物理学如何帮助黄斑变性患者

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,并反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


老年性黄斑变性患者可能看到的阿姆斯勒方格表。一项新想法是使用软件或光学板来纠正患者特定的视觉扭曲。图片来源:美国国家眼科研究所,美国国家卫生研究院。来源 http://www.nei.nih.gov/health/maculardegen/webAMD.pdf 第14页


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沃尔特·科恩,他因“发展了密度泛函理论”而于1998年分享了诺贝尔化学奖(当年的另一位获奖者是约翰·A·波普尔,因“发展了量子化学的计算方法”),会第一个告诉你他不是光学专家。我知道,因为今天在林道诺贝尔奖获得者大会上听完他的演讲后,我们聊天时他告诉我的,就在林道诺贝尔奖获得者大会

但几年前,当他的妻子患上老年性黄斑变性时,“我作为一名理论物理学家,问自己,我能为这个问题贡献些什么吗?”他巧妙的解决方案将来可以应用于动态的“转换器”,用于患者在使用手持电脑或光学矫正镜片时所经历的特定扭曲。

(您可以在本周阅读我们对林道会议的所有报道,包括参加会议的年轻科学家的“30位30岁以下”人物特写系列,在这篇深度报道中。另请参阅林道诺贝尔社区博客。)

老年性黄斑变性,或 AMD,是导致法定失明的最常见原因。患者仍然可以看见,但由于视网膜中心黄斑受损而导致视力模糊(要了解更多信息,请参阅美国国家眼科研究所关于老年性黄斑变性的事实页面。)虽然干细胞干细胞视网膜植入等治疗方法的研究正在进行中,科恩希望更直接地帮助患者。他的新颖想法是什么?使用阿姆斯勒方格表,这是一种用于诊断 AMD 的类似方格纸的图案,来开发一种校正方法。

当眼睛健康的人看阿姆斯勒方格表时,他们看到的是笔直的水平线和垂直线,中心有一个红点。然而,AMD 患者感知到的是直径约两到三厘米的扭曲,让人联想到显示时空弯曲的图形(外围线条没有扭曲)。

软件让 AMD 患者可以使用鼠标拖动虚拟线条,直到他或她感觉方格表“完美”为止,从而对个人经历的特定扭曲进行空间诊断。科恩使用这些结果为该患者创建校正。在一个实验设备中,手持电脑扫描印刷页面,使用软件执行动态补偿,扭曲文本以使其对患者可读。“我想您会同意,我们可以相当满意我们已经取得进展,”他说,并展示了一张校正后文本的图像。

科恩还在探索使用光学材料板来进行视觉校正,并在加州大学圣巴巴拉分校的机械车间制作了一个原型。患者可以将折射光学板放在文本上方,就像人们用来查看小字体的放大镜一样——只是科恩的板的表面类似于海流。

科恩说,他已成功地在一位他称之为“伊芙”的 60 岁会计师患者身上测试了这两种技术。他现在正与法国的视觉研究所和其他人合作,以实现这两个想法的商业化。“事情非常令人兴奋,”他补充道。

Mariette DiChristina, Steering Group chair, is dean and professor of the practice in journalism at the Boston University College of Communication. She was formerly editor in chief of 大众科学 and executive vice president, Magazines, for Springer Nature.

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