आरोपण के बाद आँख कैसी दिखती है? बायोनिक नेत्र प्रत्यारोपण आंशिक रूप से दृष्टि बहाल करता है। कृत्रिम अंग के कार्य और प्रकार

आज, दुनिया भर में लगभग 285 मिलियन लोग विभिन्न दृष्टिबाधित लोगों के साथ रहते हैं, जिनमें से लगभग 36 मिलियन लोग पूरी तरह से अंधे हैं। उनके जीवन को आसान बनाने के लिए आज कई देशों में स्टेम सेल, जीन थेरेपी और विभिन्न प्रकार के औषधीय प्रभावों के आधार पर विभिन्न उपचार विधियों और प्रौद्योगिकियों का विकास किया जा रहा है। लेकिन जिन लोगों ने रेटिना में अपक्षयी परिवर्तनों के परिणामस्वरूप अपनी दृष्टि खो दी है, उनके लिए एक और आशा है - वर्तमान में विकसित किए जा रहे उपकरण, जिन्हें रेटिनल प्रोस्थेटिक सिस्टम या अधिक सरल रूप से बायोनिक आंखें कहा जाता है (यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ रेटिना कोशिकाएं बनी रहनी चाहिए अखंड)।

फिलहाल, 25 वर्षों के विकास और दीर्घकालिक परीक्षण के बाद, दुनिया भर में 260 से अधिक लोगों के पास पहले से ही ऐसे "दृष्टि कृत्रिम अंग" हैं; रूस में, रेटिना कृत्रिम अंग का पहला प्रत्यारोपण 2017 में किया गया था।

बायोनिक आँख: यह क्या है?

रेटिनल प्रोस्थेटिक सिस्टम या बस "बायोनिक आंख" उन लोगों के लिए एक कृत्रिम दृष्टि प्रणाली है, जो रेटिनल कोशिकाओं की बाहरी परत के पतन से जुड़ी बीमारी के परिणामस्वरूप अपनी दृष्टि खो चुके हैं - फोटोरिसेप्टर, कोशिकाएं जो जीवित रहते हुए, प्रकाश को परिवर्तित करती हैं। मस्तिष्क को समझने योग्य विद्युत संकेत में। ऐसे उपकरण विभिन्न प्रकार के डिज़ाइन में आते हैं, लेकिन उनका मुख्य कार्य भाग माइक्रो-इलेक्ट्रोड की एक श्रृंखला है जिसे शल्य चिकित्सा द्वारा आंख में, ऑप्टिक तंत्रिका के क्षेत्र में रखा जाता है (जो आंख से मस्तिष्क तक आवेगों को पहुंचाता है) या सीधे मस्तिष्क में. ये माइक्रो-इलेक्ट्रोड, कृत्रिम अंग के प्रकार पर निर्भर करते हुए, दृष्टि खो चुके व्यक्ति के रेटिना के अभी भी काम कर रहे हिस्से को उत्तेजित कर सकते हैं, या एक प्रवाहकीय संरचना के रूप में ऑप्टिक तंत्रिका को उत्तेजित कर सकते हैं, या सीधे मस्तिष्क के दृश्य प्रांतस्था पर कार्य कर सकते हैं। उत्तेजना कमजोर विद्युत आवेगों के माध्यम से होती है, ठीक उसी तरह जैसे कॉक्लियर इम्प्लांट के साथ होता है।

मनुष्यों द्वारा न्यूरॉन्स की विद्युत उत्तेजना को प्रकाश के छोटे धब्बों की उपस्थिति के रूप में माना जाता है, जिन्हें "फॉस्फेन" कहा जाता है। इस तरह के फॉस्फीन बायोनिक आंख वाले व्यक्ति को डिवाइस द्वारा निर्मित आसपास के स्थान को (कैमरे के साथ या उसके बिना) देखने की अनुमति देते हैं। वास्तव में, बायोनिक आंख अभी तक सामान्य दृष्टि प्रदान नहीं कर सकती है और आदर्श से बहुत दूर है, लेकिन प्रकाश मोज़ेक के समान प्रकाश धब्बे और आकृतियों का एक सेट "दिखाती है", जिसे एक व्यक्ति, कुछ प्रशिक्षण के बाद, अपने पर्यावरण की पहचान करने के लिए उपयोग कर सकता है। लेकिन शोध जारी है और ऐसे उपकरणों की गुणवत्ता बेहतर होती जा रही है।

पृष्ठभूमि

बायोनिक विज़न प्रणालियाँ एक साथ कई देशों में विकसित की जा रही हैं और ये परियोजनाएँ आज तैयारी के विभिन्न चरणों में हैं। इसके अलावा, यह अभी भी माना जाता है कि ऐसे बायोनिक सिस्टम केवल उन लोगों के लिए उपयुक्त हैं जिन्होंने अपक्षयी दृष्टि रोगों के कारण अपनी दृष्टि खो दी है, उदाहरण के लिए, और। यह इस तथ्य के कारण है कि ऐसी बीमारियों में रेटिना कोशिकाओं का एक निश्चित हिस्सा, जैसे ऑप्टिक तंत्रिका, बरकरार रहता है।

वर्तमान में, केवल कुछ ऐसे बायोनिक कृत्रिम अंगों को विभिन्न देशों में स्वास्थ्य सेवा उद्योग नियामकों द्वारा व्यावसायिक उपयोग के लिए अनुमोदित किया गया है। ये संयुक्त राज्य अमेरिका में विकसित आर्गस II, जर्मन आरआई अल्फा एएमएस सिस्टम, फ्रांस से आईआरआईएस II और विज़नकेयर सिस्टम (यूएसए) हैं, जो मूल रूप से उनसे अलग हैं।

प्रत्यारोपण के प्रकार

उनके डिजाइन और कार्य करने के तरीकों के आधार पर, नेत्र प्रत्यारोपण को एपिरेटिनल (रेटिना पर), सब्रेटिनल (रेटिना के पीछे), सुप्राकोरॉइडल (कोरॉइड के ऊपर), इंट्रास्क्लेरल, ऑप्टिक तंत्रिका पर और मस्तिष्क में भी प्रत्यारोपित किया जाता है।

एपिरेटिनल प्रत्यारोपण

आर्गस द्वितीय ( दूसरा दृश्य , यूएसए)

अमेरिकी कंपनी सेकेंड साइट द्वारा विकसित आर्गस सिस्टम, आंख में प्रत्यारोपित किया गया पहला कृत्रिम अंग है, जिसका उपयोग गंभीर रूप से पीड़ित लोगों में दृष्टि को आंशिक रूप से बहाल करने के लिए किया गया था। इसके अलावा, इस इम्प्लांट का अधिक सामान्य स्थिति वाले लोगों में उपयोग के लिए परीक्षण किया गया था -। आर्गस - एपिरेटिनल सिस्टम, यानी। इम्प्लांट को रेटिना के ऊपर रखा जाता है। इस उपकरण को पहली बार 2006 में मानव में प्रत्यारोपित किया गया था। आज कंपनी इस कृत्रिम अंग के दूसरे संस्करण - आर्गस II का उपयोग करती है, जिसे पहले ही यूरोपीय (2011) और अमेरिकी (2013) स्वास्थ्य सेवा उद्योग नियामकों से उपयोग के लिए मंजूरी मिल चुकी है।

यह उपकरण चश्मे में एकीकृत एक कैमरे और आंशिक रूप से आंख के चारों ओर और आंशिक रूप से रेटिना की सतह पर लगाए गए एक प्रत्यारोपण का उपयोग करता है। आर्गस II अब तक किसी व्यक्ति को केवल आकृतियों की छाया और रूपरेखा देखने की अनुमति देता है। इस मामले में, कैमरा जो कुछ भी देखता है वह विद्युत संकेतों में परिवर्तित हो जाता है, जो वायरलेस तरीके से इम्प्लांट तक प्रसारित होता है। बदले में, प्रत्यारोपित चिप रेटिना कोशिकाओं को उत्तेजित करती है, जिससे वे प्राप्त जानकारी को ऑप्टिक तंत्रिका तक भेजती हैं और आगे मस्तिष्क के दृश्य कॉर्टेक्स में प्रसंस्करण के लिए भेजती हैं।

इम्प्लांटेशन ऑपरेशन लगभग पांच घंटे तक चलता है और दो सप्ताह के बाद रोगी आर्गस II का उपयोग करना सीखना शुरू करने के लिए चश्मा लगाता है।

कीमत:

इस प्रणाली का उपयोग करने का तरीका सीखने के लिए सर्जरी और प्रशिक्षण की लागत को छोड़कर, डिवाइस की कीमत लगभग $150,000 है।

• अंतरिक्ष में नेविगेट करने की क्षमता प्रदान करता है
• कुछ उपयोगकर्ताओं को बड़े अक्षर पढ़ने और शहर में स्वतंत्र रूप से घूमने का अवसर मिलता है।

डिवाइस के नुकसान:

• संक्षेप में, एक व्यक्ति को सामान्य दृष्टि प्राप्त नहीं होती है और यह इस तथ्य के कारण है कि प्रत्यारोपण के इस संस्करण में केवल 60 इलेक्ट्रोड हैं, और अच्छी तरह से देखने के लिए, लगभग 1 मिलियन इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है
• उच्च कीमत
• अपेक्षाकृत भारी चश्मा

आईआरआईएस II (पिक्सियम विजन, फ्रांस )

आईआरआईएस II बायोनिक विज़न सिस्टम, उन लोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जो रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा के कारण अपनी दृष्टि खो चुके हैं, विशेष चश्मे में निर्मित एक कैमरा और रेटिना पर स्थापित 150 इलेक्ट्रोड से युक्त एक एपिरेटिनल इम्प्लांट का उपयोग करता है। प्रौद्योगिकी विशेष रूप से लोगों के लिए डिज़ाइन की गई है, आर्गस II के समान ही रोग संबंधी परिवर्तन।

डिवाइस के संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि छवि एक कैमरे द्वारा कैप्चर की जाती है, फिर तार द्वारा चश्मे से जुड़े एक लघु कंप्यूटर में प्रवेश करती है, जहां इसे संसाधित किया जाता है और वायरलेस तरीके से इम्प्लांट तक प्रसारित किया जाता है। इम्प्लांट ऑप्टिक तंत्रिका को उत्तेजित करने के लिए इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है, जिससे उपयोगकर्ता को काले और सफेद, साथ ही भूरे रंग के लगभग दस रंगों के बीच अंतर करने की अनुमति मिलती है। चश्मे के कैमरे में स्वतंत्र पिक्सेल होते हैं जो लगातार पर्यावरण में होने वाले परिवर्तनों का पता लगाते हैं। अनिवार्य रूप से, सिस्टम फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं के एक मैट्रिक्स के रूप में काम करता है, जिसे यह प्रतिस्थापित करता है, लोगों को बुनियादी दृष्टि क्षमताएं प्रदान करता है जो डिवाइस के बिना उनके पास नहीं होती।

जैसे कि आर्गस II के मामले में, उपयोग के साथ, "दृष्टि" धीरे-धीरे अनुकूल हो जाएगी और कुछ समय बाद व्यक्ति लोगों के चेहरों को पहचानना सीख जाएगा। जानवरों पर किए गए परीक्षणों से वैज्ञानिकों को भरोसा मिला है; विशेष रूप से, चूहों की दृष्टि 20/250 के स्तर पर बहाल की गई थी, यानी। मनुष्यों के लिए, इसका अर्थ है बड़े पाठ को पढ़ने और चेहरों को पहचानने में सक्षम होना।

कीमत:

कोई डेटा नहीं।

बायोनिक आँख के लाभ:

• आर्गस II से उच्च रिज़ॉल्यूशन (2.5 गुना)
• लंबे समय तक उपयोग के बाद, यह आपको चेहरों को अलग करने और बड़े अक्षरों को पढ़ने की अनुमति देता है
• बाहरी इलेक्ट्रॉनिक्स आपको छवि प्रसंस्करण और यहां तक ​​कि प्रत्येक रोगी के लिए उपयुक्त प्रसंस्करण पर पूर्ण नियंत्रण रखने की अनुमति भी देते हैं

कमियां:

• इम्प्लांट के संचालन की अपेक्षाकृत कम अवधि, जिसके लिए अंततः इसके प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है
• एक बाहरी उपकरण की आवश्यकता जो काफी भारी हो
• सर्जरी और उपकरण की उच्च लागत
• आपको रंगों में अंतर करने की अनुमति नहीं देता

प्राइमा (पिक्सियम विजन, फ्रांस)

पिक्सियम विज़न की नई प्रणाली शुष्कता से पीड़ित लोगों की मदद के लिए डिज़ाइन की गई है, जो केंद्रीय दृष्टि को प्रभावित करती है। आईआरआईएस की तरह, प्राइमा चश्मे के साथ मिलकर काम करता है जो उपयोगकर्ता के आस-पास के दृश्य को कैप्चर करने के लिए एक कैमरे का उपयोग करता है, प्रसंस्करण के लिए सूचना को कंप्यूटर तक पहुंचाता है, जो फिर इसे इन्फ्रारेड विकिरण (जिसके प्रति इलेक्ट्रोड सरणी संवेदनशील होती है) का उपयोग करके इम्प्लांट तक पहुंचाता है। . उसी विकिरण का उपयोग रेटिना प्रत्यारोपण को शक्ति देने के लिए किया जाता है। इस इलेक्ट्रॉनिक चिप का आयाम 2 x 2 मिलीमीटर, मोटाई 30 माइक्रोन (जो मानव बाल से तीन गुना पतली है) और 378 इलेक्ट्रोड हैं, यानी। IRIS II से दोगुना।

किसी मरीज में इस उपकरण का पहला परीक्षण प्रत्यारोपण 2017 के अंत में किया गया था।

डिवाइस को इम्प्लांट करने के ऑपरेशन में 90 मिनट का समय लगता है।

कीमत:

अभी तक निर्धारित नहीं।

डिवाइस के लाभ:

• मरीजों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है
• IRIS II और Argus II से अधिक रिज़ॉल्यूशन वाला है

कमियां:

• नियंत्रण इकाई के साथ वायर्ड संचार
• आपको रंगों में अंतर करने की अनुमति नहीं देता
• स्वास्थ्य जोखिमों से जुड़ी जटिल सर्जरी
• एक बाहरी उपकरण की आवश्यकता जो अपेक्षाकृत भारी हो

सब्रेटिनल इम्प्लांट

अल्फा आईएमएस (रेटिना इंप्लांट एजी, जर्मनी )

सबरेटिनल इम्प्लांट फोटोरिसेप्टर परत और रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियम के बीच स्थित होते हैं। ये उपकरण मुख्य रूप से फोटोरिसेप्टर के किनारे स्थित रेटिना कोशिकाओं को उत्तेजित करते हैं, जैसा कि डेवलपर्स का मानना ​​है, मस्तिष्क में आवेगों का अधिक प्राकृतिक प्रवाह बनाना चाहिए। यह बिल्कुल जर्मन कंपनी रेटिना इंप्लांट द्वारा विकसित इम्प्लांट है, जिसके उपयोग के लिए पहले से ही यूरोपीय नियामक अधिकारियों से आधिकारिक अनुमति है। अल्फा एएमएस इम्प्लांट को पीड़ित लोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है और यह बाहरी कैमरे के उपयोग के बिना, सीधे रेटिना को भेजे जाने वाले ऑप्टिकल सिग्नल के साथ काम करता है। यह रोगी की आँखों की मुक्त गति को सुनिश्चित करता है, जबकि, उदाहरण के लिए, आर्गस II वाले रोगी को बगल में देखने के लिए अपना सिर वहाँ घुमाने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, दूसरों को शायद यह भी पता न चले कि उनके सामने बायोनिक दृष्टि वाला एक व्यक्ति है। हालाँकि, डिवाइस को शक्ति देने के लिए, कोक्लियर इम्प्लांटेशन के लिए उपयोग की जाने वाली प्रणाली के समान एक प्रणाली को खोपड़ी के नीचे प्रत्यारोपित किया जाना चाहिए।

डिवाइस में उपयोग की जाने वाली तकनीक समान उपकरणों की तुलना में आंख को सबसे बड़ी संख्या में इलेक्ट्रोड प्रदान करती है। इम्प्लांट एक 3x3 मिमी चिप है जिसमें एक प्रकाश संवेदनशील तत्व और एक युग्मित इलेक्ट्रोड के साथ 1600 फोटोडायोड (पिक्सेल) होते हैं। जब प्रकाश पड़ता है, तो एक फोटोडायोड फोटॉन को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है, जो प्रवर्धित होता है और प्रभावित करता है। छवि की चमक और कंट्रास्ट को रोगी स्वयं बैटरी चालित रिमोट कंट्रोल का उपयोग करके समायोजित करता है,

अल्फा एएमएस, दुर्भाग्य से, रोगी की दृष्टि को बहाल नहीं कर सकता है (हमारी आंख में लगभग 100 मिलियन "फोटोरिसेप्टर पिक्सल" हैं), लेकिन यह दृष्टिबाधित व्यक्ति की अंतरिक्ष में नेविगेट करने और बड़ी विपरीत वस्तुओं को अलग करने की क्षमता को थोड़ा बढ़ा सकता है।

कीमत:

वर्तमान में, ऐसे उपकरण केवल जर्मनी में प्रत्यारोपित किए जाते हैं और उपकरण की लागत की प्रतिपूर्ति आमतौर पर स्वास्थ्य बीमा द्वारा की जाती है। अन्य लागत संबंधी कोई जानकारी नहीं है.

डिवाइस के लाभ:

• अपेक्षाकृत उच्च रिज़ॉल्यूशन
• छवि प्राप्त करने के लिए उपकरण आंख के ऑप्टिकल उपकरण का उपयोग करता है।
• लोगों के चेहरे, आकृतियों की रूपरेखा और विभिन्न वस्तुओं को पहचानने की क्षमता प्रदान करता है
• एपिरेटिनल सिस्टम की तुलना में डिवाइस की सरलता
• सीमित सब्रेटिनल स्थान और पिगमेंट एपिथेलियम बनाने वाले उपकरण पर दबाव के कारण इम्प्लांट निर्धारण आसान है

कमियां:

• बाहरी शक्ति की आवश्यकता, सिर की त्वचा के नीचे तय होती है।
• परीक्षण के दौरान, डिवाइस की विफलताएं दर्ज की गईं जिसके लिए पुन: संचालन की आवश्यकता थी
• रंग दृष्टि का अभाव
• उपरेटिनल स्थान की छोटी मात्रा के कारण आकार की सीमा
• इम्प्लांट से उत्पन्न गर्मी के कारण रेटिना को नुकसान होने की संभावना

सुप्राकोरोइडल इम्प्लांट

बीओनिक दृष्टि ( बीओनिक दृष्टि , ऑस्ट्रेलिया)

ऑस्ट्रेलिया में विकसित बायोनिक इम्प्लांट का दूसरा संस्करण (कोरॉइड) के बीच रखा गया है। डेवलपर्स के अनुसार, ऐसा सुप्राकोरॉइडल इम्प्लांट, सबरेटिनल या एपिरेटिनल की तुलना में डिवाइस की अधिक स्थिरता प्रदान करता है। यह मरीज को अधिक सुरक्षा भी प्रदान करता है क्योंकि इम्प्लांटेशन प्रक्रिया सरल और कम आक्रामक है। यह प्रक्रिया रेटिना के ऊतकों को प्रभावित नहीं करती है और आंख से कांच के द्रव को हटाने की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे सर्जरी के बाद जटिलताओं की संभावना कम हो जाती है।

यह रेटिनल प्रोस्थेसिस पिछले उपकरणों की तरह ही बरकरार रेटिनल-टू-ब्रेन ट्रांसमिशन वाले लोगों को लाभान्वित कर सकता है।

बायोनिक आंख में चश्मे पर लगा एक छोटा डिजिटल कैमरा, एक बाहरी प्रोसेसर और एक इम्प्लांट (माइक्रोचिप और उत्तेजक इलेक्ट्रोड) होता है। सूचना को वायरलेस तरीके से इम्प्लांट तक स्थानांतरित किया जाता है। आज तक, डिवाइस के तीन संस्करण विकसित किए गए हैं: 44 इलेक्ट्रोड के साथ एक प्रोटोटाइप, व्यापक दृश्य क्षेत्र और 98 इलेक्ट्रोड के साथ एक संस्करण, और 256 इलेक्ट्रोड के साथ सबसे उन्नत। सबसे आधुनिक इम्प्लांट का आकार 5 x 5 मिमी है। भविष्य में, डेवलपर्स 1024 इलेक्ट्रोड वाले एक संस्करण का परीक्षण करने की योजना बना रहे हैं, जो चार 256-इलेक्ट्रोड चिप्स का एक मैट्रिक्स है। इससे उपयोगकर्ता को चेहरे पहचानने और पढ़ने की सुविधा मिलनी चाहिए।

इम्प्लांट में भेजने से पहले सिस्टम स्मार्ट सिग्नल प्रोसेसिंग का उपयोग करता है। यह न केवल कंट्रास्ट बढ़ाता है, बल्कि आस-पास मौजूद वस्तुओं के आधार पर वस्तुओं को एन्कोड करता है, जिससे उपयोगकर्ता के लिए टकराव से बचना आसान हो जाता है।

बायोनिक आंख छवि को एक उच्च-विपरीत प्रतिनिधित्व में परिवर्तित करती है, जिसका एक हिस्सा अतिरिक्त प्रसंस्करण से गुजरता है। नीचे दिए गए चित्र में, यह क्षेत्र नीले रंग में हाइलाइट किया गया है और दृश्य क्षेत्र के उस क्षेत्र से मेल खाता है जिसे बायोनिक आंख के लिए देखना मुश्किल है। प्रोसेसर फिर छवि को इलेक्ट्रोड को भेजे गए विद्युत उत्तेजना मापदंडों में परिवर्तित करता है। रोगी को प्रकाश की चमक से बनी एक "धुंधली" छवि प्राप्त होती है।

देखने का क्षेत्र छोटा है - 30° से अधिक नहीं, इसलिए अपने परिवेश की पूरी तस्वीर "एकत्रित" करने के लिए रोगी के पास अच्छी याददाश्त होनी चाहिए।

कीमत:

उपकरण की कीमत और इसे प्रत्यारोपित करने के लिए ऑपरेशन की लागत अभी तक निर्धारित नहीं की गई है।

डिवाइस के लाभ:

• दृश्य संकेत के पूर्व-प्रसंस्करण के कारण फोटोडायोड विकल्प की तुलना में ऑप्टिक तंत्रिका उत्तेजना का बेहतर नियंत्रण प्रदान करता है
• सब्रेटिनल या एपिरेटिनल विधि की तुलना में अधिक सुरक्षित इम्प्लांटेशन ऑपरेशन
• लोगों को अपने परिवेश में नेविगेट करने की अनुमति देता है

कमियां:

• कम दृश्यता
• रंग दृष्टि का अभाव
• पर्यावरण को पहचानना सीखने के लिए अपेक्षाकृत लंबे प्रशिक्षण की आवश्यकता

मस्तिष्क में प्रत्यारोपित एक उपकरण (कॉर्टिकल इम्प्लांट)

ओरियन I (दूसरी दृष्टि, यूएसए )

ओरियन I विज़ुअल कॉर्टियल प्रोस्थेसिस सिस्टम सेकेंड साइट का एक अन्य उपकरण है और इसके संचालन सिद्धांत में थोड़ा अलग है - यह ऑप्टिक तंत्रिका और संपूर्ण दृश्य प्रणाली का उपयोग नहीं करता है, बल्कि सीधे मस्तिष्क के विज़ुअल कॉर्टेक्स को उत्तेजित करता है। इससे उन लोगों को भी देखने में मदद मिलेगी जिनकी आंखों की सारी कार्यक्षमता खत्म हो चुकी है। अन्यथा, यह डिवाइस Argus II का एक संशोधित संस्करण है, अर्थात। इसमें एक कैमरा, एक बाहरी प्रोसेसर और एक इम्प्लांटेबल चिप वाला चश्मा शामिल है।

यह उपकरण रोगी के चश्मे पर लगे एक लघु कैमरे का उपयोग करके प्राप्त छवियों को विद्युत आवेगों की एक श्रृंखला में परिवर्तित करके काम करता है जो वायरलेस रूप से मस्तिष्क के दृश्य प्रांतस्था की सतह पर प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड तक प्रसारित होते हैं। ऐसी प्रणाली संभावित रूप से क्षतिग्रस्त रेटिना और ऑप्टिक तंत्रिकाओं को बायपास करके और सीधे दृश्य कॉर्टेक्स को उत्तेजित करके अंधे लोगों की दृष्टि बहाल कर सकती है। ओरियन I का क्लिनिकल परीक्षण फरवरी 2018 में शुरू हुआ।

डेवलपर्स के अनुसार, नया उपकरण रोगी को लगभग आर्गस II के समान या शायद थोड़ा कम दृष्टि स्तर प्रदान कर सकता है। वे। उपयोगकर्ता प्रकाश और अंधेरे में अंतर करने और वस्तुओं की रूपरेखा को पहचानने में सक्षम होगा, लेकिन रंगों में अंतर नहीं कर पाएगा।

कीमत:

डिवाइस की कीमत निर्धारित नहीं की गई है क्योंकि यह परीक्षण के चरण में है।

डिवाइस के लाभ:

• यह उपकरण विभिन्न कारणों से दृष्टि हानि से पीड़ित लोगों की मदद कर सकता है
• व्यक्ति को प्रकाश देखने और नेविगेट करने की क्षमता प्रदान करता है
• संभवतः आर्गस से सस्ता है क्योंकि इसका उपयोग बड़ी संख्या में रोगियों में किया जा सकता है

कमियां:

• मस्तिष्क में हेरफेर के परिणामस्वरूप दौरे का खतरा
• रंगों में अंतर करने की क्षमता प्रदान नहीं करता
• बाहरी कंप्यूटिंग इकाई का उपयोग करना जिससे इसे पहनने में असुविधा होती है

बायोनिक दृष्टि के लिए नई प्रौद्योगिकियाँ

कृत्रिम रेटिना

इटालियन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिक एक ऐसे प्रत्यारोपण के साथ आए हैं जो क्षतिग्रस्त रेटिना के प्रतिस्थापन के रूप में काम करता है और इसे रेशम-आधारित सब्सट्रेट में रखे गए प्रवाहकीय बहुलक की एक पतली परत से बनाया जाता है और अर्धचालक बहुलक के साथ लेपित किया जाता है। यह अर्धचालक एक फोटोवोल्टिक सामग्री के रूप में कार्य करता है, जब प्रकाश आंख में प्रवेश करता है तो फोटॉन को अवशोषित करता है। जब ऐसा होता है, तो एक विद्युत संकेत रेटिना न्यूरॉन को उत्तेजित करता है, इस प्रकार आंख के प्राकृतिक लेकिन क्षतिग्रस्त फोटोरिसेप्टर द्वारा छोड़े गए "अंतर" को भरता है।

“चूहों पर प्रयोगों से पता चला है कि गोधूलि या उससे भी बेहतर रोशनी की स्थिति में, प्रकाश के प्रति प्रत्यारोपण वाले जानवरों की प्रतिक्रिया व्यावहारिक रूप से स्वस्थ जानवरों की प्रतिक्रिया से अलग नहीं थी। हालाँकि, हमें यह समझने के लिए नई सामग्री के मानव अध्ययन के परिणामों की प्रतीक्षा करने की आवश्यकता है कि क्या इस पद्धति का उपयोग लोगों के इलाज के लिए किया जा सकता है » - डेवलपर्स टिप्पणी करते हैं।

इसी तरह की तकनीक ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय (यूएसए) के विशेषज्ञों द्वारा विकसित की जा रही है। उन्होंने एक नरम सिंथेटिक सामग्री बनाई जो आज नेत्र प्रत्यारोपण में उपयोग की जाने वाली सामग्री की तुलना में रेटिना बनाने वाले मानव ऊतक के गुणों के बहुत करीब है। यह प्राकृतिक, बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों से बनी एक सेलुलर संरचना है और इसमें विदेशी शरीर या जीवित कोशिकाएं नहीं होती हैं। इससे इम्प्लांट एक यांत्रिक उपकरण की तुलना में कम आक्रामक हो जाता है और शरीर में नकारात्मक प्रतिक्रिया होने की संभावना कम हो जाती है।

रेटिना की "प्रतिलिपि" में कोशिका झिल्ली प्रोटीन के आवरण में बंद पानी की बूंदें होती हैं। लघु कैमरों के समान, ये कोशिकाएँ पिक्सेल की तरह काम करती हैं, प्रकाश का पता लगाती हैं और उस पर प्रतिक्रिया करती हैं, ग्रेस्केल में एक छवि बनाती हैं। यह सामग्री एक विद्युत संकेत उत्पन्न कर सकती है जो वास्तविक रेटिना की तरह ही आंख के पीछे न्यूरॉन्स को उत्तेजित करेगी।

अब तक, इस तकनीक का परीक्षण केवल प्रयोगशाला में किया गया है, इसलिए हमें यह समझने के लिए मनुष्यों में परीक्षण के परिणामों की प्रतीक्षा करनी चाहिए कि यह महत्वपूर्ण विकास दृष्टिबाधित लोगों की मदद करने में कितना प्रभावी है।

रूसी अनुभव

रूस में, बायोनिक विज़न सिस्टम को हाल ही में लागू किया जाना शुरू हुआ। 30 जून, 2017 को, आर्गस II डिवाइस चेल्याबिंस्क के 59 वर्षीय ग्रिगोरी उल्यानोव में प्रत्यारोपित किया गया था, जिन्होंने ऑपरेशन के परिणामस्वरूप 20 साल से अधिक समय पहले अपनी दृष्टि खो दी थी। ऑपरेशन डॉक्टरों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम द्वारा किया गया था मॉस्को, एफएमबीए के ओटोरहिनोलारिंजोलॉजी के वैज्ञानिक और नैदानिक ​​​​केंद्र में, टीम के रूसी हिस्से का नेतृत्व हिस्टो तखचिदी ने किया था।

यह ऑपरेशन बधिर-अंधों के समर्थन के लिए फाउंडेशन "कनेक्शन", एलिशेर उस्मानोव के चैरिटेबल फाउंडेशन "कला, विज्ञान और खेल", एएनओ "प्रयोगशाला" सेंसर-टेक", एफएसबीआई "ओटोरहिनोलारिंजोलॉजी के वैज्ञानिक और नैदानिक ​​​​केंद्र" की एक संयुक्त परियोजना है। रूस की संघीय चिकित्सा और जैविक एजेंसी” और दूसरी साइट कंपनी।

ऑपरेशन बहुत महंगा है और अभी तक व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं है, लेकिन विशेषज्ञों के अनुसार, समय के साथ मुफ्त उच्च तकनीक चिकित्सा देखभाल के कार्यक्रमों में प्रत्यारोपण को शामिल करना संभव होगा।

जैसा कि ग्रिगोरी उल्यानोव कहते हैं,

मैं आश्चर्यचकित था और बहुत प्रसन्न भी। मैंने खिड़कियों और दरवाजों की रूपरेखा, वस्तुओं की रूपरेखा देखी। केवल लोगों के साथ ही समस्या है: मैं एक व्यक्ति की आकृति देखता हूं, लेकिन मुझे समझ नहीं आता कि वह कौन है, पुरुष या महिला। मैंने तुरंत अपनी बेटी को भी नहीं पहचाना। मैं देखता हूं कोई आ रहा है. "पिताजी, यह मैं हूँ!" मैंने आवाज से पहचान लिया कि यह मेरी बेटी है. मैं कहता हूं: "मैं तुम्हें देखता हूं, मैं आ सकता हूं!" मैं बहुत खुश था।

मैं देखता हूं, लेकिन आपके जैसा नहीं। मैं काले और सफेद रंग में अलग-अलग देखता हूं। छवि मस्तिष्क में प्रवेश करती है, मस्तिष्क इसे संसाधित करता है, बाहरी निर्देशांक उत्पन्न करता है, और मैं उनके द्वारा नेविगेट करना शुरू करता हूं। मैं पहले से ही बड़ी वस्तुओं पर ध्यान केंद्रित करते हुए सड़क पर चल सकता हूं। मैं यह नहीं कह सकता कि मैं सुनकर या देखकर चल रहा हूं - दोनों से।

एक पूरी तरह से नई विधि का उपयोग करके, वैज्ञानिक परीक्षण विषयों की आंखों से कॉर्नियल कोशिकाओं के नमूने लेने और प्रयोगशाला में कोशिकाओं को कल्चर करने में सक्षम थे। उन्होंने सिंथेटिक हाइड्रोजेल फिल्म पर कोशिकाओं को पुनर्जीवित और गुणा किया, फिर फिल्म को वापस विषयों की आंखों में प्रत्यारोपित किया।

फिल्म 50 माइक्रोमीटर मोटी है और एक नियमित कॉन्टैक्ट लेंस के बराबर है। प्रयोगशाला में विकसित कॉर्निया कोशिकाएं काम करने लगीं और कॉर्निया के नीचे द्रव संतुलन बहाल कर दिया, और दो महीने के बाद, सिंथेटिक फिल्म विघटित हो गई, जिससे स्वस्थ कोशिकाएं पीछे रह गईं जो कॉर्निया के जल संतुलन को बनाए रखती रहीं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इस प्रक्रिया का मनुष्यों पर परीक्षण नहीं किया गया है, लेकिन इसने जानवरों में दृष्टि बहाल की और प्रतिकूल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का कारण नहीं बना। मानव नैदानिक ​​परीक्षण 2017 में शुरू होगा और कॉर्नियल ओपेसिटीज़ से पीड़ित लोगों के लिए भविष्य बदल सकता है।

बायोनिक आंखें

2013 में, एफडीए ने रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा के इलाज के लिए पहले बायोनिक प्रत्यारोपण को मंजूरी दे दी, जो एक विरासत में मिली बीमारी है जो रेटिना में फोटोरिसेप्टर के पतन का कारण बनती है। इस तकनीक के उपयोगकर्ता एक छोटे वीडियो कैमरे से सुसज्जित चश्मा पहनते हैं। डेटा कैमरे से वीडियो सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट और रेटिना में प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड के समूह तक जाता है। इलेक्ट्रोड डेटा को विद्युत आवेगों में परिवर्तित करते हैं जो रेटिना को छवियां बनाने के लिए उत्तेजित करते हैं।

उम्र से संबंधित धब्बेदार अध: पतन, जो 55 वर्ष से अधिक उम्र के लोगों में अंधेपन का एक प्रमुख कारण है, के इलाज के लिए डिज़ाइन की गई प्रक्रिया में आंख के प्राकृतिक लेंस को हटा दिया जाता है और इसे एक मटर के आकार की दूरबीन वस्तु से बदल दिया जाता है जो वस्तु को बड़ा करती है और शेष स्वस्थ क्षेत्र पर छवियों को प्रोजेक्ट करती है। रेटिना.

ऐसी तकनीकों ने पहले ही हजारों लोगों की दृष्टि बहाल करने में मदद की है, लेकिन बायोनिक दृष्टि को आदर्श मानव दृष्टि के बराबर बनाने के लिए कई मुद्दों का समाधान किया जाना बाकी है। रेटिनल या लेंस प्रत्यारोपण वाले मरीज़ खराब रिज़ॉल्यूशन, तेज़ गति से चलते समय देखने में कठिनाई और देखने के सीमित क्षेत्र की शिकायत करते हैं।

जैविक दृष्टि उपचार और बायोनिक आंखों जैसे कृत्रिम समाधानों में प्रगति के साथ, अंधापन एक दिन अतीत की बीमारी बन सकता है।

क्या आप कल्पना कर सकते हैं कि उस व्यक्ति को क्या महसूस होता है जो अपने आस-पास की दुनिया को नहीं देखता या मुश्किल से ही देख पाता है? इस स्थिति को अंधापन कहा जाता है - आंख में, ऑप्टिक तंत्रिकाओं में या मस्तिष्क में रोग संबंधी विकारों के कारण दृश्य उत्तेजनाओं को समझने में असमर्थता। 1972 में, विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) ने निम्नलिखित परिभाषा को अपनाया: एक व्यक्ति को अंधा माना जाता है यदि सर्वोत्तम-सही स्थितियों में केंद्रीय दृश्य तीक्ष्णता 3/60 से अधिक न हो। ऐसी दृष्टि के साथ, अधिकतम ऑप्टिकल सुधार के साथ दिन के उजाले की स्थिति में एक व्यक्ति 3 मीटर की दूरी से उंगलियों को गिनने में असमर्थ होता है।

इसलिए, ऐसे मामलों के लिए, रेटिना या विज़ुअल कॉर्टेक्स की विद्युत उत्तेजना का विचार प्रस्तावित किया गया था, जिससे एक कृत्रिम अंग बनाया जा सके, जो अपनी क्रिया के तंत्र द्वारा, विद्युत संकेतों को प्रसारित करने की वास्तविक प्रक्रियाओं का अनुकरण करता है।

इलेक्ट्रॉनिक प्रत्यारोपण के लिए कई विकल्प हैं, हर साल नए विचार सामने आते हैं, लेकिन "बायोनिक आई" शब्द का विकास स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के एक कर्मचारी डैनियल पालंकर और उनके शोध समूह "बायोमेडिकल फिजिक्स एंड ऑप्थेलमिक टेक्नोलॉजीज" द्वारा किया गया था।

आर्गस II बायोनिक आई मॉडल (वैसे, एकमात्र मॉडल जिस पर ईयू चिह्न है, लेकिन रूस में प्रमाणित नहीं है) का प्रत्यारोपण जुलाई 2017 में रूस में एक मरीज पर किया गया था। और हमने सभी टेलीविजन स्रोतों से सुना है कि अब लोग दुनिया को पहले की तरह देख सकेंगे। सैकड़ों लोग बायोनिक आंख की मांग कर रहे हैं और कुछ लोग सुपर विजन के लिए लगाए जाने वाले चिप्स की भी मांग कर रहे हैं।

तो आज हमारे पास क्या है और क्या दृष्टि खोने के बाद दुनिया को देखने का सपना सच हो सकता है?

रेटिना प्रोस्थेटिक्स के जैविक पहलू

तकनीकी पहलू

सिस्टम के सफल संचालन के लिए मुख्य शर्तें:

प्रोस्थेटिक्स के माइक्रोसर्जिकल पहलू

ऑपरेशन के लिए कोमल सिलिकॉन युक्तियों वाले विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है। यह पूरी तरह से कठिन ऑपरेशन है, इसके अलावा, आपको ओरो-फेशियल सर्जन या ईएनटी सर्जन की भी आवश्यकता होती है - वे त्वचा के माध्यम से इलेक्ट्रोड को बाहर निकालते हैं। और आपको एक ऐसा उपकरण मिलता है - आंख के अंदर एक चिप, और आपके हाथों में एक मोबाइल फोन के आकार का एक ऐसा उपकरण होता है, जिसके साथ आप सिग्नल की तीव्रता को बदल सकते हैं, यह चमड़े के नीचे के इलेक्ट्रोड से जुड़ता है। एक ऑपरेशन के दौरान अकेले नेत्र रोग विशेषज्ञ-सर्जन पर्याप्त नहीं है - अन्य विषयों की मदद की आवश्यकता होती है, ऑपरेशन 6 घंटे तक चलता है।

प्रोस्थेटिक्स के आर्थिक पहलू

1. सबसे पहले, यह महंगा है. अकेले डिवाइस की कीमत लगभग 150 हजार डॉलर यानी लगभग 8.5 मिलियन रूबल है। और ऐसे एक मरीज का पूरा इलाज 10 मिलियन रूबल तक पहुंच सकता है। हम बात कर रहे हैं Argus II मॉडल की। आज, कुछ देशों में, उदाहरण के लिए, जर्मनी में, इस ऑपरेशन का भुगतान बीमा द्वारा किया जाता है।
2. दुनिया भर में विकास और उत्पादन में लगी कंपनियाँ सरकारी सब्सिडी और अनुदान पर निर्भर हैं। यह बहुत अच्छा है - ऐसी चीजों का समर्थन किया जाना चाहिए, अन्यथा कोई विकास नहीं होगा।
3. निम्नलिखित में से किसी भी डिवाइस के लिए रूस में कोई प्रमाणपत्र नहीं है।

प्रोस्थेटिक्स के चिकित्सा पहलू

2. बायोनिक आँख किन रोगों के लिए उपयोगी हो सकती है?
पहले मरीज़ रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा के मरीज़ हैं, एक ऐसी बीमारी जिसमें प्राथमिक रूप से फोटोरिसेप्टर की हानि होती है और ऑप्टिक तंत्रिका का द्वितीयक शोष होता है। रूस में ऐसे 20-30 हजार मरीज हैं, जर्मनी में - केवल कुछ हजार।

अगली पंक्ति में भौगोलिक एट्रोफिक मैक्यूलर डिजनरेशन वाले रोगी हैं। यह उम्र से संबंधित एक अत्यंत सामान्य नेत्र रोगविज्ञान है।
तीसरे ग्लूकोमा के मरीज होंगे। ग्लूकोमा का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है, क्योंकि इस मामले में ऑप्टिक तंत्रिका शोष प्राथमिक है, इसलिए संचरण की विधि अलग होनी चाहिए - ऑप्टिक तंत्रिका को दरकिनार करना।

मधुमेह सबसे कठिन समस्या है जिसका समाधान करना सबसे कठिन समस्या है। रेटिना पर मधुमेह संबंधी परिवर्तनों के इलाज के तरीकों में से एक पूरी सतह पर लेजर जमावट है। ऐसी प्रक्रिया के बाद, लेजर जमाव के कारण रेटिना को उठाना तकनीकी रूप से असंभव है - यह एक "छलनी" बन जाता है। और यदि यह लेजर से नहीं किया जाता है, तो स्थिति बेहतर नहीं है: आमतौर पर आंख इतनी क्षतिग्रस्त हो जाती है कि इस मामले में आरोपण बेकार है।

3. दुर्भाग्य से, बायोनिक आंख का वर्तमान प्रोटोटाइप लोगों को अपने आसपास की दुनिया को उस तरह से देखने की अनुमति नहीं देता है जिस तरह से हम देखते हैं। उनका लक्ष्य बिना सहायता के स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ना है। इस तकनीक का व्यापक उपयोग अभी भी दूर है, लेकिन वैज्ञानिक उन लोगों को आशा देंगे जो अपनी दृष्टि खो चुके हैं।

"बायोनिक आंखें" की वर्तमान परियोजनाएं

1. आर्गस रेटिनल प्रोस्थेसिस

बायोनिक रेटिना के पहले संस्करण का "फील्ड परीक्षण" 2002 और 2004 के बीच रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा रोग के कारण दृष्टि हानि वाले छह रोगियों पर मार्क हैमेयुन द्वारा किया गया था। रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा एक लाइलाज बीमारी है जिसमें व्यक्ति की आंखों की रोशनी चली जाती है। यह हर साढ़े तीन हजार लोगों में से लगभग एक मामले में होता है।

जिन मरीजों में बायोनिक आंख प्रत्यारोपित की गई, उनमें न केवल प्रकाश और गति को अलग करने की क्षमता दिखाई दी, बल्कि चाय के मग या चाकू के आकार की वस्तुओं को भी पहचानने की क्षमता दिखाई गई।
परीक्षण उपकरण में सुधार किया गया - इसमें सोलह फोटोसेंसिटिव इलेक्ट्रोड के बजाय साठ इलेक्ट्रोड लगाए गए और इसे आर्गस II नाम दिया गया। 2007 में, संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप के 4 देशों के 10 केंद्रों में एक बहुकेंद्रीय अध्ययन शुरू किया गया था - कुल 30 मरीज़। 2012 में, Argus II को यूरोप में व्यावसायिक उपयोग की अनुमति मिली, एक साल बाद 2013 में - संयुक्त राज्य अमेरिका में। रूस में कोई अनुमति नहीं है.

आज तक, इन अध्ययनों को सरकारी धन द्वारा सब्सिडी दी जाती है, संयुक्त राज्य अमेरिका में उनमें से तीन हैं - राष्ट्रीय नेत्र संस्थान, ऊर्जा विभाग और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन, साथ ही कई अनुसंधान प्रयोगशालाएँ।

2. माइक्रोसिस्टम-आधारित विज़ुअल प्रोस्थेसिस (MIVP)

3.प्रत्यारोपण योग्य लघु दूरबीन

वैसे, रथ के अतिरिक्त इंट्राओकुलर लेंस में एक समान सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। मुझे रूस में इन लेंसों को प्रत्यारोपित करने का सबसे अधिक अनुभव है और मरीज़ परिणामों से संतुष्ट हैं। इस मामले में, सबसे पहले मोतियाबिंद का फेकमूल्सीफिकेशन किया जाता है। हालाँकि, निःसंदेह, यह 100% बायोनिक आँख नहीं है।

पिछली पोस्टों में इसके बारे में अधिक जानकारी:

4. टुबिंगन एमपीडीए प्रोजेक्ट अल्फा आईएमएस

बेशक, फोटोरिसेप्टर कृत्रिम फोटोडायोड की तुलना में कई गुना अधिक संवेदनशील होते हैं, इसलिए उन्हें विशेष प्रवर्धन की आवश्यकता होती है।

माइक्रोपिग और खरगोशों पर पहला प्रयोग 2000 में शुरू हुआ, और केवल 2009 में एक नैदानिक ​​​​पायलट अध्ययन के हिस्से के रूप में 11 रोगियों में प्रत्यारोपण प्रत्यारोपित किए गए। पहले परिणाम उत्साहजनक थे - अधिकांश मरीज़ दिन और रात में अंतर करने में सक्षम थे, कुछ तो वस्तुओं को भी पहचान सकते थे - एक कप, एक चम्मच, या बड़ी वस्तुओं की गति का अनुसरण कर सकते थे। वैसे, इन रोगियों का आगे का भाग्य दुखद था - प्रयोग में भाग लेने वाले सभी प्रतिभागियों, यहां तक ​​​​कि जिन लोगों ने कुछ देखा, हस्ताक्षरित समझौते के अनुसार, उनकी "बायोनिक आंखें" हटा दी गईं और वे अपनी मूल स्थिति में लौट आए।

आज, रेटिना इंप्लांट एजी जर्मनी द्वारा निर्मित अल्फा आईएमएस में 1500 इलेक्ट्रोड हैं, आकार 3x3 मिमी, मोटाई 70 माइक्रोन। एक बार रेटिना के नीचे रखे जाने पर, यह लगभग सभी रोगियों को प्रकाश धारणा की कुछ हद तक बहाली प्राप्त करने की अनुमति देता है।

तकनीकी रूप से, यह जटिल ऑपरेशन जर्मनी में केवल तीन केंद्रों में किया जाता है: आचेन, तुबिंगन और लीपज़िग। परिणामस्वरूप, यह तथाकथित कोलोन स्कूल के सर्जनों द्वारा किया जाता है, प्रोफेसर विटेरोरेटिनल सर्जन हेनीमैन के छात्र, जो दुर्भाग्य से ल्यूकेमिया से काफी पहले मर गए, लेकिन उनके सभी छात्र तुबिंगन, लीपज़िग और आचेन में विभागों के प्रमुख बन गए।

वैज्ञानिकों का यह समूह अनुभव का आदान-प्रदान करता है, संयुक्त वैज्ञानिक विकास करता है, इन सर्जनों (आचेन में - प्रोफेसर वाल्टर (यह उनका अंतिम नाम है), टुबिंगन में - प्रोफेसर बार्ज़-श्मित्ज़) के पास बायोनिक आंखों के साथ काम करने का सबसे अधिक अनुभव है, क्योंकि इस मामले में 7 -8 -10 इम्प्लांटेशन को काफी अनुभव माना जाता है।

5. हार्वर्ड/एमआईटी रेटिनल इंप्लांट

6. कृत्रिम सिलिकॉन रेटिना (एएसआर)

7. फोटोवोल्टिक रेटिनल प्रोस्थेसिस

वीडियो कैमरे से जानकारी डिवाइस में संसाधित की जाती है और एक स्पंदित इन्फ्रारेड (850-915 एनएम) वीडियो छवि में प्रदर्शित की जाती है। आईआर छवि को आंख के प्राकृतिक प्रकाशिकी के माध्यम से रेटिना पर प्रक्षेपित किया जाता है और सब्रेटिनल इम्प्लांट में फोटोडायोड को सक्रिय करता है, जो प्रकाश को प्रत्येक पिक्सेल पर स्पंदित द्विध्रुवीय विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है।

इम्प्लांटेबल बिजली आपूर्ति के आरएफ ड्राइव द्वारा प्रदान किए गए समग्र वोल्टेज को बढ़ाकर सिग्नल की तीव्रता को और बढ़ाया जा सकता है।

उच्च-रिज़ॉल्यूशन उत्तेजना के लिए आवश्यक इलेक्ट्रोड और न्यूरोनल कोशिकाओं के बीच समानता रेटिनल माइग्रेशन प्रभाव का उपयोग करके प्राप्त की जा सकती है।

8. बायोनिक विजन ऑस्ट्रेलिया

वाइड-व्यू डिवाइस नई तकनीकों को उन सामग्रियों के साथ जोड़ती है जिनका अन्य नैदानिक ​​​​प्रत्यारोपणों में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। इस दृष्टिकोण में 98 उत्तेजक इलेक्ट्रोड के साथ एक माइक्रोचिप शामिल है और इसका उद्देश्य मरीजों की गतिशीलता में सुधार करना है ताकि उन्हें अपने वातावरण में सुरक्षित रूप से चलने में मदद मिल सके। इस इम्प्लांट को सुप्राकोरोइडल स्पेस में रखा जाएगा। इस उपकरण के साथ पहला रोगी परीक्षण 2013 में शुरू हुआ।

बायोनिक विजन ऑस्ट्रेलिया 1024 इलेक्ट्रोड के साथ एक माइक्रोचिप प्रत्यारोपण है। इस इम्प्लांट को सुप्राकोरोइडल स्पेस में रखा गया है। प्रत्येक प्रोटोटाइप में चश्मे की एक जोड़ी से जुड़ा एक कैमरा होता है जो प्रत्यारोपित माइक्रोचिप को एक संकेत भेजता है, जहां इसे रेटिना में शेष स्वस्थ न्यूरॉन्स को उत्तेजित करने के लिए विद्युत आवेगों में परिवर्तित किया जाता है। फिर यह जानकारी मस्तिष्क के ऑप्टिक तंत्रिका और दृश्य प्रसंस्करण केंद्रों तक पहुंचाई जाती है।

ऑस्ट्रेलियाई अनुसंधान परिषद ने दिसंबर 2009 में बायोनिक विज़न ऑस्ट्रेलिया को 42 मिलियन अमेरिकी डॉलर का अनुदान दिया, और कंसोर्टियम को आधिकारिक तौर पर मार्च 2010 में लॉन्च किया गया था। बायोनिक विज़न ऑस्ट्रेलिया एक बहु-विषयक टीम को एक साथ लाता है, जिनमें से कई के पास बायोनिक कान जैसे चिकित्सा उपकरणों के विकास में व्यापक अनुभव है।

बायोनिक्स इंस्टीट्यूट (मेलबोर्न, ऑस्ट्रेलिया) और कंपनी evok3d के शोधकर्ताओं को धन्यवाद, जो "बायोनिक आंख" पर काम कर रहे हैं, रेटिनल पिगमेंटरी डिस्ट्रोफी और उम्र से संबंधित आणविक अध: पतन से पीड़ित लोग अंततः अपनी दृष्टि बहाल करने में सक्षम होंगे। पुनर्स्थापना प्रक्रियाओं के लिए रोगी की शेष नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं, एक स्वस्थ ऑप्टिक तंत्रिका और एक स्वस्थ दृश्य प्रांतस्था की आवश्यकता होती है। इस मामले में, व्यक्ति को अपनी दृष्टि वापस पाने का अवसर मिलता है।

आंख का एक प्रोटोटाइप बनाने के लिए, साथ ही इसे ढालने के लिए एक सांचा बनाने के लिए, बायोनिक्स इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों ने 3D सेवाओं में विशेषज्ञता वाली कंपनी evok3d के विशेषज्ञों की ओर रुख किया, और "कृत्रिम आंख" को प्रिंट करने के लिए प्रोजेट 1200 3D प्रिंटर का उपयोग किया।

प्रोजेट 1200 पर प्रोटोटाइप को प्रिंट करने में केवल चार घंटे लगे, जिसे 3डी प्रिंटिंग के आगमन से पहले तैयार करने में कई सप्ताह या यहां तक ​​​​कि महीनों का समय लगता था। इस प्रकार 3डी प्रिंटिंग ने अनुसंधान और उत्पादन प्रक्रिया को तेज कर दिया है।

बायोनिक दृष्टि प्रणाली में एक कैमरा शामिल होता है जो आंख के पीछे स्थित माइक्रोचिप तक रेडियो सिग्नल भेजता है। ये सिग्नल विद्युत आवेगों में परिवर्तित हो जाते हैं जो रेटिना और ऑप्टिक तंत्रिका में कोशिकाओं को उत्तेजित करते हैं। फिर उन्हें सेरेब्रल कॉर्टेक्स के दृश्य क्षेत्रों में प्रेषित किया जाता है और एक छवि में परिवर्तित किया जाता है जिसे रोगी देखता है।

9. डोबेले आई

10. इंट्राकॉर्टिकल विज़ुअल प्रोस्थेसिस

परिणाम

पहला काम 20 साल से भी पहले शुरू हुआ था। 2000-2001 में चूहों में कुछ काम करना शुरू हुआ। हमने अब मनुष्यों में पहला परिणाम प्राप्त कर लिया है। यानी यही गति है.

जब तक कुछ गंभीर घटित नहीं होता, तब तक और बीस वर्ष बीत सकते हैं। हम बहुत, बहुत शुरुआती चरण में हैं, जहां पहला सकारात्मक प्रभाव है - रूपरेखा, प्रकाश की पहचान, और हर किसी के लिए नहीं - वे अभी तक यह अनुमान नहीं लगा सकते हैं कि इससे किसकी मदद होगी और किसकी नहीं।
इन प्रयोगों को अंजाम देने वाले सर्जनों की संख्या उंगलियों पर गिनी जा सकती है।

एक कृत्रिम अंग का प्रत्यारोपण केवल विज्ञापन उद्देश्यों के लिए है। यह कार्य उन लोगों द्वारा किया जाना चाहिए जो एक परियोजना समूह के भीतर प्रति वर्ष 100-200 ऑपरेशन करने की क्षमता रखते हैं, ताकि एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान सामने आए। तब आप समझ जाएंगे कि आप किन मामलों में प्रभाव की उम्मीद कर सकते हैं। ऐसे कार्यक्रमों को बजट या विशेष निधि से सब्सिडी दी जानी चाहिए।

हालाँकि अभी तक कोई सटीक मॉडल नहीं है, सभी मौजूदा मॉडलों में सुधार की आवश्यकता है, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि भविष्य में इलेक्ट्रॉनिक आंख रेटिना कोशिकाओं के कार्य को प्रतिस्थापित कर सकती है और लोगों को रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा, मैक्यूलर डीजनरेशन जैसी बीमारियों के साथ थोड़ी सी भी देखने की क्षमता हासिल करने में मदद कर सकती है। वृद्धावस्था में अंधापन और मोतियाबिंद।

यदि आपके पास अपने स्वयं के विचार हैं कि आप लोगों की दृष्टि बहाल करने के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग कैसे कर सकते हैं (हालांकि उन तरीकों से जिन्हें लागू करना अभी भी मुश्किल है), तो हम आपको नीचे उन पर चर्चा करने के लिए आमंत्रित करते हैं।

और बायोनिक कॉन्टैक्ट लेंस की कहानी, जीनोम संपादन की क्षमता, आप मस्तिष्क में प्रत्यारोपित किसी चीज़ के माध्यम से रंगों को कैसे सुन सकते हैं - निम्नलिखित पोस्ट में।

केवल पंजीकृत उपयोगकर्ता ही सर्वेक्षण में भाग ले सकते हैं। , कृपया।

रूस में पहली बार, डॉक्टर किसी अंधे मरीज की दृष्टि आंशिक रूप से बहाल करने में सक्षम हुए। दो दशकों से अधिक समय तक, चेल्याबिंस्क का एक निवासी पूरी तरह से अंधेरे में था। बायोनिक रेटिना प्रत्यारोपित किए जाने के बाद, उन्होंने प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करना और वस्तुओं की रूपरेखा को पहचानना शुरू कर दिया। विशेषज्ञों का कहना है कि पुनर्वास के बाद एक व्यक्ति अपने आस-पास की दुनिया को लगभग उसी तरह से समझ पाएगा जैसे बीमारी से पहले महसूस करता था।

अंधों के लिए छड़ी के बिना ग्रिगोरी अलेक्जेंड्रोविच के पहले डरपोक कदम। 25 साल तक वह केवल उसकी मदद से आगे बढ़े। एक आनुवांशिक बीमारी के कारण, उस आदमी ने लगभग पूरी तरह से अपनी दृष्टि खो दी, लेकिन कभी उम्मीद नहीं खोई।

ग्रिगोरी उल्यानोव कहते हैं, ''मैंने आवेदन किया और उन्होंने मुझे चुना।''

वह रूस में पहले और अब तक के एकमात्र मरीज बन गए जो इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली का उपयोग करके अपनी दृष्टि बहाल करने में कामयाब रहे। इसे बायोनिक आँख कहा जाता है, हालाँकि, निश्चित रूप से, मरीज़ की आँख उसकी अपनी ही रहती है। प्रणाली में एक प्रत्यारोपित सेंसर होता है जो रेटिना, विशेष चश्मे और एक कंप्यूटर के रूप में कार्य करता है। चश्मे में लगा कैमरा छवि प्राप्त करता है, वहां से सिग्नल लैपटॉप कंप्यूटर में जाता है, जहां इसे विद्युत आवेगों में परिवर्तित किया जाता है और कृत्रिम रेटिना को भेजा जाता है।

“एक माइक्रोकेबल के माध्यम से करंट आंख में प्रवेश करता है, जहां एक इलेक्ट्रॉनिक चिप प्रत्यारोपित की जाती है, जो रेटिना की सतह पर स्थित होती है। इस चिप के माध्यम से, ऑप्टिक तंत्रिका के तंत्रिका अंत में जलन होती है, ”फेडरल स्टेट बजटरी एजुकेशनल इंस्टीट्यूशन ऑफ हायर एजुकेशन रशियन नेशनल रिसर्च मेडिकल यूनिवर्सिटी के नेत्र विज्ञान अनुसंधान केंद्र के निदेशक का कहना है। एन.आई. पिरोगोवा हिस्टो तखचिदी।

रेटिना इम्प्लांटेशन ऑपरेशन छह घंटे से अधिक समय तक चला। सर्जनों ने बहुत सावधानी से काम किया, यहां तक ​​कि विशेष उपकरणों का उपयोग भी किया ताकि लघु प्रत्यारोपण को नुकसान न पहुंचे।

“5 मिमी चीरे के माध्यम से, इस प्रत्यारोपण को आंख की गुहा में डाला जाता है। कृपया ध्यान दें कि सिलिकॉन युक्तियों वाले सभी चिमटी विशेष हैं, क्योंकि यदि आप केबल को निचोड़ते हैं, तो आप तंतुओं को काट लेंगे, ”रशियन नेशनल रिसर्च मेडिकल यूनिवर्सिटी के नेत्र विज्ञान अनुसंधान केंद्र के निदेशक का कहना है। एन.आई. पिरोगोवा हिस्टो तखचिदी।

आज - ऑपरेशन के तीन सप्ताह बाद, ग्रिगोरी अलेक्जेंड्रोविच पहले से ही वस्तुओं को अलग कर सकता है, लेकिन स्वीकार करता है कि वह उस क्षण को नहीं भूल सकता जब उसकी दृष्टि वापस आ गई थी।

ग्रिगोरी अलेक्जेंड्रोविच अब तक केवल वस्तुओं की रूपरेखा को ही भेद सकते हैं। वह हर चीज को काले और सफेद रंग में देखता है, और छायाचित्र धुंधले होते हैं, एक निम्न-गुणवत्ता वाली तस्वीर की तरह। लेकिन यह अब अंधापन नहीं है. समय के साथ, वस्तुओं की रूपरेखा स्पष्ट हो जाएगी, और रोगी आसानी से अंतरिक्ष में नेविगेट कर सकेगा।

25 वर्षों के दौरान, रोगी का मस्तिष्क छवियों को देखना भूल गया। लेकिन तंत्रिका कनेक्शन धीरे-धीरे बहाल हो रहे हैं। ग्रिगोरी अलेक्जेंड्रोविच जल्दी से नए उपकरण में महारत हासिल कर लेता है और एक बच्चे की तरह, अपनी अभी भी छोटी सफलताओं पर खुशी मनाता है।

“आज हम केवल उन सर्वोत्तम परिणामों के बारे में बात कर रहे थे जो मानवता ने पहले ही हासिल कर लिए हैं। मान लीजिए कि रोगियों में से एक, जो मूल रूप से तीरंदाजी में खेल का मास्टर था, पूरी तरह से अंधा होने के बाद पांच मीटर की दूरी से शीर्ष दस में प्रवेश करता है। यह एक उत्कृष्ट परिणाम है, ”रूसी स्वास्थ्य मंत्री वेरोनिका स्कोवर्त्सोवा ने कहा।

दुनिया में ऐसे इलेक्ट्रॉनिक रेटिना वाले केवल 30 मरीज हैं। लेकिन रूसी विशेषज्ञों का अनुभव सबसे सफल में से एक है, बहाली बहुत जल्दी होती है। रोगी का रवैया स्वयं यहां एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ग्रिगोरी अलेक्जेंड्रोविच बहुत मेहनत कर रहा है, क्योंकि वह फिर से अपने प्यारे शहर की सड़कों पर चलना चाहता है, जो लंबे समय से उसके लिए अंधेरे में डूबा हुआ था।

बायोनिक आँख - यह क्या है? यह बिल्कुल वही सवाल है जो उन लोगों के बीच उठता है जिन्होंने पहली बार इस शब्द का सामना किया था। इस आर्टिकल में हम इसका जवाब विस्तार से देंगे. तो चलो शुरू हो जाओ।

परिभाषा

बायोनिक आंख एक उपकरण है जो अंधे को कई दृश्य वस्तुओं को अलग करने और दृष्टि की कमी के लिए कुछ हद तक क्षतिपूर्ति करने की अनुमति देता है। सर्जन इसे रेटिना कृत्रिम अंग के रूप में क्षतिग्रस्त आंख में प्रत्यारोपित करते हैं। इस प्रकार, वे कृत्रिम फोटोरिसेप्टर के साथ रेटिना में संरक्षित अक्षुण्ण न्यूरॉन्स को पूरक करते हैं।

परिचालन सिद्धांत

बायोनिक आंख में फोटोडायोड से सुसज्जित एक पॉलिमर मैट्रिक्स होता है। यह कमजोर विद्युत आवेगों का भी पता लगाता है और उन्हें तंत्रिका कोशिकाओं तक पहुंचाता है। अर्थात्, सिग्नल विद्युत रूप में परिवर्तित हो जाते हैं और रेटिना में संरक्षित न्यूरॉन्स को प्रभावित करते हैं। पॉलिमर मैट्रिक्स में विकल्प हैं: एक इन्फ्रारेड सेंसर, एक वीडियो कैमरा, विशेष चश्मा। सूचीबद्ध उपकरण परिधीय और केंद्रीय दृष्टि के कार्य को बहाल कर सकते हैं।

चश्मे में बना वीडियो कैमरा छवि को रिकॉर्ड करता है और कनवर्टर प्रोसेसर को भेजता है। और वह, बदले में, सिग्नल को परिवर्तित करता है और इसे रिसीवर और फोटोसेंसर को भेजता है, जिसे रोगी की आंख की रेटिना में प्रत्यारोपित किया जाता है। और तभी विद्युत आवेग ऑप्टिक तंत्रिका के माध्यम से रोगी के मस्तिष्क तक प्रेषित होते हैं।

छवि धारणा की विशिष्टताएँ

अनुसंधान के वर्षों में, बायोनिक आंख में कई बदलाव और सुधार हुए हैं। प्रारंभिक मॉडलों में, छवि को वीडियो कैमरे से सीधे रोगी की आंख तक प्रेषित किया जाता था। सिग्नल को फोटोसेंसर मैट्रिक्स पर रिकॉर्ड किया गया और तंत्रिका कोशिकाओं से होते हुए मस्तिष्क तक पहुंचाया गया। लेकिन इस प्रक्रिया में एक खामी थी - कैमरे और नेत्रगोलक द्वारा छवि की धारणा में अंतर। यानी वे समकालिक रूप से काम नहीं करते थे.

दूसरा तरीका यह था कि पहले वीडियो जानकारी को कंप्यूटर पर भेजा जाए, जो दृश्यमान छवि को इन्फ्रारेड पल्स में परिवर्तित कर दे। वे चश्मे के लेंस से परावर्तित होते थे और लेंस के माध्यम से रेटिना में फोटोसेंसर से टकराते थे। स्वाभाविक रूप से, रोगी आईआर किरणें नहीं देख सकता। लेकिन उनका प्रभाव एक छवि प्राप्त करने की प्रक्रिया के समान है। दूसरे शब्दों में, बायोनिक आंखों वाले व्यक्ति के सामने एक बोधगम्य स्थान बनता है। और यह इस तरह होता है: आंख के सक्रिय फोटोरिसेप्टर से प्राप्त छवि को कैमरे से छवि पर आरोपित किया जाता है और रेटिना पर प्रक्षेपित किया जाता है।

नए मानक

हर साल, बायोमेडिकल प्रौद्योगिकियां तेजी से विकसित हो रही हैं। फिलहाल वे कृत्रिम दृष्टि प्रणाली के लिए एक नया मानक पेश करने जा रहे हैं। यह एक मैट्रिक्स है, जिसके प्रत्येक पक्ष में 500 फोटोकल्स होंगे (9 साल पहले केवल 16 थे)। हालाँकि, अगर हम मानव आंख के साथ एक सादृश्य बनाते हैं, जिसमें 120 मिलियन छड़ें और 7 मिलियन शंकु होते हैं, तो आगे की वृद्धि की संभावना स्पष्ट हो जाती है। यह ध्यान देने योग्य है कि जानकारी लाखों तंत्रिका अंत के माध्यम से मस्तिष्क तक प्रेषित होती है, और फिर रेटिना स्वतंत्र रूप से उन्हें संसाधित करता है।

आर्गस द्वितीय

इस बायोनिक आंख को क्लैरवॉयन्स द्वारा संयुक्त राज्य अमेरिका में डिजाइन और निर्मित किया गया था। रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा वाले 130 रोगियों ने इसकी क्षमताओं का लाभ उठाया। आर्गस II में दो भाग होते हैं: चश्मे में बना एक मिनी-वीडियो कैमरा और एक इम्प्लांट। आसपास की दुनिया की सभी वस्तुओं को कैमरे पर रिकॉर्ड किया जाता है और वायरलेस तरीके से एक प्रोसेसर के माध्यम से इम्प्लांट तक प्रेषित किया जाता है। खैर, इम्प्लांट, इलेक्ट्रोड का उपयोग करके, रोगी की मौजूदा रेटिना कोशिकाओं को सक्रिय करता है, और सीधे ऑप्टिक तंत्रिका को जानकारी भेजता है।

बायोनिक आंख के उपयोगकर्ता एक सप्ताह के भीतर क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर रेखाओं के बीच स्पष्ट रूप से अंतर कर सकते हैं। भविष्य में इस उपकरण के माध्यम से दृष्टि की गुणवत्ता में वृद्धि ही होगी। आर्गस II की कीमत £150,000 है। हालाँकि, अनुसंधान बंद नहीं होता है, क्योंकि डेवलपर्स को विभिन्न नकद अनुदान प्राप्त होते हैं। स्वाभाविक रूप से, कृत्रिम आंखें अभी भी काफी अपूर्ण हैं। लेकिन वैज्ञानिक प्रेषित छवि की गुणवत्ता में सुधार के लिए सब कुछ कर रहे हैं।

रूस में बायोनिक आंख

हमारे देश में यह उपकरण प्रत्यारोपित करने वाले पहले मरीज 59 वर्षीय चेल्याबिंस्क निवासी अलेक्जेंडर उल्यानोव थे। एफएमबीए के साइंटिफिक एंड क्लिनिकल सेंटर ऑफ ओटोरहिनोलारिंजोलॉजी में यह ऑपरेशन 6 घंटे तक चला। देश के सर्वश्रेष्ठ नेत्र रोग विशेषज्ञों ने रोगी की पुनर्वास अवधि की निगरानी की। इस दौरान, उल्यानोव द्वारा स्थापित चिप पर नियमित रूप से विद्युत आवेग भेजे गए और प्रतिक्रिया की निगरानी की गई। अलेक्जेंडर ने उत्कृष्ट परिणाम दिखाए।

बेशक, यह रंगों में अंतर नहीं करता है और स्वस्थ आंखों के लिए सुलभ कई वस्तुओं को नहीं देखता है। उल्यानोव अपने चारों ओर की दुनिया को धुंधला और काले और सफेद रंग में देखता है। लेकिन यह उसके लिए पूरी तरह खुश रहने के लिए काफी है। आख़िरकार, पिछले 20 वर्षों से आदमी आम तौर पर अंधा था। और अब स्थापित बायोनिक आंख ने उनकी जिंदगी पूरी तरह से बदल दी है। रूस में ऑपरेशन की लागत 150 हजार रूबल है। खैर, साथ ही आंख की कीमत, जो ऊपर बताई गई थी। अभी के लिए, डिवाइस का उत्पादन केवल अमेरिका में किया जा रहा है, लेकिन समय के साथ, एनालॉग रूस में दिखाई देने चाहिए।