Искусственный глаз — все о зрении

Ученые вырастили искусственный глаз

Международная группа ученых из Кардиффского университета и Университета Осаки сумела вырастить многослойную ткань глаза из стволовых клеток человека. Искусственный «глаз» был пересажен кроликам, у которых искусственно вызвали роговичную слепоту. Трансплантация помогла восстановить зрение животных.

Прямо скажем, сенсация, значение которой не переоценить: слепому возвращена возможность видеть. Почки, печень, легкие пересаживаем. Потеряли счет пересаженным сердцам. И вот теперь трансплантация помогла восстановить зрение животных.

Сергей Готье: Надо больше рассказывать об успехах трансплантологии

Ранее ученым уже удавалось выращивать в лабораторных условиях сетчатку и роговицу.

Однако сейчас они смогли создать более сложную структуру: «скроенная» исследователями из стволовых клеток ткань состоит из хрусталика, роговицы и конъюнктивы.

Источники разных тканей — клетки роговичного эпителия, которые в ходе культивации дифференцировались.

Авторы во главе с Эндрю Куантоком считают: успешно проведенные эксперименты на животных свидетельствуют о том, что искусственно выращенные ткани глаза помогут справиться со слепотой и у людей.

И значит, это вопрос времени? Но сколько ждать тем, кто не видит сегодня? Год? Десятилетия? Вопрос и для специалистов, причем не только в области офтальмологии, но и смежных медицинских, да и не только медицинских. Вот такая пародксальная ситуация. Без сердца нет жизни.

Если оно вышло из строя, его можно заменить донорским. Без глаз жить можно. А вот заменить?..

Инфографика «РГ» / Михаил Шилов / Леонид Кулешов

комментарий

Михаил Коновалов, руководитель офтальмологической клиники, доктор медицинских наук, профессор

— Достижения наших зарубежных коллег — большой шаг вперед в развитии трансплантологии. Скажем, чаще всего сейчас возникает необходимость в пересадке роговицы. Ее не всегда удается провести вовремя из-за постоянного дефицита донорских органов, донорской роговицы, в частности.

Проблема пересадки искусственного хрусталика решена более чем на 80 процентов. В будущем удастся пересаживать хрусталик, который обладает свойствами собственного хрусталика: он будет эластичен, будет менять свою кривизну в зависимости от того, куда человек смотрит.

Пока это достигается за счет сложной специальной системы. Сейчас можно выращивать отдельные слои сетчатки, которая прежде всего страдает с возрастом, при врожденных аномалиях. Наши коллеги сообщают о выращивании некоторых тканей глаза: роговицы, конъюнктивы, хрусталика. Это передний отрезок глаза.

И говорить о создании искусственного глаза, мягко говоря, некорректно. Вырастить его из стволовых клеток пока невозможно.

Глаз — орган сложнейший, состоящий из разных тканей. В том числе нервных. И в наше время на уровне современной науки и медицины — это главная, не решенная проблема. Человек теряет зрение при нервных сбоях. Это основная причина безвозвратной слепоты.

Зрительный нерв — связующее звено между глазом (принимающее устройство), которое передает информацию по зрительным путям в головной мозг. И основная проблема пересадки глаза — состыковать нервные волокна. Научиться с помощью, может, тех же стволовых клеток, новых технологий выращивать нервную ткань глаза.

Тогда-то сможем радикально помочь тем, кто обречен на слепоту.

Источник: https://rg.ru/2016/03/13/vrach-osnovnaia-problema-peresadki-glaza-sostykovat-nervnye-volokna.html

Выбор и замена искусственного хрусталика глаза

Искусственный хрусталик глаза или интраокулярная линза – это имплантат, который помещается на место предварительно удаленного естественного хрусталика, если последний утратил свои функции.

В отличие от очков и линз ИОЛ способна корректировать значительные отклонения в зрении, в числе которых близорукость, дальнозоркость, высокая степень астигматизма. Помещенная в глаз, искусственная линза выполняет все задачи природного хрусталика, что позволяет обеспечить в полном объеме требуемые характеристики зрения.

Основным показанием к замене природного хрусталика на искусственный – помутнение этой области. Естественная глазная линза утрачивает свою прозрачность, из-за чего и происходит снижение остроты зрения вплоть до слепоты. Этот процесс называется катарактой.

Развивается патология под воздействием ряда факторов:

  • В пожилом возрасте;
  • При сахарном диабете;
  • При радиационном облучении;
  • После травмы глаза;
  • Как наследственная патология.

На видео — искусственный хрусталик глаза:

Заболевание вызывает на первых порах только расплывчатость изображения. Оно становится туманным и раздвоенным. Начинает нарушаться восприятие цвета, проявляется светобоязнь.

При появлении этих симптомов врач принимает решение о том, необходимо ли удалять природный хрусталик и заменять его на ИОЛ. Медикаментозное лечение в таких случаях не помогает, но позволяет притормозить развитие патологии.

Остается только операция по замене этого элемента органа зрения.

А вот как происходит лечение вторичной катаракты после замены хрусталика, поможет понять данное видео.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что данный имплантат применяется только при серьезных состояниях, которые грозят потерей зрения. Соответственно используется интраокулярная линза при лечении:

Последние три пункта являются определяющими в принятии решения о проведении хирургических манипуляций лишь в том случае, когда имеет место высокая степень поражения.

Как выглядит искусственный хрусталик глаза, срок службы

Искусственный хрусталик включает два элемента:

Опорный искусственный хрусталик глаза

Оптическая часть является линзой, выполненной из прозрачного гибкого материала, который совместим с тканями глазного яблока. По поверхности оптического отдела ИОЛ располагается дифракционная специальная зона, позволяющая получить четкое изображение.

Опорный элемент помогает надежно зафиксировать имплантат в капсуле, где располагался естественный хрусталик человека. В процессе операции важную роль играет гибкость материала. Это позволяет через микроразрез диаметром не более 1,8мм ввести инструмент со сжатой линзой в область капсулы и поместить ее там.

Она быстро расправляется и самостоятельно закрепляется в месте проведения манипуляций. Срока годности у изделия нет и его функционирование рассчитано на долгие годы при правильном проведении всех хирургических манипуляций и выборе конкретного имплантата с оптическими характеристиками, соответствующими конкретному случаю.

А вот какая должна быть реабилитация после операции катаракты по замене хрусталика, можно узнать из статьи.

Виды

Выделяют несколько видов ИОЛ, которые обладают собственными преимуществами и недостатками.

В целом на современном рынке офтальмологической хирургии и имплантации выделяются:

  • Монофокальный хрусталик;Монофокальный хрусталик
  • Мультифокальный хрусталик;Мультифокальный хрусталик
  • Аккомодирующий монофокальный хрусталик;
  • Асферическая ИОЛ;Асферический хрусталик
  • Сферическая ИОЛ;
  • Торическая ИОЛ.

Торический хрусталик

Монофокальный элемент используется наиболее часто при удалении катаракты. Он дает отличную функцию зрения вдаль при разной степени освещенности.

А вот зрение вблизи может потребовать незначительной докоррекции очками (при чтении, просмотре телевизора и так далее).

Если пациент готов пользоваться очками для коррекции функции зрения после имплантирования ИОЛ – этот вариант считается наиболее оптимальным. А вот что делать. когда появилась черная точка в глазу, подробно изложено здесь.

А вот почему возникает помутнение хрусталика глаза и что можно сделать с такой проблемой, можно прочесть в данной статье.

Аккомодирующий монофокальный хрусталик позволяет получить отличную степень зрения как вдаль, так и вблизи. Данный ИОЛ может менять свое положение в глазу так, чтобы объект фокусировался на сетчатке при любой степени удаленности предмета. То есть данная линза способна имитировать нормальную аккомодацию молодого хрусталика.

Единственным представителем этого типа ИОЛ является линза CRISTALENS IOL, которая изготавливается в США. В России данный элемент еще не апробирован. Все пациенты, которым был введен такой хрусталик, не испытывают нужды в докоррекции очками при чтении. Этот вариант считается наиболее удачным для тех людей, которые много сидят за компьютером или читают.

Мультифокальная линза является последним словом в хирургии катаракты. Этот тип изделия дает возможность добиться идеальной способности видения на любом расстоянии без применения дополнительных аксессуаров – очков или контактных линз.

Конкретно у данного имплантата есть все необходимые оптические характеристики, которые отличаются сверхточностью, проецированием изображения в различные точки одновременно.

По действию с ними могут сравниться только мультифокальные очки. На Западе используются три типа таких изделий.

Если врач-офтальмолог опытный, то он без труда после соответствующих исследований подбирает необходимый тип изделия.

https://www.youtube.com/watch?v=sYRpbbx4Qa4

Возможно вам также будет полезно больше узнать о том, как выглядит искусственный хрусталик глаза и как происходит замена.

Сферическая линза позволяет улучшить зрение вдаль. Она также обеспечит отличное зрение в центральной части. Минусом данного имплантата является присутствие некоторого дискомфорта после операции. Зрение на первых порах бывает искаженным, но со временем этот эффект проходит.

Асферическая линза применяется при ухудшении функции зрения из-за естественных процессов старения. Оно обычно проявляется постепенным снижением остроты зрения, а также ухудшением зрения вблизи.

Не так давно были разработаны данные линзы с особым строением, которое позволяет выполнять все необходимые функции молодого природного хрусталика. При этом повышается не только острота зрения, но и контрастная чувствительность.

Если говорить проще, то пациент начинает видеть как в молодости. Эти линзы в России не апробированы, но применяются успешно за рубежом.

Торические ИОЛ обычно применяются у пациентов с высокой степенью астигматизма (начиная с 1,5 D). Если сравнивать с асферическими, торические способны исправлять не только послеоперационный, но и роговичный астигматизм. Роговичный или физиологический астигматизм развивается с возрастом.

В таких случаях подобрать правильно очки не представляется возможным. искусственный хрусталик такого типа помогает благодаря наличию сложной поверхности скорректировать кривизну роговицы, избавляя за одну операцию и от астигматизма, и от катаракты.

А вот как происходит лечение помутнения роговицы глаза народными средствами, можно узнать из статьи по ссылки.

Можно ли повторно проводить операцию по замене

Большая часть врачей повторно хрусталик не заменяет, так как некорректное зрение через некоторое время после операции чаще всего вызывается не качеством имплантата, а наличием проблем в других отделах глаза или иными дефектами.

Такое состояние корректируется либо очками, либо с помощью лазерной коррекции. Причина может быть выявлена только в ходе полноценного обследования.

А вот какие бывают очки от косоглазия у взрослых и как их правильно использовать для наилучшего результата, указано здесь.

Замена хрусталика может быть произведена по показаниям, если первоначальный по тем или иным причинам не подошел. В остальных случаях врачи стараются скорректировать зрение более щадящими методами.

На видео — как подобрать нужный хрусталик:

Производители и цены

Производят искусственные хрусталики для глаз многие фирмы. Наилучшими считаются зарубежные компании, размещенные в США. Также по качеству не уступают и немецкие ИОЛ. Вот основные представители данных имплантатов:

Стоимость варьируется в зависимости от типа и характеристик элемента. Выбрать наиболее оптимальный вариант поможет врач. Как видно из таблицы, наибольшим ценовым диапазоном обладают линзы компании Alcon, которые производят в США. Они считаются одними из наиболее качественных.

Источник: https://okulist.online/korrekciya/operacii/iskusstvennyj-xrustalik-glaza.html

Первые испытания искусственного глаза

В ходе испытаний искусственного глаза двое прооперированных слепых пациентов с его помощью научились различать изменение степени освещённости и смену дня и ночи.

В одних только Соединённых Штатах сегодня насчитываются до 1 млн. человек, потерявших зрение вследствие повреждения или дегенерации сетчатки, дефекта выработки зрительного пигмента и т. д., иначе говоря, тех людей, чей мозг в полной мере сохранил способность к обработке зрительной информации, однако периферические воспринимающие структуры по тем или иным причинам стали нефункциональны.

Поскольку проблема большинства этих людей заключается в дисфункции глаза, теоретически им можно помочь, создав устройство, которое бы смогло его заменить.

Именно такой аппарат был спроектирован учёными Института сетчатки глаза имени Доуэни Южно-калифорнийского университета. В ходе испытаний устройства двое прооперированных слепых пациентов с его помощью научились различать изменение степени освещённости и смену дня и ночи.

Само устройство было собрано специалистами компании Second Sight из Санта-Клариты, штат Калифорния. Оно состоит из миниатюрной видеокамеры, прикреплённой к очкам, которые одеваются на голову пациента.

Сигнал от камеры по беспроводной связи передаётся на приёмник, помещённый за ухом пациента, откуда по тонкому проводку, подшитому под ткани черепа, идёт к микросхеме, расположенной прямо на сетчатке глаза. Имплантированная микросхема нужным образом раздражает зрительный нерв, что и воспринимается человеком как вспышки света.

Два слепых пациента, прооперированных в рамках эксперимента, могли «видеть» не более 16 точек, чего, разумеется, недостаточно для получения сколько-нибудь различимого изображения и хватает лишь, для того чтобы ощутить разницу между светом и темнотой.

Однако, успешность проведённого опыта позволяет надеяться на то, что учёным удастся повысить разрешение до 1000 и более пикселей и получить достаточно качественное изображение, для того чтобы больные могли различать контуры лица, читать большие буквы и самостоятельного различать крупные препятствия.

Доктор Марк Хумаюн, один из авторов проекта, отмечает, что человеческий мозг обладает колоссальной приспособительной способностью и способен функционировать даже при очень малом объёме входящих данных.

В идеальном варианте искусственный глаз должен состоять из миниатюрной видеокамеры, имплантированной непосредственно в глазное яблоко, которая передаёт данные на имплантированную в сетчатку микросхему.

До того, как это удастся реализовать, необходимо решить ещё много технических вопросов, например, обеспечение энергией имплантированных устройств и способы крепления микросхем на сетчатке, которая, как известно, является весьма нежной тканью и насыщена жидкостью.

Источник: https://oftolog.ru/publ/novosti_oftalmologii/obshhii_novosti_oftalmologii/ispytanija_iskusstvennogo_glaza/3-1-0-46

Искусственное зрение

21.03.2001 Барбара Форстер

Искусственное зрение все больше становится реальностью как в науке, так и медицине — сочинители фантастических романов о таком и не помышляли.

Летом прошлого года первые изготовленные из кремния искусственные сетчатки были имплантированы трем слепым пациентам.

Все трое страдали почти полной потерей зрения, вызванной retinitis pigmentosa (RP), — болезнью глаз, повреждающей ночное и периферийное зрение. Они выписались из больницы на следующий после операции день.

Изобрели искусственную кремниевую сетчатку (ASR, от artificial silicon retina) основатели компании Optobionics братья Винсент и Алан Чоу. ASR представляет собой микросхему диаметром 2 мм и толщиной меньше человеческого волоса. На кремниевой пластине размещается порядка 3500 микроскопических солнечных элементов, которые преобразуют свет в электрические импульсы.

Микросхема, созданная для замены поврежденных фоторецепторов — светочувствительных элементов глаза, преобразующих в здоровом глазу свет в электрический сигналы, — работает от внешнего света, у нее нет батареек или проводов.

Искусственная кремниевая сетчатка хирургическим способом имплантируется под сетчаткой пациента, в так называемом подсетчаточном пространстве, и генерирует визуальные сигналы, сходные с сигналами, производимыми биологическим фоторецепторным слоем.

В действительности ASR работает с фоторецепторами, еще не утратившими возможность функционировать. «Если микросхема сможет с ними взаимодействовать в течение некоторого продолжительного времени, значит, мы движемся к цели верной дорогой», — уверен Алан Чоу.

Люди, страдающие retinitis pigmentosa, постепенно утрачивают фоторецепторы. Вообще же это собирательное название многих заболеваний глаз, в результате которых происходит разрушение фоторецепторного слоя.

Возрастное возникновение пятен на роговице (AMD, от age-related macular degeneration), по мнению братьев Чоу, также поддается коррекции с помощью искусственной кремниевой сетчатки. Пятна на роговице являются следствием старения организма, но точная причина пока не известна. От подобных болезней страдают более 30 млн. населения планеты, они часто приводят к неизлечимой слепоте.

На сегодняшний день ASR не в состоянии справиться с глаукомой, связанной с повреждением нерва, и не помогает при диабете, приводящем к появлению рубцов на сетчатке. Бессильна искусственная сетчатка при сотрясениях и других мозговых травмах.

«Сейчас мы пытаемся понять, куда двигаться дальше, — рассказывают о своих планах братья Чоу. — Как только удастся определиться, можно будет поэкспериментировать с изменением параметров».

Естественное и искусственное зрение

Процесс «видения» можно сравнить с работой фотокамеры. В фотокамере световые лучи проходят через набор линз, фокусирующих изображение на пленке. В здоровом глазу лучи света проходят через роговицу и хрусталик, который фокусирует изображение на сетчатке, представляющей собой слой светочувствительных элементов, выстилающих заднюю поверхность глаза.

Пятно (macula) — это область сетчатки, получающая и обрабатывающая детальные изображения и посылающая их в мозг по зрительному нерву. Многослойное пятно обеспечивает изображениям, которые мы видим, высочайшую степень разрешения. Повреждено пятно — ухудшается зрение. Что делать в этом случае? Вводить ASR.

Тысячи микроскопических элементов ASR подсоединены к электроду, преобразующему входящие световые изображения в импульсы. Эти элементы стимулируют работу оставшихся работоспособных элементов сетчатки и вырабатывают визуальные сигналы, сходные с сигналами, генерируемыми здоровым глазом. «Искусственные» сигналы могут быть затем обработаны и посланы по зрительному нерву в мозг.

В экспериментах с животными в 80-х годах братья Чоу стимулировали ASR инфракрасным светом и регистрировали отклик сетчатки. Но животные, к сожалению, не могут говорить, поэтому неизвестно, что же, в сущности, происходило.

Более существенные результаты

Около трех лет назад братья собрали достаточное количество данных для того, чтобы обратиться в Управление питания и лекарственных препаратов за разрешением на проведение клинических экспериментов с участием человека. В качестве кандидатов были выбраны три пациента в возрасте от 45 до 75 лет, долгое время страдавших сетчаточной слепотой.

«Мы отобрали людей с наиболее серьезными нарушениями, так что если им удастся хоть что-то увидеть, результаты будут самыми обнадеживающими, — рассказал об эксперименте Алан Чоу. — Нам хотелось начать как можно скорее, мы тревожились только по поводу слишком поспешных выводов, которые могут быть сделаны в результате экспериментов».

Создатели искусственной сетчатки подчеркивают, что в настоящий момент их устройство не в состоянии помочь пациентам видеть так, как делают это здоровые люди.

«Можно будет говорить о блестящем результате, если плотность элементов окажется достаточной, чтобы пациенты могли видеть движущиеся объекты. В идеале им нужно различать формы и очертания предметов», — говорит Ларри Бланкеншип, управляющий директор компании Optobionics.

Отторжения имплантанта изобретатели не боятся. «Как только искусственная сетчатка имплантирована, вокруг нее образуется вакуум, это вполне предсказуемо», — считают Чоу. Уже можно утверждать, что искусственная кремниевая сетчатка — монументальное научное достижение, которое поможет навсегда избавиться от угрозы некоторых форм слепоты.

Источник: https://www.osp.ru/cw/2001/11/39615

Искусственные хрусталики ИОЛ

Интраокулярная линза, сокращенно ИОЛ, или искусственный хрусталик, представляет собой оптическую линзу, которая вставляется внутрь глаза вместо помутневшего хрусталика во время хирургического лечения катаракты.

Хрусталик выполняет в глазу роль объектива — фокусирует свет на сетчатке. До изобретения искусственного хрусталика, пациенты после удаления катаракты, могли хорошо видеть только в очень толстых плюсовых очках или контактных линзах.

Сегодня выбор искусственных хрусталиков настолько велик, что обо всех существующих моделях знает не каждый глазной хирург. Тем не менее, разобраться в вопросе «какой искусственный хрусталик выбрать?» вам поможет наша обзорная статья.

Жесткие и мягкие ИОЛ

Принципиальным отличием является вид хрусталика – жесткий или мягкий. Во всем мире золотым стандартом удаления катаракты стала бесшовная операция — факоэмульсификация, выполняемая через микроразрез. 

Чтобы вставить хрусталик через разрез в 2,5 мм, он должен быть мягким, что позволяет его свернуть в трубочку и ввести внутрь глаза через специальный инжектор. Внутри глаза он расправляется и выполняет роль удаленного мутного хрусталика

Устаревшая методика удаления катаракты выполнялась через разрез в 6 раз больше — 12 мм, чем при современной операции. Фактически, разрез выполняли на половину окружности роговицы. Через него удаляли целиком мутный хрусталик и ставили на его место жесткий искусственный. Операция заканчивалась наложением шва на полгода.

Сферические и асферические ИОЛ

Асферическая форма ИОЛ означает, что в какую бы точку линзы не попадал свет, он везде будет преломляться с одинаковой силой, как в центре, таки по краям линзы. Это важно в темное время суток, когда зрачок максимально расширяется. 

Преимуществом этих линз является минимальная слепимость от источников света в вечернее и ночное время. Например, от фар встречных машин, что очень важно для безопасности и комфорта всех автолюбителей. Также асферические хрусталики отличаются лучшей цветопередачей и контрастностью.

Сферическая форма ИОЛ подразумевает, что искусственная линза в разных частях преломляет свет с разной силой, например в центре линзы и по краям. Это создает определенное светорассеивание, что негативно сказывается на качестве зрения. Могут быть блики и засветы.

Мультифокальные и монофокальные искусственные хрусталики

Если у вас всю жизнь не было проблем со зрением, то вы знаете насколько здорово было одинаково хорошо видеть на всех расстояниях — читать книгу, работать за компьютером или смотреть вдаль. Пока у вас не было катаракты, хрусталик глаза был прозрачный и эластичный. Он мог мгновенно настраиваться на нужное расстояние. 

После 40 лет наступила пресбиопия — хрусталик перестал быть эластичным, а значит, перестал фокусироваться вблизи.

К чему это объяснение? Как вы уже догадались, искусственный хрусталик сделан из синтетического материала. Он не может менять свою форму и настраиваться на разные дистанции. Так устроены монофокальные ИОЛ. Их рассчитывают для хорошего зрения вдаль, а для чтения после операции подбираются плюсовые очки.

Мультифокальный хрусталик — самый современный и дорогой вид ИОЛ. Он позволяет пациенту видеть на всех расстояниях. Для этого используется сложное строение его оптики — за зрение вблизи отвечает одна зона, за средние дистанции вторая, и зрение вдаль обеспечивает третья зона. Именно поэтому цена мультифокальных линз самая высокая.

Торические ИОЛ для коррекции астигматизма

Если в течение жизни у вас было плохое зрения из-за астигматизма, то вы наверняка носили специальные очки с цилиндрами. Пусть вас не удивляет, но современные хрусталики научились прекрасно исправлять и эту проблему.

Напомним вам, что астигматизм — это неправильная форма роговицы, которая искажает изображение, как кривое зеркало. Если человеку с астигматизмом удалить катаракту и поставить стандартный искусственный хрусталик, то его астигматизм останется прежним. Значит после операции ему снова понадобятся цилиндричесике очки.

К счастью, есть торичиские ИОЛ, в которые встроен нужный цилиндр. Установив торический хрусталик внутрь глаза по специальным меткам на линзе, пациент получает нормальное изображение без астигматизма. 

Эти виды ИОЛ требуют особенных сложных расчетов перед операцией и подбираются для каждого пациента индивидуально, поэтому их стоимость выше, чем у обычных иол. По отзывам пациентов с астигматизмом, торические ИОЛ дают самые лучшие результаты. Люди после операции говорят, что так хорошо не видели даже в молодости.

Мультифокальные торические ИОЛ

Завершают линейку моделей ИОЛ торические мультифокальные искусственные хрусталики. Если у пациента был до операции астигматизм, и он хочет видеть как в молодости вдаль и вблизь без очков, то ему показан только такой искусственный хрусталик.

Как вы уже догадались, это самый дорогой вид ИОЛ из всех что существуют. Вы платите за за комфорт, качество зрения и сложность расчетов линзы. 

Желтые, синие и ультрафиолетовые фильтры ИОЛ

Естественный хрусталик глаза обладает уникальными защитными свойствами, которые блокируют вредное солнечное излучение и не дают ему повреждать сетчатку глаза. Сегодня практически все хрусталики выпускаются с ультрафиолетовым фильтром. 

Премиальные модели ИОЛ окрашиваются специальными желтыми пигментами, для максимального сходства с природным хрусталиком. Эти фильтры отсекают вредный синий свет, находящийся в невидимой части спектра.

Таким образом, вы познакомились со всей информацией, которую необходимо знать об искусственных хрусталиках. Теперь становится понятным, почему так сильно может отличаться стоимость операции в зависимости от выбранного пациентом хрусталика.

Хочется отметить, что зрение с возрастом является самым главным фактором активного образа жизни. Поскольку у человека всего 2 глаза, совершенно неоправданно экономить на таких важных составляющих операции по лечению катаракты.

Источник: https://www.vseozrenii.ru/glaznye-bolezni/iskusstvennyj-hrustalik-iol/

Лекция про искусственный глаз

     Перед тем как  познакомимся с искусственным глазом рассмотрим обычный глаз и его строением. Глаз -это орган, который позволяет получать информацию о внешнем мире. Он обладает способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивает функцию зрения. У человека через глаз поступает около 90 % информации из окружающего мира.

     Сам глаз находится в ямке, которая получила название глазница. По своей форме глаз более всего походит на яблоко, именно поэтому получило распространение название «глазное яблоко». Сквозь щель между нижним и верхним веком глазница немного выглядывает наружу, однако большая часть глаза находится внутри.

Внутри глаза находится небольшой черный кружок, который принято называть зрачком. Ученые доказали, что при нахождении в темноте долгое время зрачок расширяется, а попадая на яркий свет, наоборот, сужается. Это происходит при содействии мышцы, находящейся внутри глаза, на радужке.

Если вы не знаете, что такое радужка, то спешим вам сообщить, что это маленькое цветное колечко, которое располагается вокруг всего зрачка.

     Черный цвет зрачка объясняется тем, что внутри глаза всегда пустота. Сзади, также как и в пленке фотоаппарата имеется несколько светочувствительных клеток. Данный слой, словно сеть, ловит лучи света. Название у данного слоя клеток – сетчатка. Внутри нее расположено не менее 140 миллионов клеток, которые крайне чувствительны к свету.

При попадании света, внутри их начинают происходить различные химические реакции, моментально превращающиеся в импульс. Двигаясь по зрительному нерву, этот импульс попадает в самый центр мозга. Затем уже мозг вырабатывает сигнал и только после этого мы начинаем понимать, что же мы видим. Таким образом, мы только что описали, как видит глаз человека.

Строение глаза Хрусталик полностью отвечает за четкость изображения.

     Необходим хрусталик для того, чтобы собирать лучи, а затем направлять их на сетчатку. Чтобы сфокусировать лучи от стоящей далеко вещи, хрусталику необходимо быть более плоским, а если необходимо сосредоточиться на ближайшем предмете, то он вновь становится более толстым.

За это отвечает специальная мышца, которая находится вокруг хрусталика. Когда она сокращается – хрусталик становится толще, когда расширяется – тоньше.

Если необходимо посмотреть на предметы, находящиеся на разных расстояниях, то нам понадобится использовать абсолютно разную кривизну хрусталика.

     Таким образом, глаз – это очень сложная естественная структура, которая позволяет видеть и реагировать на увиденное. Понять, почему видит глаз, можно разобравшись с его анатомией и увидев, что его строение аналогично фотоаппарату.

     Искусственный глаз может быть:

  • Бионическим глазом
  • Электронным глазом
  • Нано глазом

     Электронный глаз — это устройство, которое позволяет воспринимать световые изменения или различать цвета (например, датчик или сенсор).

     Канадский режиссер и продюсер Роб Спенс отважился на операцию, в ходе которой протез глаза, который он потерял еще в детстве, был заменен на миниатюрную камеру. Сам Спенс не может напрямую видеть при помощи своего нового глаза.

В отличие от разнообразных проектов искусственных сетчаток камера Eyeborg не посылает сигналов в мозг. Вместо этого крошечный аппарат по беспроводному каналу отправляет картинку на портативный переносной экран.

С этого прибора сигнал уже может быть переправлен на компьютер для записи и редактирования.

     Бионический глаз — это искусственная зрительная система, имитирующая индивидуальный орган.

     Дэниел Паланкер, сотрудник Стэнфордского университета и его научная группа «Биомедицинской физики и офтальмологических технологий», разработали протез сетчатки глаза высокого разрешения или «Бионический глаз».

Смотреть ролик

     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.

     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 имитирует 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.

     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.

      Наноглаз — устройство, созданное с помощью нано технологий (например линза, которая накладывается на зрачок глаза).

Такое устройство может не только возвращать потерянное зрение и компенсировать частично потеренные функции, но и расширить возможности человеческого глаза.

Линза сможет проецировать изображение прямо на глазу или помочь улавливать свет намного лучше, что позволит видеть в темноте подобно кошке.

    Технология наноглаз еще только развивается и неизвестно какие возможности предстанут перед человеком.

     Американские инженеры разработали контактные линзы со способностью вывода визуальной информации непосредственно на глаза. Финансируют проект военно-воздушные силы США, которые надеются получить на выходе новое устройство для пилотов.

     Майкл Макэлпайн из Принстона и его коллеги разработали 3D-принтер, печатающий контактные линзы из пяти слоев, один из которых излучает свет на поверхность глаза.

Сами линзы изготавливаются из прозрачного полимера.

Внутри них несколько компонентов: светодиоды из наноразмерных квантовых точек, проводка из серебряных наночастиц и органические полимеры (они выступают в роли материала для микросхем).

     Сложнее всего, по словам Макэлпайна, было выбрать химические вещества, способные обеспечить прочный контакт слоев друг с другом. Другой трудностью была индивидуальная форма глазных яблок у людей: инженерам пришлось следить за изготовлением контактной линзы с помощью двух видеокамер, чтобы обеспечить совместимость с глазом пациента.

     Ожидается, что новая разработка окажется полезной прежде всего для пилотов: контактные линзы будут передавать непосредственно на глаз информацию о ходе полета. Кроме того, в линзы можно будет поставить датчики, выявляющие химические биомаркеры усталости глаз.

     Другие ученые сомневаются в практической ценности разработки: необходимое для включения дисплея на светодиодах напряжение слишком высоко, считает физик Рэймонд Мюррей из Лондона. Кроме того, необходимо обеспечить безопасность материалов. Известно, например, что селенид кадмия, из которого изготавливают квантовые точки, очень вреден для здоровья.

Источник: http://InoSchool.ru/item/135-lektsiya-pro-iskusstvennyj-glaz

Искусственное зрение

Argus II – это высокотехнологичная система протезирования сетчатки глаз, возвращающая зрение слепым пациентам. Имплантацию электронных зрительных протезов успешно проводят в лучших западных клиниках глазной хирургии, в том числе в Германии.

Argus II – инновационная разработка международной компании Second Sicht, за которую она удостоена уже десятка престижных наград, в том числе призов Technology Pioneer 2014 Всемирного Экономического Форума и Visionary Award Фонда борьбы со слепотой

Название Argus происходит от имени Аргоса, стоглазого великана из древнегреческих легенд, которого называли также Паноптесом – всевидящим; по преданиям, он наделял другие существа зрением, отдавая им свои глаза

Искусственная сетчатка Argus II – первая в мире и до настоящего времени ЕДИНСТВЕННАЯ система протезирования зрения

Операции по установке искусственной сетчатки проводятся только в США и в сертифицированных клиниках нескольких европейских стран, в том числе в Германии

Система искусственной сетчатки частично восстанавливает зрение у людей, страдающих полной слепотой, при условиях сохранения остаточной функциональности зрительного нерва

Эффект применения искусственной сетчатки не является адекватным зрением, но дает возможность людям с полной потерей зрения ориентироваться в окружающей обстановке, видеть свет и его источники, различать особо важные детали (например, край тротуара), самостоятельно выполнять многие повседневные действия (принимать пищу, различать блюда и т.п.)

Основное показание к имплантированию искусственной сетчатки – пигментная ретинопатия (Retinopathia pigmentosa), дегенеративное поражение зрения, не поддающееся обычному лечению, при котором происходит постепенное отмирание фоторецепторов в сетчатке, ведущее в пожилом возрасте к слепоте

Система Argus II – МРТ-совместимая, пациенты с такими протезами могут беспроблемно проходить магнитно-резонансную томографию.

Как устроен Argus II

Система включает в себя два взаимодействующих комплекта устройств: имплантат и внешнюю часть.

Имплантат состоит из:

  • принимающей антенны
  • компьютерного микрочипа
  • миниатюрной электродной матрицы

Микрочип с антенной располагают на глазу эпиретинально, то есть по внешней оболочке сетчатки. А электродную матрицу интегрируют с нервными клетками, передающими зрительные сигналы в мозг.

Внешние детали более крупные, но не массивные. Пациент их носит на себе. Они не причиняют неудобств.

Во внешний комплект входят:

  • очки-штатив с вмонтированной мини-видеокамерой
  • блок обработки и преобразования видеосигналов (VPU)
  • передающая антенна
  • кабель, соединяющий антенну с VPU

Внешняя часть скомпонована таким образом, что позволяет очень быстро обучиться обращению с ней и свыкнуться. И само оборудование, и программное обеспечение «открыты», они впоследствии могут быть совмещены с новыми технологическими добавками, которые обогатят зрительное восприятие пациентов.

Максимальный угол захвата камеры – 20 градусов. Это позволяет моделировать для пациента поле зрения, равное кружку с диаметром 30 см на расстоянии вытянутой руки. То есть смотреть приходится как бы в узкую трубу, но в ней различимы основные детали окружающей обстановки.

Важное условие для имплантации: кроме дегенеративного поражения фоторецепторов, органы зрения пациента в целом должны быть здоровыми. При наличии заметной патологии операция не может быть произведена. Перед тем, как принимать решение об имплантации системы Argus II, необходимо пройти тщательное обследование в профильном офтальмологическом центре!

Как функционирует искусственная сетчатка

Основная «хитрость» в системе Argus II – уникальный видеопротокол, позволяющий передавать зрительные сигналы мозгу. Зрительный центр головного мозга прочитывает эти сигналы, как если бы их источником действительно были фоторецепторы (особые нервные клетки) сетчатки.

Изображение с видеокамеры обрабатывает блок VPU и передает со своей антенны на антенну компьютерного микрочипа в глазу. Микрочип кодирует сигналы как нервные импульсы и с электродной матрицы «вкладывает» их в нервные клетки. Далее сигналы естественным путем поступают в мозг.

Человек, лишившийся зрения, снова начинает видеть!

Впоследствии, с расширением видеопротокола, передаваемая в мозг зрительная информация будет становиться богаче. Поле зрения искусственной сетчатки расширится и станет более резким.

Источник: http://www.wp-german-med.ru/oftalmology/958-iskustvenoe-zrenie.html

Мир чужими глазами: искусственное зрение — уже реальность

В России более 40 миллионов человек имеют проблемы со зрением. Действительно, хорошее зрение это настоящий дар, ценность которого по настоящему понимаешь только тогда, когда начинаешь его терять.

Лучше других это понимают офтальмологи и не перестают искать новые даже в самых тяжелых случаях. На днях стало известно, что Новосибирским офтальмологам удалось создать искусственный хрусталик глаза. В России аналогов этого изобретения нет.

«Сибирский хрусталик», именно так называется совместная разработка и ученых института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Академии Наук, уже проходит клинические испытания.

Операция по пересадке искусственного хрусталика длится 15 минут. Линзу вводят через разрез размером всего 3 миллиметра.

Искусственный хрусталик работает точно так же, как естественный. Раньше после подобной операции пациент оставался либо близоруким, либо дальнозорким. Новая мультифокусная линза возвращает зрение полностью.

До этого офтальмологи использовали только импортные линзы. Но «сибирский хрусталик» дешевле, и по качеству не уступает зарубежным аналогам. Клинические испытания искусственного хрусталика продлятся около года. В случае успешного результата производство новой мультифокусной линзы поставят на поток.

Заокеанские ученые предлагают более радикальный способ решения проблемы. В местных научных кругах давно уже . Поэтому не удивительно, что Лаксман Саджер из университета Иллинойса в Чикаго создал прототип микроскопического внутриглазного имплантата, способного при многих типах заболеваний улучшить зрение пациента.

В отличие от предшественников, новый микрочип, воспринимающий свет, не будет воздействовать на нервные клетки глазного дна при помощи разрядов тока и не станет нагревать глазное яблоко.

При попадании света на участок чипа, микроскопический пьезоэлектрический элемент будет выбрасывать на нейрон сетчатки небольшую порцию химиката-нейромедиатора. Запас этого вещества будет храниться внутри имплантата.

Чип выполнен в виде диска диаметром 1,5 миллиметра и толщиной 15 микронов. Саджер разместил в нём пьезокерамические головки (они поставляют медиатор к клеткам глазного дна.) и питающие их солнечные элементы.

По мнению автора, такой аппарат , которые слепнут от возрастной деградации сетчатки и пигментоза.

Другим путем пошел известный офтальмолог из Уфы Эрнст Мулдашев. 28 января 2000 года во Всероссийском центре глазной и пластической хирургии он  впервые в мире произвел успешную операцию пересадки глаза. Операция протекала шесть часов и завершилась воссозданием глаза в пустой глазнице 37-летней Тамары Горбачевой, много лет назад потерявшей зрение в результате болезни.

Пересадка глаза стала возможной в результате развития так называемой регенеративной хирургии, то есть хирургии, направленной на «выращивание» собственных тканей человека.

Около 20 лет назад профессором Мулдашевым был изобретен биоматериал, который назвали «Аллоплант».

Этот материал готовится из ткани умерших людей путем их специальной химической обработки, в результате чего они не отторгаются организмом  и постепенно замещаются собственной тканью пациента.

В настоящее время на базе различных видов Аллопланта удается стимулировать рост таких тканей, как кровеносные и лимфатические сосуды, склера, конъюнктива, костная ткань, ткань печени и т.п.

Для воссоздания глаза Эрнст Мулдашев создал отдельно каркас, отдельно хориоидею (сосудистая оболочка глаза, которая питает сетчатку.

Врач использовал сетчатку и роговицу глаза донора, а все остальное сделал из Аллопланта. Операция прошла успешно. Пациентка, которая была абсолютно слепой, отреагировала на луч офтальмологического микроскопа.

Через несколько дней она уже могла указать, с какой стороны направлен в глаз источник света.

Профессор Мулдашев считает, что не все действует на основе «условных рефлексов». Есть научные доказательства того, что существует биоэнергетический слепок человеческого тела. Сетчатка, которую он пересадил, имеет такой слепок, зрительный нерв – тоже.

Между этими структурами должен образоваться быстрый контакт. То есть на уровне волн мозг должен начать «получать информацию от пересаженной сетчатки другого человека». Наверное, именно это и произошло. Возможно, в будущем такие операции будут обычным делом.

Источник: http://www.yoki.ru/creatiff/hitech/27-04-2006/22005-glaza-0

Ссылка на основную публикацию