革命性的假眼芯片在醫(yī)療領(lǐng)域恢復(fù)視力

一個(gè)微小的芯片被植入因不可逆的年齡相關(guān)性黃斑變性而視力喪失的人的眼睛中，以令人眼花繚亂的第一次恢復(fù)了中央視力。

它被稱(chēng)為 PRIMA 系統(tǒng)，在 17 家歐洲醫(yī)院進(jìn)行了測(cè)試，它恢復(fù)了 26 名患者中的 32 名的中心視力，這些患者使用了 12 個(gè)月，其中許多人甚至可以再次閱讀。這一結(jié)果由一個(gè)由醫(yī)生和科學(xué)家組成的大型國(guó)際團(tuán)隊(duì)多年來(lái)開(kāi)發(fā)，代表了視力喪失治療的巨大突破。

“這是第一次任何視力恢復(fù)嘗試在大量患者中取得這樣的結(jié)果，”眼科醫(yī)生 José-Alain Sahel 說(shuō)匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的共同資深作者，描述結(jié)果的論文的共同資深作者。

“超過(guò) 80% 的患者能夠閱讀字母和單詞，其中一些患者正在閱讀書(shū)中的頁(yè)面。這確實(shí)是我們?cè)?15 年前與丹尼爾·帕蘭克 （Daniel Palanker） 一起踏上這段旅程時(shí)做夢(mèng)也想不到的事情。

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地理視力喪失來(lái)自 年齡相關(guān)性黃斑變性 是一種進(jìn)行性且不可逆轉(zhuǎn)的疾病，影響著全世界數(shù)百萬(wàn)人。黃斑負(fù)責(zé)高分辨率中央視覺(jué)，位于眼睛后部的視網(wǎng)膜內(nèi)。當(dāng)視網(wǎng)膜的這一部分戰(zhàn)利品時(shí)，一個(gè)人的中央視力中會(huì)出現(xiàn)失明斑塊。

在健康的視網(wǎng)膜中，感光細(xì)胞將光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在視網(wǎng)膜內(nèi)進(jìn)行處理并發(fā)送到大腦。對(duì)于地理萎縮的人來(lái)說(shuō)，這些感光細(xì)胞會(huì)死亡，這意味著眼睛的一部分沒(méi)有接收到光信號(hào)，在他們的視覺(jué)中心形成盲點(diǎn)，而周邊視力受到的影響較小。

而不是每個(gè)人都與年齡相關(guān)的黃斑變性將經(jīng)歷地理萎縮，對(duì)于數(shù)百萬(wàn)人來(lái)說(shuō)，這可能是毀滅性的。

PRIMA 是斯坦福大學(xué)眼科醫(yī)生丹尼爾·帕蘭克 （Daniel Palanker） 的創(chuàng)意，他是德國(guó)波恩大學(xué)眼科醫(yī)生弗蘭克·霍爾茨 （Frank Holz） 領(lǐng)導(dǎo)的研究論文的共同資深作者，它可能會(huì)改變這一現(xiàn)狀。

該系統(tǒng)由兩部分組成。該植入物是一種微型無(wú)線硅傳感器，面積只有兩毫米乘兩毫米，厚度不到頭發(fā)的寬度，包含 378 個(gè)光伏像素。它滑入視網(wǎng)膜后面，那里是細(xì)胞萎縮最嚴(yán)重的地方。

PRIMA 的另一部分是一副連接到袖珍處理器的眼鏡。眼鏡捕獲圖像并將其轉(zhuǎn)換為接近 880 納米波長(zhǎng)的近紅外光，然后將它們發(fā)送到植入物。波長(zhǎng)很重要：近紅外光是人眼看不見(jiàn)，因此不會(huì)被健康的視網(wǎng)膜感光器感知或干擾患者剩余的周邊視力。

反過(guò)來(lái)，植入物將紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將其發(fā)送到大腦進(jìn)行感知，類(lèi)似于自然眼睛轉(zhuǎn)換和傳輸數(shù)據(jù)的方式。而且由于植入物由光供電，因此不需要外部電源。

經(jīng)過(guò)廣泛的臨床測(cè)試和小型五名參與者臨床試驗(yàn)，研究人員已準(zhǔn)備好進(jìn)行下一步。他們?cè)谖鍌€(gè)歐洲國(guó)家的 17 家醫(yī)院招募了 38 名患者，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了為期 12 個(gè)月的測(cè)試;其中 6 名患者在試驗(yàn)期結(jié)束時(shí)無(wú)法進(jìn)行隨訪，因此結(jié)果基于其余 32 名患者。

患者的平均年齡為79歲，均因地理萎縮而視力喪失。他們的視力在接受試驗(yàn)前接受了測(cè)試，并在試驗(yàn)期間的幾個(gè)時(shí)刻再次進(jìn)行了測(cè)試。最初，患者不得不花幾個(gè)月的時(shí)間學(xué)習(xí)如何使用 PRIMA，包括系統(tǒng)的功能，例如放大文本，以及將電模式解釋為視覺(jué)形狀。

大多數(shù)患者（26%或81%）的視力得到了具有臨床意義的改善，一些患者的視力甚至接近20/420，即PRIMA系統(tǒng)的分辨率極限。

“在接受植入之前，我的眼睛就像有兩個(gè)黑色的椎間盤(pán)，外面扭曲了?！?a>患者希拉·歐文 （Sheila Irvine） 說(shuō)，他被招募到英國(guó) Moorfields 眼科醫(yī)院進(jìn)行試驗(yàn)。

“我是一個(gè)狂熱的書(shū)蟲(chóng)，我想把它找回來(lái)。我緊張、興奮，所有這些事情。手術(shù)過(guò)程中沒(méi)有疼痛，但你仍然知道發(fā)生了什么。這是一種通過(guò)眼睛看待的新方式，當(dāng)我開(kāi)始看到一封信時(shí)，我感到非常興奮。這并不簡(jiǎn)單，重新學(xué)習(xí)閱讀，但我投入的時(shí)間越多，我學(xué)到的就越多。

值得注意的是，其中 19 名參與者出現(xiàn)了不良反應(yīng)，所有這些都是眼科手術(shù)的已知并發(fā)癥，其中大部分很快就得到了解決。至關(guān)重要的是，所有患者的周邊視力都沒(méi)有受到影響。

目前，PRIMA 僅適用于黑白。研究人員正在努力開(kāi)發(fā)灰度版本并提高系統(tǒng)的分辨率。

“患者愿望清單上的第一名是閱讀，但緊隨其后的第二名是人臉識(shí)別。而人臉識(shí)別需要灰度，”帕蘭克說(shuō).

“這是芯片的第一個(gè)版本，分辨率相對(duì)較低。下一代芯片具有更小的像素，將具有更好的分辨率，并搭配外觀更時(shí)尚的眼鏡。

該研究已發(fā)表在新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志.

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