视网膜病变

人工视觉到底离我们有多远视觉假体与视网膜


什么是视觉假体

视觉假体(英文:visualprosthesis,或visionprosthesis)是一种植入式医用电子设备,其功能是在一定程度上帮助恢复重度失明病人的视觉。视觉假体最早是由德国的OtfridFoerster医生发现,电刺激枕叶视觉皮层可以使患者看到光斑(光幻视)。年,澳大利亚GrahamTassicker在专利中最早提出了电子视觉假体的概念,报道利用电极对视网膜施加电刺激可以诱发光幻视。

正常人的视觉通路

视觉假体分为哪几种

视觉假体按照植入部位的不同,分为视网膜植入物(retinalimplant),视神经植入物(opticnerveimplant),和视皮层植入物(visualcorticalimplant)。其中视网膜植入物又可以分为视网膜上植入物(epi-retinalimplant),和视网膜下植入物(sub-retinalimplant)。前者的植入部位在视网膜神经节细胞层与玻璃体之间,后者的植入部位在视网膜色素上皮层与光感受细胞层之间。

视觉假体的分类及植入部位示意图[1]

可帮助哪些患者

视网膜假体可帮助具有致盲性眼病的患者,如视网膜色素变性(Retinitispigmentosa),老年黄斑变性(Age-relatedmaculardegeneration)以及先天性失明的患者等。

关于视网膜假体

于年2月美国FDA批准了历经20年的艰苦研发的ArgusII视网膜假体系统,用于辅助治疗晚期RP患者。ArgusII是为盲人设计的一种视觉刺激装置,旨在改善或使盲人感知黑白图像和运动的物体的视觉功能。虽然它目前是FDA批准的唯一的视觉假体,但全球有多个研究小组正在积极研发类似产品,最著名的是由德国制造的AlphaIMS。

Argus视觉假体由Doheny眼科研究所和SecondSight的MarkHumayun博士、以及RobertJ.Greenberg博士领导的团队进行了20多年的设计、开发与测试。美国眼科研究所视网膜疾病计划主任GraceL.Shen博士说:“这是帮助患者获得视力的一项有意义的工作。NEI已经花费了大约万美元用于研发ArgusI和ArgusII”。

该装置由用于捕获图像的眼镜安装的摄像机,视频处理单元(VPU)以及经由平面硬膜切开手术植入视网膜的微电极阵列组成。VPU将视频图像转换成电子数据,无线传输到微电极阵列,刺激下面的神经节细胞产生光亮。年于洛杉矶Doheny眼科研究所,医生及研究人员成功使用16微电极的ArgusI植入了六名患者中的一名。目前批准的ArgusII型号具有60电极阵列,可以大大提高空间分辨率。

效果怎么样?

一些临床研究已经证实在ArgusII帮助下,RP患者的视觉功能得到改善。在年9月12日的FDA听证会上,参加临床试验的几名患者提供了植入和训练后改善的详细报告,例如能够感知运动以及路边边界和人行横道标记或树枝在其路径中。另外患者们还分享了在Argus帮助下具有了分辨白色,黑色和灰色袜子的能力。

研究人员指出,在参加第一次测试的21名患者中,识别字母所需的时间差异很大,范围从6到秒。据作者介绍,受试者的个体差异可能与测试结果之间具有相关性。识别一些相关因素如-RP的诊断年龄,植入芯片的年龄或患者的基因型-在接受视网膜植入物时至关重要。

照片来自于网络medscape

最近发表的研究表明,在ArgusII帮助下的患者能够在电脑屏幕上读取最多四个大写字母和单词。21名接受ArgusII帮助的时间周期为8.6个月至34.8个月(平均19.9个月)。在第一轮测试中,患者们要求识别各种尺寸和复杂性的印刷字母;那些可以在60秒内识别至少50%的单字母的人进一步用较小的字母进行测试,最后是短语。

四名患者“毕业”到第三个试验阶段,要求阅读三套10个字母组成的词组(由两个,三个或四个字母的单词组成)。其中三名患者成功阅读了每组中至少50%的单词,2位患者读取了至少一组中的所有10个单词。

安全性:30例患者中,17例发生了与植入手术相关的严重并发症。最常见的并发症为眼内炎、低眼压及视网膜脱离。另外与植入手术相关的并发症也需考虑。在放置视网膜植入物时,与视网膜表面较难紧密吻合。

展望

总之,人工视觉已经迈出了重要一步,除手术本身外,社会经济因素也是需要考量的重要因素之一。但是无论面临这样或那样的困难,我们仍然坚信,人工视觉会在不久的将来,给更多的患者带来更多的光明与希望。

参考文献:

[1]ActaPhysiologicaSinica,October25,,68(5):–

[2]部分信息来源于美国眼科学会

编辑:马瑞华邱冰洁

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张新媛教授

博士研究生导师

出诊:星期一、星期三上午

专长:主要从事眼底疾病特别是视网膜血管性疾病的临床与科研工作

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