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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung
zur Sehkraftregeneration (Sehkraftwiederherstellung).
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2. Beschreibung
verwandter Technik
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In
den letzten Jahren wurde eine Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung
für eine
Regeneration (Wiederherstellung) der Sehkraft eines Patienten vorgeschlagen,
durch Anlegen elektrischer Stimulation an die Zellen, die die Retina
ausbilden (ausmachen), durch eine, in ein Auge (Augapfel oder Augenhöhle) eines
Patienten, der sein Augenlicht verliert, installierte Elektrode
(Bezug genommen werden sollte z.B. auf US2004/0127957A (japanische
Patentanmeldung, offengelegt KOKAI Nr. 2004- 057628)). In solch einer Vorrichtung
ist mindestens ein Teil des Substrats, mit darauf angeordneten Elektroden,
innerhalb der Retina plaziert, oder außerhalb der Retina (zwischen
der Retina und der Aderhaut, zwischen der Aderhaut und der Sklera,
in der Sklera, oder außerhalb
der Sklera). Daher ist es von Vorteil, dass das Substrat biegbar,
weich und dünn
ist. Je weicher und je dünner
das Substrat ist, desto schwerer wird es allerdings, das Substrat
im Auge zu installieren (zu plazieren).
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft das technische Problem, eine Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung
bereitzustellen, die leicht in einem Auge installiert werden kann,
wobei die Vorrichtung ein Substrat mit darauf angeordneten Elektroden
aufweist.
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Um
das oben erwähnte
technische Problem zu lösen,
ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie den
folgenden Aufbau auf weist.
- (1) Eine Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung
zur Sehkraft-Regeneration,
durch Anbringen elektrischer Stimulation an die Zellen, die die
Retina bilden, wobei die Vorrichtung auf weist: eine Mehrzahl an
Elektroden;
ein biegsames Substrat, mit einer ersten Fläche, auf
welcher die Elektroden angeordnet sind; und
ein Halteteil,
der auf einer zweiten Fläche
des Substrats vorgesehen ist, die der ersten Fläche gegenüber liegt, wobei der Halteteil
ein Installationswerkzeug hält,
das verwendet wird, wenn das Substrat in einem Auge installiert
wird.
- (2) Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung gemäß (1), wobei die Elektroden
auf einer distalen Seite der ersten Fläche angeord net sind und der
Halteteil auf einer distalen Seite der zweiten Fläche vorgesehen
ist.
- (3) Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung gemäß (1), wobei der Halteteil
ein Taschenteil beinhaltet, bei welchem eine distale Seite geschlossen
ist und das Installationswerkzeug durch eine Öffnung in den Taschenteil eingeführt wird.
- (4) Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung gemäß (1), wobei der Halteteil
einen Eingriffsteil beinhaltet, in welches das Installationswerkzeug
eingreift, wenn das Substrat in das Auge bewegt wird, und der Eingriffsteil
eine nach innen gerichtete Bewegung des Installationswerkzeugs bezüglich des Substrats
verhindert und eine auswärts
gerichtete Bewegung des Installationswerkzeugs bezüglich des
Substrats erlaubt.
- (5) Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung gemäß (4), wobei der Eingriffsteil
einen Taschenteil beinhaltet, bei welchem eine nach innen gerichtete Seite
geschlossen ist, und das Installationswerkzeug durch eine Öffnung in
den Taschenteil darin eingeführt
wird.
- (6) Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung gemäß (1), wobei der Halteteil
Flexibilität
besitzt, durch welche der Halteteil durch engen Kontakt biologischer
Gewebe mit der zweiten Fläche
gedrückt und
abgeflacht wird, wenn das Substrat installiert wird.
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KURZE
BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht einer externen Vorrichtung einer Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2A und 2B sind
schematische Ansichten einer internen Vorrichtung einer Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung;
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3A, 3B und 3C sind
schematische Teilansichten eines Installationswerkzeugs zum Installieren
einer Stimulationseinheit der internen Vorrichtung in ein Auge;
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4 ist
eine Ansicht eines Zustands, in welchem die Stimulationseinheit
in dem Auge installiert worden ist; und
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5 ist
ein schematisches Blockdiagramm, das ein Steuersystem für die Sehkraft-Bildung-Assistenz-Vorrichtung
darstellt.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen,
beschrieben.
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1 ist
eine schematische Ansicht einer externen Vorrichtung einer Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2A und 2B sind
schematische Ansichten einer internen Vorrichtung einer Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung. 3A, 3B und 3C sind
schematische Teilansichten eines Installationswerkzeugs zum Installieren
einer Stimulationseinheit der internen Vorrichtung in ein Auge. 4 ist
eine Ansicht eines Zustands, in welchem die Stimulationseinheit
in das Auge installiert worden ist und 5 ist ein
schematisches Blockdiagramm, das ein Steuersystem für die Sehkraft-Bildung-Assistenz-Vorrichtung
darstellt.
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Die
Sehkraftregenerationhilfsvorrichtung 1 beinhaltet eine
externe Vorrichtung 10 und eine interne Vorrichtung 20.
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Die
externe Vorrichtung 10 beinhaltet ein Visier 11,
das ein Patient trägt;
eine Fotografieeinheit 12, die aus Ausrüstungsteilen wie einer CCD-Kamera
aufgebaut ist, die vor dem Visier 11 anzubringen ist; eine
externe Einheit 13; und eine Primärwicklung 14. Das
Visier 11 ist wie die Form eines Augenglases geformt, und
wird benutzt, nachdem es vor den Augen eines Patienten angebracht
wurde. Zusätzlich
ist die Fotografieeinheit 12 vor dem Visier 11 anzubringen
und fotografiert ein Objekt, das der Patient visuell wahrnehmen
soll.
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Die
externe Einheit 13 beinhaltet: eine Prozessoreinheit 13a,
die eine Rechenverarbeitungsschaltung wie eine CPU hat; und eine
Energieeinheit (Batterie) 13b zum Liefern der elektrischen
Energie für
die Vorrichtung 1 (die externe Vorrichtung 10 und die
interne Vorrichtung 20). Die Prozessoreinheit 13a führt Bildverarbeitung
von den durch die Fotografieeinheit 12 erhaltenen Bilddaten
aus und konvertiert dann die resultierenden Bilddaten in Daten für elektrische
Stimulationsimpulssignale.
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Die
Primärwicklung 14 übermittelt,
die Daten für
elektrische Stimulationsimpulssignale, die durch die Prozessoreinheit 13a konvertiert
wurden und die elektrische Energie (Energiedaten) von der Energieeinheit 13b via
der Prozessoreinheit 13a als elektromagnetische Wellen
an die interne Vorrichtung 20. Ein (nicht gezeigter) Magnet,
der derart benutzt wird, dass er an einer Sekundärwicklung 31 ortsfest
ist, die unten beschrieben werden wird, wird in die Mitte der Primärwicklung 14 angebracht.
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Die
interne Vorrichtung 20 beinhaltet: eine Empfangseinheit 30,
welche die Daten für
elektrische Stimulationsimpulssignale und die elektrische Energie
empfängt,
die von der externen Vorrichtung 10 übermittelt werden; und eine
Stimulati onseinheit 40 zum Anlegen elektrischer Stimulation
an Zellen, die die Retina bilden.
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Die
Empfangseinheit 30 beinhaltet die Sekundärwicklung 31,
welche die elektromagnetischen Wellen von der externen Vorrichtung 10 empfängt und
eine Steuereinheit 32. Die Steuereinheit 32 teilt die
Daten für
die elektrischen Stimulationsimpulssignale, und die elektrische
Energie, die von der Sekundärwicklung 31 empfangen
wurde, und wandelt die Daten für
elektrische Stimulationsimpulssignale in die elektrischen Stimulationsimpulssignale
um.
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Die
Sekundärwicklung 31 und
die Steuereinheit 32 der Empfangseinheit 30 sind
aus Metall, zum Beispiel aus biokompatiblem Metall, und sind auf
einem Substrat 33 bereitgestellt, das aus einem Material,
zum Beispiel aus biokompatiblem Harz besteht. Ein (nicht gezeigter)
Magnet, der derart benutzt wird, dass er an der Primärwicklung 14 ortsfest
ist, ist in der Mitte der Sekundärwicklung 31 angebracht.
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Die
Stimulationseinheit 40 beinhaltet eine Mehrzahl von Elektroden 41,
welche die elektrischen Stimulationsimpulssignale ausgeben, und
eine Steuereinheit 42. Jede der Elektroden 41 ist
durch einen Leitdraht 44 mit der Steuereinheit 42 verbunden.
Die Steuereinheit 42 verteilt die elektrischen Stimulationsimpulssignale
auf die Elektroden 41 auf der Basis von Signalen von der
Steuereinheit 32 und veranlasst dann die Elektroden 41,
die elektrischen Stimulationsimpulssignale an die Zellen, die die
Retina bilden, auszugeben.
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Die
Elektroden 41 und die Steuereinheit 42 der Stimulationseinheit 40 sind
aus einem Material, zum Beispiel aus biokompatiblem Metall und sind
auf einem Substrat 43 bereitgestellt. Da das Substrat 43 im
Auge installiert (plaziert) werden soll, ist es wünschenswert,
dass es entlang der Form des Augapfels gebildet wird, und es ist
auch wünschenswert,
dass die Belastung für
den Patienten so weit wie möglich reduziert
wird. Dafür
ist das Substrat 43 aus flexiblem und biokompatiblem Harz
gemacht, wie z.B. Polypropylen oder Polyimid. Die Dicke dieses Substrats 43 sollte
in der Größenordnung
von zum Beispiel 50 Mikron liegen, so dass das Substrat einen vorbestimmten
Grad von Festigkeit und Flexibilität besitzt.
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Außerdem sind
die Empfängereinheit 30 und die
Stimulationseinheit 40 durch eine Mehrzahl von Leitdrähten 50 miteinander
verbunden. Die Mehrzahl von Leitdrähten 50 sind aus einem
Material, wie aus biokompatiblem Metall, und werden dann zu einem Bündel zusammengebunden,
um eine Röhre 51 zu bilden,
die aus einem Material, wie biokompatiblem Harz besteht.
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Ein
Taschenteil 60, der als Halteteil dient, mit einer Öffnung,
ist auf der distalen Seite der zweiten Fläche 43b bereitgestellt,
die gegenüber
der ersten Fläche 43a des
Substrats 43 positioniert ist, auf welcher die Elektroden 41 und
die Steuereinheit 42 angeordnet sind. Dieser Taschenteil 60 ist
so geformt, dass er ein Installationswerkzeug 70 hält, welches unten
beschrieben wird. Der Taschenteil 60 ist auf der distalen
Seite geschlossen und an der der distalen Seite gegenüberliegenden
Seite geöffnet.
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Der
Taschenteil 60 ist aus flexiblem und biokompatiblem Harz
gemacht, wie Parylen oder Polyimid. Die Dicke eines Deckels 61 dieses
Taschenteils 60 ist zum Beispiel in der Größenordnung
von 10 Mikron, um einen vorbestimmten Grad von Festigkeit und
Flexibilität
zu haben. In anderen Worten hat der Deckel 61 ein derartiges
Ausmaß an
Flexibilität, dass,
der Deckel 61 leicht durch den engen Kontakt mit biologischen
Geweben gedrückt
und abgeflacht werden kann, wenn die Stimulationseinheit 40 (Substrat 43)
im Auge installiert wird. Der Deckel 61 sollte soviel dünner als
das Substrat 43 sein, dass es, sogar dann wenn der Deckel 61 gedrückt und
abgeflacht wird, keine drastische Abweichung in der Dicke der gesamten
Stimulationseinheit 40 (Substrat 43) gibt.
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Wie
in 3A dargestellt, hat das Installationswerkzeug 70,
zur Installation der Stimulationseinheit 40 (Substrat 43)
in das Auge eine derartige Länge,
dass die Stimulationseinheit 40 (Substrat 43)
an der vorbestimmten Position innerhalb des Auges installiert werden
kann. Außerdem
ist das distale Ende des Installationswerkzeugs 70 im wesentlichen
U-förmig
gebildet. In einem Zustand, in welchem keine externe Kraft aufgebracht
wird, hat ein gebogenes distales Endteil 71 des Installationswerkzeugs 70 eine Breite,
die etwas kleiner ist, als die der Öffnung des Taschenteils 60,
und die eingeführt
werden kann. Dann sind zwei Stabteile 72, die sich vom
distalen Endteil 71 erstrecken, so geformt, dass sie eine
Breite haben, die vom distalen Ende aus allmählich anwächst. Wie in 3B dargestellt,
werden die beiden Stabteile 72 dann nach innen gedrückt, und
ihre Breite wird reduziert, und das Installationswerkzeug 70 kann
dementsprechend in das Taschenteil 60 eingeführt werden.
Wie in 3C dargestellt, wird das Drücken der
Stabteile 72 dann beendet, und ihre Breiten nehmen zu (werden
wiederhergestellt), und das Installationswerkzeug 70 kann
in dem Taschenteil 60 gehalten werden. Auf diese Weise
ist es möglich
zu gewährleisten,
dass das Installationswerkzeug 70 nicht einfach aus der
Stimulationseinheit 40 (Substrat 43) entfernt
werden kann.
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Das
Installationswerkzeug 70 kann, wie in 3B gezeigt,
in derselben Weise wie es in den Taschenteil 60 eingeführt wird,
aus dem Taschenteil 60 entfernt werden.
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Eine
Methode zum Formen der Tasche 60 wird als nächstes kurz
als Beispiel beschrieben. Zuerst wird ein Maskenmaterial von einer
Dicke, die annähernd
identisch zu der des Installationswerkzeugs 70 ist, auf
einen vorbestimmten Bereich (vorzugsweise den distalen Bereich)
der zweiten Fläche 43b des Substrats 43 aufgeladen.
Zu dieser Zeit wird das Maskenmaterial auf geladen, mit der einzigen
Ausnahme eines Eckteils, das von einem Teil, der zu der Öffnung des
Bereichs gehört,
verschieden ist. Als nächstes
wird Parylen von einer Dicke von ca. 10 Mikron fest über das
Maskenmaterial auf den Bereich aufgebracht (einschließlich des
Eckteils). Dann wird das Maskenmaterial entfernt, und der Taschenteil 60 ist
dadurch gebildet.
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Außerdem wird
eine Tasche mit einer Öffnung
aus Parylen gebildet, und dann wird die Tasche fest auf einen vorbestimmten
Bereich(vorzugsweise auf den distalen Bereich) der zweiten Fläche 43b des Substrats 43 angebracht,
und der Taschenteil 60 kann dadurch gebildet werden. In
diesen Fall ist die Tasche derart fest angebracht, dass ihre geschlossene
Seite in Richtung der distalen Seite des Substrats 43 (zweite
Fläche 43b)
gerichtet ist.
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Als
nächstes
wird eine Methode zur Installation der Stimulationseinheit 40 (Substrat 43)
im Auge beschrieben. Wie in 4 gezeigt,
wird ein Vorderteil auf der distalen Seite des Substrats 43 (ein
Teil, an welchem die Elektroden 41 angeordnet sind) zwischen
der Aderhaut E2 und der Sklera E2 installiert, so dass die Elektroden 41 an
die Sklera E2 angrenzen. Außerdem
wird ein Rückteil
an der Rückseite des
Substrats 43 (ein Teil, an welchem die Steuereinheit 42 angeordnet
ist) außerhalb
der Sklera E3 installiert. Ein Teil der Sklera E3 wird zerlegt,
eine Skleratasche wird geformt, die distale Seite des Substrats 43 wird
in diese Skleratasche eingeführt
und dort installiert, und dann wird das Substrat 43 zum
Beispiel durch eine chirurgi sche Naht fixiert. Die Installation der
Stimulationseinheit 40 (Substrat 43) ist damit
beendet.
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Das
Installationswerkzeug 70 wird für solche Installationen der
Stimulationseinheit 40 (Substrat 43) benutzt.
Das Installationswerkzeug 70 wird in die Tasche 60 eingeführt und
dann wird zusammen mit dem Installationswerkzeug 70, die
Stimulationseinheit 40 (Substrat 43) in die Skleratasche
bewegt. Dann wird die Stimulationseinheit 40 (Substrat 43)
an einer vorherbestimmten Position installiert, und das Installationswerkzeug 70 wird
dann aus dem Taschenteil 60 entfernt.
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Während in
der vorliegenden Ausführungsform
eine Bauart derart beschrieben worden ist, dass der Vorderteil der
Stimulationseinheit 40, an welcher die Elektroden 41 angeordnet
sind, zwischen der Aderhaut E2 und der Sklera E3 installiert ist,
ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es könnte eine
Bauart bereitgestellt sein, derart, dass der Vorderteil der Stimulationseinheit 40 an
einer Stelle installiert wird, an welcher elektrische Stimulation
vorzugsweise an die Zellen, die die Retina E1 formen, angelegt werden
kann. Zum Beispiel kann eine Bauart bereitgestellt werden, derart,
dass der Vorderteil der Stimulationseinheit 40 innerhalb
der Retina E1, zwischen der Retina E1 und der Aderhaut E2, in der
Sklera R3 oder außerhalb
der Sklera E3 installiert wird.
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Eine
indifferente Elektrode 34, ist wie in 4 gezeigt,
an einer Stelle, nahe des vorderen Abschnitts des Auges (im Glaskörper) installiert.
Auf diese Weise wird die Retina E1 zwischen den Elektroden 41 und
der indifferente Elektrode 34 positioniert, und die elektrischen
Stimulationsimpulssignale der Elektroden 41 können dann
effektiv die Retina E1 durchdringen.
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Die
Sekundärwicklung 31 wird
an einer vorbestimmten Position im Körper installiert, in solcher Weise,
dass das Signal (die Daten für
elektrische Stimulationsimpulssignale und elektrische Energie) von der
Primärwicklung 14 empfangen
werden kann. Die Empfangseinheit 30, die die zweite Wicklung 21 beinhaltet
wird, wie z.B. in 1 dargestellt, unter die Haut
des Schläfenteils
des Patienten installiert, und die Primärwicklung 14 wird
dann an einer der Sekundärwicklung 31 gegenüberliegenden
Position auf der Haut plaziert. Die Magneten werden auf der Primärwicklung 14 und
der Sekundäwicklung 31 angebracht,
so dass die Primärwicklung 14 magnetisch auf
der Sekundärwicklung 31 angebracht
ist, und dann wird die Primärwicklung 14 auf
der Haut des Schläfenteils
gehalten.
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Die
Röhre 51 erstreckt
sich von der Steuereinheit 32 der Empfangseinheit 30 zum
Auge, unter der Haut des Schläfenteils,
und wird dann durch die Innenseite des oberen Augenlids in die Augenhöhle eingeführt. Die
Röhre 51,
welche wie in 4 dargestellt in die Augenhöhle eingeführt worden
ist, wird durch die Außenseite
der Sklera E3 mit der Steuereinheit 42 der Stimulationseinheit 40 verbunden.
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Der
Halteteil des Installationswerkzeugs ist nicht auf den oben beschriebenen
Taschenteil 60 begrenzt, solange er ein Eingriffsteil beinhaltet,
mit welchem das Installationswerkzeug in Eingriff gebracht werden
kann, wenn das Substrat 43 durch das Installationswerkzeug
in das Auge bewegt wird, und es somit unmöglich wird, das Installationswerkzeug
relativ zum Substrat 43 nach innen zu bewegen (Einführrichtung),
es aber noch möglich
ist, das Installationswerkzeug relativ zum Substrat 43 nach
außen,
zu bewegen. Der Eingriffsteil kann zum Beispiel ein vorstehender
Teil sein, an einer vorherbestimmten Position (vorzugsweise einer
distalen Position) der zweiten Fläche 43b des Substrats 43 bereitgestellt
sein. Der vorstehende Teil kann zum Beispiel eine Höhe von ca.
20 Mikron oder 100 Mikron haben, bis zu einem derartigen Grad, dass
das Installationswerkzeug nicht mehr bewegt werden kann, und derart,
dass gemäß dessen
kein ungünstiger
Einfluß nach
der Installation auftritt. Außerdem
kann ein Bandbereich, wie der Taschenteil 60 zum Beispiel,
eine Dicke von ca. 10 Mikron haben, bis zu einem derartigen Ausmaß, dass
es zum Zeitpunkt der Installation durch engen Kontakt zu biologischen
Geweben mit dem Substrat 43 (zweite Fläche 43b) gedrückt und
abgeflacht wird. Der vorstehende Teil und der Bandteil können integral
mit dem Substrat 43 gebildet sein; können getrennt vom Substrat 43 geformt
werden, durch Benutzung von biokompatiblem Material, oder können fest auf
dem Substrat 43 angebracht sein.
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Weitere
Vorteile und Modifikationen werden sich für den Fachmann leicht ergeben.
Daher ist die Erfindung in ihrem breiten Umfang nicht auf die spezifischen
Details und repräsentativen
Ausführungsformen
begrenzt, die hier gezeigt und beschrieben sind. Dementsprechend
können
vielfältige
Modifikationen vorgenommen werden, ohne sich von der Idee oder dem
Bereich des wesentlichen Erfindungskonzepts zu entfernen, wie sie
durch die beigefügten
Ansprüche
und ihre Äquivalente
definiert sind.