一种放置在眼睛后部的微型无线芯片，结合一副先进的智能眼镜，已经部分恢复了患有晚期年龄相关性黄斑变性患者的视力。在斯坦福医学院和国际合作者领导的临床研究中，32名参与者中有27人在接受植入后一年内恢复了阅读能力。
在可调节缩放和增强对比度等数字功能的帮助下，一些参与者达到了相当于20/42视力的视觉清晰度。
研究结果于10月20日发表在《新英格兰医学杂志》上。
恢复功能性视力的里程碑
这款名为PRIMA、由斯坦福医学院开发的植入物，是首个能够为原本无法治疗的视力丧失患者恢复可用视力的假眼设备。该技术使患者能够识别形状和图案，这种水平的视力被称为形态视力。
"之前所有通过假体设备提供视力的尝试基本上只产生了光敏感度，而非真正的形态视力，"该论文的共同资深作者、斯坦福医学院眼科教授Daniel Palanker博士说。"我们是首个提供形态视力的团队。"
该研究由匹兹堡大学医学院眼科教授José-Alain Sahel博士共同领导，德国波恩大学的Frank Holz博士担任主要作者。
PRIMA系统的工作原理
该系统包括两个主要部分：附着在眼镜上的小型摄像头和植入视网膜的无线芯片。摄像头捕捉视觉信息，并通过红外光将其投射到植入物上，植入物将信息转换为电信号。这些信号替代了通常检测光线并将视觉数据发送到大脑的受损感光细胞。
PRIMA项目代表了几十年的科学努力，涉及众多原型、动物测试和初步人体试验。
Palanker在20年前与眼科激光一起工作治疗眼部疾病时首次萌生了这一想法。"我意识到我们应该利用眼睛透明的事实，通过光来传递信息，"他说。
"我们在2005年设想的设备现在在患者身上运作得非常好。"
替代丧失的感光细胞
最新试验的参与者患有称为地理性萎缩的晚期年龄相关性黄斑变性，这种疾病会逐渐破坏中央视力。这种疾病影响全球500多万人，是老年人不可逆失明的主要原因。
在黄斑变性中，中央视网膜中的感光细胞退化，只留下有限的周边视力。然而，处理视觉信息的许多视网膜神经元保持完好，PRIMA利用了这些存活的结构。
该植入物仅2×2毫米大小，被放置在感光细胞已经丧失的视网膜区域。与对可见光有反应的自然感光细胞不同，芯片检测眼镜发射的红外光。
"之所以使用红外线进行投射，是因为我们要确保它对植入物外部剩余的感光细胞不可见，"Palanker说。
结合自然视力和人工视力
这种设计使患者能够同时使用自然周边视力和新的人工中央视力，提高了他们定位和移动的能力。
"他们能够同时看到假体视力和周边视力这一事实很重要，因为他们可以融合并充分利用视力，"Palanker说。
由于植入物是光伏的——仅依靠光来产生电流——它无线运行，可以安全地放置在视网膜下方。早期的人工眼设备需要外部电源和延伸到眼睛外部的电缆。
重获阅读能力
新试验包括38名60岁以上患有年龄相关性黄斑变性导致的地理性萎缩的患者，其中至少一只眼睛的视力低于20/320。
在一只眼睛植入芯片后四到五周，患者开始使用眼镜。尽管有些患者可以立即识别图案，但所有患者的视力在数月的训练后都有所提高。
"可能需要几个月的训练才能达到最佳性能——这类似于人工耳蜗需要掌握假体听力的要求，"Palanker说。
在完成一年试验的32名患者中，27名能够阅读，26名在视力上表现出具有临床意义的改善，这被定义为能够在标准视力表上多读至少两行。平均而言，参与者的视力提高了5行；有一人提高了12行。
参与者在日常生活中使用假体阅读书籍、食品标签和地铁标志。眼镜允许他们调整对比度和亮度，放大倍数最高可达12倍。三分之二的参与者报告对设备的满意度中等至高。
19名参与者经历了副作用，包括眼压升高（眼睛内压力高）、周边视网膜撕裂和视网膜下出血（血液积聚在视网膜下方）。这些副作用均不危及生命，且几乎全部在两个月内解决。
未来的愿景
目前，PRIMA设备仅提供黑白视力，没有中间色调，但Palanker正在开发软件，很快将实现完整的灰度范围。
"患者愿望清单上的第一位是阅读，但紧随其后的是面部识别，"他说。"而面部识别需要灰度。"
他还在设计能提供更高分辨率视力的芯片。分辨率受芯片上像素大小的限制。目前，像素宽度为100微米，每个芯片有378个像素。已在大鼠身上测试的新版本，像素可能小至20微米宽，每个芯片有10,000个像素。
Palanker还希望将该设备测试用于其他由感光细胞丧失引起的失明类型。
"这是芯片的第一个版本，分辨率相对较低，"他说。"下一代芯片将具有更小的像素、更好的分辨率，并与外观更时尚的眼镜配对。"
Palanker表示，具有20微米像素的芯片可使患者获得20/80的视力。"但使用电子缩放，他们可以接近20/20。"
来自德国波恩大学、法国A. de Rothschild基金会医院、伦敦摩菲尔德眼科医院和伦敦大学学院、德国路德维希港学术教学医院、意大利罗马第二大学、德国石勒苏益格-荷尔斯泰因医学中心和吕贝克大学、法国里昂克鲁瓦鲁斯大学医院和克劳德·伯纳德里昂第一大学、意大利圣乔瓦尼·阿多洛拉塔医院、法国马赛大学蒙蒂塞利天堂中心、法国克雷泰伊和亨利·蒙多医院的社区间医院、德国萨尔克纳普沙夫特医院、法国南特大学、德国图宾根大学眼科医院、德国明斯特大学医学中心、法国波尔多大学医院、法国15-20国家医院、荷兰伊拉斯谟大学医学中心、德国乌尔姆大学、Science Corp.、加州大学旧金山分校、华盛顿大学、匹兹堡大学医学院和索邦大学的研究人员为该研究做出了贡献。
该研究得到了Science Corp.、国家健康与护理研究所、摩菲尔德眼科医院国家医疗服务体系信托基金和伦敦大学学院眼科研究所的资金支持。
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