Содержание
Контуры будущего: как современные технологии возвращают зрение абсолютно слепым
30 января 2018, 13:02
«Когда я впервые увидел человека, подумал: «Как это так! Не может быть!» Снимаю очки — ничего не видно. Надеваю — человек передо мной стоит».
58-летний Григорий Ульянов из Челябинска стал первым в России пациентом, которому имплантировали бионический глаз. Операцию ему сделали летом прошлого года. А в декабре в нашей стране была проведена вторая операция по имплантации уникального устройства — обладателем импланта стала землячка Григория Антонина Захарченко. Теперь, чтобы видеть, им достаточно надеть устройство в виде очков, а дальше запускается процесс передачи изображения в мозг.
Читайте также
Первая в РФ пересадка бионического глаза нового поколения прошла успешно
При создании устройства разработчики выбрали привычную форму очков, которая не привлекает внимание. Вся система состоит из внешних и внутренних элементов. Внешние устройства: микрокамера, которая находится в очках, и преобразователь размером с мобильный телефон, который крепится на поясе.
«Преобразователь переводит визуальное изображение в цифровую информацию, которая возвращается к очкам, — рассказал врач-офтальмолог, который провел уникальную операцию, Христо Тахчиди. — На боковой дужке очков находится антенна, которая с помощью радиоволн передает информацию на глазное яблоко».
Операция по внедрению в глаз внутренних элементов шла шесть часов. Сложность состояла в том, что за это время врачам необходимо было провести по сути несколько операций: замена хрусталика и стекловидного тела, затем установка на глазном яблоке всей конструкции. «Условно говоря, это бандаж вокруг экватора глазного яблока, на который крепится микроантенна и микропреобразователь. Далее через микроразрез внутрь глаза имплантируется микрочип с микрокабелем. Микрочип имплантируется на сетчатку и фиксируется», — продолжает Христо Тахчиди.
Христо Тахчиди
© Федеральный научно-клинический центр оториноларинголоиии ФМБА России
Вторая сложность заключалась собственно в формате — «микро».
Одно неправильное движение грозит обернуться повреждением конструкции, а хрупкость деталей требует аккуратности и колоссального напряжения. «В микрокабеле — 60 микроскопических проводков, идущих к такому же количеству электродов микрочипа, если вы этот кабель два-три раза перегнете, какое-то волокно надорвется, если пережмете пинцетом, можно перекусить несколько волокон. Поэтому все манипуляции осуществляются с ограниченным количеством движений, а все инструменты обернуты в силиконовые трубочки», — рассказывает врач.
Впрочем, в Научно-исследовательском центре офтальмологии ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова провели операции с лучшим показателем, какой только мог быть. «Очень хорошим результатом считается, если при такой операции потеряны пять электродов, — отметил Христо Тахчиди. — У нас в обоих случаях — ноль. Конструкция оказалась в целом состоянии».
Бионический глаз способен вернуть зрение людям с тяжелой формой наследственного заболевания — пигментный ретинит, при котором зрение уходит с возрастом постепенно.
Первые проблемы со зрением Григорий Ульянов испытал в пять лет, ситуацию осложняло ухудшение слуха после перенесенного гриппа. «О проблемах со зрением молчал, никому ничего про это не говорил, — вспоминает Григорий в интервью ТАСС. — А мой плохой слух окружающие сами заметили. Из-за него учился не очень успешно». В итоге из ближайшей к башкирскому селу Месягутово школы подростка отправили в Уфу, в школу-интернат для слабослышащих.
Все начинается с философии, понимания мира, взаимоотношений людей, социума, явлений природы, их взаимоотношений с людьми. Это фундамент человеческих знаний, к которому нам необходимо возвращаться
Христо Тахчиди
врач-офтальмолог, директор Научно-исследовательского центра офтальмологии ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова
С возрастом зрение продолжало ухудшаться. Григорию пришлось уйти с Челябинского тракторного завода. «Спустя несколько лет зрение упало еще сильнее — без трости уже не мог ходить. А в 1996–1997 году я окончательно ослеп», — рассказал Григорий.
История 57-летней Антонины Захарченко удивительно похожа на судьбу Григория — обучение в сельской школе, затем переход в интернат для слабослышащих, получение инвалидности и увольнение из детского садика из-за ухудшения зрения. В 2004 году Антонина ослепла полностью.
О том, что современные технологии возвращают зрение, женщина вместе с мужем узнала в интернете.
«В прошлом году прочитали, что людям делают операции на глазах, восстанавливают зрение, — рассказала Антонина. — Стали интересоваться и нашли, что можно подать заявку в Фонд поддержки слепоглухих «Со-единение». Нашу заявку приняли, мне предложили пройти обследование. Я согласилась. По итогам был ответ, что мне операцию делать можно».
Григорий о шансе снова начать видеть узнал от заместителя председателя Областной общественной организации слепоглухих «Эльвира» Натальи Залевской. «Она об этом прочитала где-то в интернете. Я сначала не понял, о чем вообще идет речь, — есть очки, которые надеваешь и видишь окружающий мир в черно-белом варианте», — вспоминает Григорий.
© Федеральный научно-клинический центр оториноларинголоиии ФМБА России
Антонина признается, что сомнений нужно ли проводить операцию не было. «Да, в то время мне еще было непонятно, что это такое, — рассказала она. — Но я совсем слепая, а хотелось бы видеть».
Спустя две недели после операции, когда воспаление спало и биологические процессы внутри глаза восстановились, врачи Научно-исследовательского центра офтальмологии ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова впервые включили устройство, чтобы увидеть, как бионический глаз прижился у их пациентов.
«Первым предметом, который увидел, был контур человека. Видел контуры людей, которых было очень много, — вспоминает Григорий. — Постепенно стал видеть стаканы, ложки и многие другие предметы. Привык к новому зрению за два-три месяца. До операции я практически ничего не видел. После нее — стал различать предметы».
«Это только начало»
Сейчас имплантируемый в глаз модуль позволяет воспринимать мир только в черно-белом цвете в виде контуров.
«Сам предмет выглядит как белое поле, а по краям у него все черное, — описывает Григорий. — Могу брать их в руки, к примеру, ручку, телефон… На улице вижу бордюры, ямы, контуры людей. Это намного лучше, чем не видеть вообще ничего».
«Первое, что увидела, были вспышки. Я подумала: «Наконец-то я хотя бы что-то вижу!» — вспоминает первые впечатления от использования бионического глаза Антонина Захарова. — Сейчас я дома очки надеваю и хожу в них. Пока у меня получается различать стены, двери, и видно, если кто-то идет навстречу».
Григорий Ульянов
© Федеральный научно-клинический центр оториноларинголоиии ФМБА России
Пока что операции проводятся только при диагнозе пигментный ретинит и на определенной стадии заболевания — когда человек еще воспринимает свет, но уже не может определить его источник. Именно до такой стадии пигментный ретинит развился у Григория и Антонины.
Однако специалисты уверены: в ближайшем будущем технологии позволят людям с физической инвалидностью — со слепотой и глухотой — воспринимать мир почти так же, как воспринимают его здоровые люди.
Впрочем, бионический глаз, который имплантирован Григорию и Антонине, — это уже вторая модель ретинального импланта — Argus II c 60 электродами. Первая модель Argus I включала всего 30 электродов. Всего в мире проведено около 300 операций по имплантации бионического глаза.
«Электроды — это как пиксели в компьютере, — популярно объясняет Христо Тахчиди. — Они отвечают за четкость изображения». Григорий Ульянов стал 41-м пациентом в мире с системой Argus II, Антонина — 56-м. Уже сейчас специалисты трудятся над созданием новой модели Argus III, которая будет передавать изображение по 200 электродам.
«Вспомните, каким был первый мобильный телефон или компьютер, — говорит Христо Периклович. — Однозначно, со временем устройство будет передавать цветное изображение. Сейчас мы ответили на самый главный вопрос — можно ли с помощью современной электроники передать зрительную информацию в мозг. Мы уже научились успешно это делать и хотим пойти дальше, сделать картинку цветной и четкой — максимально приближенной к привычным представлениям об окружающем мире.
Это уже техническая задача ближайшего будущего».
Движение в направлении микромира
Впрочем, в начале даже Христо Тахчиди, выдающийся офтальмолог страны, ученик и преемник известного глазного микрохирурга Святослава Федорова, не сразу воспринял идею о бионическом глазе серьезно, прочитав о нем несколько лет назад в журнале.
«Изложение было непрофессиональным, неглубоким. Я посмотрел, и это не вызвало во мне какой-то уверенности, — вспоминает Христо Периклович. — Показалось, что это из разряда тех идей, которые вспыхивают и гаснут».
Христо Тахчиди и Григорий Ульянов
© Федеральный научно-клинический центр оториноларингологии ФМБА России
Второй раз с бионическим глазом профессор столкнулся в 2015 году, уже когда трудился директором Научно-исследовательского центра офтальмологии ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова, руководителем научно-клинического отдела офтальмологии, когда получил приглашение от представителей компании-производителя бионического глаза Second Sight Medical на научную конференцию.
Первое подобное устройство, призванное вернуть зрение невидящим, разрабатывалось в Германии в конце ХХ века. Однако до клинической части дело тогда не дошло. А примененный на практике протез сетчатки Argus был изобретен американцем Марком Хумаюном.
«Съездив туда, пообщавшись с инженерами, которые создавали это устройство, я понял самую главную мысль: с помощью бионического глаза информация передается в мозг, и мозг эту искусственную информацию от микрокамеры воспринимает и реагирует на нее, — говорит врач. — Это самый главный вопрос в этой истории».
После этого на базе Научно-клинического центра оториноларингологии ФМБА России, где располагается НИЦ офтальмологии РНИМУ им. Н.И. Пирогова, и началась подготовка к уникальной операции. «За это время центр тестировали, приезжали в клинику, смотрели оборудование, — рассказывает профессор Тахчиди. — Это штучная операция, поэтому фирма дает добро только высококлассным клиникам. Сейчас в мире такие операции осуществляются в считанных клиниках и странах».
На самом деле хирургия — это от нашего незнания. Это специальность, которая должна постепенно съежиться
Христо Тахчиди
врач-офтальмолог, директор Научно-исследовательского центра офтальмологии ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Изучением самой недоступной области глаза — сетчатки — Христо Тахчиди занимается с 1980-х годов и является одним из первых и ведущих специалистов в области витреоретинальной хирургии.
«Практически тысячу лет хирургия глаза развивалась только в переднем сегменте — то, что было доступно, и к чему можно подобраться, — говорит врач. — А вот проникнуть внутрь глаза, дойти до сетчатки и там манипулировать мы практически не умели до конца прошлого века».
Первые попытки дойти до сетчатки через небольшие разрезы глазного яблока относятся к 1960–1970 годам. Именно тогда начали делать первые шаги в освоении самой малоизученной области заднего сегмента глаза, появились элементы витреоретинальной хирургии.
«Первые приборы, которые позволяют измельчать стекловидное тело и удалять его полностью, витреотомы, у нас были самодельные, — рассказывает Христо Тахчиди.
— Конструировали их с инженерами разных оборонных заводов. А конец века ознаменовался тем, что в масштабах мировой офтальмологии мы могли однозначно сказать, что занимаемся задним сегментом глаза и можем делать в нем самые примитивные манипуляции».
С появлением микропроколов — 0,75 мм, 0,5 мм — появились и новые возможности в хирургии глаза. И Тахчиди стал одним из первых хирургов, кто масштабно стал использовать эти технологии. «Когда в 2010 году на европейском конгрессе витреоретинальных хирургов докладывали об операции, оказалось, что мы делаем больше 90% операций через прокол 0,5 мм, тогда как лучший показатель по Европе в среднем составлял 40%», — говорит врач.
А в 2010 году в России была проведена одна из первых операций в мире через прокол 0,3 мм.
«Прокол 0,3 мм дает минимальный по травматичности доступ к внутреннему содержимому глаза и к сетчатке. Первыми мы ее и попробовали. Но на самом деле и 0,3 — это не предел», — убежден профессор Тахчиди.
© Федеральный научно-клинический центр оториноларинголоиии ФМБА России
По его прогнозам, следующее поколение уже будет жить в другой системе медицинской помощи.
«На самом деле хирургия — это от нашего незнания, — уверен Христо Тахчиди. — Это специальность, которая должна постепенно съежиться. Например, чтобы зашить межпредсердную перегородку, еще недавно надо было вскрыть грудную клетку, остановить сердце, подключить искусственное кровообращение, вскрыть сердце, залатать дырочку размером в сантиметр или пол, зашить сердце, зашить грудную клетку. То есть огромное количество травм, чтобы зашить микроскопическую дырку. И месяцы реабилитации. Сейчас эта операция делается эндоваскулярно: через артерию с помощью зонда-манипулятора закрывают дефект межпредсердной перегородки, и через сутки человек свободен».
Уже сейчас в НИЦ офтальмологии РНИМУ им. Н.И. Пирогова почти все операции проводятся без швов и без разрезов. «Мы работаем через микропроколы, и мы их не зашиваем. Потому что организм умеет самостоятельно закрывать микродефекты за счет естественных механизмов. Таким образом, два элемента классической хирургии в офтальмологии уже отсутствуют — нет разреза и нет шва.
А это уже не классическая хирургия».
Специалист уверен, что на самом деле все операции можно делать через микроскопические проколы, а будущее нынешней хирургии — в переходе к работе на клетках. «Мы должны уйти в зону естественной реконструкции организма. Мы должны работать так, как работает наш организм, который каждый день меняет тысячи клеток, и мы с вами этого не замечаем. Поэтому чем меньше хирург разрушает и чем целенаправленнее воздействуем на пул пораженных клеток, тем выше эффект, и сопутствующих проблем гораздо меньше.
Базовым элементом медицины будущего Христо Тахчиди, как ни странно, называет философию. «90% врачей считают, что они лечат больного, то есть они заменяют организм. На самом деле наша миссия — помогать организму пациента бороться с болезнью. Если врач этого не понимает — это философская профессиональная драма. Мы вообще забыли философию. Все начинается с философии, понимания мира, взаимоотношений людей, социума, явлений природы, их взаимоотношений с людьми.
Это фундамент человеческих знаний, к которому нам необходимо возвращаться. В медицине основа — это медицинская философия».
Дарья Бурлакова, Александр Чирков
Теги:
Россия
Протезирование глаза собаке, кошке
Протезирование глаза собак, кошек. Энуклеация
Эвисцерация глаза собак и кошек с установкой интраокулярного протеза.
В сети наших ветклиник «Василек» проводят эвисцерацию глазного яблока с установкой интраокулярного протеза.
Для наших ветеринарных офтальмологов этот метод стал привлекательной альтернативой энуклеации.
Что такое эвисцерация и энуклеация глазного яблока у собак и кошек?
Энуклеация глазного яблока (от латинского слова enucleo — вынимаю ядро, очищаю от скорлупы) — один из способов удаления органов. Энуклеацией называют удаление глаза, без удаления окружающих их органов – глазных мышц.
Эвисцерация глаза (evisceratio oculi;) хирургическая операция: удаление содержимого глазного яблока с сохранением фиброзной оболочки – роговицы и склеры.
В последние годы эвисцерацию глазного яблока у собак и кошек проводят с постановкой интраокулярного силиконового протеза.
Когда проводят эвисцерацию, а когда – энуклеацию глаза?
Несмотря на множество современных методов лечения заболеваний глаз собак и кошек, ветеринары офтальмологи время от времени сталкиваются с ситуациями, когда восстановить функции пораженного глаза не представляется возможным, и единственный возможный метод лечения – эвисцерация или энуклеация глаза.
Энуклеация глазного яблока – обширное оперативное вмешательство, при котором глаз удаляется целиком, а кожа глухо ушивается. Данный метод требует глубокой общей анестезии, так как операция очень болезненна, нередко сопровождается кровопотерей. В результате операции животное выглядит внешне как бы с «прищуренным глазом».
В некоторых случаях нельзя выполнить энуклеацию глаза с интраокулярным протезированием, а можно только провести энуклеацию:
- Новообразования (опухоли) глаза и окружающих структур.
- Обширные повреждения роговицы и низкая слезопродукция. Пораженная роговица может быть неспособна к контакту с интраокулярным протезом. Также пораженной роговице может быть недостаточно питания, так как при эвисцерации отсутствует водянистая влага, питающая роговицу изнутри.
- Панофтальмит (гнойное воспаление всех структур глаза).
Эвисцерация глаза – привлекательная альтернатива энуклеации.
Процедура, как и энуклеация проводится на тотально больных глазах. Данная операция снимает необходимость применения местных и системных медикаментов и обеспечивает хороший косметический эффект.
Показания к операции (эвисцерации):
- Терминальная стадия первичной глаукомы, при которой пропадает ответ на медикаментозную терапию, увеличение в объеме и болезненность глазного яблока, а зрительные функции глаза утеряны.
- Тяжелые травмы глаза без развития гнойного воспаления.
- Травматический и эндогенный увеит с потерей зрения при неэффективности медикаментозного лечения.
Техника операции — эвисцерации глаза с постановкой интраокулярного протеза у собак и кошек.
Сущность метода заключается в удалении содержимого глаза через склеральный разрез, оставляется только фиброзная оболочка. В эту корнео-склеральную оболочку вводится стерильный силиконовый шарик, и склеральная рана ушивается. Обычный результат – безболезненный подвижный и косметически неплохо выглядящий глаз, который не требует медикаментозной терапии. Никаких швов не видно, швы находятся под верхним веком.
Что из себя представляет протез глаза собаки и кошки?
Вопросы применения офтальмологических протезов у животных интересовали ветеринарных ученых еще с 19 века.
Раньше ветврачи пытались располагать протезы глаза в конъюнктивальном пространстве или в орбите. В результате поняли, что данные протезы требуют ежедневного уходы; орбитальные и конъюнктивальные ткани подвергаются со временем контрактуре, что приводит к выталкиванию протезов.
В последние десятилетия ученые решили, что лучше всего использовать силиконовые протезы и помещать их необходимо внутрь фиброзной оболочки глаза.
Данные протезы не вызывают боли и дискомфорта, хорошо выглядят, не токсичны, не обладают антигенной активностью, легко устанавливаются, не дороги и заполняют интраокулярный объем.
В нашей сети ветклиник «Василёк» используются протезы немецкой фирмы Acrivet. Они бывают разного диаметра (от 12 до 26 мм) для собак и кошек.
При предоперационном осмотре наш ветеринар офтальмолог проводит измерения и определяет необходимый диаметр интраокулярного протеза для данного животного.
Сколько длится операция — эвисцерация глаза с постановкой интраокулярного протеза и сложен ли послеоперационный уход?
Данное оперативное вмешательство проводится под общей анестезией, собака не испытывает боли. Длительность операции – не более часа.
После этой операции животному необходимо носить защитный воротник 2-3 недели, владельцу нужно обрабатывать швы на коже и закапывать капли в глаз.
Два шва на коже – единственные видимые швы, которые снимают через 2 недели.
В нашей ветклинике «Василёк» офтальмологи стараются спасать глаза «до последнего». Если невозможно спасти глаз, то наши ветеринары офтальмологи по возможности предпочитают провести эвисцерацию глаза с постановкой интраокулярного протеза, нежели энуклеацию.
Записаться к ветеринару офтальмологу: 8 (499) 110-01-05
Скидки на ветеринарные услуги офтальмолога
Не упустите возможность воспользоваться нашими сезонными скидками на ветуслуги, а также получить ветеринарную карту скидок ПЛЮС вип-статус постоянного клиента: Скидки на ветуслуги.
Ветеринарные врачи ответят на ваши вопросы: 8 (499) 110-01015
ВЕТЕРИНАРНАЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЯ:
Ветеринарная офтальмология
Из практики ветеринара-офтальмолога
Синдром сухого глаза
Заболевание роговицы
Эвисцерация
Заворот век у кошек
Заворот и выворот век у собак
Офтальмолог или окулист?
Иммунообусловленный керато-конъюнктивит
Цветовое зрение собак
Протезирование глаукомы щенку хаски
Бионический глаз: может ли слепой человек получить глазной имплантат
Медицинское заключение Аластера Локвуда от 8 марта 2021 года
Миллионы людей во всем мире слепы и страдают от слабовидения.
Имея это в виду, ученые полны решимости найти новые способы восстановления зрения. Одним из обязательств является разработка бионических глазных имплантатов. Технология, которая будет так же эффективна для людей с нарушениями зрения, как кохлеарные импланты для людей с проблемами слуха.
Возможны ли бионические глаза?
Разработка бионических имплантатов все еще находится в зачаточном состоянии. Только один в настоящее время доступен в Соединенных Штатах; однако он недостаточно развит, чтобы обслуживать все виды слепоты.
Тем не менее, намерение развивать передовые технологии может означать, что многие из них получат пользу от полностью функционирующих бионических глаз в будущем. Протез глаза предназначен исключительно для косметических целей, тогда как бионический глаз обеспечивает искусственное зрение.
Что такое бионический глаз?
Бионический глаз — это имплантат сетчатки, имитирующий функцию сетчатки. Он соединяет имплантат сетчатки с видеокамерой, которая преобразует изображения в электрические импульсы.
Электрические импульсы активируют оставшиеся клетки сетчатки, которые затем передают сигнал обратно в мозг.
Как работает бионический глаз
Бионический глаз работает путем преобразования изображения с видеокамеры в электрические импульсы. Видеокамера крепится к очкам и захватывает и обрабатывает изображения. Изображения по беспроводной сети передаются на бионический имплантат в задней части глаза.
Что видит бионический глаз?
Бионический имплантат видит размытое изображение, созданное вспышками света, а не устойчивое зрительное восприятие. Вспышки света предоставляют визуальную информацию в виде базовой формы. Эта базовая форма может указывать высоту и ширину объекта и его приблизительное местоположение.
Кто получит бионический глаз?
Имплантат бионического глаза сетчатки был предложен для тех, у кого тяжелая потеря зрения, например, прогрессирующая возрастная дегенерация желтого пятна и пигментный ретинит.
Сколько стоит бионический глаз?
На сегодняшний день в продаже доступны только три типа бионических глаз.
Устройство под названием бионический глаз сетчатки Argus II является одним из них. Он был разработан в Соединенных Штатах и, как говорят, стоит около 150 000 долларов [1]. Alpha-AMS и Iris V2 являются его конкурентами.
Насколько успешен бионический глаз?
Хотя бионический глаз предоставляет некоторую визуальную информацию, ее не так много, как некоторые могли бы мечтать или воображать. Это связано с количеством электродов в этих устройствах. Например, Argus II имеет 60 электродов, тогда как для естественного зрения требуется миллион электродов.
Еще одним недостатком Argus II является то, что он не позволяет пациентам видеть цвета. Кроме того, это считается очень затратным.
Тем не менее, слепые пациенты сообщили, что эта система протезов сетчатки успешно дает им возможность читать книги с крупным шрифтом и самостоятельно переходить улицу. Результаты клинических испытаний доказали, что бионический глаз безопасен и надежен в восстановлении зрения у тех, кто не может видеть.
Бионические глаза не способны полностью восстановить зрение. Вдобавок к этому они не обладают способностью даровать зрение тому, у кого его никогда не было. Бионические глаза, которые в настоящее время находятся в разработке, требуют здорового зрительного нерва и развитой зрительной коры.
Будущее бионических глаз
Second Sight, калифорнийская компания, которая изобрела Argus II, планирует добавить электроды в будущие модели. Это сделает их способными обеспечивать более четкое и четкое зрение для тех, кто полностью ослеп в результате определенных заболеваний глаз.
Второе зрение в настоящее время тестирует мозговой имплант, цель которого восстановить зрение у большего числа людей. Этот мозговой имплантат не требует, чтобы у вас был рабочий глаз. Электроды вживляются не прямо в глаза, а в зрительную кору головного мозга. Видеокамера, прикрепленная к очкам, отправляет в зрительную кору кадры.
Другие исследователи уже тестируют другие устройства с большим количеством электродов, и есть вероятность, что новые устройства могут даже обеспечивать цветовое зрение.
Развитие технологий в будущем может дать бионическим глазам возможность корректировать большинство форм потери зрения.
[1] Эмили Маллин (2018). Слепые пациенты для тестирования имплантатов мозга Bionic Eye. [онлайн] MIT Technology Review. Доступно по адресу https://www.technologyreview.com/2017/09/18/149107/blind-patients-to-test-bionic-eye-brain-implants/ [По состоянию на 17 августа 2020 г.]
Быстрые ссылки
Руководство к цветным контактным линзам
Руководство по катаракте
Руководство по снежной слепоте
Слепые пациенты для тестирования бионических имплантатов мозга глаза
Люди и технологии
Протез может помочь большему количеству людей, потерявших зрение, чем устройство, уже представленное на рынке.
By
- Emily Mullinarchive page
18 сентября 2017 г. мозговой имплантат, предназначенный для восстановления зрения у большего числа пациентов.
Компания Second Sight проверяет, может ли массив электродов, помещенных на поверхность мозга, вернуть ограниченное зрение людям, которые частично или полностью ослепли. В течение десятилетий ученые пытались разработать мозговые имплантаты, чтобы вернуть зрение слепым, но безуспешно. Если устройство Second Sight заработает, оно может помочь миллионам слепых пациентов во всем мире, в том числе тем, кто потерял один или оба глаза.
Устройство под названием Orion представляет собой модифицированную версию текущего бионического глаза компании Argus II, который включает в себя пару очков, оснащенных камерой и внешним процессором. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США предоставило компании условное разрешение на проведение небольшого исследования с участием пяти пациентов в двух учреждениях: Медицинском колледже Бейлора и Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Second Sight все еще необходимо провести дальнейшее тестирование устройства и ответить на некоторые вопросы, прежде чем начать испытание, но надеется начать набор пациентов в октябре и установить свой первый имплантат к концу года.
Компания Second Sight впервые получила одобрение для Argus II в Европе в 2011 г., после чего в 2013 г. было одобрено Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (см. «Имплантат бионического глаза, одобренный для пациентов в США»). С тех пор в Европе были одобрены еще два протеза сетчатки: один продается французской компанией Pixium Vision, а другой — немецкой фирмой Retina Implant.
Все три устройства, также известные как бионические глаза, предназначены для восстановления зрения у пациентов с генетическим заболеванием глаз, называемым пигментным ретинитом. Заболевание вызывает постепенную потерю зрения, когда светочувствительные клетки, называемые фоторецепторами, разрушаются в сетчатке — тканевой мембране, покрывающей заднюю часть глаза. По оценкам, 1,5 миллиона человек во всем мире, в том числе около 100 000 человек в США, страдают пигментным ретинитом. Это небольшой процент от 39По данным Всемирной организации здравоохранения, миллионы слепых людей во всем мире.
Изображение устройства Орион компании Second Sight, мозгового имплантата, в котором используется большая часть технологий существующего устройства компании, Аргуса II.
Но Роберт Гринберг, председатель правления Second Sight, говорит, что компания продала только около 250 устройств Argus II, что меньше, чем он ожидал. Устройство стоит около 150 000 долларов и восстанавливает минимальное зрение. Только 15 центров в США предлагают эту технологию, а учитывая конкуренцию за границей, Second Sight надеется, что ее новый мозговой имплантат сможет использовать гораздо большее количество людей.
Второй Взгляд Argus II использует камеру, установленную на очках, для захвата изображений. Изображения отправляются на небольшой носимый пациентом процессор, который использует специальное программное обеспечение для преобразования изображений в набор инструкций, которые отправляются на имплантированный чип рядом с сетчаткой. Эти инструкции затем передаются в виде серии электрических импульсов на массив электродов, также имплантированных вокруг глаза.
Люди с пигментным ретинитом могут получить пользу от устройства, потому что заболевание разрушает только специализированные фоторецепторы, оставляя оставшиеся клетки сетчатки нетронутыми. Эти клетки сетчатки способны передавать визуальную информацию по зрительному нерву в мозг, создавая световые узоры в поле зрения пациента.
Новое устройство «Орион» заимствует около 90 процентов своих технологий у «Аргуса II», но не обращает внимания на глаза. Вместо этого массив электродов размещается на поверхности зрительной коры, части мозга, которая обрабатывает визуальную информацию. Подача сюда электрических импульсов должна заставить мозг воспринимать световые узоры.
«При некоторых видах слепоты повреждается зрительный нерв, поэтому приходится идти вниз по течению. С Orion мы, по сути, полностью заменяем глаз и зрительный нерв», — говорит Гринберг. При таком подходе «технология Orion потенциально может помочь любому, кто имел зрение, но потерял его практически по любой причине».
По оценкам Second Sight, около 400 000 пациентов с пигментным ретинитом во всем мире имеют право на использование этого устройства, но около 6 миллионов человек, которые слепы из-за других причин, таких как рак, диабетическая ретинопатия, глаукома или травма, гипотетически могут использовать Orion.
Гринберг надеется, что подход восстановит ту же степень обзора, что и у Аргуса II, а возможно, и немного больше. Тем не менее, люди с бионическими глазами имеют ограниченное зрение. Они могут отличать свет от тьмы и распознавать очертания объектов, находящихся в их поле зрения, но они не могут различать цвета. Впечатления пациентов также различаются. Кто-то может читать маленькие буквы, а кто-то нет.
Серьезным недостатком устройства является необходимость более инвазивной операции, чем для Argus II. Необходимо удалить небольшой участок черепа, чтобы обнажить область мозга, где размещен массив электродов. Поскольку электрические мозговые имплантаты сопряжены с такими рисками, как инфекция или судороги, первое клиническое испытание будет небольшим, и компания начнет с тестирования имплантата на полностью слепых пациентах.
В прошлом году компания Second Sight опробовала этот подход, имплантировав готовый нейростимулятор для лечения эпилепсии в мозг 30-летнего пациента, который был почти слеп в течение восьми лет. Пациент мог видеть пятна света без каких-либо значительных неблагоприятных побочных эффектов.
Исследователи из Иллинойского технологического института в Чикаго и Университета Монаш в Австралии работают над подобными искусственными сетчатками, которые будут соединяться напрямую с мозгом.
Марта Фландерс, директор Центральной программы обработки изображений в Национальном глазном институте, говорит, что мозговой имплантат будет труднее сделать правильно, чем имплантат сетчатки, потому что зрительная кора головного мозга намного сложнее, чем глаз. Фландерс говорит, что ученые все еще только начинают понимать, как мозг обрабатывает изображения для получения зрения и как нейроны извлекают информацию из зрительной коры.
«Если бы мы могли понять, как обрабатывать и фильтровать визуальную информацию, чтобы правильно стимулировать электроды, мы могли бы в конечном итоге улучшить тип изображения, которое человек сможет воспринимать», — говорит она.