[实用新型]视觉假体装置和视觉假体系统

说明书

本实用新型实施例公开了一种视觉假体装置和视觉假体系统，其中，视觉假体装置的主控模块根据第一通信模块接收到的电极控制指令控制刺激脉冲生成模块产生刺激脉冲信号，电极阵列不仅可以接收刺激脉冲信号以向视觉神经元组织释放电刺激，而且可以接收视觉神经组织产生的模拟神经元信号，再结合信号放大和模数转换模块对模拟神经元信号放大和模数转换，得到数字神经元信号，主控模块可以控制第一通信模块向外传输数字神经元信号。而包括体外控制模块、第二通信模块和视觉假体装置的视觉假体系统，可以接收并处理分析数字神经元信号，找到视觉假体装置的每个电极的最优刺激参数，提高了电极的最优刺激参数的获取效率和准确度。

技术领域

本实用新型涉及视觉假体技术领域，尤其涉及一种视觉假体装置及一种视觉假体系统。

背景技术

视觉假体技术属于功能电刺激的一种。它利用大多数盲人往往只有视觉通路的一部分发生病变，而其余部分神经组织的结构和功能尚完好的特点，对视觉通路的完好部位施加特定的人工电刺激，来兴奋神经细胞，模拟自然光刺激的效果，使盲人产生视觉感受。单个电极的定点电刺激所产生的视觉感受叫做光幻视。视觉假体系统包括一个位于人体外的视频采集设备(通常为小型摄像机)，视频处理模块，电刺激编码模块和植入到体内视觉通路特定部位的多电极阵列，后两者构成了视觉假体在体芯片。视觉假体的工作原理为：由视频采集设备采集到的实时视频图像经过处理，转化为驱动多电极阵列的信号。多电极阵列对视觉神经组织施加一定幅度、波形和频率的电流刺激，兴奋视觉神经元，从而使病人产生视觉感受。

由于多电极阵列中不同子电极和视觉神经元之间的距离不同，不同子电极的阻抗存在差异，导致不同子电极激活其邻近视觉神经元所需的最低刺激强度不同，因此需要对每个子电极的刺激参数进行单独优化。

现有技术中，视觉假体的电极的电刺激参数优化过程大致为以下过程：医护人员将一组不断增强的刺激参数传输给视觉假体在体芯片，测试电极阵列中哪些电极在哪些参数下可使被试者有50％的概率感知到光幻视。医护从这些参数中进行选择，分别为电极阵列中的各个子电极设定最优刺激参数。然而，依靠病人的口头描述来进行电极刺激参数优化，由于视觉假体芯片包含大量电极，将会耗费医疗工作者和病人的大量时间精力。此外，口头描述并不能准确反映电极刺激的有效范围，会显著降低电极刺激的空间分辨率，这同时意味着电刺激往往处于过高的状态，会造成热量累积，增加了热损伤神经组织的风险。并且，随着时间推移，在体芯片同神经组织之间的接触产生变化，引起电极阻抗变化，导致先前确定的电刺激参数失效，病人需要定期寻求医护人员的帮助，这又进一步增加了医疗工作者和病人的负担。最后，当被试者为动物时，动物无法对其感知的光幻视进行口头描述，限制了对电极刺激参数优化的研发。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种视觉假体装置和系统，能提高刺激电极的最优刺激参数的准确度和获取效率。

一方面，本实用新型实施例提供了一种视觉假体装置，包括第一通信模块、主控模块、刺激脉冲生成模块、电极阵列以及信号放大和模数转换模块，所述第一通信模块与所述主控模块连接，所述主控模块的输出端与所述刺激脉冲生成模块的输入端连接，所述刺激脉冲生成模块的输出端与所述电极阵列中的电极的输入端连接，所述电极的输出端与所述信号放大和模数转换模块的输入端连接，所述信号放大和模数转换模块的输出端与所述主控模块的输入端连接；其中：

所述第一通信模块用于接收电极控制指令和传输数字神经元信号；

所述主控模块用于根据所述电极控制指令控制所述刺激脉冲生成模块产生刺激脉冲信号；

所述刺激脉冲生成模块用于根据所述电极控制指令生成所述刺激脉冲信号；

所述电极阵列中的电极用于接收所述刺激脉冲信号，向视觉神经组织释放电刺激以产生光幻视，并接收所述视觉神经组织产生的模拟神经元信号；

所述信号放大和模数转换模块用于放大所述模拟神经元信号并进行数字化处理以得到所述数字神经元信号。