Zusammenfassung
In Deutschland leiden etwa 30 000–40 000 Menschen an der Krankheit Retinitis pigmentosa
(RP), die im Endstadium zur Erblindung führt. Die bisher einzige Hilfe für an RP erblindete
Patienten sind Netzhautimplantate, die seit mehreren Jahren entwickelt werden und
nunmehr als Medizinprodukt zugelassen sind. Netzhautimplantate erzeugen durch elektrische
Stimulation der degenerierten Netzhaut Sehwahrnehmungen, die im Alltag blinder Menschen
hilfreich sind. Allerdings ist die gegenwärtig erreichbare Sehqualität noch so, dass
die Menschen auch mit Implantat gesetzlich blind sind. Die Sehqualität, die mit epi-
und subretinalen Implantaten erreicht werden kann, hängt zum einen von patientenindividuellen
Faktoren ab, wie etwa dem individuellen Verlauf und Status der Netzhautdegeneration,
zum anderen von der Schnittstelle zwischen Implantat und Netzhaut und der Qualität
der mit elektrischer Stimulation erzielbaren neuronalen Aktivierung. Biophysikalische
Ansatzpunkte zur funktionellen Weiterentwicklung der Implantate, die sich an der Physiologie
der Netzhaut (Zelldichte, intraretinale Verschaltungen) orientieren, bieten die technische
Seite der Schnittstelle (Elektrodenmaterialien, -größe und -dichte) sowie die Stimulationsprotokolle
(Zeitverläufe der elektrischen Reize, räumlich-zeitliche Stimulationsmuster), mit
denen visuelle Informationen in die degenerierte Netzhaut eingespeist werden. Die
Optimierung der Reizparameter kann durch eine detaillierte Analyse kortikaler Antworten
mit geeigneten elektrophysiologischen und optischen Methoden unterstützt werden. Dieser
Artikel beschreibt die physiologischen und biophysikalischen Grundlagen der elektrischen
Netzhautstimulation und die daraus resultierende retinale und kortikale Aktivierung.
Abstract
In Germany, about 30,000 to 40,000 people suffer from retinitis pigmentosa (RP), which
ultimately results in blindness. The only aid to blind RP patients are retinal implants:
These have been under development for several years and have now been approved as
a medical product. Retinal implants produce visual perceptions in response to electrical
stimulation of the degenerated retina and are useful in the everyday life of blind
people. However, the currently achievable quality of vision is such that people with
a retinal implant are still legally blind. The visual quality that can be achieved
with epi- and subretinal implants depends not only on patient-specific factors such
as individual history and status of retinal degeneration, but especially on the interface
between implant and retina and the quality of the achievable neuronal activation.
Biophysical approaches to functional improvements of the implants are founded on the
physiology of the retina (cell density, intraretinal interconnections), are based
on technical optimisation of the interface (electrode materials, size and density),
and exploit the stimulation protocols with which visual information is fed into the
degenerated retina (time courses of electrical stimuli, spatiotemporal stimulation
pattern). Optimisation of stimulation parameters can be supported by a detailed analysis
of cortical responses, with appropriate electrophysiological and optical methods.
This article looks at both the physiological and biophysical fundamentals of electrical
retinal stimulation, as well as the resulting retinal and cortical activation.
Schlüsselwörter
Retinitis pigmentosa - Retinaimplantat - elektrische Stimulation - kortikale Aktivierung
- Sehqualität
Key words
retinitis pigmentosa - retina implant - electrical stimulation - cortical activation
- quality of vision
