Оригинал материала
Незрячие да увидят…
В России разработали первый отечественный имплант, который позволит слепым видеть. Как работает «искусственное зрение» «Собеседник» расспросил руководителя проекта, директора Лаборатории «Сенсор-Тех» Дениса КУЛЕШОВА.
«Очки» на поясе и в голове
Фото: Лаборатория "Сенсор-Тех" – Эта медицинская система представляет собой несколько компонентов, – объясняет Кулешов. – Внешние – обруч с видеокамерами (их человек носит на голове) и специальный микрокомпьютер (его носят на поясе). И внутренние – нейроимплант, который состоит из нескольких элементов: матрица с электродами, стимулирующими зону зрительной коры, она имплантируется непосредственно в головной мозг и микропроцессор (крепится на черепе под кожей) с антенной, которая позволяет принимать сигнал от внешней системы. Сняв обруч и блок на поясе, человек может спокойно принимать душ, спать
Фото: Лаборатория "Сенсор-Тех" – Что он увидит благодаря такой конструкции?
– То, что увидит незрячий, в науке называется «фосфенным зрением» (от «фосфен» – вспышка). Другими словами, когда электрод стимулирует какую-то зону в зрительной коре, человек видит вспышку света, в данном случае – контуры предметов (видео того, что увидит незрячий, можно посмотреть на www.sobesednik.ru). Наш проект так и называется – «ELVIS», сокращенно от «electronic vision» (электронное зрение).
Какие опасности поджидают
– А это не опасно? Ведь мозг постоянно будет получать электрические разряды, пусть и небольшие…
– Нейроимпланты как направление развивается последние лет 40. И все негативные побочные воздействия уже в основном изучены. Есть несколько осложнений (они очень редкие – меньше 1%). Во-первых, различные инфекции, которые связаны с хирургическим вмешательством. Во-вторых, из-за стимуляции тканей головного мозга иногда встречается электрическая чрезмерная активность, которая может вызвать небольшие припадки, судороги, подрагивание рук, пальцев и т.д. Но такие осложнения встречались раньше, на ранних этапах разработок.
Сейчас большинство команд, которые занимаются разработкой нейроимплантов, уже знают, как сделать алгоритмы стимуляции так, чтобы не было негативного ответа мозга. В частности, в нашем импланте будут еще и электроды, которые измеряют его активность, и если видят, что мозг перегружен, ослабляют сигнал и помогают избежать судорог и подрагиваний.
Фото: Лаборатория "Сенсор-Тех" Кому поможет
– Система поможет тем, кто потерял зрение или слепым от рождения?
– Первые импланты мы будем устанавливать только людям, которые до этого видели, но потеряли зрение по разным причинам. Это могла быть либо глаукома в ее терминальной стадии, либо отслойка сетчатки, атрофия зрительного нерва, либо травмы в результате военных действий или ДТП…
– Почему именно этим людям?
– У них есть зрительный опыт, и это очень важно, потому что так мы знаем, что зрительная кора точно сформирована, и импланту будет что стимулировать. У людей слепых с рождения область зрения в головном мозге не предсказуема и пока мы не попробуем, никто не сможет сказать наверняка, будет ли система полезна или нет. Кроме того, информация о том, как выглядят предметы может как бы подтягиваться, когда мы подключаем новое зрение, и накладываться на него. Это позволяет выжимать максимум из нового электронного зрения.
При этом с медицинской точки зрения мы не видим противопоказаний, чтобы поставить такой имплант и человеку, который от рождения ничего не видел. Это направление еще стоит изучить, и уверен, в недалеком будущем мы этим займемся.
Фото: Лаборатория "Сенсор-Тех" Когда увидим
– Когда вы будете готовы предложить эту технологию незрячим?
– Мы начали работать над этим проектом в 2019-м. При положительном сценарии рассчитываем, что технология будет массово доступна к 2026-2027. То есть мы получим регистрационное удостоверение от Росздравнадзора (это медицинское изделие, поэтому должно быть зарегистрировано).
Сейчас проходим доклиническую часть, которая, как мы планируем, закончится в 2023-м, – тестируем систему на животных. Пока на крысах, в следующем году переходим к обезьянам. Длительность связана с тем, что необходимо очень тщательно проверить все варианты и сценарии работы системы и имплантации. В общем, много научной медицинской работы. Надеемся, что с 2024-го Росздравнадзор разрешит нам переходить к клиническим исследованиям. Кстати, уже сейчас к нам поступает много заявок от людей, которые просят включить их в число добровольцев.
Фото: Лаборатория "Сенсор-Тех" – Надеюсь, все у вас сложится удачно. А как незрячие смогут получить такую систему? Судя по всему, она очень дорогая…
– Для пациентов, уверен, все это будет бесплатным – по квоте ВМП (высокотехнологичная медицинская помощь).
А вот с точки зрения расходов клиники, производства имплантов, сопровождения пациентов – тут, надеюсь, государство будет участвовать в оплате. Это порядка 5 млн руб, и эта стоимость будет делиться между клиниками, нами (разработчиками и производителями), другими организациями, которые вовлечены в процесс. Первое время наверняка это будут единичные операции, но чем больше их будет происходить, тем ниже будет стоимость имплантов.
Фото: Лаборатория "Сенсор-Тех" Кто еще
– Кто еще в России и за рубежом занимается разработкой аналогичных проектов?
– Самый первый имплант был установлен нескольким незрячим в США в 1970-х. Это был исключительно научный проект. Выглядело это весьма хардкорно: из головы пациентов торчал пучок проводов, а на поясе висел компьютер весом 10 кг. Но именно тогда было доказано: если стимулировать зрительную кору малыми токами, человек сможет видеть вспышки света, которые сформируют объекты.
Сейчас такими разработками занимаются порядка 15 команд по всему миру, даже Илон Маск. Все они находятся на разных стадиях, даже те, кто начинал в 1990-х. В России, на пути создания именно медицинского изделия, а не просто отдельно взятых исследований, – только мы.
С точки зрения научного подхода, команды разделились на два принципиально разных лагеря. Одни предлагают ставить игольчатые импланты, которые буквально втыкаются в зрительную кору. Вторые (как и мы) – ставить импланты поверхностные, которые кладутся поверх нее, как пластырь. Есть и те, кто использует комбинированный подход… Направлений очень много.
Но пока в мире не зарегистрировано ни одного нейроимпланта как медицинского изделия.
– Кто-то уже преуспел?
– Думаю, пока вырвалась вперед американская компания «Second Sight». Они свой имплант (он во многом похож на наш) уже тестируют на 6 добровольцах, которые будут с ним ходить до 2023-го и рассказывать, как происходит процесс возвращения зрения. Остальные находятся примерно в одинаковой фазе. И очень приятно, что в эту гонку включились и мы, и показываем неплохие результаты.
– Вы сказали, ваш имплант во многом похож на американский. А чем отличается?
– Тем, что мы используем еще и искусственный интеллект. На электронике нашей медицинской системы созданы специальные алгоритмы – они обрабатывают картинку, которую видит камера, и подготавливают ее к тому, чтобы передавать в мозг только ценную информацию. Так, если перед человеком находится пестрая стена, а перед ней – стол, стул, тумба, наши алгоритмы выделят контуры стола, стула, тумбы, и человеку будет передана не вся картинка, а только очертания этих предметов. Это позволит ему быстрее разобраться, что перед ним находится. Такая комбинация бионики в зарубежных проектах не присутствует, а у нас она играет существенную роль.
– Сейчас в НИМЦ нейрохирургии им. Бурденко и в Научном центре неврологии, где ставят импланты для лечения болезни Паркинсона, все они – зарубежные. А в вашем проекте чьи технологии используются?
– Все компоненты технологии придуманы и разработаны в России. Это же касается и софта, и «железок» – всех устройств, которые есть в нашей системе.
Еще новости медицины
Вырезали сердце…
В июле военные кардиохирурги Центрального военного клинического госпиталя им. Вишневского в Красногорске провели уникальную операцию на сердце.
У полицейского из Ростова-на-Дону на сердце образовалась опасная 8-сантиметровая опухоль. Она росла из левого предсердия и опускалась в левый желудочек через митральный клапан и была смешанной – соединяла миксому и рабдомиому. Первая – это редкое заболевание, обладает злокачественным течением и часто заканчивается смертью пациента. Вторая – доброкачественная.
Образование стремительно развивалось и буквально в течение пары месяцев заполнило все левые отделы сердца.
Сложнейшую операцию выполнила бригада специалистов госпиталя под руководством начальника кардиохирургического центра, профессора, доктора медицинских наук, заслуженного врача РФ Александра ЛИЩУКА, сообщает сайт Минобороны.
«Об уникальности операции говорит уже тот факт, что пациент после такой сложной манипуляции остался жив. Опухоль настолько проникла во все отделы сердца, что ее невозможно было удалить ни рукой, ни инструментом. Нашим кардиохирургам пришлось вырезать сердце из груди полностью разрезав его поперек. Во время операции клиническая смерть у пациента наступала дважды», – отметил начальник госпиталя им. Вишневского генерал-майор медицинской службы заслуженный врач РФ доктор медицинских наук Александр Есипов.
Пациента уже выписали.
Создали новые ребра
В онкоцентре им. Блохина больным с раком грудной клетки вживляют титановые импланты. Уникальную методику там решили поставить на поток.
Титановые эндопротезы в НМИЦ поставили уже 7 пациентам с поражением грудной клетки. Все операции будут проводиться по квоте ВМП. Правда, пока только в Москве: для таких операций требуется высокопрофессиональная команда узких специалистов, их делают всего в нескольких медцентрах страны, да и подобные операции достаточно редки. Протезы изготавливаются на 3D-принтере, индивидуально для каждого конкретного пациента.
Мы попросили прокомментировать новацию онколога, доктора медицинских наук, заслуженного врача России, профессора Анатолия МАХСОНА.
Фото: Андрей Струнин – Безусловно, это шаг вперед. Хотя сама технология замены дефекта грудной клетки не нова: мы и раньше ее применяли, и всегда была проблема – чем заместить этот дефект. Закрывали его, к примеру, пластмассой.
Титановая пластина – это очень хорошо. Титан материал легкий, инертный. Прекрасно и то, что появилась возможность использовать 3D-принтер – это позволяет сделать эндопротез точно по лекалам пациента, что улучшает результаты. Хотя это очень дорогая штука. К примеру, квота ВМП при опухоли костей составляет сегодня 850 тыс. руб. Думаю, что титановый протез стоит не меньше.