WO2018105940A1 - 인공 망막 시스템 - Google Patents

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WO2018105940A1
WO2018105940A1 PCT/KR2017/013756 KR2017013756W WO2018105940A1 WO 2018105940 A1 WO2018105940 A1 WO 2018105940A1 KR 2017013756 W KR2017013756 W KR 2017013756W WO 2018105940 A1 WO2018105940 A1 WO 2018105940A1
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WO
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photodiode
cell
microcomputer
electrical signal
amplifier
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PCT/KR2017/013756
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French (fr)
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이상훈
김성우
김정석
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고려대학교 산학협력단
가천대학교 산학협력단
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    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation

Definitions

  • the present invention relates to an artificial retinal system, and more particularly, to an artificial retinal system capable of stimulating an eye cell by reflecting the degree of damage of the eye cell by adjusting the gain of an amplifier of each photodiode cell of the artificial retina.
  • Retinitis pigmentosa is a progressive retinal degeneration disease caused by dysfunction of the photoreceptors in the retina.
  • the retinal pigment receptor and retinal pigment epithelium are the main lesions and appear in both eyes.
  • the prevalence of RP is reported to be one in 5,000, and currently it is estimated that the number of RP patients in Korea is between 10,000 and 15,000.
  • Age-related macular degeneration is another major cause of blindness in the elderly in the western world as one of the three major blindness diseases.In recent years, the prevalence has increased due to the rapid aging of the population. That's the trend. Unlike patients with low vision who suffer from RP disease, AMD suffers from low visual acuity in a relatively short period of time, and it is reported that the degree of disability and psychological atrophy in AMD patients is greater than that of other diseases.
  • the artificial retina is divided into an epi form that is located above the retina and stimulates ganglion cells of the retina, and a sub form that stimulates the visual cell by being located in the cell layer below the retina. .
  • the converter In the photodiode cell of the artificial retina, the magnitude of current generated by the light intensity changes. In proportion to the magnitude and duration of the current, the converter generates a biphasic current pulse, which stimulates the cell through the stimulation electrode.
  • each photodiode cell can be controlled independently, but the photodiode cell of the sub-type retina as shown in FIG. 1 simply stimulates the cell in proportion to the light introduced from the outside. As a whole, only the entire photodiode cell can be controlled collectively, and control of each photodiode cell is impossible independently.
  • Alpha IMS model of the sub-type artificial retina developed by Retina Implant, Germany is equipped with the function to adjust the intensity of stimulation according to the brightness of external light. impossible. As a result, the resolution of the artificial retina having 1500 pixels is similar to that of the epi-type artificial retina having 64 channels.
  • each photodiode cell cannot be controlled independently, so that the patient feels different light depending on the degree of damage of the eye cell corresponding to the photodiode cell, thereby causing a problem that the resolution decreases. Therefore, by controlling the photodiode cells of the sub-type artificial retina independently, there is a need for a system that reflects the degree of damage of visual cells stimulated by each photodiode cell.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2016-0045530 generates a stimulus pulse having a constant amplitude of the electrical stimulation pulse of the artificial retina and a constant time interval between the pulses, so that the spatial resolution is high and the sensitivity of the stimulus target is uniform.
  • the electric stimulation method is disclosed, it is impossible to stimulate the eye cells simply by reflecting the degree of damage of different eye cells by simply stimulating pulses having constant amplitude and time interval.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-1275215 discloses an epiretinal artificial retinal device, which can reduce the size and power consumption of a stimulator by allowing a single stimulation circuit to control several retinal electrodes using a channel sharing method.
  • the epi-type retinal device has a low resolution and is simply aimed at reducing power consumption, and thus it is impossible to stimulate the eye cells by reflecting the degree of damage of the different eye cells.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2016-0045530 (2016.04.27)
  • Patent Document 2 Korea Patent Registration No. 10-1275215 (2013.06.17)
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art.
  • the present invention proposes a high-resolution artificial retinal system by controlling the magnitude of the current by reflecting the degree of damage of the cell group corresponding to each photodiode cell. .
  • the present invention measures the impedances of the artificial retina 100 mounted below the retina and including the plurality of photodiode cells 110 and the cell groups corresponding to the plurality of photodiode cells 110.
  • a microcomputer 200 which amplifies or attenuates an electric signal output from each photodiode cell 110 based on the impedances, and includes a cell of a cell group corresponding to each photodiode cell 110.
  • an artificial retinal system that stimulates an electrical signal controlled by the microcomputer 200.
  • the microcomputer 200 amplifies the electrical signal when the measured impedance is greater than a predetermined reference impedance, and attenuates the electrical signal when the measured impedance is smaller than the reference impedance. It is desirable to.
  • each photodiode cell 110 amplifies or attenuates the photodiode 111 for converting light from the outside into an electrical signal and outputs the electrical signal output from the photodiode 111.
  • an amplifier 112 and the microcomputer 200 adjusts the gain of the amplifier 112 to amplify or attenuate the electrical signal output from the photodiode 111.
  • each photodiode cell 110 preferably further includes a converter 113 such that the electrical signal output from the photodiode cell 110 takes the form of a biphasic electrical signal.
  • each photodiode cell 110 preferably further includes a stimulation electrode 114 for stimulating the eye cell with an electrical signal output from the photodiode cell 110.
  • the microcomputer 200 preferably controls the amplifier 112 to have a gain corresponding to the ratio of the measured impedance to a reference impedance.
  • the microcomputer 200 may store a memory 250 in which a gain value of a controller 230 controlling the amplifier 112 and the amplifier 112 determined by the controller 230 are stored. It is preferable to include.
  • the apparatus further includes a user input unit 600 for receiving a user command and an external computer 500 for executing the microcomputer according to the user command.
  • the microcomputer 200 preferably further includes a communication unit 240 for wirelessly communicating with the external computer 500.
  • the present invention is mounted on the lower retina, the artificial retina 100 including a plurality of photodiode cells 110, the brain activity measuring device for measuring the brain activity information according to the operation of each photodiode cell (110) ( 600) and a microcomputer 200 for amplifying or attenuating an electrical signal output from each photodiode cell 110 based on the measured brain activity information, corresponding to each photodiode cell 110. It provides an artificial retinal system for stimulating the eye cells of the group of eye cells to the electrical signal controlled by the microcomputer (200).
  • each photodiode cell 110 amplifies or attenuates the photodiode 111 for converting light from the outside into an electrical signal and outputs the electrical signal output from the photodiode 111. It includes an amplifier 112, it is preferable that the microcomputer 200 controls the amplification control or attenuation control of the electrical signal output from the photodiode 111 by adjusting the gain of the amplifier 112.
  • each photodiode cell 110 preferably further includes a converter 113 such that the electrical signal output from the photodiode cell 110 takes the form of a biphasic electrical signal.
  • each photodiode cell 110 preferably further includes a stimulation electrode 114 for stimulating the eye cell with an electrical signal output from the photodiode cell 110.
  • the microcomputer 200 preferably controls the amplifier 112 such that the measured brain activity information corresponds to reference brain activity information.
  • the microcomputer 200 may store a memory 220 in which a gain value of the controller 112 controlling the amplifier 112 and the amplifier 112 determined by the controller 220 are stored. It is preferable to include.
  • the apparatus further includes a user input unit 700 for receiving a user command and an external computer 500 for executing the microcomputer 200 according to the user command.
  • the microcomputer 200 preferably further includes a communication unit 210 for wirelessly communicating with the external computer 500.
  • the brain activity information is preferably MRI image information or brain wave information.
  • the present invention it is possible to provide an artificial retina with high resolution by electric stimulation based on the degree of damage of different cells in each position of each photodiode cell.
  • the threshold values at which the patients feel light are different according to the degree of cell damage, it is possible to accurately express the brightness of the light sensed through the artificial retinal system of the present invention so that the visually impaired patients can have daily life. It is possible to provide the retina.
  • the macular degeneration of the elderly is a disease that is the leading cause of blindness, it is possible to improve the competitiveness of domestic medical services worldwide by restoring the vision of patients with these diseases through the artificial retinal system of the present invention.
  • 1 is a view for explaining the artificial retina according to the prior art.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an artificial retina system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view schematically showing the position of the artificial retina according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual view for explaining the structure of the artificial retina according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the operation of the microcomputer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the operation of the artificial retinal system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment of an amplifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an artificial retinal system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for describing the microcomputer of FIG. 8.
  • FIG. 10 and 11 are diagrams for describing an operation of the artificial retinal system of FIG. 8.
  • FIGS. 2 and 3 is a view showing the overall configuration of the artificial retina system
  • the artificial retina system of the present invention is the artificial retina 100, the microcomputer 200, the battery 300, the external power source 400, the external computer 500 Include.
  • the artificial retina 100 is mounted on the cell layer of the retina and converts light into an electric signal to stimulate the cell C with the converted electric signal. A detailed description of the artificial retina 100 will be described later.
  • the microcomputer 200 is a part for controlling each photodiode cell 110 of the artificial retina 100, specifically, the impedance of the cell group R corresponding to the artificial retina 100 is measured, and the measured impedance The gain of the amplifier 112 of the photodiode cell 110 is adjusted based on the?
  • the eye cell group (R) includes eye cell (V) bipolar cell (B) and ganglion cell (G). As shown in FIG. 3, the eye cell (V), bipolar cell (B) and ganglion cell (G) are respectively shown. It means a group of cells that are synaptic connected. The impedance measurement and gain adjustment process by the microcomputer 200 will be described later.
  • the battery 300 is a part for supplying power to the artificial retina 100 and the microcomputer 200.
  • the battery 300 is inserted into the human body and connected to the artificial retina 100 and the microcomputer 200 through a cable, and is charged due to resonance with an external power source 400 located outside the human body. Since the charging process of the battery 300 by the external power source 400 is not a feature of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
  • the external computer 500 is a part for controlling the artificial retina 100 and the microcomputer 200 through communication with the microcomputer 200 from the outside. It is possible to turn on / off each photodiode cell of the artificial retina 100 through the operation of the external computer 500, and the stimulation mode and the microcomputer 200 by the artificial retina 100 through the switch S operation. It is also possible to set to any one of the impedance measurement modes.
  • the external computer 500 outputs the impedance measured by the cell group R, the display unit 700 for outputting a program for executing the microcomputer 200, and the user input unit 600 for receiving a user command. Include.
  • FIGS. 3 and 4 is a view for explaining a position in which the artificial retina 100 is mounted in the retina
  • FIG. 4 is a view for explaining the principle of operation of the photodiode cell 110 of the artificial retina 100.
  • the principle of the artificial retina will be described.
  • Light flowing from the outside to the eye reaches the visual cell through the ganglion cell and the bipolar cell, and the visual cell (V) converts the light into an electrical signal to convert the bipolar cell (B). I get excited.
  • the electrical signal is transmitted to the brain through the optic nerve fibers connected to the ganglion cells (G) through the bipolar cells (B) and ganglion cells (G), so that they can feel visually.
  • patients with RP and AMD disease are damaged due to the impaired cell layer, so they do not recognize vision.
  • Artificial retina is a device that replaces these damaged cells and converts the light introduced by the bipolar cells into an electrical signal, thereby stimulating the cells to restore vision.
  • the artificial retina 100 is mounted on the cell layer to electrically stimulate the cell C corresponding to the artificial retina 100.
  • the artificial retina 100 is provided in the form of a chip, and a plurality of photodiode cells 110 are provided on the chip.
  • the resolution according to the mounting of the artificial retina 100 is proportional to the number of pixels of the photodiode cells. That is, the greater the number of photodiode cells, the higher the resolution.
  • the artificial retina 100 of the present invention preferably has a photodiode cell 110 of 1500 pixels.
  • the photodiode cell 110 includes a photodiode 111, an amplifier 112, a converter 113, a switch S, and a stimulation electrode 114.
  • the photodiode 111 detects light introduced from the outside and converts the light into an electrical signal corresponding to the light.
  • the electrical signal converted by the photodiode 111 is amplified or attenuated by the amplifier 112.
  • the gain of the amplifier 112 is controlled by the microcomputer 200, which will be described later. By controlling the gain of the amplifier 112, it is possible to stimulate an electric signal reflecting the degree of damage to the cell.
  • the converter 113 is a part for generating an electrical signal amplified by the amplifier 112 into a corresponding biphasic current pulse. That is, the portion of the electrical signal output from the photodiode cell 110 to have the form of a biphasic electrical signal, the electric signal passing through the amplifier 112 alone can not stimulate the cell (V) and the converter 113 Conversion to biphasic current pulses is required.
  • the converter 113 generates a biphasic current pulse corresponding to the magnitude and duration of the electrical signal passing through the amplifier 112.
  • the stimulation electrode 114 is a portion that stimulates the cell V with the biphasic current pulse generated by the converter 113. That is, as a part of stimulating the eye cells V by the electric signal output from the photodiode cell 110, the patient equipped with the artificial retina 100 by the eye cell V stimulation of the stimulation electrode 114 recovers vision. You can do it.
  • the switch S is a part for adjusting to any one of a mode for stimulating the cell C by the photodiode cell 110 and a mode for measuring the impedance of the cell group R by the microcomputer 200. . As shown in Fig. 4- (b), it operates in either mode as the switch S moves.
  • microcomputer 200 of the artificial retina system according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the microcomputer 200 includes an AC generator 210, an impedance measuring instrument 220, a controller 230, a communication unit 240, and a memory 250, and a cell group corresponding to the plurality of photodiode cells 110.
  • the impedances of (R) are measured, and the amplification control or attenuation control of the electrical signal output from each photodiode cell 110 based on the measured impedances through the gain control of the amplifier 112.
  • the communication unit 240 wirelessly communicates with an external computer 500 that executes the microcomputer 200 according to the user command.
  • the external computer 500 may control the switches of each of the plurality of photodiode cells 110 of the artificial retina 100, and the impedance of the cell group R corresponding to each photodiode cell 110 may be adjusted. It can be measured.
  • the AC generator 210 generates an AC signal.
  • the AC signal generated from the AC generator 210 reaches the impedance measuring instrument 220 via the return electrode 120, the cell group R, and the stimulation electrode 114.
  • the impedance measuring unit 220 stores impedance information of the return electrode 120 and the stimulation electrode 114 and the intensity information of the AC signal, and when calculated through a calculation formula, the impedance of the cell group R is calculated.
  • a reference impedance of a predetermined preferable cell group (R) is set by the patient's response (i.e., the time point at which the patient feels good vision), and the measured reference impedance and the predetermined reference impedance are determined.
  • the gain of the amplifier 112 is adjusted.
  • the gain of the amplifier 112 is set to 1, which means that the magnitude of the current entering the amplifier 112 is output with the same magnitude of current.
  • the controller 230 may amplify the magnitude of the current applied to the eye cell V by adjusting the gain of the amplifier 112 to be greater than one. That is, the amplification control of the electrical signal.
  • the controller 230 may adjust the gain of the amplifier 112 to be smaller than 1, thereby reducing the magnitude of the current applied to the cell (V). That is, the attenuation control of the electrical signal.
  • the impedance of each of the cell groups R corresponding to the plurality of photodiode cells 110 is measured, and the controller 230 adjusts the gain of the amplifier 112 of each of the photodiode cells 110 based on the measured impedance. This makes it possible to apply a uniform electrical stimulus as a whole. That is, the electrical stimulation can be applied by reflecting the damage degree of different cells in accordance with the position of the photodiode cell.
  • the amplifier 112 of FIG. 7 uses a PMOS transistor.
  • the electric signal converted by the photodiode 111 is generated by the converter 113 via the amplifier 112 of FIG. 6.
  • the magnitude of the current output from the gate of the amplifier 112 of FIG. 6 depends on the width W of the gate. For example, a current passing through a gate having a width of 1xW outputs a current equal to the magnitude of the input current, while a current passing through a gate having a width of NxW corresponds to N times the magnitude of the input current. Current is output. This is based on the principle that the wider the passage, the more electrons can move, and the amplifier 112 of the present invention has multiple gates with different widths.
  • the controller 230 controls the switch S connecting the gate, and determines which gate the switch is connected to based on the measured impedance of the cell group G. That is, by varying the magnitude of the current output through the control of the switch (S), the electrical signal output from each photodiode cell 110 can stimulate the cell (V) by reflecting the different degree of damage of the cell. .
  • the gain adjustment value for each photodiode cell 110 is stored in the memory 250, and when the impedance measurement and gain adjustment process of the cell group R is finished, the external computer 500 passes through the artificial retina 100.
  • the switch S is controlled in the stimulus mode.
  • each photodiode cell 110 outputs an electrical signal reflecting the impedance of the cell group R corresponding thereto, thereby operating an artificial retinal system reflecting the degree of cell damage.
  • FIG. 8 is a view showing the overall configuration of the artificial retina system
  • the artificial retina system according to a second embodiment of the present invention is the artificial retina 100, microcomputer 200, battery 300, external power source 400, An external computer 500, a brain activity measuring device 800, a user input unit 600, and a display unit 700 are included.
  • the artificial retina 100 is mounted on the cell layer of the retina and converts light into an electric signal to stimulate the cell C with the converted electric signal. A detailed description of the artificial retina 100 will be described later.
  • the microcomputer 200 is a part for controlling each photodiode cell 110 of the artificial retina 100. Specifically, the brain activity information measured by the brain activity measuring device 600 is applied to the predetermined reference brain activity information. Correspondingly, the gain of the amplifier 112 of the photodiode cell 110 is adjusted. The gain adjustment process of the amplifier 112 by the microcomputer 200 will be described later.
  • the battery 300 is a part for supplying power to the artificial retina 100 and the microcomputer 200.
  • the battery 300 is inserted into the human body and connected to the artificial retina 100 and the microcomputer 200 through a cable, and is charged due to resonance with an external power source 400 located outside the human body. Since the charging process of the battery 300 by the external power source 400 is not a feature of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
  • the external computer 500 is a part for controlling the artificial retina 100 and the microcomputer 200 through communication with the microcomputer 200 from the outside. It is possible to turn on / off each photodiode cell of the artificial retina 100 by manipulating the external computer 500.
  • the external computer 500 outputs the brain activity information measured by the brain activity measuring apparatus 800, and outputs a program for executing the microcomputer 200, and a user input unit for receiving a user command. And 600.
  • the brain activity measuring device 800 is a device for measuring brain activity information of a patient equipped with the artificial retina 100, where the brain activity measuring device 800 may be an MRI image measuring device or an EEG measuring device.
  • the information measured by the brain activity measuring apparatus 800 is output through the display unit 700, and the user may determine brain activity information (MRI image, brain wave, etc.) measured by the user input unit 600 in advance.
  • the predetermined brain activity information may be MRI image information or brain wave information at the time when the patient feels good vision through controlling the photodiode cell 110.
  • FIGS. 3 and 4 is a view for explaining a position in which the artificial retina 100 is mounted in the retina
  • FIG. 4 is a view for explaining the principle of operation of the photodiode cell 110 of the artificial retina 100.
  • the principle of the artificial retina will be described.
  • Light flowing from the outside to the eye reaches the visual cell through the ganglion cell and the bipolar cell, and the visual cell (V) converts the light into an electrical signal to convert the bipolar cell (B). I get excited.
  • the electrical signal is transmitted to the brain through the optic nerve fibers connected to the ganglion cells (G) through the bipolar cells (B) and ganglion cells (G), so that they can feel visually.
  • patients with RP and AMD disease are damaged due to the impaired cell layer, so they do not recognize vision.
  • Artificial retina is a device that replaces these damaged cells and converts the light introduced by the bipolar cells into an electrical signal, thereby stimulating the cells to restore vision.
  • the artificial retina 100 is mounted on the cell layer to electrically stimulate bipolar cells corresponding to the artificial retina 100.
  • the artificial retina 100 is provided in the form of a chip, and a plurality of photodiode cells 110 are provided on the chip.
  • the resolution according to the mounting of the artificial retina 100 is proportional to the number of pixels of the photodiode cells. That is, the greater the number of photodiode cells, the higher the resolution.
  • the artificial retina 100 of the present invention preferably has a photodiode cell 110 of 1500 pixels.
  • the photodiode cell 110 includes a photodiode 111, an amplifier 112, a converter 113, a switch S, and a stimulation electrode 114.
  • the photodiode 111 detects light introduced from the outside and converts the light into an electrical signal corresponding to the light.
  • the electrical signal converted by the photodiode 111 is amplified or attenuated by the amplifier 112.
  • the gain of the amplifier 112 is controlled by the microcomputer 200, which will be described later. By controlling the gain of the amplifier 112, it is possible to stimulate an electric signal reflecting the degree of damage to the cell.
  • the converter 113 is a part for generating an electrical signal amplified by the amplifier 112 into a corresponding biphasic current pulse. That is, the electrical signal output from the photodiode cell 110 has the form of a biphasic electrical signal.
  • the electric signal passing through the amplifier 112 alone cannot stimulate the eye cell V and requires conversion to the biphasic current pulse by the converter 113.
  • the converter 113 generates a biphasic current pulse corresponding to the magnitude and duration of the electrical signal passing through the amplifier 112.
  • the stimulation electrode 114 is a portion that stimulates the cell V with the biphasic current pulse generated by the converter 113. That is, the visual cell V is stimulated by an electrical signal output from the photodiode cell 110.
  • the patient equipped with the artificial retina 100 may be able to recover visual acuity by visual cell V stimulation of the stimulation electrode 114.
  • the switch S is a part for adjusting to any one of a mode of stimulating the cell C by the photodiode cell 110 and a mode of adjusting the gain of the amplifier 112 by the microcomputer 200. As shown in Fig. 4- (b), it operates in either mode as the switch S moves.
  • microcomputer 200 of the artificial retina system according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8.
  • the microcomputer 200 may include a communication unit 210, a controller 220, and a memory 230 such that each photodiode cell (eg, the photometric cell) may be configured such that the information measured by the brain activity measuring device 800 corresponds to predetermined brain activity information.
  • a process of adjusting the gain of the amplifier 112 so that the information measured by the brain activity measuring apparatus 600 corresponds to the predetermined brain activity information will be described.
  • the artificial retina 100 is mounted on the cell layer, and the brain activity measuring device 600 measures the brain activity information of the patient equipped with the artificial retina 100.
  • the brain activity information is an MRI image
  • the MRI image information of the occipital lobe of the brain at the time when the patient with the artificial retina 100 is well visually sensed may be predetermined, which may be distinguished from the MRI image information of another viewpoint by changing the color of the MRI image.
  • the image generated in the occipital lobe of the brain changes according to visual cell (V) stimulation, so that the image image measured through the stimulation generated by the operation of each photodiode cell 110 matches the predetermined image image (ie
  • V visual cell
  • the gain adjustment of the amplifier 112 is adjusted so that the brain activity information measured by the brain activity measuring device 600 corresponds to the predetermined reference brain activity information. It is possible to do
  • Electroencephalogram information at a time point at which the patient equipped with the artificial retina 100 feels good vision is predetermined, which may be distinguished from the EEG information at another time point through a change in the waveform of the EEG.
  • EEG morphology changes according to visual cell (V) stimulation, so that the EEG information measured through the stimulation generated by the operation of each photodiode cell 110 matches the predetermined EEG information (that is, the shape of the EEG is
  • V visual cell
  • control the gain of the amplifier 112 by controlling only one photodiode cell 110 among the plurality of photodiode cells 110 as described above, but the plurality of photodiode cells 110 to minimize time consumption. It is also possible to control the gain of the amplifier 112 by controlling together (i.e. controlling by grouping photodiode cells).
  • the amplifier 112 of FIG. 7 uses a PMOS transistor.
  • the electric signal converted by the photodiode 111 is generated by the converter 113 via the amplifier 112 of FIG. 6.
  • the magnitude of the current output from the gate of the amplifier 112 of FIG. 6 depends on the width W of the gate. For example, a current passing through a gate having a width of 1xW outputs a current equal to the magnitude of the input current, while a current passing through a gate having a width of NxW corresponds to N times the magnitude of the input current. Current is output. This is based on the principle that the wider the passage, the more electrons can move, and the amplifier 112 of the present invention has multiple gates with different widths.
  • the controller 230 controls the switch S connecting the gate, and determines which gate the switch is connected to based on the measured impedance of the cell group G. That is, by varying the magnitude of the current output through the control of the switch (S), the electrical signal output from each photodiode cell 110 can stimulate the cell (V) by reflecting the different degree of damage of the cell. .
  • each photodiode cell 110 outputs an electrical signal corresponding to the photodiode cell 110, thereby operating an artificial retinal system that reflects the degree of cell damage.

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Abstract

인공 망막 시스템을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 망막 시스템은 망막 하부에 장착되며 복수의 포토다이오드 셀들을 포함하는 인공 망막 및 상기 복수의 포토다이오드 셀들에 대응하는 시세포 그룹들의 임피던스들을 측정하고, 상기 측정된 임피던스들에 기초하여 각 포토다이오드 셀에서 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하며, 상기 각 포토다이오드 셀에 대응되는 시세포 그룹의 시세포를 상기 마이크로컴퓨터에 의해 제어된 전기 신호로 자극하는 것일 수 있다.

Description

인공 망막 시스템
본 발명은 인공 망막 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공 망막의 각 포토다이오드 셀의 증폭기의 게인을 조절함으로써 시세포의 손상 정도를 반영하여 시세포를 자극할 수 있는 인공 망막 시스템에 관한 것이다.
망막색소변성증(Retinitis pigmentosa, RP)은 망막에 분포하는 광수용체의 기능장애로 인해 발생하는 진행성 망막변성질환으로, 망막의 광수용체와 망막색소상피가 주된 병소이며 양안에 모두 나타난다. RP의 유병률은 5000명에 1명으로 보고되고 있으며, 현재 국내의 RP 환자는 약 1만명에서 1만 5천명 사이에 이를 것으로 추산되고 있다.
또한 RP와 다른 질환으로 노인황반변성(Age-related macular degeneration, AMD)은 3대 실명질환 중 하나로 서구권 노인의 실명을 유발하는 대표적인 원인으로 알려졌으며, 최근 국내에서도 인구의 급속한 노령화로 인하여 유병률이 증가하는 추세이다. AMD 환자들은 RP 질환으로 인한 저 시력 환자들과는 다르게 비교적 단기간에 시력이 저하되는 경우가 많아, AMD 환자들에서 실제 생활에서의 장애 정도와 심리적 위축은 다른 질환에 비해 크다고 보고되고 있다.
실명 환자를 치료하기 위하여 여러 가지 치료법들(유전자 치료, 줄기세포 치료 및 약물 치료)이 시도되고 있으나 대부분의 환자들은 이미 망막 시세포 층이 손상되어 유전자치료나 약물치료 가능시기가 지난 경우가 대부분이다. 하지만, RP와 AMD 같은 노인성 질환의 경우 시세포 층만 손상이 되었기 때문에, 시세포 층의 기능을 대체해 준다면 시력회복 가능성이 존재한다. 따라서, 실명된 환자에게 망막의 시세포 층에 전기적 자극을 유도하여 시력을 회복시키는 인공 망막은 새로운 치료법으로 가능성이 매우 높다고 할 수 있다.
이러한 인공 망막은 망막위쪽에 위치하여 망막세포 중 신경절 세포(Ganglion cell)을 자극하는 에피(Epi) 형태와 망막 하부 시세포 층에 위치하여 시세포(Visual cell)을 자극하는 서브(Sub) 형태로 나뉘어 진다.
인공 망막의 포토다이오드 셀은 빛의 세기에 따라 발생시키는 전류의 크기가 변화하게 된다. 이러한 전류의 크기와 지속시간에 비례하여 컨버터가 바이페이직(Biphasic) 전류 펄스를 생성하게 되며, 이러한 전류 펄스는 자극전극을 통해 시세포를 자극하게 된다.
에피 형태의 인공망막의 경우 각 포토다이오드 셀의 자극전극을 독립적으로 제어할 수 있으나, 도 1과 같은 서브 형태 인공망막의 포토다이오드 셀은 단순히 외부로부터 유입된 빛에 비례하여 시세포를 자극하게 되는 시스템으로서, 포토다이오드 셀 전체를 일괄적으로 제어할 수 있을 뿐 독립적으로 각 포토다이오드 셀의 제어가 불가능하다. 독일 Retina Implant사에서 개발한 서브 형태의 인공 망막 중 Alpha IMS 모델은 환자가 외부 빛의 밝기에 따라 자극의 세기를 조절할 수 있는 기능이 탑재되었으나, 포토다이오드 셀 각각의 전기자극의 크기를 제어하는 것이 불가능하다. 이로 인하여 1500 픽셀을 가진 인공 망막의 해상도가 64 채널을 갖는 에피 형태의 인공 망막의 해상도와 비슷한 단점이 존재한다. 더욱이, 서브 형태의 인공 망막의 경우 포토다이오드 셀 각각을 독립적으로 제어할 수 없어 포토다이오드 셀에 대응하는 시세포의 손상 정도에 따라 환자는 제각각의 빛을 느끼게 되어 해상도가 오히려 하락하는 문제가 발생한다. 따라서, 서브 형태의 인공 망막의 포토다이오드 셀을 독립적으로 제어함으로써 각 포토다이오드 셀이 자극하는 시세포의 손상 정도를 반영한 시스템이 필요한 실정이다.
관련된 특허문헌을 살펴보면 다음과 같다.
한국공개특허문헌 제10-2016-0045530호는 인공 망막의 전기 자극 펄스의 진폭이 일정하고, 펄스 사이의 시간간격이 일정한 자극 펄스를 발생시킴으로써 공간적 해상도가 높고 자극대상의 자극에 대한 민감도가 균일한 전기 자극 방법을 개시하나, 단순히 진폭과 시간간격이 일정한 자극 펄스만으로는 각기 다른 시세포의 손상 정도를 반영하여 시세포를 자극하는 것이 불가능하다는 단점을 갖는다.
한국등록특허문헌 제10-1275215호는 에피 형태의 인공 망막 장치로서, 채널 공유방식을 이용하여 하나의 자극회로가 여러 개의 망막 전극을 관할하게 함으로써 자극기의 크기와 전력 소비량을 줄일 수 있는 장치를 개시하나, 에피 형태의 인공 망막 장치는 해상도가 낮고, 단순히 전력 소비량을 줄이는 것에 목적이 있다는 점에서 이 역시 각기 다른 시세포의 손상 정도를 반영하여 시세포를 자극하는 것이 불가능하다.
(특허문헌 1) 한국공개특허문헌 제10-2016-0045530호(2016.04.27)
(특허문헌 2) 한국등록특허문헌 제10-1275215호(2013.06.17)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것이다.
특히, 서브 형태의 인공망막에서 각 포토다이오드 셀을 독립적으로 제어 가능하면서도, 각 포토다이오드 셀에 대응하는 시세포 그룹의 손상 정도를 반영하여 전류의 크기를 제어함으로써 해상도가 높은 인공 망막 시스템을 제안하고자 한다.
이에 본 발명은, 망막 하부에 장착되며 복수의 포토다이오드 셀(110)들을 포함하는 인공 망막(100) 및 상기 복수의 포토다이오드 셀(110)들에 대응하는 시세포 그룹들의 임피던스들을 측정하고, 상기 측정된 임피던스들에 기초하여 각 포토다이오드 셀(110)에서 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 마이크로컴퓨터(200)를 포함하며, 상기 각 포토다이오드 셀(110)에 대응되는 시세포 그룹의 시세포를 상기 마이크로컴퓨터(200)에 의해 제어된 전기 신호로 자극하는 인공 망막 시스템을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 측정된 임피던스가 미리 결정된 기준 임피던스보다 큰 경우 상기 전기 신호를 증폭 제어하고, 상기 측정된 임피던스가 상기 기준 임피던스보다 작은 경우 상기 전기 신호를 감쇠 제어하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 각 포토다이오드 셀(110)은 외부로부터 유입된 빛을 전기 신호로 변환하여 출력하는 포토다이오드(111) 및 상기 포토다이오드(111)로부터 출력되는 전기 신호를 증폭 또는 감쇠하는 증폭기(112);를 포함하며, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 증폭기(112)의 게인을 조절하여 상기 포토다이오드(111)로부터 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 각 포토다이오드 셀(110)은 상기 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호가 바이페이직 전기 신호의 형태를 갖도록 하는 컨버터(113)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 각 포토다이오드 셀(110)은 상기 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호로 상기 시세포를 자극하는 자극 전극(114)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 기준 임피던스에 대한 상기 측정된 임피던스의 비율에 상응하는 게인을 갖도록 상기 증폭기(112)를 제어하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 증폭기(112)를 제어하는 컨트롤러(230) 및 상기 컨트롤러(230)에 의해 결정되는 상기 증폭기(112)의 게인 값이 저장되는 메모리(250)를 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 사용자 명령을 입력받는 사용자 입력부(600) 및 상기 사용자 명령에 따라 상기 마이크로컴퓨터를 실행하는 외부 컴퓨터(500)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 외부 컴퓨터(500)와 무선으로 통신하기 위한 통신부(240)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 망막 하부에 장착되며 복수의 포토다이오드 셀(110)들을 포함하는 인공망막(100), 각 포토다이오드 셀(110)의 단독 작동에 따른 뇌 활동 정보를 측정하는 뇌 활동 측정장치(600) 및 상기 측정된 뇌 활동 정보에 기초하여 각 포토다이오드 셀(110)에서 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 마이크로컴퓨터(200)를 포함하며, 상기 각 포토다이오드 셀(110)에 대응되는 시세포 그룹의 시세포를 상기 마이크로컴퓨터(200)에 의해 제어된 전기 신호로 자극하는 인공 망막 시스템을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 각 포토다이오드 셀(110)은 외부로부터 유입된 빛을 전기 신호로 변환하여 출력하는 포토다이오드(111) 및 상기 포토다이오드(111)로부터 출력되는 전기 신호를 증폭 또는 감쇠하는 증폭기(112)를 포함하며, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 증폭기(112)의 게인을 조절하여 상기 포토다이오드(111)로부터 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 각 포토다이오드 셀(110)은 상기 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호가 바이페이직 전기 신호의 형태를 갖도록 하는 컨버터(113)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 각 포토다이오드 셀(110)은 상기 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호로 상기 시세포를 자극하는 자극 전극(114)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 측정된 뇌 활동 정보가 기준 뇌 활동 정보에 상응하도록 상기 증폭기(112)를 제어하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 증폭기(112)를 제어하는 컨트롤러(220) 및 상기 컨트롤러(220)에 의해 결정되는 상기 증폭기(112)의 게인 값이 저장되는 메모리(230)를 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 사용자 명령을 입력받는 사용자 입력부(700) 및 상기 사용자 명령에 따라 상기 마이크로컴퓨터(200)를 실행하는 외부 컴퓨터(500)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 외부 컴퓨터(500)와 무선으로 통신하기 위한 통신부(210)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 뇌 활동 정보는 MRI 영상 정보 또는 뇌파 정보인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 각 포토다이오드 셀의 위치마다 다른 시세포의 손상 정도에 기초하여 전기 자극함으로써 해상도가 높은 인공 망막을 제공하는 것이 가능하다.
특히, 시세포 손상의 정도에 따라 환자들이 빛을 느끼는 역치가 서로 다르므로, 본 발명의 인공망막 시스템을 통해 체감되는 빛의 밝기를 정확하게 표현 가능하여 시각 장애 환자들이 일상생활을 할 수 있도록 고해상도의 인공 망막을 제공하는 것이 가능하다.
또한, 노인황반변성은 실명원인 1위에 해당하는 질병으로, 본 발명의 인공망막 시스템을 통해 이러한 질병에 걸린 환자들의 시력을 회복케 함으로써 전세계적으로 국내 의료서비스의 경쟁력을 제고하는 것이 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 인공 망막을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공 망막 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인공 망막의 위치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인공 망막의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로컴퓨터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인공 망막 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공 망막 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 9는 도 8의 마이크로컴퓨터를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10 및 도 11은 도 8의 인공 망막 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
1-(1). 인공 망막 시스템
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 망막 시스템을 설명한다. 도 2는 인공 망막 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 인공 망막 시스템은 인공 망막(100), 마이크로컴퓨터(200), 배터리(300), 외부전원(400), 외부 컴퓨터(500)를 포함한다.
인공 망막(100)은 망막의 시세포 층에 장착되어 빛을 전기 신호로 변환하여 변환된 전기 신호로 시세포(V)를 자극하는 부분으로, 인공 망막(100)의 구체적인 설명은 후술한다.
마이크로컴퓨터(200)는 인공 망막(100)의 각 포토다이오드 셀(110)을 제어하는 부분으로, 구체적으로는 인공 망막(100)에 대응하는 시세포 그룹(R)의 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스에 기초하여 포토다이오드 셀(110)의 증폭기(112) 게인을 조절하는 부분이다. 여기서 시세포 그룹(R)은 시세포(V) 양극세포(B) 및 신경절세포(G)를 포함하는 것으로, 도 3에 나타난 것처럼 시세포(V), 양극세포(B) 및 신경절세포(G)가 각각 시냅스 연결되어 있는 세포 그룹을 의미한다. 마이크로컴퓨터(200)에 의한 임피던스 측정 및 게인 조절 과정은 후술한다.
배터리(300)는 인공 망막(100) 및 마이크로컴퓨터(200)에 전원을 공급하는 부분이다. 배터리(300)는 인체 내부에 삽입되어 인공 망막(100) 및 마이크로컴퓨터(200)와 케이블을 통해 연결되며, 인체 외부에 위치하는 외부전원(400)과 공진으로 인해 충전된다. 외부전원(400)에 의한 배터리(300)의 충전 과정은 본 발명의 특징이 아니므로 자세한 설명은 생략한다.
외부 컴퓨터(500)는 외부에서 마이크로컴퓨터(200)과의 통신을 통해 인공 망막(100) 및 마이크로컴퓨터(200)를 제어하는 부분이다. 외부 컴퓨터(500)의 조작을 통해 인공 망막(100)의 각 포토다이오드 셀을 ON/OFF하는 것이 가능하며, 스위치(S) 조작을 통해 인공 망막(100)에 의한 자극 모드 및 마이크로컴퓨터(200)에 의한 임피던스 측정 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 것도 가능하다. 외부 컴퓨터(500)는 시세포 그룹(R)에서 측정한 임피던스 등을 출력하고, 마이크로컴퓨터(200)를 실행하는 프로그램 등이 출력되는 디스플레이부(700)와 사용자 명령을 입력받는 사용자 입력부(600)를 포함한다.
1-(2). 인공 망막
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 제1 실시예에 따른 인공 망막 시스템의 인공 망막(100)에 대해 구체적으로 설명한다. 도 3은 망막 내 인공 망막(100)이 장착되는 위치를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 인공 망막(100)의 포토다이오드 셀(110)의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 인공 망막의 원리에 대해 설명한다. 외부에서 안구로 유입되는 빛은 신경절 세포(Ganglion cell)와 양극세포(Bipolar cell)를 거쳐 시세포(Visual cell)에 도달하고, 시세포(V)는 빛을 전기 신호로 변환하여 양극 세포(B)를 자극하게 된다. 이러한 전기 신호는 다시 양극세포(B), 신경절 세포(G)를 거쳐 신경절 세포(G)에 연결되어 있는 시신경섬유를 통해 뇌로 전달되어 시각을 느낄 수 있게 된다. 하지만, RP, AMD 질환을 가진 환자는 이러한 시세포층이 손상되어 제기능을 다하지 못하므로, 시각을 인지하지 못한다. 인공 망막은 이러한 손상 시세포를 대체하여 양극세포에 의해 유입된 빛을 전기 신호로 변환하여, 시세포를 자극함으로써 시력을 회복할 수 있도록 하는 장치이다.
도 3을 참조하면 인공 망막(100)은 시세포 층에 장착되어, 인공 망막(100)에 대응되는 시세포(V)를 전기 자극한다. 인공 망막(100)은 칩(Chip) 형태로 구비되며, 이러한 칩 상에는 복수의 포토다이오드 셀(110)이 구비된다. 인공 망막(100) 장착에 따른 해상도는 포토다이오드 셀의 수(pixel)에 비례한다. 즉, 포토다이오드 셀의 수가 많을수록 고해상도 성능을 가진다. 본 발명의 인공 망막(100)은 1500 픽셀의 포토다이오드 셀(110)을 가지는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4를 참조하여 포토다이오드 셀(110)을 구체적으로 설명한다. 도 4를 참조하면, 포토다이오드 셀(110)은 포토다이오드(111), 증폭기(112), 변환기(113), 스위치(S) 및 자극 전극(114)을 포함한다.
포토다이오드(111)는 외부로부터 유입된 빛을 감지하여 그에 대응하는 전기 신호로 변환하여 출력하는 부분이다.
포토다이오드(111)에 의해 변환된 전기 신호는 증폭기(112)에 의해 증폭 또는 감쇠된다. 후술하는 마이크로컴퓨터(200)에 의해 증폭기(112)의 게인이 조절되는데, 이러한 증폭기(112)의 게인 조절에 의해 시세포의 손상 정도를 반영한 전기 신호의 자극이 가능하다.
컨버터(113)는 증폭기(112)에 의해 증폭된 전기 신호를 그에 대응하는 바이페이직(Biphasic) 전류 펄스로 생성하는 부분이다. 즉, 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호가 바이페이직 전기 신호의 형태를 갖도록 하는 부분으로서, 증폭기(112)를 통과한 전기 신호만으로는 시세포(V)를 자극할 수 없고 컨버터(113)에 의한 바이페이직 전류 펄스로의 변환이 필요하다. 컨버터(113)는 증폭기(112)를 통과한 전기 신호의 크기와 지속 시간에 대응하는 바이페이직 전류 펄스를 생성하게 된다.
자극 전극(114)는 컨버터(113)에 의해 생성된 바이페이직 전류 펄스로 시세포(V)를 자극하는 부분이다. 즉, 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호로 시세포(V)를 자극하는 부분으로서, 자극 전극(114)의 시세포(V) 자극에 의해 인공 망막(100)을 장착한 환자는 시력을 회복할 수 있게 된다.
스위치(S)는 포토다이오드 셀(110)에 의해 시세포(V)를 자극하는 모드 및 마이크로컴퓨터(200)에 의해 시세포 그룹(R)의 임피던스를 측정하는 모드 중 어느 하나의 모드로 조절하는 부분이다. 도 4-(b)에 나타난 것처럼, 스위치(S) 이동에 따라 어느 하나의 모드로 작동하게 된다.
1-(3). 마이크로컴퓨터
다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 망막 시스템의 마이크로컴퓨터(200)를 구체적으로 설명한다.
마이크로컴퓨터(200)는 AC 발생기(210), 임피던스 측정기(220), 컨트롤러(230), 통신부(240) 및 메모리(250)를 포함하여, 복수의 포토다이오드 셀(110)들에 대응하는 시세포 그룹(R)들의 임피던스들을 측정하고, 측정된 임피던스들에 기초하여 각 포토다이오드 셀(110)에서 출력되는 전기 신호를 증폭기(112)의 게인 조절을 통해 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 부분이다.
시세포 그룹(R)의 임피던스에 기초하여 증폭기(112)의 게인을 조절하는 과정에 대해 설명한다.
인공 망막(100)을 시세포 층에 장착하고, 사용자 명령을 사용자 입력부(520)를 통해 입력하면, 사용자 명령에 따라 마이크로컴퓨터(200)를 실행하는 외부 컴퓨터(500)와 무선으로 통신하는 통신부(240)가 명령을 수신하고, 컨트롤러(230)를 통해 스위치(S)를 제어함으로써 임피던스 측정기(220)에 의한 시세포 그룹(R)의 임피던스를 측정할 수 있다. 이 때, 외부 컴퓨터(500)는 인공 망막(100)의 복수의 포토다이오드 셀(110) 각각의 스위치를 제어할 수 있으며, 각 포토다이오드 셀(110)에 대응하는 시세포 그룹(R)의 임피던스를 측정할 수 있다.
먼저, AC 발생기(210)가 AC 신호를 발생시킨다. AC 발생기(210)로부터 발생된 AC 신호는 리턴전극(120), 시세포 그룹(R) 및 자극전극(114)를 거쳐 임피던스 측정기(220)에 도달한다. 임피던스 측정기(220)에는 리턴전극(120) 및 자극전극(114)의 임피던스, AC 신호의 세기 정보가 저장되어 있어 계산식을 통해 연산하면, 시세포 그룹(R)의 임피던스가 연산된다.
본 발명에서는, 환자의 반응에 의해(즉, 환자가 시력을 잘 느끼게 되는 시점) 미리 결정된 바람직한 시세포 그룹(R)의 기준 임피던스가 설정되고, 측정된 시세포 그룹(R)의 임피던스와 미리 결정된 기준 임피던스를 비교하여 증폭기(112)의 게인을 조절하게 된다. 증폭기(112)의 게인은 1로 설정되어 있으며, 이는 증폭기(112)로 들어온 전류의 크기가 똑같은 크기의 전류로 출력된다는 것을 의미한다.
임피던스 측정기(220)에 의해 측정된 시세포 그룹(R)의 임피던스가 미리 결정된 기준 임피던스보다 클 경우, 같은 전류를 흘려주더라도 시세포(V)를 자극하는 전류의 크기는 줄어드는 결과를 낳는다. 따라서, 이러한 경우 컨트롤러(230)가 증폭기(112)의 게인을 1보다 크게 조절함으로써 시세포(V)에 가해지는 전류의 크기를 증폭시킬 수 있다. 즉, 전기 신호를 증폭 제어하게 된다.
임피던스 측정기(220)에 의해 측정된 시세포 그룹(R)의 임피던스가 미리 결정된 기준 임피던스보다 작을 경우, 같은 전류를 흘려주더라도 시세포(V)를 자극하는 전류의 크기가 증가되는 결과를 낳는다. 따라서, 이러한 경우 컨트롤러(230)가 증폭기(112)의 게인을 1보다 작게 조절함으로써 시세포(V)에 가해지는 전류의 크기를 줄어들게 할 수 있다. 즉, 전기 신호를 감쇠 제어하게 된다.
복수의 포토다이오드 셀(110)에 대응하는 시세포 그룹(R) 각각의 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스에 기초하여 컨트롤러(230)가 포토다이오드 셀(110) 각각의 증폭기(112)의 게인을 조절함으로써, 전체적으로 균일한 전기 자극을 가할 수 있게 된다. 즉, 포토다이오드 셀의 위치에 따라 상이한 시세포의 손상 정도를 반영하여 전기 자극을 가할 수 있게 되는 것이다.
컨트롤러(230)에 의한 증폭기(112)의 게인 조절은 다양한 예가 있을 수 있으며, 이하에서는 도 7을 참조하여 증폭기(112)의 일 실시예를 설명한다.
도 7의 증폭기(112)는 PMOS 트랜지스터를 이용한 것이다. 포토다이오드(111)에서 변환된 전기 신호는 도 6의 증폭기(112)를 거쳐 컨버터(113)에 의해 바이페이직 전류 펄스가 생성된다. 도 6의 증폭기(112)의 게이트에서 출력되는 전류의 크기는 게이트의 넓이(W)에 좌우된다. 예를 들어, 1xW의 넓이를 갖는 게이트를 통과하는 전류는 입력되는 전류의 크기와 같은 크기의 전류가 출력되지만, NxW의 넓이를 갖는 게이트를 통과하는 전류는 입력되는 전류의 크기의 N배에 해당하는 전류가 출력된다. 이는, 통로가 넓을수록 보다 많은 전자가 이동할 수 있다는 원리에 기초한 것이며, 본 발명의 증폭기(112)는 상이한 넓이를 갖는 다수의 게이트가 존재한다. 컨트롤러(230)는 게이트를 연결하는 스위치(S)를 제어하며, 측정된 시세포 그룹(G)의 임피던스에 기초하여 스위치를 어떤 게이트에 연결할 것인지를 결정하게 된다. 즉, 스위치(S) 제어를 통해 출력되는 전류의 크기를 다르게 함으로써 각 포토다이오드 셀(110)에서 출력되는 전기 신호가 시세포의 각기 다른 손상 정도를 반영하여 시세포(V)를 자극할 수 있게 되는 것이다.
각 포토다이오드 셀(110)에 대한 게인 조절 값은 메모리(250)에 저장되고, 시세포 그룹(R)의 임피던스 측정 및 게인 조절 과정이 종료되면, 외부 컴퓨터(500)는 인공 망막(100)을 통한 자극 모드로 스위치(S)를 제어한다. 이로 인해, 각 포토다이오드 셀(110)은 그에 대응하는 시세포 그룹(R)의 임피던스를 반영한 전기 신호를 출력하게 되어 시세포 손상 정도를 반영한 인공 망막 시스템 작동이 이루어진다.
2-(1). 인공 망막 시스템
다음, 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 망막 시스템을 설명한다. 도 8은 인공 망막 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 망막 시스템은 인공 망막(100), 마이크로컴퓨터(200), 배터리(300), 외부전원(400), 외부 컴퓨터(500), 뇌 활동 측정 장치(800), 사용자 입력부(600) 및 디스플레이부(700)를 포함한다.
인공 망막(100)은 망막의 시세포 층에 장착되어 빛을 전기 신호로 변환하여 변환된 전기 신호로 시세포(V)를 자극하는 부분으로, 인공 망막(100)의 구체적인 설명은 후술한다.
마이크로컴퓨터(200)는 인공 망막(100)의 각 포토다이오드 셀(110)을 제어하는 부분으로, 구체적으로는 뇌 활동 측정 장치(600)에 의해 측정된 뇌 활동 정보가 미리 결정된 기준 뇌 활동 정보에 상응하도록 포토다이오드 셀(110)의 증폭기(112) 게인을 조절하는 부분이다. 마이크로컴퓨터(200)에 의한 증폭기(112) 게인 조절 과정은 후술한다.
배터리(300)는 인공 망막(100) 및 마이크로컴퓨터(200)에 전원을 공급하는 부분이다. 배터리(300)는 인체 내부에 삽입되어 인공 망막(100) 및 마이크로컴퓨터(200)와 케이블을 통해 연결되며, 인체 외부에 위치하는 외부전원(400)과 공진으로 인해 충전된다. 외부전원(400)에 의한 배터리(300)의 충전 과정은 본 발명의 특징이 아니므로 자세한 설명은 생략한다.
외부 컴퓨터(500)는 외부에서 마이크로컴퓨터(200)과의 통신을 통해 인공 망막(100) 및 마이크로컴퓨터(200)를 제어하는 부분이다. 외부 컴퓨터(500)의 조작을 통해 인공 망막(100)의 각 포토다이오드 셀을 ON/OFF하는 것이 가능하다. 외부 컴퓨터(500)는 뇌 활동 측정 장치(800)에 의해 측정된 뇌 활동 정보가 출력되고, 마이크로컴퓨터(200)를 실행하는 프로그램 등이 출력되는 디스플레이부(700)와 사용자 명령을 입력받는 사용자 입력부(600)를 포함한다.
뇌 활동 측정 장치(800)는 인공 망막(100)을 장착한 환자의 뇌 활동 정보를 측정하는 장치로서, 여기서 뇌 활동 측정 장치(800)는 MRI 영상 측정 장치 또는 뇌파 측정 장치일 수 있다. 뇌 활동 측정 장치(800)에 의해 측정된 정보는 디스플레이부(700)를 통해 출력되고, 사용자는 사용자 입력부(600)에 의해 측정된 뇌 활동 정보(MRI 영상, 뇌파 등)가 미리 결정된 뇌 활동 정보에 상응하도록 증폭기(112)의 게인을 조절하게 된다. 여기서 미리 결정된 뇌 활동 정보는 포토다이오드 셀(110)을 제어하는 것을 통해 환자가 시력을 잘 느끼게 되는 시점의 MRI 영상 정보나 뇌파 정보일 수 있다.
2-(2). 인공 망막
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 망막 시스템의 인공 망막(100)에 대해 구체적으로 설명한다. 도 3은 망막 내 인공 망막(100)이 장착되는 위치를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 인공 망막(100)의 포토다이오드 셀(110)의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 인공 망막의 원리에 대해 설명한다. 외부에서 안구로 유입되는 빛은 신경절 세포(Ganglion cell)와 양극세포(Bipolar cell)를 거쳐 시세포(Visual cell)에 도달하고, 시세포(V)는 빛을 전기 신호로 변환하여 양극 세포(B)를 자극하게 된다. 이러한 전기 신호는 다시 양극세포(B), 신경절 세포(G)를 거쳐 신경절 세포(G)에 연결되어 있는 시신경섬유를 통해 뇌로 전달되어 시각을 느낄 수 있게 된다. 하지만, RP, AMD 질환을 가진 환자는 이러한 시세포층이 손상되어 제기능을 다하지 못하므로, 시각을 인지하지 못한다. 인공 망막은 이러한 손상 시세포를 대체하여 양극세포에 의해 유입된 빛을 전기 신호로 변환하여, 시세포를 자극함으로써 시력을 회복할 수 있도록 하는 장치이다.
도 3을 참조하면 인공 망막(100)은 시세포 층에 장착되어, 인공 망막(100)에 대응되는 양극세포(Bipolar cell)를 전기 자극한다. 인공 망막(100)은 칩(Chip) 형태로 구비되며, 이러한 칩 상에는 복수의 포토다이오드 셀(110)이 구비된다. 인공 망막(100) 장착에 따른 해상도는 포토다이오드 셀의 수(pixel)에 비례한다. 즉, 포토다이오드 셀의 수가 많을수록 고해상도 성능을 가진다. 본 발명의 인공 망막(100)은 1500 픽셀의 포토다이오드 셀(110)을 가지는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4를 참조하여 포토다이오드 셀(110)을 구체적으로 설명한다. 도 4를 참조하면, 포토다이오드 셀(110)은 포토다이오드(111), 증폭기(112), 변환기(113), 스위치(S) 및 자극 전극(114)을 포함한다.
포토다이오드(111)는 외부로부터 유입된 빛을 감지하여 그에 대응하는 전기 신호로 변환하여 출력하는 부분이다.
포토다이오드(111)에 의해 변환된 전기 신호는 증폭기(112)에 의해 증폭 또는 감쇠된다. 후술하는 마이크로컴퓨터(200)에 의해 증폭기(112)의 게인이 조절되는데, 이러한 증폭기(112)의 게인 조절에 의해 시세포의 손상 정도를 반영한 전기 신호의 자극이 가능하다.
컨버터(113)는 증폭기(112)에 의해 증폭된 전기 신호를 그에 대응하는 바이페이직(Biphasic) 전류 펄스로 생성하는 부분이다. 즉, 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호가 바이페이직 전기 신호의 형태를 갖도록 한다. 증폭기(112)를 통과한 전기 신호만으로는 시세포(V)를 자극할 수 없고 컨버터(113)에 의한 바이페이직 전류 펄스로의 변환이 필요하다. 컨버터(113)는 증폭기(112)를 통과한 전기 신호의 크기와 지속 시간에 대응하는 바이페이직 전류 펄스를 생성하게 된다.
자극 전극(114)는 컨버터(113)에 의해 생성된 바이페이직 전류 펄스로 시세포(V)를 자극하는 부분이다. 즉, 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호로 시세포(V)를 자극한다. 자극 전극(114)의 시세포(V) 자극에 의해 인공 망막(100)을 장착한 환자는 시력을 회복할 수 있게 된다.
스위치(S)는 포토다이오드 셀(110)에 의해 시세포(V)를 자극하는 모드 및 마이크로컴퓨터(200)에 의해 증폭기(112)의 게인을 조절하는 모드 중 어느 하나의 모드로 조절하는 부분이다. 도 4-(b)에 나타난 것처럼, 스위치(S) 이동에 따라 어느 하나의 모드로 작동하게 된다.
2-(3). 마이크로컴퓨터
다음으로, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공망막 시스템의 마이크로컴퓨터(200)를 구체적으로 설명한다.
마이크로컴퓨터(200)는 통신부(210), 컨트롤러(220) 및 메모리(230)를 포함하여, 뇌 활동 측정 장치(800)에 의해 측정된 정보가 미리 결정된 뇌 활동 정보에 상응하도록 각 포토다이오드 셀(110)에서 출력되는 전기 신호를 증폭기(112)의 게인 조절을 통해 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 부분이다.
뇌 활동 측정 장치(600)에 의해 측정된 정보가 미리 결정된 뇌 활동 정보에 상응하도록 증폭기(112)의 게인을 조절하는 과정에 대해 설명한다.
인공 망막(100)을 시세포 층에 장착하고, 뇌 활동 측정 장치(600)에 의해 인공 망막(100)을 장착한 환자의 뇌 활동 정보를 측정하게 된다.
먼저, 뇌 활동 정보가 MRI 영상인 경우를 예로 들어 설명한다. 인공 망막(100)을 장착한 환자가 시력을 잘 느끼게 되는 시점의 뇌 후두엽의 MRI 영상 정보가 미리 결정되고 이는 MRI 영상의 색의 변화를 통해 다른 시점의 MRI 영상 정보와 구별될 수 있다. 시세포(V) 자극에 따라 뇌의 후두엽에서 발생하는 이미지가 변화하게 되는데, 각 포토다이오드 셀(110)의 단독 작동에 따라 발생하는 자극을 통해 측정되는 영상 이미지가 미리 결정된 영상 이미지에 매칭되도록(즉, 영상의 색상 이미지가 일치되도록) 증폭기(112)의 게인을 조절함으로써 뇌 활동 측정 장치(600)에 의해 측정된 뇌 활동 정보가 미리 결정된 기준 뇌 활동 정보에 상응하도록 증폭기(112)의 게인 조절을 하는 것이 가능하다.
다음으로, 뇌 활동 정보가 뇌파인 경우를 예로 들어 설명한다. 인공 망막(100)을 장착한 환자가 시력을 잘 느끼게 되는 시점의 뇌파 정보가 미리 결정되고, 이는 뇌파의 파형 변화를 통해 다른 시점의 뇌파 정보와 구별될 수 있다. 시세포(V) 자극에 따라 뇌파 형태가 변화하게 되는데, 각 포토다이오드 셀(110)의 단독 작동에 따라 발생하는 자극을 통해 측정되는 뇌파 정보가 미리 결정된 뇌파 정보에 매칭되도록(즉, 뇌파의 형태가 일치되도록) 증폭기(112)의 게인을 조절함으로써 뇌 활동 측정 장치(800)에 의해 측정된 뇌 활동 정보가 미리 결정된 기준 뇌 활동 정보에 상응하도록 증폭기(112)의 게인 조절을 하는 것이 가능하다.
증폭기(112)의 게인 조절을 통해 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 것이 가능하며, 이로 인해 포토다이오드 셀(110)의 위치에 따라 상이한 시세포의 손상 정도를 반영하여 전기 자극을 가할 수 있게 된다.
상기와 같은 복수의 포토다이오드 셀(110) 중 하나의 포토다이오드 셀(110)만을 제어하여 증폭기(112)의 게인을 조절하는 것도 가능하나, 시간 소모의 최소화를 위해 복수의 포토다이오드 셀(110)을 함께 제어하여(즉, 포토다이오드 셀을 그룹핑하여 제어) 증폭기(112)의 게인을 조절하는 방식도 가능하다.
컨트롤러(220)에 의한 증폭기(112)의 게인 조절은 다양한 예가 있을 수 있으며, 이하에서는 도 8을 참조하여 증폭기(112)의 일 실시예를 설명한다.
도 7의 증폭기(112)는 PMOS 트랜지스터를 이용한 것이다. 포토다이오드(111)에서 변환된 전기 신호는 도 6의 증폭기(112)를 거쳐 컨버터(113)에 의해 바이페이직 전류 펄스가 생성된다. 도 6의 증폭기(112)의 게이트에서 출력되는 전류의 크기는 게이트의 넓이(W)에 좌우된다. 예를 들어, 1xW의 넓이를 갖는 게이트를 통과하는 전류는 입력되는 전류의 크기와 같은 크기의 전류가 출력되지만, NxW의 넓이를 갖는 게이트를 통과하는 전류는 입력되는 전류의 크기의 N배에 해당하는 전류가 출력된다. 이는, 통로가 넓을수록 보다 많은 전자가 이동할 수 있다는 원리에 기초한 것이며, 본 발명의 증폭기(112)는 상이한 넓이를 갖는 다수의 게이트가 존재한다. 컨트롤러(230)는 게이트를 연결하는 스위치(S)를 제어하며, 측정된 시세포 그룹(G)의 임피던스에 기초하여 스위치를 어떤 게이트에 연결할 것인지를 결정하게 된다. 즉, 스위치(S) 제어를 통해 출력되는 전류의 크기를 다르게 함으로써 각 포토다이오드 셀(110)에서 출력되는 전기 신호가 시세포의 각기 다른 손상 정도를 반영하여 시세포(V)를 자극할 수 있게 되는 것이다.
각 포토다이오드 셀(110)에 대한 게인 조절 값은 메모리(230)에 저장되고, 게인 조절 과정이 종료되면, 외부 컴퓨터(500)는 인공 망막(100)을 통한 자극 모드로 스위치(S)를 제어한다. 이로 인해, 각 포토다이오드 셀(110)은 그에 대응하는 전기 신호를 출력하게 되어 시세포 손상 정도를 반영한 인공 망막 시스템 작동이 이루어진다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
(부호의 설명)
S: 스위치
G: 신경절 세포(Ganglion cell)
B: 양극 세포(Bipolar cell)
V: 시세포(Visual cell)
100: 인공 망막
110: 포토다이오드 셀
111: 포토다이오드
112: 증폭기
113: 컨버터
114: 자극전극
120: 리턴전극
200: 마이크로컴퓨터
210: AC 발생기
220: 임피던스 측정기
230: 컨트롤러
240: 통신부
250: 메모리
300: 배터리
400: 외부전원
500: 외부 컴퓨터
600: 사용자 입력부
700: 디스플레이부
800: 뇌 활동 측정 장치

Claims (18)

  1. 망막 하부에 장착되며 복수의 포토다이오드 셀(110)들을 포함하는 인공 망막(100); 및
    상기 복수의 포토다이오드 셀(110)들에 대응하는 시세포 그룹들의 임피던스들을 측정하고, 상기 측정된 임피던스들에 기초하여 각 포토다이오드 셀(110)에서 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 마이크로컴퓨터(200);를 포함하며,
    상기 각 포토다이오드 셀(110)에 대응되는 시세포 그룹의 시세포를 상기 마이크로컴퓨터(200)에 의해 제어된 전기 신호로 자극하는,
    인공 망막 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는, 상기 측정된 임피던스가 미리 결정된 기준 임피던스보다 큰 경우 상기 전기 신호를 증폭 제어하고, 상기 측정된 임피던스가 상기 기준 임피던스보다 작은 경우 상기 전기 신호를 감쇠 제어하는,
    인공 망막 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각 포토다이오드 셀(110)은,
    외부로부터 유입된 빛을 전기 신호로 변환하여 출력하는 포토다이오드(111); 및
    상기 포토다이오드(111)로부터 출력되는 전기 신호를 증폭 또는 감쇠하는 증폭기(112);를 포함하며,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 증폭기(112)의 게인을 조절하여 상기 포토다이오드(111)로부터 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는,
    인공 망막 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 포토다이오드 셀(110)은,
    상기 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호가 바이페이직 전기 신호의 형태를 갖도록 하는 컨버터(113)를 더 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 각 포토다이오드 셀(110)은,
    상기 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호로 상기 시세포를 자극하는 자극 전극(114)을 더 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는 기준 임피던스에 대한 상기 측정된 임피던스의 비율에 상응하는 게인을 갖도록 상기 증폭기(112)를 제어하는,
    인공 망막 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는,
    상기 증폭기(112)를 제어하는 컨트롤러(230); 및
    상기 컨트롤러(230)에 의해 결정되는 상기 증폭기(112)의 게인 값이 저장되는 메모리(250);를 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    사용자 명령을 입력받는 사용자 입력부(600); 및
    상기 사용자 명령에 따라 상기 마이크로컴퓨터를 실행하는 외부 컴퓨터(500);를 더 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는,
    상기 외부 컴퓨터(500)와 무선으로 통신하기 위한 통신부(240)를 더 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  10. 망막 하부에 장착되며 복수의 포토다이오드 셀(110)들을 포함하는 인공망막(100);
    각 포토다이오드 셀(110)의 단독 작동에 따른 뇌 활동 정보를 측정하는 뇌 활동 측정장치(800); 및
    상기 측정된 뇌 활동 정보에 기초하여 각 포토다이오드 셀(110)에서 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는 마이크로컴퓨터(200);를 포함하며,
    상기 각 포토다이오드 셀(110)에 대응되는 시세포 그룹의 시세포를 상기 마이크로컴퓨터(200)에 의해 제어된 전기 신호로 자극하는,
    인공 망막 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각 포토다이오드 셀(110)은,
    외부로부터 유입된 빛을 전기 신호로 변환하여 출력하는 포토다이오드(111); 및
    상기 포토다이오드(111)로부터 출력되는 전기 신호를 증폭 또는 감쇠하는 증폭기(112);를 포함하며,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 증폭기(112)의 게인을 조절하여 상기 포토다이오드(111)로부터 출력되는 전기 신호를 증폭 제어하거나 감쇠 제어하는,
    인공 망막 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각 포토다이오드 셀(110)은,
    상기 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호가 바이페이직 전기 신호의 형태를 갖도록 하는 컨버터(113)를 더 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 각 포토다이오드 셀(110)은,
    상기 포토다이오드 셀(110)로부터 출력되는 전기 신호로 상기 시세포를 자극하는 자극 전극(114)을 더 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 측정된 뇌 활동 정보가 기준 뇌 활동 정보에 상응하도록 상기 증폭기(112)를 제어하는,
    인공 망막 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는,
    상기 증폭기(112)를 제어하는 컨트롤러(220); 및
    상기 컨트롤러(220)에 의해 결정되는 상기 증폭기(112)의 게인 값이 저장되는 메모리(230);를 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    사용자 명령을 입력받는 사용자 입력부(700); 및
    상기 사용자 명령에 따라 상기 마이크로컴퓨터(200)를 실행하는 외부 컴퓨터(500);를 더 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터(200)는,
    상기 외부 컴퓨터(500)와 무선으로 통신하기 위한 통신부(210)를 더 포함하는,
    인공 망막 시스템.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 뇌 활동 정보는 MRI 영상 정보 또는 뇌파 정보인,
    인공 망막 시스템.
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