Бионический глаз википедия: Недопустимое название

Содержание

Бионический глаз | это… Что такое Бионический глаз?

Бионический глаз ( _en. Bionic Eye) — протез сетчатки глаза высокого разрешения, разработанный Дэниелом Паланкером ( _en. Daniel Palanker), сотрудником Стэнфордского университета (Stanford University) и его научной группой «Биомедицинской физики и офтальмологических технологий» (Group of BioMedical Physics and Ophthalmic Technologies).

Они разработали протез сетчатки глаза высокого разрешения или «Бионический глаз» (Bionic Eye) [http://www.membrana.ru/print.html?1132336800] , обладающий целым рядом преимуществ перед предыдущими проектами лечения слепоты с помощью электронных имплантантов.

В Японии также создана искусственная сетчатка глаза на основе патента США, которая в перспективе поможет вернуть зрение ослепшим пациентам. Как стало известно, технология разработана специалистами корпорации «Сэйко-Эпсон» и базирующегося в Киото Университета Рюкоку. [http://www.medlinks. ru/article.php?sid=30236 ]

Искусственная сетчатка представляет собой фотосенсор, содержащий тончайшую алюминиевую матрицу с полупроводниковыми элементами из кремния. Для лучшего проведения базовых испытаний, она размещена на прямоугольной стеклянной табличке размером 1 см. Для последующих испытаний на животных, в частности, морских угрях, ее предполагается установить на гибких жидкокристаллических панелях.

По принципу действия искусственная сетчатка иммитирует настоящую: при попадании лучей света в полупроводниках образуется электрическое напряжение, которое в качестве зрительного сигнала должно передаваться в мозг и восприниматься в виде изображения.

Разрешение светочувствительной матрицы в составляет 100 пикселей, но после уменьшения размеров чипа, оно может быть увеличено до двух тысяч графических элементов. По утверждению специалистов, если такой чип имплантировать полностью незрячему человеку, он сможет с близкого расстояния различать крупные предметы — такие, например, как дверь или стол.

Из заявления американских ученых к 2009 году глазной протез можно будет увидеть на потребительском рынке. Об этом сообщил профессор офтальмологии Марк Хамейун из Института Глаза в Университете Южной Калифорнии (США). [http://www.membrana.ru/print.html?1132336800]

Первая версия протеза сетчатки глаза уже проходит так называемые «полевые» испытания. Бионическая сетчатка вживлена шести пациентам с потерей зрения в результате заболевания retinitis pigmentosa. Retinitis pigmentosa — неизлечимая болезнь, при которой человек теряет зрение. Наблюдается примерно в одном случае на каждые три с половиной тысячи человек.

Пациенты, которым был вживлен бионический глаз, показали способность не только различать свет и движение, но и определять предметы размером с кружку для чая или даже ножа. К некоторым из них вернулась способность читать крупные буквы.

Устройство для испытаний усовершенствовано. Вместо шестнадцати светочувствительных электродов в него вмонтировано шестьдесят.

В настоящее время в США уже разработан и испытывается на животных протез сетчатки глаза с более 2,5 тыс. пикселей. [http://www.membrana.ru/print.html?1132336800]

Электронный имплантант

ей более 2,5 тыс. и расстоянием между ними в 7 мкм. Это позволило в десятки раз повысить разрешающую способность сетчатки глаза. Старый протез на базе сплошной конструкции с выступающими катодами в количестве не более 100 штук не позволял увеличивать количество фотодиодов (пикселей) из-за нагрева, что не желательно для нервных окончаний сетчатки глаза. [http://www.membrana.ru/articles/health/2005/04/07/205000.html ]

Дырчатая конструкция после имплантации позволила нервным клеткам сетчатки автоматически перетекать с верхней и нижней поверхносей фотодатчика через полости и соединяться, а также уменьшить нагрев пикселей и увеличить их количество. [http://www.membrana.ru/print.html?1132336800]

См. также

* Оптические системы
* Оптические биоинженерные технологии
* Датчик
* Фотосенсор

Примечания

Станет ли бионический глаз настоящим глазом? И когда?

Бернд Дибасмэнн-мл.
Би-би-си

19 февраля 2022

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Существующие на сегодняшний день бионические глаза (визуальные протезы), как правило, состоят из установленного за сетчаткой электронного импланта, связанного беспроводным контактом с миниатюрной камерой, вмонтированной в очки

Маленькая отара овец в Австралии в прошлом году прожила три месяца с искусственными бионическими глазами, вживленными позади сетчатки.

Конечной целью исследования было помочь слепым людям вновь увидеть свет, а ближайшей задачей — проверить совместимость устройства под названием «Феникс 99» с живыми тканями.

Результат оказался положительным, и скоро изобретение начнут испытывать на людях.

Проект осуществляет коллектив ученых из университетов Сиднея и австралийского штата Новый Южный Уэльс.

«Феникс 99» связан беспроводным контактом с крошечной видеокамерой, закрепленной на очках, и стимулирует активность сетчатки.

Сетчатка — слой светочувствительных клеток в задней части глаза. Они преобразуют свет в электрические импульсы, которые через зрительный нерв поступают в мозг, и в нем возникает картинка.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Устройство «Феникс 99» скоро начнут тестировать на людях

«Феникс 99» принимает изображения с видеокамеры и возбуждает зрительный нерв, при этом обходя бездействующие клетки сетчатки и стимулируя те, которые еще способны к работе.

«Не было никаких нежелательных реакций со стороны прилегающих к устройству тканей. Мы полагаем, что оно может находиться на своем месте много лет», — говорит Сэмюэл Эгенбергер из Школы биомедицинской инженерии при Сиднейском университете.

По данным ВОЗ, не менее 2.2 млрд человек в мире страдает от расстройств зрения, от незначительного снижения до полной слепоты. Ущерб от этого для мировой экономики оценивается в 25 млрд долларов в год.

«Видеть хочу»: как живет первый россиянин с бионическим глазом
Бионические глаза: как ко мне вернулось зрение
Как видит мир человек с бионическим глазом (видео)
Бионический глаз дает надежду слепым (видео)

Лечение слепоты при помощи бионических глаз пока находится на самом начальном этапе, но современные технологии, как мы знаем, прогрессируют быстро. Одно из исследований оценивает глобальный рынок этих услуг к 2028 году в 426 млн долларов.

«Технологические достижения создают новый облик офтальмологии, — говорит доктор Диана Хилал-Кампо, врач-окулист из штата Нью-Джерси. — Инновации не только позволяют ставить более точные диагнозы, но и двигают вперед методы лечения».

В качестве примера она приводит другой бионический глаз, «Аргус II» от американской фирмы Second Sight («Второе зрение»), которым уже пользуются свыше 350 человек во всем мире.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Турчанка Дилек Умран Озтюрк получила бионический глаз «Аргус II» в 2015 году и впервые увидела очертания предметов

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Сейчас Second Sight занимается новым продуктом под названием «Орион». Это мозговой имплант, который, как утверждает его создатели, сможет излечивать практически все разновидности глубокой слепоты. Проект находится на начальной стадии клинических испытаний.

Другие подобные системы — «Прима» от французской компании Pixium Vision и «Бионическая глазная система» от австралийского разработчика Bionic Vision Technologies.

(Недавно появились сообщения, что Second Sight во время пандемии обанкротилась, и ее якобы купила компания, занимающаяся другим бизнесом. На сайте Second Sight об этом нет ни слова, однако стоит пометка, что устройства «Аргус» более не поддерживаются (legacy product). Про устройство «Орион» на том же сайте говорится, что оно — investigational device, устройство для исследований и, согласно федеральному закону США, не предназначено ни для чего иного. — Прим. Русской службы Би-би-си.)

По словам Хилал-Кампо, главной проблемой на сегодняшний день является высокая цена подобных устройств, что делает их доступными немногим. Например, «Аргус II» стоил около 150 тысяч долларов.

К тому же, поскольку технология пока в зачаточном состоянии, результат не всегда оказывается удовлетворительным. «Конечно, она изменила к лучшему жизнь пациентов, которым повезло ей воспользоваться, но пока эти импланты позволяют лишь различать свет и тень и до определенной степени очертания предметов», — говорит Хилал-Кампо.

Автор фото, Hilal Campo

Подпись к фото,

Доктор Хилал-Кампо говорит, что бионическим глазам надо прежде всего стать дешевле

«Но я смотрю в будущее с оптимизмом и уверена, что в ближайшие годы биотехнические компании найдут новые способы возвращать людям зрение».

Лондонский специалист по подбору очков Бхавин Шах согласен с тем, что бионическим глазам предстоит пройти еще долгий путь до совершенства. Он сравнивает их с цифровыми видеокамерами, которые впервые появились в 1975 году, но лишь спустя десятилетия сделались широко доступными.

«Когда технология достигнет приемлемого уровня, более или менее сопоставимого с тем, что видит человек здоровым глазом, она станет массовой. Пока главное направление — лечить глаза, чтобы не допускать слепоты».

Город для слепых. Как Марбург стал самым удобным местом для незрячих и слабовидящих
«Рай для слепых»: нужны ли незрячим отдельные города?

На данном этапе важнее методы ранней диагностики ослабления зрения, указывает Бхавин Шах. «Они более развиты, проще в использовании и надежнее», — говорит он.

«К примеру, мы можем быстро просканировать внутриглазные структуры, изучить их с высоким разрешением и быстро обменяться данными с коллегами. Искусственный интеллект ускоряет принятие решений и в ряде случаев обеспечивает их большую точность даже в сравнении с опытными врачами».

Профессор Карен Сквайер, руководитель службы оказания помощи людям с ослабленным зрением Южного колледжа оптометрии в Мемфисе, штат Теннесси, считает, что самые важные достижения в офтальмологии порой одновременно самые элементарные.

Автор фото, Karen Squier

Подпись к фото,

Доктор Карен Сквайер говорит, что жизнь слабовидящих на сегодняшний день облегчили не столько биотехнологии, сколько приложения к смартфонам

Например, приложения на айфонах включают голосовую функцию, передающую то, что изображено на экране — от уровня заряда батареи до распознавания входящего звонка, а также говорящую, какого приложения вы коснулись пальцем.

Или взять приложение Seeing AI от компании Microsoft, которое использует камеру смартфона, чтобы узнавать людей и предметы и сообщать о них вслух. Оно также может определять штрихкоды и зачитывать вслух написанные от руки тексты, скажем, письмо от вашего внука или внучки.

«Эта технология вызывает у людей наибольший интерес, потому что умеет массу разных вещей, и не требует ничего, кроме камеры и программного обеспечения, которые уже есть в вашем телефоне, — говорит доктор Сквайер. — К тому же обучиться ею пользоваться несложно».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Смартфоны способны разговаривать со слабовидящими и слепыми владельцами

Сквайер также отмечает важность создания среды, благоприятной для людей с ослабленным зрением — например, оборудования автобусных остановок голосовыми устройствами, которые сообщают о расписании движения и времени прибытия очередного автобуса.

Это не значит, что профессор Сквайер недооценивает перспективы сложных технологических решений, таких как бионический глаз. «Это движение в верном направлении, но пока надо еще поглядеть, куда оно приведет», — говорит она.

Больше новостей и эксклюзивов – в нашем Telegram-канале.
Наш канал в YouTube

бионический глаз | протез | Британника

Похожие темы:: человеческий глаз
сетчатка
искусственный орган
глаз

Просмотреть весь связанный контент →

бионический глаз , электрический протез, хирургически имплантированный в человеческий глаз, чтобы обеспечить трансдукцию света (преобразование света из окружающей среды в импульсы, которые мозг может обрабатывать) у людей, перенесших тяжелые поражение сетчатки.

Сетчатка представляет собой светочувствительный слой ткани, находящийся во внутреннем глазу, который преобразует изображения, полученные из внешнего мира, в нервные импульсы, которые затем передаются по зрительному нерву в таламус и, в конечном счете, в первичную зрительную кору (процесс обработки зрительных center), расположенный в затылочной доле головного мозга. Люди, которые, скорее всего, выиграют от бионического глаза, — это люди среднего или пожилого возраста с очень плохим зрением, связанным с возрастной дегенерацией желтого пятна (состояние, которое вызывает дегенерацию клеток, находящихся в центре сетчатки) или пигментным ретинитом (расстройство сетчатки). группа наследственных заболеваний, при которых разрушаются светочувствительные палочки и колбочки сетчатки). В то время как сетчатка повреждена этими заболеваниями, некоторые ганглиозные клетки сетчатки должны оставаться неповрежденными, чтобы бионический глаз функционировал должным образом. Пострадавшие люди должны были иметь возможность видеть в какой-то момент своей жизни, чтобы создать нервные связи в мозгу, чтобы устройство функционировало. Обширное повреждение зрительного нерва или зрительной коры также делает имплантацию бионического глаза бесполезной.

Бионический глаз состоит из внешней камеры и передатчика, а также внутреннего микрочипа. Камера крепится на очках, где она служит для организации зрительных стимулов окружающей среды перед излучением высокочастотных радиоволн. Микрочип-стимулятор состоит из массива электродов, который хирургическим путем имплантируется в сетчатку. Это работает как электрическое реле вместо вырожденных клеток сетчатки. Радиоволны, излучаемые внешней камерой и передатчиком, принимаются стимулятором, который затем запускает электрические импульсы. Импульсы передаются несколькими оставшимися клетками сетчатки и, как обычно, передаются по пути зрительного нерва, что приводит к зрению.

О первой имплантации рудиментарной версии бионического глаза было сообщено в 2012 году. Пациент, который страдал от глубокой потери зрения в результате пигментного ретинита, сообщил, что может видеть свет, но не может различать предметы в окружающей среде. . Первая модель была создана австралийской компанией Bionic Vision Australia. Более продвинутые технологии, разработанные с тех пор, использовались в новых моделях, имплантированных пациентам, чье зрение было нарушено пигментным ретинитом. Усовершенствованные модели позволили пациентам мельком увидеть окружающую их среду, позволяя им различать абстрактные образы, хотя их зрение не было полностью восстановлено.

Дальнейшие исследования могут повысить уровень остроты зрения, обеспечиваемый бионическим глазом, и в настоящее время проверяются различные материалы, такие как алмаз, на предмет их эффективности в имплантате. Долгосрочные последствия имплантации бионического глаза остаются неизвестными.

Эшвин Редди

Бионический глаз | Fighting Blindness Canada

Бионический глаз, также называемый зрительным протезом, представляет собой электрический имплантат, который хирургическим путем вставляется в глаз. Он улучшает светочувствительность и улучшает зрение у людей с прогрессирующей потерей зрения. Большинство разрабатываемых устройств предназначены для людей с дегенерацией сетчатки, вызванной такими заболеваниями, как пигментный ретинит (RP) и возрастная дегенерация желтого пятна (AMD). Изучаются и другие устройства, которые обходят зрительный нерв и могут быть полезны людям с другими типами потери зрения.

Что такое протез сетчатки?

Сетчатка — это часть глаза, которая воспринимает и посылает световые сигналы. Он состоит из множества различных типов клеток, каждый из которых играет уникальную роль в зрении. Фоторецепторные клетки воспринимают свет и запускают электрический сигнал. Сигнал проходит через средний слой клеток сетчатки, зрительный нерв и, наконец, в мозг, где формируется изображение. Повреждение или потеря фоторецепторных клеток вызывает потерю зрения при многих типах дегенерации сетчатки, включая наследственные заболевания сетчатки, такие как РП, хороидеремия, врожденный амавроз Лебера и ВМД.

Протез сетчатки действует как искусственная сетчатка. Он работает, чтобы заменить функцию фоторецепторов, которые были потеряны во время дегенерации сетчатки. Используя такие компоненты, как камеры, компьютеры и электроды, протез улавливает свет и преобразует его в электрический сигнал. Этот сигнал поступает в мозг и создает новую симуляцию зрения. Это отличается от имплантированной линзы или устройства для слабовидящих, которые пытаются максимизировать существующее зрение человека.

Кто может использовать

Протезы сетчатки предназначены для слепых или людей с минимальным светоощущением, но когда-то имевших зрение. Все протезы, изучаемые в настоящее время, требуют развитой зрительной коры — части мозга, которая обрабатывает световые сигналы для формирования изображений. Это означает, что пользователи должны иметь возможность видеть ранее, чтобы эти устройства работали.

Протезы сетчатки также требуют для работы здорового зрительного нерва. Эти устройства были протестированы на людях с поздней стадией наследственного заболевания сетчатки (IRD), в основном RP. В случае успеха устройства могут быть вариантом лечения многих типов ИРЗ или других типов дегенерации сетчатки, таких как AMD.

Восстановит ли мне протез зрение?

Протезы, которые были испытаны до сих пор, не полностью восстанавливают зрение, но могут вызывать некоторые зрительные ощущения. Пользователи могут различать свет и тьму и распознавать формы. Например, люди смогли распознать дверной проем или фигуру человека, а в некоторых случаях могут отличить вилку от ложки. Протезы сетчатки обеспечивают «симуляцию зрения». Это означает, что пользователям придется заново учиться видеть и тренировать свой мозг, чтобы интерпретировать этот новый вид информации. Результаты могут сильно различаться от человека к человеку.

Как работают протезы сетчатки?

Так же, как существуют разные виды смартфонов, существуют разные типы протезов сетчатки.

Протезы сетчатки включают как внутренние, так и внешние компоненты. Внешние компоненты могут включать в себя очки, крошечные компьютеры и блоки питания. Внутренние компоненты могут включать электроды или микрочипы. Внутренняя часть сетчаточного протеза может располагаться в разных частях сетчатки. Большинство из них размещаются хирургическим путем на поверхности сетчатки (эперетинально) или сразу за сетчаткой (субретинально).

Эпиретинальный протез имитирует оставшиеся клетки сетчатки, позволяя посылать сигналы в мозг для создания ощущения зрения. Этот тип протеза легче имплантировать, чем субретинальный протез. Эпиретинальным протезам требуется внешняя камера для захвата визуальной информации, что требует от пользователей сканирования области или предмета головой, а не глазами, как обычно.

Argus II является примером эпиретинального протеза. Он состоит из крошечного микрочипа, имплантированного в переднюю часть сетчатки, и мини-камеры, встроенной в очки. Камера захватывает изображения и преобразует их в электрические импульсы, отправляемые по беспроводной связи на электроды. Импульсы стимулируют оставшиеся клетки сетчатки, которые посылают сообщения в мозг. Затем мозг интерпретирует эти сообщения как изображение. Со временем пациенты могут восстановить некоторое функциональное зрение.

Субретинальный протез стимулирует средний слой клеток сетчатки, которые затем передают сигнал к зрительному нерву. Исследователи считают, что использование существующих слоев клеток для обработки светового сигнала должно привести к более точному зрению. Однако эти устройства будут работать только в том случае, если этот средний слой клеток не поврежден.

Alpha IMS и Alpha AMS являются примерами субретинальных протезов. В настоящее время они одобрены в Европе, но не в Канаде или США. В этих устройствах за сетчаткой имплантируется кремниевый чип. Он подключен к крошечному компьютеру, расположенному за ухом, и к внешнему аккумулятору, который усиливает световой сигнал. Этот блок питания можно носить на шее. В этих устройствах не используются внешние очки, что делает их менее громоздкими, но они также имеют меньшую вычислительную мощность.

Третий тип протеза сетчатки представляет собой супрахориоидальный имплантат, помещаемый между сосудистой оболочкой и склерой в глазу. Супрахориоидальные протезы еще не были одобрены для лечения.

Что такое кортикальный протез?

Некоторые зрительные протезы вообще не располагаются вблизи сетчатки. К ним относятся устройства, имплантированные в зрительный нерв или части мозга, такие как таламус или зрительная кора. Например, такие устройства, как Gennaris от Monash Vision Group или Orion от Second Sight, имплантируются на поверхность зрительной коры головного мозга. Они соединены с мини-камерой в очках, которая по беспроводной связи отправляет визуальную информацию в мозг. Потенциальные преимущества имплантации устройства в мозг заключаются в том, что оно обходит больной глаз и может лечить несколько причин слепоты. Эти устройства могут быть вариантами лечения для людей с различными типами заболеваний глаз, такими как глаукома, повреждение зрительного нерва, ИРЗ и ВМД.

протезы сетчатки, одобренные в Канаде

Argus II был единственным протезом сетчатки, одобренным для использования в Канаде. Борьба со слепотой в Канаде сыграла ключевую роль в доставке Argus II (иногда называемого бионическим глазом) в Канаду, помогая финансировать обсервационные клинические испытания устройства в Западной больнице Торонто под руководством доктора Роберта Девеньи. Однако за последние несколько лет компания Second Sight прекратила поддержку этого устройства, а это означает, что оно больше не продается, и лица, у которых есть это устройство, могут не получить поддержку или ремонт в будущем.

Argus II также был единственным протезом сетчатки, одобренным в США. В настоящее время в Европе одобрено четыре протеза: система бионического зрения Argus II, Alpha IMS, Alpha AMS и IRIS II. Другие типы протезов сетчатки изучаются в ходе клинических испытаний по всему миру.

Новые и текущие исследования

Многие типы протезов разрабатываются или изучаются, в том числе IRIS II, EPI-RET3, Boston Retinal Implant Project (BRIP), система бионического зрения Photovoltaic Retinal Implant (PRIMA), Bionic Eye System by Bionic Vision Technologies, Феникс 99, и система супрахориоидально-трансретинальной стимуляции (STS). Проводятся исследования для создания новых устройств, а также улучшения результатов с помощью существующих устройств. Протезы совершенствуются, чтобы увеличить срок службы устройств, улучшить качество жизни с помощью более мощных и меньших устройств, расширить поле зрения, увеличить количество электродов и улучшить четкость и резкость зрения.

Ссылки

Аллен, П. Дж. (2021). Протезы сетчатки: куда отсюда? Клиническая и экспериментальная офтальмология, 49(5), 418-429.