JP2002505910A - 人工眼 - Google Patents

人工眼

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JP2002505910A JP2000535286A JP2000535286A JP2002505910A JP 2002505910 A JP2002505910 A JP 2002505910A JP 2000535286 A JP2000535286 A JP 2000535286A JP 2000535286 A JP2000535286 A JP 2000535286A JP 2002505910 A JP2002505910 A JP 2002505910A
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Abstract

(57)【要約】 人工眼は、視覚画像を知覚し視覚信号出力を発生するためのカメラと、ユーザの網膜に動作上取り付けられるように適合した網膜組織刺激回路と、眼の中で視覚信号出力を網膜組織刺激回路へ送信するための無線通信回路とを備える。視覚信号出力を発生するために、カメラは、視覚画像を、所与の時点に画像を選択するようにサンプリングされる電気インパルスに変換する。次に、サンプリングされた画像信号は、エンコード化されて画像のピクセル化表示を可能とする。次に、この信号は、無線周波キャリア信号を変調するために使用される。１次コイルと２次コイルを有する同調コイル対は、次に眼の中で復調されるＲＦ変調視覚信号を送信及び受信するために使用される。網膜刺激回路は、視覚信号出力を複数の個々の刺激制御信号に復号化するための復号器を含み、これらの刺激制御信号は、電流発生回路によって使用されて、マトリックスを形成する複数の電極を有する電極アレイによって使用されるべき刺激電流信号を発生する。眼内構成要素は、送信された視覚信号から抽出されたエネルギーから電力供給される。電極アレイは、鋲、磁石、或いは接着剤を介して網膜に付着される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用眼デバイス及び方法、さらに詳しくは、人工眼デバイスにお
ける眼内閃光生成のための眼内電気網膜刺激とそれを使用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１７５５年、ＬｅＲｏｙは白内障により盲目になったヒトの眼窩にライデン瓶
の放電を通すと、その患者は、「下へ急速に通過していく炎」を見た。それ以来
、電気的に誘起された視覚についての魅了が起こっている。このような光のフラ
ッシュまたは眼内閃光を起こすために、網膜細胞を電気刺激することの一般概念
が、かなりの間知られている。これらの一般原理を基にし、視覚障害を助けるた
めの補綴物を考案することについての初期の幾つかの試みの中には、患者の頭ま
たは瞼に電極を付けることがあった。このような初期の試みは、幾らかの制限さ
れた成功を収めたが、これらの初期補綴装置は大きくてかさばり、本当に視覚障
害者を助けるのに十分な模擬視力を生じることができなかった。
【０００３】 しかしながら、眼内手術技法が発達すると共に、眼自体の中に移植されたデバ
イスを通して、小さな群、さらには個々の網膜細胞により集中した刺激を適用し
て、焦点を合わせた眼内閃光を生じさせることが可能となった。これは、視覚障
害者を助ける方法及び装置を開発することへの新たな関心をかきたてた。特に、
眼内に植え込まれた装置への試みとして、眼内網膜補綴デバイスの領域において
多大の努力が費やされてきた。これは、視覚障害者を助ける方法及び装置を開発
することへの新たな関心をかきたてた。特に、失明が、色素性網膜炎や世界中の
何百万もの人々に起こる加齢に関連した黄斑変性のような光受容体変性性網膜疾
患によって引き起こされる症例において視覚を回復することを目指して、眼内網
膜補綴デバイスの領域において多大の努力が費やされてきた。
【０００４】 そのようなデバイスの１つが、１９８６年１２月１６日付けでＭａｃｈｅｌｓ
ｏｎに付与された、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ Ｖ
ＩＳＵＡＬ ＰＲＯＳＴＨＥＳＩＳ」と題する米国特許第４，６２８，９３３号
に記載されている。Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎの９３３号の装置はその表面に光感受性
装置のアレイを含み、かかる装置は網膜を刺激するために反対側の表面に位置す
る複数の電極に接続されている。これらの電極は、直接網膜に当たって網膜細胞
を刺激するコンダクタを持つ「爪床」に類似したアレイを形成するように配置さ
れている。Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎの９３３号のデバイスは、電磁誘導あるいは無線
周波誘導を通して別々の回路によって電力供給される。このエネルギーを受け取
るため、Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎの９３３号のデバイスには、装置の周囲に巻き付け
るか又は写真平板回路の手法を通して一方の表面に形成されたインダクタが含ま
れている。誘導された信号が整流され、濾過されて電気回路の電極に電力供給す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのようなデバイスは、網膜組織に直接衝撃を与える「爪床」型電極
の使用によって網膜損傷の可能性を高める。さらに、光感受性素子を含むことに
よる近視又は遠視の問題がある。
【０００６】 Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎの９３３号のデバイスはまた、眼窩内で使用しうる物理的
サイズによっても制限される。この腔が小さいため、また装置が網膜組織そのも
のによって支持されなければならないため、その中に包含できる画像処理回路の
量が限られる。さらに、画像処理回路の量は眼窩内での電力のアベイラビリティ
ーと使用必要条件によっても限定される。これらの制限的な要因の結果として、
Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎの９３３号のデバイスは、出力波形を電荷平衡四角波に成形
し、電圧と電流の出力をニューロンにとって許容されるレベルに調節するために
、単に網膜ニューロンの周波数応答帯域幅に対する応答を整調する一般的な信号
増幅器以外の画像処理回路を含んでいない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 上記に鑑みて、先行技術におけるこれらその他の既知の問題の少なくとも一部
を克服することが本発明の目的である。さらに特定すると、新しい改善された人
工眼を提供することが本発明の目的である。特に、失明が光摂受器変性性疾患に
よって引き起こされた症例において、少なくとも部分的に視覚を回復する人工眼
を提供することが本発明の目的である。患者の運動性を改善し、読みを可能にす
る機能的視力のレベルを提供することが本発明のさらなる目的である。さらに、
常套的な日常活動の間装着することができ、患者にとって審美的に許容されるそ
のような人工眼を提供することが本発明の目的である。さらに、視力を回復する
方法を提供することが本発明の目的である。
【０００８】 これらの目的に照らして、人工眼によってもたらされる視覚の質を最大にし、
引き起こされる網膜への影響を最小限に抑えるための眼内と眼球外の両方の構成
要素を提供することが本発明の人工眼の特徴である。知覚された環境の視覚信号
を眼球外構成要素から眼内構成要素に、その間の物理的接触を伴わずに送信する
手段を提供することが本発明のさらなる特徴である。加えて、別個の電力信号送
信を必要とせずに、視覚信号から眼内構成要素に必要な電力を抽出することが本
発明の特徴である。さらに、眼内電極が網膜を貫通しない人工眼を提供すること
が本発明の特徴である。
【０００９】 それ故、上記の目的と特徴に従って、眼球外の画像捕獲及びエンコード要素と
、無線周波に基づく送信要素を有する人工眼を提供することが本発明の１つの側
面である。網膜表面上の眼内刺激電極を提供することが本発明のさらなる側面で
ある。本発明のもうひとつの側面に従って、無線周波が送信する視覚信号を受け
取るための、無線周波を受容し、符号を解読して脱多重化する要素が提供される
。本発明の１つの実施の形態の側面は、無線周波を受容し、符号を解読して脱多
重化する眼内要素を提供することを含み、もう１つの実施の形態のもう１つの側
面は、無線周波を受容し、符号を解読して脱多重化する眼球外要素を提供するこ
とを含む。
【００１０】 本発明の人工眼の1つの実施の形態は、視画像を電気刺激に変換するためのカ メラ、所与の時点で画像を選択するための画像サンプリング回路、及び選択され
た画像をピクセル表示できるようにエンコードするためのエンコーダ回路を含む
。次に選択された画像に対応する信号を使用して、１次及び２次コイルを持つ同
調コイル対によって眼内に送信できるように、無線周波キャリア信号を変調する
。
【００１１】 復調器回路は無線周波キャリア信号からの視覚信号出力を抽出するための２次
コイルに連結されている。復号器は、視覚信号出力を複数の個々の刺激制御信号
へと復号する復調器に連結されており、復調器は、応答して刺激電流信号を生成
する電流生成回路に連結されている。電極アレイは電流生成回路手段に操作的に
連結されている複数の電極を持つ。電極はこれらの個々の刺激制御信号に応答し
て網膜組織を刺激する。
【００１２】 眼の光摂受器変性網膜状態に罹患しているユーザーに少なくとも一部視覚を回
復させる方法は次のステップを含む：ａ）視覚画像を知覚し、それに応答して視
覚信号出力を生成する；ｂ）視覚信号出力を眼内に無線送信する；そしてｃ）視
覚信号出力に従ってユーザーの網膜組織を刺激する。
【００１３】 本発明のこれらその他の目的及び利点は、添付の図面を参照しながら、下記の
詳細な説明からより明らかになるであろう。
【００１４】 本発明は様々な修正や代替構築物が可能であるが、その一部の例示的実施の形
態を図面に示し、また下記に詳述する。しかしながら、本発明を開示されている
特定形態に限定することは意図されておらず、逆に、本発明が、付属の特許請求
の範囲によって定義される本発明の精神と範囲内に含まれるすべての修正、代替
構築物、方法、及び均等物を包含することは明白である。
【００１５】
【発明の実施の形態】 上で簡潔に述べたように、本発明による装置は、世界中で数百万の人たちが冒
されている色素性網膜炎や年齢関連性斑状変質などの光受容体変質網膜病によっ
て盲目となった場合に視力を少なくとも部分的に回復する医療機器である。この
視力の部分的回復の意図は、患者の移動性を改善し、また、少なくとも大きい印
刷物を読めるようにし、これによって独立意識を増加させることである。簡潔に
言えば、視覚は、患者の眼の前にある景色の画像を、機能不全光受容体の向こう
側にある機能している神経細胞を電気的に刺激することによって網膜上にマッピ
ングされる１連の電気パルスに変換することによって達成される。したがって、
本発明の目的は、日常の活動時に着用可能で、また、患者にとって審美的に受け
入れ可能なパッケージ中での機能性視覚のレベルを提供することにある。本発明
によるシステム全体は、埋込バッテリや眼内侵入コネクタを用いることなく機能
する携帯式の身体着用パッケージ中に包含される。本発明による人工眼の眼内部
分は、標準の眼外科手術手法を用いて患者の眼内中に埋込されるように設計され
ている。
【００１６】 したがって、具体的に言えば、本発明のある好ましい実施の形態による人工眼
は、可視画像を知覚して、それに反応して視覚信号出力を発生する手段と、ユー
ザの網膜に動作可能に取り付けられるようになっている網膜組織刺激手段と、こ
の視覚信号出力をこの網膜組織刺激手段に送信する無線視覚信号通信手段とを備
えている。可視画像を知覚するこの手段は、可視画像を電気インパルスに変換す
るカメラ手段と、このカメラ手段に連結されていて、任意の時点で画像を選択す
る画像サンプリング手段と、この画像サンプリング手段に連結されていて、選択
された画像をエンコードして、それをピクセル化して表示するエンコーダ手段と
を備えているのが好ましい。
【００１７】 加えて、本発明のある好ましい実施の形態では、上記の網膜組織刺激手段は、
視覚信号出力に反応して、この視覚信号出力を複数の個別刺激制御信号に復号化
する復号器手段と、この復号器手段に連結されていて、前記の複数の個別刺激制
御信号に反応して、刺激電流信号を発生する電流発生回路手段と、この電流発生
回路手段に動作可能に連結されている複数の電極を有する電極アレイとを備えて
いる。これらの電極は前記の個別刺激制御信号に反応して、網膜組織を刺激する
に十分な刺激パルスを発生する。
【００１８】 さらに、本発明のある好ましい実施の形態では、この電極アレイはさらに、ユ
ーザの網膜にこの電極アレイを取り付けるようになっている取付手段を備えてい
る。ある実施の形態では、この電極アレイは少なくとも１つの取付孔をその中に
画定し、また、上記の取付手段は、この少なくとも１つの取付孔内に位置する少
なくとも１つの網膜留め鋲を備えている。代替例では、この電極アレイは、少な
くとも２つのスカラップ形部分をその内に画定する外表面エッジを含んでおり、
また、上記の取付手段はこのスカラップ形部分の各々の内部に位置している網膜
留め鋲を備えている。さらなる代替実施の形態では、この電極アレイは自身に取
り付けられた少なくとも１つの磁石を含んでおり、また、取付手段は、網膜上の
電極アレイの所望の取付ポイントの反対側にあるユーザの強膜の外側に取り付け
られるようになっている第２の磁石を備えている。さらに別の実施の形態では、
上記の取付手段は、網膜に取り付けられる前記の電極の表面上に置かれた接着剤
を含んでいる。
【００１９】 本発明のさらなる実施の形態では、無線視覚信号通信手段は、無線周波キャリ
ア信号を発生するキャリア発生手段と、無線周波数キャリア信号と視覚信号出力
に反応して、この視覚信号出力でこの無線周波キャリア信号を変調し、無線周波
変調された画像信号を発生する変調手段とを備えている。加えて、この実施の形
態は、１次コイルと２次コイルを有する同調コイル対を含んでいる。この１次コ
イルは変調手段に動作可能に連結されて、無線周波変調画像信号を送信する。２
次コイルは、無線周波変調画像信号を受信するように同調されている。復調手段
が２次コイルに連結されていて、無線周波キャリア信号から視覚信号出力を抽出
する。
【００２０】 本発明のある好ましい実施の形態はさらに、２次コイルに連結されて、網膜組
織刺激手段と復調手段に電力を供給する電源手段をさらに備えている。これは、
無線周波変調画像信号からエネルギを抽出することによって実行されるのが望ま
しい。この電力手段は、前記の２次コイルが受信した無線周波変調画像信号に基
づいて無線周波キャリア信号を整流して直流電力を発生して、網膜組織刺激手段
と復調手段に供給する。
【００２１】 したがって、眼の光受容体変質網膜状態を持つユーザの視力を少なくとも部分
的に回復するある好ましい方法は、可視画像を知覚し、それに反応して視覚信号
出力を発生するステップと、その視覚信号出力を眼の中に無線送信するステップ
と、その視覚信号出力に従ってユーザの網膜組織を刺激するステップと、を含ん
でいる。可視画像を知覚し、それに反応して視覚信号出力を発生する前記のステ
ップは、可視画像を電気インパルスに変換するステップと、任意の時点における
画像に対応するこの電気インパルスをサンプリングするステップと、選択された
画像をエンコードして、それをピクセル化して表示するステップと、を含むのが
望ましい。
【００２２】 加えて、視覚信号出力を眼の中に無線送信する前記のステップは、無線周波キ
ャリア信号を発生するステップと、この無線周波キャリア信号を視覚信号出力で
変調して、無線周波変調画像信号を発生するステップと、無線周波変調画像信号
を送信するステップと、無線周波変調画像信号を受信するステップと、無線周波
キャリア信号から視覚信号出力を抽出するステップと、を含むのが望ましい。そ
のうえ、ある好ましい実施の形態では、視覚信号出力に従ってユーザの網膜組織
を刺激する前記のステップが、視覚信号出力を複数の個別の刺激制御信号に復号
化するステップと、刺激電流信号を発生するステップと、刺激電流信号に従って
網膜組織に刺激を与えるステップと、を含んでいる。
【００２３】 図１にブロック図で示した上記の本発明のある例示的な実施の形態では、網膜
補綴物１０と図示されている人工眼デバイスは、回路ブロック１４中の処理され
エンコードされる視覚信号出力を発生する標準の電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ
１２などの画像捕獲素子を含んでいる。この処理されてエンコードされた画像信
号は次に、１次コイル１６を介して無線周波エンコード画像信号として送信され
る。２次コイル１８は無線周波エンコード画像信号を受信して、それを復号化／
デマルチプレクシング回路ブロック２０に送出する。この回路ブロック２０は次
に、復号化された画像信号を電極アレイ２２に通信し、電極アレイ２２は網膜細
胞を刺激して、眼内閃光を発生して視覚を刺激する。
【００２４】 図１の鎖線２４は、視覚網膜補綴物１０の画像獲得／送信部分２６を画像受信
／刺激部分２８から分離するために記載されており、図４から６を参照して以下
に詳述するように眼内領域から眼外領域を分離することを示したり、示さなかっ
たりすることに注意すべきである。また、これらの図はＣＣＤカメラを使用して
いるところを示しているが、本発明の範囲はそれに限られるものではなく、ビデ
オカメラ、ディジタルカメラ、ＣＭＯＳカメラなどの画像獲得装置の技術を含む
ものであることに注意すべきである。
【００２５】 本発明による人工眼の画像獲得／送信部分２６は図２に詳細に図示されており
、以下に言及する。この図から観察されるように、カメラ１２によって捕獲され
た画像信号は画像サンプリング回路３０に出力され、このサンプリングされた画
像はピクセルエンコーダ３２に送出される。このサンプリングされた画像信号は
、正しくエンコードされると信号変調器３４に送られ、この信号変調器３４はこ
れを用いて、キャリア発生器３６が発生した無線周波キャリア信号を変調する。
この無線周波変調画像信号は次に１次コイル１６を介して送信される。
【００２６】 エンコードスキームは、以下に詳述するように、埋め込まれた電極アレイのサ
イズによって決まる目標とする画像の解画像度が得られるように最適化される。
エンコードされた情報には、振幅、タイミング、網膜を刺激して画像をシミュレ
ートするためにアレイによって発生される刺激パルスのシーケンスなどのパラメ
ータが含まれる。変調技法はデータレートと整合していて、復元された情報の忠
実度を意図される送信経路にわたって最大化する。
【００２７】 無線周波変調画像信号は、図３に詳しく図示するように人工眼の画像受信／刺
激部分２８によって受信される。この信号は、２次コイル１８によって受信され
ると、復調器３８に送出され、ここで、キャリア信号が復号化画像信号から除去
される。復号化画像信号は次に復号器／デマルチプレクサ４０に送出され、次に
、ここから画像情報が電流発生器４２に出力されて、電極アレイ２２の個別の電
極が駆動される。人工眼のこの画像受信／刺激部分２８のための電力は、キャリ
ア信号に包含されるエネルギから整流器４４によって引き出される。このキャリ
ア信号は整流されて直流となり、埋め込まれた電子機器に電力を供給して刺激パ
ルスを発生する。したがって、別の電力送信信号は不要である。
【００２８】 人工眼の画像受信／刺激部分２８は刺激情報を復調して復号化し、網膜に埋め
込まれた電極アレイ２２に送信される適当な刺激パルスを発生する。復号化送信
によって、刺激パルスの特徴と、このパルスが電極アレイ２２のどこに印加され
るかを決定する。このパルスは眼内空洞内にある小型リボンケーブル４６又は、
例えば光ファイバケーブルなどの他の適当な手段によって転送される。
【００２９】 本発明による人工眼を物理的に移植する１つの実施の形態をここで参照する図
４に示す。上述したように、１次コイル１６を用いて、無線周波エンコード画像
信号を２次コイル１８に送信する。この１次コイルは、眼球レンズ、フレーム又
はソフトコンタクトレンズ中に置くのが望ましい。このコイル１６を用いて、無
線周波符号画像信号を、この実施の形態では虹彩４８の背後に移植されている２
次コイル１８に誘導連結する。この２次コイル１８は、復号化／デマルチプレク
シング回路２０と連結され、また、これと同じ位置に置かれる。小型リボンケー
ブル４６は眼の内壁に沿って位置付けされて、眼窩５２近傍の網膜５０上に位置
する電極アレイ２２に回路２０を連結する。代替例として、回路２０を電極アレ
イ２２と一体化することができるが、この場合、２次コイル１６から出ている小
ワイヤを回路とアレイの合成物（図示せず）に視覚信号を連結するために必要と
するだけである。電極アレイ２２を網膜５０に固定する取付メカニズムの詳細を
、図８から１０を参照して以下に詳述する。
【００３０】 図５に示す本発明のある代替実施の形態では、復号化／デマルチプレクシング
回路２０は虹彩４８の背後で２次コイル１８とは同位置に置かれていないが、そ
の代わりに、強膜５４の外側に取り付けられている。この取付は縫合や他の適切
な手段による。この実施の形態では、復号化／デマルチプレクシング回路２０は
気密密閉されたパッケージ中に置かれ、強膜５４を貫通する小ワイヤ５６で２次
コイルに連結されている。復号化／デマルチプレクシング回路２０を網膜５０に
取り付けられている電極アレイ２２に連結している小リボンケーブル４６もまた
強膜５４を貫通している。
【００３１】 本発明のさらなる代替実施の形態では、図６に示すように、２次コイルもまた
眼内に移植される代わりに強膜５４に取り付けられている。復号化／デマルチプ
レクシング回路２０の場合のように、２次コイル１８の強膜５４に対する取付は
縫合や他の適切な手段によるものである。したがって、強膜５４を貫通するには
、網膜５０に取り付けられた電極アレイ２２に復号化／デマルチプレクシング回
路２０を取り付ける小リボンケーブルを必要とするだけである。復号化／デマル
チプレクシング回路２０を眼外に取り付けることによって、この回路に対するア
クセスが増加し、これによってこれらの構成部品の交換や更新が容易となる。
【００３２】 上述したように、図７に略図で示した電極アレイ２２は、眼窩の近傍で網膜の
表面上に取り付けられている生物適合デバイスである。このアレイ２２は、刺激
パルス中の電荷を網膜組織に送信するだけの受動素子であったり、エンコードさ
れた情報を用いてその入力の際の刺激部位の選択を制御できる能動ネットワーク
であったりする。アレイ中の刺激部位５８は、隣接した部位の活性化を識別する
患者の能力と整合した視力レベルを与えるように間隔があけられている。刺激部
位５８は、電極と周囲の組織間での電荷の送信を最大化するように設計された材
料から成っている。図７に示すアレイ２２は５ｘ５の刺激部位アレイしか有して
いないが、この数値は増減してもよい。アレイ２２は、そのサイズが増大する場
合は、網膜のあらゆる適切な領域との表面接触が可能となるようにフレキシブル
であるのが望ましい。本発明による電極アレイ２２と適合するある電極設計が、
その教示と開示内容を参照してここ援用する、「ＲＥＴＩＮＡＬ ＭＩＣＲＯＳ
ＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ」と題する１９９２年５月５日付けで、ｄｅ Ｊｕａｎ
Ｊｒらに対して付与された米国特許第５，１０９，８４４号に開示されている。
【００３３】 電極アレイの網膜表面に対する取付は、適切な方法によって達成される。図８
に示すある１つの実施の形態では、機械式固定デバイス、例えば、網膜の分離し
た切片を脈絡膜に対して保持する際に支援する目的で一般的に用いられるチタン
製留め鋲が使用される。留め鋲６０はアレイ２２の本体の各角にある円形穴６２
中を通されて、網膜、脈絡膜及び強膜を貫通することによってアレイを本来の位
置に保持する。留め鋲６０の代替物として、縫合もまた機械的固定デバイスとし
て機能する。
【００３４】 ある代替実施の形態では、図９に示すように、アレイ２２の各角の半円形ノッ
チ５４として図示されているスカラップ形部分中に留め鋲６０を位置付けし、こ
の結果生じるアレイ２２の圧縮力によってアレイ自身が本来の位置に保持される
ことによって網膜にアレイ２２が固定される。この取付方法は、留め鋲６０がア
レイ本体中に侵入しないので交換が容易であるという利点がある。
【００３５】 アレイ２２を網膜に取り付けるより侵入的でない代替方法を図１０の代替実施
の形態に示す。この実施の形態は、鋳造中にシリコーンアレイ２２の各角に埋め
込まれる不活性な小型希土磁石６６を利用している。第２の集合を成す磁石（図
示せず）がアレイ２２の所望の位置からすぐ向かい側の眼の外側に縫合される。
アレイ２２中の眼内磁石６６と眼の外側に縫合された磁石間の磁力が、アレイ２
２を本来の位置に保持する働きをする。この方法は留め鋲で眼壁を貫通する必要
性を解消し、これでアレイの交換をより容易なものとする。
【００３６】 本発明のある代替実施の形態では医学的に許容された接着剤、例えばシアノア
クリレートや他の適切な接着剤を利用して、アレイを網膜に固定する。この実施
の形態では、この接着剤は、アレイが網膜に最終的に位置付けされる前にアレイ
のエッジに塗布される。すると、一時的な空気ポケットが硝子体中に生じて接着
剤を硬化させる。
【００３７】 本発明による人工眼のある好ましい実施の形態では、網膜インプラントの１部
である構成部品で利用される材料は、現代の蝸牛インプラントに使用される材料
と同じである。しかしながら、指定されるこのような材料は、眼内移植で実証さ
れている他の多分より良好でより適切な材料もあるので、本発明の範囲を制限す
るものではないことに注意すべきである。ある好ましい実施の形態では、移植さ
れた電子機器のパッケージはシリコーンで被覆されたチタンであるのが望ましい
。２次コイルはプラチナ製であり、また、シリコーン中に埋め込むのが望ましい
。この実施の形態では、電極アレイは、シリコーンマトリックス中のプラチナ製
ワイヤから成るのが望ましい。これらの材料はすべて、眼内での使用がＦＤＡに
よって認可されており、また、このような人工眼で使用する際にも適切な電気的
また生物学的な特徴を示す。
【００３８】 本発明に対する多くの修正や変更実施の形態が、前記の説明から当業者には明
らかである。したがって、この説明は例示の目的に過ぎず、また、当業者に対し
て本発明を実施する最良の形態を教示する目的と解釈すべきである。その構造と
構成の詳細は本発明の精神から実質的に逸脱することなく変更可能であり、また
、本発明の範囲内のあらゆる修正例を排他的に用いることが留保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に従う、人工眼の単純化した概略ブロック図式である。
【図２】 本発明の人工眼の実施の形態の視覚獲得、エンコード、及び無線周波送信構成
要素の拡大概略ブロック図式である。
【図３】 本発明の人工眼の実施の形態の無線周波視覚信号の受容、復号、及び網膜刺激
構成要素の拡大概略ブロック図式である。
【図４】 眼内に移植したときの本発明の人工眼の実施の形態の単純化した横断面図であ
る。
【図５】 眼内に移植したときの本発明の人工眼の代替的実施の形態の単純化した横断面
図である。
【図６】 眼内に移植したときの本発明の人工眼のさらなる代替的実施の形態の単純化し
た横断面図である。
【図７】 本発明の人工眼の実施の形態の１つの側面に従う、眼内刺激電極アレイの単純
化した概略図である。
【図８】 本発明の人工眼の実施の形態の１つの側面に従う、眼内刺激電極アレイの付属
物の詳細を例示する、眼内刺激電極アレイの断面の部分的な概略図である。
【図９】 本発明の人工眼の代替的実施の形態の１つの側面に従う、眼内刺激電極アレイ
の付属物の詳細を例示する、眼内刺激電極アレイの断面の部分的な概略図である
。
【図１０】 本発明の人工眼のさらなる代替的実施の形態の１つの側面に従う、眼内刺激電
極アレイの付属物の詳細を例示する、眼内刺激電極アレイの断面の部分的な概略
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 グリーンバーグ， ロバート， ジェイ． アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス アンジェルス， ウィルシャー ブ ルヴァード 11740 アパートメント2103 ビルディングエー Ｆターム(参考） 4C053 JJ06 JJ21 4C097 AA24 BB06 CC18 SA10 【要約の続き】 石、或いは接着剤を介して網膜に付着される。

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 視覚画像を知覚するための手段であって、この視覚画像に応
    答して視覚信号出力を生成する手段と、 ユーザの網膜に動作上取りつけられるのに適用される網膜組織刺激手段と、 前記視覚信号出力を前記網膜組織刺激手段に送信するための無線視覚信号通信
    手段と、 を備える人工眼。
  2. 【請求項２】 前記視覚画像を知覚する手段は、 視覚画像を電気インパルスに変換するためのカメラ手段と、 前記カメラ手段に連結され、所定の時点で画像を選択するための画像サンプリ
    ング手段と、 前記画像サンプリング手段に連結され、前記選択された画像をエンコードして
    前記画像のピクセル化表示を可能とするためのエンコーダ手段と、 を備える、請求項１に記載の人工眼。
  3. 【請求項３】 前記網膜組織刺激手段は、 前記視覚信号出力に応答して、前記視覚信号出力を複数の個々の刺激制御信号
    へ復号化するための復号器手段と、 前記復号手段に連結されると共に前記複数の個々の刺激制御信号に応答して刺
    激電流信号を発生するための電流発生回路手段と、 前記電流発生回路手段に動作上連結された複数の電極を備える電極アレイであ
    って、前記電極が前記個々の刺激制御信号に応答して網膜組織を刺激するのに十
    分な刺激パルスを発生する前記電極アレイと、 を備える請求項１に記載の人工眼。
  4. 【請求項４】 前記電極アレイは、更に前記電極アレイを前記ユーザの網膜
    に取り付けるための取付手段を備える、請求項３に記載の人工眼。
  5. 【請求項５】 前記電極アレイは、その中に少なくとも一つの取付孔を画定
    すると共に、前記取付手段は、前記少なくとも一つの取付孔内に位置する少なく
    とも一つの網膜留め鋲を備える、請求項４に記載の人工眼。
  6. 【請求項６】 前記電極アレイは、中に少なくとも二つのスカラップ形の部
    分を画定する外表面エッジを含み、且つ前記取付手段は、前記スカラップ形の部
    分の各々内に位置される網膜留め鋲を備える、請求項４に記載の人工眼。
  7. 【請求項７】 前記電極アレイは、それに取り付けられた少なくとも一つの
    第１の磁石を含み、且つ前記取付手段は、前記網膜上の前記電極アレイの取付の
    望ましい点に対向するユーザの強膜の外側に取り付けられるのに適する第２の磁
    石を備える、請求項４に記載の人工眼。
  8. 【請求項８】 前記取付手段は、前記網膜へ取り付けられるべき前記電極ア
    レイの表面上に配される接着剤を含む、請求項４に記載の人工眼。
  9. 【請求項９】 前記無線視覚信号通信手段は、 無線周波キャリア信号を発生するためのキャリア発生器手段と、 前記無線周波キャリア信号と前記視覚信号出力に応答して、前記無線周波キャ
    リア信号を前記視覚信号出力によって変調するための変調器手段であって、無線
    周波変調画像信号を生成する前記変調器手段と、 １次及び２次コイルを有し、前記１次コイルは、前記変調器手段に動作上連結
    されて前記無線周波変調画像信号を送信すると共に前記２次コイルは前記期無線
    周波変調画像信号を受信するように同調される、同調コイル対と、 前記２次コイルに連結され、前記無線周波キャリア信号から前記視覚信号出力
    を抽出するための復調器手段と、 を備える請求項１に記載の人工眼。
  10. 【請求項１０】 更に、前記２次コイルに連結され、前記無線周波変調画像
    信号からエネルギーを抽出することによって前記網膜組織刺激手段と前記復調器
    手段に電力を供給するための電源手段を備える、請求項９に記載の人工眼。
  11. 【請求項１１】 前記電源手段は、前記２次コイルによって受信された前記
    無線周波変調画像信号から前記無線周波キャリア信号を整流して直流電力出力を
    生成し、前記網膜組織刺激手段と前記復調器手段に電力を提供する、請求項１０
    に記載の人工眼。
  12. 【請求項１２】 光受容体の退行状態で苦しむユーザの視覚を少なくとも部
    分的に回復するための医療機器であって、 視覚画像を電気インパルスに変換するためのカメラ手段と、 前記カメラ手段に連結され、所与の時点で画像を選択するための画像サンプリ
    ング手段と、 前記画像サンプリング手段に連結され、前記選択された画像をエンコード化し
    てピクセル化表示を可能とするとと共に、視覚信号出力を出力するエンコーダ手
    段と、 無線周波キャリア信号を発生するためのキャリア発生器手段と、 前記無線周波キャリア信号と前記視覚信号出力の応答して、前記視覚信号出力
    によって前記無線周波キャリア信号を変調するための変調器手段であって、無線
    周波変調画像信号を生成する前記変調器手段と、 １次及び２次コイルを有し、前記１次コイルは、前記変調器手段に動作上連結
    されて前記無線周波変調画像信号を送信すると共に前記２次コイルは前記期無線
    周波変調画像信号を受信するように同調される、同調コイル対と、 前記２次コイルに連結され、前記無線周波キャリア信号から前記視覚信号出力
    を抽出するための復調器手段と、 前記復調器手段に連結され且つ前記視覚信号出力に応答して、前記視覚信号出
    力を複数の個々の刺激制御信号に復号化するための復号器手段と、 前記復号器手段に連結され且つ前記複数の個々の刺激制御信号に応答して、刺
    激電流信号を発生するための電流発生回路手段と、 前記電流発生回路手段に動作上連結された複数の電極を有し、前記電極が、前
    記個々の刺激制御信号に応答して網膜組織を刺激して眼内閃光を発生するのに十
    分な刺激パルスを発生する電極アレイと、 を備える医療機器。
  13. 【請求項１３】 更に、前記２次コイルに連結され、前記無線周波変調画像
    信号からエネルギーを抽出することによって前記復調器手段と、前記復号器手段
    と、前記電流発生回路手段に電力を供給するための電源手段を備える請求項１２
    に記載の医療機器。
  14. 【請求項１４】 前記電極アレイが眼内移植に適合される、請求項１３に記
    載の医療機器。
  15. 【請求項１５】 前記２次コイルが眼内移植に適合される、請求項１４に記
    載の医療機器。
  16. 【請求項１６】 前記復調器手段と、前記復号器手段と、前記電流発生回路
    手段と、前記電源手段は、眼内移植に適合される、請求項１５に記載の医療機器
    。
  17. 【請求項１７】 更に、前記電極アレイを前記ユーザの網膜組織へ取り付け
    るために適する取付手段を備える、請求項１４に記載の医療機器。
  18. 【請求項１８】 前記電極アレイは、その中に少なくとも一つの取付孔を画
    定すると共に、前記取付手段は、前記少なくとも一つの取付孔内に位置する少な
    くとも一つの網膜留め鋲を備える、請求項１７に記載の医療機器。
  19. 【請求項１９】 前記電極アレイは、中に少なくとも二つのスカラップ形の
    部分を画定する外表面エッジを含み、且つ前記取付手段は、前記スカラップ形の
    部分の各々内に位置される網膜留め鋲を備える、請求項１７に記載の医療機器。
  20. 【請求項２０】 前記電極アレイは、それに取り付けられた少なくとも一つ
    の第１の磁石を含み、且つ前記取付手段は、前記網膜上の前記電極アレイの取付
    の望ましい点に対向するユーザの強膜の外側に取り付けられるのに適する第２の
    磁石を備える、請求項１７に記載の医療機器。
  21. 【請求項２１】 前記取付手段は、前記網膜へ取り付けられるべき前記電極
    アレイの表面上に配される接着剤を含む、請求項１７に記載の医療機器。
  22. 【請求項２２】 眼の光受容体の退行状態で苦しむユーザの視覚を少なくと
    も部分的に回復する方法であって、 視覚画像を知覚し且つ前記視覚画像に応答して視覚信号出力を生成するステッ
    プと、 前記視覚信号出力を前記眼に無線送信するステップと、 前記視覚信号出力に従って前記ユーザの網膜組織を刺激するステップと、 を含む前記方法。
  23. 【請求項２３】 視覚画像を知覚し且つ前記視覚画像に応答して視覚信号出
    力を生成する前記ステップは、 視覚画像を電気インパルスに変換するステップと、 所与の時点で画像に対応する前記電気インパルスをサンプリングするステップ
    と、 前記選択された画像をエンコードしてその画像のピクセル化表示を可能とする
    ステップと、 を含む、請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記視覚信号出力を前記眼に無線送信する前記ステップは
    、 無線周波キャリア信号を発生するステップと、 前記視覚信号出力によって前記無線周波キャリア信号を変調して無線周波変調
    画像信号を生成するステップと、 前記無線周波変調画像信号を送信するステップと、 前記無線周波変調画像信号を受信するステップと、 前記無線周波キャリア信号から前記視覚信号出力を抽出するステップと、 を含む、請求項２２に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記視覚信号出力に従って前記ユーザの網膜組織を刺激す
    る前記ステップは、 前記視覚信号出力を複数の個々の刺激制御信号に復号するステップと、 刺激電流信号を発生するステップと、 前記刺激電流信号に従って前記網膜組織に刺激を印加するステップと、 を含む、請求項２２に記載の方法。
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