JP2005080360A - Visual recovery auxiliary apparatus - Google Patents

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Hiroyuki Tashiro
洋行 田代
Yasuo Terasawa
靖雄 寺澤
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Nidek Co Ltd
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Nidek Co Ltd
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/00736—Instruments for removal of intra-ocular material or intra-ocular injection, e.g. cataract instruments
    • A61F9/00754—Instruments for removal of intra-ocular material or intra-ocular injection, e.g. cataract instruments for cutting or perforating the anterior lens capsule, e.g. capsulotomes

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a visual recovery auxiliary apparatus which can efficiently conduct the supply of a power of the apparatus installed in an eye and which can be suitably used. <P>SOLUTION: The visual recovery auxiliary apparatus includes an in-vivo unit placed into a patient eye for urging a visual recovery according to a stimulus pulse signal outputted from each of a plurality of electrodes brought into contact with a retina, and an in-vitro unit for acquiring image information and transmitting to the in-vivo unit. The in-vitro unit has a power supply means installed at a patient head to transmit the power for driving the in-vivo unit by an electromagnetic induction by using a primary coil. The in-vivo unit has a power acquiring means having a secondary coil for acquiring the power supply from the power supply means. The power acquiring means is disposed between magnetic fluxes flowing between a discharge port and a suction port of the magnetic flux of the power supply means at the in-vivo unit and in-vitro unit mounting time. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は視覚再生のため、眼内に設置される視覚再生補助装置に関する。   The present invention relates to a visual reproduction assisting device installed in an eye for visual reproduction.

近年、失明治療技術の一つとして、電極等を有する眼内埋殖装置を眼内に設置し、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には体外にて撮像された映像を光信号や電波信号に変換した後、眼内に設置された眼内埋殖装置に送信して細胞を刺激する方法（以下、体外撮像型と記す）や、網膜にフォトダイオードアレイ等からなる眼内埋殖装置を設置し、画像をフォトダイオードアレイに結像させて細胞を電気刺激する方法（以下、体内撮像型と記す）等が考えられている。
このような視覚再生補助装置において、患者眼の眼内に設置する装置に対しての電力供給を無線にて実現する方法が検討されている。無線にて電力供給を行う方法としては１次コイルと２次コイルとを用いて電磁誘導により電力の供給を図る方法が知られている（特許文献１参照）。このような方法を用いて電力供給を行う場合、眼外に１次コイルを置き、眼内に２次コイルを置くことにより、眼内に設置する装置に対して電力の供給を行うことが可能である。
特開平１１−１７８２４９号公報 In recent years, as one of the treatment techniques for blindness, research has been conducted on a visual regeneration assisting device that attempts to regenerate vision by installing an intraocular implant device with electrodes, etc. in the eye, and electrically stimulating the cells that make up the retina. Yes. In such a visual reproduction assisting device, after converting an image captured outside the body into an optical signal or a radio wave signal, a method of transmitting cells to an intraocular implantation device installed in the eye to stimulate cells (hereinafter, In vitro imaging type), or by installing an intraocular implant device consisting of a photodiode array or the like in the retina and forming an image on the photodiode array to electrically stimulate cells (hereinafter referred to as in vivo imaging type) Etc. are considered.
In such a visual reproduction assisting device, a method for wirelessly supplying power to a device installed in the eye of a patient's eye has been studied. As a method of supplying power wirelessly, a method of supplying power by electromagnetic induction using a primary coil and a secondary coil is known (see Patent Document 1). When power is supplied using such a method, it is possible to supply power to a device installed in the eye by placing the primary coil outside the eye and placing the secondary coil inside the eye. It is.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-178249

しかしながら、電流によって発生する磁界はその電流の周りに集まる性質があるため、磁界の強さは一般には距離が離れるとその２乗に比例して減衰する。したがって単に１次コイルを眼外におき、２次コイルを１次コイルに対向させるようにして眼内に置くような方式では、１次コイルで作られた磁束は、２次コイル側に届き難く、効率が悪いという問題がある。
本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、眼内に設置される装置の電力供給を効率よく行うことができるとともに、好適に使用可能な視覚再生補助装置を提供することを技術課題とする。 However, since the magnetic field generated by the current has a property of gathering around the current, the strength of the magnetic field generally attenuates in proportion to the square thereof as the distance increases. Therefore, in a system in which the primary coil is simply placed outside the eye and the secondary coil is placed in the eye so as to face the primary coil, the magnetic flux produced by the primary coil is difficult to reach the secondary coil side. There is a problem of inefficiency.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a visual reproduction assistance device that can efficiently supply power to a device installed in the eye and that can be suitably used. And

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） 患者眼の眼内に置かれるとともに複数の電極を網膜に当接させ該電極から出力される刺激パルス信号により視覚の再生を促すための体内装置と、画像情報を取得し前記体内装置へ伝送するための体外装置とからなる視覚再生補助装置において、前記体外装置は患者頭部に装着されるとともに前記体内装置を駆動させるための電力を１次コイルを用いて電磁誘導により伝送する電力供給手段を有し、前記体内装置は前記電力供給手段からの電力供給を得るための２次コイルを有する電力取得手段を有し、前記体内装置及び体外装置の装着時において前記電力供給手段の磁束の吐き出し口と吸い込み口との間に流れる磁束の間に前記電力取得手段が位置する構成であることを特徴とする。
（２） （１）の視覚再生補助装置において、前記電力供給手段は１次コイルと該１次コイルに接続されるとともに患者の眼前から少なくとも側頭部まで延びる磁性体から構成されることを特徴とする。
（３） （２）の視覚再生補助装置において、前記体外装置は前記画像情報を取得するための撮影手段と該撮影手段を顔前に位置させるためのバイザーとを有し、該バイザーの形成材料の少なくとも一部として前記磁性体が用いられていることを特徴とする。
（４） （３）の視覚再生補助装置において、前記バイザーのつる先端の形状は前記電力供給手段による磁束の吐き出し口および／または吸い込み口とするために前記バイザーの途中のつるの幅よりも広い面積を有していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) An in-vivo device for placing a plurality of electrodes in contact with the retina and prompting visual reproduction by a stimulation pulse signal output from the electrodes while being placed in the eye of a patient's eye; In the visual reproduction assisting device comprising the extracorporeal device for transmitting to the electric power, the extracorporeal device is mounted on the patient's head and the electric power for driving the intracorporeal device is transmitted by electromagnetic induction using a primary coil Supply means, and the in-vivo device has power acquisition means having a secondary coil for obtaining power supply from the power supply means, and the magnetic flux of the power supply means when the in-body device and the extracorporeal device are mounted. The power acquisition means is located between magnetic fluxes flowing between the discharge port and the suction port.
(2) In the visual reproduction assisting device according to (1), the power supply means is composed of a primary coil and a magnetic body connected to the primary coil and extending from the front of the patient's eyes to at least the temporal region. And
(3) In the visual reproduction assisting device according to (2), the extracorporeal device includes a photographing unit for acquiring the image information and a visor for positioning the photographing unit in front of the face, and a material for forming the visor The magnetic material is used as at least a part of the above.
(4) In the visual reproduction assisting device of (3), the shape of the tip of the visor is wider than the width of the vine in the middle of the visor so as to serve as a magnetic flux discharge port and / or a suction port by the power supply means. It has an area.

本発明の視覚再生補助装置によれば、体外に置かれた装置から眼内に設置された装置への電力伝送を効率よく行うことができる。   According to the visual reproduction auxiliary device of the present invention, it is possible to efficiently perform power transmission from a device placed outside the body to a device installed in the eye.

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本実施の形態の視覚再生補助装置において体外にて使用する体外装置の概略構成を示した図であり、図２は本実施の形態の視覚再生補助装置において体内（眼内）にて使用する体内装置の概略構成を示した図であり、図３は本実施形態の視覚再生補助装置の制御系を示したブロック図である。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an extracorporeal device used outside the body in the visual reproduction assisting device according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the internal structure (intraocular) of the visual regeneration assisting device according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an in-vivo device to be used, and FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the visual reproduction assisting device of the present embodiment.

本実施形態における視覚再生補助装置１は、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。図１に示すように、体外装置１０は患者頭部に装着するバイザー１１と、バイザー１１に取り付けられるＣＣＤカメラからなる撮影装置１２と、外部デバイス１３、１次コイル等からなる電力送信部１４、及び撮影装置にて撮影された画像情報を体内装置２０側に光通信にて送信するための画像情報送信部１５にて構成されている。   The visual reproduction assisting apparatus 1 in this embodiment includes an extracorporeal apparatus 10 for photographing the outside world and an in-vivo apparatus 20 that applies electrical stimulation to cells constituting the retina and promotes visual reproduction. As shown in FIG. 1, the extracorporeal device 10 includes a visor 11 attached to a patient's head, an imaging device 12 including a CCD camera attached to the visor 11, an external device 13, a power transmission unit 14 including a primary coil, and the like. And an image information transmitting unit 15 for transmitting image information captured by the image capturing apparatus to the in-vivo device 20 side by optical communication.

図３に示すように、外部デバイス１３には、撮影装置１２からの撮影データを電気刺激パルス用データ（情報）に変換するためのＣＰＵ（Central Processing Unit 中央演算処理装置）等の演算処理手段を有するパルス信号変換手段１３ａと、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ー１３ｂからなる。撮影装置１２及び画像情報送信部１５は、パルス信号変換手段１３ａに電気的に接続され、電力送信部１４はバッテリー１３ｂに電気的に接続されている。   As shown in FIG. 3, the external device 13 includes arithmetic processing means such as a CPU (Central Processing Unit) for converting imaging data from the imaging apparatus 12 into electrical stimulation pulse data (information). And a pulse signal conversion means 13a having a battery 13b for supplying power to the visual reproduction assisting device 1 (external device 10 and internal device 20). The imaging device 12 and the image information transmission unit 15 are electrically connected to the pulse signal conversion means 13a, and the power transmission unit 14 is electrically connected to the battery 13b.

バイザー１１は、図１に示すように眼鏡形状を有しており、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、バイザー１１はフェライトやパーマロイ等の磁性体から形成されているとともに、バイザー１１のつる先端部分１１ａは電力送信部１４によってもたらされる磁束の吸い込み口（流入口）、または吐き出し口（流出口）となるように、バイザーのつる部分の幅よりも十分に広い面積（大きさ）を有するように形成されている。なお、電力送信部１４は、バイザー１１を装着した際に患者眼の眼前に位置するようにバイザー１１の前面部１１ｂに取り付けられている。また、撮影装置１２はバイザー１１の前面部１１ｂの上端に取り付けてあり、患者に認知させる被写体を撮影することができる。なお、本実施形態では、バイザー１１の全体を磁性体にて形成するものとしているが、これに限るものではなく、バイザー１１の形成材料の一部に磁性体を用いるようにしてもよく、さらにはバイザー１１の前面に設置される電力送信部１４からバイザー１１のつる部先端１１ａにかけて磁性体が使用されていればよい。   The visor 11 has a spectacle shape as shown in FIG. 1, and can be used by being mounted in front of the patient's eyes. The visor 11 is made of a magnetic material such as ferrite or permalloy, and the tip end portion 11a of the visor 11 has a suction port (inlet) or a discharge port (outlet) for the magnetic flux provided by the power transmission unit 14. The visor is formed so as to have an area (size) sufficiently wider than the width of the vine portion. The power transmission unit 14 is attached to the front surface portion 11b of the visor 11 so as to be positioned in front of the patient's eye when the visor 11 is mounted. Moreover, the imaging device 12 is attached to the upper end of the front surface part 11b of the visor 11, and can image a subject to be recognized by the patient. In the present embodiment, the entire visor 11 is formed of a magnetic material. However, the present invention is not limited to this, and a magnetic material may be used as a part of the material for forming the visor 11. As long as the magnetic material is used from the power transmission unit 14 installed on the front surface of the visor 11 to the tip 11a of the vine portion of the visor 11.

電力送信部１４は、フェライトやパーマロイ等の磁性体を磁芯とし、その周囲を銅線、金線等に絶縁被膜を施したコイル線にて巻くことにより１次コイルを形成している。この電力送信部１４は体内装置２０を駆動させるための電力を電磁波として体内装置２０に伝送（無線送信）することができる。また、画像情報送信部１５は、赤外光を発するＬＥＤ等からなり、パルス信号変換手段１３ａにて変換された電気刺激パルス信号用データを眼内に埋植される体内装置２０側に赤外光にて光通信を行うようになっている。   The power transmission unit 14 forms a primary coil by winding a magnetic body such as ferrite or permalloy as a magnetic core and winding it around a coil wire in which a copper wire, a gold wire or the like is coated with an insulating film. The power transmission unit 14 can transmit (wireless transmission) power for driving the in-vivo device 20 to the in-vivo device 20 as an electromagnetic wave. The image information transmission unit 15 includes an LED that emits infrared light and the like, and the electrical stimulation pulse signal data converted by the pulse signal conversion unit 13a is infrared on the in-vivo device 20 side implanted in the eye. Optical communication is performed using light.

一方、図２は患者眼の眼内に設置される体内装置の構成を示した図である。体内装置２０は、基板２１、網膜を構成する細胞を電気刺激するための刺激電極２２ａが多数配列されている視覚再生部２２、体外装置１０からの電磁波を受信し電力を取得するための２次コイルからなる電力取得部２３、画像情報送信部１５からの赤外光を受光するための受光素子からなる受光部２４、内部デバイス２５等にて構成されている。なお、内部デバイス２５は受光部２４からの信号を基に視覚再生部２２から出力させる電気刺激パルス信号を生成し、視覚再生部２２へ送信するための処理回路を有している。   On the other hand, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an in-vivo device installed in a patient's eye. The in-vivo device 20 receives the electromagnetic waves from the substrate 21, the visual reproduction unit 22 in which a number of stimulation electrodes 22 a for electrically stimulating the cells constituting the retina are arranged, and the extracorporeal device 10 to acquire power. The power acquisition unit 23 includes a coil, the light receiving unit 24 includes a light receiving element for receiving infrared light from the image information transmission unit 15, the internal device 25, and the like. The internal device 25 has a processing circuit for generating an electrical stimulation pulse signal to be output from the visual reproduction unit 22 based on the signal from the light receiving unit 24 and transmitting the electrical stimulation pulse signal to the visual reproduction unit 22.

基板２１は透光性を有する生体適合性の良い材料を使用しており、本実施の形態ではポリイミドを用いている。基板２１は円板部分２１ａと長板部分２１ｂとからなり、円板部分２１ａには電力取得部２３、受光部２４が取り付けられている。また、長板部分２１ｂには内部デバイス２５が取り付けられ、長板部分２１ｂの先端には視覚再生部２２が取り付けられている。また、電力取得部２３、受光部２４及び視覚再生部の各々は、内部デバイス２５と電気的に接続されている。   The substrate 21 uses a material having translucency and good biocompatibility, and polyimide is used in this embodiment. The substrate 21 includes a disc portion 21a and a long plate portion 21b, and a power acquisition unit 23 and a light receiving unit 24 are attached to the disc portion 21a. An internal device 25 is attached to the long plate portion 21b, and a visual reproduction unit 22 is attached to the tip of the long plate portion 21b. In addition, each of the power acquisition unit 23, the light receiving unit 24, and the visual reproduction unit is electrically connected to the internal device 25.

円板部分２１ａに取り付けられる電力取得部２３は、フェライト等の磁性体からなる磁芯と、磁芯の周囲に巻かれたコイル線（１次コイルと同様に銅線、金線、白金等に絶縁被膜を施したもの）にて形成されており、２次コイルとして用いられる。電力取得部２３は図２（ｂ）に示すように、基板２１（円板部分２１ａ）の裏面側に取り付けられており、眼内に体内装置２０を設置する際に、電力取得部２３が後房付近に収まるようになっている（図４参照）。また、受光部２４は、図２（ｂ）に示すように基板２１（円板部分２１ａ）の表面側に取り付けられており、体内装置２０を眼内に設置した際には、体外装置１０に取り付けられている画像情報送信部１５と対向するようになっている。   The power acquisition unit 23 attached to the disc portion 21a includes a magnetic core made of a magnetic material such as ferrite, and a coil wire wound around the magnetic core (copper wire, gold wire, platinum, etc. like the primary coil). It is formed with an insulating film) and is used as a secondary coil. As shown in FIG. 2 (b), the power acquisition unit 23 is attached to the back side of the substrate 21 (disc portion 21a). When the in-vivo device 20 is installed in the eye, the power acquisition unit 23 is It fits in the vicinity of the tuft (see FIG. 4). In addition, the light receiving unit 24 is attached to the surface side of the substrate 21 (disc portion 21a) as shown in FIG. 2B, and when the intracorporeal device 20 is placed in the eye, the extracorporeal device 10 is attached to the extracorporeal device 10. It is configured to face the attached image information transmission unit 15.

また、２６は円板部分２１ａの周囲３箇所に設けられた開口部であり、体内装置２０を眼内に設置した際に、開口部２６を用いて円板部分２１ａを眼内に縫着するために用いられる。さらに長板部分２１ｂの先端はタックによって網膜上に固定保持される。   Reference numeral 26 denotes openings provided at three locations around the disc portion 21a. When the intracorporeal device 20 is installed in the eye, the disc portion 21a is sewn into the eye using the opening 26. Used for. Furthermore, the tip of the long plate portion 21b is fixed and held on the retina by a tack.

また、このような構成を備える体内装置２０は、視覚再生部２２の刺激電極２２ａ以外はポリイミド等の生体適合性の良い材料にてその全体が被覆されており、生体組織と構成部品との直接の接触や、体液等の装置内への浸潤を防ぐようになっている。   Further, the internal device 20 having such a configuration is entirely covered with a biocompatible material such as polyimide other than the stimulation electrode 22a of the visual reproduction unit 22, so that the living tissue and the components are directly connected. Contact and infiltration of body fluid into the device is prevented.

以上のような構成を備える人工視覚システムにおいて、その動作について図３及び図４を用いて説明する。   The operation of the artificial vision system having the above configuration will be described with reference to FIGS.

初めに患者眼Ｅ（使用者の眼）の水晶体を既知の白内障手術装置等によって乳化吸引し、取り除いておく。次に、患者眼Ｅの角膜耳側輪部から所定距離（例えば１．５ｍｍ程度）離れた部位の強膜を所定量程度切開することにより、挿入口を作成し、ここから体内装置２０を眼内に挿入する。また、長板部分２１ｂは網膜に沿って這わせて行き、黄斑部周辺の網膜上に視覚再生部２２を位置させる。眼内における視覚再生部２２の固定は、タック３０を網膜に突き刺すことにより行う。タック３０にて網膜を突き刺すと、タック３０は網膜を貫いて、その先端は脈絡膜又は強膜に達し、これにより視覚再生部３０は網膜上に固定保持される。   First, the lens of the patient's eye E (user's eye) is emulsified and aspirated by a known cataract surgical device or the like and removed. Next, a predetermined amount of incision is made in the sclera at a position away from the corneal ear side ring portion of the patient's eye E by a predetermined amount to create an insertion opening, from which the intracorporeal device 20 is inserted into the eye. Insert inside. Further, the long plate portion 21b is moved along the retina, and the visual reproduction unit 22 is positioned on the retina around the macula. The visual reproduction unit 22 is fixed in the eye by inserting the tack 30 into the retina. When the retina is pierced with the tack 30, the tack 30 penetrates the retina and the tip thereof reaches the choroid or sclera, whereby the visual reproduction unit 30 is fixedly held on the retina.

一方、円板部分２１ａ側は図４に示すように受光部２４が前側、電力取得部２３が後側になるようにして円板部分２１ａを前眼部の虹彩裏側に置くとともに、受光部２４を瞳孔に位置させる。受光部２４を瞳孔に位置させた後、円板部分２１ａに設けられた開口部２６に縫合糸を通し、虹彩と円板部分２１ａとを縫合することにより、円板部分２１ａを前眼部にて固定保持させる。また、円板部分２１ａの固定保持は虹彩への縫合ではなく、毛様体周辺に縫合するようにしてもよい。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the disc portion 21a is placed on the back side of the iris of the anterior eye portion so that the light receiving portion 24 is on the front side and the power acquisition portion 23 is on the rear side, as shown in FIG. Is located in the pupil. After the light receiving portion 24 is positioned in the pupil, a suture thread is passed through an opening 26 provided in the disc portion 21a, and the iris and the disc portion 21a are sutured, so that the disc portion 21a is attached to the anterior eye portion. And fix it. Further, the disk portion 21a may be fixedly held around the ciliary body instead of stitching to the iris.

また、体外装置１０においては、バイザー１１を装着して図４に示すように電力送信部及び画像情報送信部１５を眼前に位置させておく。撮影装置１２により撮影された被写体の撮影データは、パルス信号変換手段１３ａによって所定の帯域内の信号（電気刺激パルス用データ）に変換され、画像情報送信部１５より赤外光として体内装置２０側に送信される。体内装置２０の受光部２４によって受光された電気刺激パルス用データは、電気信号にて内部デバイス２５に送られる。内部デバイス２５では受け取った電気刺激パルス用データを基に、各刺激電極２２ａから出力するための電気刺激パルス信号を生成し、視覚再生部２２に送る。視覚再生部２２では受け取った電気刺激パルス信号を対応する刺激電極２２ａから出力させ、網膜を構成する細胞を刺激し、視覚の再生を促す。   In the extracorporeal device 10, the visor 11 is attached, and the power transmission unit and the image information transmission unit 15 are positioned in front of the eyes as shown in FIG. The photographing data of the subject photographed by the photographing device 12 is converted into a signal (electric stimulation pulse data) within a predetermined band by the pulse signal conversion means 13a, and is transmitted from the image information transmission unit 15 as infrared light to the in-vivo device 20 side. Sent to. The electrical stimulation pulse data received by the light receiving unit 24 of the in-vivo device 20 is sent to the internal device 25 as an electrical signal. The internal device 25 generates an electrical stimulation pulse signal to be output from each stimulation electrode 22 a based on the received electrical stimulation pulse data and sends it to the visual reproduction unit 22. The visual reproduction unit 22 outputs the received electrical stimulation pulse signal from the corresponding stimulation electrode 22a, stimulates the cells constituting the retina, and promotes visual reproduction.

一方、体外装置１０の電力送信部１４は、バッテリー１３ｂから供給されている電力によって磁界を形成し、電磁誘導により２次コイルからなる電力取得部２３に対して電力の供給を行う。図５は電力送信部１４にて生じる磁束の流れを示した概念図である。バイザー１１は磁性体により形成されているため、図示するように磁束の流れは制御され電力送信部１４からつる先端部分１１ａに向かって流れるようになる（１次コイルへ流す電流の向きによっては反対につる先端部１１ａから電力送信部１４に向かって流れるようになる）。このような磁束の流れにおいては、２次コイルからなる電力取得部２３に鎖交する磁束数が増加するともに電力取得部２３は磁束の流れの間（途中）に位置することになるため、電磁誘導が効率良く行われることなる。その結果、体外装置１０から体内装置２０への電力の供給が効率良く行われることとなる。このように電力取得部２３にて得られた電力は、体内装置２０の駆動や刺激電極２２ａからの電気刺激パルス信号に用いられることとなる。   On the other hand, the power transmission unit 14 of the extracorporeal device 10 forms a magnetic field by the power supplied from the battery 13b, and supplies power to the power acquisition unit 23 including the secondary coil by electromagnetic induction. FIG. 5 is a conceptual diagram showing the flow of magnetic flux generated in the power transmitter 14. Since the visor 11 is formed of a magnetic material, the flow of magnetic flux is controlled and flows from the power transmitter 14 toward the tip portion 11a (as shown in the figure, depending on the direction of the current flowing to the primary coil). It flows from the tip 11a of the vine toward the power transmitter 14). In such a flow of magnetic flux, the number of magnetic fluxes linked to the power acquisition unit 23 composed of the secondary coil increases, and the power acquisition unit 23 is positioned in the middle of the flow of magnetic flux. Guidance is performed efficiently. As a result, the power supply from the extracorporeal device 10 to the intracorporeal device 20 is efficiently performed. Thus, the electric power obtained by the electric power acquisition unit 23 is used for driving the in-vivo device 20 and an electrical stimulation pulse signal from the stimulation electrode 22a.

次に、単にコイルのみを使用した場合の磁界の強さと、コイルに磁性体からなるアーム（つる）を取り付け磁束の流れを制御した場合における磁界の強さとを比較した実験結果を以下に挙げる。図６はコイルを作成する際に用いた磁芯１００を示す図であり。図６（ａ）は磁芯１００の正面図を、図６（ｂ）は平面図を示している。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、中心にφ２０mmの開口を有したφ５０mm、厚さ６mmの円柱形状の磁芯１００を使用した。磁芯１００の材料はパーマロイを磁性焼鈍作業を行い、軟磁性化させたものを用いた。焼鈍条件は1100℃の水素雰囲気中に３時間置いた後、約500℃まで７時間かけて落とすものとした。このような磁芯１００にφ0.23mmの２種ＵＥＷ線を３００回巻くことによってコイル（アーム無）を作成した。   Next, experimental results comparing the strength of a magnetic field when only a coil is used and the strength of a magnetic field when an arm made of a magnetic material is attached to the coil to control the flow of magnetic flux will be described below. FIG. 6 is a diagram showing the magnetic core 100 used when creating the coil. 6A is a front view of the magnetic core 100, and FIG. 6B is a plan view. As shown in FIGS. 6A and 6B, a cylindrical magnetic core 100 having a diameter of 50 mm and a thickness of 6 mm having an opening of 20 mm in the center was used. As the material of the magnetic core 100, a material obtained by subjecting permalloy to magnetic annealing by performing a magnetic annealing operation was used. The annealing conditions were set in a hydrogen atmosphere at 1100 ° C. for 3 hours and then dropped to about 500 ° C. over 7 hours. A coil (without an arm) was prepared by winding a φ0.23 mm type 2 UEW wire around such a magnetic core 100 300 times.

また、アーム付きのコイルは、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、幅１０mmのＬ字型のアーム１０１に前述した磁芯１００（巻線済）を取り付けることによって作成した。なお、アーム付きのコイル全体の形状（寸法）は、図７（ａ）の平面図、図７（ｂ）の正面図に示す。また、アーム１０１の先端はφ２０ｍｍの円板状に形成した。また、アーム１０１は磁芯１００と同様にパーマロイを焼鈍することにより軟磁性化させたものを用いた。   Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, a coil with an arm was prepared by attaching the above-described magnetic core 100 (wound) to an L-shaped arm 101 having a width of 10 mm. The overall shape (dimensions) of the coil with the arm is shown in the plan view of FIG. 7A and the front view of FIG. The tip of the arm 101 was formed in a disk shape with a diameter of 20 mm. The arm 101 was made of soft magnetic material by annealing permalloy in the same manner as the magnetic core 100.

コイル（アーム無）、コイル（アーム有）ともに周波数２０ｋＨｚ、電流１００ｍＡにて磁界を発生させた。磁界の強さの測定は、コイル（アーム無）、コイル（アーム有）ともにコイル平面の中心から１４ｍｍ、１９ｍｍ、２４ｍｍ離れた位置をテスラメータ（F.W.BELL社製 7030型）を用いて測定を行った。測定結果を表１に示す。   Both the coil (without arm) and the coil (with arm) generated a magnetic field at a frequency of 20 kHz and a current of 100 mA. The strength of the magnetic field was measured using a Teslameter (FWBELL model 7030) at positions 14 mm, 19 mm, and 24 mm away from the center of the coil plane for both the coil (without arm) and the coil (with arm). . The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2005080360
Figure 2005080360

＜結果＞
表１に示すように、各測定点（１４ｍｍ、１９ｍｍ、２４ｍｍ）の何れもコイル（アーム有）の方が磁界の強さが大きかった。本実施形態の視覚再生補助装置を装着した際の１次コイルと２次コイルとの距離は、約１９ｍｍ程度となるため、単に１次コイルと２次コイルのみを対向させたものに比べ、磁性体からなるアーム（本実施形態ではバイザーのつる）を用いることにより、磁束の流れを制御でき効率よく電力の伝送が行えることが確認されたこととなる。 <Result>
As shown in Table 1, the coil (with arm) had a higher magnetic field strength at each measurement point (14 mm, 19 mm, 24 mm). Since the distance between the primary coil and the secondary coil when the visual reproduction assisting device of this embodiment is mounted is about 19 mm, it is magnetic compared to the case where only the primary coil and the secondary coil are opposed to each other. It is confirmed that the flow of magnetic flux can be controlled and electric power can be efficiently transmitted by using a body arm (a visor vine in this embodiment).

以上のように、本実施形態では、少なくともバイザーのつるを磁性体とするものとしているが、これに限るものではない。１次コイルにて発生する磁束の流れの途中に２次コイルが位置するような構成であればよい。例えば図８に示すように磁性体からなるアーム１１０を患者の後頭部にまで延ばすようにしておき、１次コイル（電力送信部）１１１の磁束の吐き出し口と吸い込み口とを結ぶ線が頭部を貫くようにすることもできる。なお、１次コイル１１１の位置は、必ずしも眼内に置かれた２次コイル１１２（電力取得部）と対向させておく必要は無く、磁束の流れの途中に２次コイルが位置していればよい。例えば、図示するように側頭部に１次コイル１１１が位置するような構成であってもよい。   As described above, in the present embodiment, at least the vine of the visor is a magnetic body, but the present invention is not limited to this. Any configuration may be employed as long as the secondary coil is positioned in the middle of the flow of magnetic flux generated by the primary coil. For example, as shown in FIG. 8, the arm 110 made of a magnetic material is extended to the back of the patient's head, and the line connecting the magnetic flux discharge port and the suction port of the primary coil (power transmission unit) 111 is connected to the head. It can also be penetrated. Note that the position of the primary coil 111 does not necessarily have to be opposed to the secondary coil 112 (power acquisition unit) placed in the eye, as long as the secondary coil is positioned in the middle of the flow of magnetic flux. Good. For example, a configuration in which the primary coil 111 is located in the temporal region as shown in the drawing may be used.

また、本実施形態では撮影装置にて撮影した画像情報を光通信により体内装置側に伝送するものとしているが、これに限るものではなく、画像情報を電磁波にて体内装置側に伝送するようにすることもできる。   In this embodiment, the image information captured by the imaging device is transmitted to the in-vivo device side by optical communication. However, the present invention is not limited to this, and the image information is transmitted to the in-vivo device side by electromagnetic waves. You can also

本実施形態に用いる体外装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the extracorporeal apparatus used for this embodiment. 本実施形態に用いる体内装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the in-vivo apparatus used for this embodiment. 本実施形態における視覚再生補助装置の制御系を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the control system of the visual reproduction auxiliary | assistance apparatus in this embodiment. 視覚再生補助装置を患者に装着した状態を示した図である。It is the figure which showed the state which mounted | wore the patient with the visual reproduction assistance apparatus. 本実施形態の視覚再生補助装置を患者に装着した際における磁束の流れを示した図である。It is the figure which showed the flow of the magnetic flux at the time of mounting | wearing a patient with the visual reproduction auxiliary | assistance apparatus of this embodiment. 実験に用いた磁芯の形状を示した図である。It is the figure which showed the shape of the magnetic core used for experiment. 実験に用いたアーム付コイルの形状を示した図である。It is the figure which showed the shape of the coil with an arm used for experiment. 本実施形態における視覚再生補助装置の変容例を示した図である。It is the figure which showed the example of a change of the visual reproduction assistance apparatus in this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 視覚再生補助装置
１０ 体外装置
１１ バイザー
１４ 電力送信部
２０ 体内装置
２１ 基板
２２ 視覚再生部
２３ 電力取得部



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Visual reproduction | regeneration assistance apparatus 10 Extracorporeal device 11 Visor 14 Power transmission part 20 In-vivo apparatus 21 Board | substrate 22 Visual reproduction part 23 Power acquisition part



Claims (4)

患者眼の眼内に置かれるとともに複数の電極を網膜に当接させ該電極から出力される刺激パルス信号により視覚の再生を促すための体内装置と、画像情報を取得し前記体内装置へ伝送するための体外装置とからなる視覚再生補助装置において、前記体外装置は患者頭部に装着されるとともに前記体内装置を駆動させるための電力を１次コイルを用いて電磁誘導により伝送する電力供給手段を有し、前記体内装置は前記電力供給手段からの電力供給を得るための２次コイルを有する電力取得手段を有し、前記体内装置及び体外装置の装着時において前記電力供給手段の磁束の吐き出し口と吸い込み口との間に流れる磁束の間に前記電力取得手段が位置する構成であることを特徴とする視覚再生補助装置。 An in-vivo device that is placed in the eye of a patient's eye and abuts a plurality of electrodes in contact with the retina and promotes visual reproduction by a stimulation pulse signal output from the electrodes, and acquires image information and transmits it to the in-vivo device A power supply means for transmitting the electric power for driving the in-vivo device by electromagnetic induction using a primary coil while the in-vitro device is mounted on a patient's head. And the in-vivo device has power acquisition means having a secondary coil for obtaining power supply from the power supply means, and a magnetic flux outlet of the power supply means when the in-body device and the extracorporeal device are mounted. The visual reproduction assisting device is characterized in that the power acquisition means is positioned between magnetic fluxes flowing between the suction port and the suction port. 請求項１の視覚再生補助装置において、前記電力供給手段は１次コイルと該１次コイルに接続されるとともに患者の眼前から少なくとも側頭部まで延びる磁性体から構成されることを特徴とする視覚再生補助装置。 2. The visual reproduction assisting device according to claim 1, wherein the power supply means is composed of a primary coil and a magnetic material connected to the primary coil and extending from the front of the patient to at least the temporal region. Playback assist device. 請求項２の視覚再生補助装置において、前記体外装置は前記画像情報を取得するための撮影手段と該撮影手段を顔前に位置させるためのバイザーとを有し、該バイザーの形成材料の少なくとも一部として前記磁性体が用いられていることを特徴とする視覚再生補助装置。 3. The visual reproduction assisting device according to claim 2, wherein the extracorporeal device includes photographing means for acquiring the image information and a visor for positioning the photographing means in front of the face, and at least one of the forming materials of the visor. A visual reproduction assisting device, wherein the magnetic material is used as a part. 請求項３の視覚再生補助装置において、前記バイザーのつる先端の形状は前記電力供給手段による磁束の吐き出し口および／または吸い込み口とするために前記バイザーの途中のつるの幅よりも広い面積を有していることを特徴とする視覚再生補助装置。


4. The visual reproduction assisting device according to claim 3, wherein the shape of the tip of the visor is wider than the width of the vine in the middle of the visor so as to serve as a magnetic flux discharge port and / or a suction port by the power supply means. A visual reproduction assisting device characterized by that.


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