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人工视觉最新进展

时间:2005-08-13 16:08来源:本站原创 作者:iami 阅读:


    当眼球受到不可逆的损害而完全丧失光感后,按照目前的医学技术水平我们是无法让患者恢复视力的。因此,创造人工视觉的想法从过去到现在一直激励着无数科学家去探索、尝试。目前常应用的方法有两种:一种叫做“人工视网膜技术”;另一种叫做“电刺激视觉中枢技术”。前者要基于患者的视觉传导通路以及视觉中枢无功能性障碍,而后者对视觉传导通路无特殊要求,因此有更广泛的应用前景,目前估计失明患者有90%属于后一种情况。
    电刺激视中枢技术应用可以追溯到上世纪20年代,刺激醒觉人大脑皮质的最早观察见于二十世纪二十年代德国神经外科学家的报告,点状刺激一侧视皮质则在对侧视野产生静止的点状光觉。1968年,首次发表涉及视觉刺激的临床实验结果,实验通过81个铂电极阵列刺激,大脑皮层刺激点如图一所示。1995年Shaw提出类似的设想将光电池接受的光转变为电刺激,施之于大脑枕叶皮质的电极,此系统引起极大关注并获得美国专利。上世纪60年代的一项研究显示,一例患者籍手持光电池,将光信号转变为电刺激,通过导线传至视皮质后,能够跟踪光源。以后的多项研究证实了通过不同的刺激可以产生相应的光幻视。理想的视觉假体应具有下列标准?①假体应是可以移动的;②此种假体应利用现有的视觉通路装置以提供人工视觉;③能复制出极其接近正常的视觉。这一研究是跨学科的,需要工程、计算机、生物学等许多领域的专门知识,目前仍存在许多问题。
    美国纽约市多贝尔研究所宣布,经过30多年的研发,该所及其附属机构成功地为盲人研制出一套人工视觉系统。盲人戴上该系统后,在管状视状况下,可达到约20/400的视敏度。该系统被《美国人造内脏器官学会期刊》杂志称作“多贝尔眼”,俗称″人造眼″。它由安装在眼镜上的一个超小型电视摄像机和一个超声远距传感器组成。传感器通过电线和一台佩戴在盲人皮带上的微型电脑相连接,通过对图像和预告信号的处理,微型电脑使用先进的计算机成像技术,包括边缘探测算法来去掉“噪音”,简化图像,然后电脑再启动另一台微型电脑,由后者把脉冲发射至一排内置于盲人大脑视觉皮层表面的68个白金电极上。被刺激后,每个电极会产生一至四个相隔紧密的光幻视,即人们常说的“眼冒金星”。这种黑色背景图上的白色光幻视在一臂之距处看上去大约是一个长20厘米、宽5厘米大小的物体。该装置示意图如图二所示。据《美国人造内脏器官学会期刊》报道,多贝尔研究所成功地对一名62岁的男性盲人进行了试验。该人是在36岁时遭创伤而失明的。通过学习如何使用该系统及“判读”显示,目前他可以辨认1.5米之外的约5厘米大小的字母,这一程度即表示达到了20/400的视敏度。人工视觉系统的担纲研究人员为多贝尔研究所的威廉·H·多贝尔医生,他在1971年就开始了这个项目的研究,单如何解决把电线接入皮层下后,佩戴者既无不适感,又不受感染这一难题就整整花费了20年。但是,由于技术难度极大,所以该手术费用高达11万5千美元,(约合人民币98万元),鉴于此专家预言这种装置大规模使用还要至少十年。 根据一份最新报告,超过一百万的40岁以上的美国人是盲人? 另外两百四十万的美国人由于糖尿病引起的视网膜病,常见老年病视网膜黄斑症,白内障或青光眼,视觉受到严重削弱,而预计在今后30 年,由于人口老龄化,这一数字会在美国成倍增长。

 

(责任编辑:泉水)
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