Künstliches Netzhautimplantat (Retina Implant System):

Kann die Netzhaut ersetzt werden ?

In Teilen im Prinzip ja. Verschiedene Forschungsprojekte befassen sich mit einem Ersatz der menschlichen Netzhaut, um auch Patienten zu einem funktionierenden Sehvermögen zu verhelfen, denen bisher nicht geholfen werden konnte. Man spricht da von Netzhautimplantaten, Sehprothesen oder künstlichem Sehen, kurz “Mikrochip” in der Netzhaut..

Aufbau der Netzhaut

Das technische Prinzip:

Im wesentlichen werden 2 Ansätze unterschieden. Entweder sitzt die Prothese unter der Netzhaut (subretinal) oder auf der Netzhaut (epiretinal) und durch elektrische Reizung der noch funktionierenden Strukturen wird ein Impuls an das Sehsystem gesendet. Es kommen allerdings nur maximal 25% der 130.000 Blinden in Deutschland dafür in Frage, da bei den anderen der Sehnerv oder die Netzhaut zu sehr geschädigt sind und die Intaktheit dieser Strukturen Vorbedingungfür ein Funktionieren dieser “Konstruktionen” sind. Ideal geeignet sind z.B. Patienten, die an Retinitis pigmentosa (RP) leiden, da hier nur die oberen Schichten der Netzhaut beschädigt sind und der ganze Rest des Sehsystems noch funktioniert und zur Weiterleitung der künstlich geschaffenen Lichtimpulse verwendet werden kann.

Epi oder subretinal

Das subretinale System:

Das Tübinger “Retina Implant-System” das bisher bei 35 Blinden im Rahmen von Studien eingesetzt wurde und als bestes Ergebnis eine Sehschärfe von 3% erreichte, hat den lichtempfindlichen Chip unterhalb der Schaltzellen der Netzhaut an der Stelle der funktionslosen Lichtrezeptoren liegen. Dadurch erfolgt automatisch die richtige räumliche Zuordnung des Helligkeitsreizes für das Gehirn. 1500 Photoelektroden auf einem 3x3mm Chip erkennen den Lichtreiz und reizen die Bipolarzellen der Netzhaut, die die Impulse weiterträgt. Die Stromversorgung und die Kontrasteinstellung erfolgen durch eine äußere Bedienungseinheit (A/C), die hinter dem Ohr (B) per Kabel Kontakt mit dem Chip unter der Netzhaut aufnimmt.

Bedienungseinheit innerer Kabelverlauf Schema 2 äußere Stromversorgung äußerer Kabelanschluß subretinaler Chip

Das epiretinale System:

Das epiretinale Argus-2-Retinaprothesensystem der Firma Second sight verwendet einen Chip der der Netzhaut aufliegt (epiretinal liegt). Er stimuliert die Ganglienzellen. Problem ist hierbei, das das Gehirn - im Gegensatz zum subretinalen System - nicht weiß wo der Reiz ausgelöst wurde und deswegen eine Software passend zu dem von der Kamera gesehen Bild ein bestimmtes Muster erzeugen muß.

Argus2 Systemschema

Es ist in einigen Ländern schon zugelassen, modular aufgebaut und besteht aus drei Hauptkomponenten:

  • Visual Interface (Kamera an Brille befestigt)

  • Pocket Processor (Computer mit spezieller Software zur Bildverarbeitung)

  • Retina Stimulator (Chip der ins Auge implantiert wird)
  1. Das Visual Interface nimmt mit Hilfe einer integrierten Kamera Bilder der Umgebung auf. Das Visual Interface ähnelt äußerlich einer größeren Sonnenbrille. In dieser Brille sind verschiedene elektronische Komponenten integriert: eine Kamera zur Aufnahme von Videobildern sowie weitere Teile zur Datenkommunikation mit dem Pocket Processor und dem Retina Stimulator. Außerdem wird die für das Implantat benötigte Energie vom Visual Interface drahtlos ins Augeninnere gesendet.

  2. Die Bildinformationen des Visual Interface werden von einem Mikrocomputer, dem Pocket Processor verarbeitet und in zur Reizung der Netzhaut geeignete Impulse (Stimulationskommandos) umgewandelt. Die Kommandos vom Pocket Processor werden drahtlos in das Augeninnere zum Retina Stimulator übertragen. Der Pocket Processor hat die Größe eines Walkmans. Er enthält Batterien, welche das gesamte System (Pocket Processor, Visual Interface und Retina Stimulator) mit Energie versorgen. Die beiden externen Komponenten sind über ein dünnes Kabel miteinander verbunden. Der Pocket Processor kann – je nach Geschmack des Benutzers – z.B. an einem Hüft- oder Schultergürtel getragen werden.

  3. Der Retina Stimulator ist der in die Netzhaut eingepflanzte Chip und erzeugt die Pulse, um eine elek- trische Reizung der Netzhaut hervorzurufen und dadurch für eine gezielte Sehwahrnehmung beim Implan- tatträger zu sorgen.

Die Ergebnisse: Knapp zwei Dutzend Patienten in Deutschland und USA wurden bislang Sehprothesen implantiert, in der Vergangenheit mit unbefriedigendem Ergebnis. Eine neue in Bonn entwickelte Software für den Pocket Processor, der Retina-Encoder soll jetzt die Erkennbarkeit individuell abgestimmt verbessern. Stand der Dinge ist, daß die gesehenen Bilder nach intensivem Üben der Patienten das Unterscheiden von Linien und Quadraten ermöglichen. Das Bild besteht jedoch nur aus 49 Punkten und ist daher zu grob gerastert, um Gegenständezu unterscheiden oder gar zu lesen. Einstweilen kann also kein Blinder damit seine Lieblingskrimis lesen.

Internet:

  1. Das epiretinale Argus-2-Retinaprothesensystem der Firma Second sight:

http://2-sight.eu/de/landing-spot?gclid=COSA1amEvbUCFUUV3godKxMAXA

http://www.presseportal.de/pm/102507/2245616

  1. Das Retinaimplant-Projekt aus Tübingen (teilweise in Englisch):

http://www.klinikum-karlsruhe.com/aktuelles/presse/pressemitteilung/detail/kuenstliches-sehen-dank-biomedizinischem-implantat-und-hightech-brille.html

http://retina-implant.de/en/doctors/technology/default.aspx

(Anmerkung: Die Schemata auf dieser Seite sind den Informationen der beiden beschriebenen technischen Systeme entnommen)

(Stand 03.01.2016)