ES2552765T3 - Implante de retina y prótesis visual que incorpora tal implante - Google Patents

Abstract

Prótesis de retina que comprende una parte interna (1) configurada para implantarse en el ojo de un sujeto y situarse sobre la retina o junto a la misma, comprendiendo la parte interna (1) un sustrato (11), caracterizada porque la parte interna (1) comprende además múltiples fuentes de luz (12) dispuestas en una matriz sobre el sustrato (11),estando configurada cada una de las fuentes de luz (12) para que emita radiación infrarroja con el fin de estimular células nerviosas de la retina.

Description

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Implante de retina y protesis visual que incorpora tal implante Campo Tecnico

La presente invencion se refiere a un dispositivo de implante medico, y mas particularmente a un implante de retina u ocular para una protesis visual para su uso en la generacion de vision artificial en un paciente que sufre una perdida parcial o total de la vision.

Estado de la Tecnica

Desde la decada de los 90 diversos grupos de investigacion han trabajado en el desarrollo de una protesis visual que permita restaurar al menos parcialmente la vista a individuos que sufren determinadas formas de perdida de vision o ceguera, mas particularmente los efectos de la retinitis pigmentaria y/o la degeneracion macular asociada a la edad. La mayorla de las protesis o sistemas para generar vision artificial que han sido desarrollados hasta la fecha incluyen un implante ocular disenado para estimular electricamente los nervios funcionales de la retina. En la Publicacion de Solicitud de Patente Internacional n° WO 2007/006376 A2 se describe un ejemplo de un sistema de este tipo. Este sistema incluye una camara para capturar una imagen, que despues se procesa y transmite en forma de senales electricas a una matriz de electrodos dispuesta sobre el implante para estimular electricamente las celulas nerviosas de la retina. El sistema emplea una fuente de alimentacion inalambrica por induccion y utiliza telemetrla para la transferencia de datos, bien como senales de RF, bien como luz infrarroja. En los documentos US 2004/088026 A1, US 2004/030383 A1, US 2007/142877 A1 y US 2006/142818 A1 se da a conocer una protesis de retina de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 y un sistema de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 9.

Dado que el entorno del interior del ojo es acuoso, surgen problemas asociadosa la penetracion de solutos o hum edad en los implantes y/o a reacciones electroqulmicas que afectan a los electrodos. Debido a que los electrodos sobresalen del implante para el contacto ffsico directo con el tejido nervioso de la retina, naturalmente estan expuestos al entorno acuoso. Los electrodos, que normalmente estan hechos de oro revestido de platino, tienden a disolverse en este entorno a consecuencia de la aplicacion de una corriente continua para estimular el tejido nervioso. Con el fin de lograr una estimulacion muy localizada o especlfica, y por tanto una buena resolucion de la vision, es deseable que los electrodos sean lo mas pequenos posible. Sin embargo, el impacto de la degradacion electroqulmica aumenta cuanto menor es el tamano, lo que a su vez limita la reduccion de dicho tamano. Ademas, los lugares por donde los electrodos salen ffsicamente del implante sellado constituyen sitios potenciales para la entrada de humedad en los componentes electronicos o los circuitos del implante. Por ejemplo, las pistas conductoras que conectan electricamente cada uno de los electrodos son extremadamente finas o delgadas, de modo que cualquier entrada de humedad puede exponer tambien dichas pistas a una degradacion electroqulmica. Aparte de los procesos electroqulmicos, la separacion de la cubierta o revestimiento que sella hermeticamente el implante tambien puede ser muy perjudicial.

Ademas del tamano de los electrodos, otro factor que puede afectar a la resolucion de la vision generada artificialmente es la interferencia electrica entre electrodos, tambien conocida como 'diafonfa'. La corriente electrica dirigida al interior del tejido desde cada electrodo tiende a propagarse a traves del tejido alrededor del electrodo. Por consiguiente, a la corriente umbral necesaria para provocar una despolarizacion de las celulas nerviosas existe un lfmite para la proximidad de los electrodos entre si. Si los electrodos estan muy cerca uno de otro, el campo de estfmulo de un electrodo se puede solapar e interferir con una region de tejido nervioso correspondiente a otro electrodo, lo que conduce a una estimulacion no deseada. En consecuencia, no solo los electrodos deben tener al menos un tamano determinado, sino que tambien deben estar separados entre si una distancia suficiente para evitar la 'diafonfa'.

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Cuanto mayor es la proximidad entre los electrodos y las celulas nerviosas a estimular, menores son las corrientes requeridas para la estimulacion. Aunque el efecto de 'diafonfa' se puede reducir utilizando corrientes mas pequenas, permitiendo asl una mayor cercanfa de los electrodos entre si, en este caso los electrodos deben penetrar en el tejido de la retina para situarse muy cerca de las celulas nerviosas a estimular. Una importante desventaja de esta disposicion es que, si por alguna razon es necesario sustituir el implante, la extraccion de los electrodos casi seguro provocara graves danos en el tejido retiniano.

Asl, un objeto de la presente invencion es proporcionar un dispositivo de implante medico, y en particular un implante para una protesis visual, con el que se puedan superar basicamente una o mas de las desventajas o limitaciones arriba indicadas.

Sumario de la Invencion

La presente invencion proporciona un implante o protesis de retina tal como se describe en la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se indican caracterlsticas preferentes de la invencion.

La presente invencion proporciona un implante ocular o un implante o protesis de retina que comprende: una parte interna configurada para implantarse en el ojo de un sujeto y situarse sobre la retina o junto a la misma, comprendiendo la parte interna un sustrato o capa de soporte y multiples fuentes de luz dispuestas en una matriz sobre el sustrato, estando configurada cada una de las fuentes de luz para emitir radiacion infrarroja (IR) con el fin de estimular celulas nerviosas de la retina.

De acuerdo con un aspecto, la presente invencion proporciona una protesis visual o un sistema para generar vision artificial en un sujeto, que comprende:

medios de captura de imagenes para capturar una imagen de un entorno circundante;

medios de procesamiento de imagenes para procesar la imagen y convertirla en una senal de imagen; y

una protesis de retina o dispositivo de estimulacion de acuerdo con la invencion configurado para implantarse en el ojo de un sujeto y situarse sobre la retina o junto a la misma, comprendiendo la protesis de retina o el dispositivo de estimulacion: una capa de soporte o sustrato y multiples fuentes de luz dispuestas sobre el sustrato para estimular celulas nerviosas de la retina,

estando configuradas las multiples fuentes de luz para emitir radiacion infrarroja en respuesta a senales de estimulacion derivadas de la senal de imagen.

Se ha de entender que las referencias a "fuentes de luz” en esta solicitud son referencias a fuentes de radiacion electromagnetica (EM) dentro del rango infrarrojo del espectro EM. Como tal, el termino "luz" se entiende en su sentido fisico amplio y no se limita a la radiacion EM visible para el ojo humano. Mas bien, en este contexto se ha de considerar que las fuentes de luz son fuentes de luz infrarroja. La presente invencion se ha desarrollado basandose en la investigacion que ha demostrado que, como alternativa a la estimulacion electrica, las celulas nerviosas se pueden estimular con exito mediante radiacion infrarroja (IR). Dicho de otro modo, en lugar de aplicar una corriente electrica, las celulas nerviosas se pueden estimular para provocar una despolarizacion de un potencial de accion mediante la aplicacion especlfica de radiacion infrarroja. Dado que la aplicacion de radiacion IR no requiere electrodos, la presente invencion esta en disposicion de eliminar por completo la necesidad de electrodos en un implante retiniano y con ello superar las desventajas asociadas arriba descritas. Aunque todavla no se entiende por completo el mecanismo preciso por el que la radiacion IR estimula las celulas nerviosas, es realmente fascinante que celulas nerviosas de la retina que ya no

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funcionan normalmente con la luz visible (es decir, que han perdido su potencial optico con luz visible) puedan no obstante estimularse opticamente con luz en el espectro infrarrojo.

En una forma preferente de la invencion, cada una de las fuentes de luz esta configurada para emitir radiacion en el rango infrarrojo cercano o medio. En este contexto, cada una de las fuentes de luz esta configurada de forma deseable para emitir radiacion con una longitud de onda en el intervalo entre aproximadamente 0,70 pm y 4,0 pm, de forma especialmente preferente en el intervalo entre aproximadamente 0,75 pm y 3,0 pm y de forma particularmente preferente en el intervalo entre aproximadamente 1,5 pm y 2,5 pm. Los resultados experimentales indican que una radiacion IR con una longitud de onda en el intervalo entre 1,8 pm y 2,2 pm es especialmente adecuada para la estimulacion de las celulas ganglionares de la retina. Se ha comprobado que la variacion de la longitud de onda de la radiacion IR tiene un importante impacto en la profundidad de penetracion de la radiacion, y esto a su vez puede influir en la amplitud de los potenciales de accion generados dependiendo de la profundidad en el tejido de los nervios a estimular. Asl, dependiendo del tejido particular del sujeto a tratar, puede ser necesario un cierto grado de sintonizacion de la longitud de onda de estimulacion para obtener resultados de estimulacion optimos. De forma deseable, la radiacion IR se sintoniza o selecciona de modo que penetre en el tejido hasta una profundidad entre 100 pm y 1 mm, y preferiblemente entre 200 pm y 600 pm. Se ha comprobado que longitudes de onda mayores son menos deseables porque pueden conducir a una absorcion excesiva de la radiacion IR por el agua del tejido, lo que reduce la profundidad de penetracion y la eficiencia general y puede generar un potencial aumento de temperatura local, que podrla ser perjudicial.

En una forma preferente de la invencion, cada una de las multiples fuentes de luz esta adaptada para emitir la radiacion infrarroja en pulsos. La duracion de los pulsos oscila preferentemente entre aproximadamente 1 ps y 10 ms, de forma especialmente preferente entre 10 ps y 1 ms. De forma interesante, se ha comprobado que los pulsos de menor duracion requieren menores niveles de estimulacion para provocar un potencial de accion dado. Ademas, los pulsos de corta duracion tienen la ventaja de una baja exposicion radiante, lo que puede ser particularmente importante para asegurar que las celulas y el tejido estimulados no experimentan ningun efecto termico adverso, es decir, provocado por calentamiento. Con el fin de generar artificialmente la vision en un sujeto, cada una de las fuentes de luz infrarroja se activa preferentemente con una frecuencia de al menos 1 Hz, de forma mas preferente al menos 10 Hz, de forma especialmente preferente al menos 25 Hz y de forma particularmente preferente al menos 50 Hz. Dado que la duracion de los pulsos es relativamente breve en comparacion con la frecuencia de operacion de las fuentes de luz, cada fuente de luz estara inactiva, es decir en una fase "desconectada" o sin emitir, durante la mayor parte del tiempo. Por ejemplo, una fuente de luz que funciona a 50 Hz y emite pulsos con una duracion de 2 ms estara en una fase "desconectada" o sin emitir durante aproximadamente el 90% del tiempo.

En una forma preferente de la invencion, cada una de las multiples fuentes de luz comprende un laser de semiconductores, y de forma especialmente preferente un diodo laser, por ejemplo un diodo laser de emision superficial, como un diodo laser de cavidad vertical y emision superficial (VCSEL - vertical-cavity surface-emitting laser). Los diodos VCSEL son particularmente adecuados para su uso en un implante retiniano de la invencion porque se pueden fabricar con dimensiones muy pequenas y se pueden integrar facilmente en una matriz 2-D (es decir, bidimensional) compacta sobre un microchip, y porque emiten luz perpendicular a un plano o superficie del microchip. Ademas, los diodos VCSEL tambien han demostrado ser adecuados para generar radiacion infrarroja en una longitud de onda en el intervalo entre 1,3 pm y 2,0 pm. Ademas, los diodos laser pueden generar un haz de luz infrarroja con un tamano de punto pequeno (por ejemplo, con un diametro de aproximadamente 100 pm o menos, incluso 30 pm), proporcionando asl una estimulacion altamente especlfica de las celulas nerviosas. A este respecto, dado que los haces laser solo estimulan las celulas a las que irradian directamente, tampoco provocan la 'diafonla' tlpica de los electrodos de la tecnica anterior. De este modo, los laseres pueden estimular el tejido nervioso de forma mucho mas

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especlfica y se pueden disponer en una matriz a mucha menos distancia entre si en comparacion con los electrodos, proporcionando asl el potencial de una mayor resolucion.

Mediante la combinacion de las multiples fuentes de luz infrarroja (por ejemplo diodos laser) en un microchip o circuito integrado, estas se pueden disponer previamente en una matriz 2D sobre el chip para emitir radiacion infrarroja desde una superficie del sustrato con el fin de dirigirla hacia las celulas nerviosas de la retina. Cada una de las fuentes de luz se puede controlar para una actuacion independiente en base a las respectivas senales de estimulacion transmitidas al implante o generadas por este. Es decir, el implante se puede configurar para recibir las respectivas senales de estimulacion transmitidas al mismo, por ejemplo a traves de medios opticos o telemetricos, o para generar por si mismo dichas senales de estimulacion, por ejemplo en basea la senal de imagen procedente del medio de procesamiento de imagenes.

En una forma preferente de la invencion, el sustrato comprende una membrana o pellcula que porta las fuentes de luz IR y que esta configurada para ser implantada de forma epirretinal. En este contexto, el sustrato puede ser tan flexible que adopte perfectamente la curvatura de la superficie epirretinal cuando se aplica a la retina. Alternativamente, el sustrato se puede conformar previamente para que tenga una curvatura adaptada a la curvatura de la superficie epirretinal, por ejemplo utilizando las tecnicas dadas a conocer en la Solicitud de Patente Internacional en tramitacion junto con la presente n° PCT/EP2008/008225 (Numero de Publicacion Internacional WO 2010/034331). Por consiguiente, en una forma preferente de la invencion, el sustrato puede comprender al menos dos capas de material, incluyendo una primera capa y una segunda capa. La primera y la segunda capa del sustrato son preferentemente deun material polimerico, de modo que el sustrato del implante o dispositivo de estimulacion comprende preferiblemente una membrana o pellcula polimerica estratificada. Ademas, la primera capa de material y la segunda capa de material se pueden seleccionar de modo que tengan diferentes coeficientes de dilatacion termica para generar una curvatura deseada en el sustrato.

Ademas, se puede proporcionar un metodo para producir un implante o dispositivo de estimulacion de acuerdo con la invencion arriba descrito, que incluye los pasos de:

preparar una primera capa de material que tiene un primer coeficiente de dilatacion termica;

preparar una segunda capa de material que tiene un segundo coeficiente de dilatacion termica, preferiblemente diferente del primer coeficiente de dilatacion termica;

combinar la primera capa y la segunda capa para formar un sustrato, preferentemente a una temperatura diferente a una temperatura de servicio normal o temperatura de funcionamiento del implante o dispositivo de estimulacion; y

disponer multiples fuentes de luz infrarroja en una matriz sobre el sustrato. Las fuentes de luz infrarroja se disponen preferentemente para que emitan radiacion infrarroja en una direccion esencialmente perpendicular a una superficie prim aria o plano del sustrato.

En una forma preferente, el paso de preparacion de la primera capa incluye el paso de aplicar la primera capa de material sobre una base o estructura de soporte. Ademas, el paso de preparacion de la segunda capa incluye el paso de aplicar la segunda capa de material sobre la primera capa.

Preferentemente, el paso de disponer las multiples fuentes de luz IR en una matriz sobre el sustrato consiste en colocar y/o disponer individualmente las multiples fuentes de luz. No obstante, en una forma alternativa preferente, el paso de disponer las multiples fuentes de luz IR en una matriz sobre el sustrato consiste en combinar un microchip o circuito integrado prefabricado, sobre el que ya se han fijado las fuentes de luz infrarroja (por ejemplo diodos

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laser) en una matriz, con una o mas capas del sustrato. La separacion entre los diodos laser individuales dispuestos en la matriz sobre el sustrato es preferiblemente inferior o igual a aproximadamente 500 pm, de forma especialmente preferente entre 100 pm y 400 pm y de forma particularmente preferente entre 200 pm y 300 pm. El propio microchip o circuito integrado puede consistir en una lamina u oblea flexible. El microchip o circuito integrado prefabricado se puede intercalar entre la primera capa y la segunda capa del sustrato. Alternativamente, el microchip o circuito integrado se puede aplicar y fijar en una superficie exterior de una capa del sustrato. En cualquiera de los dos casos, pero en particular en el segundo, se puede aplicar una capa o revestimiento de sellado sobre el microchip o circuito integrado para sellarlo hermeticamente frente al entorno acuoso del interior del cuerpo. El parileno es especialmente adecuado para revestir los diodos laser, ya que es esencialmente transparente a la luz infrarroja.

En una forma preferente de la invencion, el o los materiales empleados en la primera y la segunda capa del sustrato son materiales polimericos, mas particularmente materiales polimericos biocompatibles. En este contexto, el o los materiales polimericos se seleccionan preferentemente entre el grupo consistente en poliimida, parileno y silicona. Se ha de senalar que un material polimerico seleccionado para las capas de sustrato se puede revestir para asegurar su biocompatibilidad. Por ejemplo sobre una superficie exterior del sustrato se puede aplicar un revestimiento de parileno.

Durante la produccion del implante o del dispositivo de estimulacion, la primera y la segunda capa del sustrato preferentemente se pegan, funden, endurecen o combinan de otro modo entre si en un estado plano, a una temperatura elevada en comparacion con una temperatura de funcionamiento normal del implante o del dispositivo de estimulacion. Por consiguiente, entre la fase de produccion y el funcionamiento normal del implante existe una diferencia de temperatura (es decir, se produce un cambio de temperatura). Si la primera y la segunda capa de material del sustrato tienen coeficientes de dilatacion termica diferentes, este cambio de temperatura induce tensiones o fuerzas entre la primera y la segunda capa del sustrato que lo deforman o conforman y de este modo dotan al implante de la forma deseada. En particular, la capa de sustrato con el coeficiente de dilatacion termica mas alto tendera a formar una superficie exterior con una curvatura concava. Dicho de otro modo, dado que los materiales de la primera y la segunda capa del sustrato son normalmente materiales polimericos pegados, fundidos y/o endurecidos para formar una estructura estratificada a temperaturas relativamente altas (por ejemplo entre 200°C y 400°C) en comparacion con la temperatura ambiente (por ejemplo 22°C) o la temperatura corporal de un humano o animal (por ejemplo 37°C) a la que normalmente funciona el implante, el cambio de temperatura entre la produccion y el funcionamiento del dispositivo consistira en una importante reduccion de la temperatura. Por consiguiente, la capa de sustrato con el coeficiente de dilatacion termica mas alto tendera a formar una superficie exterior con una curvatura concava. Cuando el dispositivo de estimulacion esta previsto para ser empleado como un implante de retina, en el que las multiples fuentes de luz infrarroja se han de dirigir hacia afuera desde o a traves de una segunda capa del sustrato que tiene una superficie exterior con una curvatura convexa que complementa a un perfil de superficie concava de la retina, la primera capa de material polimerico del sustrato tendra preferentemente un coeficiente de dilatacion termica mas alto que la segunda capa.

El grado de curvatura generado en el implante como resultado de los diferentes coeficientes de dilatacion termica de la primera y la segunda capa dependera, por ejemplo, de la magnitud respectiva del coeficiente de dilatacion termica (tambien designado "CDT") de la primera capa y de la segunda capa, y tambien del espesor de cada una de estas capas. Evidentemente, la elasticidad del material o los materiales particulares que forman las capas tambien influira en el grado de curvatura generado. El CDT de la primera capa puede oscilar entre aproximadamente 20 ppm/°C (es decir, 20 x 10-6/°C) y aproximadamente 40 ppm/°C (es decir, 40 x 10-6/°C). Por otro lado, el CDT de la segunda capa puede oscilar entre aproximadamente 1 ppm/°C (es decir,

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1 x 10-6/°C) y 10 ppm/°C (es decir, 10 x 10-6/°C), y de forma especialmente preferente entre 1 ppm/°C (es decir, 1 x 10-6/°C) y 5 ppm/°C (es decir, 5 x 10-6/°C). Normalmente, la primera y la segunda capa tendran aproximadamente la misma elasticidad.

En una forma preferente de la invencion, la primera y la segunda capa se extienden con un espesor esencialmente uniforme sobre la superficie del sustrato. Cualquiera de las dos capas puede tener a su vez una estructura estratificada y comprender multiples subcapas. Preferentemente, el espesor de cada capa y/o cada subcapa del sustrato oscila entre 1 pm y 100 pm, de forma especialmente preferente entre 1 pm y 50 pm y de forma particularmente preferente entre 1 pm y 10 pm. Los espesores de la primera y la segunda capa pueden ser iguales o se pueden ajustar en la medida deseada, pero normalmente dentro de una relacion de aproximadamente 1:1 a 1:5, o viceversa (es decir 1:1 a 5:1).

Cuando se implanta el dispositivo de estimulacion de la retina, la matriz de fuentes de luz (por ejemplo diodos laser) se centra preferentemente en la region de la macula, donde la retina tiene la mayor agudeza visual y la mayor concentracion de celulas nerviosas. Preferentemente estan previstos medios de fijacion para fijar el sustrato a la retina con el fin de mantener la matriz de fuentes de luz infrarroja (por ejemplo diodos laser) en la posicion deseada con respecto a la macula. Los medios de fijacion pueden comprender adhesivo biocompatible o alternativamente clavos, espigas, grapas o elementos de fijacion similares. De forma deseable, los medios de fijacion se aplican separados una distancia de la region de la retina a estimular, para que cualquier efecto perjudicial causado por los medios de fijacion en el tejido no afecte al tejido y a las celulas nerviosas a estimular.

Como se indica mas arriba, el sustrato puede incluir un material semiconductor y/o un circuito integrado o microchip para portar las multiples fuentes de luz, por ejemplo diodos laser. Preferentemente, el sustrato tambien comprende una cubierta o revestimiento de al menos un material polimerico para sellar hermeticamente componentes sensibles (por ejemplo componentes electronicos y circuitos) del sustrato frente al entorno acuoso existente dentro del ojo. El material polimerico puede comprender, por ejemplo, uno o mas de los siguientes componentes: una silicona, un parileno y/o una poliimida. Ademas, la cubierta o revestimiento puede comprender multiples capas de dicho material polimerico.

De acuerdo con un aspecto alternativo, la presente invencion proporciona un dispositivo de implante medico en forma de un marcapasos. Por consiguiente, el marcapasos de la invencion comprende un sustrato configurado para ser implantado en contacto con tejido cardlaco, y multiples fuentes de luz infrarroja dispuestas en una matriz sobre el sustrato, estando configurada cada una de las fuentes de luz para emitir radiacion infrarroja con el fin de estimular celulas musculares del corazon.

Breve Descripcion de las Figuras

Lo arriba expuesto y otras caracterlsticas y ventajas de la presente invencion se evidenciaran a partir de la siguiente descripcion detallada de realizaciones particulares de la invencion con referencia a las figuras adjuntas, en las que los componentes iguales estan designados con los mismos caracteres de referencia, y donde:

Figura 1: vista esquematica en planta de una parte interna de una protesis visual de

acuerdo con una realizacion de la presente invencion; y

Figura 2: vista esquematica lateral en seccion transversal de un dispositivo de

estimulacion de la retina en la realizacion de la protesis visual mostrada en la Figura 1.

Descripcion Detallada de las Realizaciones Preferentes de la Invencion

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La protesis visual de acuerdo con una realizacion preferente de la presente invencion incorpora tanto una parte "interna", que comprende componentes que se deben im plantar en el cuerpo del sujeto, como una parte "externa", que comprende componentes que debenser llevados o dispuestos externamente (es decir, no implantados) por el sujeto. La arquitectura de sistema basica de la protesis visual de acuerdo con la invencion refleja en general el diseno del estado actual de la tecnica descrito, por ejemplo, en la Publicacion de Solicitud de Patente Internacional n° WO 2007/006376. Dado que los detalles de la arquitectura de sistema de la protesis visual estan descritos con cierto detenimiento en el documento WO 2007/006376, gran parte de esta descripcion no se repetira aquf por cuestion de economla. Mas bien, el lector deberla remitirse directamente a dicho documento.

Asl, la protesis visual o sistema para generar artificialmente vision en un sujeto en esta realizacion de la invencion incluye un dispositivo parecido a un par de gafas o lentes (no mostradas) que incorpora medios de captura de imagenes en forma de una camara para capturar una imagen del entorno que rodea al usuario. La camara puede incorporar, por ejemplo, un dispositivo CCD o CMOS, como es conocido en la tecnica. La protesis visual incluye ademas un procesador de imagenes externo (no mostrado), que puede estar incorporado en una pequena unidad disenada preferentemente para ser llevada por el sujeto, por ejemplo en un bolsillo de pecho o en un bolso de bandolera. El dispositivo procesador de imagenes esta conectado operativamente con la camara en la montura de las gafas y esta disenado para procesar y convertir las imagenes generadas por la camara en senales de imagen. Despues, las senales de imagen son transmitidas por telemetrla a la parte interna o implantada de la protesis visual. Es decir, la montura de las gafas puede incluir un dispositivo transmisor para transmitir via inalambrica las senales de imagen a un dispositivo procesador de senales con el fin de convertir las senales de imagen en senales de estimulacion o impulsos de estimulacion. El dispositivo procesador de senales es normalmente un microprocesador o microchip que puede ser implantado extraocularmente en el usuario o sujeto, por ejemplo, encerrado en un alojamiento unido a una superficie exterior de la esclerotica.

Con referencia a la Figura 1, en ella se ilustra una parte interna 1 de una protesis visual de acuerdo con una realizacion de la invencion. La parte interna 1 de la protesis visual mostrada en la Figura 1 incluye un alojamiento circular 2 que esta configurado para ser implantado extraocularmente en el sujeto, por ejemplo fuera de la esclerotica y posiblemente unido a la misma. El alojamiento se puede anclar en su posicion utilizando suturas o bandas de sujecion, como es conocido en la tecnica. En esta realizacion, el alojamiento 2 incluye un microprocesador o microchip 3 perteneciente al dispositivo procesador de senales arriba mencionado para convertir las senales de imagen en senales de estimulacion o impulsos de estimulacion. Ademas, la Figura 1 muestra esquematicamente una bobina de telemetrla 4 cubriendo el alojamiento 2. Esta bobina 4 constituye una bobina receptora para recibir una senal de datos transmitida por RF o induccion para el procesador de senales 3 y/o senales de alimentacion para accionar la parte interna 1 de la protesis visual. A este respecto, el alojamiento 2 tambien incorpora normalmente circuitos para regular la alimentacion de energla de esta parte interna 1 de la protesis y un condensador sintonizador para la bobina receptora 4.

El alojamiento 2 y la bobina receptora 4 estan conectados flsica y electricamente a un dispositivo de estimulacion de la retina 10 a implantar junto a la retina mediante una membrana flexible alargada 5. La membrana alargada 5 esta formada por un material polimerico que incorpora pistas electricas o cableado 6, de modo que forma una especie de cable plano. Tal como muestra esquematicamente la Figura 1, las pistas o el cableado 6 proporcionan una comunicacion electrica desde el procesador de senales 3 y la bobina 4 hasta el implante de retina o dispositivo de estimulacion 19, que se describira con mayor detalle mas adelante. En el cable plano tambien esta previsto un receptor-transmisor de infrarrojos 7, que puede incluir uno o mas fotodiodos, para recibir y/o transmitir senales de datos tal como se describe en el documento WO 2007/006376. El receptor-transmisor 7 puede estar conectado con el procesador de senales 3 a traves de una de las pistas 6 y/o puede estar conectado

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independientemente con el dispositivo de estimulacion de la retina 10, por ejemplo a traves de otra pista electrica o cableado 8.

Con referencia a la Figura 2, en ella se ilustra de forma algo mas detallada el dispositivo de estimulacion de la retina 10 de acuerdo con una realizacion de la invencion. El dispositivo de estimulacion 10 comprende un sustrato o capa de soporte 11 formado por una membrana flexible de material polimerico conectada con la membrana polimerica del cable plano 5, y que tambien puede formar un cuerpo continuo con esta. Ademas, el dispositivo de estimulacion incluye multiples fuentes de luz infrarroja en forma de diodos laser 12, en particular diodos VCSEL, que estan dispuestos y fijados en una matriz a modo de cuadrlcula (por ejemplo 50 x 50, 50 x 100 o 100 x 100) sobre el sustrato 11. Los multiples diodos laser 12 estan dispuestos con sus superficies emisoras de laser orientadas en direccion esencialmente perpendicular a una superficie exterior 13 del sustrato 11. Dado que el dispositivo de estimulacion de la retina 10 esta disenado para disponerse con la superficie exterior 13 en contacto con la superficie epirretinal o directamente junto a esta, cada una de las fuentes de luz infrarroja (es decir, diodos laser 12) esta configurada para emitir haces 14 de radiacion infrarroja (IR) directamente sobre el tejido a estimular. Por tanto, el material polimerico del sustrato 11 a traves del cual pasan los haces 14 esta disenado para que sea esencialmente transparente a la radiacion infrarroja, al menos dentro del intervalo de longitudes de onda emitidas por los diodos 12, que en este caso es un intervalo entre 1,8 pm y 2,2 pm.

Los propios diodos laser 12 estan fijados preferentemente sobre un microchip o circuito integrado 15, que esta sujeto o unido al sustrato 11. Este microchip 15 tiene la funcion de conmutar, activar y controlar los diodos laser 12 en base a las senales de estimulacion derivadas de la senal de imagen. Tanto el microchip 15 como el sustrato 11 pueden estar revestidos con un material polimerico adecuado para proporcionar una capa de sell ado hermetico 16, que tambien es biocompatible. Dado que esta capa de sellado 16 tambien deberla ser transparente a la radiacion IR, el parileno es especialmente preferente.

En uso, la senal de imagen es transmitida por telemetrla desde el procesador de imagenes de la parte externa de la protesis visual a la parte interna 1 del sistema, por ejemplo mediante transmision por RF a la bobina receptora 4 o mediante transmision optica al receptor- transmisor 7. Una vez que la senal de imagen ha sido transformada en senales o impulsos de estimulacion en el microchip procesador de senales 3, dichas senales de estimulacion son transmitidas desde el procesador de senales 3 hasta el microchip de control 15 que incorpora la matriz de diodos laser 12. Despues, cada uno de los diodos se acciona individual o independientemente para que genere un haz 14 de radiacion IR en funcion de las senales de estimulacion con el fin de generar artificialmente una sensacion visual al sujeto correspondiente a la imagen capturada por la camara.

Una posible modificacion o realizacion alternativa del sistema de esta invencion incluye combinar los circuitos para la alimentacion de energla y el procesador de senales 3 con los circuitos para controlar las fuentes de luz infrarroja, es decir, los diodos laser 12. Esto se puede lograr, por ejemplo, incorporando todos estos circuitos de control electronico en un solo microchip, en concreto el microchip 15 del dispositivo de estimulacion retiniano. Con una miniaturizacion suficiente es posible evitar por completo la necesidad de un alojamiento 2 implantado extra ocularmente fuera de la esclerotica. Dado que los diodos laser 12 pueden funcionar con un consumo de energla mucho menor que el de los electrodos utilizados en dispositivos de estimulacion de la retina convencionales, los requisitos de energla generales y la generacion potencial de calor asociada se pueden mantener en un nivel mlnimo. Otra realizacion alternativa de la invencion consistirla en disponer el dispositivo receptor-transmisor de infrarrojos 7 (es decir, uno o mas fotodiodos) en el lado del dispositivo de estimulacion de la retina orientado en sentido opuesto a la retina (es decir, el lado superior en la Figura 2), en lugar de disponer dicho componente sobre el cable plano, tal como muestra la Figura 1.

Se ha de entender que la anterior descripcion de las realizaciones preferentes de la invencion con referencia a las figuras se ha realizado unicamente a modo de ejemplo. Por consiguiente, el experto en la tecnica entendera que es posible realizar diversos cambios, modificaciones y/o adiciones a las partes particularmente descritas e ilustradas sin salirse del alcance de la 5 invencion tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

1. Protesis de retina que comprende una parte interna (1) configurada para implantarse en el ojo de un sujeto y situarse sobre la retina o junto a la misma, comprendiendo la parte interna (1) un sustrato (11), caracterizada porque la parte interna (1) comprende

5 ademas multiples fuentes de luz (12) dispuestas en una matriz sobre el sustrato

(11),estando configurada cada una de las fuentes de luz (12) para que emita radiacion infrarroja con el fin de estimular celulas nerviosas de la retina.

2. Protesis de retina segun la reivindicacion 1, caracterizada porque cada una de las fuentes de luz esta configurada para emitir radiacion infrarroja de una longitud de onda

10 en el intervalo entre aproximadamente 0,75 pm y 3,0 pm y preferentemente en el

intervalo entre 1,5 pm y 2,5 pm; y/o porque las multiples fuentes de luz (12) estan configuradas para ser controladas para una actuacion independiente en base a senales de estimulacion transmitidas a la protesis o generadas en la misma.

3. Protesis de retina segun la reivindicacion 2, caracterizada porque la protesis esta

15 configurada para recibir senales de estimulacion transmitidas por telemetna.

4. Protesis de retina segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada una de las multiples fuentes de luz (12) comprende un diodo laser, preferentemente un diodo laser de cavidad vertical y emision superficial (VCSEL), y porque los diodos laser estan dispuestos en una matriz sobre un material

20 semiconductor, como un circuito integrado o microchip (15).

5. Protesis de retina segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sustrato (11) comprende una membrana o pelicula flexible, como una pelicula polimerica, configurada para ser implantada de forma epirretinal.

6. Protesis de retina segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada

25 porque el sustrato (11) comprende al menos una capa o revestimiento (16) de un

material que sella hermeticamente las multiples fuentes de luz (12) frente a un entorno acuoso existente dentro del ojo.

7. Protesis de retina segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sustrato (11) esta conformado con una curvatura adaptada a una curvatura de

30 la retina, siendo la curvatura del sustrato preferentemente el resultado de una influencia

de la temperatura y/o de un coeficiente de dilatacion termica del material del sustrato.

8. Protesis de retina segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque estan previstos medios de fijacion para fijar el sustrato (11) a la retina, consistiendo los medios de fijacion preferentemente en clavos o elementos de sujecion

35 similares.

9. Sistema para generar vision artificial en un sujeto, que comprende:

medios de captura de imagenes para capturar una imagen de un entorno circundante;

medios de procesamiento de imagenes para procesar la imagen y convertirla en 40 una serial de imagen; y

una protesis de retina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores configurada para implantarla en el ojo de un sujeto y situarla sobre la retina o junto a la misma, comprendiendo la protesis un sustrato (11)

caracterizado porque la protesis comprende ademas multiples fuentes de luz (12) 45 dispuestas en una matriz sobre el sustrato (11) para estimular celulas nerviosas de la

ll

retina, estando configurada cada una de las multiples fuentes de luz (12) para que emita radiacion infrarroja con el fin de estimular una o mas celulas nerviosas en respuesta a una serial de estimulacion respectiva derivada de la serial de imagen.

Sistema segun la reivindicacion 9, que ademas comprende medios de procesamiento de senales (3) para convertir la serial de imagen en multiples senales de estimulacion para activar las multiples fuentes de luz.

Sistema segun la reivindicacion 10, que comprende una parte externa destinada a ser Nevada o portada externamente sobre el cuerpo del sujeto y una parte interna destinada a ser implantada en el cuerpo del sujeto, siendo los medios de captura de imagenes y los medios de procesamiento de imagenes componentes de la parte externa, y siendo la protesis de reina y los medios de procesamiento de senales (3) componentes de la parte interna.

Sistema segun la reivindicacion 11, caracterizado porque la parte externa comprende ademas medios de transmision de senales para transmitir la serial de imagen a los medios de procesamiento de imagenes, incluyendo los medios de transmision de senales un medio de RF o de telemetria optica.

Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque cada una de las multiples fuentes de luz (11) comprende un diodo laser, preferentemente un diodo laser de cavidad vertical y emision superficial (VCSEL), estando integrados los diodos laser en un microchip y dispuestos para que emitan radiacion IR en una direccion esencialmente perpendicular a la superficie del sustrato.