植入装置和具有其的视觉假体的制作方法

1.本实用新型涉及植入式医疗器械技术领域，尤其是涉及一种植入装置和具有其的视觉假体。


背景技术：

2.视觉假体是为了帮助视网膜或者其它视觉器官发生病变的患者重新获得光明和视觉的植入式医疗器械。正常视觉的形成是视网膜上的感光细胞(如视锥细胞和视杆细胞)将光刺激转换成电信号，在视网膜的各层细胞(如水平细胞、双极细胞、神经节细胞等)编码之后，将神经冲动传输到视皮层。
3.目前常用的一种视觉假体设计是将微电极植入物植入视网膜表面，从而帮助视网膜色素变性和老年性黄斑变性等外层视网膜变性疾病患者。该视觉假体包括植入件和外部件两个部分。植入件中的电子封装体缝合在眼球巩膜外侧，柔性电极穿过眼球壁，其端部的电极阵列通过固定钉固定在视网膜表面。外部件包括采集视频信息的摄像头，视频信息经过数据转换后无线传输给植入件的电子封装体，电极阵列通过电刺激的方式向视网膜传递刺激，传送到视网膜上的电脉冲信号刺激视网膜上仍保留功能的神经元，并将此刺激通过视觉神经传送到大脑，使患者产生视觉感知。
4.相关技术中，植入件的电子封装体和用于无线传输的线圈位于眼球周向前后位置，线圈位于电子封装体外，此种形式的植入件一般要覆盖巩膜周向两个象限甚至三个象限、四个象限，其占用眼球的周向空间较大，因此导致植入手术难度大，而且对病人的眼部造成的创伤较大。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种植入装置，该植入装置占用空间小，便于手术植入。
6.本实用新型进一步地提出了一种视觉假体。
7.根据本实用新型的植入装置，包括：外壳，所述外壳内限定出容置腔；第一线圈，所述第一线圈设置于所述容置腔内；第二线圈，所述第二线圈设置于所述容置腔内；刺激电路板，所述刺激电路板的第一端分别与所述第一线圈和所述第二线圈连接且位于所述第二线圈的下方，所述刺激电路板的第二端为刺激端，所述第一端设置于所述容置腔内，所述第二端从所述外壳向外延伸。
8.由此，通过在外壳的容置腔内合理设置第一线圈、第二线圈和刺激电路板的第一端，在保证电刺激功能稳定可靠的同时，可以有效减小植入装置的体积。该植入装置在植入眼部时，仅需占用巩膜外的一个象限(一般为颞上象限)，减小了对病人的眼部创伤，降低了手术难度。
9.在本实用新型的一些示例中，所述第一线圈的尺寸小于或大于所述第二线圈的尺寸。
10.在本实用新型的一些示例中，所述第一线圈线圈的上端面和下端面均为曲面。
11.在本实用新型的一些示例中，植入装置还包括：支架，所述第一线圈和所述第二线圈均设置于所述支架上。
12.在本实用新型的一些示例中，所述支架包括上支架和下支架，所述上支架设置于所述下支架的上方，所述第一线圈设置于所述上支架上，所述第二线圈设置于所述下支架上。
13.在本实用新型的一些示例中，所述外壳包括：环形壳体，所述环形壳体为金属壳，所述环形壳体内限定出所述容置腔，所述环形壳体还开设有缝隙；盖体，所述盖体封盖所述环形壳体。
14.在本实用新型的一些示例中，所述盖体包括上盖和下盖，所述上盖盖设于所述环形壳体的顶部，所述下盖盖设于所述环形壳体的底部。
15.在本实用新型的一些示例中，所述环形壳体上开设有过线孔，所述刺激电路板经过所述过线孔。
16.在本实用新型的一些示例中，所述缝隙与所述过线孔相连且呈倒t形孔，所述倒t形孔上下贯穿所述环形壳体；或所述缝隙上下贯穿所述环形壳体且与所述过线孔周向间隔。
17.在本实用新型的一些示例中，所述第一线圈、所述第二线圈与所述刺激电路板的第一端封装形成电子器件封装体，所述电子器件封装体与所述外壳之间填充有密封胶。
18.根据本实用新型的视觉假体，包括：前述任一项的植入装置，所述植入装置用于植入脑部或眼部；外部装置，所述外部装置包括：摄像单元、视频处理单元和无线信号器，所述摄像单元与所述视频处理单元电连接，所述视频处理单元和所述无线信号器电连接，所述无线信号器与所述植入装置通过所述第一线圈和所述第二线圈以无线耦合的方式进行能量和数据连接。
19.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
20.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1是根据本实用新型实施例的植入装置的分解图；
22.图2是图1中所示的植入装置装配完成后的示意图；
23.图3是图1中所示的环形壳体的立体图；
24.图4是根据本实用新型实施例的植入装置植入眼球时的示意图；
25.图5是根据本实用新型实施例的植入装置植入脑皮层时的示意图；
26.图6是根据本实用新型实施例的视觉假体的原理图。
27.附图标记：
28.100：植入装置；
29.1：外壳；
30.11：环形壳体；111：缝隙；112：过线孔；113：容置腔；
31.12：上盖；13：下盖；
32.2：刺激电路板；22：刺激部分；23：电缆；
33.3：电子器件封装体；31：线圈；311：第一线圈；312：第二线圈；32：支架；
34.200：外部装置；210：摄像单元；220：视频处理单元；230：无线信号器；
35.1000：眼球；1001：视网膜；2000：固定钉；3000：脑皮层。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
37.下面参考图1
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图5描述根据本实用新型第一方面实施例的植入装置100。该植入装置100可适用于人工耳蜗植入体、视网膜植入体、脊髓刺激器(用于治疗疼痛)、脑皮层刺激器、深部脑刺激器(脑起搏器)等植入人体内的医疗器械中。在本实用新型的以下描述中，主要以用于脑皮层刺激视觉假体的植入装置100以及视网膜植入体为例进行描述。
38.根据本实用新型实施例的植入装置100可以包括：外壳1、线圈31和刺激电路板2，其中，线圈31分为第一线圈311和第二线圈312。
39.如图3所示，外壳1内限定出容置腔113，其内部可以容置有电子器件。第一线圈311设置于容置腔113内，第二线圈312设置于容置腔113内，而且第二线圈312设置于第一线圈311的下方或者外周。其中，第一线圈311和第二线圈312中的一个为数据线圈，第一线圈311和第二线圈312中的另一个为能量线圈，数据线圈用于与外部装置传递数据，能量线圈用于与外部装置传递能量。第一线圈311和第二线圈312具有两种布置方式，一种为上下层叠设置方式，可以同心放置，也可以非同心错位放置，即第一线圈311位于第二线圈312的上方或下方，另一种为周向内外间隔方式，即第一线圈311位于第二线圈312的内周或外围。
40.下面以第一线圈311为数据线圈且第二线圈312为能量线圈为例进行说明。
41.刺激电路板2的第一端分别与第一线圈311和第二线圈312连接，也就是说，第一线圈311和刺激电路板2的第一端之间可以传递数据，第二线圈312和刺激电路板2的第一端之间可以传递能量。刺激电路板2的第一端设置于容置腔113内，第一端位于第二线圈312的下方，刺激电路板2的第二端为刺激端，第二端从外壳1向外延伸，以便于贴附于人体的待植入部位。
42.可以理解的是，刺激电路板2包括引入部分和刺激部分22，引入部分构成刺激电路板2的第一端，刺激部分22构成刺激电路板2的第二端。引入部分除了连接前述第一线圈311和第二线圈312外，还可连接如专用集成电路(asic芯片)和分立元器件等，以实现相应的电路功能。刺激部分22可以包括柔性衬底和设在柔性衬底上的多个刺激电极，柔性衬底可以起到支撑和保护刺激电极的作用，多个刺激电极的端部可以暴露于柔性衬底的一侧表面以适于对人体的待植入部位(例如视网膜1001、脑皮层3000等)产生刺激。多个刺激电极可以以阵列方式(例如，成排成列)设在柔性衬底内。其中，第一线圈311、第二线圈312与刺激电路板2的引入部分封装形成电子器件封装体3。
43.由此，根据本实用新型的植入装置100，通过合理设置第一线圈311、第二线圈312和刺激电路板2的第一端，在保证电刺激功能稳定可靠的同时，可以有效减小植入装置100的体积。例如，在对病人进行眼部植入手术时，可以避免植入装置100占用过多的眼外部分
空间，植入装置100仅需要覆盖一个象限(例如为颞上象限)，减小了手术对病人的眼部创伤，降低了手术难度。
44.除了植入眼部外，该植入装置100也可以植入人体的其他部分如耳蜗、脊髓、脑部组织等，由于体积较小，其仍可以有效减小相应部分的手术创伤，降低手术难度。
45.可选地，第一线圈311的尺寸小于或者大于第二线圈312的尺寸。第二线圈312和第一线圈311在不同频率下工作，以便于避免能量和数据传输的相互干扰，保证数据的完整性和可靠性。
46.如此设置的第一线圈311和第二线圈312可以方便其在外壳1内的布置，而且第一线圈311和第二线圈312在各自设定的频率工作，可以有效避免第一线圈311和第二线圈312之间的干涉，可以保证植入装置100的结构和功能稳定性。
47.其中，第一线圈311和第二线圈312的上端面和下端面均为曲面。通过如此设置第一线圈311和第二线圈312的上下端面，可以使得第一线圈311和第二线圈312更好地适应外壳1的形状，保证其在外壳1内的可靠性，而且还有利于外壳1随形设计并与眼球1000的结构匹配，进而减小电子器件封装体3的厚度。此外，第二线圈312和第一线圈311分别具有两个接线头，每个线圈的两个接线头用于与引入部分相连接。
48.根据本实用新型的一个可选实施例，植入装置100还包括：支架32，第一线圈311和第二线圈312均设置于支架32上。支架32在外壳1内部起到支撑第一线圈311和第二线圈312的作用。支架32的设置可以保证第一线圈311和第二线圈312在容置腔113内的稳定性，而且也可以避免第一线圈311和第二线圈312相互干涉。
49.具体地，支架32包括上支架和下支架，上支架设置于下支架的上方，第一线圈311设置于上支架上，第二线圈312设置于下支架上。也就是说，支架32的数量为两个，上支架用于支撑第一线圈311，下支架用于支撑第二线圈312，上支架还设置于下支架的上方。如此设置的支架32可以合理利用植入装置100的内部空间，也可以使得第一线圈311和第二线圈312整体布局合理。另外，第一线圈311和第二线圈312的位置可以互换。
50.具体而言，外壳1包括环形壳体11和封闭环形壳体11的盖体，例如，参照图1
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图2并结合图3，环形壳体11可以大体形成为周向延伸的环形结构，盖体封闭环形壳体11的敞开部分(例如，图1和图3中的顶部和底部)以与环形壳体11共同限定出容置腔113。
51.环形壳体11优选为金属壳体，同时作为刺激电流的地线回路，如具有生物相容性的钛、钛合金、铂金、铂合金、铂铱合金等金属材料，且环形壳体11还开设有缝隙111，缝隙111不会阻碍信号通信，其可以避免第一线圈311和第二线圈312产生的涡流，保证各线圈的射频信号稳定可靠地传输。例如，当植入装置100植入眼球1000时，即使眼球1000移动，或者外部线圈与电子器件封装体3之间距离较大时，依然能保证信号稳定可靠地传输。需要说明的是，如果环形壳体11不采用金属壳体结构，则环形壳体11可以不设置缝隙111。
52.其中，环形壳体11的顶部和底部均敞开，盖体包括上盖12和下盖13，上盖12设在环形壳体11的顶部，下盖13设在环形壳体11的底部。由此，上盖12和下盖13可以有效密封环形壳体11的顶部和底部，可以保证植入装置100的密封性，而且可以使得环形壳体11结构简单，可靠性好。例如，环形壳体11为纯钛件，上盖12和下盖13为陶瓷件、玻璃件或聚合物(如聚醚醚酮等)件，但不限于此。
53.例如，在图1和图3示例中，上盖12和下盖13分别封闭环形壳体11的顶部和底部，上
盖12可以形成为朝向远离下盖13的方向凹入的曲面形，下盖13可以形成为朝向上盖12方向凹入的曲面形。由此，当植入装置100植入眼球1000时，由于下盖13构造为与巩膜相匹配的曲面，从而可以更好地与巩膜贴合，且由于上盖12也具有对应的曲面结构，并位于眼皮与巩膜之间，能减轻患者的异物感。
54.根据本实用新型的进一步实施例，参照图2，环形壳体11上形成有过线孔112，刺激电路板2可以穿过过线孔112。缝隙111与过线孔112彼此连通且呈倒t形，此时该倒t形孔贯通环形壳体11的顶部和底部，这样在有效避免线圈31涡流的同时，使得刺激电路板2可以穿过过线孔112伸出到外壳1外。当然，缝隙111还可以贯穿环形壳体11的顶部和底部且与过线孔112周向间隔开(图未示出)。
55.进一步地，外壳1与电子器件封装体3之间的空间内填充有密封胶，这样可以进一步保证植入装置100的密封性和防腐蚀性。其中，密封胶可以通过缝隙111填充至外壳1与电子器件封装体3之间的空间内。可选地，密封胶为硅胶或环氧胶，但不限于此。
56.进一步地，刺激电路板2的引入部分和刺激部分22之间连接有电缆23，如图1
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图2所示。安装时，电缆23可以穿过过线孔112以伸出到外壳1外。可选地，刺激电路板2为柔性电极，但不限于此。
57.下面结合图4描述根据本实用新型实施例的植入装置100植入在眼球1000(即作为视网膜植入体)内的过程。
58.首先，将环形壳体11缝合在巩膜的颞上象限，并保证环形壳体11上的缝合钩与角膜缘之间的距离。然后进行玻璃体切除，并在颞上象限切开巩膜形成切口，将刺激电路板2的刺激部分22从该切口引入眼球1000内，并通过固定钉2000将刺激部分22固定在视网膜1001表面黄斑区域。该植入手术简单，对眼睛创伤小，且避免了压迫眼球涡静脉，术后并发症少，并且能减轻患者的异物感。
59.下面结合图5描述根据本实用新型实施例的植入装置100植入在脑皮层3000内的过程。
60.先去除一部分颅骨，使其形成镂空部分。然后将刺激部分22植入脑皮层3000表面，并将外壳1植入颅骨的镂空部分，或者颅骨上、头皮下方。一般来说，具有刺激电极的刺激部分22可以植入脑部视觉皮层的v1区，也可以部分覆盖v2或v3区。值得注意的是，这里提到的脑部视觉皮层的v1、v2、v3区为脑部视觉领域内常见的区域划分，在此不做详细解释。
61.如图6所示，根据本实用新型第二方面实施例的视觉假体，包括植入装置100和外部装置200。植入装置100为根据本实用新型上述第一方面实施例的植入装置100，植入装置100用于植入脑部或眼部，刺激电路板2的刺激部分22可以用于对视觉皮层或视网膜细胞进行刺激。
62.外部装置200包括摄像单元210、视频处理单元220和无线信号器230，摄像单元210与视频处理单元220电连接，视频处理单元220和无线信号器230电连接，无线信号器230与植入装置100以无线耦合的方式进行能量和数据连接，例如通过外部线圈与植入装置100中的线圈31进行数据和能量的无线传输。
63.根据本实用新型实施例的植入装置100和视觉假体的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
64.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：
在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。