Ph.. BEAUFILS

Centre Hospitalier Versailles

78150 Le Chesnay

Au terme de cette conférence, nous devons essayer de répondre à 3 questions:

- quel laser utiliser?

- le laser: pour quoi faire?

- quels sont les avantages et inconvénients?

Les orateurs précédents ont déjà répondu en grande partie à ces questions et je vais essayer d'en faire la synthèse.

Quel laser utiliser?

L'arthroscopie a été la première technique orthopédique à utiliser la technologie laser. Les premières arthroscopies utilisant le laser CO2 remontent au début des années 80 (Smith et Nance, Philandrianos en France). O'Brien fut le premier à publier sur les possibilités du laser Néodymium Yag.

En réalité nous avons bien compris qu'il n'y a pas un laser mais des lasers dont les propriétés chimiques et biologiques peuvent être très différentes. Elles dépendent essentiellement de la longueur d'onde émise, elle-même déterminée par le milieu actif émetteur: par exemple, CO2, Yag, Erbium, Argon, Xenon, etc... Les propriétés biologiques sont directement liées à l'interaction entre le faisceau lumineux (donc ses caractéristiques optiques) et le tissu cible. L'absorption qui est le but recherché engendre soit un dégagement de chaleur: c'est l'effet photothermique des lasers infra rouge, soit un effet chimique de scission des chaînes protéiques. C'est l'effet photo chimique des lasers ultraviolets type laser Excimer.

Pour les lasers infra rouges, l'absorption de la lumière est surtout le fait de l'eau contenue dans les tissus. L'efficacité est donc d'autant plus grande que le tissu contient plus d'eau: c'est le cas du cartilage et des ménisques. L'os, plus pauvre en eau, nécessite un niveau d'énergie plus élevé.

D'autres facteurs interviennent également:

- la densité d'énergie (Buchelt 1991)

- le mode de délivrance: laser à distance dont la mise en oeuvre est difficile ou laser de contact qui ont l'avantage d'apporter l'énergie au niveau même du tissu cible

- le temps d'exposition: continu ou pulsé. Il semble que la durée même de la pulsation soit importante: à énergie totale équivalente, il vaut mieux une pulsation plus longue et un niveau d'énergie plus faible, que l'inverse.

Si l'effet thermique au niveau même de la zone de coupe doit être élevé, en revanche l'effet thermique à distance doit être le plus minime possible. Moins l'absorption est bonne, plus l'énergie nécessaire à l'obtention du l'effet désiré est grand, et plus l'effet thermique à distance de la zone cible est grand.

Ces quelques notions physiques et biologiques permettent de dégager une sorte de palmarès des lasers "arthroscopiques". Pour les lasers ultraviolets (effet photochimique) le laser excimer est le plus adapté (Glossop, Prodsehl, Schultz). Il entraînerait moins de réaction inflammatoire que les lasers infrarouges. Mais son utilisation se heurte à des difficultés techniques de fabrication des fibres qui doivent supporter des énergies élevées. Seul le Xenon Chloride commence à être utilisé en clinique (Kroitzsch 1989).

Parmi les lasers infra rouges, le laser CO2, le Néodymium Yag, l'Holmium Yag sont utilisables en clinique et plus récemment l'Erbium.. CO2 et NdYag ont d'abord été utilisés.

Le CO2 (l=10,6m) est très bien absorbé par l'eau donc adapté à la chirurgie méniscale ou cartilagineuse. Mais le système de délivrance du faisceau est complexe par bras articulé qui ne peut venir au contact de la cible. Du fait de l'absorption en milieu liquide, l'arthroscopie doit être menée en milieu gazeux et les difficultés techniques l'ont fait progressivement pratiquement abandonné (Garrick 1991).

A l'opposé le NdYag laser est un laser de contact: une fibre optique contenue dans une pièce à main amène le faisceau au contact de la cible. L'arthroscopie peut donc être menée en milieu liquide. Mais la longueur d'onde (1,05m) n'est pas très favorable à une bonne absorption dans l'eau et l'effet thermique à distance est donc élevé (plusieurs millimètres). L'HoYag laser constitue un bon compromis (Siebert 1993). C'est un laser Yag dopé à l'Holmium ce qui a pour conséquence de doubler la longueur d'onde (2,1m). L'absorption dans l'eau est bonne et l'effet thermique périphérique est limité (0,5mm).Il associe donc les avantages du laser CO2 et du Nd Yag. C'est actuellement le laser le plus utilisé en arthroscopie. Le milieu est le sérum salé banal. C'est un laser pulsé délivrant des impulsions répétées très brèves, mais à très haute énergie. Dans la mesure où ce laser utilise une pièce à main qui vient au contact de la cible, la technique opératoire est très proche de celle utilisée avec les instruments mécaniques.

Quant à l'Erbium, il aurait de par sa longueur d'onde un intérêt tout particulier dans la résection osseuse et des tissus calcifiés. Mais son usage clinique n'est pas encore répandu du fait de difficultés techniques (bras articulés rigides).

Laser: pour quoi faire?

Théoriquement ces propriétés devraient permettre d'effectuer tous les gestes usuels en arthroscopie quelle que soit l'articulation considérée. Plutôt que de faire un catalogue, il nous semble qu'il faut séparer ces gestes en trois groupes:

1- le groupe des gestes où le laser n'est ni plus ni moins qu'un outil pour couper, réséquer, coaguler. Dans ce groupe la question est: le laser est-il plus efficace que les instrument mécaniques, motorisés ou non?. Les avantages potentiels du laser sont: la finesse du geste, l'hémostase simultanée, l'utilisation d'un seul instrument...

2- le groupe des gestes où le laser pourrait par des propriétés propres induire des phénomènes ou des réactions que les autres instruments ne sont pas en mesure de déclencher: régénération cartilagineuse, rétraction capsulo-ligamentaire contrôlée...

3- la discectomie laser constitue un chapitre à part

1- Laser-Outil

C'est en matière de méniscectomie que les études cliniques ont été le plus poussées. A la suite des travaux de Fanton et Dilingham (1990), Saunier (1993) nous avions avec P. Hardy et JL Blin mené en 1992 une étude prospective portant sur le résultat à court terme de 40 méniscectomies laser et 40 méniscectomies mécaniques. Cette étude n'était pas randomisée mais les deux groupes étaient analogues en terme d'âge, de type de lésion méniscale traumatique ou dégénérative. D'autres études ont été ensuite publiées ( Saunier 1993, Kishimoto 1994, Smith 1994). Jean Louis Blin vous a présenté les résultats préliminaires de notre étude en aveugle. Tous les auteurs s'accordent pour dire que:

- la méniscectomie laser est efficace

- les complications sont rares et sans gravité

- la durée opératoire est analogue

- les résultats précoces sont meilleurs

-les résultats à moyen terme sont équivalents, à condition de prendre garde à faire une résection méniscale suffisante en particulier dans les LMD

Mais le laser peut être utilisé dans de nombreuses autres indications grâce à ses propriétés de section et de coagulation simultanées, et ce en milieu salé. La section d'aileron rotulien, pour autant qu'elle soit justifiée, est un geste simple et sûr (Fanton et Dilingham 1991).

La synovectomie au laser peut être réalisée à titre isolé ou en complément d'une synovectomie motorisée (Raunest 1989, Négrier 1993, Takagi 1994)). Raunest, utilisant le NdYag a noté une diminution significative du saignement post opératoire dans la synovectomie sur arthropathie hémophilique. Le laser a également l'avantage d'accéder plus facilement au compartiments postérieurs.

Tous les gestes de débridement fibreux sont réalisables au laser (plica, arthrolyses, etc...). Cette utilisation est particulièrement intéressante dans les articulations serrées (cheville) ou petites (poignet: résection du ligament triangulaire)

P. Hardy vous a montré les possibilités du laser en arthroscopie de l'épaule. . Le laser permet l'ablation de la bourse, la section du ligament acromio-coracoidien, et même l'acromioplastie à condition de disposer d'une machine puissante (60watts). La durée opératoire est certes augmentée mais la douleur post-opératoire est significativement améliorée. Imhof a confirmé ces résultats. Comme pour la méniscectomie, les résultats à moyen terme sont évidemment identiques.

2- Utilisation des Propriétés Physiques propres au laser.

a-Laser et Cartilage

Tous les lasers sont capables de réséquer ou régulariser le cartilage. L'un des avantages potentiels de cette technique serait l'induction d'un processus de régénération cartilagineuse. mais ce fait n'est pas établie. Les études cliniques de Raunest (1990) , Lane (1992) Siebert (1994) semblent montrer un avantage en faveur du laser à 1 an dans le traitement de la gonarthrose par débridement arthroscopique. La méthodologie de ces études n'est pas toujours exempte de critiques.

Quant aux études expérimentales, qu'elles portent sur l'histologie du cartilage, les cultures cellulaires, le métabolisme du cartilage, elles apportent des résultats discordants. De nombreux auteurs ont étudié, l'effet du laser versus les instruments mécaniques sur le cartilage animal. Baylis et Glick (1994), Fischer (1994) n'observent aucune régénération et même une extension secondaire de la nécrose cartilagineuse. Spiwak n'observe pas de différence histologique mais une réponse positive au laser sous forme de synthèse de la matrice cartilagineuse. A l'inverse Miller et O'Brien observent une régénération importante. Des études supplémentaires sont encore nécessaires avant d'affirmer ou d'infirmer le rôle éventuel du laser sur la régénération cartilagineuse car on conçoit les implications cliniques d'une telle affirmation. Quoi qu'il en soit, il est admis que l'effet dépend du type de laser (Ho Yag, NdYag, Excimer) et du niveau d'énergie qui doit de toute façon être bas: Jansen (1994) a proposé 1Joule et 10 Herz.

b- Laser et Hyperlaxité: George Thabit nous a présenté son expérience très intéressante sur la rétraction capsulaire contrôlée.

L'utilisation du laser pour contracter les tissus ouvre une voie vers de nouvelles possibilités. Cette utilisation s'appuie sur l'effet thermique du laser sur le tissu capsulo-ligamentaire à des niveaux d'énergie bas: "nonablative energy density".

Markel , Vangsness et Thabit ont étudié expérimentalement le lapin et le tendon rotulien de cadavre le pourcentage de raccourcissement ligamentaire en fonction de la dose. Il peut atteindre plus de 30% et dépend du niveau d'énergie. Mais pour des doses élevées les modifications histologiques sont alors importantes et la résistance à la rupture diminuée.

G. Thabit nous a rapporté ses résultats dans le traitement arthroscopique de l'instabilité de l'épaule, multidirectionnelle ou unidirectionnelle avec distension capsulaire. Ces résultats, encore préliminaires, paraissent intéressants. Ils apportent peut-être une solution technique au traitement chirurgical des instabilités multidirectionnelle mais peut-être aussi au fort taux d'échec que nous observons après stabilisation arthroscopique de l'épaule même lorsqu'il existe une lésion de Bankart: ce taux d'échec est en partie du à la persistance d'une distension capsulaire mal évaluée. Le seul traitement de la lésion de Bankart est probablement insuffisant. Faut-il y associer une rétraction capsulaire?

Des études complémentaires expérimentales et cliniques sont indispensables pour confirmer la réalité du phénomène, l'absence de récidive, l'absence de rupture secondaire par diminution de la résistance. Cette technique doit être aujourd'hui considérée comme expérimentale.

3- Laser et Discectomie

J.P. Benazet vous a présenté l'état de l'art en matière de discectomie percutanée. Le laser agit non seulement comme un outil banal (vaporisation, résection) mais il est également capable de rétracter le tissu discal (Hellinger 1994). l'ensemble de ces phénomènes conduit à une diminution de pression qui est le but recherché.

Il ressort de l'étude de JP Benazet et de la revue de la littérature que:

- le laser Holmium Yag est le plus adapté (laser de contact, effet thermique modéré). Il a d'ailleurs été homologué par la FDA pour cette utilisation (Sherk 1993)

- la technique est sûre. le taux de complications est très faible

Choy (1992): 1 discite/420cas

Stern (1994): 0/280 cas

Siebert (1994): 1 discite /264 cas

-l'analyse des résultats est plus difficile car elle dépend beaucoup des indications. Dans les indications habituellement reconnues et données par JP Benazet (Contre-indications = hernies migrées, exclues, arthrose), le taux de résultats satisfaisants est évalué entre 75 et 80%. (Choy 1992, Sherk 1993, Kosaka 1994, Pantoja 1994, Casper 1994, Stern 1994, Sieberft 1994).

Ces chiffres sont analogues à ceux obtenus par la chirurgie mais à moindre frais.

Sherk en 1993 a comparé traitement médical et décompression discale au laser. les résultats sont équivalents mais l'étude n'est pas aveugle. A notre connaissance très peu d'études comparatives ont été faites entre discectomie mécanique et décompression au laser. Pantoja (1994) trouve des résultats équivalents.

J.P. benazet a souligné l'intérêt du laser en terme de fibrose, de risque de blessure radiculaire ou durale.

CONCLUSION

Le laser est un instrument sûr et efficace. La FDA a d'ailleurs autorisé l'utilisation de l'HoYag aux Etats Unis. Ses Inconvénients sont plus théoriques que réels: atteinte oculaire du personnel, explosion d'un matériel sous haut voltage, risque carcinologique par mutation des cellules soumises au rayonnement (laser excimer), brûlures cutanées du laser CO2, effet thermique à distance du Nd Yag, épanchement réactionnels aux produits de brûlure (laser CO2) .

Ses avantages ont été énumérés: finesse de la coupe, absence de dommages en particulier cartilagineux dans les articulations serrées ou petites, hémostase, utilisation d'un seul instrument.

Le grand risque est l'hyperutilisation, du fait de l'impact psychologique du mot laser. Nous devons nous défendre d'une telle dérive: laser ne signifie pas succès clinique et nous avons vu que certains domaines méritent encore des avancées technologiques des investigations cliniques et expérimentales. Nous manquons encore d'études méthodologiquement irréprochables.

La question financière ne doit pas être non plus méconnue. A notre connaissance le rapport efficacité-coût n'a pas encore été établi et même si ces lasers peuvent avoir une utilisation multidisciplinaire, l'investissement initial et le consommable sont d'un coût élevé.

Enfin un apprentissage est indispensable: non seulement de la technique opératoire mais également des caractéristiques et des potentialités de chaque type de laser: niveau d'énergie en fonction du tissu cible, fréquence, durée de contact...

Ces considérations nous conduisent à proposer de limiter à l'heure actuelle l'utilisation du laser à des centres sélectionnés.