Телескоп для очей: нові контактні лінзи можуть покращити зір для пацієнтів з дегенерацією жовтої плями

Контактні лінзи коригують зір багатьох людей, але нічого не роблять для покращення розмитого зору у тих, хто страждає на вікову дегенерацію жовтої плями (ВМД), головну причину сліпоти серед літніх людей у західному світі. Це тому, що просто виправлення фокусу ока не може відновити центральний зір, втрачений із сітківки, пошкодженої ВМД.

Зараз група дослідників, що фінансуються DARPA зі Сполучених Штатів та Швейцарії, очолювана професором Каліфорнійського університету в Сан-Дієго Джозефом Фордом, створила тонку телескопічну контактну лінзу, яка може перемикатися між нормальним та збільшеним зором. З удосконаленнями система може запропонувати пацієнтам з ВМД відносно ненав’язливий спосіб покращити зір. Сьогодні команда повідомляє про свою роботу в журналі відкритого доступу Optical Society (OSA) Optics Express.

Наочні засоби, що збільшують надходить світло, допомагають пацієнтам ВМД бачити, поширюючи світло навколо неушкоджених частин сітківки. Ці оптичні лупи можуть допомогти пацієнтам у виконанні різних важливих повсякденних завдань, таких як читання, ідентифікація облич та самообслуговування. Але ці допоміжні засоби не отримали широкого визнання, оскільки вони використовують або громіздкі очкові телескопи, які заважають соціальній взаємодії, або мікротелескопи, які потребують операції для імплантації в око пацієнта.

"Щоб візуальний посібник був прийнятий, він повинен бути надзвичайно зручним і ненав’язливим", - каже співавтор Ерік Трембла з Екологічного політехнічного федерального університету в Лозанні (EPFL) у Швейцарії. Контактна лінза є "привабливим компромісом" між головними телескопами та імплантованими хірургічним шляхом мікротелескопами, говорить Тремблей.

Нова система лінз, розроблена командою Ford, використовує щільно прилягаючі дзеркальні поверхні, щоб зробити телескоп, інтегрований у контактну лінзу товщиною трохи більше міліметра. Лінза має подвійну модальність: центр лінзи забезпечує незбільшений зір, тоді як кільцеподібний телескоп, розташований на периферії звичайної контактної лінзи, збільшує огляд у 2,8 рази.

Щоб переключатися між збільшеним і нормальним зором, користувачі носили б пара рідкокристалічних окулярів, спочатку виготовлених для перегляду тривимірних телевізорів. Ці окуляри вибірково блокують або збільшувальну частину контактної лінзи, або її неувеличений центр. Рідкі кристали в окулярах електрично змінюють орієнтацію поляризованого світла, дозволяючи світлу з тією чи іншою орієнтацією проходити через окуляри до контактної лінзи.

Команда перевірила свій дизайн як за допомогою комп’ютерного моделювання, так і шляхом виготовлення об’єктива. Вони також створили модель ока в натуральну величину, яку вони використовували для зйомки зображень через систему контактних лінз-окулярів. При конструюванні лінзи дослідники спиралися на міцний матеріал, який зазвичай застосовують у ранніх контактних лінзах, який називається поліметилметакрилат (ПММА). Команда потребувала такої міцності, оскільки їм доводилося розміщувати кришталеві борозни в лінзі, щоб скорегувати аберрантний колір, спричинений формою лінзи, яка призначена для адаптації до людського ока.

Тести показали, що якість збільшеного зображення через контактну лінзу була чіткою і забезпечувала набагато більше поля зору, ніж інші підходи до збільшення, але доопрацювання необхідні, перш ніж ця система доказової концепції може бути використана споживачами. Дослідники повідомляють, що канавки, що використовуються для корекції кольору, мали побічний ефект, що погіршує якість та контраст зображення. Ці борозенки також робили лінзу непрацездатною, якщо вона не оточена гладкою, м'якою "спідницею", чим зазвичай користуються сьогодні з жорсткими контактними лінзами. Нарешті, міцний матеріал, який вони використовували, ПММА, не ідеальний для контактних лінз, оскільки він непроникний для газу і обмежує короткий проміжок часу.

В даний час команда переслідує подібний дизайн, який все ще може бути переключений із звичайного на телескопічний зір, але в ньому будуть використовуватися газопроникні матеріали і буде виправлятися аберрантний колір без необхідності канавок для вигину світла. Вони кажуть, що сподіваються, що їх дизайн забезпечить покращену ефективність та кращий зір для людей з дегенерацією жовтої плями, принаймні до тих пір, поки не з’явиться більш постійний засіб проти ВМД. Це поточне дослідження фінансується як частина великої дослідницької програми DARPA, яка називається SCENICC, для "Солдат-центричних зображень з обчислювальними камерами".

"У майбутньому, ми сподіваємось, можна буде шукати суть проблеми за допомогою ефективних методів лікування або протезування сітківки", - говорить Тремблей. "Ідеальним є те, щоб лупи стали непотрібними. Однак поки ми не доберемося до них, контактні лінзи можуть зробити спосіб зробити AMD трохи менш виснажливим".

Більше інформації: Optics Express, Вип. 21, випуск 13, с. 15980-15986 (2013). doi: 10.1364/OE.21.015980