Risques laser

Tout d'abord, la cornée possède un indice de réfraction de 1,377 et un spectre d'absorption représenté sur la figure 3. La cornée est avasculaire et possède une épaissseur d'environ 1 mm et un diamètre de 12 mm. Elle se trouve isolée de l'air ambiant par un film lacrymal.

La courbe montrée en figure 3 permet d'observer que les longeurs d'onde principalement absorbées se trouvent dans les infrarouges lointains (>800nm - >2400nm) et les ultraviolets (< 300nm - 400nm), ce sont donc elles qui vont provoquer des lésions sévères au niveau de cet élément optique complexe.

Aussi, suivant la fréquence absorbée par la cornée, les dommages seront de différentes natures. Ainsi, les ultraviolets UV-B, UV-C faibles vont provoquer des conjonctivites, des photokératites de l'épithélium, des latences. Ces lésions sont accompagnées de rougeurs et de larmoiement et ne sont pas irréversibles. De telles lésions disparaissent au bout de 48 heures maximum de part la guérison naturelle de l'oeil.

Les ultraviolets, UV-B, UV-C élevés provoquent principalement des dommages sur la membrane de Bowman et sur le stroma cornéen. La couche de Bowmann ne se renouvelle jamais et par conséquent une lésion de celle-ci est définitive. Le stroma cornéen représente la majeure partie de l'épaisseur de la cornée. Il est constitué de fibres de collagène de diamètre constant (35 nm) et d'espacement constant (59 nm), groupées en lamelles parallèles à la surface cornéenne.

Les rayonnements UV précédemment cités provoquent sur la cornée une néovascularisation qui se caractérise par l'apparition de capillaires sanguins. L'initialisation de cette néovascularisation peut par la suite entraîner une aggravation des dommages et conduire à l'apparition d'un oedème et à la production d'acide lactique. L'accumulation de cet acide peut alors conduire à un aspect laiteux de la cornée et à une perte de transparence (voir figure 4). Ces lésions sont irréversibles, la cornée est perdue. Des opérations chirurgicales peuvent être pratiquées, mais conduisent à l'apparition d'une cicatrice opaque. Pour retrouver l'usage de son oeil, la seule solution n'est autre que la greffe.

Les infrarouges de faibles énergies provoquent des dommages sur l'épithélium, des brulûres légères et de l'astigmatisme. Ces lésions conduisent à une opacité de même diamètre que celui du faisceau. Lorsque les énergies du faisceau intèragissant dépassent un certain seuil (≈ 30 J/cm2), ces fréquences peuvent endommager la stroma cornéenne d'une manière identique aux rayonnements UV (perte de transparence de la cornée). A de telles puissances, ce type de rayonnement est absorbé et transformé en chaleur, conduisant alors à l'apparition d'un creusement de la cornée et à un écoulement de l'humeur acqueuse. Les dommages alors engendrés sont irréversibles et nécessitent des interventions chirurgicales qui conduisent généralement soit à une cicatrice opaque, soit à une greffe.

Comme il est montré sur la figure 2, l'iris sépare la chambre antérieure de la chambre postérieure. C'est elle qui colore notre oeil puisqu'elle est constituée de pigments colorés. Au centre, on retrouve bien sûr la pupille. L'iris est un muscle qui permet de dilater ou de contracter la pupille afin de réguler le flux lumineux pénétrant dans l'oeil. Elle joue donc le rôle de diaphragme (son diamètre varie de 1,5 à 9 mm). Le rayonnement laser n'entraîne pas de lésions définitives mais a pour effet de créer des zones de pigmentation. Ces zones apparaissant après un impact laser conduisent à un oedème et à l'apparition d'un myosis. Cependant, ce type de lésions s'atténuent naturellement après 2 à 3 semaines.

Néanmoins, si les impacts sont répétés, on voit alors apparaître une migration des pigments dans la chambre antérieure, une atrophie voire même une éventuelle déchirure de l'iris.

A forte énergie, une décoloration de l'iris à l'endroit de l'impact apparaît et dans le pire des cas l'impact laser peut conduire à une paralysie totale de l'iris suivie d'une nécrose.

Comme il a déjà été dit précédemment, l'iris joue le rôle de diaphragme. Cependant, l'ouverture de ce diaphragme est variable et dépend surtout de la longueur d'onde du rayonnement. Ainsi, pour un rayonnement UV, le diamètre de la pupille est de l'ordre de 1 mm, pour un rayonnement visible et proche infrarouge, le diamètre de celle-ci est de 7 mm. Pour des longueurs d'onde plus grandes l'ouverture de la pupille peut atteindre 11 mm. Face aux rayonnements visibles et proches infrarouges, l'iris ne joue plus son rôle protecteur pour les structures profondes de l'oeil qui encourent des risques majeurs.

Le cristallin se situe derrière la pupille et sépare l'humeur aqueuse, du corps vitré. Cet élément optique joue le rôle d'une lentille ronde transparente biconvexe. Il permet donc par son pouvoir d'accomodation, de focaliser les rayons lumineux provenant de l'objet observé sur la rétine. Pour obtenir une image nette sur la rétine, le cristallin a le pouvoir de se déformer par traction des muscles cilaires et ainsi modifier le rayon de courbure de la lentille. Comme tout élément transparent, il est plus ou moins absorbant suivant la longueur d'onde (voir figure 5)

Le cristallin en tant que lentille convergente permet de faire focaliser tous faisceaux parallèles à l'axe optique (axe de vision) en un point focal, qui se trouve, pour un oeil emmétrope, localisée au niveau de la rétine et plus particulièrement au niveau de la fovéa. Pour d'autres rayons lumineux toujours parallèles entre eux mais inclinés par rapport à l'axe optique, la focalisation aura lieu en un point focal secondaire localisé en un point quelconque de la rétine.

Les lésions que peut subir le cristallin sont principalement dues aux ultraviolets proches et infrarouges lointains. Les dommages sont soient des opacités ovoïdes grises-blanchâtres qui se situent sur le trajet du fasiceau laser incident, soient des lésions définitives entraînant une cataracte d'origine thermique.

La rétine est une surface mince d'environ 0,5 mm d'épaisseur, qui se situe au fond de l'oeil. C'est vers elle que converge via le cristallin, la totalité des rayons lumineux émis par l'objet observé. On comprend alors rapidement que la rétine constitue la partie sensible de la vision.

La rétine comprend les récepteurs neurosensoriels nécessaires à la vision ; elle joue le rôle de plaque ou pellicule photographique. Son rôle est de transformer en un signal analogique l'image renversée de l'objet observé grâce à l'activité neuronale. Cette transformation s'effectue de la manière suivante : la lumière focalisée sur la rétine traverse les couches rétiniennes et l'épithélium pigmenté qui adhère à la choroïde. L'épithélium quant à lui joue le rôle de protecteur vis à vis des récepteurs rétinien. La lumière alors filtrée active les photorécepteurs qui se présentent sous forme de batônnets ou de cônes. Ces photorécepteurs vont émettre un signal synaptique codé en un signal analogique se propageant par contacts synaptiques et par diffusion chimique. Ceux-ci vont s'activer en avant des cellules bipolaires puis le signal se propage en avant vers les cellules ganglionnaires dont le prolongement constitue le nerf optique. Ces cellules permettent donc de véhiculer l'information visuelle jusqu'au cerveau. Ces différentes étapes complexes de la vision, nous permettent de nous représenter avec fidélité et dans le moindre détail l'objet observé.

Sur la figure 6 sont représentées les fréquences absorbées et transmises au niveau du fond de l'oeil. Sur cette figure, on peut voir que les longueurs d'onde visibles et infrarouges sont les plus transmises au niveau de la rétine. A ces fréquences correspond une pupille dont l'ouverture est maximale, ce qui explique en partie la transmission maximale au fond de l'oeil. On comprend alors rapidement que les rayonnements visibles et infrarouges (IR-A) vont provoquer le maximum de dommages sur la rétine. Cependant, la gravité des lésions est variable et va dépendre de leur localisation et de leur diamètre sur la surface rétinienne.

Les principales lésions observées sont des brûlures avec coagulation et destructions tissulaires, elles se localisent principalement au niveau de l'épithélium pigmentée qui offre une très bonne absorption au rayonnement. Elles sont diagnostiquées par l'apparition d'une zone circulaire centrale dépigmentée entourée d'un anneau de pigmentation dont le diamètre dépend de la dimension de l'image. Dans beaucoup de cas, s'ensuit le décollement de l'épithélium.

Un endommagement de la rétine s'accompagne d'un éblouissement physiologique qui consiste en une diminution non-négligeable de la perception visuelle. Mais il peut aussi s'accompagner d'une baisse significative de la sensibilité rétininienne. Cette baisse se caractérise par la difficulté de l'oeil à s'adapter à l'obscurité ou encore une baisse du sens chromatique.

La localisation de ces lésions sur la rétine dépend de l'inclinaison du faisceau incident à l'oeil par rapport à l'axe visuel (voir figure 2). Ainsi, un rayonnement lumineux peut être focalisé sur une partie de la macula et détruire la zone concernée. Apparaît alors un scotome, encore appelé zone sans vision. La macula lutea (ou tache jaune) dont le diamètre est d'environ 2 mm est principalement constituée de cônes. En son centre, parfaitement localisée sur l'axe de la vision, on trouve une petite dépression (0,2 mm de diamètre) appelée fovéa. Cette dernière est entièrement composée de cônes serrés les uns contre les autres. C'est dans cette zone d'acuité maximale de l'œil que la vision est la plus précise en éclairage diurne.

Ainsi, lorsque les rayons laser se propagent sur l'axe de la vision, ceux-ci sont parfaitement focalisés sur la macula. Si la tache focale est de petite dimension, seule la fovéa peut être altérée. Dans ce cas, l'acuité visuelle de l'oeil diminue de moitié. Si le diamètre de l'image est plus grand, le rayonnement peut détruire en totalité la macula et provoquer une perte de l'acuité visuelle de 3/4, une perte de discernement des détails fins et créer une vision crépusculaire (floue).

Pour des rayons incidents inclinés par rapport à l'axe optique de l'oeil, les lésions vont avoir lieu sur la rétine périphérique, ce qui altère uniquement la vision périphérique.