Argus II:可穿戴医疗设备帮助盲人重见光明

2016-07-08 19:58:44来源: TOM
    人类获得信息中90%源于视觉系统,因此,视力的丧失会严重影响生存质量。好在随着医疗和科技的发展,一些可穿戴设备的出现,使这一情况发生了改观。

  Argus II视觉假体系统

  很多致盲性眼病,比如视网膜色素变性(RP),这是一种罕见的遗传眼病,会造成视网膜光感受器细胞的持续损害。在正常眼,这些光感受器细胞将光纤转化成电刺激,通过视神经将它们传送至大脑的相应区域,以感知图像。RP患者的光感受器细胞(视锥、视杆细胞)慢慢凋零,使他们的周边视觉、夜间视觉和中央视觉相继慢慢丧失,这是一种致盲眼病,并且没有有效的治疗方法,人工视网膜的出现为这些患者带来了福音。

  

  2013年底FDA批准了Argus II视觉假体系统,这也是首个被用于治疗晚期视网膜色素变性(RP)成年患者的植入性装置。这个装置包括一个小的摄像机、装在一副眼镜上的传输器、视频处理单元(VPU)和植入在视网膜的假体(人工视网膜)。人工视网膜代替了变性的视网膜细胞,可以提高患者接收图像的能力,而VPU则将摄像机捕捉到的视觉信号转换成电信号、传达给视网膜假体。

  FDA仪器设备与放射健康中心主任Jeffrey Shuren博士表示,“这种手术植入装置为因RP而失明的人提供了一种选择,因为此前并没有被批准的用于RP的治疗。这个装置可以帮助他们感知到周围物体的形状和运动,让他们的日常生活更加便利。”

  除了安装在眼镜上的摄像机和传导器,Argus II视网膜假体系统还包含一个便携式视频处理单元(VPU)和植入到视网膜的电极。VPU将摄像机拍摄到的图像信息转换成电信号,并将它们以无线的形式传至视网膜的电极,电极产生的电脉冲刺激视网膜来产生图像信息。Argus II视网膜假体系统并不能为患者保存视力,它只是帮助患者在明或暗的环境中感知周围的世界,帮助他们确定周围物体或人们的位置或运动。

  

  Argus II系统适用于25岁以上、双眼视力仅仅为光感(可以感觉到光亮但无法分辨光源方向者)或无光感的成年人,并且他们的视网膜内层功能(即双极细胞和神经节细胞)必须功能完好,患病之前视力基本正常;欲行Argus II植入者需为无晶体眼或人工晶体眼(有晶体眼者在植入术过程中会同时行晶体摘除),在植入人工视网膜后,患者还需要进行对仪器的适应训练以及视觉恢复训练。

  由于需要通过手术植入,Argus II视网膜假体对眼睛本身条件也有一定要求,有下列情况者不宜选择人工视网膜植入:妨碍Argus II系统正常工作的眼疾(比如视神经疾病、视网膜中央动脉或静脉阻塞、视网膜脱离病史、外伤、严重斜视等)、妨碍植入手术的进行及术后恢复的眼部结构异常(例如极薄的结膜、眼轴长度小于20.5mm或大于26mm,角膜溃疡等)、除白内障外的造成眼底检查困难的眼部疾病(比如角膜白斑)。此外,患者必须能够耐受麻醉手术、头部不能有其他金属植入物(如人工耳蜗),也需要在植入人工视网膜后配合康复训练。

    BrainPort V100

  人工视网膜的出现为视网膜色素变性患者带来了希望,但是受到手术和应用条件的限制,其他一些致盲眼病的患者,比如外伤、视神经病变、先天眼部异常等患者可能并没有机会使用人工视网膜感知周围的世界。FDA在6月18日批准了一个通过舌头上的电触觉信号来帮助盲人阅读字母、分辨道路或者识别其他物体的装置,为上述患者燃起了新的希望。

  

  这个装置是Wicab公司制造的BrainPort V100,它由电池驱动,由一个装载在眼镜上的摄像机和位于口腔内的带有许多电极的装置组成,BrainPort V100可以将摄像机拍摄的视觉信号转化成电子信号,然后这些信号被发送到位于舌部的口腔内小装置。这个口腔内装置有400个电极传感器,将电信号转变成对使用者舌头的震动或刺痛的刺激,相机中的白色像素转化为对舌头的强烈刺激,黑色像素为无刺激,而灰色像素介于两者之间。该信息随后可传至大脑。由于大脑具有可塑性,盲人们可以学习将这些信息解释为对周围环境的理解,比如物体的形状、位置、大小、以及移动或静止等信息。

  

  “像这样的创新装置可以潜在地帮助数以万计的人们,”FDA设备仪器与放射健康中心首席科学家以及副主管William Maisel博士表示,“我们会继续改进这类科技产品,让我们的盲人可以生活地更好、更加地独立。”

  FDA的发言人表示,BrainPort V100装置只是对盲人们其他导盲工具的补充,他们依然需要诸如手杖、导盲犬等的帮助。

  BrainPort V100由位于威斯康辛州米德尔顿的Wicab公司生产,它是在神经科学家Paul Bach-y-Rita教授的研究基础上研发的,Paul Bach-y-Rita教授对大脑可塑性和感官替代方面做了许多前沿的研究,他也是Wicab合伙创始人,他的研究团队在1960年代制造出一把将视觉信息转换成对使用者后背触觉刺激的椅子,并将这项技术转换成舌头与大脑的连接。

  临床数据支持了BrainPort V100有效性和安全性,研究人员对使用者进行了一系列评估,包括对物体和文字的识别,以及常规的口腔检查用以判断口腔内装置是否会对口腔健康造成影响,研究显示在74名完成了一年训练及随访的患者中有69%成功完成了物体识别测试。一些患者在使用该装置后舌头有灼烧感、刺痛或者感觉到金属味道,但是没有严重的副反应。BrainPort V100已经被应用于那些没有有用视力(光感或无光感)的个体,包括先天性盲和获得性盲患者。在应用BrainPort V100之前,他们通常都已经完成了传统的盲人康复训练并且能够自如使用传统的辅助工具。在独立使用BrainPort V100之前需要在监督下进行训练。训练内容和要求可个体化制定。一般地,使用者需要在连续1-2周完成至少10小时的一对一训练,包括对感官刺激的适当解读和对装置的操作。

  随着科技的发展,越来越多的装置、越来越尖端的技术将更多地应用于临床实践中,科技的发展已经极大的改变了人们的生活方式,也必将为医疗领域科带来一场新的革命。在不久的将来,或许会出现更多的先进仪器设备,来弥补和代替患者发生障碍的感官功能,为大家重新带来美丽世界的风景与声音。

关键字:可穿戴设备  医疗  盲人

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/article_201607086682.html
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