МЕТОД

Бионический глаз: возможности эпиретинальной протезной системы Argus II в зрительной и социальной реабилитации слепых пациентов с терминальной стадией пигментного ретинита

Информация об авторах

1 Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова, Москва, Россия

2 Научно-клинический центр оториноларингологии ФМБА, Москва, Россия

Для корреспонденции: Павел Викторович Глизница
ул. Островитянова, д. 1, г. Москва, 117513; moc.duolci@pastinzilg

Информация о статье

Вклад авторов в работу: Х. П. Тахчиди — планирование исследования, анализ литературы, проведение хирургических операций, анализ и интерпретация данных; Г. Ф. Качалина — планирование исследования, анализ литературы, анализ и интерпретация данных; Н. Х. Тахчиди — подготовка рукописи, анализ литературы; Р. А. Маноян — курация, участие в реабилитации, сбор данных; П. В. Глизница — курация, участие в реабилитации, сбор данных, подготовка рукописи.

Статья получена: 04.06.2019 Статья принята к печати: 19.06.2019 Опубликовано online: 26.06.2019
|

Пигментный ретинит — группа наследственных заболеваний, характеризующихся дистрофическим поражением пигментного эпителия и фоторецептеров с развитием выраженных нарушений зрения: сужением поля зрения, нарушением темновой адаптации, снижением остроты зрения вплоть до полной слепоты [1]. При пигментном ретините в патологический процесс не вовлечены внутренние слои сетчатки: биполярные и ганглиозные клетки, слой нервных волокон [2, 3]. Сохранение внутренних слоев позволило разработать специальные устройства, позволяющие проводить прямую электрическую стимуляцию сетчатки с целью достижения зрительного восприятия [4, 5]. На сегодняшний день существует около десяти проектов ретинальных протезов на разных этапах развития, разработанных в разных странах.

Эпиретинальная протезная система Argus II является наиболее клинически востребованной из аналогов: успешно установлено более 350 протезов, система имеет одобрение для использования в коммерческой деятельности Европейского союза и для «гуманитарного использования» от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США [6, 7]. Система состоит из внешнего модуля (очки со встроенной камерой и видеопроцессором) и имплантируемого модуля (эписклеральный бандаж с электроникой и эпиретинальный электродный массив с 60 электродами, фиксируемый на сетчатке). Получая изображение с помощью встроенной в оправу камеры, видеопроцессор преобразует данные в специальные сигналы с последующей передачей на эпиретинальный протез и вызывает электрическую стимуляцию клеток сетчатки, что приводит к зрительному восприятию в виде узоров вспышек (фосфенов) [8]. В идеальном случае в протезе сетчатки один электрод должен активировать только соседние клетки и вызывать небольшие круглые светоощущения, что важно для восприятия формы наблюдаемых объектов [9].
Целью работы было оценить результаты использования эпиретинальной протезной системы Argus II для зрительной и социальной реабилитации слепых пациентов с терминальной стадией пигментного ретинита.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Исследование проводили на базе Научно-исследовательского центра офтальмологии РНИМУ им. Н. И. Пирогова, Научно-клинического центра оториноларингологии ФМБА России. В рамках клинических исследований из 20 кандидатов было отобрано два пациента с пигментным ретинитом, которым впервые в России была выполнена хирургическая имплантация эпиретинального протеза Argus II (Second Sight Inc.; США). Первая операция состоялась 30 июня 2017 г., вторая 4 декабря 2017 г.
Критерии отбора пациентов для имплантации Argus II: терминальная стадия пигментного ретинита; отсутствие предметного зрения; острота зрения — неправильная светопроекция; наличие зрительных функций в анамнезе; возраст пациента старше 25 лет. Критерии исключения из исследования: наличие помутнений роговицы в оптической зоне; наличие заболеваний диска зрительного нерва; наличие хороидальной неоваскуляризации; аксиальная длина глаза меньше 20,5 мм и больше 26 мм.

Случай № 1

Пациент У., 58 лет. Поступил в клинику с диагнозом «OU — пигментный ретинит, терминальная стадия». Острота зрения на оба глаза —
(1/∞) pr. l. incertae. По данным электрофизиологического исследования, состояние проводящей системы правого глаза (OD) было определено как более перспективное для имплантации.
Результаты обследования перед операцией OD: острота зрения — (1/∞) pr. l. incertae, внутриглазное давление — 16 мм рт. ст. По данным биомикроскопии, передняя поверхность глаза без особенностей. В центральных отделах хрусталика были обнаружены начальные помутнения. Глазное дно: диск зрительного нерва (ДЗН) — бледный, восковидный, границы четкие; сосуды резко сужены; макула сохранена с периферийным кольцом депигментации, макулярный рефлекс отсутствовал; периваскулярное скопление пигмента в виде «костных телец» в середине периферии вместе с атрофией сетчатки (рис. 1А).
По данным оптической когерентной томографии сетчатки (ОКТ), проведенной с помощью «Spectralis OCT» в режимах Cross Line (Heidelberg Engineering, Inc.; Германия), была выявлена атрофия сетчатки, особенно выраженная в наружных слоях. Результаты электрофизиологического исследования: порог электрической чувствительности (ПЭЧ) — 800 мкА, а электрическая лабильность — 60 Гц.
Хирургическую операцию проводили согласно протоколу, предоставленному компанией — производителем эпиретинальной системы. Время операции составило 5 ч. Оперативное вмешательство включало следующие этапы: экстракцию хрусталика с имплантацией интраокулярной линзы; фиксацию эписклеральной части протеза по экватору глазного яблока под прямыми мышцами; субтотальную витрэктомию; имплантацию интраокулярной части протеза с фиксацией чипа с электродами в макулярной зоне при помощи ретинального «гвоздя»; герметизацию раны склеры и конъюнктивы.

Случай № 2

Пациентка З., 56 лет. Поступила в клинику с диагнозом «OU — пигментный ретинит, терминальная стадия». Острота зрения на оба глаза — (1/∞) pr. l. incertae. При проведении ОКТ сетчатки пациентка была способна периодически фиксировать правым глазом. В связи с этим, действуя согласно рекомендациям компании-производителя, для оперативного вмешательства был выбран левый глаз.
Результаты обследования перед операцией OS: острота зрения — (1/∞) pr. l. incertae, внутриглазное давление — 17 мм рт. ст. По данным биомикроскопии: передняя поверхность глаза без особенностей, в центральных отделах хрусталика наблюдали начальные помутнения. Глазное дно: ДЗН — бледный, восковидный, границы четкие; сосуды резко сужены; макула сохранена с периферийным кольцом депигментации, макулярный рефлекс отсутствовал; периваскулярное скопление пигмента в виде «костных телец» в середине периферии вместе с атрофией сетчатки (рис. 2А). По данным ОКТ, проведенной с помощью «Spectralis OCT» в режимах Cross Line, была выявлена атрофия сетчатки, особенно выраженная в наружных слоях. Результаты электрофизиологического исследования: ПЭЧ — 500 мкА, а электрическая лабильность — 75 Гц.
Хирургическую операцию проводили согласно протоколу, описанному выше. Время операции составило 4 ч.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Оба пациента прошли три курса реабилитации, включающих формирование навыков использования устройства внутри помещения и на открытом пространстве. Зрительные функции оценивали с помощью трех объективных тестов, проводимых в затемненной комнате с использованием программного обеспечения и сенсорного экрана (рис. 3), разработанных компанией-производителем: 1) в ходе теста «решетчатая острота зрения» на экране перед пациентом появляются черно-белые линии разной толщины в разных направлениях, и пациент должен правильно указать направление линий; 2) в ходе теста «направление движения» на черном экране передвигается белая линия разной толщины в разных направлениях, и пациент должен правильно распознать направление движения линий; 3) в ходе теста «локализация квадрата» в разных частях черного экрана появляются квадраты белого цвета разного размера, и пациенту необходимо пальцем правильно указать расположение квадрата на сенсорном экране.

В случае № 1 хирургическая операция, ранний и поздний послеоперационные периоды прошли без осложнений, консервативная терапия соответствовала рекомендациям компании-производителя. Через две недели после операции наблюдали заживление раны первичным натяжением; отделяемое и признаки воспаления отсутствовали; эписклеральная часть протеза была фиксирована, сохраняла заданное положение; подвижность глазного яблока была в полном объеме; склеральная и конъюктивальные раны герметичны, внутриглазное давление, измеренное тонометром Icare® PRO (iCare PRO; Финляндия), составляло 17–18 мм рт. ст.; роговица прозрачная; влага передней камеры прозрачная, камера глубокая; интраокулярная линза центрирована, в правильном положении; массив с электродами был фиксирован, плотно прилежал к сетчатке на всем протяжении (рис. 1Б).

Первое включение системы состоялось планово через 2 недели после хирургического вмешательства. В ходе диагностического подключения было выявлено, что все 60 электродов имеют проводимость. По данным ОКТ, наблюдали плотное прилегание электродного массива к сетчатке на всем протяжении. Для каждого из 60 электродов определили значения электрического сопротивления. На основании показаний приборов и обратной связи с пациентом были определены пороги стимуляции, вызывающие зрительные восприятия. Значения порогов стимуляции электродов находились в допустимом диапазоне, что позволило использовать все 60 электродов для получения зрительного восприятия (рис. 4А).
При активации системы пациент отмечал появление зрительного восприятия в виде вспышек света (фосфенов) различных форм и цветов. В рамках реабилитации пациент прошел первую сессию обучения пользованию системой через месяц после операции. В ходе первой сессии проходило обучение базовым принципам использования эпиретинальной протезной системы Argus II.

Через два месяца, во время второй сессии внимание было сконцентрировано на приобретении пациентом навыков ориентирования внутри помещения; после этого обучения пациент был способен определять локализацию высококонтрастных мелких предметов, контуры больших предметов, силуэты людей и другие (рис. 5А). На шестом месяце после оперативного вмешательства пациент прошел третий курс реабилитации. По результатам компьютерных тестов, сохранялась положительная динамика зрительных функций. Пациент стал способен ориентироваться и самостоятельно передвигаться не только в помещении, но и на открытой местности. При прохождении компьютерных тестов для оценки зрительных функций пациент показал лучшие результаты с использованием системы Argus II, чем без нее (рис. 6).

В случае № 2 хирургическая операция, ранний и поздний послеоперационные периоды прошли без осложнений, консервативная терапия соответствовала рекомендациям компании-производителя. Через две недели после операции наблюдали заживление раны первичным натяжением, отделяемое и признаки воспаления отсутствовали; эписклеральная часть протеза оставалась фиксированной, сохраняла заданное положение; подвижность глазного яблока была в полном объеме; склеральная и конъюнктивальные раны герметичны, внутриглазное давление, измеренное тонометром Icare® PRO (iCare; Финляндия), составляло 16–17 мм рт. ст.; роговица — прозрачная; влага передней камеры — прозрачная, камера — глубокая; интраокулярная линза центрирована и находилась в правильном положении; массив с электродами был фиксирован, плотно прилегал к сетчатке на всем протяжении (рис. 2Б).

Первое включение системы провели планово через 2 недели после хирургического вмешательства. В ходе диагностического подключения было выявлено, что все 60 электродов имеют проводимость. По данным ОКТ, электродный массив плотно прилегал к сетчатке на всем протяжении. Для каждого из 60 электродов были определены значения электрического сопротивления. На основании показаний приборов и обратной связи с пациентом были установлены пороги стимуляции, вызывающие зрительные восприятия. Показания трех электродов находились за пределами допустимых значений, что позволило стимулировать 57 электродов (рис. 4Б). При активации системы пациентка отмечала появление зрительного восприятия в виде вспышек различных цветов, сразу после подключения она могла различать силуэты людей (рис. 5Б).

В рамках реабилитации в ходе первой сессии пациентка прошла обучение базовым принципам использования эпиретинальной протезной системы Argus II. Второй курс реабилитации проводили на шестом месяце после операции, в рамках которого у пациентки формировали навык ориентирования внутри помещения, обучали определять локализацию высококонтрастных мелких предметов, контуры больших предметов, силуэты людей и др. При прохождении компьютерных тестов для оценки зрительных функций пациентка показала лучшие результаты с использованием системы Argus II, чем без нее (рис. 7).

После прохождения основных курсов реабилитации оба пациента в домашних условиях ведут полностью самостоятельный образ жизни: определяют местоположение столовых приборов, бытовой техники, свободно перемещаются из комнаты в комнату и т. д. С использованием системы Argus II пациенты самостоятельно передвигаются на общественном транспорте, совершают пешие прогулки, осуществляют походы в магазин. Для обеспечения безопасности пациентов на новых или дальних маршрутах их всегда сопровождают. Что касается социального аспекта жизни, то пациент У. выступает с собственной шоу-программой фокусов в городах России (рис. 8А), пациентка З. участвовала на неделе моды в г. Москва (рис. 8Б); оба пациента периодически участвуют на конференциях, посвященных решению проблем реабилитации слепых пациентов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

По литературным данным, при анализе результатов пятилетнего мультицентрового исследования пациентов с пигментным ретинитом после хирургической имплантации Argus II были получены следующие результаты: 100% пациентов, которым была проведена имплантация эпиретинального протеза Argus II, при активации системы имели зрительное восприятие; 96% пациентов проходили тест на определение положения высококонтрастной цели на экране компьютера (тест «локализация квадрата») лучше с включенной системой, чем без нее; 57% пациентов проходили тест на определение направления движение высококонтрастной линии лучше с системой, чем без нее; 23% пациентов получали измеримую решетчатую остроту зрения с системой, в то время как без системы ее не имели; среднестатистическое количество работоспособных электродов после проведения операции соответствовало 43 [10, 11]. Оба наших пациента в каждом из трех тестов показали результаты с использованием системы Argus II выше, чем без нее, входя, таким образом, в группу пациентов с наилучшими результатами. Стоит также отметить отсутствие у наших пациентов каких-либо осложнений в ходе операции и в послеоперационном периоде, сохранность всех 60 проводящих путей эпиретинального протеза после хирургической имплантации, наличие зрительного восприятия при активации всех 60 электродов первого пациента и 57 из 60 электродов второй пациентки (три электрода были отключены в связи с тем, что не вызывали зрительного восприятия при допустимых значениях электрической стимуляции). Кроме того, если учесть, что только 23% пациентов имели измеримую решетчатую остроту зрения больше, чем 2,9 LogMAR (Vis = 0,001), а решетчатая острота зрения пациента У. составляла 2,2 LogMAR (Vis = 0,006) (рис. 6А), мы достигли одного из самых высоких результатов среди всех пациентов после хирургической имплантации системы Argus II [8, 12].
Значительные изменения в социальной жизни пациентов, на наш взгляд, обусловлены огромным желанием со стороны пациентов снова «видеть», что вылилось в ежедневную многочасовую работу с системой Argus II. Повышение публичности пациентов во многом обеспечено большим вниманием к уникальной технологии, которая позволила видеть по-новому слепым пациентам.

ВЫВОДЫ

Использование эпиретинальной протезной системы Argus II эффективно способствовало социальной и зрительной реабилитации слепых пациентов с терминальной стадией пигментного ретинита. Оба пациента с помощью эпиретинальной протезной системы Argus II приобрели способность ориентироваться внутри помещения и на открытом пространстве, довольны полученным результатом, отмечают значительное повышение уровня самостоятельности, а вследствие этого и качества жизни. Успешное применение эпиретинальной протезной системы Argus II в зрительной реабилитации слепых пациентов с пигментным ретинитом демонстрирует: 1) возможность взаимодействия интерфейса эпиретинальный протез — сетчатка с последующей передачей искусственной зрительной информации в корковый анализатор зрения головного мозга; 2) возможность восприятия корой головного мозга этой информации в качестве зрительной информации в ответ на электрическую стимуляцию нейронов сетчатки электродами эпиретинального протеза; 3) возможность использования пациентами с терминальной стадией пигментного ретинита полученной зрительной информации для повышения самостоятельности и социальной адаптации, приводящие к улучшению качества жизни.

КОММЕНТАРИИ (0)