(57)【要約】【課題】  耐久性を考慮しつつ好適にケーブルを取り扱うことのできる体内埋埴装置を提供する。【解決手段】  人の体内に埋埴され体内組織に対して所定の刺激信号を与えるための電極を有した第１ユニットと、第１ユニットの動作制御を行うための制御部を有した第２ユニットと、第１ユニットと第２ユニットとを一連に繋げるとともに両ユニットを電気的に接続するための所定の長さを有するケーブルと、を有する体内埋埴装置において、ケーブルは、第１ユニットと第２ユニットとの間にて急峻な曲げを必要とする第１の領域と第１領域以外となる第２の領域とを有し，第１領域はその曲げ方向に対して曲げ抵抗が第２領域よりも小さくなる力学特性を有している。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の体内に埋埴され体内組織に対して所定の刺激信号を与えるための電極を有した第１ユニットと、該第１ユニットの動作制御を行うための制御部を有した第２ユニットと、前記第１ユニットと第２ユニットとを一連に繋げるとともに両ユニットを電気的に接続するための所定の長さを有するケーブルと、を有する体内埋埴装置において、前記ケーブルは、前記第１ユニットと第２ユニットとの間にて急峻な曲げを必要とする第１の領域と該第１領域以外となる第２の領域とを有し対し，前記第１領域はその曲げ方向に対して曲げ抵抗が前記第２領域よりも小さくなる縦横比の異なる断面形状を力学特性を有していることを特徴とする体内埋埴装置。
【請求項２】
請求項１の体内埋埴装置において、前記ケーブルにおける前記第２領域は略円筒の断面形状を有し，前記第１領域は前記第２領域の断面形状と異なる断面形状とされていることを特徴とする体内埋埴装置。
【請求項３】
請求項２の体内埋埴装置は、さらに前記ケーブルの第１領域を急峻に曲げた際の抵抗を小さくするために前記第１領域の断面積が前記第２領域の断面積に対して小さくされていることを特徴とする体内埋埴装置。
【請求項４】
請求項３の体内埋埴装置において、前記第１領域の断面は曲げ方向に対して曲げ抵抗を小さくするために縦横比の異なる形状を有することを特徴とする体内埋埴装置。
【請求項５】
請求項４の体内埋埴装置において、前記第１ユニットは所定の基板上に複数の前記電極と，該各電極から刺激パルス信号を出力させるためのデマルチプレクサとが設けられ，視覚の再生を促すために眼球上または眼球内に置かれる眼内装置であり、前記第２ユニットは前記眼内装置へ前記刺激パルス信号及び電極選択信号を伝送するための前記制御部を有し眼外に置かれる眼外装置であることを特徴とする体内埋埴装置。
【請求項６】
請求項５の体内埋埴装置において、前記ケーブルは絶縁材料にて個々に被覆された複数のリード線が生体適合性の良い樹脂にて一体的に包埋されることにより形成され、前記第１領域では前記リード線は縦方向に一列に並べら配列された状態とされ、前記第２領域では前記リード線は螺旋状に巻かれた状態とされていることを特徴とする体内埋埴装置。
【請求項７】
請求項６体内埋埴装置において、急峻に曲げられた前記ケーブルの第１領域を縫合固定する際の損傷を防ぐために所定の屈曲角度を有し前記第１領域に被せて用いるための着脱可能な保護カバーを有することを特徴とする体内埋埴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は患者の体内に埋埴される体内埋埴装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、体内に埋埴され生体組織に電気刺激を与えるための体内装置として製品化、或いは研究されているものとして、ペースメーカー、人工内耳、視覚再生補助装置等がある。このような体内装置においては、電気刺激を与えるための一以上の電極が設けられたユニットと、このユニットを動作制御するための制御ユニットとがケーブルによって接続されたものが知られている。特に視覚再生補助装置においては、所定の基板上に複数の刺激電極とマルチプレクサ（デマルチプレクサ）とが設けられ患者の眼に設置される刺激部と、患者の眼外（例えば側頭部皮下）に設置され刺激部を動作させるためのＬＳＩ等の制御回路を有した制御部とを持ち、両者をケーブルにより接続してなるた体内装置を備えたものが知られている。このような視覚再生補助装置は、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装置の制御部に送信し、制御部で処理した信号をケーブル介して刺激部のマルチプレサに送り、刺激電極からに分配して電気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（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８‐５５０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した視覚再生補助装置においては、刺激部を後極部（眼球の外側や眼内の網膜上、或いは網膜下等）に設置するが、眼が動くことによってケーブルが引っ張られ刺激部が載置場所から外れたり、ずれてしまう可能性がある。このため、眼の動きによるケーブルの挙動が刺激部に影響を及ぼさないように、例えばケーブルを眼球周りに巻きつける等の工夫が必要である。ケーブルを眼球の赤道周囲に巻きつけるためには、後極部付近に設置した刺激部から延びるケーブルを一旦直角に折り曲げる必要がある。その他の体内埋埴装置においても体内の設置スペースや術式等の問題によりケーブルに急峻な曲げを必要とする場合もある。
【０００５】
しかしながら、このように体内に置くことを前提とするケーブルは、長期埋埴や繰り返し曲げを考慮して十分な耐久性を必要とするため、一般的には大きな負荷を受ける急な曲げを与え難い形状（構造）とされている。
【０００６】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、耐久性を考慮しつつ好適にケーブルを取り扱うことのできる体内埋埴装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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）  人の体内に埋埴され体内組織に対して所定の刺激信号を与えるための電極を有した第１ユニットと、該第１ユニットの動作制御を行うための制御部を有した第２ユニットと、前記第１ユニットと第２ユニットとを一連に繋げるとともに両ユニットを電気的に接続するための所定の長さを有するケーブルと、を有する体内埋埴装置において、前記ケーブルは、前記第１ユニットと第２ユニットとの間にて急峻な曲げを必要とする第１の領域と該第１領域以外となる第２の領域とを有し，前記第１領域はその曲げ方向に対して曲げ抵抗が前記第２領域よりも小さくなる力学特性を有していることを特徴とする。
（２）  （１）の体内埋埴装置において、前記ケーブルにおける前記第２領域は略円筒の断面形状を有し，前記第１領域は前記第２領域の断面形状と異なる断面形状とされていることを特徴とする。
（３）  （２）の体内埋埴装置は、さらに前記ケーブルの第１領域を急峻に曲げた際の抵抗を小さくするために前記第１領域の断面積が前記第２領域の断面積に対して小さくされていることを特徴とする。
（４）  （３）の体内埋埴装置において、前記第１領域の断面は曲げ方向に対して曲げ抵抗を小さくするために縦横比の異なる形状を有することを特徴とする。
（５）  （４）の体内埋埴装置において、前記第１ユニットは所定の基板上に複数の前記電極と，該各電極から刺激パルス信号を出力させるためのマルチプレクサとが設けられ，視覚の再生を促すために眼球上または眼球内に置かれる眼内装置であり、前記第２ユニットは前記眼内装置へ前記刺激パルス信号及び電極選択信号を伝送するための前記制御部を有し眼外に置かれる眼外装置であることを特徴とする。
（６）  （５）の体内埋埴装置において、前記ケーブルは絶縁材料にて個々に被覆された複数のリード線が生体適合性の良い樹脂にて一体的に包埋されることにより形成され、前記第１領域では前記リード線は縦方向に配列された状態とされ、前記第２領域では前記リード線は螺旋状に巻かれた状態とされていることを特徴とする。
（７）  （６）体内埋埴装置において、急峻に曲げられた前記ケーブルの第１領域を縫合固定する際の損傷を防ぐために所定の屈曲角度を有し前記第１領域に被せて用いるための着脱可能な保護カバーを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ケーブルを有した体内埋埴装置において、急峻な曲げを要する場合においても耐久性を考慮しつつ好適にケーブルを取り扱うことができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。本実施形態では体内埋埴装置を有する視覚再生補助装置を例に挙げ、以下に説明する。図１は視覚再生補助装置の外観を示した概略図、図２は実施の形態で使用する視覚再生補助装置における体内装置を示す図、図３は視覚再生補助装置の制御系を示したブロック図である。
【００１０】
視覚再生補助装置１は、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ー１１と、バイザー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。
【００１１】
外部デバイス１３には、ＣＰＵ等の演算処理回路を有するパルス信号変換手段１３ａと、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ー１３ｂが設けられている。パルス信号変換手段１３ａは、撮影装置１２にて撮影した被写体像を画像処理して、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、パルス信号変換手段１３ａで変換された電気刺激パルス用データと後述する体内装置２０を駆動させるための電力とを電磁波として体内装置２０側に伝送（無線送信）する。また、送信手段１４の中心には磁石１５が取り付けられており、送信手段１４によるデータ伝送効率を向上させると共に後述する受信手段２３との位置固定に使用される。
【００１２】
眼鏡形状のバイザー１１は、患者の眼前に装着して使用される。また、バイザー１１の前面に取り付けられた撮影装置１２によって、患者に視認させる被写体が撮影される。図２に示す体内装置２０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２３と、受信手段２３で受信された電気刺激パルス用データと電力を含む電磁波から電気刺激パルス及び指定された各刺激電極２７（以下、電極２７と記す）に電気刺激パルスを分配するための制御信号及び電力を抽出する制御部２５とからなる受信部２０ａと、複数の電極２７が形成された基板２１とマルチプレクサを含む電子回路４０が搭載された刺激部２０ｂと、制御部２５と基板２１電子回路４０とを眼内で接続するためのケーブル２２とから構成される。なお、受信手段２３には図示なき磁石が配置されており、外部装置１０の磁石１５の固定に用いられる。
【００１３】
制御部２５は、受信手段２３にて受信された電磁波に含まれる電気刺激パルス用データと電力とを分ける回路、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と制御信号を得るための変換回路、変換した電気刺激パルス及び制御信号を電子回路４０へ送るための電気回路等の制御回路を有する半導体集積回路（ＬＳＩ）を含む。このような制御部２５による電気刺激パルス用データの変換処理により生成された電気刺激パルスと制御信号とが電子回路４０へと送られる。なお、眼内に留置される不関電極（参照電極）２６は制御部２５に接続されている。
【００１４】
電極２７は、金、白金等の生体適合性、耐食性に優れた導電性を有する材料にて、基板２１に形成された各導線２１ａの末端に各々形成される。これにより、各電極２７は電子回路４０に対して個々に接続される。複数の電極２７は、例えば、図２に示すように、基板２１の長手方向に沿ってマトリックス状の等間隔に複数個で配置される、又は２次元的に等間隔で互い違いになるように複数個形成され、電極アレイを形成する。電極２７の数は、電極２７を数個〜数十個程度に多く形成されるとする。また、電極の設置スペースや配線技術等に問題がなければ、それ以上の個数があってもよい。
【００１５】
基板２１はポリイミド等の生体適合性の高い樹脂により所定の厚さで折り曲げ可能に形成される。基板２１上には複数の導線２１ａが配線される。基板２１に配線される導線２１ａは、ベース部に周知のフォトレジスト法、真空蒸着法やスパッタ法等を用いて、耐腐食性の金属材料を蒸着させる手法やレーザー加工装置による箔材からの切り出し、或いは小径ワイヤーことによって、基板２１に形成される。
【００１６】
ケーブル２２は、制御部２５と電子回路４０とを電気的に接続する複数のリード線２２ａを内包し受信部２０ａと刺激部２０ｂとを所定の長さを持って連結している。なお、リード線２２ａは個々にパリレン、ポリイミド等で絶縁被膜された状態でさらにパリレン、ポリイミドポリウレタン、シリコン等の生体適合性を有し絶縁性を持つ樹脂を用いて包埋されケーブル状に一体化されている。また、リード線２２ａは制御部２５から出力される信号や電力を刺激部２０ｂ側の電子回路４０に送るために必要な本数が用意されている。なお、本実施形態の各リード線２２ａは、ステンレス，金，白金等からなる細い単線を撚り合わせることにより形成されるヨリ線からなる。リード線２２ａはこのようなヨリ線とされることによって所定の強度を有し、断線され難くなっている。
【００１７】
また、本実施形態のケーブル２２は、その全長において少なくとも２つの異なった形状を有している。図２に示すように、ケーブル２２は基板２１と繋がる部分から所定の領域Ｌ１においては、左右に屈曲させやすいように縦に細長い平板形状のケーブルとされ、残りの領域Ｌ２においては、通常の円筒形状のケーブル（丸型ケーブル）とされている。なお、領域Ｌ１は装置を生体内に設置した際に、設置後の取り回しや術式の容易化等のためにケーブル２２を急峻に屈曲させる必要がある部分（領域）とされる。図３は図２におけるＡ−Ａ部分、Ｂ−Ｂ部分、Ｃ−Ｃ部分での基板、またはケーブルの断面形状を示している。図３（ａ）は基板２１のＡ−Ａ部分の断面を模式的に示したものであり、図３（ｂ）はケーブル２２の領域Ｌ１におけるＢ−Ｂ部分、図３（ｃ）はケーブル２２の領域Ｌ２におけるＣ−Ｃ部分の断面をそれぞれ模式的に示したものである。基板２１上のＡ−Ａ部分においては、リード線２２ａが平板上の基板２１に沿って横一列に並べられた状態で配線され電子回路４０に接続されている。また、図３（ｂ）に示すように、ケーブル２２の領域Ｌ１においては、リード線２２ａは縦方向に並べられた状態（本実施形態では縦に一列とされる）でその曲げ方向（紙面左右方向）に対して曲げ抵抗が小さくなる縦横比の異なる断面形状を有するように形成されている。
【００１８】
なお、Ａ−Ａ部分からＢ−Ｂ部分にかけては、縦方向に複数の孔が一列に形成された図示なき部材の孔にリード線２２ａを通すことにより横一列に並べられたリード線２２ａを縦一列に並ぶように位置合わせした後、樹脂により固めることにより縦が長く横幅が短い断面形状を持つ領域Ｌ１部分のケーブル形状を形成することができる。このようにケーブル２２の領域Ｌ１においては、その断面が縦に長い縦横比の異なる薄い平板形状（）とし、さらにケーブルの領域Ｌ１の断面積を領域Ｌ２の断面積より小さくしているため、急峻な折り曲げに対応しやすい形状とされている。なお、本実施形態では領域Ｌ１の断面積を領域Ｌ２の断面積より小さくするとともに、領域Ｌ１の断面形状を縦長の矩形状とすることにより折り曲げ方向に対して曲げ易いものとしているが、これに限るものではなく、領域Ｌ１はその曲げ方向に対して曲げ抵抗が領域Ｌ２よりも小さくなる力学特性を有していればよい。例えば、急峻な曲げを必要としない領域Ｌ２と同じ断面形状であっても、より曲がりやすい（曲げ抵抗が小さい）樹脂材料を用いて領域Ｌ１に対応する部分のリード線２ａを包埋し、その他の領域（領域Ｌ２）は領域Ｌ１で用いた樹脂材料よりも硬い（曲げ抵抗が大きい）樹脂材料にて形成させることもできる。また、領域Ｌ１と領域Ｌ２とが同じ断面積を有していても、領域Ｌ１の断面形状を縦横比を変えて薄くするのみであってもよい。さらに領域Ｌ２は丸型ケーブルとし、領域Ｌ１の形状を折り曲げ方向に曲げ易い蛇腹形状とすることもできる。
【００１９】
一方、ケーブル２２の領域Ｌ２は、領域Ｌ１でのリード線２２ａの縦一列の並びを一旦纏めた（束ねた）状態とし、これを樹脂からなる図示なき芯線に螺旋状に巻きつけた後、芯線ごとパリレン、ポリイミドポリウレタン、シリコン等にて包埋させることにより図３（ｃ）に示すような円筒形状（円形状）の断面を有するのケーブルを形成させる。ケーブル２２の領域Ｌ２では、内包されるリード線２２ａが螺旋形状とされた状態で丸型ケーブルに形成されているため、曲げや伸びに強い耐久性を有している。
【００２０】
以上のような構成を備える体内装置２０は、図４に示すように、電極２７が形成された基板２１の一部が患者の眼球Ｅの後極部周辺の強膜に形成された強膜ポケットから内部に挿入される。一方、残りの基板２１の部分と電子回路４０とは眼球（強膜）側面に沿って配置される。基板２１に連結するケーブル２２は領域Ｌ１にて急峻に折り曲げられ、ケーブル２２は眼球Ｅの赤道周囲に巻かれた後、体外に送り出される。なお、基板２１、及びケーブル２２は、縫合糸１１０を用いて眼球に固定される。このように基板２１に連結するケーブル２２を折り曲げ、眼球の赤道周囲に巻きつけることにより、眼球運動等に伴って動きやすいケーブル２２が基板２１の位置固定に悪影響を及ぼさないようにしている。また、不関電極２６は眼内に留置される。なお、ケーブル２２の折り曲げ部分（領域Ｌ１）においても縫合糸等による位置固定が望ましい。しかしながら、領域Ｌ１の部分はできるだけ折り曲げやすくされるために被覆を薄くし細長の板状のケーブルとしているため、糸による縫合の際に集中荷重や擦れによって被覆が破れてしまう可能性がある。このため本実施形態では、図５に示すようにケーブル２２の折り曲げに合わせて用意したＵ字状の断面形状を有する肉厚の保護カバー１００をケーブル２２の折り曲げ部分に被せ、その上から縫合糸１１０による位置固定を行うようにしている。なお、保護カバー１００は予めケーブル２２が折り曲げられる角度に合わせた形状を持たせておけばよい。あるいは折り曲げ角度の異なる保護カバーを予め複数用意しておき、適切なものを選択しても良い。
【００２１】
次に、以上のような構成を有する視覚再生補助装置の視覚再生のための動作を、図６に示す制御系のブロック図を基に説明する。撮影装置１２で撮影された被写体の撮影データ（画像データ）は、パルス信号変換手段１３ａに送られる。パルス信号変換手段１３ａは、撮影した被写体を患者が視認するために必要となる所定の帯域内の信号（電気刺激パルス用データ）に変換し、送信手段１４より電磁波として体内装置２０側に送信する。同時に、パルス信号変換手段１３ａは、バッテリー１３ｂから供給される電力を前述した信号（電気刺激パルス用データ）の帯域と異なる帯域の信号（電力）に変換し、電磁波として電気刺激パルス用データと合わせて体内装置２０側に送信する。
【００２２】
体内装置２０側では、体外装置１０より送られてくる電気刺激パルス用データと電力とを受信手段２３で受信し、制御部２５に送る。制御部２５では受信信号から、電気刺激パルス用データが使用する帯域の信号を抽出する。制御部２５は、抽出した電気刺激パルス用データに基づいて、各電極２７に分配される電気刺激パルスと、電気刺激パルスの分配を制御するマルチプレクサ制御信号を生成し、その電気刺激パルスと制御信号をケーブル２２（リード線２２ａ）を通じて電子回路４０へと送る。電子回路４０は受け取った制御信号に基づいて、電気刺激パルスを複数の各電極２７へと分配し、電気刺激パルスを各電極２７から出力させる。各電極２７から出力される電気刺激パルスによって網膜を構成する細胞が刺激され、患者は視覚を得る。
【００２３】
なお、本実施形態では、ケーブルにおいて１箇所に折り曲げ易い形状を持たせるものとしているが、これに限るものではなく、用いる体内装置においてケーブルの急峻な曲げが必要とされる箇所に合わせて適宜、形成されていればよい。また、本実施形態では患者眼に電極を設置する視覚再生補助装置を例に挙げ説明したが、これに限られるものではない。例えば、ペースメーカーや人工内耳等、体内に埋埴され生体組織に電気刺激を与えるための体内装置として使用されているものであって、２つのユニットをケーブルで連結して使用する装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態における視覚再生補助装置の外観を示した概略図である。
【図２】本実施形態における視覚再生補助装置の一ユニットである体内装置の構成を示した概略図である。
【図３】本実施形態における体内装置の一部分の断面を示した図である。
【図４】眼球に体内装置を設置した例を示す模式図である。
【図５】保護カバーを用いて眼球に屈曲させたケーブルを取り付ける例を示した図である。
【図６】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。
【符号の説明】
【００２５】
１  視覚再生補助装置
１０  体外装置
２０  体内装置
２１  基板
２２  ケーブル
２２ａ  リード線
２５  制御部
２７  電極
４０  電子回路
【図１】
2011167353.tif 000003
【図２】
2011167353.tif 000004
【図３】
2011167353.tif 000005
【図４】
2011167353.tif 000006
【図５】
2011167353.tif 000007
【図６】
2011167353.tif 000008