JP2009082496A - 視覚再生補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期埋植の耐久性が向上されると共に、電気刺激を好適に行うことのできる視覚再生補助装置を提供すること。
【解決手段】 所定の基板に形成された複数の導線の先端に各々形成される電極と、患者の視覚を形成する視覚神経系を構成する細胞又は組織を電気刺激するために前記導線を介して前記電極から電気刺激パルス信号を出力させる制御手段と、を備える視覚再生補助装置において、前記電極は、前記導線の先端に接続され前記基板上に凸状に形成される第１電極と、該第１電極の径よりも大きな第２電極であって，前記第１電極の先端部に接合される第２電極とからなること。
【選択図】 図３

Description

本発明は患者の視覚を再生するための視覚再生補助装置に関する。

近年、失明治療技術の一つとして、複数の電極が形成された基板を有する体内装置を体内に埋植し、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視覚再生補助装置の研究がされている。このような視覚再生補助装置は、例えば、体外装置を用いて撮像された映像を所定の信号に変換して体内に設置された体内装置に送信し、電極から刺激パルス信号を出力して網膜を構成する細胞を電気刺激することにより、視覚の再生を試みる装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３０５９０号公報

このような装置では、体内への長期埋植に耐える耐久性と、好適に網膜を構成する細胞を電気刺激できる性能を備える電極が必要とされる。特許文献１の装置では、通常、電極が薄膜形成法により作製されるため、電極に厚みを持たせることが難しく、電極の表面積を広げることが困難である。この結果、出力可能な電流量が制限され好適に電気刺激を行い難いという問題があった。

上記従来技術の問題点に鑑み、長期埋植の耐久性が向上されると共に、電気刺激を好適に行うことのできる視覚再生補助装置を提供することを技術課題とする。

上記技術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） 所定の基板に形成された複数の導線の先端に各々形成される電極と、患者の視覚を形成する視覚神経系を構成する細胞又は組織を電気刺激するために前記導線を介して前記電極から電気刺激パルス信号を出力させる制御手段と、を備える視覚再生補助装置において、前記電極は、前記導線の先端に接続され前記基板上に凸状に形成される第１電極と、該第１電極の径よりも大きな第２電極であって，前記第１電極の先端部に接合される第２電極とからなることを特徴とする。
（２） （１）の視覚再生補助装置において、前記第２電極は、前記第１電極の少なくとも先端と嵌合するための凹部又は貫通孔が形成されており、前記第１電極に第２電極をを嵌合させた状態でかしめることにより一の電極として一体化されていることを特徴とする。
（３） （１）の視覚再生補助装置において、前記第２電極は、前記第１電極の先端部にかしめられることにより、前記第１電極と前記第２電極とで前記基板を挟持することを特徴とする。
（４） （１）の視覚再生補助装置において、前記第１電極は前記フレキシブル基板を貫通する柱状部材と、該柱状部材の基部に形成される基台であって，前記基板から前記第１電極が脱落することを防ぐ程度の大きさに形成された基台と、からなることを特徴とする。
（５） （１）の視覚再生補助装置において、前記導線は、生体適合性を有すると共に絶縁性を有する素材にて被覆されていることを特徴とする。
（６） （１）の視覚再生補助装置において、前記基板は、前記第１電極の先端部が貫通される貫通孔を有する第１基板と、前記第１電極を前記第１基板とで挟持する第２基板とで構成されることを特徴とする。
（７） （６）の視覚再生補助装置において、前記導線は、生体適合性を有すると共に絶縁性を有する素材にて被覆されており、該導線は、前記第１電極の先端に接続されると共に、第１基板と第２基板とで挟持されることを特徴とする。

本発明によれば、長期埋植の耐久性が向上されると共に、電気刺激を好適に行うことができる。

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は視覚再生補助装置の外観を示した概略図、図２は視覚再生補助装置における体内装置を示す図である。

視覚再生補助装置１は、図１及び図２に示すように、外界を撮影するための体外装置１０と、網膜を構成する細胞に電気刺激を与え視覚の再生を促す体内装置２０とからなる。体外装置１０は、患者が掛けるバイザ１１と、バイザ１１に取り付けられるＣＣＤカメラ等からなる撮影装置１２と、外部デバイス１３、一次コイルからなる送信手段１４等にて構成されている。

外部デバイス１３には、ＣＰＵ等の演算処理回路を有するデータ変調手段１３ａ、視覚再生補助装置１（体外装置１０及び体内装置２０）の電力供給を行うためのバッテリ１３ｂが設けられている。データ変調手段１３ａは、撮影装置１２にて撮影した被写体像を画像処理し、さらに得られた画像処理後のデータを、視覚を再生するための電気刺激パルス用データに変換する処理を行う。送信手段１４は、データ変調手段１３ａにて変換された電気刺激パルス用データ及び後述する体内装置２０を駆動させるための電力を所定の信号、本実施形態では、電磁波として体内装置２０側に伝送（無線送信）する。この電磁波には、電気刺激パルス用データと電力が重畳されている。また、送信手段１４の中心には図示なき磁石が取り付けられている。磁石は後述する受信手段３１との位置固定に使用される。

バイザ１１は眼鏡形状を有しており、図１に示すように、患者の眼前に装着して使用することができるようになっている。また、撮影装置１２はバイザ１１の前面に取り付けてあり、患者に視認させる被写体を撮影することができる。

次に、体内装置２０の構成を説明する。図２（ａ）は、体内装置２０の外観を示し、図２（ｂ）は刺激部４０の断面を示した図である。体内装置２０は、大別して体外装置１０から送信される電気刺激パルス信号用データや電力を電磁波にて受け取る受信部（受信ユニット）３０と、網膜を構成する細胞を電気刺激する刺激部（刺激ユニット）４０により構成される。受信部３０には、体外装置１０からの電磁波を受信する２次コイルからなる受信手段３１や、制御部３２が設けられている。制御部３２は、受信手段３１にて受信された電気刺激パルス用データと電力とを分けるとともに、電気刺激パルス用データを基に、視覚を得るための電気刺激パルス信号と、電気刺激パルス信号と対応する（電気刺激パルス信号を出力させる）電極を指定する電極指定信号等を含む制御信号とに変換し、刺激部４０へ送信するための役割を有している。

これら受信手段３１や制御部３２は、基板３３上に形成されている。なお、受信部３０には送信手段１４を位置固定させるための図示なき磁石が設けられている。対向電極（帰還電極）３４はそれぞれの電極４４の対向して配置され、効率的に細胞等を電気刺激するための部材である。

また、刺激部４０は、電気刺激パルス信号を出力する複数の電極４４、刺激制御部４２（制御手段）、これらを設置する基板４３を含む。各電極４４は、後述する作製方法（接続形態）にて各々が刺激制御部４２に接続される（詳細は後述する）。刺激制御部４２は、制御部３２から送られてきた制御信号（電極指定信号を含む）に基づいて、対応する電気刺激パルス信号を電極４４の各々へ振り分けるマルチプレクサ機能を有する。電極４４には生体適合性が高い金属、例えば金や白金、窒化チタン、酸化イリジウム等が用いられる。各電極４４は、外径が１００〜５００μｍ、高さが１００〜５００μｍに形成される。本実施形態で用いられる基板４３は、眼内、特に、層状の眼組織内に設置されるため、眼球の形状に沿うことが好ましく、層間（層内）に長期埋植されても患者の負担が少ないことが好ましい。このため、基板４３は、パリレン、ポリプロピレン、ポリイミド等、生体適合性が高く、所定の厚さにおいて折り曲げ可能（フレキシブル）な材料を長手方向に延びた平板状に加工したものを用いる。基板４３の厚みは、１０〜１００μｍとされる。この基板４３には、電極４４と刺激制御部４２が電気的に接続する導線であるワイヤ４１が配置される。ワイヤ４１は、生体適合性の高い金属、例えば、金、白金等から形成され、その表面を生体適合性を有すると共に絶縁性を有する素材、例えば、パリレン、ポリイミド等の樹脂にて被覆される。ワイヤ４１の厚み（径）は、基板４３のフレキシブル性や長期設置性に好ましい程度の厚み、例えば、１０〜１００μｍとされる。基板４３上に実装された刺激制御部４２はワイヤ４１を介して基板４３上に複数個形成された電極４４と接続される。後述する電極４４の作製方法により、ワイヤ４１が基板４３にて覆われることにより、ワイヤ４１の金属部分は絶縁性を有する被覆に二重に覆われるため、ワイヤ４１部分に体液等の浸潤がしても、漏電等の可能性が低くなる。

刺激制御部４２は、各半導体素子の組合せにより機能を果たす半導体の集積回路であり、半導体基板上に集積回路を機能させるパターン配線が形成された面を基板４３側にして接合されている。また、詳細な説明は略すが、刺激制御部４２は、その周囲をメッキなどに覆われており、生体からの浸潤等を低減させる構成とされる。なお、刺激制御部４２は、セラミックスや金属にて形成された気密ケースを用いて密封処理される構成としてもよい。このような場合、刺激制御部４２は、ケースに設けられたビアを介してワイヤ４１と接続される。

また、体内において離れた位置に置かれる受信部３０と刺激部４０とは複数のワイヤ（導線）５０によって電気的に接続されている。ワイヤ５０は、体内に設置された際に眼球運動に対応した伸縮性、耐久性を備えることが好ましく、上述のワイヤ４１と同様の素材にて作製される。受信部３０に一端を接続されたワイヤ５０は、刺激部４０に配置されたワイヤ４１の末端部分に接続される。詳細な説明は略すが、ワイヤ５０とワイヤ４１は、熔接や圧着等により接続される。また、ワイヤ５０は、取扱いし易いように、生体適合性の高い素材、例えば、シリコーン、パリレン等により作製されたケーブル５１に収められる。

なお、図示は略すが、受信部３０は、ケーブル５１、対向電極３４を外に出して、気密性の高い容器に収められ、その容器の蓋を密閉される。さらに、容器の上から生体適合性がよく絶縁性を有する樹脂等でコーティングされる。これにより、受信部３０はハーメチックシールされる。

次に、電極４４について説明する。図３は、電極４４付近の模式的断面図であり、電極４４は２つの電極部材が接合することにより形成されている。図４は、電極４４の作製方法（電極４４とワイヤ４１とを接続する方法）を段階的に示した図である。図は説明の簡便のため、各部材の縮尺は模式的としている。

基板４３は、第１基板となるベース部４３ａと、第２基板となるカバー部４３ｂにて構成されており、ベース部４３ａとカバー部４３ｂの間には、第１の電極となる台座４５と、台座４５に接続されたワイヤ４１が挟持されている。台座４５は、平板状に形成されるベース部４３ａとカバー部４３ｂに挟まれる基台４５ａと、基台４５ａを基部として柱状（凸状）に延びた柱部材４５ｂにより構成される。台座４５は、生体適合性を有し、塑性又は展性を有する導体、例えば、白金や金等の金属にて成形される。柱部材４５ｂの長さ（柱の高さ）は、ベース部４３ａの厚みよりも長く、後述するワッシャ（座金、ハトメ）４６よりも長く突き出る長さを持つ。柱部材４５ｂの先端部は、ベース部４３ａを貫通し、基板４３（ベース部４３ａ）から突出しており、後述するワッシャ４６をかしめる際の軸となる。また、柱部材４５ｂは先端に向かって先細りになるテーパ状に形成されることが好ましい。これにより、後述するワッシャ４６を柱部材４５ｂに嵌合し易くなる。基台４５ａの外径Ｄ２は、柱部材４５ｂが持つ外径Ｄ１よりも大きくされ、台座４５がベース部４３ａ（基板４３）から脱落することを防ぐ役割を持つ。なお、ワイヤ４１は、基台４５ａに接続される。

ワッシャ４６は、第２の電極となり、中央に柱部材４５ｂを通すための貫通孔４６ａを有する柱状の環状部材である。さらにワッシャ４６の貫通孔出口はすり鉢状の形状を有し、柱部材４５ｂを押しつぶしたときに柱部材４５ｂの先端がそのすり鉢形状に沿って押し広げられるようにしている。ワッシャ４６は、台座４５と同様に、生体適合性を有し、塑性又は展性を有する導体、例えば、白金や金等の金属にて成形される。ワッシャ４６は台座４５と同じ材料であることが好ましい。図示されるように、ワッシャ４６は、台座４５とで、ベース部４３ａを挟持している。台座４５及びワッシャ４６は変形されて、一体的に接続されることで、電極４４が形成される。電極４４の外径は１００〜５００μｍ、基板４３から突出した部分の高さは１００〜３００μｍとされることが好ましい。なお、台座４５、ワッシャ４６は、プレス加工や切り出し加工にて成形される。

次に、電極４４の作製方法を、図４に基づき説明する。図４（ａ）に示すステップでは、
台座４５の基台４５ａにワイヤ４１が接続される。この接続には、レーザ熔接や抵抗熔接等の熔接技術が用いられる。このとき、ワイヤ４１の熔接箇所は、熔接時の熱により、樹脂による被覆が取り除かれるため、台座４５とワイヤ４１は機械的に接続されると共に、電気的に接続される。なお、柱部材４５ｂの長さは、４００〜７００μｍ程度とされ、外径Ｄ１は、３０〜３００μｍ程度とされる。なお、台座４５とワイヤ４１の接続は、圧着加工（塑性変形加工）等を用いた機械的接続であってもよい。このように台座４５とワイヤ４１とを接続した状態で、次に平板状に作製した樹脂性のベース部４３ａの貫通孔４３ｃに台座４５の柱部材４５ｂを通す（図４（ｂ）参照）。なお、貫通孔４３ｃは、レーザ加工や機械加工により柱部材４５ｂを貫通させる程度の大きさに形成されている。なお、貫通孔４３ｃはベース部４３ａにおいて、電極４４（台座４５）の数だけ所定の位置に形成されている。また、本実施形態ではワイヤ４１と台座４５とを接続するものとしているが、これに限るものではなく、ベース部４３ａに予め導線を形成しておき、その先端に貫通孔を開けて台座を取り付けるようにすることもできる。

次に、ベース部４３ａに台座４５を取り付けた状態で、基台４５ａ側に、蒸着法等を用いて、ベース部４３ａと同種の樹脂にて、フレキシブル性を有する平板状のカバー部４３ｂを形成する（図４（ｃ）参照）。このとき、柱部材４５ｂの先端部に樹脂による層が形成されないように、先端部にマスクをするか又はベース部４３ａの基台４５ａ側にのみ樹脂による層が形成されるようにする。このようにして、基台４５ａ及びワイヤ４１は、ベース部４３ａとカバー部４３ｂにて挟持（包埋）され、柱部材４５ｂが、基板４３上に凸状に形成されることとなる。また、基台４５ａの外径Ｄ２は貫通孔４３ｃの径よりも大きく形成されるため、台座４５は基板４３より脱落することがない。このようにして、基板４３上にワイヤ４１が接続された台座４５が凸状に配置されたものが作製される。

次に、柱部材４５ｂ（台座４５）の先端部に、ワッシャ４６が嵌合される（図４（ｄ）参照）。ワッシャ４６の外径Ｄ３は、柱部材４５ｂの外径Ｄ１よりも十分に大きく形成されている。また、貫通孔４６ａの径Ｄ４（ワッシャ４６の内径）は、柱部材４５ｂをできるだけ隙間無く通すことができる径（外形Ｄ１よりも若干大きい径）とされることが好ましい。ワッシャ４６の外径Ｄ３は３００〜７００μｍとされ、ワッシャ４６の高さ（孔方向の長さ）は、３００〜５００μｍとされる。

柱部材４５ｂにワッシャ４６を嵌合すると、ワッシャ４６の一端（底面）がベース部４３ａに当接された状態で、柱部材４５ｂの先端はワッシャ４６の上面より突き出る。この状態で、ワッシャ４６の他端（図では上部）と柱部材４５ｂの先端とをプレス加工することにより、柱部材４５ｂが押しつぶされた状態で柱部材４５ｂを軸（支え）としてワッシャ４６がかしめられ（塑性変形され）、台座４５とワッシャ４６が一体化され、図３に示すような電極４４が基板４３上に作製される。また、このステップを繰り返すことにより、図２に示されるように複数の電極４４が基板４３上に形成される。このとき、ワッシャ４６は、ベース部４３ａに押圧されて固定されるため、ベース部４３ａとワッシャ４６の間に体液等が浸潤しにくくなる。このため、貫通孔４３ｃがある程度大きく形成されていても、基板４３内に体液等が浸潤しにくくなる。また、このとき、柱部材４５ｂは、基台４５ａ方向に縮められると共に、側方向（ワッシャ４６方向）に伸展され、柱部材４５ｂとワッシャ４６は密着される。このため、柱部材４５ｂとワッシャ４６との間に多少の隙間があってもよい。これにより、電極４４の外径は１００〜５００μｍ、基板４３から突出した部分の高さは１００〜３００μｍとされる。このような電極４４は、同程度の直径を持つ薄膜電極よりも表面積が大きく充分な電流を流すことができる。なお、薄膜形成法により薄膜層の形成を繰り返して、電極４４のようなサイズの電極を作製することは容易でない。

以上のようにして、基台４５とワッシャ４６から基板４３上に表面積の大きい（体積の大きい）一つの電極（バルク電極）４４が作製される。これにより、刺激部４０を体内に長期埋植し、電極４４から電気刺激パルス信号が出力され続け、電極４４の一部が電気化学反応等により溶解したとしても、電極４４の表面積（体積）はほとんど変化しない。従って、長期埋植に際しても、電極４４からは充分な電流量の電気刺激パルス信号を出力する（充分な量の電荷を注入する）ことができ、細胞等を好適に電気刺激することができる。さらに、このような構成にすることにより、第１電極である台座４５のサイズ、形状等を変えずに、第２電極であるワッシャ４６のサイズ、形状を任意にできるため、電極４４を任意のサイズ、形状とできる。

また、同程度の径を持つ薄膜電極と比較した場合、電極４４は基板４３上で立体的に突出して作製されるため、表面積が広いと共に、細胞等への接触面積が広くなる。ここで、電極が注入可能な電荷量は、電極の表面積に比例することから、電極４４の表面積を広くすることにより、電極４４から注入可能な電荷量を大きくできる。これにより、細胞等を好適に電気刺激できる。

また、電極４４と薄膜電極とで同じ電荷量の電気刺激パルス信号を出力させる場合、表面積の大きい電極４４の方が電荷密度を小さくできる。このため、表面積の大きい電極は、薄膜電極の場合と同じ電荷量の電気刺激であっても、特定の細胞等に電荷が集中しにくい。従って、電極の表面積を大きくすることにより、電気刺激による細胞等への負担が軽減できる。

また、患者が知覚する視覚の解像度（分解能）が向上されることが好ましい。従って、一つの電極により電気刺激される細胞、組織の範囲を小さくしつつ、電極を高密度に配置する必要がある。このため、電極の直径をできるだけ小さくしつつ、電極の表面積を大きくする必要がある。これを受けて、前述した電極４４の作製方法で用いる基台４５及びワッシャ４６の外径を小さくすると共に、柱部材４５ｂ及びワッシャ４６の高さを長くする。これにより、直径が小さく、基板４３上への突出長を長い電極４４が作製できる。これにより、一つの電極が刺激する範囲を小さくできると共に、基板上４３に配置される電極４４の密度を向上でき、患者が知覚する視覚の解像度を向上できる。

また、電極４４は、大きな表面積を有するため、薄膜電極を用いた電荷の注入と比較すると、同等の電荷量を同一の電荷密度でより短時間に注入できる。このため、電気刺激パルス信号の時間幅を短くでき、刺激頻度を高くできる。これにより、患者が知覚する視覚の時間分解能（フレームレート）を高くできる。

なお、以上の説明では、第２電極であるワッシャ４６に貫通孔４６ａが設けられる構成としたがこれに限るものではない。第１電極である台座４５（柱部材４５ｂ）の先端が、第２電極となる部材に嵌合する構成であればよく、貫通孔に換えて凹部等であってもよい。図７を用いて、本発明の変容例を説明する。図７は、電極の製造方法の変容例を説明する模式的断面図である。変容例では、ワッシャ４６に代えて、凹部を有するキャップ４７を用いる。キャップ４７の外径は、ワッシャ４６の外径Ｄ３と同様に形成され、凹部の径Ｄ８は、ワッシャ４６の貫通孔の径Ｄ４と同様に形成される。凹部に柱部材を嵌合させた状態でキャップ４７の周囲を中心に向って押圧してかしめることにより電極を一体的に成形することもできる。

なお、以上説明した本実施形態では、台座４５とワッシャ４６を嵌合させた後、ワッシャ４６をかしめる（塑性変形させる）ことで、広い表面積を持つ電極４４を作製する構成としたが、これに限るものではなく、基板に直接形成することができる第１の電極の径に対してより大きな径を持つ第２の電極を第１の電極に接合することにより、基板により大きな径をもつ電極を作製することができればよい。

なお、以上の説明では、電極は、基板から突出した部分が柱状であったが、この形状に限るものではない。電極は、電気刺激に好適であればどのような形状であってもよい。台座、ワッシャ又はキャップの形状を変えること、台座及びワッシャ等のかしめ加工において、圧着の仕方を変えることにより、電極の形状を変更できる。例えば、かしめ加工において、凹状の金型等を用い、電極の先端を丸みを持つように押圧する。これにより、電極の先端を半球状とできる。このような構成とすることにより、電気刺激の際に、電極の角等に電荷が偏よることが少なくなる。このため、電荷が電極４４から均等に放出され、電極４４の周辺にある細胞等が均等に電気刺激される。言い換えれば、一つの電極の特定の箇所に電荷が集中しないため、細胞等への負担が軽減される。

図５は、刺激部４０を眼内に埋植した状態を示す概略図である。対向電極３４は図示するように眼内中央の前眼部寄りの位置に置かれる。これによって、網膜Ｅ１は電極４４と対向電極３４（対向電極）との間に位置することとなる。電極４４からの電気刺激パルス信号電流が効率的に網膜を貫通することとなる。

一方、受信手段３１は、体外装置１０に設けられた送信手段１４からの信号（電気刺激パルス用データ及び電力）を受信可能な生体内の所定位置に設置される。例えば、図１に示すように、患者の側頭部の皮膚の下に受信部３０（図では受信手段３１のみ示している）を埋め込むとともに、皮膚を介して受信部３０と対向する位置に送信手段１４を設置しておく。受信部３０には、送信手段１４と同様に磁石が取り付けられているため、埋植された受信部３０上に送信手段１４を位置させることにより、磁力によって送信手段１４と受信部３０とが引き合い、送信手段１４が側頭部に保持されることとなる。

なお、ワイヤ５０を束ねたケーブル５１は、側頭部に埋め込まれた受信部３０から側頭部に沿って皮膚下を患者眼に向かって延び、患者の上まぶたの内側を通して眼窩に入れられる。眼窩に入れられたケーブル５１は、図５に示すように強膜Ｅ３の外側を通り、基板４３に設置された刺激制御部４２に接続される。

なお、本実施形態では、体内装置２０（刺激部４０）の設置位置を強膜Ｅ３側に位置させて、強膜Ｅ３側（脈絡膜側）から網膜Ｅ１を構成する細胞を電気刺激する構成としたが、これに限るものではない。電極を配置する基板がフレキシブルであることが好ましい部位で患者眼の網膜を構成する細胞を好適に刺激することが可能な位置に電極を設置することができればよい。例えば、層間に電極及び基板を設置すればよい。体内装置を患者眼の眼内（網膜上や網膜下）に置き、電極が形成されている基板先端部分を網膜下（網膜と脈絡膜との間）や網膜上に設置させるような構成とすることもできる。

以上のような構成を備える視覚再生補助装置において、その動作を図６に示す制御系のブロック図を基に説明する。図１に示す撮影装置１２により撮影された被写体の撮影データ（画像データ）は、データ変調手段１３ａに送られる。データ変調手段１３ａは、撮影した被写体を患者が認識するために必要となる所定のデータパラメータ（電気刺激パルス用データ）に変換し、さらに電磁波として伝送するのに適した変調信号を生成し、送信手段１４より電磁波として体内装置２０側に送信する。

また同時に、データ変調手段１３ａは、バッテリ１３ｂから供給されている電力を前述した変調信号（電気刺激パルス用データ）の帯域と異なる帯域の電磁波として前記変調信号と合わせて体内装置２０側に送信する。

体内装置２０側では、体外装置１０より送られてくる変調信号と電力とを受信手段３１にて受け取り、制御部３２に送る。制御部３２では受けとった信号から、変調信号が使用する帯域の信号を抽出するとともに、この変調信号に基づいて電気刺激パルス用パラメータ信号と制御信号とを形成し、電極指定信号である制御信号を刺激制御部４２に送信する。

刺激制御部４２は、受け取った信号に基づき電力及び制御信号を抽出する。刺激制御部４２は、制御信号に基づき制御部３２から供給される電気刺激パルス信号を各電極４４に分配し、出力させる。各電極４４から出力される電気刺激パルス信号によって網膜Ｅ１を構成する細胞が電気刺激され、患者は視覚（擬似光覚）を得る。なお、制御部３２は、受信手段３１により体内装置２０を駆動させるための電力を得る。

なお、以上説明した本実施形態では、患者眼の強膜Ｅ３に基板４３を設置し、強膜Ｅ３を介して網膜Ｅ１を電気刺激する構成としたが、これに限るものではない。患者の視覚を形成する視覚神経系を構成する細胞又は組織を電気的に刺激する構成であればよい。例えば、電気刺激パルス信号を出力する電極を有する刺激部を眼内の視神経乳頭部や眼外の視神経部分に配置し、刺激部への電力供給や指令信号を送る送信部を患者の皮下等の離れた場所に配置して、視神経を電気刺激する構成としてもよい。また、電極を有する刺激部を視交叉や外側膝状体、大脳皮質等の視覚神経系の高次視覚処理を行う組織に配置し、それぞれの組織を構成する細胞を刺激する構成としてもよい。例えば、大脳皮質の後頭葉であれば、錐体細胞等を刺激する又は視覚野Ｖ１、Ｖ２等を刺激する等である。また、以上説明した本実施形態では、撮像装置からの画像データをデータ変調手段にて所定の信号に変換し、送信手段にて信号を体内へと送る体外装置と、体外装置からの信号を受信手段にて受け、その信号に基づいて各電極から電気刺激パルス信号を出力する体内装置と、で構成される体外撮像型の視覚再生捕縄装置を例に挙げたがこれに限るものではない。眼内に撮像装置やデータ変調手段等を埋植する体内撮像型の視覚再生補助装置であってもよい。

視覚再生補助装置の外観を示した概略図である。 本実施形態における視覚再生補助装置の体内装置を示した概略図である。 電極４４付近の模式的断面図である。 電極４４を作製する手順を模式的に示した図である。 体内装置を体内に設置した状態を示した図である。ｓ 本実施形態における視覚再生補助装置の制御系を示したブロック図である。 電極４４の作製方法の変容例を説明する図である。

符号の説明

１ 視覚再生補助装置
１０ 体外装置
２０ 体内装置
３０ 受信部
３１ 受信手段
３２ 制御部
３４ 対向電極
４０ 刺激部
４１ ワイヤ
４２ 刺激制御部
４３ 基板
４４ 電極
４５ 台座
４６ ワッシャ
５０ ワイヤ
５１ ケーブル

Claims (7)

1. 所定の基板に形成された複数の導線の先端に各々形成される電極と、患者の視覚を形成する視覚神経系を構成する細胞又は組織を電気刺激するために前記導線を介して前記電極から電気刺激パルス信号を出力させる制御手段と、を備える視覚再生補助装置において、
   前記電極は、前記導線の先端に接続され前記基板上に凸状に形成される第１電極と、該第１電極の径よりも大きな第２電極であって，前記第１電極の先端部に接合される第２電極とからなることを特徴とする視覚再生補助装置。
2. 請求項１の視覚再生補助装置において、前記第２電極は、前記第１電極の少なくとも先端と嵌合するための凹部又は貫通孔が形成されており、前記第１電極に第２電極をを嵌合させた状態でかしめることにより一の電極として一体化されていることを特徴とする視覚再生補助装置。
3. 請求項１の視覚再生補助装置において、前記第２電極は、前記第１電極の先端部にかしめられることにより、前記第１電極と前記第２電極とで前記基板を挟持することを特徴とする視覚再生補助装置。
4. 請求項１の視覚再生補助装置において、前記第１電極は前記フレキシブル基板を貫通する柱状部材と、該柱状部材の基部に形成される基台であって，前記基板から前記第１電極が脱落することを防ぐ程度の大きさに形成された基台と、からなることを特徴とする視覚再生補助装置。
5. 請求項１の視覚再生補助装置において、前記導線は、生体適合性を有すると共に絶縁性を有する素材にて被覆されていることを特徴とする視覚再生補助装置。
6. 請求項１の視覚再生補助装置において、前記基板は、前記第１電極の先端部が貫通される貫通孔を有する第１基板と、前記第１電極を前記第１基板とで挟持する第２基板とで構成されることを特徴とする視覚再生補助装置。
7. 請求項６の視覚再生補助装置において、前記導線は、生体適合性を有すると共に絶縁性を有する素材にて被覆されており、該導線は、前記第１電極の先端に接続されると共に、第１基板と第２基板とで挟持されることを特徴とする視覚再生補助装置。

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