Sécurité du laser en ophtalmologie

Points clés en un coup d’œil

Le laser est une lumière monochromatique, collimatée et cohérente, et il est particulièrement dangereux car il peut être focalisé sur l’œil.
La classification de la FDA (I à IV) définit les niveaux de danger, et les lasers médicaux correspondent à la classe IV.
Les principaux symptômes d’une lésion due au laser sont des éclairs lumineux, une baisse de la vision, des taches sombres, une vision déformée et des troubles de la vision des couleurs.
Il n’existe pas de protocole de traitement standardisé pour la lésion rétinienne induite par le laser.
La lumière réfléchie est la cause la plus fréquente d’exposition accidentelle, et le réflexe de clignement est nettement diminué sous anesthésie.
Pour prévenir les complications des lasers médicaux, il est essentiel de régler correctement la longueur d’onde, la taille du spot, le temps d’exposition et la puissance.
De nouvelles technologies plus sûres, comme les lasers à balayage en motifs et les méthodes à micropulses, sont déjà utilisées en pratique.

1. Qu’est-ce que la sécurité du laser en ophtalmologie

LASER est l’abréviation de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement). Elle est née de l’utilisation médicale de la lumière solaire dans les civilisations anciennes et s’est développée en un traitement laser moderne et précis.

La lumière laser présente les trois caractéristiques suivantes.

Monochromatique (monochromatic) : composée uniquement de lumière d’une seule longueur d’onde.
Collimatée (collimated) : le faisceau ne s’étale pas et progresse de façon parallèle.
Cohérente (coherent) : les phases des ondes lumineuses sont alignées et se renforcent.

Grâce à ces propriétés, le laser a une radiance des millions de fois supérieure à celle du soleil. Comme l’œil concentre le laser sur une petite zone de la rétine et l’amplifie plus de 100 fois, la sécurité est particulièrement importante en ophtalmologie¹.

Les effets biologiques du laser se répartissent globalement en cinq types : destruction, photoablation, coagulation, hyperthermie et réaction photochimique.

Les pigments (chromophores) de l’œil qui absorbent la lumière laser comprennent les suivants.

Mélanine de l’épithélium pigmentaire rétinien (EPR)
Hémoglobine oxygénée et désoxygénée dans les vaisseaux sanguins
Mélanine de l’uvée
Xanthophylle du pigment maculaire
Eau

Le laser est utilisé dans presque tous les domaines de la médecine. Avec sa diffusion, un sentiment de relâchement peut facilement s’installer, et il faut toujours garder à l’esprit que la chirurgie au laser est aussi un acte médical comportant des risques.

Les lasers principalement utilisés en ophtalmologie sont indiqués par plage de longueur d’onde.

Plage de longueur d’onde	Laser représentatif	Principales utilisations
Plage ultraviolette (193 nm)	Excimère (ArF)	Correction réfractive (LASIK), traitement de l’opacité cornéenne
Ultraviolet proche à infrarouge proche	Femtoseconde	Volet de LASIK, aide à la chirurgie de la cataracte
Lumière visible (du vert au rouge)	Argon, krypton, diode	Photocoagulation rétinienne, iridotomie, trabéculoplastie
Infrarouge proche (810 nm)	Semi-conducteur (diode)	Photocoagulation transsclérale du corps ciliaire, photocoagulation transsclérale de la rétine
Infrarouge (1 064 nm)	Nd:YAG	Capsulotomie postérieure, photocoagulation transsclérale du corps ciliaire
infrarouge lointain (10,3 μm)	dioxyde de carbone (CO₂)	incision de la peau de la paupière

Q En quoi la lumière laser diffère-t-elle de la lumière ordinaire ?

La lumière ordinaire contient de nombreuses longueurs d’onde et se diffuse dans toutes les directions, alors que la lumière laser possède trois caractéristiques : une seule longueur d’onde, un faisceau parallèle et la cohérence. C’est pourquoi elle ne se disperse pas et peut parcourir de longues distances tout en conservant une forte luminance ; lorsqu’elle est focalisée dans l’œil, elle transmet une énergie concentrée à la rétine.

2. Principaux symptômes et signes cliniques

Symptômes subjectifs

Lors d’une exposition aiguë à un laser de forte densité, on voit d’abord un flash lumineux, puis une baisse de la vision due à la phototoxicité. Les principaux symptômes subjectifs sont les suivants.

Flash lumineux : une lumière intense est vue juste après l’exposition.
Baisse de la vision : due à la phototoxicité ou à une lésion rétinienne.
Scotome : déficit du champ visuel correspondant à la zone lésée.
Photophobie : sensibilité à la lumière.
Métamorphopsie : les objets paraissent déformés.
Dyschromatopsie : anomalie de la vision des couleurs.
Douleur oculaire et céphalée transitoires : observées en phase aiguë.

Les symptômes sont souvent présents dans un seul œil, ou dans les deux yeux de façon asymétrique. Une douleur chronique, une rougeur et une sensation d’irritation ne sont pas dues à une lésion par laser et suggèrent une autre cause.

Constatations cliniques (constatations que le médecin vérifie lors de l’examen)

À l’examen du fond d’œil après dilatation, on confirme une hémorragie tissulaire, une perforation et une cicatrisation. L’imagerie comprend l’AOSLO, l’angiographie à la fluorescéine, l’autofluorescence du fond d’œil et l’OCT. Le site de la lésion et les constatations varient selon la bande de longueurs d’onde.

Bande de longueurs d’onde	Laser représentatif	Principales constatations oculaires
450–480 nm (bleu)	Laser bleu	Défaut de la rétine externe, trou maculaire pleine épaisseur, œdème maculaire
520–536 nm (vert)	argon vert	Défauts de la rétine externe, destruction et cicatrisation de l’EPR
630–670 nm (rouge)	He-Ne, diode rouge	Lésions de l’EPR, destruction et atrophie
1 064 nm (proche infrarouge)	Nd:YAG	Lésion de l’épithélium cornéen, hémorragie maculaire, trou maculaire pleine épaisseur

La lésion rétinienne par laser Nd:YAG nécessite une vigilance particulière. Comme la longueur d’onde de 1 064 nm est invisible, les accidents surviennent facilement, et les tirs accidentels en laboratoire sans lunettes de protection sont fréquents. Elle peut provoquer une atteinte de la fovéa de l’œil dominant, avec des lésions d’opacité rétinienne, une hémorragie sous-rétinienne et un trou maculaire. Dans les cas rapportés, même un traitement par stéroïdes en phase aiguë n’améliorait pas le pronostic visuel, et le suivi à long terme a rapporté une formation de membrane épirétinienne ainsi qu’une acuité visuelle résiduelle de 20/100².

Les caractéristiques de divers examens d’imagerie sont présentées ci-dessous.

OCT : détecte les anomalies au niveau de la rétine interne et externe, de l’EPR et de la choroïde à l’échelle micrométrique. Confirme les trous maculaires et l’augmentation de la réflectivité à la base.
FA : Observer des aspects linéaires en stries et l’évolution temporelle d’une hypofluorescence vers un défaut de fenêtre de l’EPR hyperfluorescent.
grille d’Amsler : utile pour détecter la métamorphopsie et les scotomes centraux et paracentraux.
périmétrie Humphrey 10-2 : très sensible pour détecter les scotomes centraux focaux.

Q Quelles anomalies visuelles surviennent en cas de lésion par laser ?

Lors d’une exposition aiguë à un laser de forte densité, un éclair est suivi d’une baisse de vision. Ensuite, un scotome, une métamorphopsie et une anomalie de la vision des couleurs correspondant à la zone lésée peuvent persister. Une douleur chronique ou une rougeur évoquent une cause autre qu’une lésion par laser, d’où la nécessité d’un diagnostic différentiel.

3. Causes et facteurs de risque

Exposition aux lasers médicaux

Les lasers médicaux sont contrôlés par l’opérateur à l’aide d’une pédale et délivrés via une fibre optique. Ils peuvent être équipés d’un faisceau de visée (laser de pointage). Les dispositifs de délivrance comprennent la lampe à fente, le microscope chirurgical, la sonde intraoculaire et l’ophtalmoscope indirect. Les systèmes de délivrance sont classés en quatre types : transpupillaire, transscléral, intraoculaire et irradiation de surface.

Exposition aux lasers non médicaux

Milieu communautaire (pointeurs laser, scanners, projecteurs) : La puissance est généralement faible et transitoire, mais des lasers portatifs de forte puissance disponibles en ligne ont été signalés comme pouvant provoquer une atteinte des photorécepteurs, un trou maculaire et une hémorragie rétinienne³⁴.
Laboratoire et industrie (découpe, soudage) : Intensité élevée. Se produit lorsque les consignes d’utilisation de l’équipement ne sont pas respectées.
Lasers militaires : Utilisés pour la sécurité, la tactique et les communications. Les armes laser causant la cécité sont interdites par les Conventions de Genève et le Protocole des Nations Unies de 1995.
Visée laser sur les aéronefs : illégale aux États-Unis. Les principaux problèmes sont la distraction et une altération visuelle temporaire, et la lésion oculaire directe est rare.

Les lésions dues au laser peuvent être sous-déclarées dans tous les environnements.

Risque et classification FDA

La lumière réfléchie est la cause la plus fréquente d’exposition accidentelle. Les réflexions provenant des instruments chirurgicaux, des lentilles de contact et de la cornée posent problème. Il faut noter que la lumière réfléchie aux longueurs d’onde ultraviolettes et infrarouges est invisible. De plus, sous anesthésie, le réflexe de clignement est fortement réduit ou absent.

Classe I

Non dangereux : aucun danger pour les yeux en usage normal.

Imprimantes laser, lecteurs de CD/DVD, etc.

Classe II

Faible danger : lumière visible uniquement. Protégé par le réflexe de clignement.

Lecteurs de codes-barres, etc.

Classe III

Attention : le regard direct présente un danger grave.

Pointeurs laser, etc.

Classe IV

Risque élevé : danger grave pour les yeux et la peau. La lumière réfléchie est aussi dangereuse.

Lasers de recherche et médicaux. Il existe aussi un risque d’incendie.

La NHZ (zone de danger nominale) est une zone où la propagation du laser est limitée ; le faisceau reste donc concentré et dangereux même à grande distance. Les lasers de classe IV et leur lumière réfléchie présentent aussi un risque d’enflammer les champs opératoires.

Plus le diamètre du spot est petit et plus le temps d’exposition est court, plus les complications sont susceptibles de survenir.

Q Les pointeurs laser vendus dans le commerce peuvent-ils aussi abîmer les yeux ?

Les pointeurs laser correspondent à la classe III de la FDA, et les regarder directement est très dangereux. Dans l’usage habituel et lors d’une exposition brève, la gravité est faible, mais des lésions rétiniennes permanentes ont été rapportées avec des modèles de forte puissance de plus de 5 mW disponibles sur les sites de vente en ligne. En particulier, les enfants présentant des troubles du comportement, des difficultés d’apprentissage ou des problèmes de santé mentale ont un risque plus élevé d’autoagression, et une enquête britannique a indiqué que 85 % des patients étaient des hommes et 80 % avaient moins de 20 ans⁴⁵.

4. Diagnostic et examens

En cas de suspicion de lésion due au laser, il faut recueillir en détail la longueur d’onde, la puissance et le mode d’émission du laser utilisé. L’examen du fond d’œil après dilatation pupillaire est l’examen de base.

Les principaux examens sont les suivants.

OCT : détecte les anomalies des couches internes et externes de la rétine, de l’EPR et de la choroïde à l’échelle micrométrique. Évalue les trous maculaires, l’élévation et l’augmentation de la réflectivité à la base.
FA (angiographie à la fluorescéine du fond d’œil) : observe des signes linéaires ou striés, ainsi que l’évolution temporelle d’un défaut de fenêtre du RPE, de l’hypofluorescence à l’hyperfluorescence.
autofluorescence du fond d’œil (FAF) : évalue la dysfonction du RPE.
AOSLO (ophtalmoscopie laser à balayage à optique adaptative) : utilisée pour la visualisation et l’enregistrement à haute résolution des lésions tissulaires.
angiographie OCT : évalue de façon non invasive la circulation rétinochoroïdienne. Elle peut aussi être réalisée chez les patients allergiques aux produits de contraste.
grille d’Amsler : utilisée pour détecter la métamorphopsie et le scotome paracentral.
champ visuel Humphrey 10-2 : très sensible pour détecter un scotome central localisé.

5. Méthodes de traitement standard

Il n’existe pas de protocole de traitement standardisé pour les lésions rétiniennes induites par laser.

Corticoïdes (intraveineux ou oraux) : proposés pour réduire la réaction inflammatoire cellulaire nocive (comme l’œdème maculaire). Des rapports font état d’une récupération visuelle avec de la prednisolone orale 0.5 mg/kg/j associée à la lutéine⁶, mais ils ont des effets indésirables, et leur efficacité pour les lésions au laser Nd:YAG reste incertaine².
Inhibiteurs du VEGF : utilisés pour traiter la néovascularisation choroïdienne associée à la lésion laser.
Thérapie photodynamique (PDT) : peut être utilisée pour la néovascularisation choroïdienne.
Traitement chirurgical : il n’est généralement pas indiqué. Pour les complications non résolues (trou maculaire, membrane épirétinienne), une ablation chirurgicale du tissu cicatriciel ou de l’hémorragie peut être réalisée.

Comme aucun traitement efficace n’a été établi, la prévention est la plus importante, notamment le port rigoureux de lunettes de protection.

Prévention des complications lors de l’utilisation du laser médical

La surcoagulation est la principale cause de complications. En photocoagulation, les paramètres de coagulation doivent être réglés dans l’ordre suivant : longueur d’onde → diamètre du spot → durée d’exposition → puissance.

Réglage du diamètre du spot : en règle générale, 50–200 μm près de la fovéa et dans l’arcade vasculaire, et 200–500 μm en périphérie.
Réglage de la durée d’exposition : près de la fovéa, 0,02–0,1 seconde ; en périphérie, 0,2 seconde comme base ; jusqu’à 0,5 seconde pour les vaisseaux anormaux.
Réglage de la puissance : si une tache de coagulation appropriée n’est pas obtenue, n’augmentez pas simplement la puissance ; envisagez un traitement chirurgical.

Les principales complications de la photocoagulation sont les suivantes.

Atteinte de la couche des fibres nerveuses → déficit du champ visuel
Hémorragie rétinienne, sous-rétinienne et sous-RPE ; hémorragie choroïdienne
Formation d’une membrane épirétinienne → décollement de rétine par traction
Contraction du vitré → hémorragie intravitréenne et aggravation du décollement de rétine par traction
Insuffisance de la circulation choroïdienne → œdème maculaire, décollement ciliaire-choroïdien et décollement exsudatif de rétine
néovascularisation choroïdienne, cataracte
irradiation accidentelle de la fovéa et de l’iris → atrophie de l’iris
Trouble de l’accommodation avec mydriase

En photocoagulation, une opacification cornéenne, une hémorragie de la chambre antérieure, une atrophie de l’iris, des synéchies postérieures de l’iris et une cataracte ont également été rapportées comme complications.

Q Existe-t-il un traitement si l'œil est lésé par un laser ?

Il n’existe pas de protocole de traitement standardisé. Des stéroïdes, des inhibiteurs du VEGF, la PDT et la chirurgie peuvent être envisagés selon la situation, mais un traitement efficace n’est pas toujours établi. En particulier, l’effet d’un traitement stéroïdien pour une lésion au laser Nd:YAG n’est pas clair. La prévention est la plus importante, et le port de lunettes de protection est essentiel.

6. Physiopathologie et mécanisme détaillé de survenue

La lumière laser est une lumière cohérente monochromatique, très directionnelle et de forte puissance, et dans les tissus vivants elle agit par des mécanismes spécifiques à chaque longueur d’onde.

Destruction (Disruption)

Laser Nd:YAG (onde pulsée) est un exemple représentatif. Il coupe mécaniquement le tissu par formation de plasma. Il est utilisé pour la capsulotomie postérieure et l’incision cutanée.

Photoablation

Le laser excimère (ArF 193 nm) en est l’exemple typique. Il émet des impulsions qui rompent les liaisons entre les molécules et détruit le tissu sans laisser de cicatrice. Il est utilisé pour l’ablation cornéenne du LASIK.

Coagulation

Les lasers à lumière visible (vert, jaune, rouge) en sont un exemple typique. Ils sont absorbés par la mélanine et l’hémoglobine, ce qui provoque une coagulation thermique. Ils sont utilisés pour la photocoagulation rétinienne et l’iridotomie.

Réaction photochimique

La PDT (thérapie photodynamique) en est l’exemple typique. Une substance photosensibilisante absorbe la lumière et produit des espèces réactives de l’oxygène qui endommagent les tissus. Elle est utilisée pour traiter la néovascularisation choroïdienne.

Les caractéristiques d’absorption selon la longueur d’onde dans le domaine de la lumière visible sont les suivantes.

Absorption par la mélanine : plus la longueur d’onde est grande, plus le coefficient d’absorption diminue.
Absorption par l’hémoglobine : maximale aux longueurs d’onde jaunes, elle diminue aux longueurs d’onde rouges.
La pénétration tissulaire : elle est plus élevée quand la longueur d’onde est plus grande. Le jaune est souvent utilisé car il a une forte efficacité de conversion thermique.
Longueurs d’onde rouges : faible absorption par l’hémoglobine et excellente pénétration. Elles conviennent aux lésions sous hémorragie et aux cas présentant une opacité des milieux transparents de l’œil.
Longueurs d’onde bleues (450–480 nm) : fortement absorbées par le pigment maculaire xanthophylle. Elles ne conviennent pas au traitement de la macula.
Laser diode (810 nm) : il a une forte pénétration tissulaire et est utilisé pour la photocoagulation transsclérale du corps ciliaire et la photocoagulation transsclérale de la rétine. Il correspond aussi à la longueur d’onde d’absorption maximale de l’ICG.
Laser au dioxyde de carbone (10.3 μm) : il est absorbé par l’eau et provoque une vaporisation. Il est utilisé en mode pulsé pour les incisions de la peau de la paupière.

Le laser femtoseconde (impulsions de l’ordre de 10^-15 seconde) utilise la destruction tissulaire provoquée par la formation de plasma. Il est appliqué à la chirurgie réfractive (création du volet LASIK) et à la chirurgie de la cataracte (incisions cornéennes, capsulotomie antérieure, fragmentation du noyau).

7. Recherches récentes et perspectives d’avenir (rapports en phase de recherche)

Laser de balayage en motif

Il s’agit d’une technique qui délivre automatiquement plusieurs points de coagulation selon un motif, en une seule exposition. Le temps d’exposition par point est très court, environ 0.02 seconde, ce qui limite les lésions des couches internes de la rétine et de la choroïde, et crée des points de coagulation limités à la couche externe. Elle peut réduire considérablement le temps de traitement.

Photocoagulation à impulsions courtes

Il s’agit d’un traitement qui règle le temps d’exposition à environ un dixième du temps habituel (0.01 à 0.02 seconde) et la puissance à environ trois fois plus. Il provoque moins de lésions des couches internes de la rétine et réduit la douleur pendant le traitement. Il est aussi dit que l’augmentation à long terme des cicatrices de coagulation est moindre.

Photocoagulation à micro-impulsions

Il s’agit d’un traitement sous-seuil qui ne coagule sélectivement que l’épithélium pigmentaire rétinien. On espère obtenir un effet thérapeutique tout en minimisant les lésions de la couche des fibres nerveuses rétiniennes.

Il s’agit d’un système de délivrance de type caméra du fond d’œil, doté de fonctions d’irradiation automatique et de suivi. Il peut être superposé aux images d’angiographie afin d’obtenir une irradiation très précise.

Utilisation de l’angiographie OCT

Il s’agit d’une technique non invasive permettant d’évaluer la circulation rétinocchoroïdienne, et elle peut aussi être réalisée chez les patients allergiques aux produits de contraste. Elle se diffuse comme une nouvelle option d’examen avant la photocoagulation au laser.

8. Références

Bhavsar KV, Michel Z, Greenwald M, Cunningham ET Jr, Freund KB. Retinal injury from handheld lasers: a review. Surv Ophthalmol. 2021;66(2):231-260. PMID: 32628946. ↩
Park DH, Kim IT. A case of accidental macular injury by Nd:YAG laser and subsequent 6 year follow-up. Korean J Ophthalmol. 2009;23(3):207-209. PMID: 19794950. ↩ ↩²
Birtel J, Harmening WM, Krohne TU, Holz FG, Charbel Issa P, Herrmann P. Retinal Injury Following Laser Pointer Exposure. Dtsch Arztebl Int. 2017;114(49):831-837. PMID: 29271340. ↩
Linton E, Walkden A, Steeples LR, Bhargava A, Williams C, Bailey C, Quhill FM, Kelly SP. Retinal burns from laser pointers: a risk in children with behavioural problems. Eye (Lond). 2019;33(3):492-504. PMID: 30546136. ↩ ↩²
Farassat N, Boehringer D, Luebke J, Ness T, Agostini H, Reinhard T, Lagrèze WA, Reich M. Incidence and long-term outcome of laser pointer maculopathy in children. Int Ophthalmol. 2023;43(7):2397-2405. PMID: 36670265. ↩
Marinescu AI, Hall CM. Laser-Induced Maculopathy and Outcomes After Treatment With Corticosteroids and Lutein. Cureus. 2021;13(9):e18268. PMID: 34692258. ↩