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Chapitre 20 · Phacoémulsification

Principes du phacoémulsificateur et fluidique

Pression d'irrigation, débit et vide, pompes péristaltique et Venturi, rebond postocclusion, ultrasons et modulation, brûlure d'incision, plateformes actuelles.

Points clés

  • Le phacoémulsificateur émulsifie le noyau par ultrasons et l'aspire en maintenant une chambre antérieure stable : tout repose sur l'équilibre entre l'entrée (irrigation) et la sortie (aspiration et fuites) [1].
  • La pompe péristaltique commande le débit, le vide ne monte qu'en occlusion ; la pompe Venturi commande le vide, dont dépend le débit [1][7][10].
  • Le rebond postocclusion (surge) survient à la rupture d'une occlusion à vide élevé ; on le limite d'abord en augmentant la pression d'irrigation, puis en baissant le vide maximal [1].
  • La puissance ultrasonore correspond à la longueur de course de l'aiguille ; les modes pulsé, en salves et hyperpulsé, et les mouvements torsionnel ou transversal réduisent l'énergie délivrée et la chaleur [1][2].
  • La brûlure d'incision survient en quelques secondes au-delà de 60 °C, quand l'aiguille n'est plus refroidie par le flux : vérifier l'irrigation-aspiration en position 2 avant tout ultrason [1][9].

Le circuit fluidique

Flacon de BSShauteur → pressionPIO ≈ 0,74 × h (cm)irrigationChambre antérieureentrée = sortie + fuitesmanchonaspirationPompepéristaltiqueou Venturirecueildébit (ml/min) et vide (mmHg)réglés sur la console, modulés à la pédale
Circuit fluidique schématique : l'irrigation entre par le manchon, l'aspiration sort par l'aiguille.
  • PédaleEn mode phacoémulsification : position 0 au repos, 1 irrigation, 2 irrigation et aspiration, 3 irrigation, aspiration et ultrasons. En mode irrigation-aspiration, seules les positions 1 et 2 existent [1].
  • Pression d'irrigationSans flux, la hauteur du flacon fixe la pression intraoculaire : pression (mmHg) ≈ 0,74 × hauteur (cm d'eau) ; un flacon à 75 cm donne environ 55 mmHg. Dès que l'aspiration fonctionne, le flux dans la ligne d'irrigation fait baisser la pression, d'autant plus que le débit est élevé [1][2].
  • OcclusionUne occlusion partielle de l'aiguille réduit la sortie et fait remonter la pression ; une occlusion complète arrête le flux et la pression revient à celle du flacon [1].
  • Irrigation activeLes plateformes récentes pressurisent la poche de BSS (compression mécanique ou gaz) et régulent une pression intraoculaire cible quel que soit le débit ; certains capteurs sont placés dans la pièce à main pour réagir plus vite [2][3].

Pompes, débit et vide

Pompe péristaltique (débit)Pompe Venturi (vide)
Paramètre commandéDébit d'aspiration (ml/min), vide maximal en butéeVide (mmHg) ; le débit en découle
Sans occlusionVide faible ; la hauteur du flacon ne modifie pas le débitLe vide atteint d'emblée la valeur commandée ; élever le flacon augmente le débit
En occlusionLe vide monte jusqu'au maximum réglé, la pompe s'arrêteLe vide est déjà au niveau commandé
ComportementBonne prise des fragments, montée du vide progressiveAttraction rapide des fragments (« suivi »), montée du vide quasi instantanée

D'après Cohen [1] et Pettey et coll. [2]. Certaines plateformes associent les deux pompes, au choix du chirurgien à chaque temps opératoire.

  • Suivi (followability)Capacité à attirer les fragments vers l'aiguille : elle dépend surtout du débit. La tenue (holdability) dépend du vide [1].
  • Rebond postocclusionEn occlusion à vide élevé, la tubulure d'aspiration se collabe en partie et des bulles se forment : à la rupture de l'occlusion, leur détente aspire brutalement un volume que l'irrigation passive ne compense pas, et la chambre s'effondre. Remèdes : élever la pression d'irrigation, baisser le vide maximal ; modifier le débit est moins efficace. Les tubulures rigides, les aiguilles de petit calibre, l'irrigation active et la ventilation contrôlée de la ligne réduisent le volume du rebond [1][2][4][5].

Ultrasons

  • PrincipeDes cristaux piézoélectriques font vibrer l'aiguille à une fréquence fixe de 25 000 à 60 000 Hz selon les appareils ; le pourcentage de puissance correspond à la longueur de course, jusqu'à environ 100 µm [1].
  • Quatre forcesImpact mécanique (« marteau-piqueur »), onde acoustique, onde liquidienne qui repousse les fragments, cavitation transitoire dont le rôle clinique reste discuté [1][6].
  • Mouvements de l'aiguilleLongitudinal (classique, repousse les fragments) ; torsionnel (balayage latéral de la pointe, nécessite une aiguille coudée, moins de chaleur à l'incision et moins de répulsion dans plusieurs études) ; transversal (mouvement elliptique combinant longitudinal et latéral) [1][2].
  • ModulationContinu (la puissance augmente avec l'enfoncement de la pédale) ; pulsé (cycles marche-arrêt à rapport cyclique fixé) ; en salves (salves de durée fixe, l'intervalle se raccourcit quand on enfonce la pédale) ; hyperpulsé (impulsions très brèves, moins de chaleur). Objectif : réduire l'énergie dissipée et la répulsion des fragments [1].
  • AiguillesCalibre, biseau (de 0 à 45 degrés), forme droite ou coudée et diamètre interne modifient la prise, la coupe et le débit ; le manchon de silicone porte les orifices d'irrigation et doit être adapté à la largeur de l'incision [1].

Brûlure d'incision

  • MécanismeL'aiguille chauffe rapidement ; elle est refroidie par l'irrigation le long du manchon et par l'aspiration dans sa lumière. Si l'aspiration est bouchée (noyau dense, viscoélastique dispersif ou viscoadaptatif), plus rien ne sort de l'œil, donc plus rien n'entre : au-delà de 60 °C, le collagène se rétracte en quelques secondes [1][8][9].
  • SignesBlanchiment des berges, lait de noyau émulsifié qui flotte dans la chambre sans être aspiré, bruit d'occlusion sans fragment à la pointe [1].
  • PréventionAspirer le viscoélastique autour de l'aiguille avant le premier ultrason, vérifier le flux en position 2, incision adaptée au manchon (ni trop serrée ni trop large), relâcher immédiatement la pédale au moindre signe [1][9]. Voir les chapitres 14 et 17.

Plateformes actuelles

  • Alcon CenturionPompe péristaltique, ultrasons torsionnels (OZil) ; Active Fluidics : la poche de BSS est comprimée pour maintenir une pression cible ; Active Sentry : capteur de pression dans la pièce à main et ventilation contrôlée de la ligne à la rupture d'occlusion, qui réduit le volume du rebond [2][3][5].
  • Bausch + Lomb Stellaris ElitePompe Venturi, ultrasons longitudinaux multicristaux ; Adaptive Fluidics : la pression d'irrigation augmente avec le vide commandé ; pédale double linéaire qui sépare le vide (latéral) et les ultrasons (vertical) [2].
  • Johnson & Johnson VeritasDouble pompe (péristaltique et Venturi au choix pendant l'intervention), ultrasons transversaux (Ellips) et modulation WhiteStar, tubulure à paroi interne rigide contre le rebond, irrigation pressurisée par gaz en option [2].
  • Zeiss Quatera 700Plateforme plus récente, décrite dans le même chapitre de Steinert [2].

En pratique. Les réglages se pensent par temps opératoire : sculpture (vide bas, débit modéré, ultrasons suffisants), fragmentation et prise (vide élevé), aspiration des fragments (vide adapté, ultrasons modulés), épinoyau et cortex (vide et débit plus bas). Les techniques de fragmentation font l'objet du chapitre suivant.

Références

  1. Cohen KL. Basic principles of the phacoemulsifier. In : Steinert's Cataract Surgery. 4e éd. Elsevier. Chapitre 19:163-73.
  2. Pettey J, Seibel BS, Miller KM, Garg S. Advanced principles of phacoemulsification platforms. In : Steinert's Cataract Surgery. 4e éd. Elsevier. Chapitre 20:175-85.
  3. Nicoli CM, Dimalanta R, Miller KM. Experimental anterior chamber maintenance in active versus passive phacoemulsification fluidics systems. J Cataract Refract Surg. 2016;42:157-62.
  4. Nejad M, Injev VP, Miller KM. Laboratory analysis of phacoemulsifier compliance and capacity. J Cataract Refract Surg. 2012;38:2019-28.
  5. Thorne A, Dyk DW, Fanney D, Miller KM. Phacoemulsifier occlusion break surge volume reduction. J Cataract Refract Surg. 2018;44:1491-6.
  6. Zacharias J. Role of cavitation in the phacoemulsification process. J Cataract Refract Surg. 2008;34:846-52.
  7. Cahoon JM, Gupta I, Gardiner G, et al. Comparison of venturi and peristaltic vacuum in phacoemulsification. J Cataract Refract Surg. 2015;41:428-32.
  8. Sippel KC, Pineda R. Phacoemulsification and thermal wound injury. Semin Ophthalmol. 2002;17:102-9.
  9. Ernest P, Rhem M, McDermott M, et al. Phacoemulsification conditions resulting in thermal wound injury. J Cataract Refract Surg. 2001;27:1829-39.
  10. Seibel BS. Phacodynamics: mastering the tools and techniques of phacoemulsification surgery. 4e éd. Thorofare : Slack.