DE60034678T2 - Logarithmischer lichtverstärker zum gebrauch mit photorezeptor basierenden implantierten retinalprothesen - Google Patents

Logarithmischer lichtverstärker zum gebrauch mit photorezeptor basierenden implantierten retinalprothesen Download PDF

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Description

  • Diese Anmeldung nimmt den Zeitrang der provisorischen US-Patentanmeldung Seriennummer 60/125.875, eingereicht am 24. März 1999, in Anspruch.
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Netzhautprothesen und im Besonderen eine Vorrichtung zur Erhöhung der Wirksamkeit von Netzhautprothesen.
  • Diese Erfindung betrifft die direkte Modulation eines Photonenstrahls von ausreichender Energie auf Netzhautprothesenimplantaten von Patienten, die unter einer starken Sehbehinderung oder Blindheit leiden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein gesundes Auge verfügt über lichtempfindliche Netzhautzellen (also Stäbchen und Zäpfchen), die auf spezifische Wellenlängen des Lichts reagieren, um die Nervenimpulse auszulösen. Komplexe Verbindungen zwischen den Netzhautnerven ordnen diese Impulse an, welche durch den Sehnerv zu den visuellen Zentren des Gehirns geleitet werden, wo diese interpretiert werden. Bestimmte Sehbehinderungsformen sind vor allem einer Funktionsstörung der lichtempfindlichen Netzhautzellen zuzuschreiben. In solchen Fällen kann die Sehkraft durch in dem Auge des Patienten implantierte Netzhautprothesen erhöht werden. Michelson ( US-Patent Nr. 4.628.933 ) und Chow ( US-Patent Nr. 5.016.633 , 5.397.350 , 5.556.423 ) zeigen eine Netzhautprothese oder Netzhautprothesen, in denen Photorezeptoren im Wesentlichen aus dem Auge in Richtung der Pupille gerichtet sind, wobei jeder eine Elektrode aufweist, die eine bipolare oder ähnliche Zelle mit einem elektrischen Impuls stimulieren kann. Die Wirkung dieser bipolaren Zelle wird durch den elektrischen Stimulus erzielt, um entsprechende Nervenimpulse im Wesentlichen durch den Sehnerv zum Gehirn zu senden.
  • Die vorliegende Erfindung wird als eine notwendige Ergänzung dieses Prothesentyps vorgeschlagen, da die Photorezeptoren für die herkömmlichen ins Auge eintretenden Lichtintensitäten nicht ausreichend empfindlich erscheinen, wobei nicht genug Strom erzeugt wird, um die Netzhautzellen ausreichend zu stimulieren. Folglich würde ein Lichtverstärker oder eine „Hilfsvorrichtung" benötigt werden. Diese Vorrichtung ist die hierin beschriebene Vorrichtung, welche auch spezielle charakteristische Implantate umfasst.
  • Furness et al. offenbaren eine „virtuelle Netzhautanzeigevorrichtung" in US-Patent Nr. 5.659.327 , wobei „Die virtuelle Netzhautanzeigevorrichtung ... die Photonenerzeugung und -manipulation verwendet, um ein weitwinkeliges, hochauflösendes und virtuelles Farbbild zu erstellen, dass direkt auf die Netzhaut des Auges projiziert wird ... wobei kein reelles Bild oder flächiges Bild vorliegt, dass über einen Spiegel oder eine Optik betrachtet wird." Richard et al. offenbaren im US-Patent Nr. 5.369.415 , „eine direkte Netzhautabtastanzeigevorrichtung, umfassend die Schritte des Bereitstellens eines gerichteten Lichtstrahls, des Modulierens des Lichtstrahls, um Videoinformationen auf den Lichtstrahl zu prägen, des Ablenkens des Strahls in zwei orthogonale Richtungen, des Bereitstellens eines planaren Bildgebers, umfassend einen Eingang zum Empfang eines Lichtstrahls ins Auge eines Anwenders, wobei ein diffraktives optisches Umleitungselement zur Erzeugung eines virtuellen Bilds aus einem Lichtstrahl auf der Netzhaut des Auges verwendet wird, und des Leitens des in zwei orthogonalen Richtungen abgetasteten und modulierten Lichtstrahls in den Eingang des planaren Bildgebers und den Ausgang des planaren Bildgebers in das Auge eines Anwenders."
  • Sehbehinderte Personen können diese oben erwähnten Vorrichtungen für deren beabsichtigten Zwecke verwenden. Sie scheinen jedoch nicht für die Verwendung durch blinde Personen mit implantierten Netzhautprothesen vom Photorezeptor-Elektrodentyp geeignet zu sein. Es scheint, dass sie nicht genug Lichtleistung bereitstellen. Ferner kann die Lichtamplitude nicht beliebig erhöht werden, da, gemäß Slinly und Wolbarscht, „Safety with Lasers and Other Optical Sources", die Netzhautschadensschwelle 0,4 Joules pro cm2 beträgt.
  • Liu et al stellen im Bericht der 19. Internationalen Konferenz IEEE/EMBS, 30.10.-02.11.1997, Chicago, eine „visuelle Doppelelement-Intraokularprothese" gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 dar.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer erhöhten Wirksamkeit der Netzhautprothese. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Lichtverstärker und einen elektrischen Schaltkreis zum Ansteuern einer implantierten Netzhautprothese, um die elektrische Stimulation der Netzhautnerven oder -zellen zu maximieren. Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verbesserung der implantierten Netzhautprothesen, welche die Vorteile des Lichtverstärkers maximieren.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird das von einem betrachteten Bild (also dem Eingangsbild) reflektierte Licht durch einen Lichtverstärker geleitet, um ein Ausgangsbild zu erzeugen, mit welchem die Photorezeptoranordnung einer Netzhautprothese beaufschlagt wird. Die Verstärkung (oder die „Übergangsfunktion") des Lichtverstärkers ermöglicht es der Photorezeptoranordnung die Ausgangselektroden zur Erzeugung von Netzhaut-Nervenimpulsen mit ausreichender Größe anzusteuern, um die wahrgenommene Sicht zu verbessern.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung komprimiert der Lichtverstärker den Bereich der Lichtintensität logarithmisch, um die Lichtverstärkung ohne Übersteuerung der Photorezeptoren der Prothese zu ermöglichen.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung wird vorzugsweise die elektrische Stimulation der Netzhautnerven gepulst, also periodisch unterbrochen, um Schäden aufgrund des Spitzenwerts der elektrischen Signale zu vermeiden. Periodische Unterbrechungen können durch eine Blende zum periodischen Unterbrechen des Lichteinfalls auf die Photorezeptoranordnung mechanisch und/oder über einen entsprechenden Wellenformungsschaltkreis elektrisch realisiert sein.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung erzeugen die Elektroden der implantierten Prothese eine Sequenz von positiven und negativen Impulsen, um die Erzeugung einer Nettoladung im Auge zu verhindern. Aufeinanderfolgende Impulse sind vorzugsweise zeitlich durch ein Intervall Δt beabstandet.
  • Vier bevorzugte Ausführungsform werden beschrieben. In Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine einzelne Wellenlänge herangezogen, um eine implantierte Photodetektor-Elektronik-Elektroden-Kombinationseinheit zu aktivieren, die dann einen negativen Impuls, gefolgt von einer Zeitverzögerung, gefolgt von einem positiven Impuls erzeugt. Ein in das Auge implantierter Photorezeptor dient zur Erzeugung einer elektrischen Stimulation mit einer gleichen Menge an positiver und negativer Ladung. Eine einzelne Wellenlänge wird durch den Photorezeptor aufgenommen. Diese einzelne Wellenlänge enthält extrahierbare Energie. Sie enthält ebenfalls Informationen, welche beispielsweise durch Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation, Phasenverschiebungsverfahren oder Pulsbreitenmodulation verschlüsselt werden können. Die Elektronik erzeugt einen negativen Impuls, gefolgt von einer Zeitverschiebung, gefolgt von einem positiven Impuls. Eine Nettoladung von Null wird ins Auge durch die aus der Elektrode stammenden elektrischen Impulse eingegeben. Die bevorzugte Zeitverzögerung befindet sich im Bereich von 0,1 Millisekunden bis 10 Millisekunden, wobei die Zeitverzögerung von 2 Millisekunden am meisten bevorzugt wird. Wenn die Netzhautzelle nicht elektrisch stimuliert wird, kehrt diese in einen Ruhe- und Erholungszustand zurück. Sie befindet sich dann in einem – elektrischen – Zustand, in dem sie sich vor der ersten elektrischen Stimulation befand.
  • In Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform wird eine erste Wellenlänge verwendet, um einen ersten Satz „elektronischer" Photorezeptoren zu verwenden. Diese Photorezeptoren sind so verbunden, dass die Stimulation der beigefügten oder der zugehörigen Elektroden zu einem negativen Impuls führt. Dieser negative Impuls stellt die Netzhautzellenstimulation bereit. Dann unterbricht die Blende und hält die Lichtübertragung zum Auge an. Die Netzhautzelle befindet sich in einem Ruhe- und Erholungszustand, so dass sie, elektrisch, wieder zu dem Zustand zurückkehrt, in dem sie sich vor der Stimulation der ersten speziellen Lichtwellenlänge befand. Eine zweite spezielle Lichtwellenlänge stimuliert dann einen zweiten Satz Photorezeptoren, die für diese Lichtwellenlänge empfindlich sind; während der erste Satz Photorezeptoren nicht beeinträchtigt wird. Dieser zweite Photorezeptorensatz ist so verbunden, dass die Stimulation der befestigten oder zugehörigen Elektroden zu einem positiven Impuls führt. Die in die Netzhautzellen eingeführte Nettoladung muss ausgeglichen sein. Die durch den positiven Impuls eingegebene positive Ladung muss ebenfalls gleich der durch den negativen Impuls eingegebene negative Ladung sein. Die Blende unterbricht erneut und hält die Lichtübertragung an. Wiederum kehren die Netzhautzellen in den Ruhe- und Erholungszustand zurück und die Wiederholung des Vorgangs erfolgt. Ein Aspekt der zweiten Ausführungsform verwendet eine elektrooptische, elektronische oder mechanische Blende, um eine Periode ohne elektrische Stimulation für die Netzhautzellen, auf die die elektrische Stimulation gerichtet ist, bereitzustellen.
  • In Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform, welche sozusagen eine Kombination aus erster und zweiter Ausführungsform ist, werden zwei verschiedene Wellenlängen und zwei verschiedene Diodentypen verwendet, wobei jeder auf eine entsprechende Wellenlänge responsiv ist. In dieser Ausführungsform wird eine Wellenlänge verwendet, um eine hohe konstante Lichtintensität einzupumpen, um die elektronischen Komponenten mit Leistung zu versorgen. Die andere Wellenlänge wird zum Hineinsenden von Informationen mittels Amplituden, Frequenz, Phase, Pulsbreitenmodulation oder Kombinationen derselben verwendet. Der Stimulationsimpuls von der Elektronik zur Elektrode zur Netzhautzelle wird, in einer ähnlichen Weise wie die in der ersten Ausführungsform erzeugten Impulse, mit einer einzelnen Wellenlänge erzeugt.
  • Eine vierte Ausführungsform ist jene des logarithmischen Lichtverstärkers ohne speziell implantierbare Photorezeptoren. Diese letzte Ausführungsform kann ein geringes Tastverhältnis benötigen, wenn sie mit Photorezeptoren verwendet wird, die mit einer Diode ohne jegliche Elektronik verbunden sind. Es kann möglich sein, sich in ausreichender Weise auf die Eigenkapazität einer oxidierbaren Elektrode zu stützen, welche die Kapazität mit dem Aufbau einer isolierenden oxidierten Schicht in Richtung des ionisierbaren Fluids erreicht, das sich im Auge als glasartiges Fluid oder als direkt mit dem Auge verbundenes Fluid befindet.
  • Ein Bildempfänger mit einem ersten Umwandler für das Bild wandelt das Bild in elektrische Signale um. Die Signale sind, im Wesentlichen logarithmisch verstärkt, um die Helligkeitskompression für den Patienten bereitzustellen.
  • Ein Aspekt der Ausführungsformen der Erfindung ist, dass ein verstärktes elektrisches Signal durch einen zweiten Umwandler in eine auf Photonen basierende Anzeigevorrichtung umgewandelt wird; die Photonen dieser Anzeigevorrichtung treten in ein Auge durch die Pupille des Auges ein. Während die Ausführungsformen des logarithmischen Verstärkers eine ausreichende Ausgangslichtleistung aufweisen, bleibt die Ausgangslichtintensität vorteilhafterweise auf einem sicheren Niveau. Dieser Aspekt der Erfindung entspricht den Aspekten des Irisverhaltens sowie der Biochemie der Netzhautzellen im menschlichen Auge, wodurch die Sicht über viele Grade der Umgebungshelligkeit ermöglicht wird.
  • Ein Aspekt der Ausführungsformen der Erfindung ist der Einbau sowohl einer optischen als auch elektronischen Vergrößerung des Bilds, beispielsweise der Einbau eines optischen Zoomobjektivs sowie elektronischer Vergrößerung. Folglich ist Fokussierung auf besonders interessante oder wichtige Elemente möglich.
  • Mit der entsprechenden Anpassung erreichen geeignete Schwellenamplituden des Helligkeitseindrucks auch angenehme Maximalschwellenwerte des Helligkeitseindrucks. Daher ist, um diese anzupassen, ein Anpassungsaspekt in jeder Ausführungsform eingebaut, so dass die geeignete Anpassung für die Schwellenamplituden und die angenehmen Maximalschwellenwerte durchgeführt wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung, der in allen Ausführungsformen eingebaut sein kann, richtet sich in Richtung der Verfügbarmachung des Farbensehens, zumindest bis zu einem gewissen Grad. Bis zu dem Umfang, dass einzelne Stimulationsstellen (also im Allgemeinen Netzhautzellen, im Besonderen bipolare Zellen) verschiedene Farbwahrnehmungen nach der Stimulation ausgeben, ist die Farbe der ausgewählten Pixel der betrachteten Szene in Wechselbeziehung mit einer spezifischen Photorezeptor-Elektronik-Elektrodeneinheit, die so positioniert ist, dass ein spezifischer Typ einer bipolaren Zelle zur Bereitstellung der Farbenwahrnehmung elektrisch stimuliert wird.
  • Damit die Implementierung sowohl der angenehmen Anpassung des Schwellenwerts und der Maximalhelligkeit sowie des Farbensehens unterstützt wird, ist im logarithmischen Lichtverstärker selbst auch eine Datenverarbeitungseinheit eingebaut, die halbautomatisch einen Kreislauf durch die verschiedenen Photodetektor-Elektroden und Kombinationen derselben durchläuft, den Patienten befragt, was dieser sieht, wobei der Patient dann die Antworten liefert, das Festlegen eines entsprechenden Helligkeitseindrucks, geeigneter wahrnehmbarer Farben und entsprechender Wahrnehmung. Dieser Festlegungsmodus wird unter Verwendung einer Tastatur, einer Anzeigevorrichtung und eines Hilfsprozessors durchgeführt, welche während des Festlegungsvorgangs in die Datenverarbeitungseinheit des logarithmischen Lichtverstärkers eingesteckt sind.
  • Eine Abtastlaserrückkopplung wird in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt, um das Abtasten der korrekten Stellen durch den Abtastlaser aufrechtzuerhalten. Eine Bilderzeugung des reflektierten Abtastlasers, der vom Netzhautimplantat zurück reflektiert, wird verwendet, um Echtzeit-Rückkopplungsinformationen bereitzustellen, wobei ein zweiter Bildgeber zum Hineinsehen ins Auge und eine in der Abtastlaser-Abtaststeuereinheit befestigte Datenverarbeitungsvorrichtung verwendet werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die oben erwähnten und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nun folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, worin:
  • 1 den logarithmischen Lichtverstärker mit Blende darstellt, welcher die eintretende Szene oder zu sehenden Photonen auf der rechten und das Auge auf der linken Seite zeigt;
  • 2a einen Laser zeigt, der durch ein Videosignal moduliert wird und die volle Erstreckung der implantierten Netzhautprothese abtastet;
  • 2b einen – mit der Elektronik verbundenen – Photorezeptor und eine dazugehörige Elektrode zeigt;
  • 2c die Vorrichtung von 2b darstellt, aber in einer runderen, glatteren Gehäuseform, die wahrscheinlich geeigneter für die Implantation ins Auge ist;
  • 3 abgestimmte Photodetektoren auf einer implantierten Netzhautprothese zeigt;
  • 4 eine Probewellenform zeigt, die mit der in 3 abgebildeten Vorrichtung anwendbar ist;
  • 5 zwei verschiedene Wellenlängen, eine zum Hineinsenden von Leistung, die andere zum Hineinsenden von Informationen, an einer einzigen Einheit mit zwei verschiedenen empfindlichen Photorezeptoren, ein Elektronik-Gehäuse und eine Elektrode zeigt;
  • 6 drei zuvor dargestellte Ausführungsformen zusammenfasst;
  • 7 den Außenlogarithmusverstärker (als „Brillen"), einen tragbaren Computer mit Maus und Joystick als Festlegungshilfen zeigt;
  • 8 eine Implantateinheit (Stand der Technik) mit einem Photorezeptor und einer Elektrode zeigt;
  • 9a einen Lichtelektronik-Rückkopplungskreis zur Erkennung der Stelle auf dem abzutastenden Implantat darstellt;
  • 9b eine der verschiedenen möglichen Bezugsmarkierungen, einschließlich Punkten und Linien, zur Erkennung der Stelle des abzutastenden Implantats zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die folgende Beschreibung ist die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung. Diese Beschreibung ist nicht in einem einschränkendem Sinne aufzufassen, sondern wird lediglich zum Zweck der Beschreibung der generellen Prinzipien der Erfindung ausgeführt. Der Schutzumfang der Erfindung sollte mit Bezug auf die Ansprüche bestimmt werden.
  • Diese Erfindung stellt verstärktes Licht für künstliche Photorezeptoren bereit, die ins Auge des Patienten implantiert sind, der seine normalen Photorezeptor-Netzhautzellen nicht mehr verwenden kann. Der Zweck dieses verstärkten Lichts ist die effektive Stimulation durch dazugehörige Elektroden, herkömmlicherweise über Elektronik, an den Netzhautzellen, welche sonst durch natürliche Netzhautphotorezeptoren, wie etwa Stäbchen und Zäpfchen, stimuliert werden. Die Netzhautzellen, die die elektrische Stimulation mithilfe von künstlichen Photorezeptoren erhalten, sind üblicherweise bipolare Zellen. Diese Stimulation dieser Nicht-Photorezeptor-Netzhautzellen ermöglicht dem Patienten zumindest etwas von dem wahrzunehmen, was ein normales Auge sehen würde. Damit die Netzhautzellen nicht beschädigt werden, wird den Photorezeptor-Elektroden-Stimulatoren auf die folgenden Arten Licht zugeführt.
  • Vier bevorzugte Ausführungsformen werden beschrieben. In der ersten Ausführungsform wird eine einzelne Wellenlänge dazu verwendet, um eine implantierte Photodetektor-Elektronik-Elektroden-Kombinationseinheit zu aktivieren, die dann einen negativen Impuls, gefolgt von einer Zeitverzögerung, gefolgt von einem negativen Impuls erzeugt. In der ersten Ausführungsform wirkt ein in das Auge implantierter Photore zeptor als eine elektrische Stimulation mit einer gleichen Menge an positiver und negativer Ladung. Eine einzelne Lichtwellenlänge wird vom Photorezeptor aufgenommen. Der Photorezeptor aktiviert eine Elektrode mit der dazugehörigen Elektronik. Die Elektronik produziert einen negativen Impuls gefolgt von einer Zeitverzögerung, gefolgt von einem positiven Impuls. Eine Nettoladung von Null wird ins Auge durch die aus der Elektrode stammenden elektrischen Impulse eingegeben. Die bevorzugte Zeitverzögerung befindet sich im Bereich von 0,1 Millisekunden bis 10 Millisekunden, wobei die Zeitverzögerung von 2 Millisekunden am meisten bevorzugt wird. Wenn die Netzhautzelle nicht elektrisch stimuliert wird, kehrt sie in einen Ruhe- und Erholungszustand zurück. Sie befindet sich dann, elektrisch, in einem Zustand, in dem sie sich vor der Stimulation durch die erste elektrische Stimulation befand.
  • Beginnend mit dem logarithmischen Verstärker wandelt ein Bildgeber mit einem ersten Umwandler für das Bild das Bild in elektrische Signale um. Die Signale werden, im Wesentlichen logarithmisch, verstärkt, um die Helligkeitskompression für den Patienten bereitzustellen. Das verstärkte elektrische Signal wird durch einen zweiten Umwandler in eine photonenbasierte Anzeigevorrichtung umgewandelt; worin die Photonen der Anzeigevorrichtung durch eine Pupille des Auges ins Auge eintreten.
  • Die Photonen (102), aus einer betrachteten Szene (nicht abgebildet), treten in den logarithmischen Verstärker (1000) durch die Linse (101) ein. Der Lichtverstärker (1000) verfügt über einen Bildempfänger (1), einen ersten Umwandler (103) des Bilds in elektrische Signale, einen Verstärker (2) der elektrischen Signale, womit die Gesamtverstärkung der elektrischen Signale gemäß einer bestimmten funktionalen Beziehung zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal vom Verstärker erfolgt, einen zweiten Umwandler (107) des verstärkten elektrischen Signals in eine photonenbasierte Anzeigevorrichtung (7), so dass die Anzeigevorrichtungsphotonen (108) in ein Auge (5) durch die Pupille (105) des Auges (5) eintreten. In dem Fall ist der Bildgeber (1) vom Typ einer Videokamera, der Bildempfänger und die Umwandlung in elektrische Signale können in einer Einheit (Stand der Technik) geschehen.
  • Eine Anzeigevorrichtung (7), die eine Quelle von Photonen ist, wie etwa ein Laser (kohärente Lichtquelle) (7), oder eine nicht kohärente Quelle, wie etwa Farb-LEDs (7), oder eine Plasmaanzeigevorrichtung (7), wird zum direkten Senden der Photonen zu einem Implantat nahe der Netzhaut verwendet. In den vorliegenden Fällen weist der Patient eine ausreichende Netzhautdegeneration auf, um ohne die Hilfe einer Netzhautprothese nicht mehr sehen zu können. In dem Fall wird, wenn die Anzeigevorrichtung (Photonenquelle) ein Laser (7) ist, der Laser zur Abtastung über der implantierten Photodetektor-Elektronik-Elektroden-Anordnung (2, (8)) in Übereinstimmung mit der dem Auge angezeigten Szene eingesetzt. Ein Abtastlaser ist ein Laser mit Abtastmitteln (Stand der Technik).
  • Unter Bezugnahme auf 2a wird das Videosignal (6) an den Abtastlaser (7) angelegt, wobei ein Abtastlaser ein Laser mit Abtastmitteln (Stand der Technik) ist. Die Abtastung des Abtastlasers (7) über die Netzhautprothese erfolgt, mit genauer Anpassung an die Prothese (8), in einem quadratischen oder rechteckigen Muster oder in einem Rastermuster. Das Videosignal (6) speist eine Amplitude vom Datenprozessor (1, (2)), und wenn gewünscht (siehe 1), Farbinformationen der betrachteten Szene, von den einzelnen Farbverstärkern (3) dem Laser (7) ein, wobei die Informationen zur Modulation des Lasers verwendet werden.
  • Der Lichtverstärker (1000) ist ein logarithmischer Verstärker. In einem anderen Modus, nicht gemäß der Erfindung, verstärkt der Verstärker gemäß einer zur logarithmischen Funktion oder zu einer modifizierten logarithmischen Funktion unterschiedlichen Funktion, beispielsweise einer algebraischen Funktion, wie etwa einer durch die logarithmische Funktion multiplizierten Polynomfunktion.
  • Der Bildgeber oder die Kameralinse wird schematisch als (101) dargestellt. Das Signal wird als Ganzes am elektronischen Prozessor (2) logarithmisch verstärkt oder die einzelnen RGB-(rot, grün, blau) oder RGBY-(rot, grün, blau, gelb) Farbkomponenten werden einzeln logarithmisch verstärkt (3). Ein anderer Farbkomponentenmix aus weißem Licht kann verwendet werden. Die einzelne Verstärkung (3) der separaten Farbkomponenten ermöglicht die relative Superverstärkung einer Farbe, auf die die Photorezeptoren besonders empfindlich reagieren. Wenn nur ein „Schwarz-Weiß-Kontrastbild" angezeigt wird, wird der „weiße" Teil des Bildes logarithmisch in die Farbe, also die Wellenlänge, übertragen, auf die die Photorezeptoren besonders empfindlich reagieren. Dieses Merkmal umfasst die Verschiebung der Wellenlänge in Richtung des oder zum nächsten Infrarot oder in Richtung des oder zum nächsten UV in Übereinstimmung mit dem, was zur Optimierung der Reaktion der implantierten lichtempfindlichen Elemente benötigt wird. Folglich ist ein Mapping der eintretenden Bilddaten in eine entsprechende Ausgabe möglich. Dieses Mapping könnte komplex sein, beispielsweise zur Erzeugung von Zweiphasen-Wellenformen, wie in 4 dargestellt, durch genaue Zeitsteuerung von zwei Lasern, die bei verschiedenen Wellenlängen arbeiten, und von lichtempfindlichen Elementen, die nur auf diese Wellenlängen empfindlich reagieren.
  • In einem bevorzugten Modus werden einzelne RGB-(rot, grün, blau) Farbkomponenten einzeln (3) oder gemeinsam (2) verstärkt und nach der Verstärkung abgetrennt (3). Diese Farbkomponenten können zur Stimulation besonderer lichtempfindlicher Elemente des Netzhautimplantats (der Netzhautimplantate) verwendet werden. Beispielsweise eine Zelle („Blauempfindung"), die eine Empfindung der blauen Farbe erzeugt, wird stimuliert, wenn die ins Auge übertragene Szene blau enthält, welches in der (ins Auge) projizierten Szene blau in der Nähe dieser Blauempfindungszelle haben würde.
  • Die logarithmische Verstärkung ist nötig, um den Bereich der ursprünglichen Helligkeit zu komprimieren. Das normale Auge führt dies automatisch durch Reduzieren der Pupillengröße, Strabismus oder Verwenden anderer elektrochemischer Zellenmechanismen durch. Dieser Lichtverstärker erzielt diese notwendige Aufgabe durch elektronische logarithmische Lichtverstärkung. Der Lichtverstärker umfasst ebenfalls einen einstellbaren Wandler oder die Vergrößerung der Bildgröße. Eine Blende oder elektronisches Schalten des Abtastlasers auf Ein oder Aus sind kein notwendiger Teil dieser Ausführungsform.
  • In der zweiten bevorzugten Ausführungsform des Lichtverstärkers werden zwei oder mehr Wellenlängen verwendet, um Lichtenergie zum Auge zu kommunizieren, um eine ausgeglichene Zweiphasen-Stimulation ohne Nettoladungsinjektion ins Auge zu ermöglichen. Eine erste Wellenlänge wird zur Stimulation eines ersten Satzes Photorezeptoren verwendet. Diese Photorezeptoren sind so verbunden, dass die Stimulation der befestigten oder verbundenen Elektroden zu einem negativen Impuls führt. Dieser negative Impuls stellt die Netzhautstimulation zur Verfügung. Dann unterbricht die Blende und hält die Lichtübertragung zum Auge an. Die Zeit dieser Lichtunterbrechung befindet sich bevorzugt im Bereich von 0,1 Millisekunden bis 10 Millisekunden, wobei die Zeitspanne von 2 Millisekunden am meisten bevorzugt wird. Die Netzhautzelle befindet sich in einem Ruhe- und Erholungszustand, so dass sie, elektrisch, wieder zu dem Zustand zurückkehrt, in dem sie sich vor der Stimulation durch die erste besondere Lichtwellenlänge befand. Eine zweite Lichtwellenlänge stimuliert dann einen zweiten Satz Photorezeptoren, welche auf diese Lichtwellenlänge empfindlich reagieren; während der erste Satz Photorezeptoren nicht beeinträchtigt wird. Dieser zweite Satz Photorezeptoren ist so verbunden, dass die Stimulation der befestigten oder verbundenen Elektroden zu einem positiven Impuls führt. Die in die Netzhautzellen eingeführte Nettoladung muss ausgeglichen oder gleich der durch den negativen Impuls eingeführten Nettoladung sein. Wiederum kehren die Netzhautzellen in einen Ruhe- und Erholungszustand zurück und die Wiederholung des Vorgangs beginnt erneut.
  • In der zweiten bevorzugten Ausführungsform, 3a, werden zwei Abtastlaser (9) und (10) mit Videosignalen versorgt, wobei jeder Laser mit einer unterschiedlichen Wellenlänge arbeitet. Vorteilhafterweise sind zwei oder mehr Photorezeptoren (13), (14) auf dem Implantat vorhanden. Diese beiden Typen an Photorezeptoren (13), (14) sind auf verschiedene Lichtfrequenzen abgestimmt, wobei jede Frequenz eine der emittierenden Frequenzen des externen Lasers (9), (10) ist. 3B stellt zwei eintretende Lichtfrequenzen (301) und (302) dar. Die Lichtquelle für die Doppellichtfrequenzen (301), (302) ist eine Einheit (304), die sich stromabwärts im Informationsfluss vom Bildgeber (1 (101), (1), (103)) und den Verstärkern (1 (2), (3)) befindet. Das Endausgangssignal aus den Verstärkungsschritten ist elektrisch oder elektromagnetisch mit den Doppellichtfrequenzquellen (304) verbunden, insbesondere mit Doppelabtastlasern, die mit verschiedenen Wellenlängen des Lichtausgangssignals arbeiten. Paare (303) verschiedener Frequenz-(also Wellenlängen) Photorezeptoren sind auf dem Auge-Implantat positioniert, wobei jedes Paar mit einer Elektrode (nicht abgebildet) verbunden ist.
  • Zusammen führen zwei Typen von Photorezeptoren (beispielsweise Photodioden) eine Zunahme eines Zweiphasenstroms (4) an jeder Elektrode (nicht abgebildet) herbei. Anfänglich tritt der Ruhezustand (40) auf. Als Nächstes wird einer der Photorezeptoren (13) durch seinen jeweiligen Laser (9) aktiviert. Die Stromamplitude (41) ist negativ. Nach einer Zeitspanne (42) werden der Laser (9) und der Photorezeptor (13) hinuntergefahren und die Amplitude kehrt auf Null zurück. Als Nächstes aktiviert der andere Laser (10) seinen (in Lichtwellenlänge) entsprechenden Photorezeptor (14) und die Amplitude ist um ein Ausmaß (43) und für eine Dauer (44) positiv. Nominal in absoluten Werten ist (41) = (43) und (42) = (44). Wenn dies jedoch nicht exakt ist, dann können die Parameter (44) und (43) so geändert werden, dass (41)*(42) = (43)*(44) ist, wobei * die Multiplikation anzeigt. Dies kann durch Messen von (41) und (42) und dann durch Ändern von (43) und (44) oder beiden erzielt werden, um das Ladungsgleichgewicht zu halten.
  • Eine Blende (4) ist Teil der zweiten Ausführungsform. Die Blende (1 (4)) ist vom mechanischem Typ (Stand der Technik) oder als eine elektronische Blende (4) (Stand der Technik oder eine elektrooptische Blende (4) (Stand der Technik) ausgebildet. Die Blende (4) trennt das Licht vom logarithmischen Lichtverstärker (1000) zur Pupille (105) des Auges (5). Dies führt zu einer Abnahme der Gesamtzeit des Auftreffens von Licht auf den Photorezeptoren (3a (13), (14)), (3b, (303). Folglich nimmt die Zeitspanne, in der die bipolaren oder ähnlichen Zellen stimuliert werden, ab. Da das Auge nicht so funktioniert, wie ursprünglich beabsichtigt, wird vermutet, dass die bipolaren oder ähnlichen Zellen diese „Stillstandszeit" benötigen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
  • Ein Aspekt der Erfindung ist die Verwendung von zwei oder mehr Wellenlängen, um eine ausgeglichene Zweiphasenstimulation ohne Nettoladungsinjektion ins Auge zu ermöglichen. Solange ein Zweiphasentyp elektrischer Stimulation, mit gleichen Mengen an positiver und negativer Ladung in Form von Ionenträgern oder Elektronen oder anderen Ladungsträgern, in die Glasflüssigkeit des Auges eintreten, ist die elektrische Wirkung auf das Auge nicht schädlich. Wenn Gleichstrom ins Auge, ins Innere, zugeführt wird, hat dies ein Ladungsungleichgewicht zur Folge. Dieser Ladungsüberschuss hat sich als schädlich für die Zellen herausgestellt. Daher kann Gleichstrom die bipolaren und anderen Zellen schädigen. Vorteilhafterweise tendiert die elektrische Zweiphasenstimulation dazu, diese Schädigungen der Zellen zu verhindern, da sich kein Ladungsüberschuss ansammelt.
  • Eine dritte Ausführungsform, die sozusagen eine Kombination aus erster und zweiter Ausführungsform ist, verwendet zwei unterschiedliche Wellenlängen und zwei verschiedene Diodentypen, wobei jede auf eine entsprechende Wellenlänge responsiv ist. In dieser Ausführungsform wird eine Wellenlänge verwendet, um eine hohe konstante Lichtintensität einzupumpen, um die Elektronikkomponente mit Leistung zu versorgen. Die andere Wellenlänge wird verwendet, um Informationen mittels Amplitude, Frequenz, Phase, Pulsbreitenmodulation oder Kombinationen derselben hineinzusenden. Der Stimulationsimpuls von der Elektronik zur Elektrode zur Netzhautzelle wird in einer ähnlichen Weise wie die in der ersten Ausführungsform erzeugten Impulse, mit einer einzelnen Wellenlänge, erstellt.
  • Die dritte Ausführungsform verwendet zwei verschiedene Wellenlängen und zwei verschiedene Diodentypen, wobei jeder auf eine entsprechende Wellenlänge responsiv ist. (Siehe 3b (301), (302).) In dieser Ausführungsform wird eine Wellenlänge (5 (501)) verwendet, um eine hohe konstante Lichtintensität einzupumpen, um die Elektronikkomponente (502) mit Leistung zu versorgen. Die andere Wellenlänge (503) wird verwendet, um Informationen mittels Amplitude, Frequenz, Phase, Pulsbreitenmodulation oder Kombinationen derselben in die Elektronikkomponente (502) hineinzusenden. Der Stimulationsimpuls von der Elektronik (502) zur Elekt rode (504) zur Netzhautzelle wird in einer ähnlichen Weise wie die in der ersten Ausführungsform erzeugten Impulse, mit einer einzelnen Wellenlänge, erstellt.
  • Siehe 6. 6 fasst im Blockformat die vorhergehenden drei Ausführungsformen zusammen. In der ersten Ausführungsform ist ein Einzel-Wellenlängen-(601) Eingang zu einer einzelnen Diode (602) mit Elektronik (603) und einer Elektrode (604) vorhanden. Ein nach der Absorption der Photonen durch den Photorezeptor auftretendes Gleichstromsignal wird entweder durch digitale oder analoge Mittel (Stand der Technik) durch die Elektronik zu einem Signal (600) des in 4 dargestellten Typs an der Elektrode umgewandelt. In der zweiten Ausführungsform für zwei verschiedene Wellenlängen (610), (611), die beide Leistung und Informationen übertragen, die auf zwei verschiedene Photorezeptoren (612), (613) auftreffen, erzeugt die Elektronik (6033), digital oder analog, wieder die Wellenform (600) von 4 an der Elektrode (604). In der dritten Ausführungsform wird für zwei verschiedene Photorezeptoren (620), (621), wobei die erste eine Dauerleistungswellenlänge (622) und die zweite eine Signalwellenlänge (623) empfängt, von der Elektronik (6034), digital oder analog, das Signal (600) von 4 an der Elektrode (64) erzeugt. Der elektronische Schaltkreis von (603), (6033) und (6034) kann unterschiedlich sein.
  • Eine vierte Ausführungsform ist jene des logarithmischen Lichtverstärkers (1000) selbst ohne speziell implantierbare Photorezeptoren. Diese letzte Ausführungsform kann eine geringe Einschaltdauer benötigen, wenn sie mit Photorezeptoren (8 (81)) verwendet wird, die mit einer Elektrode (82) ohne jegliche Elektronik verbunden sind. Sie stützt sich in ausreichender Weise auf die Eigenkapazität einer oxidierbaren Elektrode, welche die Kapazität mit dem Aufbau einer isolierenden oxidierten Schicht in Richtung des ionisierbaren Fluids erreicht, das sich im Auge als glasartiges Fluid oder als direkt mit dem Auge verbundenes Fluid befindet.
  • In einem ersten Satz der Ausführungsformen stellt die Hinzufügung einer Blende (1 (4)) mit einer Ausschaltzeit von 0,5 ms bis 10 ms, vorzugsweise 2 ms, einen Mechanismus zur Bereitstellung dieser Ausschaltzeit (4 (47), (48)) bereit. In ei nern zweiten Satz Ausführungsformen kann das Eingeschaltetsein jedes Lasers durch elektronische Mittel (Stand der Technik) im Inneren des Lasers gesteuert werden, um gleiche positive und negative Impulse bereitzustellen, also gleich in Bezug auf die gesamte in eine Netzhautzelle eingeführte Größenladung. Der erste und zweite Satz Ausführungsformen können komplett oder teilweise übereinstimmen.
  • Ein weiterer Aspekt aller Ausführungsformen ist der Einbau sowohl optischer als auch elektronischer Vergrößerung des Bilds, wie beispielsweise der Einbau eines optischen Zoomobjektivs sowie elektronischer Vergrößerung. Optische Vergrößerung des Bilds (siehe 1) wird durch die Verwendung eines Zoomobjektivs für die Kameralinse (101) erzielt. Elektronische Vergrößerung wird elektronisch in einer elektronischen Datenverarbeitungseinheit (2) oder (3) erzielt. Folglich ist die Fokussierung auf Elemente von besonderem Interesse oder Bedarf möglich.
  • Mit der entsprechenden Anpassung erhalten geeignete Schwellenamplituden des Helligkeitseindrucks auch angenehme Maximalschwellenwerte des Helligkeitseindrucks. Daher ist, um diesen anzupassen, ein sechster Anpassungsaspekt in jeder Ausführungsform eingebaut, so dass die geeignete Anpassung für die Schwellenamplituden und die angenehmen Maximalschwellenwerte durchgeführt wird.
  • Damit das Sehen von Farben, bis zu einem gewissen Grad, ermöglicht wird, wird ein weiterer Aspekt eingebaut. Bis zu dem Umfang, dass einzelne Stimulationsstellen (also bipolare Zellen) verschiedene Farbwahrnehmungen nach der Stimulation ausgeben, ist die Farbe der ausgewählten Pixel der betrachteten Szene in Wechselbeziehung mit einer spezifischen Photorezeptor-Elektronik-Elektrodeneinheit, die so positioniert ist, dass ein spezifischer Typ einer bipolaren Zelle zur Bereitstellung der Farbenwahrnehmung elektrisch stimuliert wird.
  • Damit die Implementierung dieser letzten beiden Aspekte der bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung, wahrnehmbare Helligkeitssteuerung und Vorhandensein erkennbarer Farbe, unterstützt wird, ist im logarithmischen Lichtverstärker selbst auch eine Datenverarbeitungseinheit eingebaut, die elektrische Impulse verschiede ner Amplituden und/oder Frequenzen und/oder Phasen und/oder Pulsbreiten durch die verschiedenen Photodetektor-Elektroden und Raumkombinationen derselben durchläuft, und den Patienten befragt, der dann die Antworten liefert, wodurch der Helligkeitseindruck und der Farbeindruck eingestellt werden. Ein anderer Aspekt der Ausführungsform verwendet einen Einschub im Zusatzdatenprozessor (7 (71)) mit Anzeigevorrichtung (72) und Dateneingabevorrichtung(en), wie etwa Tastatur (73), Maus (74) oder Joystick (75). 7 stellt eine Einschubeinheit (71) dar, die in den logarithmischen Lichtverstärker (1000) eingesteckt (76) wird, um zusätzliches Datenverarbeitungsvermögen sowie erweitertes Dateneingabe- und Datenanzeigevermögen bereitzustellen.
  • Damit der Abtastlaser die Prothesenphotorezeptoren des Netzhautimplantats korrekt abtastet, ist es hilfreich, wenn eine gewisse Rückkopplung dafür bereitgestellt ist. Ein Aspekt der verschiedenen Ausführungsformen ist das Vorhandensein eines Rückkopplungskreises unter Verwendung einer gewissen Menge an reflektiertem Licht vom Abtastlaser selbst. Ein Aspekt des Rückkopplungskreises ist die Verwendung von Bereichen mit unterschiedlichem Reflektionsvermögen auf der Oberfläche des Netzhautimplantats, welches die Positionierung oder relative Positionierung des zu bestimmenden Abtastlaserlichtstrahls ermöglicht.
  • Eine Abtastlaserrückkopplung wird in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt. Eine Bilderzeugung (9a) des Netzhautimplantats von dem reflektierten (92) eintretenden Abtastlaserstrahl (91), siehe 9a, (1 und 2a (7)), (3a (9), (10)), der vom Netzhautimplantat (9 (8)) zurückreflektiert wird, kann verwendet werden, um Echtzeit-Rückkopplungsinformationen bereitzustellen, wobei ein zweiter Bildgeber (93), der ins Auge (5) sieht, und eine Datenverarbeitungseinheit (94) verwendet wird, die in die Abtaststeuereinheit (95) des Abtastlasers eingebunden ist.
  • Ein anderer Aspekt der Ausführungsformen (9b) verwendet mehrere Reflektionsbezugs- oder Lichtabsorptionspunkte (96) und/oder Linien (97) auf dem Netzhautimplantat (8), so dass die Frequenz- und Signalmuster, im Allgemeinen (98), (99), (100) des hohen Reflektionsvermögens aus diesen reflektiven oder absorptiven Linien/Punkten für ein gegebenes Verhältnis des Abtastens durch den Abtastlaser (7) verwendet werden kann, um die Abtastrichtung von den verschiedenen Frequenzmustern zu korrigieren, von denen einige das korrekte Abtasten und andere das unkorrekte Abtasten anzeigen.
  • Während die hierin offenbarte Erfindung anhand von spezifischen Ausführungsformen und Anwendungen derselben beschrieben wurde, können zahlreiche Modifikationen und Änderungen von Fachleuten auf dem Gebiet an dieser vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung, wie in den Ansprüchen dargelegt, abzuweichen.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zur Erhöhung der Wirksamkeit einer in einem Patientenauge implantierten Netzhautprothese, wobei die Prothese aus einem Photorezeptor und einer Vielzahl an Elektroden zur Stimulierung der Netzhautnerven besteht und die Vorrichtung Folgendes umfasst: – einen außerhalb vom Auge angebrachten Lichtverstärker, der auf ein Eingangsbild responsiv ist, um ein durch eine Übertragungsfunktion auf das Eingangsbild bezogenes Ausgangsbild zu erzeugen, – wobei der Lichtverstärker so anzuordnen ist, dass das Ausgangsbild auf den implantierten Photorezeptor einfällt; – den Photorezeptor und die Vielzahl an Elektroden, wobei die Elektroden auf das auf den Photorezeptor einfallende Ausgangsbild responsiv sind, um eine Sequenz von negativen und positiven elektrischen Impulsen zum Anlegen an die Netzhautnerven zu erzeugen und – worin aufeinanderfolgende Impulse zeitlich durch ein Intervall beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfunktion eine logarithmische Beziehung zwischen dem empfangenen visuellen Bild und dem verstärkten Bild definiert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin: – der außerhalb vom Auge angebrachte Lichtverstärker Folgendes umfasst: – einen Bildempfänger zum Aufnehmen eines empfangenen visuellen Bilds; – einen ersten Wandler, der an den Bildempfänger gekoppelt ist und das Bild in elektrische Signale umwandelt; – einen Verstärker, der die elektrischen Signale verstärkt; – einen zweiten Wandler, der die verstärkten elektrischen Signale als das Ausgangsbild in eine Anzeige umwandelt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Übertragungsfunktion eine logarithmische Kompressionsfunktion ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner ein Steuermittel zur vorübergehenden Unterbrechung des visuellen Bilds umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner einen Größentransformator für das empfangene visuelle Bild umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, worin der Größentransformator für das empfangene visuelle Bild eine Vergrößerungseinheit zum Vergrößern des empfangenen visuellen Bilds ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die Vergrößerungseinheit ein optisches Zoomobjektiv ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die erzeugten elektrischen Signale keine Nettoladung auf die Netzhaut aufbringen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die alternierenden elektrischen Signale Zweiphasen-Impulse sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, worin die Zweiphasen-Impulse einen negativen Impuls gefolgt von einem positiven Impuls umfassen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner ein Steuermittel zur Unterbrechung des Signals zwischen jedem der positiven und negativen Impulse umfasst.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin die Anzeige ein Laser ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin der Laser ein Abtastlaser ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, worin der Abtastlaser einem Rastermuster folgend die Netzhautprothese abtastet.
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Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6507758B1 (en) * 1999-03-24 2003-01-14 Second Sight, Llc Logarithmic light intensifier for use with photoreceptor-based implanted retinal prosthetics and those prosthetics
EP2275167A3 (de) * 1999-03-24 2014-04-30 Second Sight Medical Products, Inc. Sehprothese
US7103416B2 (en) * 2001-01-16 2006-09-05 Second Sight Medical Products, Inc. Visual prosthesis including enhanced receiving and stimulating portion
DE60224677T2 (de) * 2001-08-17 2009-01-08 Advanced Bionics Corp., Sylmar Allmähliche rekrutierung von erregbarem muskel/nerven-gewebe unter verwendung elektrischer stimulationsparameter mit hoher rate
WO2003061537A1 (en) * 2002-01-17 2003-07-31 Masachusetts Eye And Ear Infirmary Minimally invasive retinal prosthesis
US7127301B1 (en) 2003-04-28 2006-10-24 Sandia Corporation Flexible retinal electrode array
US8260428B2 (en) * 2003-05-01 2012-09-04 California Institute Of Technology Method and system for training a visual prosthesis
US7321796B2 (en) * 2003-05-01 2008-01-22 California Institute Of Technology Method and system for training a visual prosthesis
DE10329615A1 (de) * 2003-06-23 2005-03-03 Eberhard-Karls-Universität Tübingen Universitätsklinikum Aktives Retina-Implantat mit einer Vielzahl von Bildelementen
US7311723B2 (en) * 2003-07-11 2007-12-25 University Of Washington Scanning laser device and methods of use
US20050090875A1 (en) * 2003-09-10 2005-04-28 Palanker Daniel V. Optical projection and tracking system for retinal prosthesis
GB2415631A (en) * 2004-07-03 2006-01-04 Martin Lister Artificial eye with light sensitive LDRs
JP4310247B2 (ja) * 2004-07-23 2009-08-05 株式会社ニデック 視覚再生補助装置
US8103352B2 (en) 2004-12-03 2012-01-24 Second Sight Medical Products, Inc. Mimicking neural coding in retinal ganglion cells with short pulse electrical stimulation
US7571004B2 (en) 2005-01-26 2009-08-04 Second Sight Medical Products, Inc. Neural stimulation for increased persistence
WO2006089155A2 (en) * 2005-02-16 2006-08-24 Second Sight Medical Products, Inc. Fitting of brightness in a visual prosthesis
DE102005032989A1 (de) * 2005-07-14 2007-01-25 Imi Intelligent Medical Implants Ag Extraokulares Epiretinal-Implantat
WO2007035617A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Second Sight Medical Products, Inc. Neural stimulation for increased contrast
US8709078B1 (en) * 2011-08-03 2014-04-29 Lockheed Martin Corporation Ocular implant with substantially constant retinal spacing for transmission of nerve-stimulation light
US7877866B1 (en) * 2005-10-26 2011-02-01 Second Sight Medical Products, Inc. Flexible circuit electrode array and method of manufacturing the same
AU2007243164B2 (en) * 2006-04-28 2011-04-14 Second Sight Medical Products, Inc. Visual prosthesis fitting
US8457754B2 (en) * 2006-06-16 2013-06-04 Second Sight Medical Products, Inc. Apparatus and method for electrical stimulation of human neurons
US8311634B2 (en) * 2006-06-16 2012-11-13 Second Sight Medical Products Inc. Apparatus and method for electrical stimulation of human retina
WO2007149291A2 (en) * 2006-06-16 2007-12-27 Second Sight Medical Products, Inc. A method for electrical stimulation of human retina using pulse trains
GB0612242D0 (en) * 2006-06-21 2006-08-02 Imp Innovations Ltd Retinal prosthetic devices
EP2208367B1 (de) 2007-10-12 2017-09-27 Earlens Corporation Multifunktionssystem und verfahren zum integrierten hören und kommunizieren mit geräuschlöschung und rückkopplungsverwaltung
US9254385B2 (en) * 2008-05-14 2016-02-09 Second Sight Medical Products, Inc. Visual prosthesis for phosphene shape control
BRPI0915203A2 (pt) 2008-06-17 2016-02-16 Earlens Corp dispostivo, sistema e método para transmitir um sinal de áudio, e, dispostivo e método para estimular um tecido alvo
EP2320830A4 (de) * 2008-08-07 2012-02-01 Massachusetts Inst Technology Codierung für sehprothesen
EP2342905B1 (de) 2008-09-22 2019-01-02 Earlens Corporation Ausgeglichene armatureinrichtungen und verfahren für das gehör
US8718784B2 (en) * 2010-01-14 2014-05-06 Nano-Retina, Inc. Penetrating electrodes for retinal stimulation
US8150526B2 (en) * 2009-02-09 2012-04-03 Nano-Retina, Inc. Retinal prosthesis
US8706243B2 (en) 2009-02-09 2014-04-22 Rainbow Medical Ltd. Retinal prosthesis techniques
US8442641B2 (en) * 2010-08-06 2013-05-14 Nano-Retina, Inc. Retinal prosthesis techniques
US8428740B2 (en) 2010-08-06 2013-04-23 Nano-Retina, Inc. Retinal prosthesis techniques
US9544700B2 (en) 2009-06-15 2017-01-10 Earlens Corporation Optically coupled active ossicular replacement prosthesis
CN102598713A (zh) 2009-06-18 2012-07-18 音束有限责任公司 用于听力系统的耳膜可植入装置及方法
WO2010148324A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 SoundBeam LLC Optically coupled cochlear implant systems and methods
BRPI1016075A2 (pt) 2009-06-22 2016-05-10 SoundBeam LLC dispositivo para transmitir som para um ouvido de um usuário e métodos associados.
WO2010151636A2 (en) 2009-06-24 2010-12-29 SoundBeam LLC Optical cochlear stimulation devices and methods
WO2012088187A2 (en) 2010-12-20 2012-06-28 SoundBeam LLC Anatomically customized ear canal hearing apparatus
US8571669B2 (en) 2011-02-24 2013-10-29 Nano-Retina, Inc. Retinal prosthesis with efficient processing circuits
FR2975251B1 (fr) * 2011-05-12 2015-12-04 Univ Pierre Et Marie Curie Paris 6 Procede et dispositif de commande d'un dispositif d'aide a la vision
WO2012161749A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 California Institute Of Technology Accommodating intraocular lens
US8715345B2 (en) * 2011-05-23 2014-05-06 California Institute Of Technology Accommodating intraocular lens
CN102283742B (zh) * 2011-08-15 2013-09-11 重庆大学 一种光刺激视网膜假体修复装置
US10376301B2 (en) * 2011-09-28 2019-08-13 Covidien Lp Logarithmic amplifier, electrosurgical generator including same, and method of controlling electrosurgical generator using same
US10121533B2 (en) 2012-11-21 2018-11-06 Nano-Retina, Inc. Techniques for data retention in memory cells during power interruption
US9720477B2 (en) 2012-11-21 2017-08-01 Nano-Retina, Inc. Weak power supply operation and control
US9959674B2 (en) * 2013-02-26 2018-05-01 Qualcomm Incorporated Directional and X-ray view techniques for navigation using a mobile device
US9370417B2 (en) 2013-03-14 2016-06-21 Nano-Retina, Inc. Foveated retinal prosthesis
US9474902B2 (en) 2013-12-31 2016-10-25 Nano Retina Ltd. Wearable apparatus for delivery of power to a retinal prosthesis
US9331791B2 (en) 2014-01-21 2016-05-03 Nano Retina Ltd. Transfer of power and data
US10034103B2 (en) 2014-03-18 2018-07-24 Earlens Corporation High fidelity and reduced feedback contact hearing apparatus and methods
DK3169396T3 (da) 2014-07-14 2021-06-28 Earlens Corp Glidende forspænding og peak-begrænsning for optiske høreapparater
US9924276B2 (en) 2014-11-26 2018-03-20 Earlens Corporation Adjustable venting for hearing instruments
TWI569817B (zh) * 2015-07-08 2017-02-11 國立交通大學 人工視網膜系統、眼外光學裝置及眼內植入晶片
WO2017059218A1 (en) 2015-10-02 2017-04-06 Earlens Corporation Wearable customized ear canal apparatus
US10492010B2 (en) 2015-12-30 2019-11-26 Earlens Corporations Damping in contact hearing systems
US20170195806A1 (en) 2015-12-30 2017-07-06 Earlens Corporation Battery coating for rechargable hearing systems
US11350226B2 (en) 2015-12-30 2022-05-31 Earlens Corporation Charging protocol for rechargeable hearing systems
CN110114041B (zh) 2016-06-23 2022-02-25 弗兰克·H·贝姆 用于融合骶髂关节的微创性外科手术系统
CN109952771A (zh) 2016-09-09 2019-06-28 伊尔兰斯公司 接触式听力系统、设备和方法
WO2018059568A1 (zh) 2016-09-30 2018-04-05 深圳硅基仿生科技有限公司 用于神经刺激的脉冲电流产生电路、电荷补偿电路和方法及植入式视网膜电刺激器
WO2018093733A1 (en) 2016-11-15 2018-05-24 Earlens Corporation Improved impression procedure
US11638833B2 (en) 2017-08-02 2023-05-02 Multi Radiance Medical Reducing light polution in photobiomodulation therapy of a patients eye
EP3655095B1 (de) 2017-08-02 2021-07-14 Multi Radiance Medical System zur leitung von licht in ein patientenauge
WO2019173470A1 (en) 2018-03-07 2019-09-12 Earlens Corporation Contact hearing device and retention structure materials
WO2019199680A1 (en) 2018-04-09 2019-10-17 Earlens Corporation Dynamic filter
CR20200572A (es) 2018-05-01 2021-03-29 Nevro Corp Antena de radio de 2.4 ghz para dispositivos médicos implantados y sistemas y métodos asociados
WO2020192943A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Pixium Vision Sa Method and device for projecting a pattern of interest on a modified retinal area of a human eye
CN112717282B (zh) * 2021-01-14 2023-01-10 重庆翰恒医疗科技有限公司 一种光诊疗装置及全自动光诊疗系统
CN113258130B (zh) * 2021-04-27 2023-01-03 燕山大学 非晶卤化物固体电解质及制备和在全固态电池中的应用
KR102564879B1 (ko) * 2021-06-02 2023-08-07 아주대학교산학협력단 2상 자극 시간 조절 방식의 인공망막 장치 및 그의 구동 방법

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3449768A (en) * 1966-12-27 1969-06-17 James H Doyle Artificial sense organ
GB1286316A (en) * 1969-11-13 1972-08-23 Hermann Mengeler Method and apparatus for transmitting optical impressions upon the visual regions of the human cerebral cortex
DE2948266A1 (de) * 1979-11-30 1981-06-19 geb. Lehrmund Margot 8000 München Stover Sehgeraet
US4611596A (en) * 1980-10-14 1986-09-16 Purdue Research Foundation Sensory prostheses
US4628933A (en) 1985-07-23 1986-12-16 Michelson Robin P Method and apparatus for visual prosthesis
US4677989A (en) * 1986-02-06 1987-07-07 Eic Laboratories, Inc. Iridium oxide coated electrodes for neural stimulation
US5016633A (en) 1989-08-08 1991-05-21 Chow Alan Y Artificial retina device
US5109844A (en) * 1990-10-11 1992-05-05 Duke University Retinal microstimulation
US5369415A (en) 1992-06-29 1994-11-29 Motorola, Inc. Direct retinal scan display with planar imager
US5467104A (en) 1992-10-22 1995-11-14 Board Of Regents Of The University Of Washington Virtual retinal display
US5556423A (en) 1993-05-03 1996-09-17 Alan Y. Chow Independent photoelectric artificial retina device and method of using same
US5397350A (en) 1993-05-03 1995-03-14 Chow; Alan Y. Independent photoelectric artificial retina device and method of using same
US5895415A (en) 1995-06-06 1999-04-20 Optobionics Corporation Multi-phasic microphotodiode retinal implant and adaptive imaging retinal stimulation system
DE69636151T2 (de) * 1995-06-06 2006-09-14 Optobionics Corp., Naperville Anordnung zur Reizung der Retina mittels adaptierender Bilderzeugung
US5957958A (en) 1997-01-15 1999-09-28 Advanced Bionics Corporation Implantable electrode arrays
DE19707046A1 (de) * 1997-02-21 1998-08-27 Rolf Prof Dr Ing Eckmiller Lernfähiger "Active Vision" Implant Encoder
US6458157B1 (en) * 1997-08-04 2002-10-01 Suaning Gregg Joergen Retinal stimulator
US5944747A (en) 1998-03-13 1999-08-31 Johns Hopkins University Method for preferential outer retinal stimulation
US5935155A (en) 1998-03-13 1999-08-10 John Hopkins University, School Of Medicine Visual prosthesis and method of using same
US6397350B1 (en) * 1999-02-19 2002-05-28 International Business Machines Corporation Method of providing direct data processing access using a queued direct input-output device
US6507758B1 (en) * 1999-03-24 2003-01-14 Second Sight, Llc Logarithmic light intensifier for use with photoreceptor-based implanted retinal prosthetics and those prosthetics
US6389317B1 (en) * 2000-03-31 2002-05-14 Optobionics Corporation Multi-phasic microphotodetector retinal implant with variable voltage and current capability

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