LUMIÈRES INTENSES PULSÉES (IPL)
IPL est une abréviation de « Intense Pulsed Light » pour « lumière pulsée intense ». Les IPL sont apparues à partir de l’année 1990. Ces appareils ont une conception proche des lasers, sauf que la lumière émise vers la cible est générée par une lampe à arc Xénon – équivalente à une lampe utilisé pour le pompage d’un milieu laser comme le Nd :Yag par exemple. Cette lumière n’a pas les propriétés d’une lumière Laser mais on se retrouve avec un système plus simple à mettre en œuvre que les lasers. L’idée de son concepteur est de proposer cette technologie comme l’équivalent d’un laser «couteau Suisse » à presque tout faire puisque l’on va pouvoir filtrer le spectre étendue en fonction de la cible à chauffer ou bien à détruire !
Après les premières homologations FDA en 1995, des appareils à lampes pulsées filtrées sont proposés comme une solution de rechange aux sources laser. ESC, une société Israélienne, a été à le pionnier et plusieurs constructeurs ont commercialisé ces systèmes pour pratiquement toutes les applications dermatologiques et esthétiques : varicosités des membres inférieurs et du visage, érythrose, couperose, angiomes plans, tâches pigmentaires, épilation et « réjuvénation » (néologisme qui signifie rajeunissement de la peau).
Différences entre IPL et laser
Principe de fonctionnement des IPL
Ces appareils sont composés de deux éléments principaux :
- Une console contenant l’alimentation électrique avec un ou plusieurs condensateurs montés en parallèle. Fortement chargés, ils déchargent très rapidement l’énergie stockée dans une lampe Flash (Ash, Town et Bjerring 2008). Une lumière intense est générée par une lampe à arc Xénon. Le boitier contient aussi les modules de contrôle électronique et le module de refroidissement du système de couplage.
- Un illuminateur (ou pièce à main) intégrant la lampe, le système de couplage qui est en général refroidit.
La lampe flash intégrée dans l’illuminateur va fournir donc une lumière émise sur un large spectre (300-1 200 nm), qui s’étend de l’ultraviolet (UV) au proche infrarouge (IR) jusqu’à 1 200 nm ou plus en passant par le visible.
Cependant, ses différents types ont un spectre très variable et les machines proposées par les différents constructeurs ne sont absolument pas comparables entre elles.
La lumière émise n’est donc pas monochromatique comme c’est le cas pour un laser. Il faut donc avoir recours à un filtre pour sélectionner une partie du spectre. Si la cible est vasculaire, le filtre choisi aura une bande passante entre 540 à 1 000 nm (voire 1 200 nm pour certains constructeurs).
En effet, un tel filtre élimine les composantes bleu-vert fortement absorbées par la mélanine ; par contre, la lumière jaune, bien absorbée par l’hémoglobine, est conservée. Dans le cas de l’épilation, on cherche à minimiser l’action sur l’hémoglobine et le choix se portera sur un filtre éliminant les composantes bleu-vert, mais aussi jaune-orange. Il aura donc une bande passante moins large, s’étendant de 650 à 1 000 nm (rouge-infrarouge).
Illuminateur
Pour pouvoir travailler avec une IPL, l’utilisateur doit tenir le module pièce à main ou Illuminateur qui contient la lampe flash.
À la différence d’un laser qui émet un rayon de lumière de très faible diamètre et par conséquent extrêmement énergétique, la lumière émise par cette lampe se fait dans toutes les directions. Un réflecteur intégré dans l’illuminateur permet cependant de récupérer une partie des photons qui sont redirigés vers la zone de traitement.
Avec de tels illuminateurs, la zone de traitement ne peut être que relativement importante. La plupart des constructeurs en proposent avec une optique ayant une surface rectangulaire de 8 x 35 mm ou de 10 x 45 mm, mais on peut trouver des optiques de 10 x 10 mm et aussi des optiques de forme circulaire (de 4, 6 et 10 mm de diamètre ou plus. Afin d’améliorer le contact avec la peau, et par conséquent le couplage optique, on utilise un gel transparent de type « échographie ». De plus, s’il est préalablement refroidi, il peut réduire l’échauffement au niveau de la zone de contact.
Certains constructeurs offrent la possibilité de changer les systèmes d’optique connectés à l’illuminateur, ce qui permet de modifier la taille de l’optique en contact avec la peau et de sélectionner la fenêtre des longueurs d’onde émises. Les paramètres d’émission sont équivalents à ceux d’un laser Nd-YAG puisque les lampes utilisées sont identiques à celles réalisant le pompage de ce type de laser. Il est donc possible d’avoir une impulsion unique de durée variable (0,5-50 ms), voire, pour certains appareils, d’obtenir un séquencement d’impulsions (de 1 à 5).
Etendue optique et filtrage
Le domaine spectral d’émission d’une lampe Xénon s’étend de l’ultraviolet (UV) au proche infrarouge (IR), contrairement aux sources lasers pour lesquelles le rayonnement est monochromatique.
Pour sélectionner la partie utile du spectre de ces lampes pour l’épilation, des filtres optiques sont présents entre la source Xénon et la zone d’application. La longueur d’onde de coupure des filtres se situe autour de 550 – 650 nm.
La plus grande part de l’énergie constituant la partie continue du spectre de l’IPL doit être émise entre 530 et 900 nm, domaine clé des longueurs d’ondes efficaces pour le vasculaire, pigmentaire et l’épilation.
La pièce à main spécifique à chaque application aura un filtrage qui permettra de s’adapter au chromophore cible.
Les plus courtes longueurs d’ondes des régions bleue et ultraviolette du spectre sont fortement absorbées par la mélanine épidermique et peuvent brûler la peau du patient en raison de l’importante chaleur déposée dans l’épiderme ou même causer d’autres pathologies cellulaires en lien avec les effets délétères des UV. C’est pourquoi le quartz constituant l’enveloppe transparente de lampe de flash doit être dopé au cérium ou au titane afin de stopper cette partie du spectre émis (Ascher 2008, Ash, Town et Bjerring 2008, Ash, Town et Clement 2010).
Il existe deux types d’IPL, à décharge libre ou à courant constant, qui se distinguent par la méthode utilisée pour produire et délivrer l’énergie nécessaire.
Paramètres d’utilisation
Les paramètres incluent la fluence, la durée d’impulsion, le profil d’impulsion, la gamme spectrale et sa variation dans le temps (Town et al. 2007). Le rapport technique IEC TR60825-9 précise les facteurs de risque et les modalités pratiques d’utilisation telles qu’appliquées par les spécialistes du domaine (radiations optiques). Il insiste sur la pertinence de se protéger contre les risques de brûlures rétiniennes et le potentiel photochimique de la lumière bleu lors de l’utilisation de sources lumineuses incohérentes.
Les auteurs ont identifié cinq paramètres clés à mesurer :
- La densité d’énergie (fluence) délivrée pour divers patterns d’impulsions couramment utilisés, en rapport avec la durée de fonctionnement revendiquée pour la lampe et le filtre, afin d’établir une quelconque déviation significative (voire une détérioration) par rapport aux normes établies pour les lasers médicaux. Un excès de fluence relativement aux valeurs établies peut aboutir à brûler la peau du patient alors qu’un défaut de fluence peut aboutir à un traitement inefficace et à la non satisfaction du patient.
- La durée de l’impulsion de lumière émise par la lampe flash au xénon (ou la durée des sous-impulsions dans un train d’impulsion). La durée d’impulsion peut être critique en matière d’efficacité selon le traitement mis en œuvre, particulièrement lorsqu’elle doit être accordée au temps de relaxation thermique de la cible. Une impulsion trop longue peut aboutir à un traitement plus agressif que désiré, avec des effets indésirables concomitants non négligeables.
- La forme de l’impulsion de décharge électrique en entrée de la lampe flash, telle qu’elle apparaît sur un oscilloscope, en comparaison des assertions des fabricants, afin de déterminer si cette décharge est constante (« impulsion carrée ») ou variable (« décharge libre »). La (parfaite) connaissance du profil énergétique effectif de l’impulsion d’entrée est la clé permettant d’apprécier l’efficacité du rendu spectral et donc l’intensité réellement émise par la lampe.
- Le profil spectral moyen de l’IPL, afin d’identifier les longueurs d’ondes indésirables, et ceci en raison de l’augmentation du risque de dégâts rétiniens, cornéens et épidermiques liée à l’utilisation des systèmes IPL qui délivrent des longueurs d’ondes inférieures à 500 nm. L’exactitude et l’efficacité des filtres passe-haut (en longueurs d’ondes) ainsi que la distribution de l’énergie lumineuse selon la longueur d’onde pourraient également influencer certains résultats de traitement.
- Le spectre résolu en temps de l’IPL sur toute la largeur d’impulsion, afin de déterminer l’amplitude du décalage spectral et de s’assurer que la production de lumière reflète bien le profil de la décharge électrique revendiqué par le fabricant. Le spectre résolu en temps définit la durée effective d’impulsion pendant laquelle les longueurs d’ondes souhaitées sont délivrées avec une intensité optimale.
Pour conclure
Les lampes flash pulsées filtrées sont donc très différentes des lasers. En particulier, leur spectre d’émission est très variable d’une machine à l’autre, voire sur la même machine en fonction du vieillissement de la lampe.
L’interaction de ces lampes avec la peau est plus difficile à modéliser qu’avec les lasers à cause du spectre polychromatique. Le très large spectre qu’elles émettent et sa variabilité rendent la tâche plus compliquée qu’avec les lasers et aucune des grandes équipes américaines et européennes, spécialistes de l’interaction laser-tissu, n’a encore publié d’article sur les mécanismes d’action de ces lampes.
Il existe aujourd’hui un très grand nombre de lampes pulsées filtrées pour les applications dermatologiques et esthétiques. La règlementation classe ces machines dans la catégorie 2 au lieu de 3B ou 4 comme c’est le cas pour les lasers médicaux. Cette classification moins contraignante est certainement une des raisons de ce grand intérêt de la part de nombreux constructeurs pour pouvoir couvrir une clientèle plus large. Toutefois, les bonnes machines à lampes flash, bien construites et bien étudiées permettent d’avoir d’excellents résultats sur certaines applications ou les lampes flash peuvent rivaliser voire supplanter les lasers, comme par exemple pour la « photoréjuvenation » et certains traitements pigmentaires et vasculaires.
L’acquisition d’une IPL nécessite donc une bonne compréhension des spécifications annoncées et savoir si elles sont adéquates pour les traitements que l’on souhaite faire tout en gardant un œil vigilent sur le degrés de certifications et de sécurité de l’équipement.