JP2011101692A - 視覚再生補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 分離された２つの装置をコネクタを用いて容易に接続することが出来、接続個所の端子同士の強固な密着性を得る視覚再生補助装置を提供する。
【解決手段】 視覚再生補助装置は、刺激部と受信部とを導線を用いて電気的に接続するために、導線を所定位置で分割・接合するためのコネクタ部を有する。コネクタ部はオス端子を内包するオス端子部とメス端子を内包するメス端子部にて構成され、メス端子はオス端子と嵌合するための導電材料からなる中空部材であってオス端子の外径よりも大きな内径を有した中空部材と，中空部材の外壁周囲に形成される絶縁層と，体温にて内径方向に収縮する形状記憶性を有した締付部材であって絶縁層の外側に配置され中空部材を絶縁層を介して内径方向に圧縮する締付部材と、を備える。

【選択図】 図５

Description

本発明は患者の視覚を再生するための視覚再生補助装置に関する。

近年、失明治療技術の一つとして、複数の電極が形成された基板を有する体内装置を体内に埋植し、網膜を構成する細胞を電気刺激して視覚の再生を試みる視覚再生補助装置の研究がされている。このような視覚再生補助装置は、例えば、体外装置を用いて撮像された映像を所定の信号に変換して体内に設置された体内装置に送信し、電極から電気刺激パルス信号を出力して網膜を構成する細胞を電気刺激することにより、視覚の再生を試みる装置が知られている。

また、このような装置では、体外装置から送られてくる電力及び電気刺激のための情報を、体内装置で受け取り、それらに基づいて多数の電極から電気刺激パルス信号を各々出力させて網膜を構成する細胞を電気刺激する。このため、体内装置は、眼球等の刺激部位に設置される刺激部と、刺激部と導線を介して電気的に接続されることにより電力や情報を受け取ると共に、刺激部へ信号を送る受信部を備える構成とされる。

このような構成において、受信効率を考えると受信部は体外装置に近い位置（例えば、体表面付近）に設置されることが好ましい。一方、刺激部は患者眼に設置されるため、受信部と刺激部とは通常離れた位置に各々置かれることとなる。このため、このような体内装置を患者の体内に埋植する際、刺激部や受信部の取り回しが簡単ではない。

そこで、導線上の所定位置に刺激部と受信部とを分割，接続するためのコネクタを設け、体内に設置する際には刺激部と受信部とを分離させた状態で取り扱い、最終的にコネクタの接続により刺激部と受信部とを一体化させることにより体内装置の取り回しを行いやすくしたセパレートタイプの視覚再生補助装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９‐１３６４０５号公報

ところで、視覚再生補助装置の体内装置は体内に長期間埋植されるため、安定して作動させるためには体内に設置した装置内部に体液が侵入することを抑制しなければならない。このため前述のようなセパレートタイプの視覚再生補助装置では、体内装置を構成する刺激部と受信部とを接続するコネクタを形状記憶を有する素材によって外周から締め付けることによってコネクタの接続を強固にするとともに気密性を向上させるようにしている。一方、このような長期間体内に設置されるような装置においてコネクタを使用して分離された装置を電気的に接続する場合には、埋植手術時におけるコネクタの接続が容易に行えるとともに接続個所での端子同士の強固な密着性が求められる。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、分離された２つの装置をコネクタを用いて容易に接続することができるとともに、接続個所での端子同士の強固な密着性と長期間にわたる安定した導通を得ることのできる視覚再生補助装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 患者の視覚を形成する視覚神経系を構成する細胞又は組織を電気刺激するための複数の電極を有する刺激部と、該刺激部と別筐体で構成され，体外から前記刺激部の駆動用の電力及び前記電極から電気刺激パルス信号を出力させるための電気刺激パルス用データの少なくともどちらか一方の電気信号を取得するための受信部と、を備える視覚再生補助装置において、前記刺激部と受信部とを導線を用いて電気的に接続するための接続手段であって，前記導線を該導線上の所定の位置で分割・接合するためのコネクタ部を有する接続手段を有し、前記コネクタ部はオス端子を内包するオス端子部とメス端子を内包するメス端子部にて構成され、前記メス端子は前記オス端子と嵌合するための導電材料からなる中空部材であって前記オス端子の外径よりも大きな内径を有した中空部材と，該中空部材の外壁周囲に形成される絶縁層と，体温にて内径方向に収縮する形状記憶性を有した締付部材であって前記絶縁層の外側に配置され前記中空部材を前記絶縁層を介して内径方向に圧縮する締付部材と、を有することを特徴とする。
（２） （１）の視覚再生補助装置において、前記中空部材の内面の少なくとも一部に前記導線方向に伸びる凹部又はスリットが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、コネクタを用いた端子同士の接続を容易に行うことができるため、埋植手術時における術者の作業負担を軽減させることができるとともに、接続個所での端子同士の強固な密着性と長期埋植においてコネクタ内に体液が浸潤しても接続不良が発生し難く安定して装置を作動させることができる。

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は視覚再生補助装置の外観を示した概略図、図２は視覚再生補助装置における体内装置を示す図である。
視覚再生補助装置１は、図１及び図２に示すように、外界を撮影するための体外装置１０と、網膜を構成する細胞に電気刺激を与え視覚の再生を促す体内装置２０とからなる。体外装置１０は、患者が掛けるバイザ１１と、バイザ１１に取り付けられるＣＣＤカメラ等からなる撮影装置１２と、外部デバイス１３、一次コイルからなる送信手段１４等にて構成されている。

外部デバイス１３には、ＣＰＵ等の演算処理回路を有するデータ変調手段１３ａ、視覚再生補助装置１（体外装置１０及び体内装置２０）の電力供給を行うためのバッテリ１３ｂが設けられている。データ変調手段１３ａは、撮影装置１２にて撮影した被写体像を画像処理し、さらに得られた画像処理後のデータを、視覚を再生するための電気刺激パルス用データに変換する処理を行う。送信手段１４は、データ変調手段１３ａにて変換された電気刺激パルス用データ及び後述する体内装置２０を駆動させるための電力を所定の信号、本実施形態では、電磁波として体内装置２０側に伝送（無線送信）する。この電磁波には、電気刺激パルス用データと電力が重畳されている。また、送信手段１４の中心には図示なき磁石が取り付けられている。磁石は後述する受信手段３１との位置固定に使用される。バイザ１１は眼鏡形状を有しており、図１に示すように、患者の眼前に装着して使用することができるようになっている。また、撮影装置１２はバイザ１１の前面に取り付けてあり、患者に視認させる被写体を撮影することができる。

次に、体内装置２０の構成を説明する。図２（ａ）は体内装置２０の外観図である。図２（ｂ）は刺激部４０の断面図である。体内装置２０は、大別して体外装置１０から送信される電気刺激パルス信号用データ及び電力を電磁波にて受け取る受信部３０と、受信部とは別筐体であって、網膜を構成する細胞を電気刺激する刺激部４０により構成される。また、詳細は後述するが、受信部３０と刺激部４０は導線（ケーブル５３，５４）にて電気的に接続される（導線上に接続手段が設けられている）。

なお、ケーブル５３とケーブル５４とは接続手段であるコネクタユニット（コネクタ部）６０にて所定の位置にて分割（分離）・接合することが可能となっている。受信部３０には、体外装置１０からの電磁波を受信する２次コイルからなる受信手段３１や、制御部３２（制御手段）が設けられている。制御部３２は、受信手段３１にて受信された電気刺激パルス用データと電力とを分けるとともに、電気刺激パルス用データを基に、視覚を得るための電気刺激パルス信号と、電気刺激パルス信号と対応する（電気刺激パルス信号を出力させる）電極を指定する電極指定信号等を含む制御信号とに変換し、電力と制御信号を所定の信号として、刺激部４０へ送信するための役割を有している。

これら受信手段３１や制御部３２は、生体に安全な全体包埋樹脂３３に覆われている。なお、受信部３０には送信手段１４を位置固定させるための図示なき磁石が受信手段３１の中心に設けられている。対向電極（帰還電極）３４はそれぞれの電極４４に対向して配置され、効率的よく細胞等を電気刺激するための部材である。

また、刺激部４０は、電気刺激パルス信号を出力する複数の電極４４、刺激制御部４２（刺激制御手段）、これらが設置される基板４３を含む。各電極４４は、各々が刺激制御部４２に接続される。刺激制御部４２は、制御部３２から送られてきた制御信号（電極指定信号を含む）に基づいて、対応する電気刺激パルス信号を電極４４の各々へ振り分けるマルチプレクサ機能を有する。また、電極４４は生体適合性が高い素材にて基板４３上に形成される。本実施形態で用いられる基板４３は、眼内の網膜、もしくは、層状の眼組織である強膜内に設置されるため、眼球の形状に沿うことが好ましく、層間（層内）に長期埋植されても患者の負担が少ないことが好ましい。このため、基板４３には、生体適合性が高く、所定の厚さにおいて折り曲げ可能な（フレキシブルな）材料を平板状に加工したものもしくは眼球径に沿った球面形状をしたものが用いられる。この基板４３には、電極４４と刺激制御部４２とを電気的に接続する導線であるワイヤ４１が配置される。ワイヤ４１は、生体適合性の高い導体で形成される。また、ワイヤ４１の導体表面は、生体適合性を有すると共に絶縁性を有する素材で被覆される。基板４３上に実装された刺激制御部４２はワイヤ４１を介して基板４３上に複数個形成された電極４４と接続される。

刺激制御部４２は、各半導体素子の組合せにより機能を果たす半導体の集積回路であり、半導体基板上に集積回路を機能させるパターン配線が形成された面を基板４３側にして接合されている。また、詳細な説明は略すが、刺激制御部４２は、その周囲をワイヤ４１に接続される貫通ビアを有する気密性の高い絶縁材料で覆われており、生体からの浸潤等を防止する構成とされる。なお、刺激制御部４２は、セラミックスや金属にて形成された気密ケースを用いて密封処理される構成としてもよい。このような場合、刺激制御部４２は、ケースに設けられたビアを介してワイヤ４１と接続される。

また、図示は略すが、受信部３０は、ケーブル５３、対向電極３４を外に出して、気密性の高い容器に収められ、その容器の蓋を密閉される。さらに、容器の上から生体適合性がよく絶縁性を有する樹脂等でコーティングされる。これにより、受信部３０はハーメチックシールされる。なお、受信手段３１が電磁波を利用する場合は、容器が金属であるなら図２（ａ）のように容器の外に接続されるが、セラミックの場合は容器内に収めることもできる。

前述のように、体内において離れた位置に置かれる受信部３０と刺激部４０とは複数の導線であるワイヤ５１（第１導線）、５２（第２導線）がコネクタユニット６０の箇所で係合（接合）されることによって電気的に接続される。ワイヤ５１、５２は、体内に設置された際に眼球運動に対応した伸縮性、耐久性を備えることが好ましく、上述のワイヤ４１と同様の素材にて作製され、周囲を絶縁被覆される。また、図２に示されるように、ワイヤ５１、５２は、取扱いし易いように、生体適合性の高い素材、例えば、シリコーン、パリレン（ポリパラキシリレン、パリレンは登録商標）等により作製されたケーブル５３、５４として纏められている（又は、樹脂により一体的に被覆される）。また、コネクタユニット６０は、先に述べたように、受信部３０と刺激部４０とを導線（ケーブル５３，５４）によって電気的に接続し、さらにこの導線の所定位置でケーブル５３，ケーブル５４として分割し、さらにケーブル５３とケーブル５４とを接合できる。

このようなコネクタユニット６０は、術中の装置の取り回しを考慮すると、受信部３０側に近くなるように設けられることが好ましい。言い換えれば、眼球内を引き回す領域以外の適切な位置にコネクタユニット６０を設けるようにする。コネクタユニット６０は、受信部３０側から延びるケーブル５３の端部となるメスコネクタ７０と、刺激部４０側から延びるケーブル５４の端部となるオスコネクタ８０が、嵌合することにより構成される。制御部３２（受信部３０）に一端を接続されケーブル５３に収められたワイヤ５１は、コネクタユニット６０のメスコネクタ（第２端部、メスハウジング）７０に他端を接続される。また、刺激制御部４２（刺激部４０）に一端を接続されケーブル５４に収められたワイヤ５２は、コネクタユニット６０のオスコネクタ（第１端部、オスハウジング）８０に他端を接続される。

次に各コネクタの構成とコネクタの接続について説明する。図３はコネクタユニット６０の外観斜視図である。ここでは、コネクタユニット６０の内部構成を説明するために、ケーブル５３、５４の被覆が外され、ワイヤ５１、５２がむき出しにされた状態が示されている。図４はコネクタユニット６０の中心軸での断面の模式図（Ａ−Ａ平面の断面図）ある。図３（ａ）及び図４（ａ）は、コネクタユニット６０の未接続状態を示し、図３（ｂ）及び図４（ｂ）はコネクタユニット６０の接続状態を示す。なお、図３、４では、ケーブル５３、５４の図示を略した。また、コネクタユニット６０には、後述する内筒部（メス端子）７９と柱状部材（オス端子）８６とがそれぞれ複数配置されるが、ここでは、説明の便宜上、図４には一組のメス端子７９とオス端子８６のみを図示している。

オスコネクタ８０は、メスコネクタ７０の開口から内部に貫入する柱状（図では円柱状）の柱状部材（オス端子）８６を持つ筐体８１と、この筐体８１にワイヤ５２が接続されて構成される。また、筐体８１は、ワイヤ５２を内包する空洞を有している。筐体８１は、生体適合性を有すると共に気密性の高い素材、例えば、白金、金、チタン、ステンレス鋼等の金属からの削り出し等により成型される。筐体８１内には複数のワイヤ５２がフィラー８５にて包埋され、内包される（筐体８１にワイヤ５２が接続される）。なお、図示するように、オス端子８６の先端は、フィラー８５よりも若干突き出るとともに対応する中空部材７６に対して位置決めされている。

ところで、受信部３０と刺激部４０とで必要な電力、信号等の伝達を行うために、少なくとも４〜６本のワイヤ５２が必要となる。この時、各ワイヤ５２は、メスコネクタ７０の中空部材７６との接続に必要な強度を有すると共に、全てのワイヤ５２とオス端子８６が所定サイズの筐体８１の空洞内に納められるような直径に形成される。例えば、メスコネクタ７０側と接続されるオス端子８６の先端の直径は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とされる。オス端子８６の先端の径が０．１ｍｍ未満であると端子として使用するのに必要な強度が得られにくい。また、０．５ｍｍを超えると端子が大きくなってしまい、所定の大きさのオスコネクタに内包可能な端子数が少なくなってしまう。又は、必要な数の端子を内包させるためにコネクタユニット６０を大きくしなければならなくなる。

なお、コネクタユニット６０（メスコネクタ７０及びオスコネクタ８０）の形状は、体内での設置面に対して高さが低いフラットな立方体形状にしてもよい。このようにすると、筐体８１内に多くのオス端子８６を内包させることができるようになる。一方、コネクタユニット６０に内包されるオス端子８６の数が増加すると、気密性が保持されにくくなる。しかし、本実施形態では、メスコネクタ７０とオスコネクタ８０とが後述する締付部材７８により密着されるので、コネクタユニット６０に体液が浸水してもその影響を受けにくくなっている。

なお、筐体８１のオス端子８６の外周には、前述の溝７２と嵌合する突起（凸部）８２が形成される。オスコネクタ８０とメスコネクタ７０が接続され、突起８２が溝７２と嵌合した状態で、各中空部材７６と対応するオス端子８６とが接続される。溝７２と突起８２が筐体７１、８１の円周（内周、外周）に形成されることにより、オスコネクタ８０とメスコネクタ７０の接続（嵌合）時に、コネクタユニット６０の内部に体液等が浸潤するのが更に抑制される。なお、オス端子８６の先端は、テーパーが付けられている又は角が落とされている。

メスコネクタ７０は、導線であるワイヤ５１及び後述する内筒部（メス端子）７９を複数まとめて内包する空洞部を備えると共に、オスコネクタ８０が貫入する開口を持ち、オスコネクタ８０が嵌合する内形状を持つ外筒部を備える筐体７１を有し、筐体７１の一端にはワイヤ５１の先端部分が接続されている。外筒部の内径は、オスコネクタ８０が嵌合する大きさとされ、好ましくは、オスコネクタ８０の外径と略同径か、若干大きい程度とされる。筐体７１は、生体適合性を有すると共に気密性の高い素材、例えば、生体適合性を有するエポキシ樹脂などにより成型されると共に、所定の弾性特性を有する程度の厚みで形成される。これ以外にも、コネクタ接合の時の変形として塑性変成領域を許容できる範囲内であれば、筐体７１を白金、金、チタン、ステンレス鋼等の金属により成型することができる。例えば、生体適合性を有するエポキシ樹脂で筐体７１を形成する場合には１００μｍ〜５００μ程度の厚さで形成すれば良い。このようにすると、後述の変容例で示すように、筐体７１の外側に配置された形状記憶合金の締付によって、メスコネクタ７０とオスコネクタ８０とが好適に接続されるようになる。筐体７１の開口付近には、後述するオスコネクタ８０の筐体８１上に設けられた突起が嵌合するための溝（凹部）７２がその内壁面に形成されている。

各ワイヤ５１の先端は、弾性を有する導電性の素材により、後述する柱状部材（オス端子）８６を接続するために、内側に中空の開口部が形成された端子である中空部材７６に熔接等で電気的に各々接続される。中空部材７６は、白金イリジウムなどの生体内で電気を流しても安全な材料であり、導電性を有する材料で形成されれば良い。中空部材７６の厚み（肉厚）は、後述する締付部材７８の収縮に伴って圧縮する程度の力学特性を有している。また、中空部材７６の開口径は、オス端子８６よりも僅かに大きい径となっている。ここでいう僅かに大きいとは、メス端子（中空部材７６）内にオス端子８６を入れ嵌合した際に、抵抗や摩擦によりオス端子８６が変形しない程度である。このような隙間は、後述する締付部材７８の形状記憶性（収縮率）にもよるが、少なくとも１０μｍ程度の隙間を形成しておくことが好ましい。

図５（ａ）はメスコネクタ７０を矢印Ａ方向から見たときの断面図であり、図５（ｂ）はメス端子７９の断面の拡大図である。各中空部材７６の周囲には絶縁層７７が形成される。例えば、絶縁層７７としては、生体適合性及び所定の弾性を有する絶縁性の樹脂材料が使用される。例えば、パリレン、テフロン（登録商標）、生体適合性を有するエポキシ樹脂等が使用される。このような絶縁層７７は塗布などにより中空部材７６の外周に形成され、中空部材７６と締付部材７８とを直接的に接触させず導通させない役目を果たす。したがって、絶縁層７７は少なくとも締付部材７８が位置する領域全体に対して形成されている。また、絶縁層７７は後述の締付部材７８が収縮したときに、その圧縮力を吸収しないような厚みで形成される。例えば、生体適合性を有するエポキシ樹脂が使用された場合には約１０〜５０μｍ程度の厚みで形成されれば良い。

更に、絶縁層７７の外側には環状（円筒状）の形状記憶合金の層（締付部材）７８が形成される。締付部材７８は形状記憶合金のパイプ材等にて作製され、環状の締付部材７８の開口部には一体化された中空部材７６と絶縁層７７とが取り付けられ密着される。締付部材７８の形状記憶合金は、人の体温（例えば３７℃±２℃程度）にて接合前の環状径より若干内径方向に小さい初期形状となる（記憶させた形状に復元する）特性を持つものが使用される。例えば、ニッケル・チタン合金等が使用される。これにより、マルテンサイト変体点が室温（摂氏１５〜２５程度）以下であり、人の体温付近で復元性を持つ（形状記憶効果を発揮する）ようになる。なお、形状記憶合金のマルテンサイト変体点は、摂氏零度程度とされてもよい。また、マルテンサイト変体点は氷点下とされてもよい。

以上のような、メス端子７９とオス端子８６とが接続された状態で締付部材７８が、体温により形状記憶効果を発揮して収縮すると、メス端子７９の中空部材７６が絶縁層７７を介して外周から内径方向に縮められる圧力を受け、圧縮される。これにより各メス端子７９とオス端子８６とが強固に密着されることとなる。また、中空部材７６と締付部材７８とは、絶縁層７７を介して配置されているので、体内装置２０の使用時に締付部材７８へ電流が流れることが防止される。これにより、締付部材７８の形成材料が電気分解反応を起こすことがなく、長期間で安定した使用状態を保つことができるようになる。また、締付部材７８の溶出が回避されることにより、生体への影響が抑えられる。

メス端子７９は、その周囲を生体適合性と絶縁性とを有する素材、例えば、シリコーン、エポキシ、ポリイミド等の樹脂製のフィラーもしくはセラミック材料７５にて包埋された状態で、筐体７１内に収められ、メスコネクタ７０の内側の隙間が埋められるようになっている。なお、フィラー７５としてはシリコーンのように柔軟性を備えるものが使用されることが好ましい。これにより、後述する中空部材７６とワイヤ５１の嵌合の際には、中空部材７６の径方向の広がりに応じて、シリコーン製のフィラー７５が変形（収縮）され、フィラー７５に隙間、亀裂等が発生しにくくなる。また、メス端子７９とオス端子８６が接続された状態で、締付部材７８が収縮しても、フィラー７５がそれに追従して変形する（伸びる）ので、締付部材７８とフィラー７５との間に隙間が生じにくくなる。ところで、ワイヤ５１と中空部材７６の接続箇所は、筐体７１内に収められている。これにより、コネクタ７０とケーブル５３の接続箇所は、ワイヤ５１の柔軟性を有することとなり、手術、体内埋植において、取り回し易くなる。なお、フィラー７５は、ワイヤ５１及び中空部材７６を位置決めする役割を担う。

以上のような構成のオスコネクタ８０とメスコネクタ７０の接続について説明する。接続は受信部３０と刺激部４０とを患者の体内の所定位置に各々埋殖した後で最後に接続を行うものとする。図３（ａ）、図４（ａ）に示すように、オスコネクタ８０とメスコネクタ７０を対向させ、筐体８１が筐体７１に貫入されると、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、コネクタユニット６０が構成される。このとき、メスコネクタ７０（締付部材７８）は、形状記憶特性が生じない程度の温度（マルテンサイト変体点以下の温度、例えば室温以下）にて取り扱いされる。このため、受信部３０や刺激部４０を埋殖する術中は体温による温度上昇を防ぐために、氷やドライアイス等にメスコネクタ７０を常時接触、或いは接続直前に接触させて、締付部材７８周辺の温度を下げておいてもよい。

また、メスコネクタ７０を保持し、締付部材７８を冷却させるプローブを備える冷却装置を用いてもよい。例えば、メスコネクタ７０の周囲を覆うようなクリップ状のプローブにペルチェ素子を接続し、ペルチェ素子を駆動させて、プロープを氷点下程度とさせる構成とする。また、メスコネクタ７０の開口に、予めメスコネクタ７０を広げた状態で維持するためのプラグ類を取り付けておいてもよい。術中にプラグが嵌合されたメスコネクタ７０を冷却し、プラグを外すことで、メスコネクタ７０が広がった状態でコネクタユニット６０を接合できるので、手術がスムーズにできる。

本実施形態では、締付部材７８が形状記憶特性を発揮していないときは、メス端子７９の内径はオス端子８６よりも僅かに大きいため、オス端子８６をメス端子７９にスムーズに貫入させることができる。メスコネクタ７０とオスコネクタ８０とを接続させた後、体温によって締付部材７８が形状記憶性を示すことによりメス端子７９は圧縮する。その結果、メス端子７９とオス端子８６とは強固に密着することとなる。なお、コネクタユニット６０は、体内に長期配置されるため、その温度は常に体温とされる。そのため、締付部材７８の復元力（弾性力）は常に持続され、長期的にコネクタユニット６０内のオス端子とメス端子との密着性が良好に保たれる。

次に、体内装置２０の設置及びコネクタユニット６０の接続について説明する。図６は、刺激部４０を眼内に埋植した状態の概略図である。体内装置２０の設置おいて、刺激部４０と受信部３０は別々に埋植され、その後、コネクタユニット６０が接続される。対向電極３４は眼内中央の前眼部寄りの位置に置かれ、これにより、網膜Ｅ１は電極４４と対向電極３４（対向電極）との間に位置され、電極４４からの電気刺激パルス信号電流が効率的に網膜を貫通することとなる。刺激部４０に接続されたワイヤ５２を束ねたケーブル５４は、強膜Ｅ３の外側を通り、患者の眼窩、上まぶたの内側を通して、側頭部に到る。このとき、オスコネクタ８０は側頭部に位置する。

一方、受信手段３１（受信部３０）は、体外装置１０に設けられた送信手段１４からの信号（電気刺激パルス用データ及び電力）を受信可能な生体内の所定位置に設置される。例えば、図１に示すように、患者側頭部の皮膚の下に受信部３０を埋め込み、皮膚を介して受信部３０と対向する位置に送信手段１４を設置しておく。受信部３０には、送信手段１４と同様に磁石が取り付けられているため、埋植された受信部３０上に送信手段１４を位置させることで、磁力によって送信手段１４と受信部３０とが引き合い、送信手段１４が側頭部で保持されることとなる。このとき、ワイヤ５１を束ねたケーブル５３と、メスコネクタ７０は側頭部に位置する。

このように、刺激部４０と受信部３０がそれぞれ設置された後、オスコネクタ８０とメスコネクタ７０を接続し、コネクタユニット６０を側頭部に設置させる。体内に埋植されたコネクタユニット６０は、患者の体温により温められ、締付部材７８の形状記憶特性によって前述したように各メス端子７９とオス端子８６の接続の気密性が向上される。

以上のように、受信部３０と刺激部４０とが個別に体内に設置できるので、述者は重要な受信部３０の位置の手術を最初に行うことができるようになる。また、受信部３０を被検者の皮下に通さずに済むのでより簡単に手術を行う事ができるようになり、さらには受信部３０の構成も単純化できるようになる。また、万が一受信部３０又は刺激部４０に不具合が生じた場合には、受信部３０又は刺激部４０の片方のみを交換すれば良く、患者の負担を減らせるだけでなく、述者側にとっても交換部品の準備などの対応がし易くなる。

以上のような構成を備える視覚再生補助装置において、その動作を図７に示す制御系のブロック図を基に説明する。図１に示す撮影装置１２により撮影された被写体の撮影データ（画像データ）は、データ変調手段１３ａに送られる。データ変調手段１３ａは、撮影した被写体を患者が認識するために必要となる所定のデータパラメータ（電気刺激パルス用データ）に変換し、さらに電磁波として伝送するのに適した変調信号を生成し、送信手段１４より電磁波として体内装置２０側に送信する。また同時に、データ変調手段１３ａは、バッテリ１３ｂから供給されている電力を前述した変調信号（電気刺激パルス用データ）の帯域と異なる帯域の電磁波として前記変調信号と合わせて体内装置２０側に送信する。

体内装置２０側では、体外装置１０より送られてくる変調信号と電力とを受信手段３１にて受信して制御部３２に送る。制御部３２では受信信号から、所定の周波数帯域の変調信号を抽出するとともに、変調信号に基づき電気刺激パルス用パラメータ信号と電極指定信号である制御信号とを形成する。電気刺激パルス用パラメータ信号及び制御信号は、ケーブル５３側からコネクタユニット６０を経由してケーブル５４側へと送られる、その後、刺激制御部４２へと送信される。

ところで、中空部材７６と締付部材７８との間に配置された絶縁層７７によって締付部材７８は中空部材７６と電気的に絶縁されており、コネクタユニット６０の位置では、電気刺激パルス用パラメータ信号及び制御信号はメス端子７９とオス端子８６を介してワイヤ５１及びワイヤ５２のみに流れるようになっている。つまり、コネクタユニット６０の内部に体液が浸潤し、メス端子７９とオス端子８６の最も外側に位置する導電性の締付部材７８に体液が接触しても、体液や端子材料の電気分解が発生しない。そのため、より安定した使用状態を継続することができるようになる。

刺激制御部４２は、受信信号に基づき電力と制御信号とを抽出する。刺激制御部４２は、制御信号に基づき制御部３２から供給される電気刺激パルス信号を各電極４４に分配して出力させる。各電極４４から出力された電気刺激パルス信号によって、網膜Ｅ１を構成する細胞が電気刺激され、患者は視覚（擬似光覚）を得る。また、制御部３２は、受信手段３１により体内装置２０を駆動させるための電力を得る。

なお、メスコネクタ７０の形状としては、上記のもの以外にも締付部材７８による圧縮力によって中空部材７６が内径方向により縮められる形状であれば良い。図８に変容例１として、メスコネクタ７０のメス端子７９の外観斜視図を示す。なお、図８において前述のメスコネクタ７０と同じ構成には同じ図番号を付けている。

図８において、中空部材７６にはケーブル５３とケーブル５４（導線５１と導線５２）の方向に伸びるスリット７６ａが設けて有る。メス端子７９にオス端子８６が嵌合された状態で、体温によってコネクタユニット６０の温度が上昇すると、締付部材７８の形状記憶性によって中空部材７６が内径方向に圧縮される。この時、中空部材７６のスリット７６ａの両端が閉じ合うように圧縮される。このように、中空部材７６の内径がより縮められることで、メス端子７９とオス端子８６とがより隙間無く密着され易くなる。なお、スリット７６ａは複数箇所設けても良い。

これ以外にも、中空部材７６の内面（内側）と外面（外側）に蛇腹形状（凹凸形状）が形成されていても良い。なお、蛇腹形状は中空部材７６の内側又は外側の全面又は一部に形成されていれば良い。この場合にも、中空部材７６が収縮することで、より内径が縮められ、オス端子７９とメス端子８６とが好適に密着される。

また、メスコネクタ７０とオスコネクタ８０とをより密着させるために、筐体７１の外周にも形状記憶合金によるリング状の締付部材７３が配置されていると都合が良い。図９に変容例２のメスコネクタ７０の断面図を示す。なお、締付部材７３は生体適合性を有すると共に、形状記憶性を有する素材、例えば、ニッケル・チタン合金等の形状記憶合金の削り出し等にて作製される。筐体７１の外筒部の肉厚は締付部材７３の復元力に応じて内径方向に若干縮むことができる程度の強度を持つ厚さで形成される。

オスコネクタ８０とメスコネクタ７０の接続後に、体温によりコネクタユニット６０の温度が上昇すると、締付部材７３が形状記憶性を示して初期状態に復元する。これにより、溝７２が筐体７１の円周に沿って内径方向に締め付けられると、突起８２と溝７２がより強く密着される。これにより、オスコネクタ８０とメスコネクタ７０の接続がより強化され（抜けにくくなり）、コネクタユニット６０の気密性が向上され、体液等の浸潤がさらに抑制されるようになる。

視覚再生補助装置の外観を示した概略図である。 視覚再生補助装置における体内装置を示す図である。 コネクタユニットの外観斜視図である。 コネクタユニットの中心軸での断面の模式図である。 メスコネクタの断面図である。 刺激部を眼内に埋植した状態の概略図である。 制御系のブロック図である。 変容例のメス端子の外観斜視図である。 変容例２のメスコネクタの断面図である。

３０ 受信部
４０ 刺激部
６０ コネクタユニット
７６ 中空部材
７６ａ スリット
７７ 絶縁層
７８ 締付部材
７９ メス端子
８６ オス端子

Claims (2)

1. 患者の視覚を形成する視覚神経系を構成する細胞又は組織を電気刺激するための複数の電極を有する刺激部と、該刺激部と別筐体で構成され，体外から前記刺激部の駆動用の電力及び前記電極から電気刺激パルス信号を出力させるための電気刺激パルス用データの少なくともどちらか一方の電気信号を取得するための受信部と、を備える視覚再生補助装置において、
   前記刺激部と受信部とを導線を用いて電気的に接続するための接続手段であって，前記導線を該導線上の所定の位置で分割・接合するためのコネクタ部を有する接続手段を有し、
   前記コネクタ部はオス端子を内包するオス端子部とメス端子を内包するメス端子部にて構成され、
   前記メス端子は前記オス端子と嵌合するための導電材料からなる中空部材であって前記オス端子の外径よりも大きな内径を有した中空部材と，該中空部材の外壁周囲に形成される絶縁層と，体温にて内径方向に収縮する形状記憶性を有した締付部材であって前記絶縁層の外側に配置され前記中空部材を前記絶縁層を介して内径方向に圧縮する締付部材と、
   を有することを特徴とする視覚再生補助装置。
2. 請求項１の視覚再生補助装置において、
   前記中空部材の内面の少なくとも一部に前記導線方向に伸びる凹部又はスリットが設けられていることを特徴とする視覚再生補助装置。
   
   
   
   

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