שבב חדש משחזר את יכולת הקריאה לחולי ניוון מקולרי

שבב אלחוטי זעיר שהושתל בחלק האחורי של העין וזוג משקפי היי-טק החזירו חלקית את הראייה לאנשים עם צורה מתקדמת של ניוון מקולרי הקשור לגיל. בניסוי קליני בראשות חוקרי סטנפורד רפואה ומשתפי פעולה בינלאומיים, 27 מתוך 32 משתתפים חזרו ליכולת הקריאה שנה לאחר קבלת המכשיר.

עם שיפורים דיגיטליים שהתאפשרו על ידי המכשיר, כגון זום וניגודיות גבוהה יותר, חלק מהמשתתפים יכלו לקרוא בחדות שווה ל-20/42 ראייה.

תוצאות הניסוי יפורסמו ב-20 באוקטובר ב- New England Journal of Medicine.

המכשיר, שנקרא PRIMA, שפותח ב-Stanford Medicine, הוא תותבת העין הראשונה שמשקמת את הראייה התפקודית למטופלים עם אובדן ראייה חשוכת מרפא, ומעניקה להם את היכולת לקלוט צורות ותבניות – המכונה גם ראייה צורה.

"כל הניסיונות הקודמים לספק ראייה עם מכשירים תותבים הביאו בעצם לרגישות לאור, לא ממש ראייה צורה", אמר דניאל פאלנקר, PhD, פרופסור לרפואת עיניים ושותף בכיר במחבר המאמר. "אנחנו הראשונים לספק חזון צורה."

המחבר הבכיר השני הוא חוסה-אלן סאהל, MD, פרופסור לרפואת עיניים בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת פיטסבורג. הכותב הראשי הוא פרנק הולץ, MD, פרופסור לרפואת עיניים באוניברסיטת בון בגרמניה.

המכשיר בן שני החלקים מורכב ממצלמה קטנה, המותקנת על זוג משקפיים, שמצלמת תמונות ומקרינה אותן בזמן אמת באמצעות אור אינפרא אדום לשבב אלחוטי בעין. השבב ממיר את התמונות לגירוי חשמלי, ולמעשה תופס את מקומם של קולטני פוטו טבעיים שניזוקו ממחלות.

PRIMA הוא שיאו של עשרות שנים של פיתוח, אבות טיפוס, ניסויים בבעלי חיים וניסוי קטן בבני אדם.

פאלנקר דמיין לראשונה מכשיר כזה לפני 20 שנה, כאשר עבד עם לייזרים עיניים המשמשים לטיפול במצבי עיניים. "הבנתי שאנחנו צריכים להשתמש בעובדה שהעין שקופה ולמסור מידע באור", אמר.

המכשיר שדמיינו ב-2005 עובד כעת במטופלים בצורה יוצאת דופן".

דניאל פאלנקר, דוקטורט, פרופסור, רפואת עיניים, רפואת סטנפורד

החלפת קולטנים שאבדו

למשתתפים בניסוי החדש הייתה צורה מתקדמת של ניוון מקולרי הקשור לגיל, הידועה בשם ניוון גיאוגרפי, אשר שוחקת בהדרגה את הראייה המרכזית. למעלה מ-5 מיליון אנשים ברחבי העולם מושפעים מהמצב, וזו הסיבה השכיחה ביותר לעיוורון בלתי הפיך בקרב קשישים.

ניוון מקולרי הורס קולטנים רגישים לאור במרכז הרשתית, הרקמה העצבית הדקה בחלק האחורי של העין, אשר ממירה אור לאותות חשמליים אשר עוברים לאחר מכן אל המוח. אבל רוב החולים שומרים על כמה תאי קולטנים המאפשרים ראייה היקפית וכן את הנוירונים ברשתית המעבירים מידע מקולטני הפוטו.

המכשיר החדש מנצל את מה שנשמר.

השבב בגודל 2 על 2 מילימטר שמקבל תמונות מושתל בחלק של הרשתית שבו אבדו קולטני הפוטו. השבב רגיש לאור אינפרא אדום המוקרן מהמשקפיים, בניגוד לקולטנים אמיתיים שמגיבים רק לאור הנראה.

"ההקרנה נעשית על ידי אינפרא אדום כי אנחנו רוצים לוודא שהוא בלתי נראה לקולטני הפוטו הנותרים מחוץ לשתל", אמר פאלנקר.

העיצוב אומר שהמטופלים יכולים להשתמש בראייה ההיקפית הטבעית שלהם יחד עם הראייה המרכזית התותבת, המסייעת בהתמצאות ובניווט.

"העובדה שהם רואים בו זמנית ראייה תותבת והיקפית חשובה כי הם יכולים להתמזג ולהשתמש בראייה במלואה", אמר פאלנקר.

מכיוון שהשבב הוא פוטו-וולטאי, כלומר הוא זקוק לאור רק כדי ליצור זרם חשמלי, הוא יכול לפעול באופן אלחוטי ולהשתלתו מתחת לרשתית. תותבות עיניים קודמות דרשו מקור מתח חיצוני וכבל שיוצא מהעין.

קוראת שוב

הניסוי החדש כלל 38 חולים מעל גיל 60 שסבלו מניוון גיאוגרפי עקב ניוון מקולרי הקשור לגיל וראייה גרועה מ-20/320 בעין אחת לפחות.

ארבעה עד חמישה שבועות לאחר השתלת השבב בעין אחת, החלו החולים להשתמש במשקפיים. למרות שחלק מהמטופלים יכלו לזהות דפוסים מיד, חדות הראייה של כל החולים השתפרה במהלך חודשי אימונים.

"ייתכן שייקח מספר חודשים של אימון כדי להגיע לביצועים מעולים – שדומה למה ששתלי שבלול דורשים כדי לשלוט בשמיעה תותבת", אמר פאלנקר.

מתוך 32 מטופלים שהשלימו את הניסוי שנמשך שנה, 27 יכלו לקרוא ו-26 הדגימו שיפור משמעותי מבחינה קלינית בחדות הראייה, שהוגדרה כיכולת לקרוא לפחות שתי שורות נוספות בתרשים עיניים סטנדרטי. בממוצע, חדות הראייה של המשתתפים השתפרה ב-5 קווים; אחד משופר ב-12 שורות.

המשתתפים השתמשו בתותב בחיי היומיום שלהם כדי לקרוא ספרים, תוויות מזון ושלטי רכבת תחתית. המשקפיים אפשרו להם להתאים ניגודיות ובהירות ולהגדיל עד פי 12. שני שלישים דיווחו על שביעות רצון בינונית עד גבוהה של משתמשים מהמכשיר.

19 משתתפים חוו תופעות לוואי, כולל יתר לחץ דם עיני (לחץ גבוה בעין), קרעים ברשתית ההיקפית ודימום תת-רשתי (הצטברות דם מתחת לרשתית). אף אחד מהם לא היה בסכנת חיים, וכמעט כולם נפתרו תוך חודשיים.

חזיונות עתידיים

לעת עתה, מכשיר ה-PRIMA מספק רק ראייה שחור-לבן, ללא גוונים ביניהם, אך Palanker מפתחת תוכנה שתאפשר בקרוב את כל מגוון גווני האפור.

"מספר אחד ברשימת המשאלות של המטופלים הוא קריאה, אבל מספר שתיים, קרוב מאוד מאחור, הוא זיהוי פנים", אמר. "וזיהוי פנים דורש גווני אפור."

הוא גם מהנדס שבבים שיציעו ראייה ברזולוציה גבוהה יותר. הרזולוציה מוגבלת על ידי גודל הפיקסלים בשבב. נכון לעכשיו, הפיקסלים הם ברוחב 100 מיקרון, עם 378 פיקסלים בכל שבב. הגרסה החדשה, שכבר נוסתה בחולדות, עשויה להיות בעלת פיקסלים קטנים כמו ברוחב של 20 מיקרון, עם 10,000 פיקסלים בכל שבב.

Palanker גם רוצה לבדוק את המכשיר עבור סוגים אחרים של עיוורון הנגרם על ידי קולטני פוטו שאבדו.

"זו הגרסה הראשונה של השבב, והרזולוציה נמוכה יחסית", אמר. "הדור הבא של השבב, עם פיקסלים קטנים יותר, יהיה בעל רזולוציה טובה יותר ויחד עם משקפיים במראה אלגנטי יותר".

שבב עם פיקסלים של 20 מיקרון יכול לתת למטופל ראייה של 20/80, אמר פאלנקר. "אבל עם זום אלקטרוני הם יכולים להתקרב ל-20/20".