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JP4188034B2 - Intraocular implant device - Google Patents

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JP4188034B2
JP4188034B2 JP2002253943A JP2002253943A JP4188034B2 JP 4188034 B2 JP4188034 B2 JP 4188034B2 JP 2002253943 A JP2002253943 A JP 2002253943A JP 2002253943 A JP2002253943 A JP 2002253943A JP 4188034 B2 JP4188034 B2 JP 4188034B2
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Japan
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retina
fixing means
eye
magnetic core
electrode array
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洋行 田代
靖雄 寺澤
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Nidek Co Ltd
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Nidek Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は視覚再生のため、眼内に設置される眼内埋殖装置に関する。
【0002】
【従来技術】
近年、失明治療技術の一つとして、刺激電極等を有する眼内埋殖装置を眼内に設置し、網膜を構成する細胞を電気刺激して視覚の再生を試みる人工視覚システムの研究がされている。このような人工視覚システムには網膜と脈絡膜との間に刺激電極を設置して網膜を電気刺激する手法や、眼内の網膜上に刺激電極を設置して網膜を電気刺激する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
網膜と脈絡膜との間に刺激電極を設置する場合、対応する参照電極を硝子体内に置くことにより、刺激電極と参照電極との間に網膜が位置するため、刺激電流が網膜を効率よく通ることとなる。同様に網膜上に電極を設置する場合、網膜を挟んで刺激電極と対向する位置(例えば脈絡膜や強膜)に参照電極を設置することが望ましいが、このような位置に参照電極を配置することは難しい。また、このような電極配置の優位性が認識されていないため、網膜上に刺激電極を設置する場合において、あえて網膜を貫通して参照電極を配置するような方法は試みられていない。
【0004】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、簡単な構成を用いて網膜上に設置された刺激電極からの刺激電流を、網膜を構成する細胞に効率よく流すことのできる眼内埋殖装置を提供することを技術課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
(1) 患者眼の視覚を得るために眼内に置かれる眼内埋殖装置において、網膜上に設置され網膜を構成する細胞に対して電気刺激を行うための複数の電極を有する電極アレイと、導電性を有する材質からなり網膜から強膜に向かって突き刺すことにより前記電極アレイを網膜上に固定保持する針状の固定手段と、を有し、該固定手段は前記電極アレイに対する参照電極として使用されることを特徴とする。
(2) (1)の眼内埋殖装置において前記固定手段はその先端と後部以外は絶縁性を有する被膜にて覆われているとともに前記電極アレイと前記固定手段の後部とは電気的に接続されていることを特徴とする。
(3) (2)の眼内埋殖装置において、前記固定手段は前記電極アレイが形成されている基台に一体的に形成されていることを特徴とする。
(4) (2)の眼内埋殖装置は、前記電極アレイを形成するための基台を有し、該基台には前記固定手段を通すための開口部と、該開口部に前記固定手段を通した際に固定手段が前記基台と接触する場所には前記電極アレイと固定手段とを電気的に接続させるための接続手段が形成されていることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図1は本実施の形態で使用する眼内埋殖装置を使用した体内撮像型の人工視覚システムの概略を示した図である。
本実施形態で使用される人工視覚システムは、大別して体外に置かれる体外装置10と眼内に置かれる体内装置(眼内埋殖装置)20とに分けられる。体外装置10は使用者(失明者)が眼鏡のように装着して使用できる形状のバイザー11と電源装置12から構成されている。また、バイザー11には体内装置20に電力を供給するための電力供給部13が設けられている。電力供給部13は内部が中空となっている磁芯13aと、磁芯13aの周囲に巻かれている1次コイル13bとから構成されている。磁芯13aはフェライト等、一般に磁性体の材料として使用されているものを用いることができる。また、1次コイル13としては銅、金、白金等の一般的にコイル線として使用可能な材料を用いることができる。
【0007】
使用者がバイザー11を装着すると、電力供給部13が使用者の眼前に位置するようになっている。なお、眼前に位置する電力供給部13は磁芯13aの内部が中空となっているため、バイザー11を装着し、電力供給部13が眼前に位置しても使用者の視界を妨げないようになっている。また、電力供給部13(1次コイル13b)は電源装置12に接続されており、電源装置12にて得られる電力を体内装置20へ送る役目を果たす。
【0008】
一方、体内装置20は、大別して基板23上に取り付けられた電力取得部22と視覚再生部30から構成されている。なお視覚再生部30は電力取得部22と電線21(図2参照)を介して電気的に接続されている。
【0009】
図2は体内装置20の外観を示した図である。
基板23は透光性を有する生体適合性の良い材料を使用しており、本実施の形態ではポリイミドを用いている。基板23は円板部分23aと長板部分23bとからなり、円板部分23aには電力取得部22が、長板部分23bの先端には視覚再生部30が取り付けられている。
【0010】
本実施形態における長板部分23bは、円板部分23aを虹彩裏側付近に置いたとき、先端に位置する視覚再生部30が眼の網膜に沿って黄斑部周辺に位置するだけの長さを有している。したがって電力取得部22が置かれる位置から視覚再生部30までの長さは20mm〜40mm程度が好ましく、さらに好ましくは25mm〜35mm程度である。
【0011】
また、電力取得部22は、図3(a)に示すように中心部に貫通孔が設けられ、中空となっているリング状の磁性体からなる磁芯22aと、磁芯22aの周囲に巻かれている2次コイル22bとからなっている。磁芯22aはフェライト等、一般に磁性体の材料として使用されているものを用いることができる。また、2次コイル22bとしては銅、金、白金等の一般的にコイル線として使用可能なものを用いることができる。
【0012】
また、本実施形態の眼内埋殖装置を体内撮像型の人工視覚システムに用いる場合、磁芯22aの開口部(中空部分)を瞳孔に位置させることにより、外光を磁芯22aの中空部分を通して眼底へ導くようにする。このため、磁芯22aの中空部分の開口径は瞳孔径と同じかそれよりも大きくしておくことが好ましく、例えば2mm〜7mm程度の開口径を有するようにしておけば良い。
【0013】
また、本実施形態の磁芯22aの中空部分には、水晶体の代わりとなる光学部材24(レンズ)が設置されており、眼前の所定距離だけ離れた位置にある物点の像を後述する視覚再生部30の受光面に結像させることができる。また、レンズ24は磁芯22aの中空部分に置くのみならず、磁芯22aの軸上であれば良い。例えば、磁芯22aの前側や後側に置くようにすることもできる。なお、体内装置20を眼内に設置した際に水晶体を取り除かない場合には、このレンズ24は設ける必要はない。
【0014】
また、図3(b)に示すように磁芯22aの片面(眼内に設置したときに虹彩側に位置する面であり、本実施の形態では基板23に接触する面)には虹彩の模様22cが施されている。本実施の形態では磁芯22aの表面に虹彩の模様を施すこととしているがこれに限るものではなく、虹彩周辺に置かれる眼内埋殖装置の一部に虹彩の模様を施すこともできる。例えば基板23の円板部分23aや磁芯22aを包埋する被覆表面に虹彩の模様を施すようにしても良い。
【0015】
図4(a)は体内装置20の基板23上に設置される視覚再生部30の概略構成を示し、図4(b)は視覚再生部30の側方から見たときの断面形状を示す概略図である。31は基板23上に設置される基台であり、基台31にはフォトダイオード等からなる受光素子32、刺激電極33、制御回路34等が設けられ、IC(Integration Circuit)の構成を有している。
【0016】
受光素子32は図2に示すように、電力取得部22が基板23上に設置される面と同じ側(図2の紙面側)に2次元アレイ状に多数設置されている。また、受光素子32の設置面と反対側の基台31の面(図2の紙面裏側)には、各受光素子32の各々に対応して刺激電極33が2次元アレイ状に多数設置されている。また、刺激電極33は基板23を貫いて外部に露出しており、眼内埋殖装置を患者眼の眼内に設置した際には、刺激電極33の先端は網膜に直接接触できるようになっている。なお、各受光素子32及び刺激電極33と制御回路34とは電線にて各々個別に接続されている(図4では便宜上、複数の受光素子及び刺激電極をまとめて制御回路34に接続した状態としている)。
【0017】
35は視覚再生部30を網膜上に固定保持させるためのタックである。タック35は針状の形状を有しており、基台31の四隅から刺激電極33が突き出ている方向へ、所定の長さだけ延びた状態で基台31に一体的に取り付けられている。タック35の長さは視覚再生部30の固定保持を行うためにタック35を網膜に突き刺し完全に差し込んだときに、その先端が脈絡膜又は強膜まで達するだけの長さを有している。このため、タック35を網膜を貫通して脈絡膜又は強膜まで差し込まれることにより、タック35の先端と刺激電極35との間に網膜が位置するようになっている。
【0018】
また、タック35はチタン、白金等の導電性を有する材質にて形成されているとともに、その先端と後部(図4(b)の斜線部分)を除いて絶縁性のコーティングが施されている。また、タック35の後部(絶縁されていない部分)は予め制御回路34と電気的に接続されている。タック35と刺激電極33とは電気的接続されることとなり、タック35は参照電極としての役目を果たすようになっている。
【0019】
本実施の形態では、タック35は予め基台31に固定的(一体的)に設けるものとしているが、これに限るものではなく、基台31には予めタックを通すための貫通孔のみを設けておくこともできる。このような場合には、例えば基台31に設けられた貫通孔にタック35を通した際にタック35後部と基台31とが接触する部分を導電性の材料にて被覆させておき、この被覆した部分と制御回路34とを電気的に接続させておく。一方、タックは先端と後部以外は絶縁しておき、タックを用いて基台31を網膜上に固定させたときに、タックの後部が導電性の材料で被覆された貫通孔の所定部分に接触するようにしておけば良い。
【0020】
また、図2に示す25は円板部分23aに設けられた開口部である。この開口部25は、円板部分23aを虹彩裏に設置した際に、虹彩の動的障害の影響がない場所に位置するように形成されている。この開口部25は体内装置20を眼内に設置した際に、円板部分23aを虹彩に縫合して眼内に固定する際に用いられる。
【0021】
なお、体内装置20は電力取得部22、視覚再生部30等を基板23に取り付けた後、ポリイミド等の生体適合性の良い材料にて体内装置20全体を被覆し、機械への体液等による接触を防ぐようにしておく。このとき電極33とタック35の先端部分は被覆させず、生体と直接接触できるようにしておく。
【0022】
以上のような構成を備える人工視覚システムにおいて、その動作について図5の制御系ブロック図を用いて説明する。
初めに患者眼E(使用者の眼)の水晶体を既知の白内障手術装置等によって乳化吸引し、取り除いておく。次に、患者眼Eの角膜耳側輪部から所定距離(例えば1.5mm程度)離れた部位の強膜を所定量程度切開することにより、挿入口を作成し、ここから体内装置20を眼内に挿入する。また、長板部分23bは網膜に沿って這わせて行き、黄斑部周辺の網膜上に視覚再生部30を位置させる。眼内における視覚再生部30の固定は、タック35を網膜に突き刺すことにより行う。タック35にて網膜を突き刺すと、タック35は網膜を貫いて、その先端は脈絡膜又は強膜に達し、これにより視覚再生部30は網膜上に固定保持される。
【0023】
一方、円板部分23a側は図5に示すように基板23が前側、電力取得部22が後側になるようにして円板部分23aを前眼部の虹彩裏側に置くとともに、磁芯22aの中空部を瞳孔に位置させる。磁芯22aの中空部を瞳孔に位置させた後、円板部分23aに設けられた開口部25に縫合糸を通し、虹彩と円板部分23aとを縫合することにより、円板部分23aを前眼部にて固定保持させることができる。また、開口部25は虹彩ではなく、毛様体周辺に縫合するようにしてもよい。毛様体周辺に縫合する場合には、円板部分23aの外周部分が毛様体溝に届くだけの径を有するとともに、形成される開口部25の位置を毛様体周辺での縫合に合わせた形成位置にしておく必要がある。本実施の形態では磁芯22aにコイル22bを巻きつけているため、空芯のコイルを使用するよりも電力の伝送効率が上がる。また、磁芯22aはその中心部に貫通孔が形成された中空の磁芯を用いているため孔の空いていない磁芯に比べ重量が軽く、眼内に設置し易い。また、磁芯22aの中空部分を瞳孔に位置させておくことにより、中空部分を通して外光を眼内に導くことができる。
【0024】
また、体内装置20を眼内に設置した場合、虹彩と基板23とが擦れて炎症等を引き起こす場合、基板23と接触する虹彩の一部を切除しておく。虹彩を切除することにより患者眼の外観を損なうが、本実施の形態では図3(b)に示すように磁芯22aの片面に虹彩模様22cを施しているため、虹彩が切除されても虹彩の裏側に人工的に虹彩を模擬した部分が残るため、患者眼の外観をできるだけ損なわないようにすることができる。また、本実施の形態では虹彩の裏側に電力取得部22を置くものとしているが、これに限るものではなく、例えば虹彩の表側(角膜と虹彩との間)の前眼部や水晶体嚢に瞳孔と磁芯22aの中空部分とを合わせて電力取得部22を置くようにすることもできる。
【0025】
一方、体外装置10においては、バイザー11を装着して電力供給部13を眼前に位置させておく。電源装置12から電力供給部13に電流が流れると、1次コイル13bと2次コイル22bとの間にて電磁誘導が発生し、これにより体内装置20に電力が供給されることとなる。
【0026】
また、外光は電力供給部13の開口部(磁芯13aの中空部)を通り、眼内に入射する。入射した外光は電力取得部22の開口部(磁芯22aの中空部)を通り、レンズ24を介して受光素子32の受光面に受光され、その信号は制御回路34に送られる。制御回路34では受け取った信号を基に視覚を得るために必要なパルス波形の電気信号に変換し、タック35と対応する刺激電極33との間に所定の電圧を印加する。タック35と対応する刺激電極33との間に電圧が印加されると、所定のパルス波形となった電流が刺激電極33から網膜を通り抜け、タック35の先端に達する。これにより双極細胞や網膜神経節細胞等の網膜を構成する細胞を電気刺激し、視覚の再生を行う。
【0027】
以上の実施形態では、体内撮像型の人工視覚システムを用いて説明したが、これに限るものではなく、体外撮像型の人工視覚システムにも適用することができる。この場合には体外装置10にCCDカメラ等の撮像手段と、撮像手段により得られた画像情報に対して所定の処理を行い、視覚再生のための刺激パルス用データ(制御信号)を得るための情報処理手段と、刺激パルス用データを体内装置20へ送信するための送信手段を備えておけばよい。また、体内装置20は磁芯22a内に設置されたレンズ24の代わりに刺激パルス用データを受信する受信手段を設けておけばよい。また、この送信手段及び受信手段は前述した電力供給部13と電力取得部22にて代用することも可能である。
【0028】
また、本実施の形態では磁芯22a内にレンズ24を設けたが、レンズ24を磁芯22aの軸方向に駆動させることにより、調節機能の追加することも可能である。図6は望遠機能を追加した例を示すブロック図である。ここで図5に示した構成部品と同様の機能を有するものは同符号を付し、説明は省略する。
【0029】
40は体外装置10に設けられたコントロール部である。コントロール部40はスイッチ40aが設けられており、このスイッチ40aを使用することにより体内装置20のレンズ24を駆動させ、所定距離離れた位置にある物点に焦点を合わせることができる。また、コントロール部40では電源装置12からの電力信号やスイッチ40aの信号をデジタル化し、電力供給手段13を用いて体内装置20側に電力情報及びレンズ駆動情報を送信することができる。
【0030】
また、体内装置20では磁芯22aの軸方向にレンズ24が移動可能なように取り付けられており、小型モータ41によりレンズ24は軸方向に前後駆動する。使用者はコントローラ40のスイッチ40aを使用すると、その信号はデジタル信号として電力供給部13から体内装置20へ送信される。電力情報及びレンズ駆動情報の送信は時分割的に行われ、送信された電力情報及びレンズ駆動情報は電力取得部22にて交互に受信され、制御回路34に送られる。制御回路34では受け取った電力情報を体内装置20を駆動させるための電力として使用する。また、制御回路34は受け取ったレンズ駆動情報を基に小型モータ41を駆動させ、レンズ24を駆動させる。このような操作により、使用者は任意の位置にある物点に自由に焦点を合わせることが可能となる。このような構成を用いることにより焦点合わせや望遠、広角機能を体内装置20に持たせることもできる。また、開口径を可変にできる機構を磁芯22aの前後や中空部分に置くことにより、光量調整等も行うことができる。
【0031】
さらに、このような調節機構は体外装置10側に置くようにしても良い。この場合には体外装置10側に焦点合わせや望遠、広角機能を持たせるための光学系を設置しておけば良い。
また、本実施の形態では磁芯の中空部を瞳孔位置に合わせるものとしているが、これに限るものではなく、瞳孔位置以外で外光の入射を阻害しない場所に置くことも可能である。このような場合、磁芯の中空部に外光を通すことはできないが、外光を磁芯にコイルを巻きつけることで電力供給効率を上げるとともに、磁芯を中空にさせることで磁芯の重量を減らすという点でメリットがある。
【0032】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば網膜上に設置された刺激電極からの刺激電流を網膜を構成する細胞に効率よく流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態における体内撮像型の人工視覚システムの概要を示す図である。
【図2】眼内埋殖装置(体内装置)の構成を示す図である。
【図3】電力取得部の構成を示す図である。
【図4】視覚再生部の構成を示す図である。
【図5】本実施形態における人工視覚システムの制御系を示すブロック図である。
【図6】眼内に調整機構を用いた場合の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 体外装置
12 電源装置
13 電力供給部
20 体内装置
22 電力取得部
23 基板
24 光学部材
30 視覚再生部
31 基台
32 受光素子
33 刺激電極
34 制御回路
35 タック
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intraocular implant device installed in the eye for visual reproduction.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as one of the blindness treatment techniques, research has been conducted on an artificial visual system in which an intraocular implant device having a stimulation electrode or the like is installed in the eye, and the cells that make up the retina are electrically stimulated to attempt visual reproduction. Yes. In such an artificial visual system, there are known a method of electrically stimulating the retina by installing a stimulation electrode between the retina and the choroid, and a method of electrically stimulating the retina by installing a stimulation electrode on the retina in the eye. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When a stimulating electrode is placed between the retina and the choroid, the corresponding reference electrode is placed in the vitreous, so that the retina is located between the stimulating electrode and the reference electrode, so that the stimulating current passes through the retina efficiently. It becomes. Similarly, when placing an electrode on the retina, it is desirable to place a reference electrode at a position (for example, the choroid or sclera) facing the stimulation electrode across the retina, but placing the reference electrode at such a position Is difficult. In addition, since the superiority of such electrode arrangement is not recognized, no attempt has been made to place the reference electrode through the retina when the stimulation electrode is installed on the retina.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be used to implant an intraocular implant that can efficiently flow a stimulation current from a stimulation electrode placed on the retina to cells constituting the retina using a simple configuration. It is a technical problem to provide a breeding apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) In an intraocular implant device that is placed in the eye to obtain the vision of a patient's eye, an electrode array having a plurality of electrodes that are placed on the retina and for performing electrical stimulation on cells constituting the retina A needle-like fixing means made of a conductive material and fixed to the retina by piercing from the retina toward the sclera, the fixing means serving as a reference electrode for the electrode array It is used.
(2) (1) In the intraocular Uma殖device, said securing means electrically to the rear of the fixing means and the electrode array with the exception that the tip and rear are covered with film having an insulating property It is connected.
(3) In the intraocular implant device of (2), the fixing means is formed integrally with a base on which the electrode array is formed.
(4) The intraocular implant device according to (2) has a base for forming the electrode array, an opening for passing the fixing means on the base, and the fixing to the opening. A connecting means for electrically connecting the electrode array and the fixing means is formed at a place where the fixing means comes into contact with the base when the means is passed.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an in-vivo imaging type artificial vision system using an intraocular implant device used in the present embodiment.
The artificial vision system used in this embodiment is roughly divided into an extracorporeal device 10 placed outside the body and an in-vivo device (intraocular implantation device) 20 placed in the eye. The extracorporeal device 10 includes a visor 11 and a power supply device 12 that can be worn and used by a user (blind person) like glasses. The visor 11 is provided with a power supply unit 13 for supplying power to the in-vivo device 20. The power supply unit 13 includes a magnetic core 13a that is hollow inside, and a primary coil 13b that is wound around the magnetic core 13a. As the magnetic core 13a, a material such as ferrite, which is generally used as a magnetic material, can be used. The primary coil 13 may be made of a material that can generally be used as a coil wire, such as copper, gold, or platinum.
[0007]
When the user wears the visor 11, the power supply unit 13 is positioned in front of the user's eyes. Since the power supply unit 13 located in front of the eye has a hollow inside of the magnetic core 13a, the visor 11 is attached so that the user's view is not obstructed even if the power supply unit 13 is located in front of the eye. It has become. In addition, the power supply unit 13 (primary coil 13b) is connected to the power supply device 12, and serves to send the power obtained by the power supply device 12 to the in-vivo device 20.
[0008]
On the other hand, the intracorporeal device 20 is roughly composed of a power acquisition unit 22 and a visual reproduction unit 30 that are mounted on a substrate 23. The visual reproduction unit 30 is electrically connected to the power acquisition unit 22 via the electric wire 21 (see FIG. 2).
[0009]
FIG. 2 is a view showing the appearance of the in-vivo device 20.
The substrate 23 uses a light-transmitting material with good biocompatibility, and polyimide is used in this embodiment. The substrate 23 is composed of a disc portion 23a and a long plate portion 23b. A power acquisition unit 22 is attached to the disc portion 23a, and a visual reproduction unit 30 is attached to the tip of the long plate portion 23b.
[0010]
The long plate portion 23b in this embodiment has a length that allows the visual reproduction unit 30 located at the tip to be positioned around the macular portion along the retina of the eye when the disc portion 23a is placed near the back of the iris. is doing. Therefore, the length from the position where the power acquisition unit 22 is placed to the visual reproduction unit 30 is preferably about 20 mm to 40 mm, and more preferably about 25 mm to 35 mm.
[0011]
As shown in FIG. 3A, the power acquisition unit 22 is provided with a through hole in the center, and is wound around a magnetic core 22a made of a ring-shaped magnetic body that is hollow. Secondary coil 22b. As the magnetic core 22a, a material such as ferrite that is generally used as a magnetic material can be used. Further, as the secondary coil 22b, one that can be generally used as a coil wire, such as copper, gold, or platinum, can be used.
[0012]
Further, when the intraocular implant device of the present embodiment is used in an in-vivo imaging type artificial visual system, the opening (hollow part) of the magnetic core 22a is positioned in the pupil so that external light can be transmitted to the hollow part of the magnetic core 22a. Through to the fundus. For this reason, it is preferable that the opening diameter of the hollow portion of the magnetic core 22a is equal to or larger than the pupil diameter. For example, the opening diameter may be about 2 mm to 7 mm.
[0013]
In addition, an optical member 24 (lens) instead of a crystalline lens is installed in the hollow portion of the magnetic core 22a of the present embodiment, and an image of an object point located at a predetermined distance in front of the eyes is described later. An image can be formed on the light receiving surface of the reproducing unit 30. Further, the lens 24 is not limited to be placed in the hollow portion of the magnetic core 22a, but may be on the axis of the magnetic core 22a. For example, it can be placed on the front side or the rear side of the magnetic core 22a. If the lens is not removed when the intracorporeal device 20 is placed in the eye, the lens 24 need not be provided.
[0014]
Further, as shown in FIG. 3 (b), an iris pattern is formed on one surface of the magnetic core 22a (a surface located on the iris side when installed in the eye and in contact with the substrate 23 in the present embodiment). 22c is applied. In the present embodiment, an iris pattern is applied to the surface of the magnetic core 22a. However, the present invention is not limited to this, and an iris pattern can also be applied to a part of the intraocular implant device placed around the iris. For example, an iris pattern may be formed on the surface of the substrate 23 in which the disk portion 23a and the magnetic core 22a are embedded.
[0015]
4A shows a schematic configuration of the visual reproduction unit 30 installed on the substrate 23 of the intracorporeal device 20, and FIG. 4B shows a schematic diagram showing a cross-sectional shape when viewed from the side of the visual reproduction unit 30. FIG. Reference numeral 31 denotes a base installed on the substrate 23. The base 31 is provided with a light receiving element 32 such as a photodiode, a stimulation electrode 33, a control circuit 34, etc., and has an IC (Integration Circuit) configuration. ing.
[0016]
As shown in FIG. 2, a large number of light receiving elements 32 are arranged in a two-dimensional array on the same side (the paper surface side in FIG. 2) as the surface on which the power acquisition unit 22 is installed on the substrate 23. In addition, on the surface of the base 31 opposite to the installation surface of the light receiving elements 32 (the back side of the paper in FIG. 2), a number of stimulation electrodes 33 are installed in a two-dimensional array corresponding to each of the light receiving elements 32. Yes. Further, the stimulation electrode 33 is exposed to the outside through the substrate 23, and when the intraocular implantation device is installed in the eye of the patient's eye, the tip of the stimulation electrode 33 can directly contact the retina. ing. The light receiving elements 32 and the stimulation electrodes 33 and the control circuit 34 are individually connected by electric wires (in FIG. 4, for the sake of convenience, a plurality of light receiving elements and stimulation electrodes are collectively connected to the control circuit 34. )
[0017]
Reference numeral 35 denotes a tack for fixing and holding the visual reproduction unit 30 on the retina. The tack 35 has a needle-like shape, and is integrally attached to the base 31 in a state of extending a predetermined length in the direction in which the stimulation electrode 33 protrudes from the four corners of the base 31. The length of the tack 35 is long enough to reach the choroid or sclera when the tack 35 is inserted into the retina and completely inserted in order to fix and hold the visual reproduction unit 30. For this reason, by inserting the tack 35 through the retina to the choroid or sclera, the retina is positioned between the tip of the tack 35 and the stimulation electrode 35.
[0018]
The tack 35 is made of a conductive material such as titanium or platinum, and is coated with an insulating coating except for its front end and rear portion (shaded portion in FIG. 4B). Further, the rear portion (the portion that is not insulated) of the tack 35 is electrically connected to the control circuit 34 in advance. The tack 35 and the stimulation electrode 33 are electrically connected, and the tack 35 serves as a reference electrode.
[0019]
In the present embodiment, the tack 35 is provided in advance (fixed) on the base 31 in a fixed manner. However, the present invention is not limited to this, and the base 31 is provided with only a through hole for passing the tack in advance. You can also keep it. In such a case, for example, when the tack 35 is passed through a through hole provided in the base 31, a portion where the rear portion of the tack 35 and the base 31 come into contact with each other is covered with a conductive material. The covered portion and the control circuit 34 are electrically connected. On the other hand, the tuck is insulated except for the tip and the rear, and when the base 31 is fixed on the retina using the tack, the back of the tuck contacts a predetermined portion of the through-hole covered with a conductive material. You should do it.
[0020]
Further, 25 shown in FIG. 2 is an opening provided in the disc portion 23a. The opening 25 is formed so as to be located at a place where there is no influence of the dynamic disturbance of the iris when the disc portion 23a is installed on the back of the iris. The opening 25 is used when the intracorporeal device 20 is installed in the eye and the disk portion 23a is sewn to the iris and fixed in the eye.
[0021]
In addition, after attaching the electric power acquisition part 22, the visual reproduction | regeneration part 30, etc. to the board | substrate 23, the internal body apparatus 20 coat | covers the whole internal body apparatus 20 with a biocompatible material, such as a polyimide, and contacts with a bodily fluid etc. to a machine. Try to prevent. At this time, the electrode 33 and the tip portion of the tack 35 are not covered, but are allowed to come into direct contact with the living body.
[0022]
The operation of the artificial vision system having the above configuration will be described with reference to the control system block diagram of FIG.
First, the lens of the patient's eye E (user's eye) is emulsified and aspirated by a known cataract surgical device or the like and removed. Next, a predetermined amount of incision is made in the sclera at a position away from the corneal ear side ring portion of the patient's eye E by a predetermined amount to create an insertion opening, from which the intracorporeal device 20 is inserted into the eye. Insert inside. Further, the long plate portion 23b is turned along the retina, and the visual reproduction unit 30 is positioned on the retina around the macula. The visual reproduction unit 30 is fixed in the eye by inserting the tack 35 into the retina. When the retina is pierced with the tack 35, the tack 35 penetrates the retina and the tip thereof reaches the choroid or sclera, whereby the visual reproduction unit 30 is fixedly held on the retina.
[0023]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the disk portion 23a is placed on the back side of the iris of the anterior eye portion so that the substrate 23 is on the front side and the power acquisition unit 22 is on the rear side, as shown in FIG. The hollow part is located in the pupil. After the hollow portion of the magnetic core 22a is positioned in the pupil, a suture thread is passed through the opening 25 provided in the disc portion 23a, and the iris and the disc portion 23a are sewn together, so that the disc portion 23a is moved forward. It can be fixed and held at the eye. Further, the opening 25 may be sewn around the ciliary body instead of the iris. When sewing around the ciliary body, the outer peripheral portion of the disc portion 23a has a diameter that can reach the ciliary groove, and the position of the opening 25 to be formed is matched with the sewing around the ciliary body. It is necessary to keep the formation position. In this embodiment, since the coil 22b is wound around the magnetic core 22a, the power transmission efficiency is higher than when an air-core coil is used. Further, since the magnetic core 22a uses a hollow magnetic core having a through-hole formed at the center thereof, the magnetic core 22a is light in weight as compared with a magnetic core having no hole and is easy to install in the eye. Further, by positioning the hollow portion of the magnetic core 22a in the pupil, external light can be guided into the eye through the hollow portion.
[0024]
Further, when the intracorporeal device 20 is placed in the eye, when the iris and the substrate 23 are rubbed to cause inflammation or the like, a part of the iris that contacts the substrate 23 is excised. Although the appearance of the patient's eye is impaired by removing the iris, in this embodiment, as shown in FIG. 3B, the iris pattern 22c is applied to one side of the magnetic core 22a. Since an artificially simulating portion of the iris remains on the back side, the appearance of the patient's eye can be kept as small as possible. In the present embodiment, the power acquisition unit 22 is placed on the back side of the iris. However, the present invention is not limited to this. For example, the pupil is placed on the front side of the iris (between the cornea and the iris) or the lens capsule. And the hollow portion of the magnetic core 22a can be put together to place the power acquisition unit 22.
[0025]
On the other hand, in the extracorporeal device 10, the visor 11 is worn and the power supply unit 13 is positioned in front of the eyes. When a current flows from the power supply device 12 to the power supply unit 13, electromagnetic induction occurs between the primary coil 13 b and the secondary coil 22 b, thereby supplying power to the in-vivo device 20.
[0026]
In addition, external light passes through the opening of the power supply unit 13 (the hollow part of the magnetic core 13a) and enters the eye. The incident external light passes through the opening of the power acquisition unit 22 (hollow part of the magnetic core 22 a), is received by the light receiving surface of the light receiving element 32 through the lens 24, and the signal is sent to the control circuit 34. The control circuit 34 converts the received signal into an electric signal having a pulse waveform necessary for obtaining vision based on the received signal, and applies a predetermined voltage between the tack 35 and the corresponding stimulation electrode 33. When a voltage is applied between the tack 35 and the corresponding stimulation electrode 33, a current having a predetermined pulse waveform passes through the retina from the stimulation electrode 33 and reaches the tip of the tack 35. As a result, the cells constituting the retina, such as bipolar cells and retinal ganglion cells, are electrically stimulated to reproduce vision.
[0027]
In the above embodiment, the in-vivo imaging type artificial vision system has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to an extracorporeal imaging type artificial vision system. In this case, imaging means such as a CCD camera and the image information obtained by the imaging means are processed in the extracorporeal device 10 to obtain stimulation pulse data (control signal) for visual reproduction. Information processing means and transmission means for transmitting stimulation pulse data to the in-vivo device 20 may be provided. The intracorporeal device 20 may be provided with receiving means for receiving stimulation pulse data instead of the lens 24 installed in the magnetic core 22a. In addition, the transmission unit and the reception unit can be replaced by the power supply unit 13 and the power acquisition unit 22 described above.
[0028]
In this embodiment, the lens 24 is provided in the magnetic core 22a. However, it is possible to add an adjustment function by driving the lens 24 in the axial direction of the magnetic core 22a. FIG. 6 is a block diagram showing an example in which a telephoto function is added. Here, components having functions similar to those of the components shown in FIG.
[0029]
Reference numeral 40 denotes a control unit provided in the extracorporeal device 10. The control unit 40 is provided with a switch 40a. By using the switch 40a, the lens 24 of the in-vivo device 20 can be driven to focus on an object point located at a predetermined distance. Further, the control unit 40 can digitize the power signal from the power supply device 12 and the signal of the switch 40a, and transmit power information and lens drive information to the in-vivo device 20 side using the power supply means 13.
[0030]
In the intracorporeal device 20, the lens 24 is attached so as to be movable in the axial direction of the magnetic core 22 a, and the lens 24 is driven back and forth in the axial direction by a small motor 41. When the user uses the switch 40a of the controller 40, the signal is transmitted as a digital signal from the power supply unit 13 to the in-vivo device 20. Transmission of power information and lens drive information is performed in a time-sharing manner, and the transmitted power information and lens drive information are alternately received by the power acquisition unit 22 and sent to the control circuit 34. The control circuit 34 uses the received power information as power for driving the in-vivo device 20. Further, the control circuit 34 drives the small motor 41 based on the received lens drive information, and drives the lens 24. By such an operation, the user can freely focus on an object point at an arbitrary position. By using such a configuration, the in-vivo device 20 can be provided with focusing, telephoto, and wide-angle functions. In addition, by adjusting a mechanism capable of changing the opening diameter before and after the magnetic core 22a or in a hollow portion, the light amount can be adjusted.
[0031]
Further, such an adjustment mechanism may be placed on the external device 10 side. In this case, an optical system for providing focusing, telephoto, and wide-angle functions may be installed on the extracorporeal device 10 side.
In this embodiment, the hollow portion of the magnetic core is adjusted to the pupil position. However, the present invention is not limited to this, and it can be placed in a place other than the pupil position where incidence of external light is not hindered. In such a case, external light cannot pass through the hollow portion of the magnetic core, but the power supply efficiency is improved by winding the coil around the magnetic core with the external light, and the magnetic core is made hollow by making the magnetic core hollow. There is an advantage in terms of reducing weight.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the stimulation current from the stimulation electrode placed on the retina can be efficiently flowed to the cells constituting the retina.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an in-vivo imaging type artificial vision system in the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an intraocular implant device (internal device).
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a power acquisition unit.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a visual reproduction unit.
FIG. 5 is a block diagram showing a control system of the artificial vision system in the present embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration when an adjustment mechanism is used in the eye.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Extracorporeal device 12 Power supply device 13 Power supply part 20 In-vivo apparatus 22 Power acquisition part 23 Substrate 24 Optical member 30 Visual reproduction part 31 Base 32 Light receiving element 33 Stimulation electrode 34 Control circuit 35 Tack

Claims (4)

患者眼の視覚を得るために眼内に置かれる眼内埋殖装置において、網膜上に設置され網膜を構成する細胞に対して電気刺激を行うための複数の電極を有する電極アレイと、導電性を有する材質からなり網膜から強膜に向かって突き刺すことにより前記電極アレイを網膜上に固定保持する針状の固定手段と、を有し、該固定手段は前記電極アレイに対する参照電極として使用されることを特徴とする眼内埋殖装置。In an intraocular implant device that is placed in the eye to obtain vision of a patient's eye, an electrode array having a plurality of electrodes that are placed on the retina and performs electrical stimulation on cells constituting the retina, and conductivity anda needle-like fixing means for fixing and holding on the retina of the electrode array by piercing against the sclera from the retina becomes a material having, in the fixing device is used as a reference electrode to said electrode array An intraocular implant device characterized by that. 請求項1の眼内埋殖装置において前記固定手段はその先端と後部以外は絶縁性を有する被膜にて覆われているとともに前記電極アレイと前記固定手段の後部とは電気的に接続されていることを特徴とする眼内埋殖装置。 In intraocular Uma殖apparatus of claim 1, wherein the fixing means except the tip and the rear are electrically connected to the rear portion of the fixing means and the electrode array with are covered with film having an insulating property An intraocular implant device characterized by comprising: 請求項2の眼内埋殖装置において、前記固定手段は前記電極アレイが形成されている基台に一体的に形成されていることを特徴とする眼内埋殖装置。  3. The intraocular implant device according to claim 2, wherein the fixing means is formed integrally with a base on which the electrode array is formed. 請求項2の眼内埋殖装置は、前記電極アレイを形成するための基台を有し、該基台には前記固定手段を通すための開口部と、該開口部に前記固定手段を通した際に固定手段が前記基台と接触する場所には前記電極アレイと固定手段とを電気的に接続させるための接続手段が形成されていることを特徴とする眼内埋殖装置。  The intraocular implant device according to claim 2 has a base for forming the electrode array, an opening for passing the fixing means through the base, and the fixing means through the opening. A connecting means for electrically connecting the electrode array and the fixing means is formed at a place where the fixing means comes into contact with the base at this time.
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