Proteze oculare individuale: o recenzie, descriere, tipuri și recenzii. Ochi artificial - cele mai interesante bloguri.

Înainte de a ne cunoaște ochiul artificial, luăm în considerare ochiul obișnuit și structura sa. Ochiul este un organ care vă permite să primiți informații despre lumea exterioară. Are capacitatea de a percepe radiațiile electromagnetice în gama de lungimi de undă de lumină și asigură funcția de viziune. O persoană prin ochi primește aproximativ 90% din informațiile din lumea exterioară.

Ochiul în sine este localizat în fosa, care se numește soclul ochiului. Forma ochiului este cel mai asemănătoare cu un măr, motiv pentru care s-a răspândit și numele "globul ocular". Prin decalajul dintre pleoapele inferioare și superioare, orbita arată puțin, dar cea mai mare parte a ochiului este înăuntru. În interiorul ochiului este un cerc negru mic, numit elev. Oamenii de știință au arătat că, atunci când se află în întuneric pentru o lungă perioadă de timp, elevul se extinde și, din contră, se îngustă. Acest lucru se întâmplă cu ajutorul mușchiului din interiorul ochiului, pe iris. Dacă nu știți ce este irisul, atunci ne grăbim să vă informăm că acesta este un inel mic colorat, care se află în jurul întregului elev.

Culoarea neagră a elevului se explică prin faptul că în interiorul ochiului există mereu goliciune. În spatele, precum și în filmul camerei, există mai multe celule fotosensibile. Acest strat, ca o plasă, captează razele de lumină. Numele acestui strat de celule este retina. În interiorul ei există cel puțin 140 de milioane de celule care sunt extrem de sensibile la lumină. Când lumina intră, încep să apară diferite reacții chimice în interiorul lor, transformându-se instantaneu într-un puls. Mergând de-a lungul nervului optic, acest impuls atinge chiar centrul creierului. Apoi, creierul produce un semnal și numai după aceea începem să înțelegem ceea ce vedem. Astfel, tocmai am descris modul în care ochiul uman vede. Structura ochiului Lentila este pe deplin responsabil pentru claritatea imaginii.

Obiectivul este necesar pentru a colecta razele și apoi a le direcționa spre retină. Pentru a focaliza razele dintr-un lucru care este departe, obiectivul trebuie să fie mai flat, iar dacă este necesar să se concentreze asupra celui mai apropiat obiect, acesta va deveni din nou mai gros. Pentru aceasta este responsabil un mușchi special, care este situat în jurul obiectivului. Când se micșorează, lentila devine mai groasă, când se extinde, devine mai subțire. Dacă este necesar să se uite la obiecte care se află la distanțe diferite, atunci va trebui să folosim o curbură complet diferită a obiectivului.

Astfel, ochiul este o structură naturală foarte complexă care vă permite să vedeți și să răspundeți la ceea ce vedeți. Pentru a înțelege de ce vede ochiul, înțelegi anatomia lui și vezi că structura lui este similară cu cea a camerei.

Un ochi artificial poate fi:

• Ochiul bionic
• Ochiul electronic
• Nano ochi

  Ochiul electronic   - un dispozitiv care vă permite să percepeți schimbările de lumină sau să distingeți culorile (de exemplu, un senzor sau un senzor).

Directorul și producătorul canadian, Rob Spence, au aventat o operație, în timpul căreia ochiul protetic, pe care el îl pierduse în copilărie, a fost înlocuit cu o cameră miniaturală. Spence însuși nu poate vedea direct cu noul său ochi. Spre deosebire de diferitele modele de retină artificială, camera Eyeborg nu trimite semnale către creier. În schimb, dispozitivul mic trimite fără fir o imagine pe un ecran portabil și portabil. De la acest dispozitiv, semnalul poate fi deja transferat pe un computer pentru înregistrare și editare.

  Ochiul bionic   - acesta este un sistem vizual artificial care imită un organ individual.

Daniel Palanker, membru al personalului de la Universitatea Stanford și echipa sa de cercetare de la Fizica biomedicală și tehnologii oftalmologice, a dezvoltat o proteză retină de înaltă rezoluție sau un ochi Bionic.

În Japonia, a fost creată și o retină artificială bazată pe un brevet american, care, în viitor, va ajuta la restabilirea vederii la pacienții orbi. După cum a devenit cunoscut, tehnologia a fost dezvoltată de specialiștii corporației Seiko-Epson și de la Universitatea Ryukoku din Kyoto.

Retina artificială este un fotosensor care conține o matrice subțire de aluminiu cu elemente semiconductoare din siliciu. Pentru o testare de bază mai bună, acesta este plasat pe o placă de sticlă dreptunghiulară de 1 cm. Pentru testele ulterioare pe animale, în special anghilele, se presupune că sunt instalate pe panouri flexibile cu cristale lichide.

Conform principiului acțiunii, retina artificială simulează cea reală: atunci când razele de lumină ating semiconductorii, se generează o tensiune electrică, care ca semnal vizual trebuie transmisă creierului și percepută ca o imagine.

Rezoluția matricei fotosensibile în 100 de pixeli, dar după reducerea dimensiunii chipului, poate fi mărită la două mii de elemente grafice. Potrivit experților, dacă un astfel de chip este implantat complet orbi, el poate de la distanță să distingă obiecte mari - cum ar fi, de exemplu, o ușă sau o masă.

Pacienții care au fost implantați cu un ochi bionic, au arătat capacitatea de a nu distinge între lumină și mișcare, dar și pentru a determina obiecte de dimensiunea unei cești pentru ceai sau chiar un cuțit. Unii dintre ei și-au revenit abilitatea de a citi litere mari.

  Nanoglaz   - un dispozitiv creat utilizând tehnologia nano (de exemplu, un obiectiv care este suprapus pe pupila ochiului). Un astfel de dispozitiv nu poate numai să returneze pierderea vederii și să compenseze funcțiile parțial pierdute, dar și să sporească capacitățile ochiului uman. Obiectivul va fi capabil să proiecteze imaginea direct pe ochi sau să ajute la captarea luminii mult mai bine, ceea ce vă va permite să vedeți în întuneric o pisică.

Tehnologia nanoglaz este încă în curs de dezvoltare și nu se știe ce oportunități vor apărea în fața unui om.

Inginerii americani au dezvoltat lentile de contact cu abilitatea de a afișa informații vizuale direct pe ochi. Proiectul este finanțat de Forțele Aeriene ale SUA, care speră să obțină un nou dispozitiv pentru piloți la ieșire.

Michael McAlpine de la Princeton și colegii săi au dezvoltat o imprimantă 3D care imprimă lentile de contact cu cinci straturi, dintre care unul radiază lumină pe suprafața ochiului. Lentilele în sine sunt realizate din polimeri transparenți. Există mai multe componente în interiorul lor: LED-uri de la puncte nanoscale cuantice, cabluri din nanoparticule de argint și polimeri organici (acționează ca un material pentru microcipuri).

Cel mai greu lucru, în opinia lui McElpine, a fost acela de a alege substanțe chimice care să poată asigura contactul puternic al straturilor între ele. O altă dificultate a reprezentat forma individuală a globilor oculari la om: inginerii au trebuit să monitorizeze fabricarea unei lentile de contact cu două camere video pentru a asigura compatibilitatea cu ochiul pacientului.

Este de așteptat ca noua dezvoltare să fie utilă în primul rând pentru piloți: lentilele de contact vor transmite informații despre cursul zborului direct către ochi. În plus, senzorii care detectează biomarkeri chimici ai oboselii ochilor pot fi plasați în lentile.

Alți oameni de știință se îndoiesc de valoarea practică a dezvoltării: tensiunea necesară pentru a porni afișajul cu LED-uri este prea mare, spune fizicianul Raymond Murray din Londra. În plus, este necesar să se asigure siguranța materialelor. Se știe, de exemplu, că selenidul de cadmiu, din care se fac puncte cuantice, este foarte dăunător sănătății.

citit 1855   timp

Oamenii de știință au creat un ochi artificial al insectelor

Un grup de oameni de știință din Elveția, Franța și Germania au reușit să creeze un ochi miniatural de lucru, aranjat pe principiul unui ochi de insecte.

La implementarea proiectului, oamenii de știință au studiat acțiunea ochiului de insecte și apoi au construit un ochi artificial asemănător cu acesta.

Tag-uri:    Noua in oftalmologie Pacientii cu chipuri implantate si-au intors ochii, descriu obiectele din camere, iar oamenii privesc ca si cum ar fi "fantome" - ochiul distinge intre silueta si nuantele din gama alb-negru ", a spus profesorul Eberhart Zrenner, care a condus primele studii clinice.   Unicitatea implantului este că până acum nimeni nu a reușit să transfere informația prelucrată de la senzorul electronic de-a lungul nervului optic la creier. Toate modelele anterioare au putut proiecta imaginea doar pe afișajele de la distanță. Experții numesc acest dispozitiv o adevărată descoperire și intenționează deja să facă un ochi bionic complet funcțional bazat pe senzor. "E ca și cum paralizat cu leziuni ale coloanei vertebrale sa ridicat brusc și a mers", a declarat Robert McLaren, profesor la Universitatea din Oxford, unde studiile britanice ale unui implant revoluționar vor avea loc anul viitor. Doctorii planifică să utilizeze un microcip pentru tratamentul retinopatiei pigmentare. Aceasta este o boală ereditară în care o persoană devine orbă de la naștere. "Rezultatele testului sunt impresionante, este evident că funcția vizuală poate fi restaurată într-o măsură suficientă pentru viața de zi cu zi", - a spus profesorul Zrener. În același timp, medicii cred că un implant îmbunătățit va deschide calea spre vindecare din alte opțiuni de orbire. De exemplu, poate fi utilizat pentru degenerarea maculară legată de vârstă, afectând una din sutele de persoane cu vârsta cuprinsă între 65 și 75 de ani. Olga Zander Utro.ru Tag-uri:

Fiind partea periferică a analizorului vizual; conține celule fotoreceptoare care asigură percepția și conversia radiațiilor electromagnetice ale părții vizibile a spectrului în impulsuri electrice și oferă, de asemenea, prelucrarea lor primară. Din punct de vedere anatomic, retina este o cochilie subțire, adiacentă de-a lungul întregii sale lungimi, dinspre interior spre corpul vitros, și din exterior spre coroidul globului ocular. Se disting două părți de dimensiuni diferite: partea vizuală este cea mai mare, care se extinde până la corpul ciliar însuși, iar partea din față, care nu conține celule fotosensibile, este o parte orbită, în care retina ciliară și iris, la rândul lor, sunt separate în părți ale coroidului. Partea vizuală a retinei are o structură eterogenă stratificată care este disponibilă pentru studiu numai la nivel microscopic și constă din 10 straturi adânci în zona oculară: pigment, neuroepitelial, membrană de graniță exterioară, strat granular exterior, plexul exterior al stratului vizibil, stratul granular interior, plexul interior al stratului vizibil , celule nervoase multipolare, strat de fibre optice nervoase, membrană de frontieră interioară.

Retina la un adult are o dimensiune de 22 mm și acoperă aproximativ 72% din suprafața interioară a globului ocular. O fotografie a retinei este prezentată în figura 1. Stratul pigmentului retinian (cel mai îndepărtat) este mai strâns asociat cu coroida decât cu restul retinei. În centrul retinei pe suprafața din spate se află discul nervului optic, numit uneori "oarbă" din cauza lipsei fotoreceptorilor din această parte. Arată ca o zonă în formă de palidă în formă de ovală palidă de aproximativ 3 mm². Aici, nervul optic este format din axonii celulelor nervoase retiniene. În partea centrală a discului există o adâncitură prin care vasele care participă la alimentarea cu sânge a retinei trec.

Lateral la capul nervului optic, de aproximativ 3 mm, există un punct (macula), în centrul căruia există o depresiune, fosa centrală (fovea), care este cea mai sensibilă la partea luminoasă a retinei și responsabilă de vederea clară centrală. În această regiune a retinei (fovea) există doar conuri. Omul și alte primate au o fosa centrală în fiecare ochi, spre deosebire de unele specii de păsări, cum ar fi șoimii, în care sunt doi, precum și câini și pisici, în care, în locul unei fose, în partea centrală a retinei se găsește o bandă, așa-numita bandă vizuală. Partea centrală a retinei este reprezentată de o fosa și o zonă cu o rază de 6 mm de la ea, urmată de partea periferică, unde numărul de tije și conuri scade în timp ce vă deplasați înainte. Cochilia interioară se termină cu o margine zimțată, în care nu există elemente fotosensibile. În lungimea sa, grosimea retinei nu este aceeași și este în partea cea mai groasă, la marginea capului nervului optic, nu mai mult de 0,5 mm; grosimea minimă este observată în fosa maculei.

  2) Structura microscopică a retinei

În retină există trei straturi localizate radial de celule nervoase și două straturi de sinapse. Ca produs secundar al evoluției, neuronii ganglionari se află în adâncurile retinei, în timp ce celulele fotosensibile (tijă și con) sunt cele mai îndepărtate din centru, adică retina este așa numitul organ inversat. Datorită acestei poziții, lumina trebuie să penetreze toate straturile retinei înainte de a cădea pe elementele fotosensibile și provoacă procesul fiziologic de fototransducție. Cu toate acestea, nu poate trece prin epiteliu sau coroid, care sunt opace. Capilarele care trec în fața leucocitelor fotoreceptorilor, când privesc la lumina albastră, pot fi percepute ca puncte mici de mișcare luminoasă. Acest fenomen este cunoscut ca fenomenul câmpului albastru entopic (sau fenomenul Shearer). În plus față de fotoreceptor și neuronii ganglioni, există celule nervoase bipolare în retină, care, fiind situate între primul și al doilea, fac contacte între ele, precum și celulele orizontale și amacrine, care realizează conexiuni orizontale în retină. Între stratul de celule ganglionare și stratul de tije și conuri există două straturi de plexuri ale fibrelor nervoase cu numeroase contacte sinaptice. Acesta este stratul plexiform exterior (forma țesută) și stratul plexiform interior. În primul rând, se fac contacte între tije și conuri prin intermediul celulelor bipolare orientate vertical, în cel de-al doilea, comutatoarele de semnale de la neuronii bipolari la ganglioni, precum și celulele amacrine în direcție verticală și orizontală.

Astfel, stratul nuclear exterior al retinei conține corpul celulelor fotosensor, stratul nuclear interior conține corpurile celulelor bipolare, orizontale și amacrine, iar stratul ganglionar conține celule ganglionare, precum și un număr mic de celule amacrine deplasate. Toate straturile retinei sunt pline cu celulele gliale radiale Muller.

Membrana exterioară delimitată este formată din complexe sinaptice situate între fotoreceptor și straturile ganglionare exterioare. Stratul de fibre nervoase se formează din axoanele celulelor ganglionare. Membrana de frontieră interioară este formată din membranele bazale ale celulelor mulleriene, precum și din terminările proceselor lor. Axoanele celulelor ganglionare, lipsite de cochilii lui Schwann, ajungând la marginea interioară a retinei, se rotesc într-un unghi drept și merg la locul de formare a nervului optic. Fiecare retină umană conține circa 6-7 milioane de conuri și 110-125 milioane de tije. Aceste celule fotosensibile sunt distribuite inegal. Partea centrală a retinei conține mai mulți conuri, perifericul conține mai multe tije. În partea centrală a locului din zona fosei, conurile sunt de dimensiuni minime și dispuse mozaic sub formă de structuri hexaedrice compacte.

Luați în considerare structura retinei în detaliu. Stratul pigmentar al celulelor epiteliale se învecinează cu coroidul pe toată suprafața sa interioară. În fața stratului de pigment, adiacent acestuia, se află cea mai interioară dintre membranele oculare - membrana reticulară sau retina. Ea îndeplinește funcția principală a ochiului - percepe imaginea lumii exterioare formată din optica ochiului, transformă-o în excitare nervoasă și o trimite la creier. Structura retinei este extrem de dificilă. De obicei are zece straturi. Figura 2a prezintă o diagramă a unei incizii transversale prin retina ochiului și Figura 2b prezintă un fragment lărgit al retinei care indică locația relativă a tipurilor de celule principale. În stratul exterior 1 Imediat adiacente choroidului, celulele sunt colorate cu pigment negru. Apoi vine elementele de bază ale percepției vizuale. 2 numită de bețișoare și conuri. Grupuri 3 – 5   corespund fibrelor nervoase potrivite pentru tije și conuri. În spatele acestor straturi se află așa-numitele straturi granulare, conectate și prin fibre nervoase. strat 8   - acestea sunt celule ganglionare, fiecare dintre acestea fiind conectat la fibrele nervoase situate în strat 9 . strat 10   - cochilie interioară. Fiecare fibră nervoasă se termină fie cu un con, fie cu un grup de tije. Cel de-al doilea strat servește drept strat fotosensibil, unde sunt amplasate tijele și conurile. Numărul total de tije și conuri din retina unui ochi atinge aproximativ 140 de milioane, dintre care aproximativ 7 milioane de conuri.

Distribuția tijelor și conurilor peste retină nu este uniformă. În locul retinei, prin care trece linia vizuală a ochiului, există numai conuri. Această zonă a retinei, oarecum indentată, cu un diametru de aproximativ 0,4 mm, care corespunde unui unghi de 1,2 °, se numește fossa centralis (latină) - foveola sau fovea abreviată. În fosa centrală există doar conuri, numărul lor atingând 4-5 mii Foveola este localizată în mijlocul unei regiuni ovale orizontale situată în retină, variind de la 1,4 la 2 mm (care corespunde unor dimensiuni unghiulare egale cu 5-7 °), cunoscut sub numele de pete sau macule (macula - în funcție de latină, "spot"). Acest spot conține un pigment care îi conferă o culoare corespunzătoare, iar pe lângă conuri există deja bastoane, dar numărul de conuri aici depășește în mod semnificativ numărul de bastoane.

Punctul galben (conform noii clasificări - "pata retinei") și în special adâncimea sa - fovea, este zona celei mai clare viziuni. Această zonă asigură o acuitate vizuală ridicată: aici, o fibră separată, pleacă de la fiecare con la nervul optic; în partea periferică a retinei, o fibră optică este conectată la un număr de elemente (conuri și tije).

În retină există un complot complet lipsit de tije și conuri și, prin urmare, insensibil la lumină. Acesta este locul retinei, unde trunchiul nervului optic care se îndreaptă spre creier iese din ochi. Această zonă circulară a retinei la fundul ochiului, de circa 1,5 mm în diametru, se numește discul nervului optic. În consecință, el poate vedea o privire orb în vedere.

2a) Conurile și tijele diferă în funcțiile lor: tijele sunt mai sensibile la lumină, dar nu disting culorile, conurile pot distinge culorile, dar sunt mai puțin sensibile la lumină. Obiectele colorate în lumină scăzută, atunci când întregul proces vizual este realizat cu tije, diferă numai prin luminozitate, dar culoarea obiectelor în aceste condiții nu este simțită. În bastoane există o substanță specială care se descompune sub acțiunea luminii vizuale purpurii sau a rohodopsinei. În conuri există un pigment vizual numit iodopsin. Descompunerea purpurii vizuale și a pigmentului vizual sub acțiunea luminii este o reacție fotochimică, ca urmare a apariției unei diferențe de potențial electric în fibrele nervoase. Stimularea lumii sub formă de impulsuri nervoase este transmisă de la ochi la creier, unde este percepută de noi ca lumină.

2 b) În ultimul strat al retinei, adiacent la coroid, în formă de boabe individuale este pigmentul negru. Existența pigmentului are o importanță deosebită pentru adaptarea ochiului la muncă la diferite nivele de iluminare, precum și pentru reducerea împrăștierii luminii în interiorul ochiului.

3) În Marea Britanie, au creat un ochi artificial și l-au implantat în corpul uman. Înainte de operație, era complet orb, dar acum se poate mișca independent și distinge obiecte simple. O mică placă metalică cu 60 de electrozi este așezată pe retină la partea din spate a ochiului. O cameră video miniaturală, montată pe ochelari speciali, trimite imagini către traductor, transmite semnale la electrozi, care, la rândul lor, sunt conectate la nervul optic, transmitând informații vizuale sub formă de impulsuri electrice către creier. Pacienții trebuie să poarte un dispozitiv mic pe centurile lor pentru a alimenta camera și a procesa imagini. Sistemul nu recreează viziunea naturală, dar vă permite să vedeți, deși cu o rezoluție foarte scăzută. Astfel, întregul sistem include un implant și un transmițător de semnal video extern care este integrat în cadrul ochelarilor. Sistemul convertește imaginile vizuale în semnale de stimulare interpretabile. Apoi, celulele nervoase sunt stimulate în conformitate cu semnalul wireless recepționat. Celulele sunt stimulate cu ajutorul unor electrozi tridimensionali speciali localizați pe retina ochiului și având forma unor știfturi mici. În acest caz, electrozii sunt localizați, ca în figură, în fața retinei, adică în contact cu membrana limitatoare interioară a retinei, în spatele căreia sunt localizate fibrele nervoase, celulele nervoase sunt direct stimulate de electrod, semnalul este trimis către nervul optic și apoi spre creier.

Din acest exemplu, rezultă că electrozii pot fi plasați în fața retinei, în contact cu mantaua interioară de limitare a retinei, în spatele căreia se află fibrele nervoase. O altă posibilă metodă teoretică de implantare a electrodului, dar mai dificilă în mod inutil, îl plasează lângă stratul de elemente de percepție vizuală - conuri și tije (în interior), deoarece lângă acest strat sunt fibrele nervoase (straturile 3-5 în fig .2a), care pot fi stimulate de un electrod, transmit un semnal către nervul optic, transmiterea informațiilor vizuale sub formă de impulsuri electrice către creier.

4) Distrofia maculară - O boală în care retina este afectată și vederea centrală este afectată. La baza distrofiei maculare se află patologia vasculară și ischemia (malnutriția) zonei centrale a retinei, care este responsabilă pentru vederea centrală. Distrofia maculară este de două tipuri - uscată și umedă. Majoritatea pacienților (aproximativ 90%) suferă de forma uscată a acestei boli, în care se formează o floare gălbuie care se acumulează, având un efect dăunător asupra fotoreceptorilor în zona galbenă a retinei. Degenerarea maculară degajată se dezvoltă la început numai într-un singur ochi. Este mult mai periculoasă AMD umedă, în care noi vase de sânge încep să crească în direcția locului galben din spatele retinei. Degenerarea maculară degenerată progresează mult mai repede decât se usucă și aproape întotdeauna se manifestă în acei oameni care deja suferă de distrofie maculară uscată.

Distrofia pigmentară   se referă la distrofie periferică a retinei și este ereditară. Este cea mai frecventă dintre bolile ereditare ale retinei. Cu acest tip de distrofie, celulele retinei sunt deteriorate. În primul rând, bastoanele suferă, atunci conurile sunt implicate treptat în proces. Ambii ochi sunt afectați. Prima plângere a pacienților este o încălcare a viziunii crepusculului (orbire de noapte). Pacienții sunt orientați prost în crepuscul și în lumină slabă. În viitor, câmpul vizual este îngustat treptat. Boala poate începe în copilărie, dar uneori primele semne apar doar în a doua jumătate a vieții. În fondul de mai mulți ani, după apariția plângerilor, poate exista o imagine normală. Apoi apar depozite de pigment maro închis. Aceste depozite sunt denumite uneori "corpuri osoase". Treptat, numărul de "corpuri osoase" crește, dimensiunile lor cresc, foci se îmbină și se răspândesc de-a lungul retinei și se apropie de centrul fundului. Odată cu progresul procesului de viziune, câmpurile de vizibilitate devin din ce în ce mai înguste și viziunea crepusculară se deteriorează. Vasele se îngustează treptat, discul nervului optic devine palid și apare atrofia nervului optic. Cataracta, detașarea retinei se poate dezvolta. Visionul scade treptat, iar până la vârsta de 40-60 de ani apare orbirea.

Dystrofii tapethorale (sinonim: degenerare tapetoretinală, abiotrofie tapethoretinală) - boli ereditare ale retinei, caracteristică comună a acesteia fiind modificarea patologică a epiteliului pigmentar. Dystrofiile tapetretinale se caracterizează printr-o scădere progresivă a funcției vizuale, inclusiv orbire. În această boală (degenerare tapetoretinală, abiotrofie tapetretină), ambii ochi sunt de obicei afectați. Primul simptom al distrofiei retinei este o scădere a vederii la întuneric (hemeralopia), mai târziu există defecte în câmpul vizual, scăderea acuității vizuale, modificarea fundului ochiului.

5) Semnificația ochiului artificial este că informațiile sunt detectate utilizând o cameră video miniaturală, apoi imaginile sunt trimise transductorului, transmise la electrozi, care, la rândul lor, sunt conectate la nervul optic, transmitând informații vizuale sub formă de impulsuri electrice către creier. În principiu, nu este necesar să se plaseze electrodul în retină. Aceasta este probabil cea mai convenabilă cale. În general, principalul lucru este că electrodul este plasat în apropierea nervului optic, deoarece este nervul optic care transmite informații vizuale creierului. Puteți plasa electrodul oriunde în nervul optic, iar în tractul optic, în creier, puteți plasa electrodul în corpul exterior (deși în acest caz doar jumătate din imagine va ajunge în cortexul vizual, pentru că utilizează un electrod, deoarece Există două corpuri externe în creier, dar această problemă poate fi rezolvată cu ajutorul a doi electrozi). În plus, este posibilă plasarea electrodului în nervul auditiv (dar acest lucru nu este posibil fără intervenția chirurgicală în creier).

6) a) În caz de deteriorare a nervului optic, informațiile vizuale nu vor putea fi transmise la creier în întregime, și poate chiar corect. Cu toate acestea, leziunile și bolile nervilor optici sunt diverse. Multe dintre ele duc la pierderea parțială a vederii (deteriorarea vederii). Prin urmare, se poate presupune că funcționarea ochiului artificial va fi cel puțin minim posibilă.

b) în absența completă a ochiului în prezența unui nerv optic sănătos, este posibilă funcționarea completă a ochiului artificial. Chiar și în absența unui ochi, un electrod poate fi plasat în apropierea nervului optic, transmiterea unui semnal către el, iar apoi semnalul este transmis la creier.

c) cunoscând doar locul afectării cortexului vizual, este posibil să se prevadă care va fi pierderea vederii. Dar ceea ce nu poate fi prezis este reacția pacientului: el însuși nu poate observa această pierdere. Se întâmplă chiar și faptul că el neagă faptul că a orbit complet după distrugerea bilaterală a zonelor vizuale. Ca urmare, se pare că pierderea acestor zone înseamnă, de asemenea, pierderea memoriei vizuale. Acest fapt neașteptat arată că încă nu înțelegem cu adevărat procesele de viziune. Există, de asemenea, locuri în creier unde pagubele locale pot lipsi o persoană de capacitatea de a recunoaște obiecte, de a distinge culorile, chipurile etc. Această condiție se numește orbire mentală (Seelenblindheit). În plus, o astfel de deteriorare poate duce la pierderea uneia dintre jumătățile vizuale vizuale sau la pierderea sensibilității oricărei părți a corpului. În general, se poate spune că în cazul deteriorării cortexului vizual al creierului, funcționarea ochiului artificial va fi parțial posibilă. Rețineți că intervenția chirurgicală este posibilă în creier, ducând la restaurarea completă a funcționării ochiului artificial.

Zonele senzoriale ale creierului nu sunt legate direct între ele în cortex, ci interacționează doar cu regiunile asociative. Se poate presupune că redirecționarea informației somatosenzoriale în orb la cortexul vizual și informația vizuală surzilor - în informația auditivă are loc cu participarea structurilor subcortice. O asemenea transmitere pare a fi economică. Atunci când informațiile sunt transmise de la organul senzorial la cortexul senzorial, semnalul trece de mai multe ori de la un neuron la altul în formațiunile subcortice ale creierului. Una dintre aceste schimbări are loc în talamus (vârful vizual) al diencefalului. Punctele de comutare a căilor neurale de la diferite organe senzoriale se învecinează strâns (fig.3, stânga). Dacă un organ senzorial (sau calea nervoasă din acesta) este deteriorat, punctul său de comutare este ocupat de căile nervoase ale unui alt organ senzorial. Prin urmare, zonele senzoriale ale cortexului, care sunt întrerupte de la sursele obișnuite de informații, sunt implicate în lucrare datorită redirecționării altor informații către ei. Dar ce se întâmplă atunci cu neuronii cortexului senzorial, procesând informațiile care le sunt străine?

Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts din Statele Unite, Jitendra Sharma, Alessandra Angelucci și Mriganka Sur, au luat dihori la vârsta de o zi și au efectuat operația pe animale: au plasat ambii nervi optici pe căile thalamocortice care au condus la cortexul senzorial auditiv (Figura 3). Scopul experimentului a fost de a afla dacă cortexul auditiv este transformat structural și funcțional în timpul transmiterii informațiilor vizuale către acesta. (Amintiți-vă încă o dată că fiecare tip de cortex este caracterizat printr-o arhitectură specifică a neuronilor.) Într-adevăr, acest lucru sa întâmplat: cortexul auditiv a devenit, morfologic și funcțional, similar cu cortexul vizual!

7) Pentru fabricarea electrozilor stimulatori, ar trebui folosite nanomateriale pe bază de metale, în primul rând inofensive pentru corpul uman. Acestea pot fi electrozii pe bază de titan, aur, argint, platină. Principalele lor avantaje sunt inofensive pentru corpul uman și miniatură. Dezavantajele includ străinul lor față de corpul uman și, ca rezultat, posibilitatea respingerii atunci când sunt introduse în organism. În plus, metalele pot fi oxidate în organism la cationi care sunt perfect solubili în sânge și răspândiți în organismul uman. În sfârșit, una dintre principalele probleme asociate introducerii nanomaterialelor în organism. Se știe că nanoparticulele sunt atât de mici încât pot pătrunde spontan în celule, de exemplu celulele roșii din sânge, neuronii, ducând la întreruperea funcționării lor și, în consecință, la întregul organ (sau țesut).

8) Rezoluția probelor actuale ale unui ochi artificial este de aproximativ 256 de pixeli. Acesta este determinat în primul rând de dimensiunea camerei matrice (a se vedea mai jos). Ochiul uman, atunci când compară imaginea care rezultă cu dispozitivele digitale, vede o imagine de 100 de megapixeli, care, desigur, nu este posibilă în acest stadiu al dezvoltării tehnologiei.

9) Ochiul uman, atunci când compară imaginea rezultată cu dispozitivele digitale, vede o imagine de 100 de megapixeli, aceasta este, aparent, o anumită limită pentru nervul optic uman, care transmite informații vizuale creierului sub formă de impulsuri electrice. Desigur, în acest stadiu al dezvoltării tehnologice, o astfel de rezoluție artificială a ochilor nu este posibilă. Este clar că rezoluția ochiului artificial este determinată de rezoluția matricei camerei video, care depinde de mărimea ei. Dimensiunea matricei, la rândul său, afectează mărimea și greutatea camerei video (mărimea piesei optice depinde linear de dimensiunea matricei).

Dimensiunea matricei camerei foto afectează cantitatea de zgomot digital transmis împreună cu semnalul principal către elementele fotosensibile ale matricei. Dimensiunea fizică a matricei și dimensiunea fiecărui pixel influențează în mod individual cantitatea de zgomot. Cu cât dimensiunea fizică a matricei camerei este mai mare, cu atât este mai mare suprafața acesteia și cu cât mai multă lumină atinge, rezultând un semnal matrice mai puternic și un raport de semnal-zgomot mai bun. Acest lucru vă permite să obțineți o imagine mai strălucitoare și mai bună, cu culori naturale. În plus, așa cum s-a descris mai sus, matricea camerei de dimensiuni mici (dimensiunea minimă a matricei este de 3,4 mm x 4,5 mm), datorită cantității mici de lumină care cade pe ea, are un semnal util slab, în ​​consecință trebuie amplificat , și împreună cu semnalul util, zgomotul este crescut, ceea ce devine mai vizibil. Deoarece dimensiunea fizică a matricei este direct legată de cantitatea de lumină care intră pe matrice, cu cât matricea este mai mare, cu atât fotografiile sunt mai bune în condiții de lumină slabă. Cu toate acestea, o creștere a dimensiunii matricei va duce în mod inevitabil la o creștere a dimensiunii și a costului camerei.Matricea unei camere video digitale are câteva caracteristici importante:

dimensiune   matricea este strâns legată de sensibilitatea acesteia. Cu cât este mai mare matricea, cu atât elementele mai sensibile pot fi amplasate pe ea, cu atât este mai mare sensibilitatea.

sensibilitate- capacitatea matricei de a percepe obiecte în condiții de iluminare diferite. Se măsoară în apartamente și este, de obicei, în intervalul de la 0 la 15 lux. Cu cât valoarea sensibilității este mai mică, cu atât mai puțină lumină trebuie să funcționeze aparatul foto. De exemplu, cu o sensibilitate de 0 lux, puteți fotografia în întuneric aproape complet.

numărul de pixeli (rezoluție) - numărul necesar de pixeli depinde numai de sistemul de televiziune - PAL sau NTSC. Este cunoscut faptul că numărul maxim de pixeli necesar pentru fotografiere este de aproximativ 415000. Dacă camera video suportă o rezoluție mai mare, înseamnă că pixelii rămași sunt utilizați pentru a acționa stabilizatorul electronic de imagine.

Având în vedere toți acești parametri care afectează rezoluția matricei, se poate presupune cărezoluția teoretic realizabilă a unui ochi artificial cu o matrice (de exemplu, un CCD) de cel puțin 4 mm x 4 mm este de aproximativ 10 megapixeli. În prezent, camere video cu parametri asemănători au fost deja create. Rețineți că o cameră video cu o matrice CCD de înaltă rezoluție nu va trage neapărat videoclipuri de înaltă calitate. Matricea procesează ceea ce proiectează lentilele. Instalarea unui CCD mare, cu un diametru mic al lentilei, în principiu, nu are sens. Dacă imaginea obținută printr-o lentilă mică este întinsă la o matrice mare, distorsiunile optice nu pot fi evitate.

10) Atunci când utilizați un ochi artificial, este posibil să apară, în primul rând, probleme care sunt similare problemelor când utilizați o cameră video convențională:

Va fi necesar să curățați obiectivul (obiectivul) unei camere video și va fi o sarcină dificilă, având în vedere dimensiunea acesteia. În plus, va crea un mare inconvenient și disconfort pentru o persoană cu un ochi artificial.

Este cunoscut faptul că optica funcționează într-un interval de temperatură limitat, apariția unor defecțiuni la ieșirea din acest interval. În plus, când temperatura scade, obiectivul devine clocot, ceea ce conduce din nou la neplăceri (vezi punctul 1)

Este cunoscut faptul că camera video nu reușește la umiditate ridicată, aceleași probleme pot apărea în timpul funcționării ochiului artificial. O persoană poate deveni corn sub ploaie, iar acest lucru va duce la eșecul aparatului foto. Firește, o persoană cu un ochi artificial va avea dificultăți în a face un duș, spălat, ca să nu mai vorbim de înot în piscină. Aceste probleme, desigur, pot fi soluționate prin crearea unui carcasă rezistentă la apă pentru aparatul de fotografiat, însă acest lucru necesită un studiu separat, ținând cont de dimensiunea camerei și de confortul persoanei.

În plus, camera este rezistentă la șocuri.

Este imposibil să lucrați cu iluminare slabă sau pe timp de noapte fără a utiliza echipamente speciale (deși există un mare avantaj al unui ochi artificial peste cel natural: puteți utiliza o cameră video care operează în regiunea IR. Veți obține un fel de dispozitiv de vizibilitate pe timp de noapte)

Atunci când o persoană se mută, camera este agitată, ceea ce va duce la deteriorarea imaginii. Această problemă poate fi rezolvată prin aplicarea stabilizatorilor de imagine, dar acest lucru necesită un studiu separat, ținând cont de dimensiunea camerei și de confortul persoanei.

În al doilea rând, întregul mecanism de acțiune al ochiului artificial, inclusiv o cameră video, trebuie să aibă o baterie. Și aceasta necesită reîncărcare periodică. Este clar că acest lucru creează restricții privind utilizarea și inconvenientele persoanei. În cele din urmă, pot exista probleme de control al camerei video, deoarece atunci când o persoană se culcă, camera trebuie oprită. Și trebuie să creați un astfel de dispozitiv care să respecte cu ușurință o persoană, de exemplu, opriți sau activați prin vocea sa.

11) Avantajele ochiului artificial comparativ cu ochiul uman:

Puteți utiliza o cameră video care operează în regiunea IR. Obțineți un fel de dispozitiv de vizibilitate pe timp de noapte.

Este posibilă înregistrarea informațiilor pe care o persoană le-a văzut.

Puteți folosi camera video pentru a viziona filme

Dezavantajele ochiului artificial comparativ cu ochiul uman:

rezoluție mai mică și, prin urmare, calitatea imaginii

restricții privind intervalul de temperatură în care funcționează ochiul

instabilitate la umezeală (fără utilizarea unor capace speciale de protecție)

agitați instabilitatea

lipsa "vederii laterale"

Wonderfulengineering.com

Roy Flynn, un rezident vechi de 80 de ani din orașul englez Odenshow, a fost primul din lume care a avut un transplant de succes al unui implant artificial de ochi electronic. Și acum, în ultimul timp, această persoană aproape complet orb poate să-și vadă din nou rudele și prietenii, să citească cărți, să-și practice hobby-ul favorit și să ... urmărească fotbalul! Succesul acestei operații dă speranță milioane de oameni din întreaga lume, într-o oarecare măsură suferind de pierderea vederii.

Aproximativ a văzut-o pe Roy Flynn înainte de operație. Boala sa se numește intervenție chirurgicală maculară la vârstă uscată. Este de remarcat că această boală este considerată principalul motiv al pierderii vederii la persoanele de peste 55 de ani, iar astăzi afectează aproximativ 50 de milioane de oameni din întreaga lume. După cum puteți vedea pentru dvs., boala lasă doar viziunea periferică, care în timp tinde să scadă (adică, orbirea progresează - aproximativPPcorn). Omul și-a pierdut complet abilitatea de a se angaja în hobby-urile preferate - gătit și grădinărit, și nici măcar nu a putut plăti pentru achizițiile din magazin.

   rte.ie

Implantarea de 4 ore a unui implant artificial de ochi electronic și corectarea vederii au fost efectuate la Manchester Royal Eye Hospital. Acest lucru sa întâmplat acum câteva săptămâni, dar implantul a fost activat abia recent, când Roy sa recuperat pe deplin după operație. Un ochi artificial este o retină electronică care interacționează cu celulele nevăzute. În același timp, pentru funcționarea acestui implant, accesoriile necesare sunt ochelarii de cameră, care scriu imaginea în timp real și o transmit la retina electronică, care, la rândul său, trimite un semnal direct la creier. Astfel, Roy poate vedea chiar și cu ochii închiși!

Acum viața a jucat literalmente pentru Roy Flynn cu culori noi. Pentru prima dată în 10 ani, el va putea să-și vadă nepoții și să urmărească fotbalul. Și asta nu înseamnă grădinărit, pentru că de mulți ani Roy visează să planteze cel puțin o plantă pe cont propriu. În prezent, omul nu vede încă pe deplin: imaginea este neclară și există și probleme cu capturarea mișcărilor ascuțite. Dar acestea sunt dificultăți temporare, deoarece creierul lui Roy trebuie să se adapteze la semnale noi.

Un transplant de ochi implant oferă cu adevărat milioane de oameni speranța de a câștiga vederea. Din păcate, această operațiune are cel puțin una, dar mai degrabă un minus semnificativ - valoarea sa este estimată la aproximativ 200.000 de dolari (aproximativ 11.400.000 de ruble - aproximativPPcorn). Cu toate acestea, cercetătorii continuă să lucreze la proces și să îmbunătățească echipamentul și implantul pentru ao face mai ieftină. Să le dorim mult noroc.

În momentul de față nu există posibilitatea de a reveni la un ochi complet pierdut. Este imposibil să faceți un înlocuitor artificial care ar putea restabili viziunea pierdută. Singurul lucru care se poate face în acest caz este de a returna semnele externe ale ochiului dispărut cu ajutorul unei proteze. În aparență, nu se deosebește foarte mult de un corp real.

De ce am nevoie de o proteză

Protezele sunt plasate pentru a întoarce vizual ochiul. Ele sunt mobile și identice cu cel de-al doilea ochi. Există și aspectul medical al problemei lipsei protezelor oculare. Aceasta, de exemplu, deformarea feței la copii fără un glob ocular. În această situație, proteza este pur și simplu necesară, deoarece consecințele pot fi foarte rele.

Tipuri de proteze oculare

Există două tipuri principale de proteze oculare:

• Sticla. Astfel de proteze sunt realizate din mai multe sticlă corneană, colorată și sclerală. O astfel de proteză iese în lumină și se umezește bine cu o lacrimă. Din minus trebuie notat fragilitatea paharului. O astfel de proteză necesită o atitudine atentă la sine, altfel se poate sparge sau rupe. A purta un astfel de înlocuitor pentru ochi pentru o lungă perioadă de timp nu va funcționa, deoarece durata sa de viață este de numai un an.
• Plastic. Dacă nu sunteți foarte atent, atunci sunteți mai potrivite pentru protezele din plastic. Acestea au o înaltă rezistență în comparație cu sticla. Viața lor este de asemenea mai mare, este de doi ani. Sticloși sunt inferiori în greutate și netedă. Protezele din plastic sunt cântărite cu un ordin de mărime mai mare, iar suprafața lor nu este atât de netedă.

Există, în plus, proteză cu un singur perete și cu pereți dubli ai globului ocular. Primul este folosit când globul ocular nu este îndepărtat complet, iar cel de-al doilea este atunci când chirurgul la îndepărtat până la sfârșit.

operație

În primul rând, medicii elimină ochiul afectat. Pentru a face acest lucru, pacientul face anestezie generală și separă membrana mucoasă de globul ocular. Se taie nervii și mușchii care țin ochiul, după care ochiul nu ține nimic și este pur și simplu înlăturat. rămânând aproape intacte.

După ce ochiul este îndepărtat, trebuie să fie umplută o zonă goală. Pentru a face acest lucru, chirurgii coase împreună țesutul muscular și injectează fie materialul propriu, fie materialul artificial al pacientului.

Pentru a începe protezele, rana trebuie să se vindece. Pentru a face acest lucru, așteptați câteva săptămâni. După aceea, se introduce un implant de plastic temporar astfel încât gaura să nu devină mai mică. Proteza finală se introduce numai după câteva luni. Uneori este nevoie de câteva intervenții pentru pregătire

Proteze individuale

Pentru ca ochiul să fie cât se poate de asemănător, veți avea nevoie de proteze individuale pentru ochi. Ele vor costa mai mult, deoarece sunt făcute special pentru caracteristicile cavității ochiului și pentru colorarea elevului. Acestea pot include caracteristici precum forma cavității conjunctive, culoarea, dimensiunea irisului, sclera, localizarea modelului vascular.

Efectuarea unei proteze oculare individuale începe cu formarea unei impresii a membranei mucoase. După aceea, pentru pacient este selectat un material adecvat și începe lucrul la proiectarea protezei.

Lucrările la protezele oculare individuale se efectuează de obicei în prima zi de tratament la clinică.

Cum se creează protezele din sticlă

Protezele pentru ochi de sticlă sunt realizate prin topirea dintr-un material special. Pentru a începe, se ia un tub de criolit, numai partea dorită este topită și separată. Rezultatul este o formă cu două tije pe laturi. Înăuntrul său totul - goliciunea și deformarea formei se datorează faptului că sufla într-una din tuburi. Maestrul lovește o minge din această formă.

Unul dintre tije este îndepărtat, iar în locul lui se creează baza irisului. Acest lucru se face folosind o sticlă specială colorată. O bucată din acest pahar este sudată pe minge și umflată la 10-11 mm, după care se suflă din ea o formă rotunjită. Apoi, cu ajutorul sticlei colorate, corneea se aplică pe baza irisului, iar un elev se face în centru. După aceea, se aplică sticlă sclerală, făcând o tranziție lină între cornee și sclera.

Atunci când elevul este gata, o formă elipsoidală este topită din minge, iar vasele de sânge sunt trase pe ea pentru a oferi un realism și mai mare ochiului.

Efectuarea de proteze oculare din sticlă durează maxim o oră. Te pot face în același timp când ai venit la clinică.

De plastic

Realizarea acestui material durează mai mult timp, iar procesul în sine este foarte diferit. Totul începe cu crearea unei mucegai de tencuială, după care se toarnă plasticul. Apoi este prelucrată într-o presă hidraulică. Apoi este fixat în byugel, iar procesul de fierbere a protezei începe.

Irisul și elevul pentru proteza din plastic sunt desenate de artiști cu ajutorul vopselelor de ulei de înaltă calitate. Acest lucru este realizat de un artist special instruit.

Proteza este supusă unei procesări speciale, în timpul căreia se trag vasele de sânge. Când lucrarea este terminată, produsul este lustruit cu grijă la starea de umplere maximă pentru plastic.

Timpul estimat pentru fabricarea unei proteze plastice este de 2-4 zile. Acest lucru este semnificativ mai lung decât sticla. Prețul din acest motiv în plastic este mai mare.

Costul unei proteze oculare în Rusia este în medie de 6 mii de ruble. Prețurile, desigur, variază în funcție de materialul din care se face produsul. Pentru a face o proteză individuală oculară va costa mai mult, în medie este de aproximativ 13 mii de ruble. Dacă aveți un handicap, atunci în Rusia o veți primi gratuit, în detrimentul asigurărilor sociale.

Unde fac proteze oculare

Această problemă se ocupă de protezele ochiului fabricii. Adesea, astfel de întreprinderi se specializează în materialele lor specifice. În Rusia, în multe orașe mari, se fac proteze oculare, de exemplu, la Moscova. Pentru a obține o proteză individuală oculară, trebuie să mergi direct la clinica însăși și vei fi angajat.

Probleme de uzură

După ce pacientul are o proteză, nu se observă senzații dureroase, totuși, unele disconfort se simte în primele zile. De-a lungul timpului, persoana se obisnuieste si inconvenienta nu se mai manifesta. Cel mai bine este să purtați protezele în jurul ceasului, deoarece chiar și o pauză de câteva ore poate afecta dimensiunea membranei mucoase. Dar acest moment este mai bine să discutați cu medicul dumneavoastră.

O problemă importantă este creșterea gradului de descărcare a lacrimilor și a poluării frecvente. Aceasta implică necesitatea spălării protezei în fiecare zi. Acest lucru trebuie făcut în apă caldă curată, fără a utiliza agenți de curățare. Maximum puteți menține produsul timp de 10 minute în apă sărată.

Similar cu ochiul real

Majoritatea oamenilor se așteaptă ca proteza să fie aproape imposibil de distins de aspectul real al ochiului. Aceasta este o concepție greșită că, adesea, clienții se supără. Trebuie să se înțeleagă că, indiferent cât de priceput ar putea avea un artist protetic ochi, în orice caz, crearea unui ochi absolut identic este imposibilă. Ochiul tinde să schimbe culoarea și dimensiunea elevului cu iluminare diferită, astfel că va fi aproape întotdeauna puțin diferită de proteză.

De asemenea, este importantă pregătirea cavității ochiului pentru proteză. Cu cât se face mai rău, cu atât mai puțin va fi similitudinea cu originalul.