可植入的视觉假体制造技术

一种医用器械技术领域的可植入的视觉假体。本发明专利技术包括：可植入眼眶内的微摄像义眼和针式微电极阵列。所述可植入眼眶内的微摄像义眼包括：太阳能电池板或充电装置，微光学透镜组，光电转换器件，信号处理与转换单元，义眼座，义眼片。太阳能电池板或充电装置、微光学透镜组、光电转换器件和信号处理与转换单元封装成义眼座，信号转换与处理单元置于义眼座外；微摄像义眼植入眼眶内。所述针式微电极阵列包含基底，微电极，内导线，接口座，固定孔，导线和固定板。固定板固定于颅骨上，微电极通过颅骨上的钻孔进入视皮层。视觉电信号通过经皮导线传导到微电极阵列。本发明专利技术有利于视野空间的定位，能提高视觉假体的空间分辨率，使视觉假体更加有效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医用器械
的装置，具体是一种能够使盲人部分复明的可植入的视觉假体。
技术介绍
人的视觉系统是通过眼光学系统对外界物体的成像、视觉神经系统对图像信息的处理以及视觉中枢对视觉信息的再处理获得视觉感知。但有一些疾病，如视网膜色素变形、老年性黄斑变性以及外伤所导致的眼部损伤，往往会导致视觉功能的丧失，且目前无法通过常规的药物或手术治疗方法恢复视觉功能。其实，在视觉通道上任何组成部分的功能缺失，都将造成整个视觉系统的功能丧失。根据视觉系统的工作原理进行仿生，把外界物体的图像信息通过处理和变换，形成视觉信息，然后通过微刺激电极阵列所形成的神经接口，把视觉信息传递到视觉中枢，从而形成一种光幻视。这种装置称为视觉假体。利用在视觉系统相应部位植入视觉假体，有望使上述不可治愈性眼病患者恢复部分视觉功能。目前有通过直接刺激视网膜神经节细胞的方法产生光幻视，但这种方法无法弥补视神经损伤引起的视觉障碍，对残存的视网膜的损伤也是不容忽视，另外，这种方法还有视野小效率低等缺点；有的方法是通过体外的摄像系统获得外界图像信号，经处理后产生视觉神经信号刺激视神经或视皮层，这种方法的缺点是外置摄像机的视野范围相对有限，也会影响美观，同时由于电极密度和范围不可能太大，降低了视野范围和空间分辨率。另外，手术潜在的危险因素也较大，给患者造成心理压力。经对现有技术的文献检索发现，美国专利号为US6658299B1，发布日期为2003年12月2日，名为“ARTIFICIAL SYSTEM FOR VISION AND THE LIKE”(“视觉和相当器官的人工系统”)的专利文献自述为：“一种视觉或类似器官的人工系统对物体成像并产生相应信号传递给患者的神经系统，使患者产生光幻视，该系统传递-->人工信号的有效性通过把照相机产生信号的亮暗对应部分转换成实际感觉产生信号的暗亮对应部分得到加强。其它的加强包括产生所视物体边缘相对较亮的信号，信号由多路器对某一局部产生脉冲序列。另外，该专利技术还包括给患者提供使感觉，如亮度周期性变化的定位器，变化周期对应于所视物体的远近距离，以及提供了可调节的信号放大器来产生可控的调焦效果”。该专利技术采用在外置眼镜上安放摄像系统的方法来采集图像信号，并需要通过外置计算机系统对图像信号进行解码和视觉信号的编码。这种方法不仅在功能上限制了视觉假体的视野范围，置于患者脸部的笨重及不美观的外置摄像系统和置于腰部的计算机系统大大降低了视觉假体被患者的可接受程度。另外，其单刺激电极阵列的设计和刺激方案也不利于充分利用视觉皮层的有效区域，使可视范围变小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够使盲人部分复明的可植入的视觉假体。使其既有利于视野空间的定位，又能提高视觉假体的空间分辨率，使视觉假体更加有效。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括：可植入眼眶内的微摄像义眼和针式微电极阵列。所述可植入眼眶内的微摄像义眼将物体进行成像并将图像信号转换成电信号，电信号经编码成视觉刺激信号后传递给针式微电极阵列对视皮层进行刺激。所述可植入眼眶内的微摄像义眼包括：义眼片、微光学透镜组、太阳能电池板或充电装置、光电转换器件、信号处理与转换单元、义眼座，所述微光学透镜组固定于太阳能电池板内孔上，所述光电转换器件位于微光学透镜组的后方焦点上，对微光学透镜组所成的图像进行光电转换；所述信号处理与转换单元为一微型计算机，对所述光电转换器件所生成的电信号进一步处理，并生成双相视觉电刺激信号；所述信号处理与转换单元封装于义眼座内，或置于义眼座外；所述义眼座为一封装物体，外形为球冠状，对所述微光学透镜组、太阳能电池板、光电转换器件和信号处理与转换单元进行固定和封装；义眼座最前边是平面形状，所述太阳能电池板固定其上，义眼片覆盖在义眼座的前方。所述针式微电极阵列包含微电极、固定板、固定孔、基底、内导线、接口座和-->导线，所述微电极为一针式电极，焊接于所述基底表面，各电极接口之间互相绝缘，所述基底下方固定于固定板上；所述内导线连接所述微电极和接口座，所述内导线分布于所述基底的表面；所述接口座是一电缆转换口，位于固定板表面，分别连接内导线和导线；所述导线连接所述信号处理与转换单元和接口座，视觉刺激电信号经所述导线传输到所述接口座，经所述接口座转换到所述内导线，进一步传输到所述微电极。本专利技术的工作过程和工作原理是：可植入眼眶的微摄像义眼通过对外界物体成像并通过光电转换器件转换成电信号，电信号再通过信号处理与转换单元生成双相视觉电信号，然后通过经皮导线传输到接口座，进一步通过内导线传输到微电极以刺激视觉皮层，从而产生光幻视。接口座板通过骨钉固定于颅骨相应位置。微电极通过在颅骨上钻孔穿入而进入并刺激视觉皮层。微电极阵列可以一个或一个以上分布于视觉皮层，以增加视野范围和空间分辨率。本专利技术的有益效果是：本专利技术将微摄像系统封装成义眼并植入眼眶的方法以及通过颅骨钻孔的方法引入电极的设计，可以避免体外安装摄像头和信号处理计算机；针式电极阵列通过固定板固定于颅骨上，微电极穿过在颅骨上钻孔穿入视觉皮层，避免了开颅手术，大大减轻了患者的心理压力；针式微电极阵列固定于颅骨上，增加了稳定性，由于柔软的基底使微电极具有随脑组织微移的功能，增加了微电极的相容性；微电极阵列可以一个或一个以上分布于视觉皮层，视野空间容易定位，增加了视野范围，同时增加了视觉假体的空间分辨率，提高电刺激的效率。附图说明图1是本专利技术信号处理与转换单元封装于义眼座内的结构示意图。图2是本专利技术信号处理与转换单元外置于义眼座外的结构示意图。图3是本专利技术采用太阳能电池板的可植入眼眶内的微摄像义眼结构示意图。图4是本专利技术采用充电装置的可植入眼眶内的微摄像义眼结构示意图。图5是本专利技术针式微电极阵列的侧视结构图。图6是本专利技术针式微电极阵列的俯视结构图。图7是本专利技术基底上内导线的分布图。图8是本专利技术针式微电极阵列在视觉皮层上的分布示意图。-->具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1、图2所示，本实施例包括：可植入眼眶内的微摄像义眼1和针式微电极阵列10。所述可植入眼眶内的微摄像义眼1将物体进行成像并将图像信号转换成电信号，电信号经编码成视觉刺激信号后传递给针式微电极阵列10对视皮层进行刺激。所述可植入眼眶内的微摄像义眼1包括：义眼片2、微光学透镜组3、太阳能电池板4或充电装置16、光电转换器件5、信号处理与转换单元6、义眼座7，微光学透镜组3对外界物体成像并通过光电转换器件5将光学图像信号转换成对应的电信号，所生成的电信号再通过信号处理与转换单元6进行编码，生成视觉刺激信号以刺激视皮层。所述微光学透镜组3固定于太阳能电池板4内孔上；所述光电转换器件5位于微光学透镜组3的后方焦点上；对微光学透镜组3所成的图像进行光电转换；所述信号处理与转换单元6为一微型计算机，对所述光电转换器件5所生成的电信号进一步处理，并生成双相视觉电刺激信号，所述信号处理与转换单元6可封装于义眼座7内，也可以置于义眼座7外。义眼座7为一封装物体，外形为球冠状，对所述微光学透镜组3，太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可植入的视觉假体，包括：可植入眼眶内的微摄像义眼和针式微电极阵列，可植入眼眶内的微摄像义眼将物体进行成像并将图像信号转换成电信号，电信号经编码成视觉刺激信号后传递给针式微电极阵列对视皮层进行刺激，其特征在于：所述的可植入眼眶内的 微摄像义眼包括：义眼片、微光学透镜组、太阳能电池板或充电装置、光电转换器件、信号处理与转换单元、义眼座，微光学透镜组固定于太阳能电池板内孔上，光电转换器件位于微光学透镜组的后方焦点上，对微光学透镜组所成的图像进行光电转换，信号处理与转换单元对光电转换器件所生成的电信号进一步处理，并生成双相视觉电刺激信号；信号处理与转换单元封装于所述义眼座内，或置于所述义眼座外，义眼座对微光学透镜组、太阳能电池板、光电转换器件和信号处理与转换单元进行固定和封装，太阳能电池板固定在义眼座最前边，义眼片覆盖在所述义眼座的前方；所述的针式微电极阵列包含微电极、固定板、固定孔、基底、内导线、接口座和导线，微电极焊接于基底表面，各电极接口之间互相绝缘，基底下方固定于固定板上，内导线连接微电极和接口座，内导线分布于基底的表面，接口座 位于固定板表面，分别连接内导线和导线，导线连接所述信号处理与转换单元和接口座，视觉刺激电信号经导线传输到接口座，经接口座转换到内导线，进一步传输到微电极。...

【技术特征摘要】
1、一种可植入的视觉假体，包括：可植入眼眶内的微摄像义眼和针式微电极阵列，可植入眼眶内的微摄像义眼将物体进行成像并将图像信号转换成电信号，电信号经编码成视觉刺激信号后传递给针式微电极阵列对视皮层进行刺激，其特征在于：所述的可植入眼眶内的微摄像义眼包括：义眼片、微光学透镜组、太阳能电池板或充电装置、光电转换器件、信号处理与转换单元、义眼座，微光学透镜组固定于太阳能电池板内孔上，光电转换器件位于微光学透镜组的后方焦点上，对微光学透镜组所成的图像进行光电转换，信号处理与转换单元对光电转换器件所生成的电信号进一步处理，并生成双相视觉电刺激信号；信号处理与转换单元封装于所述义眼座内，或置于所述义眼座外，义眼座对微光学透镜组、太阳能电池板、光电转换器件和信号处理与转换单元进行固定和封装，太阳能电池板固定在义眼座最前边，义眼片覆盖在所述义眼座的前方；所述的针式微电极阵列包含微电极、固定板、固定孔、基底、内导线、接口座和导线，微电极焊接于基底表面，各电极接口之间互相绝缘，基底下方固定于固定板上，内导线连接微电极和接口座，内导线分布于基底的表面，接口座位于固定板表面，分别连接内导线和导线，导线连接所述信号处理与转换单元和接口座，视觉刺激电信号经导线传输到接口座，经接口座转换到内导线，进一步传输到微电极。2、根据权利要求1所述的可植入的视觉假体，其特征是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：任秋实，周传清，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]