Artificial Vision

In der Augenheilkunde gibt es eine Reihe von Erkrankungen, die durch einen Niedergang der Photorezeptoren der Netzhaut (Retina) zu einer entweder vollständigen oder praktischen Erblindung des Patienten führen. Dazu zählen zum Beispiel einige Formen der Retinopathia pigmentosa, Albinismus, Makulopathien und lang bestehende Netzhautabhebungen.

Funktionsprinzip
Das Prinzip unseres Implantatsystems, das von IIP-Technologies GmbH entwickelt wurde, ist, mit Hilfe elektrischer Reizungen die Netzhaut zu stimulieren, um so Lichtwahrnehmungen hervorzurufen. Damit werden die durch Erkrankung fehlenden Photorezeptoren ersetzt.
Ein kleiner an einer Brille montierter Kamerachip nimmt die Bildinformation auf (Abb1). Mittels Kabel wird diese dann zu einem Pocket Prozessor um­­ge­leitet, wo die Bildinformation um­gewandelt und reduziert wird und mittels eines Retina Encoders zu Stimulationsbefehlen umgearbeitet wird. Diese Information wird dann mittels Kabel wieder an die Brille geleitet, wo die Daten dann in das Auge gesendet werden.
Im Auge befindet sich das Retina Implantat (Abb. 2), bestehend aus einem Empfängerteil und einem Stimulationsteil (Elektroden). Hier werden die Daten drahtlos empfangen, in elektrische Impulse umgewandelt und an den an der Netzhaut fixierten Stimulationsteil weitergegeben.
Der Grazer Augenklinik ist es gelungen, einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung dieses Implantates zu leisten.

Artificial Vision
Die elektrische Reizung stimuliert die Ganglienzellen. Dort sind die physiologischen, sonst von den Photorezeptoren stammenden Informationen, bereits querverschaltet und reduziert. Es ist anzunehmen, dass der Patient durch diese elektrische Stimulation zunächst nur ungeordnete Lichtreize wahrnimmt. Das Gehirn wird in weiterer Folge lernen, daraus eine brauchbare Information zu gestalten. Um diesen Lernprozess zu erleichtern hat das von uns entwickelte Implantatsytem eine „Learning technology“. Zusätzlich können die Elektroden einzeln angesteuert und der Stimulus einzeln variiert werden, um der Variabilität der Degenerationen der einzelnen Ganglienzellen entgegen zu wirken.

Da die elektrische Stimulation der Ganglienzellen einen völlig neuartigen Reiz und Information für das Gehirn darstellt und die bislang in der Augenheilkunde gebräuchlichen Sehtests nicht in der Lage sind, solche Bildinformationen zu dokumentieren, mussten dafür eigene Tests in Zusammenarbeit mit der Firma IIP-Technologies erfunden werden, an deren Entwicklung die Grazer Augenklinik maßgeblich beteiligt war. Es wurde ein „grating system“ für die Punkt zu Punkt Diskriminierung erstellt. Da es aber nicht nur wichtig ist, dass der Patient eine Sehleistung erlangt, sondern auch, dass diese Sehleistung im praktischen Leben umgesetzt wird, haben wir an der Grazer Augenklinik einen Labyrinthtest entwickelt, der lebensnahe Situationen widerspiegelt und bereits an sehbehinderten Patienten erprobt wurde.

Da dieses Retinaimplantatsystem nun realisiert ist, besteht der nächste Schritt in der weltweit ersten Implantation dieses langzeitaktiven epiretinalen Stimulationssystems am Menschen. Da es bislang keine Erfahrungen mit einem daueraktiven epiretinalen Stimulationssystem am Menschen gibt, stellt dieser Versuch ein technologisches und medizinisches Neuland dar, bei dem neue Maßstäbe für die Evaluierung, Beobachtung und Dokumenta­tion der Rehabilitationsphase gesetzt werden müssen. Zu diesem Zweck wurde an der Grazer Universitätsklinik ein Zentrum für Artificial Vision etabliert.