulaire 21 occultant la partie centrale du faisceau 4. Le déplacement du chariot 7 entraîne alors la variation d'aire de l'ombre, portée par ledit écran 21 sur la partie centrale de la cornée 1.
Sur la figure 9, on a représenté partiellement et schema¬ tiquement en perspective un dispositif 22 conforme à l'invention, destiné à corriger l'astigmatisme. Ce dispositif 22 est identique au dispositif 14 de la figure 4, à l'exception du fait que le diaphragme circulaire 15 est remplacé par un écran 23, percé d'une fente rectiligne 24. La fente rectiligne 24 est orthogonale à une direction prédéterminée 25.
Ainsi, comme l'illustre la figure 11, on forme sur la cornée une tache lumineuse allongée 26 dont les grands côtés sont rectilignes et orthogonaux à ladite direction prédéterminée 25, qui correspond à la trace du méridien de l'oeil suivant lequel doit être effectuée la correction de courbure. Latéralement, la tâche 26 est limitée par la portion correspondante de la ligne circulaire 41 déterminée par le diaphragme 13.
Lors du déplacement du chariot 7 et de l'écran 23 (sous l'action des moyens 8 à 11 non représentés sur la figure 9) le. long du banc 6, l'aire de la tache 26 sur la cornée 1 croît et/ou décroît en fonction du sens dudit déplace- ment, de sorte qu'il est possible de faire l'ablation d'une lamelle correspondant à la correction désirée.
Les dispositifs 5,14,18,19 et 22 représentés et décrits en regard des figures 3,4,7,8 et 9 explorent la cornée 1 au moyen d'une variation de l'aire d'une tache lumineuse. Cependant, une telle exploration peut également être réalisée par balayage d'une tache dont la dimension parallèle au balayage reste constante. Par exemple, sur la figure 10, on a illustré une variante 29 du dispositif selon l'invention. Dans ce cas, l'écran 23 est monté sur un dispositif commandable, de sorte qu'il peut être déplacé dans son plan. Dans ce cas, l'exploration de la zone de cornée 1 à éliminer, s'effectue en donnant à la tache lumineuse 28 formée par la fente 24 sur ladite cornée une pluralité de positions successives 28.1 , ... ,28.n comme cela est représenté sur la figure 12. Bien entendu, la durée du maintien de la tache 28 dans chacune de ses positions 28.1 à 28.n dépend de l'épaisseur de matière cornéenne à éliminer à l'emplacement de la position correspondante.
On remarquera que, dans le dispositif 29 de la figure 10, l'écran 23 peut non seulement se déplacer dans son plan, mais encore, grâce à un dispositif d'articulation 31 de son support 30, être orienté de façon que la direction de la fente 24 soit réglable.
Sur la figure 13,. on a représenté le schéma synoptique d'un appareil automatique conforme à la présente invention.
Cet appareil comporte :
- une source lumineuse 31 susceptible d'émettre un faisceau lumineux homogène 27, dont la longueur d'onde est au plus égale à 0,2 micromètre, par exemple un géné- rateur laser à excimère, du type à mélange argon-fluor ;
- un système 32 dirigeant ledit faisceau lumineux, après passage à travers le diaphragme 13, vers la cornée 1 et comportant des moyens d'exploration de celle-ci ; le système 32 peut être l'un ou l'autre des dispositifs 5,14,18,19,22,29 décrits ci-dessus, ou bien encore un dispositif analogue ; - un calculateur électronique 3 chargé de piloter le processus de fonctionnement dudit appareil et notamment de commander le dispositif 32 (plus spécialement les moyens d'actionnement 8) ; - un photodétecteur 35, associé à un miroir semi-trans¬ parent 36, et destiné à fournir au calculateur 34 des informations relatives à l'énergie des impulsions du faisceau 4 ;
- un kératomètre automatique 37 qui mesure en temps réel la courbure de la cornée 1 et transmet ses mesures au calculateur 34 ;
- un laser d'alignement 38, par exemple du type hélium-néon, permettant un positionnement correct du faisceau 4 sur la cornée 1 ; - un dispositif 39 de commande de la source 31, lui-même commandé par le calculateur 34 ; et,
- une lampe à fente 40 permettant au chirurgien l'observation de la cornée 1, en,cours d'opération.
Le calculateur 34 est programmé pour commander le dispo- sitif 32 en fonction de la loi de variation d'épaisseur désirée pour la lamelle à éliminer de la cornée 1 et il exécute les séquences d'opérations correspondantes en prenant en compte les informations qui lui sont fournies par le kératomètre 37 et le photodétecteur 35. Le dispositif 39 comporte des moyens d'aire automatique d'urgence, en cas de nécessité.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Appareil chirurgical destiné à modifier au moins en partie la courbure de la cornée oculaire (1) par ablation d'une zone de celle-ci en forme de lamelle lenticulaire (2,16) d'épaisseur radialement variable, et comportant une source de lumière (31) susceptible d'émettre un faisceau dont la longueur d'onde est voisine de 0,2 micromètre pour permettre la photodécomposition de la matière cornéenne, ainsi qu'un système optique (12) dirigeant ledit faisceau sur ladite zone de cornée à éliminer et y formant une tache lumineuse sur une partie de ladite zone, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (8,13,15,20, 21,23) pour faire explorer par ladite tache lumineuse la totalité de ladite zone à éliminer, de façon que les parties de ladite zone soient d'autant plus longtemps exposées audit faisceau qu'elles correspondent à des épaisseurs plus grandes de ladite lamelle lenticulaire et vice-versa.
2 - Appareil selon la revendications 1 , caractérisé en ce que ledit système optique (12) forme sur la cornée une tache constamment centrée sur l'axe optique de l'oeil et en ce qu'il comporte des moyens d'exploration (8,13,15,20,21,23) pour faire varier progressivement l'aire de cette tache sur la cornée.
3 - Appareil selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'exploration (23,30) pour faire occuper à ladite tache une pluralité de positions successives différentes. 4 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tache lumineuse est circulaire.
5 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tache lumineuse est annulaire.
6 - Appareil selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite tache lumineuse est sensiblement rectangulaire.
7 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les différentes positions successives (28.1 à 28.n) de la tache lumineuse recouvrent par juxtaposition la totalité de la zone à éliminer.
8 - Appareil selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce -que ladite tache couvre la totalité de la largeur de la zone à éliminer et en ce que lesdits moyens d'exploration déplacent cette tache parallèlement à elle-même, dans une direction perpendiculaire à cette largeur.
9 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'exploration comportent au• moins un écran ou diaphragme (13,15,20, 21,23) et des moyens de déplacement (8,30) pour engendrer un déplacement relatif entre ledit système optique (12) et au moins l'un desdits écrans ou diaphragmes, la vitesse de ce déplacement relatif correspondant à la variation d'épaisseur de ladite lamelle à éliminer (2,16). 10 - Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement (8) engendrent un déplacement relatif de direction parallèle audit faisceau (4).
11 - Appareil selon la revendication 9, caactérisé en ce que lesdits moyens de déplacement (30) engendrent un déplacement relatif de direction transver¬ sale audit faisceau (4).
12 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que ledit système optique (12) et lesdits écrans (13,15,20,21,23) sont montés sur un banc optique (6) .
13 - Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme (13) fixe et un système optique (12) mobile, recevant un faisceau parallèle issu dudit diaphragme.
14 - Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un premier diaphragme (13) fixe, un système optique (12) également fixe recevant le faisceau parallèle issu dudit premier diaphragme et un second diaphragme (15) mobile, disposé du côté opposé au premier par rapport audit système optique.
15 - Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme (13) fixe, un système optique (12) mobile recevant le faisceau parallèle issu dudit diaphragme et un écran (20), qui est solidaire en déplacement dudit système optique et qui occulte la partie centrale du faisceau (4) traversant celui-ci. 16 - Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme (13) fixe, un système optique (12) également fixe recevant le faisceau parallèle issu dudit diaphragme et un écran (21) mobile, qui occulte la partie centrale du faisceau (4) traversant ledit système optique.
17 - Appareil selon l'une des revendications 10 ou. 11, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme (13) fixe, un système optique (12) également fixe et un écran (23) mobile et percé d'une fente (24).
18 - Appareil selon la revendication 17, dans lequel ledit écran mobile (23) s-e déplace transversalement au faisceau 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (30) pour régler l'orientation de ladite fente (24) dans le plan dudit, écran mobile (23) •
19 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur électronique (34) commandant ladite source de lumière
(31) et lesdits moyens d'exploration (8,13,1 ,20,21,23) en fonction de la variation d'épaisseur désirée pour ladite lamelle à éliminer (2,16).
20 - Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un kératomètre (37) susceptible de suivre en continu l'évolution de la courbure de la partie de la cornée éliminée et d'adresser ses mesures audit calculateur (34). 21 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 19 et 20, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur laser auxiliaire (38) destiné à l'alignement dudit faisceau (4) par rapport à ladite cornée (1).
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