CN107519575A - 一种视网膜假体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，具体来说属于一种视网膜假体，包括植入到眼球组织内部的刺激组件，设置在眼球外壁巩膜上的通讯组件在通讯组件内设置有第一处理芯片,本发明采用在患者眼球组织内部刺激组件上同步安装有第二处理芯片，使得微电级可以直接和第二处理芯片连接，然后通过第二芯片连接到眼球组织外部的第一处理芯片上，避免了传统需要微电级通过导线直接和眼球外壁巩膜处的处理芯片连接的缺陷，使得导线的数量大大减少，并且不会随着微电级的数量增加而增加，大大减少了人工视网膜在植入时对眼球组织造成的创伤，加快了眼球组织的愈合速度。

Description

一种视网膜假体

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体来说属于一种视网膜假体。

背景技术

植入式神经刺激器在医学上有着广泛的应用，微电极刺激器作为治疗神经疾病方面的重要工具，越来越受到人们广泛的关注，已成为当前重要的研究方向。

人们对微电极的应用，通常是将微电极植入到动物或者患者体内，通过加载电信号来刺激或抑制神经活动，或者利用微电极将神经活动转换为电信号记录下来加以研究。

在人工视网膜中,经常需要将微电极植入到动物或者人体眼球组织内部,然后在眼球组织外壁巩膜处再设置处理芯片对微电极进行控制,每个微电极都需要导线连接到巩膜上的处理芯片处。

由于微电极数量一般都很多,需要接出的导线也很多,这种方法会导致布线宽度变大，对患者的创伤会变大，术后愈合也较为缓慢。同时，当电极数量增加到一定数量之后，导线的连接也成为一个技术瓶颈，造成无法连接。

发明内容

本发明旨在提供一种可减少眼球内部神经刺激器和外壁通讯组件导线数量,实现对眼球组织创伤低，术后愈合速度快,视网膜内部芯片连接可靠的视网膜假体，本发明采用的方案如下：

一种视网膜假体,包括植入到眼球组织内部的刺激组件，设置在眼球组织外壁巩膜上的通讯组件，所述通讯组件包括封装体，其特征在于，在所述封装体内设置有第一处理芯片,在所述刺激组件内设置有第二处理芯片,所述第一处理芯片和所述第二处理芯片通过多根导线连接，多根导线为通过由金属衬底经过切割的方法制成的相互独立的导线，多根相互独立的导线经过绝缘处理形成一根排线。

由于微电级数量较多，通过传统的连接方式连接到眼球组织外部巩膜处的通讯组件上会使得导线数量多，创口愈合难度大，同时创口大存在易感染和眼压过低的风险。在本发明中，将视网膜假体传统设计中用于通讯和刺激的一个芯片改为分别设置在通讯组件上的第一处理芯片和设置在刺激组件上的第二处理芯片。

第二处理芯片用于控制所述微电级向神经元发出刺激信号并接收反馈信号，第二处理芯片直接和每个微电级连接，在所述第二处理芯片上设置有信号输出端，在电极基座上，设置有信号连接件。信号连接件一端和第二处理芯片的信号输出端相连，一端和连接导线相连，连接导线的另一端连接到通讯组件上。由于第二处理芯片可以通过少数的信号输出端和通讯组件的第一处理芯片进行信号传输，因此，任意增加刺激组件上的微电极数量，都不会增加眼球内到眼球外壁导线的数量，弥补了因为导线数量增多而造成手术创伤大的设计缺陷。

传统眼球组织内的刺激和外部连接的导线在连接过程中，用若干根金属线分别焊接对应焊盘，再将金属线束在一起，这种方法只能形成绞线，很难形成排线，并且焊接和定位都不方便，本发明中多根导线为通过由金属衬底经过切割加工制成的相互独立的导线，多根相互独立的导线经过绝缘处理后，漏出两端非绝缘的焊接部分，然后将中间固定形成一根排线。该排线结构焊接方便，连接牢靠。

优选的，所述刺激组件还包括基座和基座盖，所述微电级安装在所述基座上并且穿过所述基座，露出在基座一侧的微电级形成刺激部，在基座另外一侧的微电级形成连接部，该连接部和第二处理芯片连接，微电极镶嵌在基座上，并且一般通过倒装焊的方式与基座下部的第二处理芯片连接。

优选的，所述通讯组件还包括耦合线圈，通讯组件通过连接带形成一个闭环固定在人体眼球组织上，通讯组件一般包括封装体和耦合线圈，在封装体和耦合线圈外部一般包裹有硅胶保护层，该硅胶保护层将通讯组件和刺激组件包裹，并且一体成型形成连接带，通讯组件通过连接带环绕固定在眼球外壁上。

优选的，在所述通讯组件或者连接带上设置有缝合口，在安装时该缝合口用来缝合在眼球组织上，该方式使得视网膜假体的固定更加牢靠。

优选的，所述排线的横截面呈“扁平状”，这样排线在穿过眼球壁时对其伤口也是“扁平状”，这种“扁平状”的伤口更容易愈合。

优选的，所述导线包括，用于给所述第二芯片供电的电源连接接线、用于实现漏电监测信号传输的漏电监测导线，用于实现控制信号传输的信号输入导线和信号输出导线以及用于芯片运行的时钟导线。

优选的，所述微电级连接部通过倒装焊的方式接在所述第二处理芯片上。

优选的，所述露出在基座一侧的刺激部的高度在1μm-300μm之间。刺激部的高度可以根据实际使用场景调整。由于在本发明中，采用的是在基座刚性材质上设置微电级，刺激组件的刺激部长度可设置的范围比较大，克服了传统柔性电极刺激部高度受限难以增加的缺陷。

优选的，所述封装体包括基底和盖帽,所述基底由陶瓷材料制成所述盖帽由钛合金制成,所述基座盖为玻璃盖。为了使得封装效果好，通讯组件的基底材质一般选择陶瓷，也可以选择塑料、玻璃、金属或者其它材料做成。基座盖可以选用一些硬度较高的生物相容性较好的材料做成，在本发明中，一般采用玻璃盖。

本发明的有益效果：本发明采用在患者眼球组织内部刺激组件上安装有第二处理芯片，微电级直接和第二处理芯片连接直接由第二处理芯片驱动，第二处理芯片通过少量连接线和眼球组织外部的第一处理芯片进行信号传输，避免了传统需要微电级直接通过导线和眼球组织外部处理芯片连接的缺陷，使得导线的数量大大减少。本发明的设计，使得连接导线的数量不会随着微电级的数量增加而增加，大大减少了人工视网膜在植入时对眼球组织造成的创伤，除此之外，本发明中第一处理芯片和第二处理芯片的连接导线连接便捷高效。

附图说明

图1为本发明结构中视网膜假体使用状态示意图；

图2为本发明中视网膜假体展开结构示意图；

图3为本发明中视网膜假体展开结构示意图；

图4为刺激组件结构示意图；

图5为刺激组件结构示意图；

图6为刺激组件中基座结构示意图；

图7为封装体结构示意图。

其中1为刺激组件，11为第二处理芯片，12为微电级，121为连接部，122为刺激部，13为基座，14为基座盖，15为信号输出端，7为通讯组件，2为封装体，21为第一处理芯片，22为盖帽，211为连接端，212为连接点，3为耦合线圈，4为连接带，41为缝合口，5为导线(排线)，6为眼球组织,61为眼球组织外壁。

具体实施方式

为了便于对本发明的理解，下面结合附图对其进行描述：

如图1-7所示,本发明提供了一种视网膜假体，包括植入到人体眼球内部的刺激组件1，设置在眼球外壁巩膜上的通讯组件7，所述通讯组件7包括封装体2和耦合线圈3。封装体2和耦合线圈3一般通过硅胶保护层体包裹。在使用时,该硅胶保护层将通讯组件和刺激组件包裹，并且一体成型形成连接带，通讯组件7通过连接带4环绕固定在眼球外壁上61。

在通讯组件2或者连接带4位置一般都设置有缝合口41，植入时可通过缝合口41将视网膜假体缝合在患者眼球组织上。

在眼球组织6的内部设置有对神经进行刺激的刺激组件1，刺激组件通过导线5穿过眼球外壁和通讯组件7连接。具体来说，在通讯组件7的封装体2内设置有第一处理芯片21，在刺激组件1内设置有若干个用于刺激神经单元的微电级12，以及和微电级12连接的第二处理芯片11。第一处理芯片21用来和第二处理芯片11连接，并且处理和反馈第二处理芯片11传输的信号，实现和外部的信息交换。第二处理芯片11用于控制微电级12向神经元发出刺激信号并接收反馈信号，在第二处理芯片11上设置有信号输出端15，在信号输出端15处设置有导线5连接到眼球外侧的通讯组件内的第一处理芯片上。第一处理芯片和第二处理芯片通过多根导线连接，多根导线为通过由金属衬底经过切割的方法制成的相互独立的导线，多根相互独立的导线经过绝缘处理形成一根排线，该排线焊接方便，连接牢靠。

在加工排线时，金属衬底厚度在0.02mm-0.08mm之间，切割后的每根金属导线宽度在0.1mm-0.5mm之间，每根金属导线之间的间距在0.05mm-0.5mm之间，这样在保证导线韧性的同时也使得其宽度和厚度较小，减少植入时对人体的创伤。加工的相互独立的导线一般为扁平状的金属导线，在加工过程中，先利用激光或者其它切割方式将金属衬底切割，形成多根独立的“金属片”，金属片的两端预留一部分金属使其形成固定连接。在对多根导线进行绝缘和注塑包裹等方式处理使其形成一根排线。然后去掉排线两端相连接的部分，形成导线接头。

在刺激组件1上，设置有信号连接件。信号连接件一端和第二处理芯片21的信号输出端相连，一端和连接导线相连，连接导线的另一端连接到通讯组件上。由于第二处理芯片可以通过少数的信号输出端和通讯组件的第一处理芯片进行信号传输，因此，任意增加刺激组件上的微电极数量，都不会增加眼球内到眼球外壁导线的数量，弥补了因为导线数量增多而造成手术创伤大的设计缺陷。

连接第一处理芯片21和第二处理芯片11的导线为多根，多根导线聚集在一起形成一根排线5，第一处理芯片第二处理芯片通过一根排线5连接，一根排线的设置使得视网膜假体在植入式更加便捷，同时也对人体的创伤变小。排线的横截面呈“扁平状”，这样排线在穿过眼球壁时对其伤口也是“扁平状”，这种“扁平状”的伤口更容易愈合。

刺激组件1还包括基座13和基座盖14，刺激组件基座13可通过玻璃预打孔，再将微电极12柱插入通孔中固化处理形成；或通过预先布置好微电极阵列后，再印刷玻璃料浆，烧结固化形成。

基座盖14用于安装第二处理芯片，微电极安装在基座13上并且穿过所述基座13，露出在基座一侧的微电级形成刺激部122，在基座另外一侧的微电级形成连接部121，该连接部121和第二处理芯片11连接，连接部通过倒装焊的方式接在所述第二处理芯片上，避免传统人工视网膜中刺激组件通过微电极和眼球外壁上的处理芯片连接，避免微电级数量增多时，导线数量变多造成导线尺寸变大对眼球组织创伤变大的缺陷。

一般来讲，露出在基座一侧的刺激部122的高度在1μm-300μm之间。刺激部的高度可以根据实际使用场景进行调整。由于在本发明中，采用的是在基座刚性材质上设置微电级，刺激组件的刺激部长度可设置的范围比较大，克服了传统柔性电极刺激部高度受限难以增加的缺陷。微电极一般多个，在基座上形成微电极陈列，其数量、形状以及分布图案可以自由调整。

眼球组织内部到外壁上的导线为多根，多根连接导线汇聚在一起组成一根排线。多根导线一般包括，用于给所述第二处理芯片供电的电源连接接线、用于实现漏电监测信号传输的漏电监测导线，用于实现控制信号传输的信号输入导线和信号输出导线以及用于芯片运行的时钟导线。这些导线在一起实现了第一芯片和第二芯片之间的信号传输，具体来讲，导线为八根，包括两根用于给第二芯片供电的电源线，一根接地线，两根用于实现漏电监测信号传输的漏电监测导线，一根用于实现控制信号传输的信号输入导线，一根信号输出导线以及一根用于芯片运行的时钟导线。

耦合线圈用来给封装体内的芯片供电以及人工视网膜植入部分和外置机之间的信号传输。在第一处理芯片上设置有两个和耦合线圈连接的连接端211，还设置有用来和第二处理芯片引出导线连接的连接点212,一般来讲,连接点为八个,导线为八根。在通讯组件上设置有壳体，在壳体上设置有若干用来接通导线的开口。

封装体包括基底和盖帽,基底一般由陶瓷材料制成,盖帽一般由钛金属制成，当然也可以选择陶瓷或者其它材质的材料做成。

基座盖14也可以根据实际情况选择材质，一般来讲，基座盖可以选用一些硬度较高的生物相容性较好的材料做成，在本发明中，一般采用玻璃盖。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内做出的任何修改、等同替换、改进等均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视网膜假体,包括植入到眼球组织内部的刺激组件，设置在眼球组织外壁巩膜上的通讯组件，所述通讯组件包括封装体，其特征在于，在所述封装体内设置有第一处理芯片,在所述刺激组件内设置有第二处理芯片,所述第一处理芯片和所述第二处理芯片通过多根导线连接，多根导线为通过由金属衬底经过切割的加工制成的相互独立的导线，多根相互独立的导线经过绝缘处理形成一根排线。

2.根据权利要求1所述的一种视网膜假体，在所述刺激组件上还设置有若干个作用于眼球组织的微电极，所述微电极连接在第二处理芯片上。

3.根据权利要求1所述的一种视网膜假体，其特征在于，所述刺激组件还包括基座和基座盖，所述微电级安装在所述基座上并且穿过所述基座，露出在基座一侧的微电级形成刺激部，在基座另外一侧的微电级形成连接部，该连接部和第二处理芯片连接。

4.根据权利要求1所述的一种视网膜假体，其特征在于，所述通讯组件还包括耦合线圈，通讯组件通过连接带形成一个闭环固定在人体眼球组织上。

5.根据权利要求4所述的一种视网膜假体，其特征在于，在所述通讯组件或者连接带位置设置有缝合口，在植入时该缝合口用来将视网膜假体缝合在眼球组织上。

6.根据权利要求1所述的一种视网膜假体，其特征在于，所述排线的横截面呈“扁平状”。

7.根据权利要求所述的一种视网膜假体，其特征在于，所述多根导线包括，用于给所述第二芯片供电的电源连接接线、用于实现漏电监测信号传输的漏电监测导线，用于实现控制信号传输的信号输入导线和信号输出导线以及用于芯片运行的时钟导线。

8.根据权利要求3所述的一种视网膜假体，其特征在于，所述微电级连接部通过倒装焊的方式接在所述第二处理芯片上。

9.根据权利要求3所述的一种视网膜假体，其特征在于，所述露出在基座一侧的刺激部的高度在1μm-100μm之间。

10.根据权利要求1或3中任意一项所述一种视网膜假体，其特征在于，所述封装体包括基底和盖帽,所述基底由陶瓷材料制成,所述盖帽由钛金属制成,所述基座盖为玻璃盖。