Протезирование сетчатки глаза
Наиболее актуальными и очень важными проблемами современной офтальмологии являются слабовидение и слепота. Статистика ВОЗ указывает, что на сегодняшний момент более 36 млн. человек в мире полностью слепы. Но, благодаря инновационным технологиям, применяемым в микрохирургии глаза и достижениям науки (микро- и наноэлектроника и фотоника), слепые пациенты получили возможность вновь обрести зрение. Это становится реальностью после имплантации новых зрительных протезов, которые представляют собой оптоэлектронные устройства, берущие на себя функции зрительного анализатора.
Подобные устройства весьма актуальны при тяжелых дегенерациях сетчатки — ее пигментной абиотрофии, хороидеремии, атрофической форме ВМД, врожденном амаврозе Лебера и пр.
Об устройствах
Обычно протезы сетчатки включают три основных компонента: фотоэлектрический преобразователь для считывания зрительной сцены; электронику (внешнюю, внутреннюю), которая обрабатывает полученную информацию; электроды, стимулирующие нервные окончания (сетчатки, зрительного нерва, коры головного мозга) посредством электрических импульсов для появления у слепого зрительных ощущений. Существует несколько подходов к имплантации подобных устройств, которые подразделяются в соответствии с локализацией стимулирующих электродов: эпиретинальный, субретинальный, периневральный, супрахороидальный, кортикальный, таламический.
Первопроходцем в разработке устройств искусственного зрения принято считать W. Dobelle. Именно он предложил для устранения слепоты прибегнуть к методу стимуляции зрительной коры головного мозга имплантируемыми электродами, которые подключены к видеокамере. Включив имплантат, человек получал возможность воспринимать фосфены — зрительные ощущения и даже читать крупные буквы.
Научная группа, возглавляемая М. Humayun, предложила в США кардинально отличный способ борьбы со слепотой. Ими была разработана и успешно протестирована на больных пигментным ретинитом технология прямой стимуляции сетчатки посредством имплантации планарных микроэлектродов. Наилучший полученный в ходе исследований результат — острота зрения 1,8 logMAR (0,016).
Современные модели имплантатов
В настоящее время эта технология воплощена в эпиретинальном имплантате Argus II. В 2013 году он был одобрен FDA как перспективное доступное по стоимости устройство. Система Argus была признана коммерчески успешной, что стимулировало серьезный интерес ученых к технологиям и устройствам по возвращению зрения.
Еще одним доступным по стоимости внутриглазным протезом стал субретинальный имплантат Alpha IMS (AMS). Его автор Е. Zrenner, предусмотрел в новом имплантате конструктивное отличие от предыдущей модели — субретинальные микро фотодиоды, которые принимают на себя функции фоторецепторов. Это дает возможность пациенту сканировать окружающее пространство движением глаз, не задействую голову и шею, как приходится с Argus II. Ведь в той модели, функцию видеопреобразователя выполняет внешняя видеокамера, которую прячут в дужку очков.
У пациентов с Alpha IMS наивысшая острота зрения составила 1,43 logMAR (0,037, тест с кольцами Ландольта на расстоянии 60 см). в 2013 году,новый имплантат был одобрен для использования в европейских странах и получил маркировку СЕ. Спустя три года была запущена в производство его улучшенная версия — Retina Implant AMS.
Intelligent Medical Implant (IMI) – третье доступное для имплантации внутриглазное устройство, возвращающее утраченное зрение. Это эпиретинальный протез – детище научной группы, возглавляемой G. Richard. Его основное отличие от двух вышеназванных — «симулятор сетчатки», для автоматической оптимизации процесса зрения. Люди с имплантированной системой IMI могут различать простые формы (крест, горизонтальные и вертикальные линии). В 2016 году улучшенная модель IMI , эпиретинальный протез IRISTM получил одобрение (СЕ) для широкого клинического применения в европейских странах.
Коммерческий успех разработанных протезов заставил специалистов заниматься разработкой и совершенствованием зрительных протезов с новой энергией и вложением средств.
Сегодня можно с уверенностью сказать, что давняя мечта человечества, восстановление утраченного зрения, которая занимает умы ученых и практикующих врачей, — близка к осуществлению в самом недалеком будущем. Сейчас уже не кажутся фантастическими понятия «искусственный глаз», «искусственное зрение», «искусственная сетчатка».
Правда, вопреки распространенному заблуждению, уже созданные зрительные имплантаты не способны заменить сетчатку полностью. Они лишь стимулируют ее работу, а функции фоторецепторов принимает на себя электроника. Именно поэтому, если человек потерял зрение из-за процессов дегенерации сетчатки, установка имплантата, полноценного зрения не вернет. Однако, он получит возможность воспринимать окружающую среду посредством вспышек, искр, светящихся точек. Кроме того, производимые зрительные имплантаты помогают ослепшим людям читать крупные буквы, играть в баскетбол, стрелять по мишеням и еще очень многое.
Достижения современной электроники и тесное сотрудничество врачей, физиков, нейрофизиологов, инженеров, математиков, программистов и огромного числа смежных специалистов позволяют офтальмологам возвращать возможность видеть окружающий мир, казалось бы, в самых безнадежных случаях.