GÖRSEL PROTEZLER (BİYONİK GÖZ) (X)

Prof. Dr. Emin ÖZMERT (XX)

ÖZET:

Çeşitli görsel protez yaklaşımları üzerinde çalışılmakla birlikte, Argus II epiretinal protez sistemi; son aşama retinitis pigmentoza hastalarına uygulanan, dünyanın ilk  CE ve FDA onaylarını almış ve 10 yıllık klinik sonuçları bulunan tek üründür. İmplant dizaynındaki  minör değişikliklere ve cerrahi yöntemlerdeki gelişmelere bağlı olarak, ciddi komplikasyon ve yan etkilerin  oranları zamanla azalmıştır. Pars plana skleral insizyonuna bağlı komplikasyonları  daha da azaltabilmek, çivi pozisyonunu ve array ile makülanın iç yüzeyinin temasını  daha iyi değerlendirebilmek için, rutin Argus II implantasyon ameliyatı  sırasında oftalmik mikroendoskopu kullandık.

Anahtar Kelimeler: Argus II, görsel protez, yapay görme, retinal çivi, elektrot dizini, endoskop

SUMMARY:

Although many approaches of different visual prostheses showed promise, to date, Argus II Epiretinal Prosthesis System  developed over 10 years in the clinic, it is the world’s first and only FDA and CE-Mark approved retinal prosthesis for people blinded by late-stage retinitis pigmentosa. The incidence of serious adverse events decreased overtime after minor changes were made on the implant design, and improvements in the surgical steps.  In order to further decrease the scleral incision-related complications and  enhance the assessment of the tack position and the contact between the array and inner macular surface, we have used the ophthalmic endoscope during the regular course of Argus II implantation surgery.

Key words: Argus II, visual prosthesis, artificial vision, retinal  tack, array, endoscope

X : 50. TOD Ulusal Kongresinde (2016)  sunulmuştur

XX: Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Göz Hastalıkları AD Öğretim Üyesi

Retinitis pigmentosa hastalığı; retinanın dış tabakalarını dejenere ederek total körlüğe götüren, çok değişik genetik geçiş özellikleri gösteren bir hastalıktır. Toplumdaki görülme sıklığı 1/4000-1/5000 olup, Ülkemizde 20.000-25.000 civarında retinitis pigmentosa hastası olduğu hesaplanmaktadır. Görme alanında, borudan bakar gibi ilerleyici konsantrik daralmaya yol açarak, yıllar içerisinde optik atrofi ile görme kaybedilir. Buna rağmen, ganglion hücrelerinin % 30’ u, iç nükleer hücrelerin ise % 78-88’ i intakt olarak kalır (1,2). Bu özellik, retinitis pigmentosa (RP) ve geografik atrofi (GA) gibi dış retina tabakalarında dejenerasyon yapan hastalıklarda, retinal protezlerden faydalanılmasını mümkün kılar. Günümüzde, görme yollarının belirli bölgelerine yerleştirilen bazı görsel protezler üzerinde çalışılmaktadır. Bunlar özetle şunlardır:

• RETİNAL PROTEZLER
• Direkt uyaranlar:

* Epiretinal: retina ganglion hücrelerini uyarır ( Argus II, Epiret III)

* Subretinal: bipolar hücreleri uyarır (Alpha IMS, Boston Retina İmplant,  Artificial

Silicone Retina Chip)

• İndirekt uyaranlar: Skleral kesiden suprakoroidal alana yerleştirilir ve bipolar hücreleri uyarır (Bionic Vision, Suprakoroidal Transretinal Stimülatör)
• OPTİK SİNİR
• LATERAL GENİKÜLAT NÜKLEUS
• VİSUAL KORTEKS İMPLANTI ( Second Sight – ORION 1 Projesi)

Maküla üstüne yerleştirilen bir epiretinal protez olan Argus II, tüm dünyada günümüze kadar yaklaşık 215 civarında RP hastasına implante edilmiştir. Argus II retina protezi adını, mitolojik bir karakter olan 100 gözlü devden almaktadır. Bu implantın  uzun süreli takiplerde risklerinin çok az olması, hastanın mobilitesini artırması ve bağımlılığını  azaltması nedeniyle, 2011 yılında Avrupa’ da CE ve 2013 yılında da ABD’ de FDA onaylarını almış olup,  şu anda klinik kullanıma girmiş olan ilk ve tek üründür(3-7). Bu ürün 2014 yılında T.C. Sağlık Bakanlığı tarafından da onaylanmış olup, Ulusal Bilgi Bankasına kaydı yapılmıştır. Kliniğimiz 24 Temmuz 2014 tarihinde görsel protezler çalışması konusunda akredite edilmiş olup, ilgili uluslararası bilimsel çalışmalar, ameliyat sonrası fitting ve rehabilitasyon süreçleri, Kliniğimizdeki “Yapay Görme ve Biyonik Göz Birimi” nde bulunan ileri düzeydeki rehabilitasyon, simüle yaşam alanları ve biyofizik laboratuarlarında yürütülmektedir

(Resim 1,2,3).

ARGUS II EPİRETİNAL PROTEZ SİSTEMİ VE AMELİYATININ AŞAMALARI

Sistem esas olarak; gözlük şeklinde göze ve ufak bir kutu şeklinde bele takılıp-çıkartılabilen bölüm, skleraya ve göz içine implante edilerek devamlı olarak kalan bölüm olmak üzere iki kısımda incelenebilir (Resim 4).

• Takılıp-çıkartılabilen bölüm: Göze takılan bir gözlük mevcut olup, ortasında özel bir mikrokamera bulunur. Mikrokameranın ortamı tarıyarak oluşturduğu görüntü sinyalleri, bel kemerine takılarak taşınan VPU (video processing unit) parçasına kablo vasıtasıyla gönderilir. Buraya gelen görüntü sinyalleri işlenerek, ameliyat sonrası fitting işlemi ile VPU’ ya yüklenmiş olan kişiye özel verilere uygun elektrik sinyallerine çevrilir. Bunlar kablo vasıtasıyla gözlük sapında bulunan tranmitter coil’ e gelir (verici anten). Enerji ve elektriksel görsel veriler buradan, skleraya sütüre edilmiş olan receiver coil’e (alıcı anten) gelir. Burayla bağlantılı olan elektronik case’de işlenen bilgiler; pars plana skletomisinden vitrektomize boşluğa sokulan elektronik kablo vasıtasıyla, maküla üzerine implante edilmiş olan 60 elektrotlu mikroçipe (array) gelir ve iç retinada sağlam kalan ganglion hücreleri ve nöral ağ uyarılır. VPU’ da ayrıca, kamera ve transmitter coil için gerekli enerjiyi sağlayan piller bulunur.
• Göze implante edilen kalıcı bölüm: Göz, dekolman cerrahisi gibi hazırlanarak dört rektus kası altından dizgin sütürler geçirilir. Elektronik case ve bundan çıkan elektronik kablo üst-temporal kadranda olacak şekilde, elektronik parçalar (receiver coil=alıcı anten, elektronik kutu) bir skleral bant vasıtasıyla skleraya sütüre edilir; bandın uçları üst-nazal kadranda bağlanır. Kor vitrektomi ve arka hiyaloid soyulması  yapıldıktan sonra, üst-temporal kadranda pars planadan yapılan 5,2 mm’ lik insizyondan 60 elektrot bulunduran array ve elektronik kablo vitreus boşluğuna sokulur. Avize aydınlatmanın takılması ve bimanuel cerrahi ile array, elektrotların maküler yüzey ile temasını sağlanacak şekilde, kenarında bulunan delikten çivilenerek göz duvarına tutturulur (Resim 5).

 

ARGUS II SİSTEMİNİN UYGULANABİLECEĞİ HASTALAR (1,8,9)

• 25 yaş ve üstü, ileri dış retina dejenerasyonunun bulunması,
• Sadece ışık hissi olmalı (residüel görme bulunmamalı), kamera flaş testi (+) olmalı,
• Daha önceden, şekilleri görebilen bir görmesinin bulunmuş olması,
• Yapılacak detaylı göz muayenesinde, göz yapılarının ve büyüklüğünün uygun bulunması: Bulbusun aksiyal uzunluğu 20,5-26 mm arasında olmalı; arka stafilom, ileri derecede şaşılık ve nistagmus bulunmamalı; herhangi bir konjonktiva sorunu olmamalı,
• Hastanın ve yakınlarının, uzun sürecek zor rehabilitasyon çalışmalarını yapabilecek ve sürdürebilecek olması,
• Hastanın beklentilerinin belirlenmesi, hasta tarafından sistemin sunabileceklerinin ve kısıtlılıklarının iyice anlaşılması ve kabul edilmesi.

Bu sistem günümüzde daha çok, son aşama retinitis pigmentosa hastalarında kullanılmaktadır. İleri geografik atrofisi bulunan 5 hastaya da bu sistem uygulanmış ve faydalı sonuçlar bildirilmiştir. Her iki gözünde de tam körlük olan bir hastanın görme korteksine de mevcut sistemin modifikasyonu uygulanmıştır ( ORION 1 Projesi).

ARGUS II EPİRETİNAL PROTEZ  İMPLANTASYONUNUN AŞAMALARI (2,9)

Uygulamayı 4 aşamada düşünebiliriz (Resim 6):

• Uygun hasta seçimi, hasta ve çevresindeki yakınlarının beklentilerinin belirlenmesi, sistemin fayda ve kısıtlılıklarının anlatılması, sistemin tanıtılması ve bunu kullanıp-kullanamayacağının belirlenmesi, hastanın ve ailesinin uzun sürecek rehabilitasyon sürecini fiziksel ve psikolojik olarak yürütüp-yürütemeyeceği.
• Ameliyat öncesi hazırlıklar, ameliyat süreci, ameliyat sonrası bakım
• Ameliyattan 2 hafta sonra uygulanacak fitting süreci: elektrotların aktivasyonu, empedans ölçümleri, kameranın ayarlanması, hastaya özel programların hazırlanması ve VPU’ ya yüklenmesi, hastanın sistemi kullanması için eğitilmesi.
• Rehabilitasyon süreci: Hastanın fosfenleri yorumlaması, mekânsal ve uzaysal oryantasyonun geliştirilmesi, baş tarama hareketlerinin öğretilmesi.

ARGUS II İMPLANTASYON CERRAHİSİNİN KOMPLİKASYONLARI

Argus II İmplantasyon cerrahisindeki  artan tecrübe ve teknik gelişmelere bağlı olarak, ciddi komplikasyon oranları gittikçe azalmakta olup, 2 yıllık ciddi yan etkiler şunlardır (2,8,9):

• Konjonktival erozyon % 7,3-10
• İnfektif endoftalmi % 0 – 10
• Hipotoni % 5,5-10
• Yeniden çivileme gereği % 0 – 6,7
• Retina dekolmanı % 5,3-6,7
• Retina yırtığı % 0 -3,3
• Sklerotomi sızıntısı % 0 -1,8

Bu yan etkileri daha da azaltabilmek için, ilki 28 Aralık 2015 tarihinde yapılan üç ameliyatımızda da endoskop rehberli ve destekli Argus II implantasyon yöntemini uyguladık ve bunu cerrahide bir yenilik olarak oftalmik literatüre soktuk (Resim 7,8). Daha önce geliştirilmiş   implantasyon ameliyatının  rutin  aşamaları sırasında 23-G oftalmik mikroendoskopun kullanılması ile (10,11):

• Array’ın vitreusa sokulduğu 5,2 mm’ lik pars plana sklerotomi kesisi daha emniyetli yapılır. Bu kesiye ait silier cisim hasarı, koroid dekolmanı / kanaması ve retina yırtığı / dekolmanı önlenebilir.
• Array’ ın göz duvarına çivilenmesi aşaması daha kontrollüdür. Açılı endoskop ucunun sağladığı yan görüntüleme ile; çivi yayının sıkıştırma miktarı kontrol edilir ve elektrotların maküla iç yüzeyi ile olan teması değerlendirilebilir.
• Ameliyat bitiminde skleral çökertme yapılarak, periferik retinanın komplikasyonlar yönünden incelenmesi önemlidir. Ameliyatın başlangıcında sklera yüzüne elektronik parçalar sütüre edildiği için, bunlara zarar vermemek amacıyla etkin bir skleral çökertme yapılamaz. Ama endoskopik görüntü ile, skleral çökertmeye gerek kalmadan, tüm retina ve sklerotomi yerleri kolay ve net bir şekilde değerlendirilebilir ( Resim 7,8).

 

 

ARGUS II EPİRETİNAL İMPLANTASYONUN HASTAYA SAĞLADIĞI FAYDALAR

Ameliyat sonrası hastanın hayat kalitesinde olan olumlu artışlar FLORA (Functional Low-Vision Observer Rated Assessment) çalışmasıyla değerlendirilmiş olup, bu olumlu katkı % 77 oranındadır (12). Başarılı bir ameliyat, fitting ve görme rehabilitasyonu sonrası:

• Hareketin yönü ayırt edilir
• Büyük harf görme, kısa kelime okuma mümkün olabilir (VA: 20/1262)
• Yön belirleme ve hareket edebilme artar
• Koyu ve açık renkler ayırt edilebilir
• Yaşam kalitesi, mobilite ve bağımsız hareket edebilme artar
• Fonksiyonel MR ve görme alanında olumlu değişiklikler gözlenir

ARGUS II İLE İLGİLİ GELİŞMELER (13-15)

• Retina hasarını önleyen / minimalize eden yeni stimülasyon stratejilerinin geliştirilmesi
• Punctate fosfen oluşturma stratejileri
• Fitting işlemini hızlandırmak için yeni algoritmalar
• Sanal elektrot oluşturma teknolojisi ile, mevcut 60 elektrot sayısını sanal olarak artırma
• Elektrot teknolojisinde iğne ve 3-D gelişmeler
• Eye tracking
• Yüz tanıma, derinlik hissi, renk görme
• Gözlük, video, VPU, pil, kamera iyileştirmeleri
• Görme korteksinin uyarılması çalışmaları ( ORION 1 Projesi)
• İmplantasyon öncesi prognoz tayini testleri, implantasyon sonrası elektrofizyolojik değerlendirmeler

SONUÇ

Çeşitli dejeneratif / distrofik retina hastalıklarının tedavisinde gen ve kök hücre araştırmaları sürerken, görme yollarının değişik yerlerine uygulanan farklı biyonik göz çalışmaları da devam etmektedir. Şu anda onaylanmış, klinik kullanımına izin verilmiş ve uzun süreli klinik sonuçları mevcut tek ürün Argus II Epiretinal protezdir. İleri aşamadaki retinitis pigmentosa ve geografik atrofi ile ilgili yapılan çalışmalar ümit vericidir ve yeni bir açılım getirmiştir. Argus II sisteminin bir modifikasyonunun kortikal görme merkezine uygulanması ile ilgili, çeşitli nedenlere bağlı tüm körlüklere  çare olabilecek çalışmalar da sürmektedir.

           

KAYNAKLAR

1. Chuang AT, Margo CE, Greenberg PB. Retinal implants: a systematic review. Br J Ophthalmol 2014; 98:852-856.
2. Retina Implant Care-Basics, Procedures and Follow-up. Ed: Walter P. International Medical Publishers, London Boston, 2014.
3. Yue L, Falabella P, Christopher P, et al. Ten-year follow-up of a blind patient chronically implanted with epiretinal prosthesis Argus I. Ophthalmology 2015; 1-8.
4. Dorn JD, Ahuja AK, Caspi A, et al. The detection of motion by blind subjects with the epiretinal 60-electrode ( Argus II) retinal prosthesis. JAMA Ophthalmol 2013; 131(2):183-189.
5. Ho AC, Humayun MS, Dorn JD, et al. Long-term results from an Epiretinal prosthesis to restore sight to the blind. Ophthalmology 2015; 1-8.
6. Da Cruz L, Coley BF, Dorn J, et al. The Argus II Epiretinal prosthesis system allows letter and word reading and long-term function in patients with profound vision loss. Br J Ophthalmol 2013; 97:632-636.
7. Barry MP, Dagnelie G. Use of the Argus II retinal prosthesis to improve visual guidance of fine hand movements. Invest Ophthalmol Vis Sci 2012; 53:5095-5101.
8. Clinical Update 1 December 2015, Second Sight Medical Products, Inc. Sylmar, CA 91342 USA.
9. Argus II Retinal Prosthesis system, Surgeon Manual. Second Sight Medical Products, Inc. Sylmar, CA 91342 USA.
10. Uram M: Endoscopic Surgery in Ophthalmology. Lippincott Williams&Wilkins, Philadelphia, Baltimore, New York, 2003.
11. Özmert E, Demirel S: Endoscope-assisted and controlled Argus II epiretinal prosthesis implantation in late-stage retinitis pigmentosa.  Case  Reports in Ophthalmology           ( Karger) (Baskıda) DOI system name: 10.3207 / 4186093929.
12. FLORA: Phase I development of a functional vision assassment for prosthetic vision users. Clin Exp Optometry 2015; DOI:10.1111/cxo.12242:1-6.
13. Hahn P. The next generation of artificial vision. Retina Today 2015; 10 (2): 61-66.
14. Kasi H, Hasenkamp W, Cosendai G, et al. Simulation of epiretinal prostheses – evaluation of geometrical factors affecting stimulation. J Neuroengineering and Rehabilitation 2011; 8(44):1-10.
15. Tsai D, Chen S, Protti DA. Et al. Responses of retinal ganglion cells to extracellular electrical stimulation, from single cell to population: model-based analysis. PLoS ONE. 2012; 7(12):e53357.
    

 

 

RESİMLER

Resim 1: Yapay görme rehabilitasyon laboratuarı

 

Resim 2: Az gören rehabilitasyonu için simüle yaşam alanları

Resim 3: Yapay görme için biyofizik laboratuarları

Resim 4: Argus II epiretinal protez sisteminin bölümleri

Resim 5: Argus II epiretinal protezin parçaları ve ameliyattaki görünümleri

Resim 6: Argus II epiretinal protezin uygulanma süreci

Resim 7: Endoskop rehberli ve destekli Argus II retinal protez implantasyonu

Resim 8: 60 elektrot içeren array’ın maküla üstündeki ideal pozisyonu