optimisation photothérapie

Optimisation d’un dispositif de photothérapie

Les effets de la lumière visible et non visible sur le corps humain sont de plus en plus connus et leur application dans les domaines médicaux et paramédicaux se développe fortement. Cependant, une bonne connaissance des effets physiologiques de la lumière et une parfaite maîtrise de la conception des systèmes optiques sont indispensables pour créer des produits efficaces du point de vue spectral et énergétique.

Forts de leurs expériences en création de systèmes optiques d’illumination utilisant des LED ou des diodes laser (UV, VIS, IR) et des moyens techniques de haut niveau dont ils disposent, les experts de PISEO vous accompagnent pour développer des systèmes optimisés pour les applications médicales et paramédicales.

Application : traitement peau, dermatologie

La photothérapie, à distinguer de la luminothérapie, est un traitement qui utilise le rayonnement optique visible et non visible de la lumière (UVA, UVB, infrarouge proche) pour produire des effets sur les tissus humains. Ses applications sont nombreuses : traitement des cancers, psoriasis, eczéma, ictère du nourrisson (jaunisse), ophtalmologie… Les sources lumineuses utilisées pour ces traitements peuvent être de type laser, diode laser ou LED.

Dans le cadre de ce projet, nous avons travaillé sur un produit destiné à accélérer la cicatrisation de la peau grâce à un rayonnement optique ciblé dans le visible et l’infrarouge proche et fonctionnant de manière autonome grâce à une batterie. Nous avons notamment optimisé le couplage optique entre les LED et le guide de lumière pour améliorer significativement le rayonnement au niveau de la peau et l’autonomie du dispositif.

Objectif : Optimiser l’intégration des LED

Réaliser une analyse critique de la construction du système, quantifier et améliorer le rendement énergétique, ainsi que l’effet du rayonnement optique en optimisant l’intégration des sources lumineuses de type LED.

dispositif photothérapie
Photothérapie : optimisation de l’intégration des LED

De la simulation optique au prototype

  • Analyse critique du système existant (performances, construction, composants LED).
  • Intégration de l’architecture du produit dans ZEMAX OpticStudio et simulation des performances optiques (irradiances).
  • Consolidation des objectifs de performance (distribution spectrale, irradiance, énergie) à atteindre en lien avec les besoins physiologiques déterminés par le client.
  • Consolidation des objectifs de performance (distribution spectrale, irradiance, énergie) à atteindre en lien avec les besoins physiologiques déterminés par le client.
  • Redesign du système optique au moyen de ZEMAX OpticStudio et amélioration du flux énergétique d’un facteur 3.
  • Appui à la réalisation du prototype.
  • Caractérisation des performances optiques au sein du laboratoire de photométrie de PISEO (irradiance, distribution spectrale, énergie) au moyen d’un spectroradiomètre Instrument Systems CAS 140D à large bande spectrale (300nm-1100nm).
Optimisation d'un dispositif de photothérapie
Simulation de distribution spectrale
Optimisation d'un dispositif de photothérapie
Tableau photothérapie : géométrie initiale, lentilles, collimateurs