Artificial eyes

The insects have inspired to the scientists to transfer their characteristics to present products, after to have perfected throughout million years. For example, investigators of the Fraunhofer Institute for the Applied Optics and the Engineering of Precision, in Jena, are working in the development of a ultra-thin sensor of images based on the eye of an insect. Andreas Brückner has improved the properties of the pick up of images of these systems with respect to its applications like sensors.

In some aspects, it is possible to be said that the insects do not have only two, but thousands of eyes. Each facet of its eye with its visual lens and its cells, picks up a point of the image, and the numerous facets are extended on a hemispherical surface. Like result, “the collective” eye of the insect can cover a wider angle with vision, but the resolution of the produced images is not particularly high. This is surprising, since the insects can fly with very precise maneuvers. They are able to do it because, due to the principle of its visual supersharpness, they see really more than the offered thing so what by the images captured by its compound eyes, because the fields of view of the adjacent facets are superposed. Andreas Brückner is reproducing this phenomenon in a technical system.
                                                            The objective era to less than develop microoptical to compound eyes that contained numerous channels of images in parallel and which also they were extraordinarily compact, half millimeter of thickness. In order to obtain this, Brückner began analyzing how the images in the artificial compound eyes are created.Since each facet captures a point of the image, the challenge was to manage to control the superposition in the technical system. With a precise knowledge of angular sensitivity, it is possible to each other to compare the signals of the images of the adjacent facets. This makes possible as well to determine the position of the object seen in a bidimensional field of view, with an exactitude that is superior in often to the resolution of the image. A comparison has demonstrated that a lens made as a compound eye can transfer the information with an effective resolution of the image of 625 xs 625 pixels, although the real number available of pixels of each image is limited 50 xs 50. Like result, the sensor can recognize simple objects, determine accurately its position and size, and also detect of trustworthy way the movements.

The BBC speaks in Bionic eye gives blind man sight of the case of a British invidente of 73 years, only identified like Rum, that is one of the three patients in the United Kingdom which they are taking part in an experimental test of a bionic eye Argus II that hopes that it allows them to recover something of the vision that is lost.

One is a device formed by glasses that take a camera integrated in the bridge which they transmit the image that catches to a processor of size similar to the one of a cigarette package that the patient takes hung of the belt that processes that signal it sends and it by radio to a receiver that the patient takes implanted in the cheek below pómulo and of the skin, in such a way that this he is invisible.

This receiver as well is connected by means of a thin cable that enters on the one hand of the eye a matrix of 60 electrodes that approximately measures a square millimeter that is implanted in the retina and that is the one that is in charge to stimulate the optical nerve.

Rum, that remained blind 30 years ago because of a pigmentous retinitis, received implants six months ago, and counts in an interview that does in Bionic eye to him that although is not able to see forms far from it to read nor nothing seemed, or is able to distinguish a window, perhaps a door, to follow a white line guinea fowl in the ground, to separate their black socks, targets, and grays, and to even say if an object that is “seeing” is white or of some other color.

It has, in addition, the hope of which the results are improving with time, since one of the problems which the designers of the device face is to the one how to transform the images that catches the camera of the glasses in the suitable signals so that the brain of recognizes them to the user and is a little a process of test and error.

It is also by this reason why this pilot program, in that a total of 18 people participates anywhere in the world, so far only includes people who sometimes saw but that because of degenerativas diseases there are lost the view.

Lyndon gives Cross, the surgeon who operated to Rum, is very optimistic with the advances obtained in these six months as far as the operation you implant of them and the stability of the signals which they produce, and remembers that still they are more than two years of tests.

Ojos artificiales

Los insectos han inspirado a los científicos a transferir sus características a productos actuales, tras haberse perfeccionado a lo largo de millones de años. Por ejemplo, unos investigadores del Instituto Fraunhofer para la Óptica Aplicada y la Ingeniería de Precisión, en Jena, están trabajando en el desarrollo de un sensor de imágenes ultrafino basado en el ojo de un insecto. Andreas Brückner ha mejorado las propiedades de la captación de imágenes de estos sistemas con respecto a sus aplicaciones como sensores.

En algunos aspectos, se puede decir que los insectos no tienen sólo dos, sino miles de ojos. Cada faceta de su ojo con su lente y sus células visuales, recoge un punto de la imagen, y las numerosas facetas están extendidas sobre una superficie hemisférica. Como resultado, el ojo "colectivo" del insecto puede cubrir un ángulo más ancho de visión, pero la resolución de las imágenes producidas no es particularmente alta. Esto es sorprendente, dado que los insectos pueden volar con maniobras muy precisas. Son capaces de hacerlo porque, debido al principio de su superagudeza visual, ven realmente más que lo brindado tal cual por las imágenes capturadas por sus ojos compuestos, porque los campos visuales de las facetas adyacentes se superponen. Andreas Brückner está reproduciendo este fenómeno en un sistema técnico.

El objetivo era desarrollar ojos compuestos microópticos que contuvieran numerosos canales de imágenes en paralelo y que también fueran extraordinariamente compactos, menos de medio milímetro de espesor. Para lograr esto, Brückner empezó analizando cómo se crean las imágenes en los ojos compuestos artificiales.Dado que cada faceta captura un punto de la imagen, el desafío era lograr controlar la superposición en el sistema técnico. Con un conocimiento preciso de la sensibilidad angular, es posible comparar entre sí las señales de las imágenes de las facetas adyacentes. Esto posibilita a su vez determinar la posición del objeto visto en un campo visual bidimensional, con una exactitud que es superior en muchas veces a la resolución de la imagen.Una comparación ha demostrado que una lente fabricada a modo de ojo compuesto puede transferir la información con una resolución efectiva de la imagen de 625 x 625 píxeles, aunque el número real disponible de píxeles de cada imagen se limite a 50 x 50. Como resultado, el sensor puede reconocer objetos simples, determinar con precisión su posición y tamaño, y también detectar de manera fiable los movimientos.

La BBC habla en Bionic eye gives blind man sight del caso de un invidente británico de 73 años, sólo identificado como Ron, que es uno de los tres pacientes en el Reino Unido que están tomando parte en una prueba experimental de un ojo biónico Argus II que se espera que les permita recuperar algo de la visión que han perdido.

Se trata de un dispositivo formado por unas gafas que llevan una cámara integrada en el puente que transmiten la imagen que captan a un procesador de tamaño similar al de un paquete de cigarrillos que el paciente lleva colgado del cinturón que procesa esa señal y la envía por radio a un receptor que el paciente lleva implantado en la mejilla por debajo del pómulo y de la piel, de tal modo que este es invisible.

Este receptor está a su vez conectado mediante un delgado cable que entra por un lado del ojo a una matriz de 60 electrodos que mide aproximadamente un milímetro cuadrado que se implanta en la retina y que es la que se encarga de estimular el nervio óptico.

Ron, que se quedó ciego hace 30 años a causa de una retinitis pigmentosa, recibió el implante hace seis meses, y cuenta en una entrevista que le hacen en Bionic eye que aunque no es capaz de ver formas ni mucho menos leer ni nada parecido, ya es capaz de distinguir una ventana, quizás una puerta, de seguir una línea blanca pintada en el suelo, de separar sus calcetines en negros, blancos, y grises, e incluso de decir si un objeto que está «viendo» es blanco o de algún otro color.

Tiene, además, la esperanza de que los resultados vayan mejorando con el tiempo, ya que uno de los problemas a los que se enfrentan los diseñadores del dispositivo es al de cómo transformar las imágenes que capta la cámara de las gafas en las señales adecuadas para que el cerebro del usuario las reconozca y se trata un poco de un proceso de prueba y error.

Es también por esto por lo que este programa piloto, en el que participan un total de 18 personas en todo el mundo, por ahora sólo incluye personas que alguna vez vieron pero que por causa de enfermedades degenerativas hayan perdido la vista.

Lyndon da Cruz, el cirujano que operó a Ron, se muestra muy optimista con los avances obtenidos en estos seis meses en cuanto al funcionamiento de los implantes y de la estabilidad de las señales que producen, y recuerda que aún quedan más de dos años de pruebas.

Artificial hearts

These mechanical devices, known like LVADs, are used at the moment in patients with very severe cardiac deficiency, while they are hoping to receive a transplant. The new study demonstrates that the use of a LVAD combined with certain pharmacological therapies, can take to that the hearts undergo positive changes until the point to recover their on-speed operation once is retired the LVAD.

 For the study, the investigators of the Imperial College of London and the Foundation Royal Brompton & Harefield of the National Service of Health of the United Kingdom, they applied this combination of therapies to 15 very ill patients. Of these 15, 11 recovered. From them, the 88 percent had not returned to later suffer diseases of the heart five years. Its quality of life was considered like almost normal.

The transplant of the heart of a donor has been during many years the best possible treatment for people with severe cardiac deficiencies. It has demonstrated to be very successful but it has not lacked limitations, particularly the shortage of donors and the risk of the rejection to the organ.

This therapy allows to alleviate to the pressure in the waiting lists, also offering to the patients a good alternative to the heart of a donor: its own and healthy heart.

The study also puts of relief the fact that the degenerative processes with cardiac deficiencies in “final phase” can be reverted and that the heart has a certain capacity to regenerate by its own means. Therefore, the results of this investigation stimulate the therapeutic search of other strategies and objectives in this field in expansion of the regenerativas therapies.

The LVADs works connecting them to the left ventricle of the heart, directly or by means of a tube. They take the rich oxygen blood from the left ventricle they lead and it to a mechanical pump. This one drives then the rich oxygen blood towards another tube that is connected to the aorta. Once the blood arrives at the aorta, it can be transported to the rest of the body.

The new passage for the investigators is a clinical study on a large scale, in several centers, that will have to until now endorse the good results obtained with this therapeutic approach.

The medical advances do not stop to surprise to us. A boy of 15 years of Italy is the first infantile patient in receiving a transplant of artificial heart. The patient suffers of muscular dystrophy of Duchenne (or progressive muscular dystrophy). Due to his condition, the boy was not eligible for the lists of donation of organs.

The boy was in very bad state, and to few days to die without treatment. Therefore, the surgeon Antonio Amodeo made a thrown decision: to realise a transplant to him of artificial heart with the hope to save the life to him to the boy. In opposition to many interventions of this type, Amodeo did not think that this one would be a temporary remedy, but permanent.

This implanted artificial heart consists electronically of an activated hydraulic pump, placed inside the thorax to reduce the infection risks. It receives his energy through a cable that leaves by the left ear, which of a battery that the patient porthole in the belt. This battery recharges every night to the electrical current, as if anyone was a movable telephone.

The artificial heart measures approximately four centimeters in length and weight almost 400 grams. After 10 hours in the operating theater, the surgery was a total success. With this device, one calculates that it has won between 20 and 25 years of life. This one is the first time that an apparatus of this nature is implanted in a boy, which abre to very many possibilities human beings that they require of heart transplants, but that by their enfermendad are not candidates for the selection processes.

 Transplant of an artificial heart

Corazones artificiales

Estos dispositivos mecánicos, conocidos como LVADs, se emplean actualmente en pacientes con deficiencia cardiaca muy severa, mientras están esperando a recibir un trasplante. El nuevo estudio demuestra que el uso de un LVAD combinado con ciertas terapias farmacológicas, puede llevar a que los corazones experimenten cambios positivos hasta el punto de recobrar su funcionamiento normal una vez que sea retirado el LVAD.

 Para el estudio, los investigadores del Imperial College de Londres y la Fundación Royal Brompton & Harefield del Servicio Nacional de Salud del Reino Unido, aplicaron esta combinación de terapias a 15 pacientes muy enfermos. De estos 15, se recuperaron 11. De ellos, el 88 por ciento no había vuelto a padecer enfermedades del corazón cinco años después. Su calidad de vida fue considerada como casi normal.

El trasplante del corazón de un donante ha sido durante muchos años el mejor tratamiento posible para personas con severas deficiencias cardiacas. Ha demostrado ser muy exitoso pero no ha carecido de limitaciones, particularmente la escasez de donantes y el riesgo del rechazo al órgano.

Esta terapia permite aliviar la presión en las listas de espera, ofreciendo también a los pacientes una buena alternativa al corazón de un donante: su propio y sano corazón.

El estudio pone asimismo de relieve el hecho de que los procesos degenerativos con deficiencias cardiacas en "fase final" pueden revertirse y que el corazón tiene una cierta capacidad de regenerarse por sus propios medios. Por consiguiente, los resultados de esta investigación estimulan la búsqueda de otras estrategias y objetivos terapéuticos en este campo en expansión de las terapias regenerativas.

Los LVADs funcionan conectándolos al ventrículo izquierdo del corazón, directamente o por medio de un tubo. Toman la sangre rica en oxígeno del ventrículo izquierdo y la conducen a una bomba mecánica. Ésta impulsa entonces la sangre rica en oxígeno hacia otro tubo que se conecta a la aorta. Una vez que la sangre llega a la aorta, puede transportarse al resto del cuerpo.

El nuevo paso para los investigadores es un estudio clínico a gran escala, en varios centros, que deberá respaldar los buenos resultados obtenidos hasta ahora con este enfoque terapéutico.

Los avances médicos no cesan de sorprendernos. Un chico de 15 años de Italia es el primer paciente infantil en recibir un transplante de corazón artificial . El paciente padece de distrofia muscular de Duchenne (o distrofia muscular progresiva). Debido a su condición, el niño no era elegible para las listas de donación de órganos.

El chico estaba en muy mal estado, y a pocos días de morir sin tratamiento. Por esta razón, el cirujano Antonio Amodeo tomó una decisión arrojada: realizarle un transplante de corazón artificial con la esperanza de salvarle la vida al niño. Contrario a muchas intervenciones de este tipo, Amodeo no pensó que éste sería un remedio temporal, sino permanente.

Este corazón artificial implantado consta de una bomba hidráulica activada electrónicamente, colocada en el interior del tórax para reducir los riesgos de infección. Recibe su energía a través de un cable que sale por la oreja izquierda, el cual de una batería que el paciente porta en el cinturón. Esta pila se recarga cada noche a la corriente eléctrica, como si se tratara de un teléfono móvil cualquiera.

El corazón artificial mide aproximadamente cuatro centímetros de largo y pesa casi 400 gramos. Después de 10 horas en la sala de operación, la cirugía resultó un éxito total. Con este dispositivo, se calcula que ha ganado entre 20 y 25 años de vida. Ésta es la primera vez que un aparato de esta naturaleza es implantado en un niño, lo que abre muchísimas posibilidades para seres humanos que requieren de trasplantes de corazón, pero que por su enfermendad no son candidatos para los procesos de selección.

 Transplante de un corazón artificial