Optique : Collection de la Société Française d'Optique (SFO)
Éditeur : EDP Sciences
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Les lasers et leurs applications scientifiques et médicales
C. Fabre et J.P. Pocholle, éditeurs scientifiques
© EDP Sciences, 1996-2002.
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Les applications thérapeutiques des lasers. ( J.M. Brunetaud, S. Mordon, T. Desmettre et C. Beacco)
Cours rédigé. 24 pages. 2 fichiers pdf (1,1 / 1,3 Mo).
DOI : 10.1051/bib-sfo:2002054
Première mise en ligne : 22/02/2002.
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Résumé. Dès leur naissance en 1960, les lasers sont apparus comme des sources de lumière potentiellement intéressantes pour la médecine car elles avaient trois caractéristiques qui les distinguaient des sources conventionnelles : la directivité, la possibilité de fonctionner en mode pulsé et la monochromaticité. La directivité, c'est-à-dire l'émission sous un fin faisceau parallèle, permet de transmettre cette lumière (visible, proche infrarouge et proche ultraviolet) à l'aide d'une fibre optique de faible section (50 à 600 µm). L'émission pendant des durées très brèves (mode pulsé), de la milliseconde à la femtoseconde (10-3 à 1015 s), donne des puissances instantanées extrêmement élevées qui peuvent atteindre le gigawatt (109 W), avec des effets tissulaires différents de ceux obtenus avec des lasers à émission continue. L'émission d'une seule longueur d'onde, la monochromaticité, évite d'avoir à filtrer la lumière pour obtenir des effets sélectifs, et donc de perdre de l'énergie. Néanmoins, il faut savoir que les molécules biologiques ont un spectre d'absorption beaucoup plus large que la raie d'émission d'un laser et que cette caractéristique si importante pour les physiciens ne sera pas pleinement utilisée en thérapeutique.
Nous limiterons notre sujet aux traitements effectués sur un malade et nous ne parlerons pas des autres applications médicales des lasers comme le diagnostic ou les applications in vitro. Il est habituel de classer les applications thérapeutiques des lasers en 4 groupes que l'on nomme, par convention de langage, effet thermique, mécanique, photo-ablatif, et photochimique. Nous allons expliciter ces effets à l'aide d'exemples de traitements. Les effets thermiques seront plus longuement détaillés que les 3 autres car ils représentent, actuellement, plus des trois quarts des applications thérapeutiques des lasers et surtout parce que notre expérience concerne essentiellement les lasers à effets thermiques. Nous donnerons ensuite quelques idées sur le développement futur des lasers. Nous terminerons par un exposé sur notre structure de travail, le Centre des lasers et de l'Optronique de Lille (CLOM).
Plan
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1. Les effets thermiques des lasers [fichier pdf 1]
1.1 Actions sur les constituants tissulaires
1.2 Mécanismes au niveau tissulaire
1.3 Modélisation de l'action thermique
1.3.1 Étape optique : création de la source de chaleur
1.3.2 Étape thermique : génération des gradients de température
1.3.3 Étape de dénaturation thermique : création d'un dommage tissulaire
1.4 Les applications thérapeutiques des lasers thermiques
1.4.1 Hématose
1.4.2 Obturation des vaisseaux sanguins non hémorragiques
1.4.3 Ablation de tumeurs ou de phénomènes infectieux
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2. Les autres effets thérapeutiques
2.1 Effets mécaniques
2.1.1 Effet électromécanique
2.1.2 Effet thermomécanique
2.2 Effet photo-ablatif [fichier pdf 2]
2.3 Effet photochimique
- 3. Le futur des lasers
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4. Le Centre des lasers et de l'optronique en médecine de Lille (CLOM)
4.1 Savoir-faire spécifique
4.1.1 Effets thermiques des lasers
4.1.2 Savoir-faire diagnostique
4.2 Moyens techniques
4.3 Moyens humains
4.4 Structure du CLOM
4.5 Résultats
4.5.1 Le laser impulsionnel et la commande adaptative
4.5.2 L'endoscopie digestive
4.5.3 L'hexascan
4.5.4 Les angiomes plans cutanées
4.5.5 Le laser CO2 guide d'onde
4.5.6 L'enseignement
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