一个对未来的愿景

最近的技术进步产生变革性影响各种视网膜条件包括年龄相关性黄斑变性(AMD)——永久损失的主要原因在无人看见的成年人口,影响全球2亿人。

在这个疾病,在中央视网膜感光细胞逐渐退化,导致高分辨率的中心视力的损失,损害患者的读取和识别面孔的能力。一个创新植入美国斯坦福大学的研究人员开发的承诺帮助代替失去的光感受器光伏像素。这些将光转化成电流刺激二阶视网膜神经元,从而恢复视觉系统信息的流动。

“植入完全无线,是由光,可以相对容易地植入,”Daniel Palanker说大学眼科教授和假肢的首席设计师。“临床试验证明,我们的系统,第一次,视觉假体提供了形成知觉——不仅仅是感光性。”

假体视敏度匹配100 -微米像素大小的第一代植入(表面上)。下一代植入老鼠已经成功测试了20微米像素。“如果成功即将到来的临床试验,这种植入物可以使20/100视力,这意味着一个病人能看到从20英尺一个视力正常的人会看到从100英尺,”Palanker说。“这是一个五倍改善当前的植入。电子变焦,患者可以阅读字体对应于20/20视力,”Palanker说。

同时,CureSight——一个弱视治疗系统旨在取代传统眼修补NovaSight——设计医疗设备公司。弱视(或称为弱视)是儿童视力丧失的主要原因,导致视力下降和贫困深度知觉。目前影响世界人口的3%左右。

今天最常用的治疗选择包括放置在强大的眼睛和一个补丁使用阿托品滴。“传统的眼罩是不舒服,导致低合规和社会歧视,“说了山药、NovaSight首席执行官。

CureSight需要一个完全不同的方法。“CureSight fda和ce标记eye-tracking-based系统专为4到9岁的孩子,“山药说。“这是一个双目治疗可以通过培训提高视觉和立体视敏度视觉系统同时使用两只眼睛。”

数码设备使用红色和蓝色眼镜,治疗的孩子穿在看任何流内容的选择。通过跟踪两只眼睛的凝视位置实时CureSight系统模糊主眼的视觉中心和提供了弱视正常的清晰图象。这刺激视觉系统使用来自弱视的信息处理细节,改善其眼睛的敏锐度和发展进一步学会一起工作。

“我们的关键的研究表明,坚持CureSight治疗是93%左右,95%的父母说他们可能或很有可能选择CureSight数字弱视治疗在修补,“山药说。

以色列RevitalVision也针对弱视的视觉训练软件,增强了视觉定位特定的大脑视觉皮层的神经元。“通过使用伽伯补丁和专利刺激技术,它促进神经连接在皮质层,激活特定的视觉皮层神经元,并生成新的神经连接在突触水平,导致视野,持续改进”解释Yair Yahav公司的首席执行官。

RevitalVision fda,第一个解决方案有效地治疗成人弱视。“直到现在,弱视后被认为是无法治愈的九岁的时候,“Yahay说。“这是一个重大突破。”

Yahav预计的技术来帮助其他的条件。”就是一个例子的人一直无法获得驾照,由于他们的视力损害;甚至几行改善他们的视力可以改变生活,”他说。

进步在我们人类的视觉也帮助彻底改变一种截然不同的景象:机器视觉。螳螂虾的眼睛中获取灵感,一个研究小组在荷兰埃因霍温科技大学开发了一种近红外传感器容易制作,在智能手机大小的传感器,随时准备好立即使用。

“螳螂虾的眼睛有16个不同的细胞,对紫外线敏感,可见,近红外光,”凯莉Hakkel说,应用物理学系的博士研究员和co-first作者最近的一项研究发表在《自然通讯。

而在红外光谱测量是最有趣的应用在工业和农业,还有一个主要问题——当前近红外光谱仪太大而昂贵的。Hakkel和她的合作者已经解决了这个问题通过开发一个近红外传感器适合到一个小芯片。

“我们预期,传感器可以用于个性化医疗、精准农业(例如监控的成熟水果和蔬菜),过程控制,和实验室芯片测试,“说Maurangelo Petruzzella, co-first研究》一书的作者。”这个传感器甚至可以在未来的智能手机,这意味着人们可以在家里使用它来检查他们的食物的质量或检查方面的健康。”

与此同时,由瑞士计算机视觉专家巴斯勒发展使得vision-guided机器人有更好的对象检测和本地化以及更好的识别和排序功能。

“使用立体视觉,我们的解决方案使得机器人和机器感知周围的环境,学习它,并作为我们作为人类,”巴斯勒的研发创新总监解释说,拉尔夫。“这和人工智能技术结合起来的结果非常类似于我们人类如何适应和与我们周围的世界。”

巴斯勒的视觉解决方案,机器人可以用于各种各样的应用程序。“用例范围从古典混合和纯粹的垃圾箱在汽车与非结构化的部分,例如,或卸托盘,自动指令拣选和包装在物流,”塞巴斯蒂安·冯·Holdt说,巴斯勒的产品管理主管3 d图像采集。

机器视觉在英国公司也正在完善Recycleye——业务复制人类的视觉识别的力量全部废物流中的每一个元素,分解的物质,对象甚至品牌。

“我们结合先进的机器学习、计算机视觉和机器人技术革新了垃圾分类的过程,“Recycleye的首席执行官说,维克多Dewulf。“视觉系统识别和分类不同类型的浪费,包括各种类型的塑料、金属、玻璃和纸张,机械手臂在发送信息之前,选择和排序分类项目到指定的位置。”

Dewulf表示分类的解决方案不仅降低了成本,但是增加植物的性能,使数据驱动的战略决策在材料恢复设备在全球范围内。

虽然这些都是引人注目的例子,也许更引人注目的是,当人类和机器视觉在一起。然而,直到最近,这是一个挑战。虽然几百仿生的眼睛已经被美国公司多年来成功地植入第二视力,产品和业务,最终被认为在经济上不可行。

“设备相对较少的患者和支持那些患者我们根本不是可持续的资源,“Uday帕特尔解释说,美国公司Cortigent临床和科学事务主管,以前第二视力。“这根本不是一个可行的商业模式。”

光遗传学可能是有效的,因为它是一个相对封闭的器官……但它需要很多长椅上建立安全性和潜在的有效性研究。”

事情即将改变。全球仿生眼市场目前价值297美元,预计将迅速扩张的CAGR从2023年到2033年的13%。

新种族的领跑者之一交付解决方案是科学马克斯Hodak的公司。去年11月,他和他的同事们公布了他们的旗舰产品:科学的眼睛。组合设备,使用一个optogenetic基因疗法针对视神经细胞与植入一个灵活的薄膜,超密度microLED显示面板插入直接在视网膜。

然而,它仍然是早期。“有重大挑战背后的团队科学眼之前必须克服他们的系统可以用于人类,”帕特尔说。“他们的技术要求引入遗传物质进入视网膜内的细胞。这是通过使用病毒。这种技术的有效性可能非常不一致由于变量表达式的视蛋白(一种光敏蛋白质)和免疫反应”。

这不仅引起了生理挑战,但监管和道德问题。“我爱光遗传学作为神经科学研究的工具,”帕特尔说。“可能是有效的,因为它是一个相对封闭的器官。你可以安全地在玻璃中引入病毒和眼内感染的细胞,但它需要很多成功的长椅上研究建立安全性并展示潜在的有效性在监管机构将允许他们的技术被用于人类。”

然而,Patel说Cortigent取得了巨大进展的新系统,它不需要基因修改的视网膜细胞。“猎户座视觉皮质圣餐台系统是一种新型的医疗设备,旨在为患者提供人工视觉几乎所有形式的深刻的失明,包括青光眼、糖尿病视网膜病变、视神经损伤或疾病,或眼创伤,”他说。

Cortigent声称是在开发过程中比其他任何产品视觉皮质刺激。“我们已经完成了五年的早期可行性研究评估的安全,设备的可靠性和有效性,”帕特尔说。

下一步在猎户座批准营销将是一个至关重要的研究。“我们目前在设计的过程中,但我们相信,皮层植入技术发展提供的功能远远超出其他市场上皮层刺激器,”帕特尔仍在继续。”技术可以用于其他应用程序恢复中风、疼痛,耳鸣,和抑郁。我们非常兴奋的未来。”