CN209771110U - 视网膜假体柔性电缆以及视网膜假体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视网膜假体柔性电缆以及视网膜假体，柔性电缆包括：微电极，微电极包括：多个刺激电极和衬底部，衬底部包括：电极衬底区、安装衬底区和分压衬底区，多个刺激电极设置在电极衬底区，安装衬底区形成有固定钉安装孔，分压衬底区包括多个周向间隔开的分压部，多个分压部连接在电极衬底区和安装衬底区之间；连接部分，连接部分的一端与衬底部相连；引入部分，引入部分与连接部分的另一端相连且适于连接电子器件。由此，多个分压部可以分别承压，使得柔性电缆的微电极能更好地悬挂在固定钉上，可以使得微电极各处受力均匀，微电极不会翘起，进而保证产生较好的视觉感知效果。

Description

视网膜假体柔性电缆以及视网膜假体

技术领域

本实用新型涉及眼科神经刺激器技术领域，尤其是涉及一种视网膜假体柔性电缆以及视网膜假体。

背景技术

视觉假体是为了帮助视网膜或者其它视觉器官发生病变的患者重新获得光明和视觉的植入式医疗器械。正常视觉的形成是视网膜上的感光细胞(视锥细胞和视杆细胞)将光刺激转换成电信号，在视网膜的各层细胞(水平细胞、双极细胞、神经节细胞等)编码之后，将神经冲动传输到视皮层。目前常用的一种视觉假体设计是将微电极植入物植入视网膜表面(epiretinal)，从而帮助视网膜色素变性(RP)和老年性黄斑变性(AMD)等外层视网膜变性疾病恢复视力，产生视幻觉。

在进行视网膜假体植入手术时，将微电极通过微电极固定钉固定在视网膜表面，是极为重要的步骤。微电极的固定姿态，直接影响植入体的视觉感知效果。微电极固定钉穿过微电极上的安装孔后，依次刺入眼球的视网膜、脉络膜及巩膜。

其中，固定钉的穿刺动作会对眼球壁有一定程度的伤害，而且在固定钉植入好之后，将其取出时极其困难。因此，在视网膜假体的植入体中，通常只植入一个固定钉，至多不超过两个。

在植入一个固定钉时，在平面结构的微电极上仅有一个固定受力点，因此容易导致与固定钉相对的另一侧翘起或受力不均。尤其是在固定钉有安装误差时，更容易导致不均衡力传递到微电极上，从而使得微电极因受力不均而向一边翻转。

以上情况会导致微电极上部分刺激电极与视网膜表面之间的距离较大，进而需要较大强度的刺激电流，才能产生较好的视觉感知效果。此外，微电极中刺激电极的数量一般为数十个、数百个甚至数千个，如果其中有较大比例的刺激电极需要大的刺激电流，则会导致刺激总电流增加，不仅耗费电能，降低电池使用时间，严重时还会导致神经损伤或惊厥发作。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种视网膜假体柔性电缆，该柔性电缆的微电极的端部不会翘起，而且耗电量低。

本实用新型进一步地提出了一种视网膜假体。

根据本实用新型实施例的视网膜假体柔性电缆，包括：微电极，所述微电极包括：多个刺激电极和衬底部，所述衬底部包括：电极衬底区、安装衬底区和分压衬底区，多个所述刺激电极设置在所述电极衬底区，所述安装衬底区形成有固定钉安装孔，所述分压衬底区包括多个周向间隔开的分压部，多个所述分压部连接在所述电极衬底区和所述安装衬底区之间；连接部分，所述连接部分的一端与所述衬底部相连；引入部分，所述引入部分与所述连接部分的另一端相连且适于连接电子器件。

在本实用新型中，多个分压部可以分别承压，而且周向间隔的方式可以允许多个分压部向不同方向分散传递压力，从而可以使得微电极更好地悬挂在固定钉上，可以使得微电极各处受力均匀，微电极不会翘起，进而可以保证产生较好的视觉感知效果，可以避免对视网膜产生损伤，还可以避免电量快速消耗。

在本实用新型的一些示例中，所述分压部构造为条状，相邻的两个所述分压部之间形成有通孔。

在本实用新型的一些示例中，所述安装衬底区为环形，所述分压部构造为直线条状，所述分压部与所述安装衬底区的外圆相切。

在本实用新型的一些示例中，所述安装衬底区为环形，所述分压部构造为在径向延伸的S形条状。

在本实用新型的一些示例中，所述安装衬底区为环形，所述分压部构造为在径向延伸的盘绕条状且包括多个依次相连的S形段。

在本实用新型的一些示例中，多个所述通孔的内侧边连线成圆，外侧边连线成圆。

在本实用新型的一些示例中，所述衬底部为一体结构且在所述分压衬底区开孔以形成多个所述分压部。

在本实用新型的一些示例中，所述衬底部构造为与视网膜弧形表面相适配的弧形凸面。

在本实用新型的一些示例中，所述电极衬底区在背离所述安装衬底区的一侧设置有延伸的夹持区。

根据本实用新型的视网膜假体，包括：固定钉，所述固定钉包括钉体和垫片，所述垫片穿设在所述钉体上；所述的视网膜假体柔性电缆，植入时所述钉体穿设在所述固定钉安装孔内，所述垫片抵靠在所述安装衬底区上。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的柔性电缆的示意图；

图2是根据本实用新型一种实施例的微电极的结构示意图；

图3是图2中所示的衬底部的局部结构示意图；

图4是根据本实用新型另一种实施例的微电极的结构示意图；

图5是图4中所示的衬底部的局部结构示意图；

图6是固定钉的结构示意图；

图7是根据本实用新型实施例的视网膜假体植入装置安装在眼球内的示意图；

图8是根据本实用新型实施例的视网膜假体的示意图。

附图标记：

柔性电缆100；

微电极10；刺激电极1；衬底部2；电极衬底区21；安装衬底区22；固定钉安装孔221；分压衬底区23；分压部231；通孔232；夹持区24；

连接部分20；引入部分30；

固定钉200；杆部210；弹性件220；限位部230；钉头240；

垫片300；眼球400；

外部装置500；摄像单元510；视频处理单元520；第一无线信号器530；

植入装置600；第二无线信号器610；电子封装件620。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的视网膜假体植入装置600。

如图7所示，根据本实用新型实施例的视网膜假体植入装置600包括：固定钉200和柔性电缆100，固定钉200包括钉体和垫片300，垫片300穿设在钉体上，植入时固定钉200穿设柔性电缆100的固定钉安装孔221，然后将其固定在视网膜上。

具体地，如图1所示，柔性电缆100包括：微电极10、连接部分20和引入部分30，连接部分20连接在微电极10和引入部分30之间，连接部分20的左端连接引入部分30，连接部分20的右端连接微电极10。连接部分20穿过眼球400壁上的巩膜切口，并连接在微电极10和引入部分30之间，引入部分30用于连接电子器件，例如电子封装体内的ASIC芯片(专用集成电路)。固定钉200将微电极10固定在视网膜表面上。其中，连接部分20包括多条线，多条线分别用于连接多个刺激电极1，多条线可以形成一层，也可以形成多层。

柔性电缆100整体由MEMS工艺(Microfabrication Process-下至纳米尺度，上至毫米尺度微结构加工工艺的通称)制造而成，其可通过化学气相沉积、溅射、电镀、蒸镀、图案化或其组合制成。

下面详细描述一下根据本实用新型实施例的视网膜假体微电极10。

根据本实用新型的第一实施例，如图2所示，视网膜假体微电极10包括：多个刺激电极1和衬底部2，多个刺激电极1设置在衬底部2上。连接部分20的一端与衬底部2相连，连接部分20的另一端与引入部分30相连。需要说明的是，柔性电缆100包括柔性衬底，衬底部2为柔性衬底的一部分，柔性衬底还延伸在所述连接部分20和引入部分30的区域内。

柔性衬底的材料优选PMMA(poly(methyl methacrylate)-聚甲基丙烯酸甲酯)、特氟隆、硅树脂、聚酰亚胺、聚对二甲苯(尤其是Parylene-C)。刺激电极1及连接部分20的材料优选为Au、Ag、Pt、Pd、Ti或它们之间任意组合的合金。

具体地，如图2所示，衬底部2包括：电极衬底区21、安装衬底区22和分压衬底区23，安装衬底区22和分压衬底区23位于电极衬底区21的左侧。多个刺激电极1设置在电极衬底区21，具体地，电极衬底区21上设置有多个电极过孔，多个刺激电极1分别设置在多个电极过孔内。多个刺激电极1在电极衬底区21以成排成列的方式排布，采用此种排布方式可以更好地适用于需要布置较多数量刺激电极1的微电极10，例如成百上千的刺激电极1。

其中，刺激电极1的端部裸露或部分裸露在衬底部2的一侧，刺激电极1向视网膜神经节细胞或双极细胞发送电刺激脉冲，刺激脉冲电流的幅值可以优选为200μA-800μA。

如图2所示，安装衬底区22形成有固定钉安装孔221，固定钉安装孔221用于供固定钉200穿过，垫片300可以抵靠在安装衬底区22的一侧。这样可以有效地将微电极10安装固定在视网膜表面上。安装衬底区22为环形，其内环可以开孔以形成固定钉安装孔221，其外环可以连接分压衬底区23。衬底部2上的固定钉安装孔221可通过MEMS工艺图案化形成，也可通过机械加工等可能的方式实现。

如图3所示，分压衬底区23包括多个周向间隔开的分压部231，多个分压部231连接在电极衬底区21和安装衬底区22之间。

需要说明的是，传统的微电极的安装衬底区和电极衬底区直接相连，这样易导致整个衬底部受力不均，一端翘起，从而导致部分刺激电极到视网膜表面的距离变大，需要刺激电流变大，进一步地导致电量消耗快，而且有可能导致神经受损。

而在本实用新型中，多个分压部231可以分别承压，而且周向间隔的方式可以允许多个分压部231向不同方向分散传递压力，从而可以使得微电极10更好地悬挂在固定钉200上，可以使得微电极10各处受力均匀，微电极10不会翘起，进而可以保证产生较好的视觉感知效果，可以避免对视网膜产生损伤，还可以避免电量快速消耗。

可选地，如图3所示，分压部231构造为条状，相邻的两个分压部231之间形成有通孔232。也就是说，在制造微电极10时，可以采用在分压衬底区23开孔的方式形成多个分压部231。如此设置的多个分压部231彼此间隔，从而可以更好地分散传递压力。

进一步地，如图3所示，分压部231构造为在径向延伸的盘绕条状，而且分压部231包括多个依次相连的S形段。需要说明的是，上述的盘绕条状并不是直线条状，其并不是严格的径向延伸，径向延伸指的是盘绕条状的大体延伸方向。此种形状的分压部231可以不断改变压力传递方向，可以增加压力传递距离，从而可以更好地分散压力，可以使得微电极10受力均匀。

具体地，如图3所示，多个分压部231围绕安装衬底区22均匀分布。换言之，多个分压部231围绕安装衬底区22发散分布，此种分布方式有利于压力均匀传递。

其中，如图2所示，衬底部2为一体结构，一体结构的衬底部2结构简单，强度高。而且仅需在其表面开孔完成所需部分的设置。

还有，如图3所示，多个通孔232的内侧边连线成圆，外侧边连线成圆。如此形状的通孔232易于成形，而且能够减少对安装衬底区22的干扰，以及使得分压部231分布更加均匀。

如图2及图4所示，电极衬底区21在背离安装衬底区22的一侧设置有延伸的夹持区24，即夹持区24设置在电极衬底区21的右侧。夹持区24的设置可以便于医生手术时夹持，可以方便手术操作。夹持区24的宽度小于电极衬底区21的宽度，这样可以便于镊子等工具夹取。其中，夹持区24与电极衬底区21呈成角度设置，便于分辨。优选90°直角。

可选地，衬底部2构造为与视网膜弧形表面相适配的弧形凸面，由于该弧形凸面能够与视网膜弧形表面相适配，所以其能够减小弧形凸面施加给视网膜表面的应力。

根据本实用新型的第二实施例，与上述第一实施例不同的是，分压部231构造为在径向延伸的S形条状。也就是说，分压部231可以采用单个S形条状结构，此种分压部231结构简单，易于制造实施。

根据本实用新型的第三实施例，与上述第一实施例不同的是，如图4和图5所示，分压部231构造为直线条状，分压部231与安装衬底区22的外圆相切。切向设置的分压部231可以更好地分散传递压力，可以使得微电极10各处受力均匀。

下面补充描述一下固定钉200的结构。

如图6所示，固定钉200包括：钉体和垫片300，钉体包括：杆部210、弹性件220、限位部230和钉头240，杆部210连接在限位部230和钉头240之间，钉头240用于穿刺视网膜表面，弹性件220穿设在杆部210上，而且弹性件220的两端分别止抵在限位部230和垫片300上，这样在固定钉200将微电极10固定在视网膜表面上后，弹性件220可以起到弹性止抵的作用，从而可以有利于压力的传递。

需要说明的是，在本实用新型中，固定钉安装孔221仅为一个，相应地只需要在眼球壁上植入一个固定钉200，这样对眼球壁的损伤小，而且简化了手术操作。

下面结合图7描述一下视网膜假体植入装置600安装在眼球400内的过程。

医生通过工具夹持住衬底部2的夹持区24，然后将电极衬底区21贴靠在视网膜表面，持钉器持有固定钉200，并将其送入眼球400内部，固定钉200穿过固定钉安装孔221、视网膜、脉络膜及巩膜，从而将微电极10固定在视网膜表面，固定钉200传递出的压力通过垫片300传递给微电极10。

由此，微电极10的安装衬底区22通过多个分压部231分压处理，然后再传递给电极衬底区21，从而可以使得微电极10整体受力均匀，不会一端翘起，可以避免视网膜表面的损伤，可以保证视觉感知效果。

下面结合图8描述一下视网膜假体的工作原理。

如图8所示，根据本实用新型实施例的视网膜假体，包括外部装置500和植入装置600。

外部装置500包括摄像单元510、视频处理单元520(VPU)和第一无线信号器530，摄像单元510可以为摄像头，摄像单元510可以设置在可穿戴设备(例如眼镜)上。需要说明的是，眼镜还可以采用其它可穿戴设备如帽子等代替。视频处理单元520可以佩戴在患者的其他位置，例如，腰带、衣服带子等位置。

摄像单元510和视频处理单元520电连接，例如，摄像单元510和视频处理单元520之间通过电缆连接。具体地，眼镜上的摄像头将视频信息传送给视频处理单元520，视频处理单元520将视频信号转化成电脉冲数据信号。

第一无线信号器530可以包括外部无线数据线圈和外部无线能量线圈，也可以仅包括一个线圈并通过软件控制数据及能量传递，视频处理单元520将电脉冲数据信号通过电缆发送回眼镜，通过安装在眼镜上的第一无线信号器530将数据或能量传送给植入装置600。

植入装置600包括：第二无线信号器610、电子封装件620、微电极10和上述实施例的固定钉200，第二无线信号器610与第一无线信号器530无线信号通信，第二无线信号器610可以包括内部无线数据线圈和内部无线能量线圈，与第一无线信号器530的线圈电磁感应。

电子封装件620包含ASIC芯片(专用集成电路)、分立原器件等，ASIC芯片用于处理接收到的数据信号发出驱动微电极10的电刺激脉冲，植入装置600还包括柔性电缆100，柔性电缆100包含多个通路的连接部分20，穿过眼球400壁连接电子封装件620和微电极10。分立原器件包括电容器、电感器、电阻器、振荡器、滤波器等根据电路设计而可能设置的电子元器件。

微电极10包含多个发送电刺激脉冲的刺激电极1，微电极10贴附在视网膜表面，固定钉200进行固定，传送到视网膜上的电脉冲信号刺激视网膜上仍保留功能的神经元，并将此刺激通过视觉神经传送到大脑，使患者产生视觉感知。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种视网膜假体柔性电缆，其特征在于，包括：

微电极，所述微电极包括：多个刺激电极和衬底部，所述衬底部包括：电极衬底区、安装衬底区和分压衬底区，多个所述刺激电极设置在所述电极衬底区，所述安装衬底区形成有固定钉安装孔，所述分压衬底区包括多个周向间隔开的分压部，多个所述分压部连接在所述电极衬底区和所述安装衬底区之间；

连接部分，所述连接部分的一端与所述衬底部相连；

引入部分，所述引入部分与所述连接部分的另一端相连且适于连接电子器件。

2.根据权利要求1所述的视网膜假体柔性电缆，其特征在于，所述分压部构造为条状，相邻的两个所述分压部之间形成有通孔。

3.根据权利要求2所述的视网膜假体柔性电缆，其特征在于，所述安装衬底区为环形，所述分压部构造为直线条状，所述分压部与所述安装衬底区的外圆相切。

4.根据权利要求2所述的视网膜假体柔性电缆，其特征在于，所述安装衬底区为环形，所述分压部构造为在径向延伸的S形条状。

5.根据权利要求2所述的视网膜假体柔性电缆，其特征在于，所述安装衬底区为环形，所述分压部构造为在径向延伸的盘绕条状且包括多个依次相连的S形段。

6.根据权利要求2所述的视网膜假体柔性电缆，其特征在于，多个所述通孔的内侧边连线成圆，外侧边连线成圆。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的视网膜假体柔性电缆，其特征在于，所述衬底部为一体结构且在所述分压衬底区开孔以形成多个所述分压部。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的视网膜假体柔性电缆，其特征在于，所述衬底部构造为与视网膜弧形表面相适配的弧形凸面。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的视网膜假体柔性电缆，其特征在于，所述电极衬底区在背离所述安装衬底区的一侧设置有延伸的夹持区。

10.一种视网膜假体，其特征在于，包括：

固定钉，所述固定钉包括钉体和垫片，所述垫片穿设在所述钉体上；

权利要求1-9中任一项所述的视网膜假体柔性电缆，植入时所述钉体穿设在所述固定钉安装孔内，所述垫片抵靠在所述安装衬底区上。