Рис. 1. Чип Retina Implant Аlpha AMS размером 3,2х4 мм и 70 мкм в высоту. Он оснащен 1600 фотодиодами, которые преобразуют падающий свет в электрические сигналы. Эти сигналы дополнительно усиливаются и передаются через электроды в еще сохранившиеся слои сетчатки, которые обрабатывают сигналы
Рис. 2. Элементы, имплантированные в глазу (микрочип/ кабель), в области виска (встречный электрод) и за ухом (электронный корпус)
Принципиально различные структуры зрительной системы могут участвовать в искусственной зрительной стимуляции. Тем не менее, поскольку процессы в мозгу не изучены в достаточной степени, то в настоящее время системы на уровне сетчатки имеют наибольшие шансы на успех. Только здесь можно воспользоваться условием известной ретинотопии. Другими словами, мы знаем примерно, какую область сетчатки необходимо стимулировать, чтобы получаемое изображение поступало дальше в головной мозг. При этом, однако, мы не можем реально предсказать, какое вообще зрительное восприятие возникнет.
Возрождение исследовательской деятельности в этом направлении, в том числе со стороны фирм, работающих на стимуляцию сетчатки, сталкиваются с трудными проблемами.
Для введения зрительных стимулов в область сетчатки возможны три разных местоположения: эпиретинальное, субретинальное и супрахориоидальное, имеющие принципиальные различия. Хотя это не было очевидно в начале исследования, поэтому некоторые авторы предпочитали субретинальный метод в метаанализах в прошлом в связи с лучшими функциональными результатами.
Виды имплантатов
При эпиретинальной стимуляции имплантат помещают во внутреннюю поверхность сетчатки, непосредственно стимулируя ганглиозные клетки. Камера записывает соответствующие световые сигналы окружающей среды, обрабатывает изображение и стимулирует сохранившиеся клетки сетчатки через электроды (в настоящее время их 60).
При субретинальной стимуляции имплантат находится между внешним слоем сетчатки и пигментным эпителием (1600 электродов в настоящее время, рис. 1), здесь камера не требуется. В этом случае свет проходит обычным путем до фоторецепторов, и там электронная стимуляция осуществляется через чип в субретинальном пространстве. Таким образом, глаз в большей степени связан с процессом зрения. При физиологическом подходе информация, получаемая при движении глаз, может быть использована для нахождения и фиксации цели.
Это невозможно для систем, связанных с фотокамерой, таких как Argus (эпиретинальная стимуляция). К таким системам относятся также хориоидальные стимуляторы, при которых также требуется внешняя камера. Это обусловлено тем, что область стимуляции лежит на уровне хориоидеи, расстояние до ганглиозных клеток больше, и теоретически достаточное разрешение вряд ли может быть достигнуто.
Все эти методы стимулируют ганглиозные клетки, еще оставшиеся в результате дегенерации сетчатки. Однако они не подходят для лечения слепоты вследствие других причин, таких как глаукома или отслойка сетчатки.
Субретинальный имплантат
При субретинальном подходе стимулируются клетки сетчатки с помощью имплантата, находящегося под сетчаткой. Это происходит в рамках классического процесса восприятия, когда оптическое изображение возникает на сетчатке. Через субретинальный чип оптическое изображение генерируется в электрические сигналы, и таким образом осуществляется ретинотопическая стимуляция. В случае неповрежденной зрительной системы осуществляется естественная передача сигналов. Так как процесс стимуляции сетчатки требует очень много энергии и света, попадающего в глаз, и не обеспечивается достаточной энергией, то необходим внешний источник питания для усиления эффекта падающего света (рис. 2-4). Для этого необходима трансхориоидальная имплантация через склеру и сосудистую оболочку, что потребовало разработки совершенно нового метода операции.
Безопасный трансхориоидальный доступ является предпосылкой для успешной стимуляции сетчатки. После того, как автор, разработавший этот оперативный метод в Регенсбурге, осуществил в 2005 г. первую в мире имплантацию в Тюбингене, в дальнейшем в различных центрах было прооперировано около 60 пациентов. С самого начала проект был согласован с профессором Эберхардом Цреннером из Тюбингена, где так же он прошел клинические испытания.
Операция
Рис. 3. Чип получает дополнительную энергию через кожу с помощью внешнего источника питания
Рис. 4. Электропитание имплантата. Пациент может сделать простые настройки самостоятельно (например, контраст).
С момента первой имплантации в 2005 г. произошли существенные нововведения, связанные с развитием второго поколения чипов. Так, имплантат AMS отличается значительно большим сроком службы. Другие, до сих пор менее известные проблемы, какие как появление конъюнктивальных эрозий, кажутся более распространенными для нового типа имплантата. Как правило, эти проблемы легко поддаются лечению и могут возникнуть также в рамках других имплантаций (шунтирование при глаукоме и т.д.).
В лабораторных условиях показан большой срок службы имплантатов на основе прогнозов исследований и возрастных тестов. В настоящее время срок службы оценивается примерно в пять лет, причем самый ранний имплантат AMS, как показывает исследование, функционирует 48 месяцев. Время наблюдения за имплантатом в течение клинического исследования короче, чем ожидаемый срок службы. Длительный срок службы имплантата Retina alpha AMS основывается на факте отсутствия каких-либо сбоев вследствие его коррозии.
Еще одним плюсом нового метода операции является то, что замена имплантата, например, в случае отказа или наличия улучшенной электроники, может быть осуществлена без серьезных трудностей, так как старый имплантат будет служить проводящей структурой. Эта особенность уже была продемонстрирована нами ранее и открывает возможности для пациентов получать пользу от совершенствований. Это повышает и безопасность, так как при функциональных нарушениях возможна замена имплантата. Ограниченный срок службы до сих пор считался главной проблемой субретинального имплантата, но теперь, с новым поколением чипов, она отошла на второй план. Таким образом, возможно длительное лечение пациентов.
Достигаемые визуальные результаты
Достигаемые визуальные результаты дают пациенту возможность ориентироваться в пространстве. Таким образом, у большинства пациентов может быть выявлено пикселизированное зрение. Почти 20% пациентов имеют остроту зрения, которая измерена с помощью обычных офтальмологических тестов (20/546 или в десятичной форме 0,036). Таким образом, буквы размером 6-8 см можно увидеть на расстоянии около 50 см. Распознавать движения несколько труднее, что было выявлено у 23% пациентов в многоцентровом исследовании. Конечно, есть над чем работать, но основная цель – восстановить некоторые визуальные способности слепым пациентам, в принципе достигнута, что оправдало их ожидания.
На сегодняшний день цель: увеличить число пациентов, у которых достигаются хорошие результаты. Тем не менее, субъективное удовлетворение не обязательно коррелирует с объективным. Есть случаи с субъективно удовлетворенными пациентами, которые достоверно показывают нам увеличение качества их жизни, но у которых объективный результат визуализации «отстает». Отсутствие необходимых методов тестирования здесь становится особенно очевидным. Субъективная удовлетворенность пациентов результатом часто выше, чем удовлетворенность исследователя. При этом не следует недооценивать проблематику тестов на психофизические пороги.
Финансирование проекта
Финансовые и личные затраты, направленные на достижение этой цели, были существенными и возможными только при массовой финансовой поддержке со стороны спонсоров. Таким образом, они внесли решающий вклад в реализацию «библейской» цели: вернуть слепому зрение. От лица всех участников проекта я хотел бы выразить благодарность, потому что без этого содействия проект был бы невозможен. Большая часть пути пройдена, и остается надеяться, что мы и дальше можем полагаться на поддержку, которая необходима, чтобы пройти остаток пути успешно. Цель – достичь еще лучшего и постоянного зрения. Только через проведенные дальнейшие имплантации можно получить новые знания. Пациенты с пигментным ретинитом (дефект восприятия света), для которых генетические и другие методы не дают надежду, являются целевой группой при данном методе. Они в разной степени выигрывают от имплантации.
Возврат через систему больничных касс
Лечение субретинальным имплантатом Альфа-АМС в Германии, как правило, берет на себя больничная касса. Специализированные центры с опытными ретинальными хирургами могут предложить пациенту с пигментным ретинитом в поздней стадии лечение с возмещением затрат. В рамках ежегодного соглашения (программы «Новые методы обследования и лечения») специализированные центры имплантации договорились о возмещении расходов за лечение совместно с больничными кассами.
Заключение
С помощью субретинального чипа впервые была продемонстрирована возможность стимуляции дегенеративной сетчатки, в результате чего слепые пациенты получают возможность использовать остаточные зрительные способности. Было показано, что остаточное зрение при слепоте вследствие такого рода стимуляции может быть восстановлено в долгосрочной перспективе.
Большим преимуществом субретинального имплантата по сравнению с эпиретинальным или хориоидальным имплантатом является то, что не требуется камера, преобразующая сигнал (обычно камера находится на очках), и глаз как при нормальном зрении воспринимает свет естественным путем. Таким образом, отсутствие камеры приводит к физиологическому преимуществу. При субретинальном имплантате не возникает диссоциации ожидаемого и фактического места увиденного объекта, как это происходит в системах, связанных с камерой. Поэтому процесс зрения, восстановленный через субретинальный имплантат, ближе к физиологическому зрению. Длительный этап обучения, как при эпиретинальном имплантате, в котором необходимо с помощью камеры найти, где на самом деле находится объект, не требуется.
Сотрудничество с группами самопомощи пациентам, такими как Pro Retina, а также их продвижение оказалось очень полезным для развития данного метода лечения. На сегодняшний день в Германии наряду с Тюбингеном и Дрезденом – Фридрихштадт, где производилось большинство имплантаций чипов, такие операции были проведены в ретинальных центрах Ганновера, Киля и Вюрцбурга. Кроме того, операции в рамках многоцентрового исследования были осуществлены в Оксфорде, Гонконге, Будапеште и Сингапуре.
Результаты.
Психофизические тесты и отчеты о пациентах показывают восстановление остаточного зрения у большинства пациентов.
Срок службы имплантата значительно увеличился, так что возможно долговременное его использование.
Повторные имплантации также возможны.
Безопасность операций.
Проведение имплантаций при поддержке больничных касс в рамках программы «Новые методы обследования и лечения».
