(57)【要約】【課題】網膜へのダメージが少ない網膜上に眼内埋殖装置を設置するタイプの視覚再生補助装置において、電気回路製作を容易に行うことができ、好適に使用可能な視覚再生補助装置を提供する。【解決手段】患者眼の網膜上に設置する眼内埋殖装置を有する視覚再生補助装置において、眼内埋殖装置は、光透過性を有する透明材料からなり網膜上に設置される基台と、基台の受光面と反対側の面に設けられ，基台の受光面を透過した光束を受光する受光手段と、基台上に設けられた受光手段と同じ設置面に設けられ，受光手段から出力される光電流を所定の刺激パルス信号に変換する信号変換手段と、基台上に設けられた受光手段と同じ設置面に設けられ，信号変換手段により得られた刺激パルス信号を網膜を構成する細胞に電気刺激として出力する電極と、を備える。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者眼の網膜上に設置する眼内埋殖装置を有する視覚再生補助装置において、前記眼内埋殖装置は、光透過性を有する透明材料からなり網膜上に設置される基台と、該基台の受光面と反対側の面に設けられ，前記基台の受光面を透過した光束を受光する受光手段と、前記基台上に設けられた前記受光手段と同じ設置面に設けられ，受光手段から出力される光電流を所定の刺激パルス信号に変換する信号変換手段と、前記基台上に設けられた前記受光手段と同じ設置面に設けられ，前記信号変換手段により得られた刺激パルス信号を網膜を構成する細胞に電気刺激として出力する電極と、を備えることを特徴とする視覚再生補助装置。
【請求項２】
患者眼の網膜上に設置する眼内埋殖装置を有する視覚再生補助装置において、前記眼内埋殖装置は、半導体材料からなり網膜上に設置される基台と、該基台の受光面と反対側の面に設けられ，前記基台の受光面に光束が当たることによって発生するフォトキャリアを検出する検出手段と、前記基台上に設けられた前記検出手段と同じ設置面に設けられ，検出手段から出力される光電流を所定の刺激パルス信号に変換する信号変換手段と、前記基台上に設けられた前記検出手段と同じ設置面に設けられ，前記信号変換手段により得られた刺激パルス信号を網膜を構成する細胞に電気刺激として出力する電極と、を備えることを特徴とする視覚再生補助装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の視覚再生補助装置は、眼内に置かれる眼内埋殖装置に対して電磁誘導を用いて体外から電力を供給するための電力供給手段を備えることを特徴とする視覚再生補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工的に視覚信号を与えるための視覚再生補助装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、失明治療技術の一つとして、眼内埋埴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には、網膜上又は網膜下にフォトダイオードアレイ、電極や信号処理回路等を有する眼内埋殖装置を設置し、画像をフォトダイオードアレイに受像（受光）させて細胞を電気刺激する方法が考えられている。（特許文献１、特許文献２参照）
【特許文献１】
特表平１１−５０６６６２号公報
【特許文献２】
米国特許５１０９８４４号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、網膜下に眼内埋殖装置を設置する場合、網膜の一部分を剥離させて設置を行うため、網膜へのダメージが懸念される。また、網膜上に眼内埋殖装置を設置する場合には、網膜へのダメージを極力抑制することが可能ではあるが、基板の前面（網膜に当接しない側）にフォトダイオードアレイを、裏面（網膜に当接する側）に電極を置き、その他の電気回路を形成しつつこの両者を電気的に接続させることは高度な技術を要する。
【０００４】
以上のような上記従来技術の問題点に鑑み、網膜へのダメージが少ない網膜上に眼内埋殖装置を設置するタイプの視覚再生補助装置において、電気回路製作を容易に行うことができ、好適に使用可能な視覚再生補助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。
【０００６】
（１）  患者眼の網膜上に設置する眼内埋殖装置を有する視覚再生補助装置において、前記眼内埋殖装置は、光透過性を有する透明材料からなり網膜上に設置される基台と、該基台の受光面と反対側の面に設けられ，前記基台の受光面を透過した光束を受光する受光手段と、前記基台上に設けられた前記受光手段と同じ設置面に設けられ，受光手段から出力される光電流を所定の刺激パルス信号に変換する信号変換手段と、前記基台上に設けられた前記受光手段と同じ設置面に設けられ，前記信号変換手段により得られた刺激パルス信号を網膜を構成する細胞に電気刺激として出力する電極と、を備えることを特徴とする。
（２）  患者眼の網膜上に設置する眼内埋殖装置を有する視覚再生補助装置において、前記眼内埋殖装置は、半導体材料からなり網膜上に設置される基台と、該基台の受光面と反対側の面に設けられ，前記基台の受光面に光束が当たることによって発生するフォトキャリアを検出する検出手段と、前記基台上に設けられた前記検出手段と同じ設置面に設けられ，検出手段から出力される光電流を所定の刺激パルス信号に変換する信号変換手段と、前記基台上に設けられた前記検出手段と同じ設置面に設けられ，前記信号変換手段により得られた刺激パルス信号を網膜を構成する細胞に電気刺激として出力する電極と、を備えることを特徴とする。
（３）  （１）又は（２）の視覚再生補助装置は、眼内に置かれる眼内埋殖装置に対して電磁誘導を用いて体外から電力を供給するための電力供給手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１及び図２は本実施形態における視覚再生補助装置の概略構成を示す図である。視覚再生装置は大別して図１に示す体外装置１と図２に示す体内装置１０（眼内埋殖装置）とから構成される。体外装置１は体内装置１０に電力を送信する役目を果たす。また、体内装置１０は体外装置１から送られる電力によって網膜を構成する細胞を電気刺激する役目を果たす。以下に体外装置１と体内装置１０とを各々に分け、その構成を詳細に説明する。
【０００８】
図１に示すように体外装置１は、電力を供給源となる電源装置２と、電源装置２からの電力を体内装置１０へ供給するための電力送信手段である一次コイル３からなる。
一方、体内装置１０は、図１及び図２に示すように、視覚再生部１１と、一次コイル３からの電力供給を受けるための電力受信手段である二次コイル１２から構成されている。二次コイル１２は図１に示すように側頭部の皮膚下に埋殖されており、視覚再生部１１と二次コイル１２とは電線１３を介して電気的に接続されている。なお、二次コイル１２の埋殖場所（設置場所）は側頭部に限るものではなく、埋殖を行いやすい場所や効率よく電力の供給を行えるような場所であれば良い。
【０００９】
また、電線１３は図１及び図２に示すように、埋埴された二次コイル１２から側頭部に沿って皮膚下を患者眼Ｅ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。眼窩に入れられた電線１３は、図２に示すように強膜外から眼内に入れられ、視覚再生部１１に接続される。
【００１０】
体内装置１０を眼内に設置する場合には、図２に示すように、視覚再生部１１を患者眼Ｅの網膜Ｅｒ上に置き、網膜を構成する細胞（例えば網膜神経節細胞、網膜双極細胞等）を電気刺激するものとしている。なお、網膜上の所定場所に視覚再生部１１を固定保持するためには、タック等による鋲止め、生体適合性のある接着剤や既存技術の光凝固等を用いて行えば良い。
【００１１】
図３は視覚再生部１１の概略構成を示した図である。１４は基台であり、基台１４上（視覚再生部１１を網膜Ｅｒ上に設置したとき網膜に接触する面）にはフォトダイオード等からなる受光手段１５、受光手段１５からの信号を基に網膜を構成する細胞を電気刺激するための刺激パルス信号を生成するパルス生成回路１６、電極１７が基台１４の同一平面上に設置され、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）の構成を有している。なお、図３に示すように受光手段１５、パルス生成回路１６、電極１７は一対の電気部品として基台２０上に２次元アレイ状に多数設置されている。（本実施形態では５×５の２５個の電気部品を形成するものとしている）また、基台１４上へのこのような電気回路の形成は、既存技術であるＬＳＩ設計プロセスによって行うことができる。
【００１２】
また、基台１４はＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリイミド等の樹脂や、ガラス，サファイヤ等、光透過性を有する透明な基台材料が用いられる。基台１４の厚さは、好ましくは５０μｍ〜１ｍｍであり、さらに好ましくは５０μｍ〜５００μｍである。基台１４の厚さが５０μｍ未満の場合には、体内装置１０を眼内に設置する際に必要な強度が得られにくい。また、厚さが１ｍｍより厚いと眼内に体内装置１０を挿入し難くなる。また、特にガラス，サファイヤ等の硬質材料を基台１４に用いる場合には、眼底の曲面に合わせて基台１４が湾曲する程度の厚みであることが好ましい。
【００１３】
また、視覚再生部１１及び電線１３は、ポリイミド等の生体適合性が良く絶縁性を有する材料にて被覆されており、体液等の浸潤を防ぐようになっている。なお、電極１７は被覆表面から露出しており、網膜Ｅｒと電極１７とが直接接触できるようになっている。このように電極１７のみを被覆表面から露出させるためには、▲１▼基台１４上の電極形成予定箇所に金、白金等の電極材料を用いてできるだけ高くバンプを形成させておく。▲２▼基台１４上にバンプ及び他の電気回路等を形成した後、生体適合性が良く絶縁性を有する材料にて基台１４を被覆する。▲３▼その後、被覆面を研磨等を行うことにより被覆部分を所定量削り取り、バンプの先端を露出させる。といった工程を経ることにより、露出電極を得ることができる。
【００１４】
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４及び図５を用いて説明する。
前述した視覚再生部１１における電極１７が形成された面を眼底側に向けて網膜Ｅｒ上に当接させ、視覚再生部１１をタック等により固定し、図１及び図２に示す状態にする。眼内に入手する光（映像）は、図４に示すように、基台１４の受光面（前面）を透過し、裏面に設置された受光手段１５によって受光される。受光手段１５は受光した光の強度に応じた検出信号（光電流）をパルス生成回路１６を与える。パルス生成回路１６は受光手段１５から送られてくる検出信号を基に所定の処理を行い、網膜を構成する細胞を電気刺激するための刺激パルス信号を生成する。パルス生成回路１６で生成された刺激パルス信号は電極１７より出力され、網膜神経節細胞や双極細胞等の網膜を構成する細胞を電気刺激する。
【００１５】
また、パルス生成回路１６や電極１７で用いる電力は、体外装置１の電源装置２により供給される。図５に示すように体外装置１の電源装置２からの電力を１次コイル３を用いて２次コイル１２に送信する。２次コイル１２にて受けとった電力は各パルス生成回路１６に送られ、この電力を用いて電極１７から刺激パルス信号を発生（出力）させる。網膜を構成する細胞にこの刺激パルス信号を与えることにより、細胞を刺激し、視覚の再生を促すこととなる。
【００１６】
なお、基台１４の同一面に受光手段１５、パルス生成回路１６及び電極１７を形成するために受光手段１５の撮像位置（受光位置）と、その撮像位置に対する電極１７の刺激位置とにズレが生じる。このため、さらに精密な視覚再生を得ようとする場合には、予めこのズレ量が相殺されるようにパルス生成回路１６にて補正処理を行い、このズレ量が考慮された刺激パルス信号を生成すればよい。
【００１７】
また、このように基台１４に透明な材料を用いることにより、受光手段１５、パルス生成回路１６や電極１７を同一面に全て設置できるため、電気回路の設計がより行いやすくなる。また、基台１４が光透過性を有するために、基台１４を透過した光が、部分的に残存する受光細胞を刺激することができる。このため残存する受光細胞の機能を活用することも期待できる。
【００１８】
以上のように本実施の形態では、基台１４に光透過性を有する透明材料を用いるものとしているが、これに限るものではない。例えば基台１４の材料としてシリコン等の半導体材料を用いてもよい。半導体材料は光が当たるとフォトキャリアが発生するため、このような半導体材料にて基台を作っておき、この基台の同一面にフォトキャリアを検出するための検出手段（受光手段１５）、パルス生成回路１６や電極１７を形成させておく。
【００１９】
これらの電気回路を形成後、基台１４の電気回路形成面を網膜に当接させておく。眼内に入射した光（映像）が基台１４の前面に当たることにより、基台１４にフォトキャリアが発生し、このフォトキャリアが基台１４内を拡散して受光手段１５に到達する。受光手段１５はこの到達したフォトキャリアを検出し、検出信号をパルス生成回路１６に送る。パルス生成回路１６は前述同様に受け取った信号を基に刺激パルス信号を生成し、電極１７からこの刺激パルス信号を発生させる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば網膜へのダメージが少ない網膜上に眼内埋殖装置を設置するタイプの視覚再生補助装置において、電気回路製作を容易に行うことができ、好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の視覚再生補助装置における体外装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の視覚再生補助装置における体内装置の構成を示した図である。
【図３】視覚再生部の概略構成を示した図である。
【図４】光を受けた視覚再生部から刺激信号を発生させる状態を示した模式図である。
【図５】本発明の視覚再生補助装置における制御系を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  体外装置
２  電源装置
３  一次コイル
１０  体内装置
１１  視覚再生部
１２  二次コイル
１４  基台
１５  受光手段
１６  パルス生成回路
１７  電極
【図１】
2004229998.tif 000003
【図２】
2004229998.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004229998.tif 000006
【図５】
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