能够产生汇聚虚拟电极的视觉假体微电极阵列.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111214760A(43)申请公布日2020.06.02(21)申请号202010017168.9(22)申请日2020.01.08(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人柴新禹芦卓凡李恒(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王毓理王锡麟(51)Int.Cl.A61N1/05(2006.01)A61N1/36(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称能够产生汇聚虚拟电极的视觉假体微电极阵列(57)摘要一种能够产生汇聚虚拟电极的视觉假体微电极阵列，包括微电极阵列、公共回收电极和微电流刺激器，微电流刺激器根据接收到的外部刺激信号刺激微电极阵列中相邻的圆环电极，微电极阵列结合远端公共回收电极产生虚拟电极，通过调节相邻两个圆环电极的刺激电流比例使虚拟电极在一维方向移动，调节相邻四个电极的刺激电流比例以使虚拟电极在二维区域内移动并实现汇聚的虚拟电极刺激；本发明能够调节汇聚的虚拟电极的刺激位点，从而实现视网膜局部的虚拟电极刺激，增加视觉假体植入者感知位点数量，提升视觉假体植入者的感知视敏度。此外，本发明圆盘电极还能够实现局部的物理电极刺激，在虚拟电极刺激的同时，也能够保留原有的物理电极刺激位点。CN111214760ACN111214760A权利要求书1/2页1.一种能够产生汇聚虚拟电极的视觉假体微电极阵列，其特征在于，包括：微电极阵列、公共回收电极和微电流刺激器，其中：微电流刺激器根据接收到的外部刺激信号刺激微电极阵列中相邻的圆环电极，微电极阵列结合远端公共回收电极产生虚拟电极，通过调节相邻两个圆环电极的刺激电流比例使虚拟电极在一维方向移动，调节相邻四个电极的刺激电流比例以使虚拟电极在二维区域内移动并实现汇聚的虚拟电极刺激；所述的微电极阵列包括：多个设置于电极衬底上的三维同心圆环-圆盘电极单元；所述的圆环-圆盘电极单元包括：由绝缘层连接的圆盘电极和圆环电极，其中：绝缘层的一侧边缘与圆盘电极的圆周相连，绝缘层的另一侧边缘与圆环电极的内圆周相连。2.根据权利要求1所述的视觉假体微电极阵列，其特征是，所述的圆盘电极的直径为10μm～400μm，与视网膜的距离为25μm以下；所述的圆环电极的内径为10μm～400μm，其外径为20μm～800μm，与视网膜的距离为125μm～175μm；所述的圆盘电极和圆环电极之间存在高度差，即为绝缘层的高度。3.根据权利要求1所述的视觉假体微电极阵列，其特征是，所述的圆环电极与其引线相连且位于一个平面，圆环电极暴露在外，其引线则设置于电极衬底内，圆盘电极的引线也设置于电极衬底内，引线分别连接圆环电极与圆盘电极。4.根据权利要求1所述的视觉假体微电极阵列，其特征是，所述的圆环电极作为回收电极或刺激电极，其中：作为回收电极的圆环电极结合远端公共回收电极调节回收电流比例以实现汇聚的虚拟电极刺激。5.根据权利要求1所述的视觉假体微电极阵列，其特征是，所述的调节相邻两个圆环电极的刺激电流比例使虚拟电极在一维方向移动是指：电流配比α＝I91/(I91+I92)，I91+I92为恒定值，单位为安培，I91为第一圆环电极的注入电流，I92为第二圆环电极的注入电流，其中：当α＝1.0，仅由第一圆环电极刺激，虚拟电极位于第一圆环电极中心正上方；当α＝0.7，第一圆环电极刺激电流强度减弱，第二圆环电极刺激电流强度增加，虚拟电极位点向右移动，该虚拟电极位点位于第一圆环电极与第二圆环电极中心连线左侧的正上方；当α＝0.5，第一圆环电极刺激电流强度减弱至与第二圆环电极刺激电流强度相同，虚拟电极位点位于第一圆环电极与第二圆环电极中心连线中点的正上方；当α＝0.3，第一圆环电极刺激电流强度继续减弱，第二圆环电极刺激电流强度继续增加，虚拟电极位点继续向右偏移，该虚拟电极位点位于第一圆环电极与第二圆环电极中心连线右侧的正上方；当α＝0，仅由第二圆环电极刺激，虚拟电极位点位于第二圆环电极中心的正上方。6.根据权利要求1所述的视觉假体微电极阵列，其特征是，所述的调节相邻四个电极的刺激电流比例以使虚拟电极在二维区域内移动是指：水平方向上的电流注入比例αx＝(I91+I93)/(I91+I92+I93+I94)，竖直方向上的电流注入比例αy＝(I91+I92)/(I91+I92+I93+I94)，I91、I92、I93、I94分别表示第一至第四圆环电极的注入电流，I91+I92+I93+I94为恒定值，单位为安培，其中：αy＝0.5，则第一圆环电极与第三圆环电极刺激电流强度相等，第二圆环电极与第四圆2CN111214760A权利要求书2/2页环电极刺激电流强度相等；当αx＝1.0，αy＝0.5