Імплантати сітківки: майбутнє за високими технологіями. Скільки коштує імплант ока

Рубрика: Методи лікування у Німеччині

При деяких захворюваннях видалення ока неминуче, до його втрати може призвести травма, трапляються й уроджені дефекти. Сучасні очні протези хоч і не повертають зір, але виконують багато інших важливих функцій.

КОЛИ ВИДАЛЯЮТЬ ОЧИ?

Різні причини можуть призвести до видалення ока, або, висловлюючись медичним терміном, його енуклеації.

Необоротна сліпота, що супроводжується болями, також є показанням до енуклеації. Зазвичай це виникає при внутрішньовенному тиску, що критично зростає, який, у свою чергу, розвивається на тлі цукрового діабету або закупорки судин з наступною неоваскулярною глаукомою.

Буває показане видалення з наступним протезуванням і при деяких важких косметичних дефектах, обумовлених, наприклад, запаленням рогівки, більмом, що росте, або травмами.

ЯК ПРОВОДИТЬСЯ ОПЕРАЦІЯ

Уражене чи травмоване око видаляється під загальним наркозом. Слизова оболонка відокремлюється від очного яблука, м'язи, що утримують його, і очний нерв розрізаються, і око може бути видалено. Кон'юнктива (слизова) залишається при цьому у тканинах практично повністю. Щоб заповнити порожнину, частини очних м'язів зшиваються разом, вводяться власні тканини пацієнта або штучний матеріал. До моменту власне протезування необхідно почекати загоєння післяопераційної рани. Через один або кілька тижнів вставляється тимчасовий пластмасовий імплантант, що перешкоджає скороченню западини очей, і лише через кілька місяців - постійний, з медичної пластмаси або спеціального скла.

Іноді у зв'язку з проблемною кон'юнктивою необхідно зробити кілька операцій для того, щоб оптимально підготувати очне дно до імплантування.

У деяких випадках операція може проводитися навіть амбулаторно, але протягом кількох днів необхідні регулярні перев'язки та контроль.

Звичайно, таке хірургічне втручання психологічно зазвичай важко переноситься пацієнтом, незважаючи навіть на те, що вже й до цього він навряд чи міг багато бачити пошкодженим оком, яке, напевно, доставляло чимало інших проблем. Однак звикання до обмеженої зорової перспективи відбувається, як правило, дуже швидко, цілком можливе і керування автомобілем. А якісний та успішно поставлений імплантант, який практично неможливо відрізнити від власного ока, вирішує усі косметичні та естетичні проблеми.

ЗАВДАННЯ ТА ТИПИ ПРОТЕЗІВ

Одне з головних завдань імплантованого протезу полягає в тому, щоб забезпечувати максимальну природну рухливість, що підтримується очними м'язами, що збереглися. З медичної точки зору імплантат зобов'язаний захищати очну западину і перешкоджати її природному скороченню з часом. Для дітей дуже важлива підтримка процесу їх зростання та розвитку із збереженням симетричних рис обличчя.

Існують два основні типи протезів - скляні та пластмасові. Обидва виконуються рідкісними фахівцями у своїй справі, які мають спеціальну освіту.

Синтетичний матеріал, на відміну від скла, легший і тепліший, дає більше відчуття міцної посадки в очній западині. Пластик також простіше регулювати за розміром та візуально (наприклад, колір або імітацію кровоносних судин) – навіть через час після імплантації. "Розмальовується" такий протез вручну, що вимагає досить довгого часу. Хоча він не руйнується, що, безсумнівно, є суттєвою перевагою, але блідне і пошкоджується з плином років, потребує регулярного професійного чищення та досить частої заміни. Серед недоліків також - погана змочуваність і тому поверхня імплантанту, що легко пересихає, підвищена алергенність.

Лише дуже чутливі люди можуть дійсно в даному випадку за температурою визначити різницю між пластмасою та склом. Скляні імплантанти з особливого кріолітного або інших спеціальних видів скла після візуальної примірки сирих заготовок, що підходять даному пацієнту, індивідуально у нього на очах протягом години або трохи довше видуваються, особливим чином поліруються та доводяться до досконалості фахівцем. Скло, як правило, краще переноситься, добре зволожується – як би «плаває» у слізній рідині. Це добре сумісний із біологічними тканинами, позбавлений токсичності матеріал. Крім того, виготовлення та встановлення тут – дуже швидкий процес. Однак скляний імплантант більш крихкий, ніж синтетичний, і також, хоч і меншою мірою, схильний до природного зносу і вимагає періодичної заміни - як правило, один раз на рік, для дітей - раз на півроку.

Оптично обидва типи очних протезів не відрізняються один від одного і, будучи вдало підібраними і підігнаними, не тільки не кидаються в очі оточуючим, а й фактично їх наявність може стати помітною лише при пильному розгляді поблизу.

ВСТАНОВЛЕННЯ ТА НОШЕННЯ ПРОТЕЗУ

При першій установці протезу болісних відчуттів немає, проте вони можуть бути незвичними. Після імплантації пацієнт відчуває деякий дискомфорт, який проходить зазвичай вже через кілька днів, у міру звикання очної западини до протезу. Можливо, доведеться трохи потренуватися, щоб заплющувати і розплющувати очі так, як раніше, без зусилля. Носити протез також і вночі чи ні - питання, яке потребує окремого обговорення зі своїм лікарем; в останні роки перевага надається цілодобовому носінню.

Дуже часто і, на жаль, неусувне ускладнення - підвищена сльозогінність на місці віддаленого ока. Регулярне виймання та промивання протеза вже скоро здійснюється буквально за кілька секунд і дозволяє знизити сльозовиділення та підвищити відчуття комфорту. Рекомендують робити це як мінімум раз на день, вранці, звичайною чистою водою кімнатної температури, в жодному разі не над раковиною або іншою твердою поверхнею, а над рушником. За наявності сильних забруднень можна замочити протез на десять хвилин у підсоленій воді - але не використовувати будь-які засоби для чищення, за винятком дезінфікуючої рідини, рекомендованої окулістом, або оцту.

З сучасними протезами можливо при дотриманні простих запобіжних заходів займатися практично будь-якими, навіть екстремальними видами спорту.

На закінчення варто відзначити, що у Німеччині історично накопичено величезний досвід очного протезування, яке здійснюється у багатьох містах. Особливо успішним стало воно після 1870 року, коли було знайдено ідеальний матеріал – кріоліт, який досі використовується з цією метою.

Яна Ількун

Очний протез Argus II надходить у продаж у Європі та незабаром – в Америці. У ході випробувань цього «біонічного ока» частково вдалося повернути зір 30 людям віком від 28 до 77 років.
Результати вийшли різними – хтось зміг лише частково бачити світло, хтось почав розбирати газетні заголовки, деяким навіть удалося повернути кольоровий зір.

Протез Argus II бере на себе функції фоторецепторів - світлочутливих сенсорних нейронів сітківки ока, які перетворюють світло на електрохімічні імпульси, що передаються в мозок по зорових нервах. При таких захворюваннях, як пігментний ретиніт, відбувається дегенерація цих фоторецепторів, і людина сліпне.

Argus II є комплексом з 60 електродів, вживлених в сітківку ока, з'єднаних з мініатюрним приймачем, який так само, судячи з опису на сайті, кріпиться на очне яблуко; окулярів, оснащених камерою, і з'єднаних з комп'ютером, що носиться. Сигнал, отриманий камерою, обробляється цим комп'ютером, що носиться, після чого передається на приймач, який дає вживленним електродам почати стимуляцію уцілілих клітин сітківки ока і зорового нерва.

Argus II на своєму призначеному місці.

Систему схвалили до використання в Євросоюзі і, мабуть, незабаром також схвалять у США. У Європі, щоправда, вона коштує понад 73 тисячі євро, а в США буде й того дорожче.

В даний час у Массачусетському технологічному інституті розробляється аналогічна система, але замість 60 у неї будуть 400 електродів. У свою чергу, у Стенфорді ведуться розробки іншого методу, що включає імплантацію в очне яблуко близько п'яти тисяч фотогальванічних елементів, що, за ідеєю, дозволить досягти набагато кращих результатів, ніж Argus II.

Ранній Аргус.

Незважаючи на те, що технології зорових імплантів ще не скоро дозволять насолодитися, наприклад, високою роздільною здатністю відео, навіть у недосконалих сенсорів з сотнею пікселів дозволу є потенціал забезпечити своїм носіям незрівнянно більший ступінь самостійності, ніж той, який був би у них за повної відсутності зору.

Не варто забувати, що подібні імпланти в принципі не здатні нічого вдіяти, якщо причиною сліпоти є проблема з зоровим центром мозку або зоровим нервом, а не пошкодження або деградація сітківки. Але це вже інша гілка технологій.

Ймовірно, як властиво високим технологіям, згодом Argus II покращуватиметься і дешевшатиме, але поки що на сайті технооглядів MIT ми бачимо ціну в $115,000. Це вартість самого пристрою, що не включає вартість його установки.

Відео з сайту розробника.

Назва "Аргус", ймовірно, взята з грецької міфології, де це ім'я носив невсипущий страж-велетень. У різних варіантах міфу кількість очей у Аргуса варіювалася від 4 до 1000, але всі вони сходяться на моменті, що Аргус ніколи не стуляв усіх очей одночасно і тому ніколи не спав.
Гера поставила його охороняти прекрасну Іо, яка на той момент перебувала у вигляді не менш прекрасної, але все ж таки корови. Аргус сумлінно виконував доручення, однак у якийсь момент був убитий Гермесом, богом торгівлі, злодійства та обману, якого Зевс відправив забрати Іо.
Дізнавшись про смерть Аргуса, Гера зробила те, що потрібно зробити важливому персонажу міфу, коли розповідь наближається до кінця: помістила очі Аргуса на павичі пір'я. З того часу, треба розуміти, у нас є не тільки непоказні самки павичів, а й втішні оку павичі-чоловіка.

Про численні очі, павичство і розчулення.
Якщо до мене колись потрапить представник цього виду, єдине щодо чого не буде сумнівів, це ім'я для нього.

З вам був павучий павук.
Прекрасне створення, яке, якби воно було трохи більшим і не так схильним раптово і дуже швидко стрибати, могло б лікувати людей від арахнофобії.

Джерела:

Біонічне око – що це? Саме таке питання виникає у людей, які вперше зіткнулися із цим терміном. У наведеній статті ми докладно відповімо на нього. Отже, почнемо.

Визначення

Біонічне око - це пристрій, що дозволяє сліпим розрізняти низку візуальних об'єктів і компенсувати у певному обсязі відсутність зору. Хірурги імплантують його у пошкоджене око як протез сітківки. Тим самим вони доповнюють штучними фоторецепторами неушкоджені нейрони, що збереглися в сітківці.

Принцип дії

Біонічне око складається з полімерної матриці, з фотодіодами. Вона фіксує навіть слабкі електричні імпульси та транслює їх нервовим клітинам. Тобто сигнали перетворюються на електричну форму і впливають на нейрони, які збереглися в сітківці. У полімерної матриці є альтернативи: інфрачервоний датчик, відеокамера, спеціальні окуляри. Перелічені пристрої можуть відновити функцію периферійного та центрального зору.

Вбудована в окуляри відеокамера записує картинку та відправляє її в процесор-конвертор. А той, у свою чергу, перетворює сигнал і відсилає його ресиверу та фотосенсору, який вживлений у сітківку ока хворого. І лише потім електричні імпульси передаються у мозок пацієнта через оптичний нерв.

Специфіка сприйняття зображення

За роки досліджень біонічне око зазнало безліч змін та доробок. У ранніх моделях картинка передавалася з відеокамери одразу в око пацієнта. Сигнал фіксувався на матриці фотодатчика і надходив нервовими клітинами в мозок. Але в цьому процесі був один недолік - різниця у сприйнятті зображення камерою та очним яблуком. Тобто вони працювали не синхронно.

Інший підхід полягав у наступному: спочатку відеоінформація відправлялася на комп'ютер, який перетворював видиме зображення на інфрачервоні імпульси. Вони відбивалися від окулярів і потрапляли через кришталик в очну сітківку на фотосенсори. Звичайно, пацієнт не може бачити ІЧ-промені. Але їх вплив аналогічний процесу отримання зображення. Іншими словами, перед людиною з біонічними очима формується доступний для сприйняття простір. А відбувається це так: картинка, отримана від фоторецепторів ока, що діють, накладається на зображення від камери і проектується на сітківку.

Нові стандарти

З кожним роком біомедичні технології розвиваються семимильними кроками. Наразі збираються впроваджувати новий стандарт для системи штучного зору. Це матриця, кожна сторона якої міститиме по 500 фотоелементів (9 років тому їх було лише 16). Хоча, якщо провести аналогію з людським оком, що містить 120 млн паличок і 7 млн ​​колб, то стає зрозумілим потенціал подальшого зростання. Варто зазначити, що інформація передається до мозку через мільйони нервових закінчень, а потім їх вже самостійно обробляє сітківка.

Argus II

Це біонічне око було розроблено та зроблено в США компанією «Ясновидіння». 130 пацієнтів із захворюванням на пігментний ретиніт скористалися його можливостями. Argus II складається з двох частин: вбудованої в окуляри міні-відеокамери та імплантату. Всі об'єкти навколишнього світу фіксуються на камеру і передаються в імплантат через бездротовий процесор. Ну а імплантат за допомогою електродів активує наявні у хворого клітини сітківки, відправляючи інформацію прямо в зоровий нерв.

Користувачі біонічного ока вже за тиждень чітко розрізняють горизонтальні та вертикальні лінії. Надалі якість зору через цей пристрій лише зростає. Argus II коштує 150 000 фунтів стерлінгів. Проте дослідження не припиняються, оскільки розробники одержують різні грошові гранти. Звичайно, штучні очі ще досить недосконалі. Але вчені роблять все, щоб якість картинки, що передається, покращилася.

Біонічне око в Росії

Першим пацієнтом, який у нашій країні вживив пристрій, став 59-річний челябінець Олександр Ульянов. Операція тривала протягом 6 годин у Науково-клінічному центрі оториноларингології ФМБА. За періодом реабілітації пацієнта стежили найкращі офтальмологи країни. Протягом цього часу у встановлений Ульянову чіп регулярно пускали електричні імпульси та відстежували реакцію. Олександр показував чудові результати.

Звичайно, він не розрізняє кольори і не сприймає численні об'єкти, доступні здоровому оку. Навколишній світ Ульянов бачить розмито й у чорно-білому кольорі. Але цього йому достатньо для абсолютного щастя. Адже останні 20 років чоловік взагалі був сліпим. А зараз його життя повністю змінило встановлене біонічне око. Вартість операції у Росії становить 150 тис. рублів. Ну і плюс ціна самого ока, яка була вказана вище. Поки що пристрій випускають тільки в Америці, але згодом у Росії мають з'явитися аналоги.

Сьогодні у всьому світі живе приблизно 285 мільйонів людей з різними порушеннями зору, з яких близько 36 мільйонів є сліпими. Щоб полегшити їхнє життя в багатьох країнах сьогодні розробляються різні методи лікування та технології, засновані на використанні стовбурових клітин, генної терапії та різного роду фармакологічного впливу. Але для людей, які втратили зір в результаті дегенеративних змін у сітківці, є ще одна надія - пристрої, що зараз розробляються, що отримали назву ретинальні протезні системи або простіше - біонічні очі (треба відзначити, що повинні залишатися збереженими деякі клітини сітківки).

На даний момент, за 25 років розробок і тривалих випробувань подібні "протези зору" мають вже понад 260 людей у ​​всьому світі, а в Росії перша імплантація ретинального протезу була проведена в 2017 році.

Біонічне око: що це?

Ретинальна протезна система або просто "біонічний очей" - це система штучного зору для людей, які втратили зір в результаті хвороби, пов'язаної з дегенерацією зовнішнього шару клітин сітківки - фоторецепторів, клітин, які живими трансформують світло в зрозумілий мозку електричний сигнал. Такі пристрої мають різні конструкції, але основною їхньою робочою частиною є матриці мікро-електродів, які хірургічним шляхом поміщаються в око, в області очного нерва (який передає імпульси з ока в мозок) або безпосередньо в головний мозок. Ці мікро-електроди, залежно від виду протеза можуть стимулювати або все ще функціонувальну частину сітківки людини, що втратила зір, або зоровий нерв як провідну структуру або впливати безпосередньо на візуальний відділ кори головного мозку. Стимуляція відбувається за рахунок слабких електричних імпульсів приблизно так само, як це відбувається при застосуванні кохлеарного імплантату.

Електростимуляція нейронів сприймається людиною як поява невеликих світлових плям, які звуться «фосфени». Такі фосфени дозволяють людині з біонічним оком отримувати бачення сформованого пристроєм (за допомогою камери або без неї) навколишнього простору. Насправді поки що біонічне око не може забезпечувати нормальний зір і далеке від ідеалу, а "показує" набір світлових плям і форм, подібних до світлової мозаїки, яку людина після певного тренування може використовувати для ідентифікації навколишнього середовища. Але дослідження продовжуються і якість таких пристроїв стає все кращою.

Історія питання

Системи біонічного зору розробляються одразу у кількох країнах і ці проекти перебувають сьогодні у різній стадії готовності. Причому поки що вважається, що подібні біонічні системи придатні лише для людей, які втратили зір внаслідок дегенеративних захворювань зору, таких як, наприклад, і . Це з тим, що з таких захворюваннях певна частина клітин сітківки, як і очний нерв, залишаються непошкодженими.

В даний час лише кілька подібних біонічних протезів дозволено до комерційного використання регуляторами галузі охорони здоров'я різних країн. Це Argus II, розроблений у США, німецька система RI Alpha AMS, IRIS II з Франції і система VisionCare (США), що принципово відрізняється від них.

Види імплантатів

За своєю конструкцією та методами функціонування очні імплантати діляться на епіретинальні (на сітківці), субретинальні (ззаду сітківки), супрахороїдальні (вище судинної оболонки), інтрасклеральні, на зоровому нерві, а також імплантовані в мозок.

Епіретинальні імпланти

Argus II ( Second Sight , США)

Система Argus, розроблена американською компанією Second Sight, є першим протезом, що імплантується в око, який став застосовуватися для часткового відновлення зору у людей, які страждають на тяжку форму. Крім того, цей імплантат тестувався для застосування у людей з захворюванням, що найчастіше зустрічається - . Argus – епіретинальна система, тобто. імплантат міститься поверх сітківки. Вперше цей пристрій було імплантовано людині 2006 року. Сьогодні компанія використовує другу версію цього протезу – Argus II, який вже має дозвіл на використання від європейських (2011 р.) та американських (2013 р.) регуляторів галузі охорони здоров'я.

Цей пристрій використовує камеру, інтегровану в окуляри, і імплантат, що частково розташовується навколо ока і частково на поверхні сітківки. Argus II поки що дозволяє людині бачити лише тіні та обриси фігур. При цьому все, що бачить камера, перетворюється на електричні сигнали, які бездротовим чином транслюються в імплантат. У свою чергу, імплантований чіп стимулює клітини сітківки, змушуючи їх відправляти отриману інформацію в оптичний нерв і далі для обробки в зорову кору головного мозку.

Сама операція імплантації триває близько п'яти годин і за два тижні пацієнт одягає окуляри, щоб почати вчитися використовувати Argus II.

Вартість:

Ціна пристрою – близько $150 000, без урахування вартості операції та тренінгу для навчання користуванню цією системою.

• Забезпечує можливість орієнтуватися у просторі
• Деякі користувачі отримують можливість читати великі літери та самостійно пересуватися у місті.

Недоліки пристрою:

• По суті, людина не отримує нормального зору і це пов'язано з тим, що дана версія імпланту має лише 60 електродів, а для того, щоб бачити добре, потрібні приблизно 1 млн електродів
• Висока вартість
• Відносно громіздкі окуляри

IRIS II (Pixium Vision, Франція )

Система біонічного зору IRIS II, призначена для людей, що втратили зір внаслідок пігментного ретиніту, використовує камеру, вбудовану в спеціальні окуляри, і епіретинальний імплант, що складається з 150 електродів, що встановлюється на сітківці. Технологія розроблена спеціально для людей, ті ж патологічні зміни, що і за Argus II.

Принцип роботи пристрою заснований на тому, що зображення вловлюється камерою, потім потрапляє в мініатюрний комп'ютер, підключений до окулярів проводом, де обробляється і бездротовим каналом передається на імплантат. Імплантат за допомогою електродів стимулює зоровий нерв, дозволяючи користувачеві розрізняти чорний та білий колір, а також близько десяти відтінків сірого кольору. Камера в окулярах має незалежні пікселі, які безперервно розпізнають зміни у навколишньому середовищі. По суті система працює як матриця клітин-фоторецепторів, які вона замінює, забезпечуючи людей базовими можливостями зору, якого без цього пристрою вони не мали.

Так само, як і у випадку з Argus II, у міру використання «зір» поступово пристосовуватиметься і через деякий час людина навчиться розпізнати обличчя людей. Впевненість вченим дають випробування, проведені на тваринах, зокрема, зір щурів вдавалося відновлювати рівня 20/250, тобто. Для людей це означає можливість читати текст, написаний великими літерами, та розрізняти обличчя.

Вартість:

Немає даних.

Переваги біонічного ока:

• Більш висока роздільна здатність, ніж у Argus II (у 2,5 рази)
• Після тривалого використання дозволяє розрізняти обличчя та читати великі літери
• Зовнішня електроніка дозволяє мати повний контроль над обробкою зображень і навіть адаптувати обробку для кожного пацієнта.

Недоліки:

• Відносна нетривалість роботи імплантату, що згодом потребує його заміни
• Необхідність зовнішнього пристрою, який досить громіздкий
• Висока вартість операції та пристрої
• Не дозволяє розрізняти кольори

PRIMA (Pixium Vision, Франція)

Нова система компанії Pixium Vision призначена для допомоги людям, які страждають на суху форму, при якій порушується центральний зір. Як і IRIS, PRIMA працює в парі з окулярами, які за допомогою камери знімає навколишню сцену, передає інформацію на комп'ютер для обробки, який потім передає її на сам імплантат за допомогою інфрачервоного випромінювання (до якого чутливі електродні грати). З допомогою цього випромінювання здійснюється харчування ретинального імпланту. Цей електронний чіп має розміри 2 х 2 міліметри, товщину 30 мкм (а це втричі тонше за людську волосину) і 378 електродів, тобто. удвічі більше, ніж IRIS II.

Першу тестову імплантацію цього пристрою пацієнту було проведено наприкінці 2017 року.

Операція з імплантації пристрою займає 90 хвилин.

Вартість:

Поки що не визначена.

Переваги пристрою:

• Може використовуватись для хворих
• Має більшу роздільну здатність, ніж IRIS II та Argus II

Недоліки:

• Дротовий зв'язок з керуючим блоком
• Не дозволяє розрізняти кольори
• Складна операція, пов'язана із ризиком для здоров'я
• Необхідність зовнішнього пристрою, який відносно громіздкий

Субретинальний імплант

Alpha IMS (Retina Implant AG, Німеччина )

Субретинальні імпланти розташовуються між шаром фоторецепторів та ретинальним пігментним епітелієм. Дані пристрої стимулюють в першу чергу клітини сітківки, що знаходяться з боку фоторецепторів, що, як вважають розробники, має формувати природніший потік імпульсів у головний мозок. Саме такий імплантат розробила німецька компанія Retina Implant, яка вже має офіційний дозвіл європейських регулюючих органів на його застосування. Імплантат Alpha AMS призначений для людей, які страждають на , і працює з оптичними сигналами, що надходять безпосередньо на сітківку, без застосування зовнішньої камери. Це забезпечує вільний рух очей пацієнта, тоді як, наприклад, хворому з Argus II для того, щоб подивитися убік, потрібно повернути туди голову. Причому, оточуючі можуть навіть не помітити, що перед ними людина з біонічним зором. Правда, для живлення пристрою потрібно вживлювати під шкіру голови систему, подібну до тієї, що використовується при імплантації кохлеарної.

Технологія, використана у пристрої, забезпечує око найбільшою кількістю електродів у порівнянні з аналогічними пристроями. Імплантат є чіпом 3х3 мм, що містить 1600 фотодіодів (пікселів) з фоточутливим елементом і парним електродом. При попаданні світла фотодіод перетворює фотони в електричний сигнал, який посилюється і впливає на . Яскравість та контрастність зображення регулюється самим пацієнтом за допомогою пульта на батарейках,

Alpha AMS, на жаль, не може відновити зір у пацієнта (наше око має приблизно 100 мільйонів «фоторецепторів-пікселів»), але може дещо підвищити здатність людини, яка слабо бачить, орієнтуватися в просторі і розрізняти великі контрастні предмети.

Вартість:

В даний час такі пристрої імплантуються тільки в Німеччині та вартість пристрою зазвичай відшкодовується в рамках медичного страхування. Інших даних щодо вартості немає.

Переваги пристрою:

• Відносно висока роздільна здатність
• Для отримання зображення пристрій використовує оптичний апарат ока
• Забезпечується можливості впізнавати обличчя людей, контури фігур, розпізнавати різні об'єкти.
• Простота пристрою порівняно з епіретинальними системами
• Простіша фіксація імплантату через обмеженість субретинального простору та тиску на пристрій, який створює пігментний епітелій

Недоліки:

• Необхідність зовнішнього живлення, яке закріплюється під шкірою на голові.
• Під час випробувань було зафіксовано відмови пристрою, що потребують повторної операції
• Відсутність колірного зору
• Обмеження за розміром внаслідок невеликого обсягу субретинального простору
• Можливість пошкодження сітківки через виділення тепла імплантатом

Супрахоріоїдальний імплантат

Bionic Vision ( Bionic Vision , Австралія)

Ще один варіант біонічного імпланту, розроблений в Австралії, міститься між (судинна оболонка). Такий супрахоріоїдальний імплант, на думку розробників, забезпечує більшу стабільність пристрою, ніж субретинальний або епіретинальний. Він також забезпечує велику безпеку для пацієнта, оскільки операція імплантації більш проста і менш інвазивна. Процедура не зачіпає тканини сітківки і не вимагає видалення склоподібного тіла з ока, що знижує ймовірність ускладнень після операцій.

Даний ретинальний протез може принести користь людям з настільки ж збереженою системою передачі інформації від сітківки до мозку, скільки і при використанні попередніх пристроїв.

Біонічне око складається з невеликої цифрової камери, закріпленої на окулярах, зовнішнього процесора та імплантату (мікрочіп та стимулюючі електроди). Передача інформації на імплантат здійснюється бездротовим способом. На сьогоднішній день розроблено три версії пристрою: прототип з 44 електродами, варіант з широким полем зору та 98 електродами, і найпросунутіший з 256 електродами. Розмір найсучаснішого імплантату – 5 х 5 мм. Надалі розробники планують випробувати версію з 1024 електродами, яка є матрицею з чотирьох 256-електродних чіпів. Це має дозволити користувачеві розрізняти особи та читати.

Система використовує розумну обробку сигналу, перш ніж відправляти її на імплант. Вона не просто підвищує контрастність, а кодує об'єкти в залежності від того, що знаходиться поруч з ними, що дозволяє користувачеві легше уникати зіткнень.

Біонічне око конвертує зображення у висококонтрастне уявлення, частина якого проходить додаткову обробку. На малюнку нижче ця зона виділена блакитним і відповідає зоні зору, погано видимої для біонічного ока. Процесор потім перетворює зображення параметри електростимуляції, що направляються в електроди. Пацієнт при цьому отримує "замилене" зображення, складене зі світлових спалахів.

Область зору при цьому невелика - не більше 30 °, тому пацієнту треба мати гарну пам'ять, щоб "збирати" повну картину свого оточення.

Вартість:

Ціна пристрою та вартість операції з його імплантації поки що не визначено.

Переваги пристрою:

• Забезпечується кращий контроль стимуляції зорового нерва в порівнянні з фотодіодним варіантом за рахунок попередньої обробки зорового сигналу
• Більш безпечна операція імплантації порівняно з субретинальним або епіретинальним методом
• Дозволяє людям орієнтуватися в навколишньому просторі

Недоліки:

• Невисока роздільна здатність
• Відсутність колірного зору
• Необхідність щодо тривалого тренування, щоб навчитися розпізнавати оточення

Пристрій, що імплантується в мозок (кортикальний імплант)

Orion I (Second Sight, США )

Система Orion I Visual Cortial Prosthesis є ще одним пристроєм компанії Second Sight і дещо відрізняється від нього за своїм принципом роботи - воно не використовує оптичний нерв і всю систему зору, а безпосередньо стимулює зорову кору головного мозку. Це дозволить бачити навіть людям, які втратили всю функціональність своїх очей. У іншому цей пристрій є модифікованою версією Argus II, тобто. складається з окулярів з камерою, зовнішнього процесора та чіпа, що імплантується.

Принцип роботи пристрою полягає в перетворенні зображень, отриманих за допомогою мініатюрної камери, закріпленої на окулярах пацієнта, серію електричних імпульсів, які бездротовим чином транслюються в електроди, імплантовані на поверхні зорової кори головного мозку. Така система потенційно може відновити зір у осліплих людей шляхом обходу пошкоджених сітківки та зорового нерва, і прямої стимуляції зорової області кори головного мозку. Клінічні випробування Orion I розпочато у лютому 2018 року.

На думку розробників, новий пристрій може надати пацієнтові приблизно такий же рівень зору, як Argus II, або, можливо, трохи менше. Тобто. користувач зможе відрізняти світло від темряви та розпізнавати обриси предметів, але не розрізнятиме кольори.

Вартість:

Вартість пристрою не визначена, оскільки він знаходиться на стадії тестування.

Переваги пристрою:

• Пристрій може допомогти людям, які страждають на втрату зору з різних причин
• Забезпечує можливість людині бачити світло та орієнтуватися
• Можливо буде дешевше, ніж Argus, оскільки може застосовуватися у більшої кількості пацієнтів

Недоліки:

• Ризик появою судом у результаті маніпуляції на мозку
• Не забезпечує можливість розрізняти кольори
• Використання зовнішнього обчислювального блоку, що створює незручність при носінні

Нові технології для біонічного зору

Штучна сітківка

Вчені з Італійського технологічного інституту придумали імплант, який працює як заміна пошкодженої сітківки і виготовляється з тонкого шару полімеру, що проводить, поміщеного в субстрат на основі шовку і покритого напівпровідниковим полімером. Цей напівпровідник працює як фотоелектричний матеріал, що поглинає фотони, коли світло потрапляє у око. Коли це відбувається, електричний сигнал стимулює нейрон сітківки, заповнюючи таким чином пробіл, залишений природними, але пошкодженими фоторецепторами ока.

Як показали експерименти на щурах, при освітленості як при сутінках або краще, реакція тварин з імплантатами на світ практично нічим не відрізнялася від реакції здорових тварин. Тим не менш, нам необхідно дочекатися результатів досліджень нового матеріалу на людях, щоб зрозуміти чи може цей метод використовуватися для лікування людей з » - Коментують розробники.

Таку технологію розробляють фахівці Оксфордського університету (США). Вони створили м'який синтетичний матеріал, який за своїми характеристиками набагато ближчий до людської тканини, з якої складається сітківка, ніж матеріали, що застосовуються сьогодні в імплантатах очей. Він є клітинною структурою з натуральних, біорозкладних матеріалів і не містить сторонніх тіл або живих клітин. Це робить імплантат менш інвазивним, ніж механічний пристрій, і він із меншою ймовірністю може спричинити негативну реакцію організму.

"Копія" сітківки складається з крапельок води, укладених в оболонку з білків мембрани клітин. Подібні на мініатюрні фотокамери, такі клітини працюють як пікселі, виявляючи та реагуючи на світло, що дозволяє створювати зображення у сірих тонах. Даний матеріал може генерувати електричний сигнал, який стимулюватиме нейрони на задній частині ока так само, як і реальна сітківка.

Поки ця технологія протестована тільки в лабораторії, тому слід дочекатися результатів тестування на людях, щоб зрозуміти наскільки ця проривна розробка ефективна для допомоги людям, які слабо бачать.

Російський досвід

У Росії системи біонічного зору почали впроваджуватися тільки останнім часом. 30 червня 2017 року пристрій Argus II було імплантовано 59-річному Григорію Ульянову з Челябінська, який понад 20 років тому втратив зір внаслідок Операцію провела міжнародна бригада лікарів у Москві, в Науково-клінічному центрі оториноларингології ФМБА, російську частину команди очолив.

Ця операція – спільний проект Фонду підтримки сліпоглухих «Сполука», благодійного фонду Алішера Усманова «Мистецтво, наука та спорт», АНО «Лабораторія «Сенсор-Тех», ФДБУ «Науково-клінічний центр оториноларингології ФМБА Росії» та компанії Second Sight.

Операція дуже дорога і поки що малодоступна, але на думку фахівців, згодом вдасться включити імплантацію до програм безкоштовної високотехнологічної медичної допомоги.

Як каже Григорій Ульянов,

Я був вражений і дуже задоволений. Я бачив контури вікон та дверей, обриси предметів. Тільки з людьми є проблема: бачу постать людини, але не розумію, хто це, чоловік чи жінка. Я й доньку не одразу впізнав. Бачу, хтось іде. "Тато, це я!" По голосу довідався, що дочка. Кажу: Бачу тебе, можу підійти! Дуже зрадів.

Я бачу, але не так, як ви. Я бачу по-іншому, по чорно-білому. Зображення надходить у мозок, мозок його обробляє, видає зовнішні координати, і по них починаю орієнтуватися. Я вже можу пересуватися вулицею, орієнтуючись на великі об'єкти. Я не можу сказати, що йду по слуху чи зору - по всьому разом.

Вчені вже розробили та вдосконалюють очні імпланти. Біонічна сітківка застосовується для відновлення зору людям, які втратили його під впливом запальних, аутоімунних чи травматичних факторів. Поки що існують лише поодинокі приклади успішних операцій із вживлення очних протезів. Та й самі вони недосконалі, оскільки дають можливість бачити лише чорно-білу картинку. Але медики, вчені та інженери працюють над новими розробками.

Що являють собою і як працюють?

Зовні вони нагадують подібні конструкції із фантастичних фільмів. Біонічне око є оптичним протезом, що складається з електродів. Від них відходять мікропроводи до спеціальних окулярів, на які подається зображення. До проводок прикріплено перетворювачі сигналу. Окуляри виконують функцію кріпильного апарату. Вони утримують камери, зображення з яких передається до імплантованих електродів сітківку. Сигнали сприймаються зорової корою потиличних областей мозку, як готове зображення. Відбувається цього в обхід зруйнованих нейронів сітківки - паличок та колб.

Вживлені в сітчасту оболонку ока електроди виконують функції паличок і колб, які в здоровому органі зору функціонують, як індикатори світла і кольору.

Особливості імплантації очного протезу

Найважливіший етап операції - правильне імплантація біоніка в ретинальний шар.

Найбільша складність у тому, щоб вживити біонік ультратонкий ретинальний шар. Імплантація проводиться у спеціальній операційній, оснащеній мікрохірургічним інструментарієм. Якщо у пацієнта є його рідне око, що не виконує зорових функцій, при показанні до його видалення виробляють енуклеацію. Під час цієї операції повністю видаляють очне яблуко, місце якого у майбутньому імплантують протез. Важливо, що таке оперативне втручання рекомендується лише пацієнтам, які бачили від народження. Вроджена сліпота є протипоказанням до імплантації штучного ока, оскільки при ній не сформована зорова кора, необхідна для розпізнавання та інтерпретації сигналів.