[发明专利]超声视网膜刺激设备

说明书

技术领域

本发明涉及视觉代替技术领域，尤其涉及一种超声视网膜刺激设备。

背景技术

随着社会的发展，残疾人的健康受到越来越多的关注，现今发现的多种致盲疾病的情况是病人的晶状体模糊或视网膜表层细胞已经不能工作，但是表层以下细胞却还是健康存活。有许多盲人假肢使用电刺激的方法帮助盲人恢复视觉功能，但是电刺激需要经过手术在人体内植入芯片，在无创性和安全性方面远远落后于超声刺激。

人类眼睛的视觉成像过程是物体的反射光通过晶状体折射成像于视网膜上，再由视觉神经感知传给大脑。因此，致使失明的疾病有可能是晶状体模糊，如白内障；或是视网膜病变，如老年性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变和色素性视网膜炎(RP)；还有可能是视神经传输受阻，如青光眼。其中视网膜病变的疾病AMD和RP只是视网膜表层感光细胞退化，如果利用设备将物体成像，然后转化为信号对视网膜深层神经进行刺激将能够恢复患者的视力，而糖尿病视网膜病变和青光眼等发生在视网膜的深层细胞以及视神经上的病变，则需要对视神经甚至更深层次的细胞进行刺激。

目前，为帮助盲人恢复视觉，出现了多种治疗方案，例如，在人体眼球表面植入人造视网膜，利用摄像机捕捉外部景象，然后图像经无线发射器传送到患者眼球表面的人造视网膜上，并转换为电脉冲信号。接着，人造视网膜上的微电极阵列会刺激人体视网膜的视觉神经，直接将信号由视神经传到大脑，无视视网膜表层感光细胞的病变。又如，使用激光代替无线发射器传输图像。再如，在微电极的排列或在人造视网膜的结构上做出改变。上述方案全部需要进行手术植入具有生物兼容性的人造视网膜，并且由于微电极阵列的大小和阵元的个数会严重制约成像的分辨率。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种超声视网膜刺激设备，以至少解决现有的恢复视觉感知功能的设备需要手术植入且成像质量易受影响的问题。

本发明实施例提供了一种超声视网膜刺激设备，包括：镜架和镜片，佩戴时所述镜片与眼睛角膜接触，所述镜架架在用户的鼻子和耳朵上；所述镜片包括镜片基体，所述镜片基体内设有超声换能器、第一数据收发装置、能量接收装置和集成芯片；所述镜架上设置有摄像装置、集成电路、第二数据收发装置、能量传输装置和电源；所述摄像装置，用于采集图像信息，并将所述图像信息发送至所述集成电路；所述集成电路，连接至所述摄像装置，用于将所述图像信息转换为图像数据；所述第二数据收发装置，连接至所述集成电路，用于将所述图像数据传输至所述第一数据收发装置；所述第一数据收发装置，连接至所述第二数据收发装置，用于将所述图像数据传输至所述集成芯片；所述集成芯片，连接至所述第一数据收发装置，用于将所述图像数据转换为刺激信号；所述超声换能器，连接至所述集成芯片，用于接收所述刺激信号，并在所述刺激信号的激励下产生超声，对用户的视网膜进行超声刺激；所述电源，连接至所述摄像装置、所述集成电路、所述第二数据收发装置和所述能量传输装置，用于给所述摄像装置、所述集成电路和所述第二数据收发装置供电，以及通过所述能量传输装置将能量输送给所述能量接收装置；所述能量接收装置，连接至所述能量传输装置、所述集成芯片和所述第一数据收发装置，用于给所述集成芯片和所述第一数据收发装置供电。

在一个实施例中，所述超声换能器包括：高频面阵换能器或电容微结构超声换能器。

在一个实施例中，所述高频面阵换能器包括：压电层和匹配层；所述匹配层与所述眼睛之间的距离小于所述压电层与所述眼睛之间的距离；所述压电层被划分为多个阵元，阵元之间的缝隙填充有去耦材料；所述集成芯片位于所述压电层一侧，各个阵元分别通过电缆线与所述集成芯片连接，所述电缆线之间填充绝缘材料。

在一个实施例中，所述电容微结构超声换能器从上至下依次包括：上电极、薄膜、多个支撑体、绝缘层和下电极；所述支撑体位于所述上电极与所述绝缘层之间且所述多个支撑体等间距排列，所述上电极被所述支撑体划分为多个等间距排列的阵元；所述上电极与所述下电极通过电缆线与所述集成芯片相连，在所述上电极与所述下电极之间施加直流偏置电压，当所述刺激信号送达所述电容微结构超声换能器时，薄膜振动，产生声波。

在一个实施例中，所述第一数据收发装置和所述第二数据收发装置通过无线方式进行数据的传输；所述能量传输装置和所述能量接收装置通过无线方式进行能量的传输。

在一个实施例中，所述集成芯片，具体用于控制所述刺激信号对所述超声换能器的各阵元的激励的时间延迟，使得阵元产生的声波组合成具有多个焦点的声场，对视网膜进行多点刺激。