Визуальный протез

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
(перенаправлено с «Визуальный протез (версия Миг)»)
Перейти к: навигация, поиск
Визуальное корковое внедрение

Визуальный протез, часто назывемый бионический глаз (версия Миг) — экспериментальное визуальное устройство, предназначенное, чтобы восстановить функционирование зрения.

Было развито много устройств, как правило смоделированых на кохлеарном имплантате или на бионических устройствах уха, типа нервного протеза ru:Нейропротезирование, используемых с середины 1980-ых[1].

Биологический обзор[править]

Возможность дать слепому человеку приобрести зрение при помощи бионического глаза зависит от обстоятельств, вызвавших потерю зрения. Для сетчатки глаза (prostheses) протезы являются самым распространенным в развитии визуального протезирования (в случае лёгкого доступа к сетчатке среди других возможностей) при потере зрения из-за вырождения фоторецепторов (колбочек, палочек). Лучший кандидат для проведение работ является протез. Кандидаты на визуальное протезирование, которые внедряются, используют методику как самой успешной, если оптический нерв был развит, не повреждён до начала слепоты. Люди, ставшие слепыми, у которых до рождении был полностью развитый оптический нерв, но впоследствии вследствии его разного рода повреждений, становятся также слепыми.[цитата, необходимая]

Технологический обзор[править]

Визуальное протезирование развивается как потенциально ценная помощь для людей с визуальной деградацией. Визуальное протезирование в людях остается инвестируемым.

Продолжающиеся проекты[править]

Бдительный страж, относящийся к сетчатке глаза, протез[править]

Доктор Марк Хамэйун и Юджин Деджуан в Институте Глаза Doheny (УЮК) ru:Университет Южной Калифорнии были оригинальными изобретателями, которые активно занимались протезами, относящиеся к сетчатке глаза, в эпитаксиальном слое[1] и демонстрируемое доказательство принципа en:Proof of concept в острых терпеливых исследованиях в университете Джонса Хопкинса в начале 1990-ых. В конце 1990-ых компания Второй Вид сформировала то, что позволяет развить, вживляемый в сетчатку глаза протез. Их первое поколение внедрения срстояло из 16 электродов и было внедрено 6-ти объектам в период 2002 и 2004 г.г. Пять из этих субъектов все еще используют устройство в своих домах сегодня. Эти субъекты были полностью слепымы до внедрения, теперь могут выполнить удивительное множество задач, используя устройство. Позже, компания объявила, что это начинание получило одобрение FDA, чтобы начать рассмотрение его второго поколения — 60 внедрений электрода в США[2][3]. Дополнительно они планировали клинические испытания во всем мире всего достигнутого в 2007. Три главных американских агентства бюджетного финансирования (Национальный Институт Глаза, Министерство энергетики, и Национальный Фонд Науки) поддержали работу над Вторым Видом и USC.

Визуальный протез (MIVIP) на базе микросистемы[править]

Клодом Вераром в Университете Louvain en:Université_catholique_de_Louvain разработан спиральный электрод манжеты вокруг зрительного нерва позади глаза. Это связано со стимулятором, внедренным в маленькую депрессию в черепе. Стимулятор получает сигналы от внешне-расположенной камеры, которые переводятся в электрические сигналы, стимулирующие зрительный нерв непосредственно[4].

Вживляемый миниатюрный телескоп[править]

Хотя протез не действительно активный, Вживляемый Миниатюрный Телескоп — один тип визуального внедрения, которое воспринято с небольшим успехом при этапном приенении для возрастной категории macular degeneration en:wiki/Age-related_macular_degeneration#Age-related[5][6],[7]. Этот тип устройства внедрен в следующую палату глаза и работает, увеличивая (примерно до трех раз) размер изображения, спроектированного на сетчатку, чтобы преодолеть расположенный в центре сктомы (scotoma) или мертвую точку[8],[9].

Проект немецкой компании Tьbingen MPDA[править]

Сетчатка и армированный пластик

Южная немецкая команда во главе с Университетской Больницей Глаза в Tьbingen, была сформирована в 1995 Эберартом Цреннером, чтобы развить протез сетчатки глаза. Чип расположен позади сетчатки и использует множество микрофотодиодов (MPDA), которые собирают инцидент, освещают и преобразовывают его в электрический поток, стимулирующий клетки (колбочки, палочки) нервного узла сетчатки глаза. Поскольку естественные фоторецепторы намного более эффективны, чем фотодиоды, видимый свет не достаточно мощный, чтобы стимулировать MPDA.

Поэтому, внешнее электропитание используется, чтобы увеличить поток возбуждения. Немецкая команда начала в естественных условиях экспериментировать в 2000, и полученные корковые потенциалы были измерены от «микросвиней Yucatбn» и кроликов. При внедрении в течении 14 месяцев, были исследованы внедрения и сетчатка, окружающая это и не было никаких значимых изменений в анатомической целостности. Внедрение было успешно в создании вызванных корковых потенциалов в половине проверенных животных. Пороги, идентифицированные в этом исследовании были подобны требуемым в (epiretinal) эпиретинальной мембране при возбуждении. Последние сообщения от этой группы касаются результатов клинического предварительного исследования на восьми участниках, страдающих от АРМИРОВАННОГО ПЛАСТИКА en:Retinitis_Pigmentosa. (Т.е. фотопигменты были в предал нормы). Результаты получены для того, чтобы представить их подробно на конгрессе 2007 ARVO в Форт-Лодердейле[цитата необходима].

Harvard/MIT — cтимулятор на внешней стороне глаза[править]

Джозеф Райззо и Джон Вьятт в Больнице Глаза и Уха Штата Массачусетс и MIT начали исследовать выполнимость относящегося к сетчатке глаза протеза в 1989, и выполнили множество доказательств понятия epiretinal, испытаний возбуждения относительно слепых добровольцев между 1998 и 2000. Они с тех пор развили относящийся к сетчатке глаза стимулятор, который сидит на внешней стороне глаза и получает сигналы изображения, от камеры, установленной на паре очков. Чип стимулятора расшифровывает картинную информацию от камеры и стимулирует ячейки сетчатки (колбочки, палочки) глаза нервного узла соответственно[10]

Искусственная кремниевая сетчатка (автоматическое распознавание речи)[править]

Братья Алан и Винсент Чоу развили микрочип, содержащий 3500 фотодиодов, которые обнаруживают свет и преобразовывают его в электрические импульсы, которые стимулируют здоровые относящиеся к сетчатке глаза клетки нервного узла. Автоматическое распознавание речи не требует никаких внешних установленных устройств[4].

Имплантант — оптикоэлектроннй протез сетчатки глаза[править]

Рис.1 Применение бионического глаза при полной скотоме

Бионический глаз — искусственная зрительная система (версия Миг) для восстановления потерянного зрения. В глаз (версия Миг) с поврежденной сетчаткой, например, при скотоме, вживляют имплантантпротез сетчатки глаза, дополняя сетчатку c оставшимися в ней неповрежденными нейронами искусственными фоторецепторами (рис. 1, 2).

Дэниел Паланкер и его группа в Стэнфордском Университете развили оптикоэлектронную систему для визуального протеза, что включает вживление имплантанта в сетчатку глаза с множеством фотодиодов[11].

Глаз Dobelle[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Уильям Х. Добель

Подобный функционированнию устройства Harvard/MIT, кроме чипа стимулятора глаз Dobelle сидит в визуальной коре en:Visual_cortex, а не в сетчатке. Много предметов были внедрены с высокой нормой успеха с ограничением отрицательных эффектов. Все еще в фазе, связанной с развитием, в честь смети доктора Добеля, продавая глаз за прибыль, выносилось обвинительное заключение в пользу передачи в дар этого для публично финансируемой команды о проведении исследований[12][4].

Внутрикорковый визуальный протез[править]

Лаборатория Нервного Протеза в Институте Иллинойса Технологии (IIT), Чикаго, развивает визуальное протезирование, использующее Внутрикорковую Иридиевую Окись (AIROF) множества электродов. Эти множества будут внедрены на затылочном лепестке. Внешние аппаратные средства захватят изображения, обработают их и произведут команды, которые будут переданы внедренной схеме через связь телеметрии. Схема расшифрует команды и будет стимулировать электроды, в свою очередь стимулируя визуальную кору. Группа развивает пригодный внешний ввод иллюстрации и обрабатывает систему. Исследования на животных и исследования психофизических возможностей psyphophysical людей проводятся, чтобы проверить способнсти фактора выносливоти человеческого внедрения добровольца[цитата необходима].


Действительный с участием сетчатки глаза показ (VRD)[править]

(VRD) — система на основе лазера для создания изображения непосредственно на сетчатке. Это могло быть полезно для того, чтобы увеличить нормальное видение или обходить преграду, типа потока, или поврежденную роговую оболочку[4].

Визуальное корковое внедрение[править]

Доктор Мохамад Соан[13], профессор и исследователь в Polystim neurotechnologies Лаборатория в Многотехнике Ecole de Монреаль[14], воздействовал на визуальный протез, который будет внедрен в человеческую кору. Основной принцип доктора Соанзаджкокс™ s технология состоит в стимулировании визуальной коры, внедряя silicium микрочип на сети электродов, сделанных из биологически совместимых материалов и в котором каждый электрод вводит стимулирующий электрический поток, чтобы побудить ряд люминесцентных пунктов появляться (множество пикселов) в поле зрения слепого человека. Эта система составлена из двух отличающихся частей: внедренной и внешнего диспетчера. Внедрение, расквартированное в визуальной коре wirelessly получает посвященные данные и энергию от внешнего диспетчера. Эта вживляемая часть содержит все кругообороты, необходимые для произведения электрических стимулов и наблюдения за изменяющимся микроэлектродом / биологическим интерфейсом ткани. С другой стороны, внешний контроль с батарейным питанием включает микрокамеру, которая захватывает изображение так же как процессор и генератор команды, которые обрабатывают данные отображения, чтобы выбрать и перевести захваченные изображения и производить, и управлять электрическим возбуждением, обрабатывать и наблюдать за внедрением. Внешний диспетчер и внедренная система обмениваются данными в обоих указаниях мощной transcutaneous радиочастотной (РФ) связью. Внедрение включает тот же самый путь[цитат, необходима].

Другие проекты[править]

Другие примечательные исследователи включают Ричарда Норманна (Университет Юты) [15] и Дэвид Брадлей в Университете Чикаго[16], Эдуардо Фернандесе и европейском Консорциуме CORTIVIS (http://cortivis.umh.es), Эд Теховник в MIT, Tohru Яги в Японии Визуальный Проект Протеза[17], и Бионическое Видение товарищество мультиинститута Австралии.

См. также[править]

Примечание[править]

  1. а б "Как искусственные сетчатки работают". Американское Министерство энергетики Офисс Науки. Retrieved 6 ноября, 2010.  Check date values in: |accessdate= (help)
  2. "Заканчивая Поездку через Темноту: Инновационная Технология Предлагает Новую Надежду на то, чтобы Рассмотреть Слепоту из-за Retinitis Pigmentosa". Второй Вид. 9 января, 2007. Retrieved 6 ноября, 2010.  Check date values in: |date=, |accessdate= (help)
  3. Джонатан Филдес (16 февраля, 2007). "«Испытания по внедрению бионического глаза»". Би-би-си. Retrieved 6 ноября, 2010.  Check date values in: |date=, |accessdate= (help)
  4. а б в г Электрическое Тело.>
  5. СОБСТВЕННЫЙ ВЕС Chun, Heier JS, MB Raizman. (2005). Визуальное протезное устройство для двустороннего поэтапного конца macular вырождения.. Опытные Устройства Медианы Преподобного. 2 (6): 657†65. doi:10.1586/17434440.2.6.657. PMID 16293092.
  6. Секретная служба переулка, КОММУТАЦИОННАЯ ДОСКА Kuppermann, Прекрасный IH, MB Hamill, Гордон ДЖФ, Чак РС, РТС Hoffman, Упаковщик М., Koch DD. (2004). Предполагаемый мультицентр клиническое испытание, чтобы оценить безопасность и эффективность вживляемого миниатюрного телескопа.. Являются J Ophthalmol. 137 (6): 993†“1001. doi:10.1016/j.ajo.2004.01.030. PMID 15183782.
  7. Секретная служба переулка, КОММУТАЦИОННАЯ ДОСКА Kuppermann (2006). Вживляемый Миниатюрный Телескоп для macular вырождения.. Воркуйте Opin Ophthalmol. 17 (1): 94†“8. doi:10.1097/01.icu.0000193067.86627.a1. PMID 16436930. Группа Palanker. Искусственный Вид: Оптикоэлектронный Относящийся к сетчатке глаза Протез. http://www.stanford.edu/~palanker/lab/retinalpros.html.
  8. Секретная служба переулка, КОММУТАЦИОННАЯ ДОСКА Kuppermann, Прекрасный IH, MB Hamill, Гордон ДЖФ, Чак РС, РТС Hoffman, Упаковщик М., Koch DD. (2004). Предполагаемый мультицентр клиническое испытание, чтобы оценить безопасность и эффективность вживляемого миниатюрного телескопа.. Являются J Ophthalmol. 137 (6): 993†“1001. doi:10.1016/j.ajo.2004.01.030. PMID 15183782.
  9. Секретная служба переулка, КОММУТАЦИОННАЯ ДОСКА Kuppermann (2006). Вживляемый Миниатюрный Телескоп для macular вырождения.. Воркуйте Opin Ophthalmol. 17 (1): 94†“8. doi:10.1097/01.icu.0000193067.86627.a1. PMID 16436930. ^ Группа Palanker. Искусственный Вид: Оптикоэлектронный Относящийся к сетчатке глаза Протез. http://www.stanford.edu/~palanker/lab/retinalpros.html.
  10. Джеймс Гери (2002). Электрическое Тело. Финикс.
  11. "Искусственный Вид: Оптикоэлектронный Относящийся к сетчатке глаза Протез". Группа Palanker. Retrieved 6 ноября, 2010.  Check date values in: |accessdate= (help)
  12. Саймон Ингс (2007). "Глава 10 (3): Создание глаз, чтобы видеть". Глаз: естествознание. Стр Bloomsbury. 276†“283.
  13. Доктор Мохамад Соан
  14. Polystim
  15. Ричард Норманн
  16. Чикагский университет
  17. Yagi Laboratory