(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者眼の眼内に置かれる眼内埋埴装置であって、体外装置から供給される電力及び網膜を構成する細胞を電気刺激させるための刺激用信号を受信する受信手段と、該受信手段にて受信した前記刺激用信号を所定の電気信号に変換する信号変換手段と、該信号変換手段にて変換された前記電気信号を出力して網膜を構成する細胞を電気刺激する電極と、不関電極と、を備える眼内埋埴装置において、
透光性を有する材料からなり一端に前記受信手段，信号変換手段，及び不関電極が取り付けられ他端に前記電極が取り付けられる基板であって，前記一端を眼の水晶体嚢に置いた状態で前記電極が位置する前記他端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持つ長板状の基板を有し、前記受信手段は電磁誘導により体外装置から前記電力を受け取るための２次コイルと体外装置から前記刺激用信号として送信される光信号を受光する受光素子を有し、前記２次コイルは前記水晶体嚢に位置する基板の前記一端の角膜側表面に取り付けられ前記受光素子及び前記信号変換手段は前記一端の眼底側表面に取り付けられ，前記受光素子は前記基板を透過した前記光信号を受光する構成とされていることを特徴とする眼内埋埴装置。
【請求項２】
請求項１の眼内埋埴装置において、水晶体嚢に位置する前記基板の一端には前記受信手段及び信号変換手段を水晶体嚢内にて位置固定させるための固定保持手段を持つことを特徴とする眼内埋埴装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は視覚再生のため、眼内に設置される眼内埋埴装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、失明治療技術の一つとして、電極等を有する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体外にて撮像された映像を光信号や磁気信号に変換した後、眼内に設置された眼内埋埴装置に送信して細胞を刺激する方法（以下、体外撮像型と記す）や、網膜にフォトダイオードアレイ等からなる眼内埋埴装置を設置し、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（以下、体内撮像型と記す）等が考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような体外撮像型、体内撮像型等の人工視覚システムにおいては、網膜神経節細胞や網膜双極細胞等の網膜を構成する細胞をできるだけ効率よく電気刺激することが必要である。
【０００４】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、網膜を構成する細胞を効率よく電気刺激することのできる眼内埋埴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）  患者眼の眼内に置かれる眼内埋埴装置であって、体外装置から供給される電力及び網膜を構成する細胞を電気刺激させるための刺激用信号を受信する受信手段と、該受信手段にて受信した前記刺激用信号を所定の電気信号に変換する信号変換手段と、該信号変換手段にて変換された前記電気信号を出力して網膜を構成する細胞を電気刺激する電極と、不関電極と、を備える眼内埋埴装置において、
透光性を有する材料からなり一端に前記受信手段，信号変換手段，及び不関電極が取り付けられ他端に前記電極が取り付けられる基板であって，前記一端を眼の水晶体嚢に置いた状態で前記電極が位置する前記他端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持つ長板状の基板を有し、前記受信手段は電磁誘導により体外装置から前記電力を受け取るための２次コイルと体外装置から前記刺激用信号として送信される光信号を受光する受光素子を有し、前記２次コイルは前記水晶体嚢に位置する基板の前記一端の角膜側表面に取り付けられ前記受光素子及び前記信号変換手段は前記一端の眼底側表面に取り付けられ，前記受光素子は前記基板を透過した前記光信号を受光する構成とされていることを特徴とする。
（２）  （１）の眼内埋埴装置において、水晶体嚢に位置する前記基板の一端には前記受信手段及び信号変換手段を水晶体嚢内にて位置固定させるための固定保持手段を持つことを特徴とする。
【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埴装置を使用した体外撮像型の人工視覚システムの概略を示したブロック図である。
【０００７】
１は人工視覚システムであり、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（眼内埋埴装置）２０とに分けられる。体外装置１０はバイザー１１は使用者（失明者）が眼鏡のように装着して使用されるものである。バイザー１１にはカメラ１２が設けられており、使用者の正面方向の画像を撮像できる位置に取り付けられている。１３はバイザー１１に接続されるコンピュータであり、カメラ１２によって撮像された画像を画像処理し、量子化した後、細胞を刺激するための刺激信号を生成して変調する。
【０００８】
１４は発光素子であり、本実施の形態では近赤外光を発するＬＥＤを使用している。コンピュータ１３にて変調された信号はバイザー１１に送られ、ＬＥＤ１４から光信号が眼内埋埴装置２０へ送信されるようになっている。１５はバイザー１１及びコンピュータ１３を可動させるための電源、１６はバイザー１１に設けられている１次コイルである。１次コイル１６は眼内埋埴装置２０に電力を供給するために使用される。
【０００９】
一方、眼内埋埴装置２０はＬＥＤ１４からの光信号を受信するための受信部２１、受信部２１にて受信された光信号を電気信号に変換処置する信号処理回路とデマルチプレクサを備えた信号処理部２２、信号処理部２２に接続され網膜を構成する細胞（本実施の形態では網膜神経節細胞又は網膜双極細胞）を電気刺激するための電極２３、不関電極５０、電力を受給するための２次コイル２４、これらの部品を一体的に取りつけるための基板２５（図２参照）からなる。２次コイル２４は前述した１次コイル１６との電磁誘導によって眼内埋埴装置２０への電力供給を行うようになっている。
【００１０】
図２は眼内埋埴装置２０の詳細な構成を示す図である。本実施形態で用いる眼内埋埴装置２０は網膜下に電極を配置する構成としている。
図２（ａ）は眼内埋埴装置２０を上面から見た図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す眼内埋埴装置２０のＡ−Ａ断面図である。
【００１１】
基板２５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２５は円板部分２５ａと長板部分２５ｂとからなる。円板部分２５ａには受光素子からなる受信部２１と、ＬＳＩからなる信号処理部２２及び２次コイル２４とが設けられている。受信部２１と信号処理部２２とは同じ外形であり、基板２５の表面側（紙面表側）に設けられている。本実施の形態では受信部２１と信号処理部２２とが別々に設けられたものを使用しているが、これに限るものではなく、受信部２１と信号処理部２２とを一体的に形成したものを使用しても良い。また、２次コイル２４は基板２５の裏面側（紙面裏側）に設けられており、信号処理部２２に電線２８にて接続されている。
【００１２】
長板部分２５ｂの先端には電極２３が３６個（６×６個）形成され、多点電極を形成している。電極２３の各々には電線２６が接続されており、電線２６は長板部分２５ｂ上を円板部分２５ａまで延びて信号処理部２２に接続されている。本実施形態における長板部分２５ｂは、円板部分２５ａを水晶体嚢内に置いたとき、先端に位置する電極２３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。したがって受信部２１及び信号処理部２２が置かれる位置から電極２３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。
【００１３】
また、長板部分２５ｂの厚みは２０μｍ〜１２０μｍ程度が好ましい。厚みが２０μｍより薄い場合、ある程度の硬度を保つことができず、電極２３を所定位置まで送り出すことが難しい。また、厚みが１００μｍより厚い場合、長板部分２５ｂが硬すぎてしまい、電極２３を網膜下に置く際に網膜等を傷つけてしまう可能性がある。
【００１４】
２７は円板部分２５ａを前眼部にて固定保持させるための支持部である。支持部２７は従来の眼内レンズに設けられている支持部と同様に、可撓性を有するループ状の形状を有し、円板部分２５ａから延びるように一対取り付けられている。本実施の形態では基板２５と支持部２７とを別々に作っておき、後から接合するようにしているが、基板２５とともに支持部２７が一体的に成形されていてもよい。基板２５と支持部２７とが一体的に成形されることによって接合部分がなくなり、強度が増す。
【００１５】
また、支持部２７を基板２５と一体的に成形する場合には、支持部２７がある程度の硬度、弾性力が得られるように円板部分２５ａの厚みを決定する必要がある。また、支持部２７と基板２５とを別々に設けておき、その後接合させ一体化する場合においても、支持部２７が基板２５（円板部分２５ａ）に接合できるだけの厚みを有することが必要である。このように円板部分２５ａと長板部分２５ｂとで厚みが異なる場合には、円板部分２５ａとなる箇所のみ基板材料となる樹脂フィルムを複数枚張合わせて厚みを持たせたり、厚みのあるフィルム（例えば１５０μｍ〜３００μｍ等）を１枚基板として用い、長板部分２５ｂとなる箇所を薄く削って所定の厚みにするようにしても良い。
【００１６】
また、不関電極５０は信号処理部２２に接続された状態で円板部分２５上に形成されている。本実施の形態では基板２５の円板部分２５上に不関電極５０を設けるものとしているが、これに限るものではなく、電極２３を網膜下に置いたとき、網膜を挟んで対向するような位置に形成されていればよい。ここで言う対向とは必ずしも電極２３と不関電極５０とが向き合う形に限らず、網膜下に置かれた電極２３に対して網膜を挟んでより前眼部側（前側）に位置していればよい。
【００１７】
また、不関電極５０の形成面積は電極２３−不関電極５０間にて効率よく電気の流れを形成させるために、できるだけ大きい方が好ましい。電極２３の形成面積より不関電極５０の形成面積が十分大きいものであれば良い。また、不関電極５０は電極２３が網膜を構成する細胞にプラスの電気刺激を行う場合には−極となり、マイナスの電気刺激を行う場合には＋極として機能する。
【００１８】
また、電極２３の周辺と不関電極５０の周辺を除いた装置２０全域には図示なき生体適合性の良い材料にて被覆されており、受信部２１、信号処理部２２、２次コイル２４及びそれらの接合部等に体液等が浸潤しないようになっている。
【００１９】
次に、以上のような構成を備える眼内埋埴装置の製作方法について説明する。１枚の透光性を有するポリイミドフィルム（厚さ２０μｍ〜１２０μｍ程度  透明であることが好ましい）上の長板部分２５ｂとなる箇所に、白金からなる電極２３、及び電線２６を形成させる。電極２３及び電線２６は真空蒸着法やスパッタ法等の既存の薄膜作成方法により行う。また、円板部分２５ａとなる箇所には不関電極５０を形成させておく。
【００２０】
次に、形成した電極２３、不関電極５０及び電線２６上に絶縁層を形成するために、ポリイミドをスピンコート法等により塗布する。絶縁層の形成後、エキシマレーザ等を用いて円板部分２５ａと長板部分２５ｂとを一体的に切り出す。また、同時に円板部分２５ａに一対の支持部２７が形成されるように切り出しを行う。支持部２７の長さは円板部分２５ａを水晶体嚢内に設置した際に、支持部２７が毛様体溝に届くだけの長さとなっている。フィルムの切断はエキシマレーザ等のＵＶレーザを使用することにより、滑らかに切断することができるため、眼内埋埴装置を眼内に挿入する際に生体を傷つけることが抑制される。
【００２１】
支持部２７が一体的に形成された基板２５の切り出し後、２次コイル２４と受信部２１、信号処理部２２とを接続するために円板部分２５ａに貫通孔をあけ、そこに電線２８を通しておく。また、電極２３、不関電極５０及び電線の末端部分に対して薬品処理を行い、絶縁層を溶解させ電極２３及び不関電極５０を露出させるエッチング処理を施しておく。
エッチング処理後、さらに円板部分２５ａとなる箇所（電極等を形成した反対側）には予め円板部分２５ａと同形状に切り出したポリイミドフィルムを接着剤等により張り合せ、円板部分２５ａに所定の厚みを持たせておく。
【００２２】
次に、受信部２１と信号処理部２２とを接続した後、受信部２１を円板部分２５ａ上に接着剤等にて接着し、電線２６と信号処理部２２とをワイヤーボンド接続あるいはフリップチップ接合にて電気的に接続する。また、同様に不関電極５０及び電線２８も信号処理部２２に接続しておく。一方、受信部２１等が設置された円板部分２５ａの面と反対側の面（裏面）には２次コイル２４を接着剤によって取り付けておく。２次コイル２４もまた信号処理部２２と同様に電線２８を接続しておく。
【００２３】
基板２５上に各電子部品を取り付けたら、電極２３及び不関電極５０の周辺を残してその他の基板全体を生体適合性材料（例えばポリイミド、テフロン、シリコン等）によって被覆する。生体適合性材料による被覆は刷毛塗り、浸漬等の既知の樹脂封入法によって行う。このような工程を経ることにより、眼内埋埴装置２０を完成させる。
【００２４】
次に眼内に眼内埋埴装置２０を挿入し設置させる動作を図３を用いて説明する。
初めに患者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７〜８ｍｍ程度切開することにより、挿入口を作成し、ここから眼内埋埴装置２０を眼内に挿入する。また、網膜を２ｍｍ程度切開し、そこから長板部分２５ｂを差し込み、網膜と脈絡膜との間を這わせて黄斑部周辺の網膜側に電極２３を位置させる。
【００２５】
一方、円板部分２５ａ側は図３に示すように水晶体が取り除かれた嚢内に受信部２１、信号処理部２２を入れ、支持部２７を毛様体溝に当接させて円板部分２５ａを固定保持させる。このように受信部２１、信号処理部２２を嚢内に置き、支持部２７を使用することで、円板部分２５ａに取り付けられた受信部２１、信号処理部２２、２次コイル２４を眼内レンズのように固定保持することが可能となる。また、このとき不関電極５０は水晶体嚢内に置かれるため、電極２３と不関電極５０との間に網膜が位置することとなる。電気の流れは電極２３と不関電極５０との間にて生じるため、電極２３及び不関電極５０との間に位置する網膜（網膜を構成する細胞）を効率よく刺激することができる。本実施の形態では水晶体嚢内に不関電極５０を置くものとしているが、これに限るものではない。例えば、不関電極５０を信号処理部２２から延ばして硝子体内に位置させておくこともできる。このように網膜下に電極２３を置いたときに、網膜を挟んだ眼内の所定位置に不関電極５０が置かれていればよい。
【００２６】
本実施の形態では支持部２７の形状をループ状としているが、これに限るものではなく、受信部２１、２次コイル２４等の眼内埋埴装置を構成する部品を水晶体嚢や後房等の前眼部周辺で固定保持できるような形状であれば良い。また、支持部を当接させる箇所も毛様体溝に限るものではなく、眼内レンズのように嚢内に支持部を当接させることにより、受信部２１、信号処理部２２、２次コイル２４等を前眼部に固定保持させることもできる。
【００２７】
また、本実施の形態では支持部を用いて受信部２１、信号処理部２２、２次コイル２４等を前眼部に固定保持させるものとしているが、これに限るものではない。例えば虹彩に円板部分２５ａを固定させることにより、眼内埋埴装置を構成する部品を前眼部周辺で固定保持させることもできる。図４は円板部分２５ａを前眼部に固定させる変容例を示した図である。ここで図２と同符号を付してあるものは同機能を有するため、説明は省略する。
【００２８】
図４（ａ）において、３０は虹彩を挟み込むためのクリップ部である。円板部分の径は、図１に示す円板部分２５ａの径よりも大きくなっており、眼内埋埴装置を構成する部品を水晶体嚢内に置いたときに、その円周部分が虹彩の動的障害の影響がない場所に位置するようになっている。クリップ部３０はこの円板部分２５ａの円周部分に形成されており、眼内埋埴装置を構成する部品を水晶体嚢内に置いた状態で、虹彩の裏側から挟持するようになっている。
【００２９】
また、図４（ｂ）において、４０は虹彩に円板部分２５ａを縫合（縫着）させるための開口部である。開口部４０の形成位置もクリップ部３０の形成位置と同じように、眼内埋埴装置を構成する部品を水晶体嚢内に置いたときに、その円周部分が虹彩の動的障害の影響がない場所に形成されている。開口部４０は眼内埋埴装置を構成する部品を水晶体嚢内に置いた状態で、開口部４０に縫合糸を通し、虹彩と円板部分２５ａとを縫合することにより、円板部分２５ａを前眼部にて固定保持させることができる。また、開口部４０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。その場合には、円板部分２５ａ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４０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。
【００３０】
さらに、本実施の形態では、体外装置からの光信号を体内装置（眼内埋埴装置）にて受信するものとしているが、光信号ではなく間接的に眼内に情報を送ることのできる手段であればよい。例えば電波等を使用することができる。
【００３１】
さらにまた、以上の実施の形態では体外装置と体内装置と備える体外撮像型の人工視覚システムを用いたが、これに限るものではなく、フォトダイオード等の受光手段を用いて眼前の画像（画像情報）を受信し、電極より電気刺激を発生させる体内撮像型の人工視覚システムに用いることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明では網膜に対して効率よく電気刺激を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】人工視覚システムの概略を示したブロック図である。
【図２】眼内埋埴装置の構成を示す図である。
【図３】眼内埋埴装置を眼内に置いた状態を示す図である。
【図４】固定手段の変容例を示す図である。
【符号の説明】
１  人工視覚システム
１０  体外装置
２０  眼内埋埴装置
２１  受信部
２２  信号処理部
２３  電極
２４  ２次コイル
２５  基板
５０  不関電極
【図１】
0004118062.tif 000002
【図２】
0004118062.tif 000003
【図３】
0004118062.tif 000004
【図４】
0004118062.tif 000005