Искусственные глаза


Бионический глаз – искусственная зрительная система :: SYL.ru

Бионический глаз - что это? Именно такой вопрос возникает у людей, которые впервые столкнулись с этим термином. В приведенной статье мы подробно на него ответим. Итак, приступим.

Определение

Бионический глаз – это устройство, позволяющее слепым различать ряд визуальных объектов и компенсировать в определённом объёме отсутствие зрения. Хирурги имплантируют его в повреждённый глаз в качестве протеза сетчатки. Тем самым они дополняют искусственными фоторецепторами сохранившиеся в сетчатке неповреждённые нейроны.

Принцип действия

Бионический глаз состоит из полимерной матрицы, снабжённой фотодиодами. Она фиксирует даже слабые электрические импульсы и транслирует их нервным клеткам. То есть сигналы преобразуются в электрическую форму и воздействуют на нейроны, которые сохранились в сетчатке. У полимерной матрицы есть альтернативы: инфракрасный датчик, видеокамера, особые очки. Перечисленные устройства могут восстановить функцию периферийного и центрального зрения.

Встроенная в очки видеокамера записывает картинку и отправляет её в процессор-конвертор. А тот, в свою очередь, преобразует сигнал и отсылает его ресиверу и фотосенсору, который вживлён в сетчатку глаза больного. И только потом электрические импульсы передаются в мозг пациента через оптический нерв.

Специфика восприятия изображения

За годы исследований бионический глаз претерпел множество изменений и доработок. В ранних моделях картинка передавалась с видеокамеры сразу в глаз пациента. Сигнал фиксировался на матрице фотодатчика и поступал по нервным клеткам в мозг. Но в этом процессе был один недостаток – разность в восприятии изображения камерой и глазным яблоком. То есть они работали не синхронно.

Другой подход состоял в следующем: вначале видеоинформация отправлялась в компьютер, который преобразовывал видимое изображение в инфракрасные импульсы. Они отражались от стёкол очков и попадали через хрусталик в глазную сетчатку на фотосенсоры. Естественно, пациент не может видеть ИК-лучи. Но их воздействие аналогично процессу получения изображения. Иными словами, перед человеком с бионическими глазами формируется доступное для восприятия пространство. А происходит это так: картинка, полученная от действующих фоторецепторов глаза, накладывается на изображение от камеры и проецируется на сетчатку.

Новые стандарты

С каждым годом биомедицинские технологии развиваются семимильными шагами. В данный момент собираются внедрять новый стандарт для системы искусственного зрения. Это матрица, каждая сторона которой будет содержать по 500 фотоэлементов (9 лет назад их было всего 16). Хотя, если провести аналогию с человеческим глазом, содержащим 120 млн палочек и 7 млн колбочек, то становится понятен потенциал дальнейшего роста. Стоит отметить, что информация передаётся в головной мозг через миллионы нервных окончаний, а потом их уже самостоятельно обрабатывает сетчатка.

Argus II

Этот бионический глаз был разработан и сделан в США компанией «Ясновидение». 130 пациентов с заболеванием пигментный ретинит воспользовались его возможностями. Argus II состоит из двух частей: встроенной в очки мини-видеокамеры и имплантата. Все объекты окружающего мира фиксируются на камеру и передаются в имплантат через процессор по беспроводной связи. Ну а имплантат с помощью электродов активирует имеющиеся у больного клетки сетчатки, отправляя информацию прямиком в зрительный нерв.

Пользователи бионического глаза уже через неделю чётко различают горизонтальные и вертикальные линии. В дальнейшем качество зрения через это устройство только возрастает. Argus II стоит 150 тысяч фунтов стерлингов. Однако исследования не прекращаются, так как разработчики получают различные денежные гранты. Естественно, искусственные глаза ещё довольно несовершенны. Но учёные делают всё, чтобы качество передаваемой картинки улучшилось.

Бионический глаз в России

Первым пациентом, которому в нашей стране вживили устройство, стал 59-летний челябинец Александр Ульянов. Операция шла на протяжении 6 часов в Научно-клиническом центре оториноларингологии ФМБА. За периодом реабилитации пациента следили лучшие офтальмологи страны. На протяжении этого времени в установленный Ульянову чип регулярно пускали электрические импульсы и отслеживали реакцию. Александр показывал отличные результаты.

Конечно, он не различает цветов и не воспринимает многочисленные объекты, доступные здоровому глазу. Окружающий мир Ульянов видит размыто и в чёрно-белом цвете. Но и этого ему достаточно для абсолютного счастья. Ведь последние 20 лет мужчина вообще был слепым. А сейчас его жизнь полностью изменил установленный бионический глаз. Стоимость операции в России составляет 150 тыс. рублей. Ну и плюс цена самого глаза, которая была указана выше. Пока устройство выпускают только в Америке, но со временем в России должны появиться аналоги.

www.syl.ru

Лекция про искусственный глаз

     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.

inoschool.ru

обзор, описание, виды и отзывы

В данный момент не существует возможности вернуть полностью утраченный глаз. Нельзя сделать такой искусственный заменитель, который мог бы восстановить потерянное зрение. Единственное, что можно сделать в данном случае, – это вернуть внешние признаки недостающего глаза с помощью протеза. На вид он почти не отличается от настоящего органа.

Зачем нужен протез

Протезы ставятся для того, чтобы визуально вернуть глаз. Они подвижны и идентичны второму глазу. Также существует и медицинская сторона проблемы отсутствия глазного протезирования. Это, например, деформация лица у детей без глазного яблока. В данной ситуации протез просто необходим, ибо последствия могут быть очень плохими.

Виды глазных протезов

Существуют два основных типа глазных протезов:

  • Стеклянные. Такие протезы изготавливаются из нескольких видов стекла. За основу берётся роговичное, цветное и склеральное стекло. Такой протез выходит лёгким и хорошо смачивается слезой. Из минусов следует отметить хрупкость стекла. Такой протез требует к себе бережного отношения, иначе он может треснуть или разбиться. Носить такой заменитель глаза долго не получится, ведь его срок эксплуатации - всего один год.
  • Пластиковые. Если же вы не очень аккуратны, то вам больше подойдут пластиковые глазные протезы. Они обладают высокой прочностью по сравнению со стеклянными. Срок эксплуатации у них тоже выше, он составляет два года. Стеклянным они уступают по своему весу и гладкости. Весят пластиковые протезы на порядок больше, а поверхность у них не такая гладкая.

Существует, кроме того, одностенный и двухстенный протез глазного яблока. Первый используют тогда, когда глазное яблоко не полностью удалено, а второй - когда хирург его удалил до конца.

Операция

Для начала врачи удаляют повреждённый глаз. Для этого пациенту делают общий наркоз и отделяют слизистую оболочку от глазного яблока. Нервы и мышцы, которые удерживают глаз, перерезают, после этого глаз уже ничего не держит, и он просто вынимается. Слизистая оболочка при этом остается почти целой.

После того как глаз удаляется, пустую область требуется как-то заполнить. Для этого хирурги сшивают вместе мышечные ткани и вводят либо собственный материал пациента, либо искусственный.

Чтобы начать протезирование, рана должна зажить. Для этого нужно подождать пару недель. После этого вставляется временный пластмассовый имплантат, чтоб отверстие не становилось меньше. Окончательный протез вставляется лишь через несколько месяцев. Иногда требуется несколько вмешательств для подготовки глазного дна.

Индивидуальные протезы

Для того чтобы сделать глаз максимально похожим, вам потребуются индивидуальные глазные протезы. Они будут стоить дороже, ведь изготовляются специально под особенности вашей полости глаза и расцветку зрачка. Это могут быть такие особенности, как форма конъюнктивальной полости, цвет, размер радужки, склеры, расположение сосудистого рисунка.

Изготовление индивидуального глазного протеза начинается с формирования слепка слизистой оболочки. После этого подбирается подходящий для пациента материал, и начинается работа по конструированию протеза.

Работа по индивидуальному глазному протезированию обычно проводится в первый же день обращения в клинику.

Как создают протезы из стекла

Стеклянные глазные протезы изготовляются методом выплавки из специального материала. Для начала берётся трубочка из криолита, расплавляется и отделяется лишь нужная часть. В итоге получается форма с двумя стержнями по бокам. Внутри этого всего - пустота, и деформация формы осуществляется благодаря тому, что в одну из трубочек дуют. Мастер выдувает из этой формы шарик.

Один из стержней убирается, а на его месте создают основу радужки. Делается это с помощью специального цветного стекла. Кусочек такого стекла приваривают к шарику и раздувают до 10-11 мм, после чего выдувают из него округлую форму. После этого с помощью цветного стекла наносят на основу радужки роговицу, а в центре делают зрачок. После этого наносят склеральное стекло, делая плавный переход между роговицей и склерой.

Когда зрачок готов, из шарика выплавляется эллипсоидная форма, а на ней - кровеносные сосуды, чтобы придать еще большую реалистичность глазу.

Изготовление глазных протезов из стекла занимает максимум час. Их могут вам сделать прямо в то же время, когда вы пришли в клинику.

Из пластмассы

Изготовление из этого материала занимает больше времени, да и сам процесс сильно отличается. Начинается все с создания гипсовой формы, после чего в нее заливается пластмасса. Потом все это обрабатывается в гидравлическом прессе. Затем он закрепляется в бюгеле, и начинается процесс варки протеза.

Радужка и зрачок для пластмассового протеза рисуются художниками с помощью высококачественных масляных красок. Этим занимается специально обученный художник.

Протез проходит специальную обработку, в процессе которой рисуются кровеносные сосуды. Когда работа уже закончена, изделие тщательно полируется до состояния максимально возможной гладкости для пластмассы.

Примерное время изготовления пластмассового протеза - 2-4 дня. Это существенно дольше, чем у стеклянных. Цена из-за этого у пластмассовых выше.

Сколько стоит глазной протез

Стоимость глазного протеза в России в среднем составляет 6 тысяч рублей. Цены, конечно же, меняются в зависимости от материала, из которого изготовлено изделие. Изготовить индивидуальный глазной протез будет стоить дороже, в среднем это около 13 тыс. рублей. Если же у вас оформлена инвалидность, то в России вам предоставят его бесплатно, за счет средств социального страхования.

Где делают протезы глазного яблока

Этим вопросом занимается фабрика глазных протезов. Зачастую такие предприятия специализируются на своем, определённом материале. В России во многих крупных городах изготовляются глазные протезы, в Москве например. Чтобы получить индивидуальный глазной протез, вам нужно обратиться непосредственно в саму клинику, и вами займутся.

Проблемы при ношении

После того как пациенту устанавливают протез, болезненных ощущений не наблюдается, однако первые дни чувствуется некий дискомфорт. Со временем человек привыкает, и неудобства больше не проявляются. Носить лучше всего протезы круглосуточно, ведь даже перерыв на несколько часов может повлиять на размер слизистой оболочки. Но этот момент лучше обговорить со своим доктором.

Важной проблемой является повышенное выделение слезы и частое загрязнение. Из этого вытекает необходимость каждый день промывать протез. Делать это нужно под чистой тёплой водой, не используя при этом никаких чистящих средств. Максимум можно подержать 10 минут изделие в солёной воде.

Сходство с настоящим глазом

Большинство людей ожидают, что протез будет практически невозможно отличить от настоящего глаза по внешнему виду. Это заблуждение, из-за которого часто клиенты расстраиваются. Нужно понимать, что каким бы мастерством ни обладал художник-глазопротезист, в любом случае создание стопроцентно идентичного глаза невозможно. Глаз имеет свойство менять окраску и размер зрачка при различном освещении, поэтому он почти всегда будет немного отличаться от протеза.

Также немаловажную роль играет подготовка глазной полости к протезу. Чем хуже она проведена, тем меньше будет сходство с оригиналом.

Отзывы

Люди, носящие глазные протезы, отзываются о них положительно. Они говорят, что первое время изделие доставляет дискомфорт, но через пару месяцев они уже не отличают его от настоящего глаза. Клиенты утверждают, что без протеза на них слишком часто обращали внимание, что мешало нормальной жизни.

Подведем итоги

Единственная возможность вернуться к нормальной жизни после утраты органа зрения - глазное протезирование. Хоть оно и не поможет вам видеть, но зато внешне все-таки вернет вам потерянный глаз. Без глазного протеза могут начаться осложнения, а также внешне это будет смотреться не самым лучшим образом.

fb.ru

Искусственный глаз

 

Изобретение относится к медицине, а именно к созданию искусственного глаза человека для оптического восприятия изображения людьми, потерявшими зрение в результате травмы, но сохранившими зрительный нерв неповрежденным. Искусственный глаз содержит герметично соединенные искусственные роговицу, хрусталик и сетчатку. Сетчатка представляет собой матрицу светочувствительных элементов, находящуюся в фокальной плоскости хрусталика и состоящую, например, из приборов с зарядовой связью (ПЗС) на основе МДП-структур. Матрица светочувствительных элементов электрически соединена с устройством считывания и преобразователем, которые подсоединены к источнику питания и являются одновременно рецепторным узлом, куда подается информация с преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к созданию искусственного глаза человека для восприятия оптического изображения людьми, потерявшими зрение в результате травмы, но сохранившими зрительный нерв неповрежденным.

Известно устройство для восприятия изображения слепым человеком, содержащее рецепторный узел, соединенный через преобразовательный блок с электромагнитной катушкой с вибратором, причем оно имеет блок оптических преобразований, а рецепторный узел выполнен в виде фотодатчика, жестко связанного с вибратором, при этом фотодатчик оптически связан с блоком оптических преобразований и размещен в его фокальной плоскости /1/.

Недостатком этого устройства является то, что слепой человек не видит оптическое изображение, а воспринимает его, прикасаясь пальцем к колеблющейся поверхности вибратора, не всегда адекватно, т.к. тактильная чувствительность пальцев может меняться во времени в зависимости от физиологического и психологического состояния человека. Кроме того, не определено расположение пальцев относительно поверхности вибратора. Сила прикосновения пальцами к поверхности вибратора также может меняться.

Известен зрительный протез общего пользования для совершенно слепых, основанный на преобразовании оптического изображения в звуковое, в котором оптическое изображение, действуя на фотоэлемент, возбуждает в телефоне разные по высоте и сложности звуки, после зеркала развертки изображения между объективом и фотоэлементом расположены равномерно вращаемый электродвигателем прозрачный диск-модулятор с нанесенными на нем оптическими фонограммами, выполненными на фотоэмульсии в виде концентрических дорожек синусоидальных тонов разной частоты, и неподвижная планка со щелью, ширина которой изменяется от центра диска к его краю в зависимости от длины нанесенных на диске синусоидальных тонов и равна длине периода соответствующей синусоиды в каждом его месте /2/.

Недостатком этого устройства также является то, что человек не видит оптическое изображение, а лишь воспринимает органами слуха преобразованное устройством в звуки оптическое изображение, также полученное устройством.

Прототипом является устройство для восприятия и опознания зрительных образов слепым человеком, содержащее приемную телевизионную систему, электронный блок, блок питания, блок регулирования яркости и контрастности, систему для наблюдения изображения на экране кинескопа, соединительные разъемы и кабели, кроме того, устройство снабжено ячеистой маской, системой датчиков, усилителей, рецепторным узлом, генератором частот, причем ячеистая маска с системой датчиков размещена на экране кинескопа и электрически связана через блок усилителей с рецепторным узлом, установленным на теле человека, выполненным в гибком корпусе и соединенным с генератором частот для воспроизведения изображения любой цветовой гаммы, помимо этого, рецепторный узел снабжен диэлектрическими иглами и элементами крепления и фиксации, диэлектрические иглы рецепторного узла снабжены магнитопроводящим и стаканами для взаимодействия с электромагнитными катушками, одно основание рецепторного узла выполнено заостренным, а другое - тупым, рецепторный узел взаимодействует с телом слепого человека через регулирующие прокладки /3/.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность восприятия и опознания зрительных образов слепым человеком, длительность процесса опознания зрительных образов, сложность конструкции, вероятность потери рецепторного узла при порче элементов крепления. Кроме того, человек должен обладать хорошей экстроцептивной чувствительностью и различать прикосновение к коже колющих предметов на расстоянии с шагом до одного миллиметра один от другого.

Цель изобретения - создание искусственного глаза для оптического восприятия изображения людьми, потерявшими зрение в результате травмы, но сохранившими зрительный нерв неповрежденным.

Технический результат изобретения достигается тем, что в зрительном протезе - искусственном глазе - происходит преобразование световых импульсов в электрические сигналы, поступающие в зрительный нерв.

Поставленная цель достигается тем, что в искусственном глазе, содержащем приемную телевизионную систему, рецепторный узел, электронный блок и блок питания, приемная система представляет собой искусственный глаз, содержащий искусственные роговицу, хрусталик и сетчатку, представляющую собой матрицу светочувствительных элементов, находящуюся в фокальной плоскости хрусталика и состоящую, например, из приборов с зарядовой связью (ПЗС) на основе МДП-структур и электрически соединенную с электронным блоком, представляющим собой устройство считывания и преобразования, подсоединенное к источнику питания, а рецепторным узлом является ПЗС-матрица.

Кроме того, источник питания может быть расположен в матрице светочувствительных элементов или под мочкой уха и быть соединенным с устройством считывания и преобразователем с помощью подкожно расположенных проводников.

На чертеже представлено схематическое устройство искусственного глаза человека. Оптическая часть искусственного глаза состоит из роговицы 1 и хрусталика 2. В фокальной плоскости хрусталика 2 расположена искусственная сетчатка 3, которая представляет собой матрицу светочувствительных элементов, выполненную, например, из приборов с зарядовой связью (ПЗС) на основе МДП-структур. Принцип действия этих приборов, основанный на переносе носителей заряда, позволяет осуществлять известными способами преобразование, хранение и переработку информации, представленной плотностью заряда /4, 5/. Электронный блок 4 состоит из устройства 5 считывания и преобразователя 6. МДП-структуры микропроводниками подсоединяются к устройству 5 считывания информации, поступившей на светочувствительный слой искусственной сетчатки 3. Далее эта информация поступает в преобразователь 6, назначение которого преобразовывать информацию в сигналы, которые наиболее приближены к естественным сигналам, поступающим в зрительный нерв от живой сетчатки. Источник питания 7 обеспечивает работу устройства 4 считывания и преобразователя 6. Источник питания может располагаться как автономно, например, под мочкой уха и быть соединенным с блоком считывания и преобразователем с помощью подкожно расположенных проводников, так и в самой матрице-сетчатке в виде вырабатывающих электрический ток фотоэлементов.

Глаз - один из основных органов чувств человека, он выполняет функцию получения и переработки информации об условиях внешней среды. По существу глаз представляет собой измерительное устройство для анализа внешних физических стимулов, а также для оценки эффективности действий, произведенных организмом, т. е. выполняет роль обратной информационной связи организма со средой. Рецепторами в данном случае являются нервные окончания, которые действуют как преобразователь энергии раздражителя в энергию нервного ответа. Нервное волокно может находиться в возбужденном состоянии, когда есть потенциал действия (ПД), и невозбужденном - ПД отсутствует. Таким образом, в нервной системе имеется дискретная двоичная система кодирования информации. Как показывают эксперименты, информация в нервной системе кодируется не последовательностью ПД, как в цифровых машинах, а частотой появления ПД, которая пропорциональна логарифму величины действующего раздражителя /6/.

С учетом сказанного, в предлагаемом устройстве, искусственном глазе, считывание и преобразование поступающей извне информации осуществляется на принципах дискретной обработки сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Световые лучи проходят через искусственные роговицу 1 и хрусталик 2 и создают изображение на искусственной сетчатке 3. Кванты света вызывают появление на светочувствительной матрице-сетчатке 3, состоящей из ПЗС на основе МДП-структур, электрических зарядов, величина которых зависит от освещенности. Эти электрические заряды преобразуются в электрические импульсы в устройстве считывания 5, а затем поступают в преобразователь 6, в котором информация преобразуется в сигналы, наиболее приближенные к естественным. Связь со зрительным нервом осуществляется проводниками, оканчивающимися электродами в виде, например, кольцеобразных зажимов, подсоединенных к зрительным нервам. Дальше информация передается в зрительные отделы головного мозга.

Современные достижения микроэлектроники, нейрофизиологии, биотехнологии, а также способность мозга к адаптации говорят в пользу того, что предложенный искусственный глаз поможет адекватно сформировать зрительный образ в соответствии с информацией, поступающей в искусственный глаз на его искусственную сетчатку - светочувствительную матрицу.

Источники информации 1. Авт. св. СССР 955920, МКИ A 61 F 9/08 - аналог.

2. Авт. св. СССР 151060, G 09 B 21/00, A 61 F 9/08 - аналог.

3. Пат. РФ 2057504, МПК А 61 F 9/08 - прототип.

4. Ефремов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. Проектирование, виды микросхем, функциональная микроэлектроника. Учебное пособие для вузов.//М., Высшая школа, 1987, с.141-147.

5. Наука и жизнь, 1980, 7, с.30-32.

6. Губанов Н. И., Утепбергенов А.А. Медицинская биофизика.// М., Медицина, 1978, с.283-286.

1. Искусственный глаз, содержащий приемную систему, рецепторный узел, электронный блок и блок питания, отличающийся тем, что приемная система представляет собой искусственный глаз, содержащий искусственные роговицу, хрусталик и сетчатку, представляющую собой матрицу светочувствительных элементов, находящуюся в фокальной плоскости хрусталика, состоящую, например, из приборов с зарядовой связью (ПЗС) на основе МДП-структур и электрически соединенную с электронным блоком, представляющим собой устройство считывания и преобразования, подключенное к источнику питания, а рецепторным узлом является ПЗС-матрица.

2. Искусственный глаз, по п.1, отличающийся тем, что источник питания расположен в матрице светочувствительных элементов.

3. Искусственный глаз, по п.1, отличающийся тем, что источник питания расположен под мочкой уха и соединен с устройством считывания и преобразования с помощью подкожно расположенных проводников.

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Глазной протез или искусственный глаз после протезирования

В нашей жизни, к сожалению, бывают ситуации, когда удалить глаз – это единственное верное решение. У ребенка удаленный глаз мало того, что вызовет огромные комплексы, так еще и деформацию черепа. У взрослого человека также появится множество проблем от пустого глазного яблока. На такие случаи человечество разработало глазной протез – предназначен он для профилактики и лечебно-санитарных мероприятий.

Искусственный глаз защищает человека от ветра, пыли, правильно формирует положение век и костей черепа, препятствует появлению осложнений. Также протез избавит Вас от лишних стеснений и комплексов, а это немаловажно, когда находишься в социуме.

Показаниями для вставки такого прибора в организм служит полное обследование, результатом которого является удаление глазного яблока. Такое важное решение может принять только врач, поэтому, сначала необходимо обратиться за квалифицированной помощью в центр глазного протезирования. Хирурги качественно проведут операцию, подберут индивидуальный протез и будут наблюдать за Вами весь послеоперационный период.

Разновидности протезов

Глазные протезы бывают нескольких типов:

  1. различаются назначением: послеоперационные, временные и длительного ношения;
  2. различаются материалами: стекло и пластмасса;
  3. индивидуально заказанные и массового производства;
  4. по характеристикам: форма, размер, сторона ношения, цвет.

Каждый протез имеет свои плюсы и минусы, поэтому подбирать такой прибор необходимо индивидуально. Например, стеклянные протезы очень хрупкие, носить их нужно очень аккуратно, и срок годности у них всего год. Выполняются такие протезы из различных видов стекла, являются очень легкими и хорошо смачиваемыми. Поэтому, если Вы переживаете за сохранность Вашего протеза, то лучше выбирайте пластмассу: она служит около двух лет, является более прочной.

Подбирая протез лучше всего делать индивидуальный, так как Вы получите такую же форму, цвет, особенности полости. Стоимость такого прибора намного превышает обычный машинный выпуск, но в итоге никто не увидит разницы между ним и видящим глазом. Сначала протезист выполнит слепок, после чего Вы выберете необходимый материал, и он приступит к проектированию.

Как заказать глазной протез

Выполнить заказ такого аппарата очень просто: необходимо всего лишь обратиться в клинику и там Вам всё устроят. В России существует множество фабрик, создающих такие аппараты. Каждый центр глазного протезирования поможет Вам выбрать и пройти послеоперационный период, будет наблюдать за Вами. Потому как первоначально такой прибор будет причинять дискомфорт: необходимо каждый день промывать глаз от грязи.

Противопоказания при протезировании

Протезирование глаза не всегда можно выполнить, имеется ряд противопоказаний:

  1. при наличии любых серьезных воспалений радужки, хориоидеи, цилиарного тела и т.д.;
  2. если имеется высокое внутриглазное давление;
  3. подозрение на глазную опухоль;
  4. в глазном яблоке находится инородное тело.

При наличии всех этих проблем никакой врач-офтальмолог не возьмется за протезирование. Поэтому сначала Вам необходимо пройти полное обследование, а после назначений врача – качественное лечение. И через полгода Вам поставят такой прибор.

Виды глазных протезов

Ненастоящие глаза могут выглядеть по-разному. Это зависит от их вида: искусственный глаз полностью заменит Ваше глазное яблоко, когда Вы лишились глаз; протез на имплантанте (эндопротез) используется после удаления глазного яблока, в работе применяют биологические и синтетические материалы; склеральная линза нужна для того, чтобы закрыть травмированный глаз, который уже не будет видеть.

Посоветовать, какой лучше протез подобрать, сможет только врач, больше никто не сможет качественно и квалифицированно выбрать нужный аппарат. Никогда не занимайтесь самолечением – это однозначно приведет Вас к провалу!

Причины своевременной замены протеза для глаз

Протез, конечно, спасение для многих, но, как и все аппараты, его необходимо менять в какой-то промежуток времени. Помните, что аппарат для глаза – это совершенно чуждое Вашему организму тело, в связи с этим врачи и фабрики-изготовители советуют менять такой прибор раз в два года.

В противном случае происходит сужение полости (при следующей смене аппарата – он просто не войдет), сам протез покрывается микротрещинами (вследствие чего может развиться серьезное воспаление), в полости появляется слизь и кисты, что принесет Вам дискомфорт (хронический коньюктивит, заворот век). Хирурги советуют выполнять реставрацию аппарата один раз в год.

Психологическая помощь после протезирования

Потеря органа зрения является огромной проблемой для человека! Естественно возникают проблемы: потеря уверенности в себе, приобретение большого количества комплексов и многое другое. В реабилитационный период врачи советуют людям, сделавшим подобную операцию, не говорить никому о том, что глаз не настоящий. По возможности, даже своим родным и близким. Тогда, как утверждают психологи, Вы будете чувствовать себя намного увереннее, а окружающие люди даже не заметят разницы. Также врачи советуют пройти курс психологической помощи – квалифицированный специалист поможет разобраться в беспокоящих Вас проблемах, и оставят всё в тайне.

Вы можете не отказываться от привычных для Вас занятий: при занятии спортом просто вводятся минимальные ограничения, вождение позволено в случае, если второй глаз отлично видит, шитьё и вязание, плавание – всё это останется доступным. Самое главное, что люди и не будут подозревать о том, что у Вас имеется такая тайна.

Помните, если Вы потеряли глаз – это не значит, что нужно впадать в депрессию и терять надежду на нормальную жизнь. Для того и придумано глазное протезирование – чтобы человек ощущал себя полноценным членом общества. Поэтому не расстраивайтесь, возьмите себя в руки и продолжайте жить счастливо!

Автор статьи: Павел Назаров

zreniemed.ru

Протез глаза: стеклянные или искусственные хрусталики, глаза, бионические

Установка протеза глаза – единственный способ возвращения пациентов, утративших один глаз, к нормальной жизни. Степень эффективности протезирования зависит от правильности подбора изделия – чем выше степень его соответствия естественному глазу человека, тем лучше пройдет реабилитация. Изделия медицинского назначения могут быть стандартными или индивидуальными, особое внимание в клинической практике уделяется вопросам их безопасности. Качественные протезы обязательно идут с сертификатами соответствия, которые вы можете запрашивать у продавца на момент совершения покупки.

Когда необходимо протезирование

Глазные протезы решают не только эстетические и психологические проблемы пациента. Если человек, утративший глаз, не будет носить его заменитель, со временем конъюнктивальная полость станет меньше, а ресницы начнут загибаться вовнутрь, доставляя немало неудобств и становясь главной причиной развития хронических воспалительных процессов.

Протезирование глаза решает важные эстетические, физиологические и психологические задачи.

Особенно важную роль протезирование играет у детей – нахождение в конъюнктивальной полости заменителя глаза стимулирует процессы роста костей орбиты. Если протезирование не проводится, кости растут медленно, и развивается асимметрия лица. Когда это необходимо, врачи перед протезированием проводят пластику век, коррекцию полости конъюнктивы, создают опорно-двигательную культю, проводят энуклеацию, эвисцерацию либо эвисцероэнуклеацию с имплантацией.

Как правило, протезирование назначается в случае частичного или полного удаления глазного яблока из-за таких заболеваний:

  1. Обширная травма глаза с последующим его удалением.
  2. Врожденные аномалии, в результате которых развилась атрофия зрительного органа с последующим некрозом.
  3. Атрофия зрительного нерва в совокупности с инфекционным невритом, давшая осложнение в виде заражения всех тканей глаза.
  4. Раковые опухоли.

Частичное протезирование — это замена хрусталика при катаракте, стекловидного тела при обширных гемофтальмах, афакия — полное отсутствие хрусталика, сильная колобома, влияющая на качество остроты зрения.

Виды

С учетом используемой технологии производства глазные конструкции делятся на индивидуальные и стандартные. Все изделия изготавливаются в специализированных лабораториях вручную – попытки автоматизировать процессы их производства предпринимались, но нужного результата не дали.

Все изделия для протезирования изготавливаются строго вручную.

Стандартные изделия являются универсальными, и особенности глазной полости конкретного пациента не учитывают. Индивидуальные изготавливаются под заказ с учетом особенностей строения конъюнктивальной полости конкретного пациента, цветовых, рельефных характеристик склеры и радужки здорового глаза.

По размерам протезы бывают:

  • малыми;
  • большими;
  • средними;
  • микро.

По стороне ношения:

  • левые;
  • правые.

По форме:

  • шар;
  • эллипс;
  • пр.

В ходе классификации изделий берутся во внимание и такие характеристики как посадка радужки, цвета склеры и радужки, материал изготовления. Пластмассовые сегодня пользуются большим спросом, чем стеклянные, поскольку они являются более долговечными, безопасными, не бьются. Также выделяются тонкостенные изделия, применяемые во время формирования полости глаза и для косметической маскировки дефекта глаз с бельмом, толстостенные, двустенные – они используются при полном отсутствии собственного глазного яблока.

На детские и взрослые протезы не делятся – подбор изделий осуществляется по размеру.

Уход за протезом

Перед выполнением операций по введению и извлечению глазного протеза тщательно вымойте руки, подготовьте глазные капли, салфетки, присоску. Обязательно сядьте за стол, покрытый мягкой тканью, а перед собой поставьте зеркало.

Извлечение протеза

Порядок извлечения протеза выглядит следующим образом:

  • поднимите верхнее веко;
  • увлажните присоску;
  • сжатую присоску наложите и прижмите к имитированному зрачку;
  • отпустите присоску;
  • под протез запустите немного воздуха по верхнему краю;
  • присоску медленно потяните вперед;
  • извлеките протез по направлению вниз. Извлечение глазного протеза

Как установить

Как самостоятельно ввести протез? Действуйте по следующей схеме:

  • Вымойте изделие и аккуратно введите его под верхнее век (лучше всего делать это, пока протез не подсох).
  • Посмотрите вверх и аккуратно оттяните нижнее веко.
  • Закончите вводить изделие, слегка повернув его в височную сторону.
  • Надавите на протез и немного пошевелите им – это нужно, чтобы выпустить воздух. Установка глазного протеза

Как чистить

Протез глаза моют в теплой воде с мылом – спирт использовать нельзя. Послеоперационное изделие разрешается не вынимать. Обязательно строго соблюдайте правила личной гигиены, глаза во время умывания держите закрытыми.

Если протез длительное время находится в полости глаза, он начинает раздражать конъюнктиву.

Как часто требуется чистка

Стандартно чистка производится один раз в две недели. Подробности уточняйте у врача.

Чистка глазного протеза

Условия замены и хранение

Взрослые пациенты носят протез в течение 8-10 месяцев, а затем заменяют его на новый. Делать это нужно обязательно, поскольку поверхность изделия в результате постоянного ношения становится шершавой, на ней появляются борозды и мелкие раковины, травмирующие слизистую глаза.

Необходимые атрибуты для хранения протеза

Плановая замена пластмассовых изделий осуществляется один раз в два года, стеклянных ежегодно.

Носить протез нужно постоянно. Если вы снимаете его на ночь, то не кладите в воду или дезинфицирующий раствор – вымойте с теплой водой и мылом, положите на ткань.

Видео

Выводы

Глазное протезирование позволяет пациенту, утратившему глаз, вернуться к нормальной жизни. И во взрослом, и в детском возрасте ношение протезов является обязательным. Плановая замена производится 1-2 раза в год (стеклянные изделия нужно менять чаще).

Хирурги-офтальмологи прибегают к протезированию только в запущенных случаях, когда никакая другая коррекционная практика не способна восстановить глазное яблоко. До тех пор могут применяться различные офтальмологические методики по сохранению глаза, даже с учетом потери его главной функции.

eyesdocs.ru

новое в разработке беспроводных имплантатов

Около 30 миллионов человек во всем мире страдают от слепоты, вызванной различными заболеваниями сетчатки. Проект EPI-RET на протяжении многих лет искал возможное техническое решение, способное помочь этим людям. В конце концов, работа специалистов увенчалась успехом: была разработана уникальная система - полностью имплантируемый визуальный протез.

Это стало возможным благодаря совместной работе экспертов из самых разных областей науки и медицины. В течение двенадцати лет специалисты по микроэлектронике, нейрофизике, программированию, материаловедению и медицине работали над созданием визуального протезного прибора - искусственного глаза - для людей, потерявших зрения из-за проблем с сетчаткой.

Во время клинических испытаний, в которых участвовали шесть человек, команда ученых должна была доказать, что подобный прибор не только возможно имплантировать и заставить работать, но и что к пациентам вернется способность воспринимать зрительные образы.

"Конечно, зрячего человека подобная разработка не впечатлит. Но для слепого - это просто прорыв! После долгих лет слепоты пациенты смогли видеть точки света или геометрические фигуры, в зависимости от того, какие из нервных клеток стимулировались" - прокомментировал изобретение доктор Хок Ким Трю (Hoc Khiem Trieu) из института Фраунгофера.

Протезная система использует положительные стороны клинической картины болезни. Страдая от ретинита, чувствительные клетки разрушаются, но каналы, соединяющие нервные клетки с мозгом, остаются целыми.

Основной прорыв в исследованиях наступил тогда, когда протез заставили, наконец, работать без проводов. Конструкция прибора все уменьшалась и уменьшалась, материалы становились все более гибкими, все более эффективными в работе, что, в конце концов, позволило удобно разместить имплантат в глазу.

Вся система включает в себя имплантат и внешний передатчик видеосигнала, интегрируемый в оправу очков. Система преобразует зрительные образы в поддающиеся толкованию сигналы стимуляции. Затем нервные клетки стимулируются в соответствии с полученным беспроводным путем сигналом. Клетки стимулируются при помощи особых трехмерных электродов, расположенных на сетчатке глаза и имеющих форму крохотных гвоздиков.

В последующие три года планируется вывести подобную систему на промышленный уровень, как только закончится клиническое испытание окончательной версии искусственного глаза.  Наши новостные информеры это залог, современной жизни. Вы всегда в курсе всех событий вашей страны.

Оригинал (на англ. языке): Sciencedaily

Жительница Италии 57 лет, страдавшая на протяжении двух лет от болей в носовой полости, обратилась за помощью к специалистам. Обследовав пациентку, медики обнаружили в ее носу зубной имплантат. Согласно сведениям, опубликованным в Daily Mail, имплантат, представляющий собой искусственный титановый протез, был вживлен итальянке в верхнюю челюсть 2,5 года назад место отсутствующего зуба. Некоторое время спустя женщина стала чувствовать в носу дискомфорт, который вскоре сменился сильной болью.

 

Исследователи Университета Майами разработали быстрый и недорогой способ изготовления лицевых протезов для больных раком глаз с помощью специального сканирования и 3Д печати. Новый процесс позволяет создавать более доступные протезы для пациентов, которые имеют полые гнезда в результате глазной хирургии или врожденных уродств. Обычные протезы для лица могут стоить $ 10 000-$ 15 000 и требуют несколько

 

Скоро человеком во всю будут использоваться протезы управляемые силой мысли. Ученые создали роботизированный протез, который способен самообучаться. Данный протез поможет парализованным людям, которым сложно управлять моделями протезов имеющимися сейчас, чувствовать себя более полноценно и все таки без усилий и сложностей управлять своим робопротезом. Интерфейсы используемых сейчас протезов тратят слишком много времени

globalscience.ru


Смотрите также