[发明专利]电刺激形成人工视觉的设备

说明书

技术领域

本发明涉及医疗领域，具体而言，涉及一种电刺激形成人工视觉的设备及方法。

背景技术

随着我国经济的发展和科技的进步，对弱势群体关怀的要求越来越高，其中非常令人关注的便是帮助盲人恢复视觉，让他们重见光明。

人体大脑可塑性理论指出：人体的各种感觉之间，例如视觉、触觉、听觉、嗅觉等等可以相互替代。具体来说就是感觉的感受器于中枢神经之间可以交互使用。对于正常人来说，视觉感受器(眼镜)接受到的视觉信号会通过视觉神经中枢进行处理，触觉感受器(皮肤、眼角膜、粘膜等)接受到的触觉信号会通过触觉神经中枢进行处理。但是盲人由于其视觉感受器的缺失，视觉中枢无法接受其所传递来的视觉信号而形成空白，当触觉感受器接受视觉信息(如电刺激图像)时，其视觉神经中枢被激发，便可以形成视觉信息。在上述理论的基础上，科学家们进行了非常全面而又广泛的研究。触觉-视觉转换系统是基于以上的理论基础而产生的。该系统主要包括图像采集、图像处理、刺激器所形成的电极阵列组成。通过电极阵列刺激的形式将外界的图像信息传递到大脑的视觉神经，从而产生了类似视觉的感觉。该系统对盲人的阅读、出行以及生活中其他各个方面都有着极大的帮助，方便了盲人的生活。

目前国内、国外都有基于此项理论基础的方法出现，例如：其中一种为：基于射流技术的触觉图文显示装置及显示方法，将图像和文字信息以人工触觉的方式作用于操作者的背部或腹部的大面积皮肤表面。还有另外一种，通过光电转化单元将光学信号转化为电信号后传递给图形显示单元，通过机械刺激作用于皮肤，使盲人能获得一定的视觉信息。还有一种是将摄像头获取到的图像信息转化为电刺激作用于舌头通过舌头识别图像信息。上述方案提供了应用视觉替代原理帮助盲人解决或是阅读，或是生活中的问题。但是他们有着明显的不足，所有的触觉感受器要么是在皮肤上面，要么在舌头上面。盲人在使用时，该感受器的正常功能被剥夺，如：不能用手去抓东西，不能正常讲话等等，给盲人的生活带来不便。

除此之外，视网膜芯片也用于解决恢复盲人视力的问题。它是将感光的微电极阵列植入盲人的坏死的视网膜处。微电极代替人体视网膜的感光功能，感受外界带来的光刺激。同时将光信号转化为神经刺激信号，直接传入视觉神经系统。由此，植入式视网膜芯片可以帮助视网膜坏死的先天或者后天致盲的人们从某种程度上恢复视力。相关技术中有一种方案为：应用微电子技术设计的微电极阵列技术方法，从而解决了由于视网膜坏死而致盲的问题。但是，基于植入技术的视网膜芯片有着显而易见的不足，这些芯片都需要进行人工手术植入盲人体内，这无形给盲人的眼镜造成了很大的伤害，而且需要有丰富经验的医生，并且成本高昂，对于一般家庭难以承受。同时，植入芯片仅仅解决了由于视网膜问题造成失明的问题，没有解决其他原因导致失明的问题。

发明内容

针对相关技术中的上述问题，本发明提供了一种电刺激形成人工视觉的方法及装置，以至少解决该问题。

一方面，提供了一种电刺激形成人工视觉的设备，包括：图像采集单元，用于采集图像；信号转换单元，用于将所述获取到的图像转换为电刺激信号；信号传输单元，用于将所述电刺激信号发送到电刺激阵列上面；电刺激阵列，用于使用所述电刺激信号对与该电刺激阵列接触的角膜、巩膜和/或眼睑进行电刺激，在所述角膜、巩膜和/或眼睑上形成电刺激图像。

优选地，所述电刺激阵列为柔性基底或能够与角膜、巩膜和/或眼睑贴合的硬质基底。

优选地，所述电刺激阵列的电极材料为导电材料。

优选地，所述导电材料包括：金属、导电氧化物、导电聚合物或导电纳米材料。

优选地，所述电刺激阵列的电极材料为10微米到1毫米，电极间隔为10微米到1毫米。

另一方面，还提供了一种电刺激形成人工视觉的方法，包括：图像采集单元获取图像；信号转换单元将所述获取到的图像转换为电刺激信号；信号传输单元将所述电刺激信号发送到电刺激阵列上面；电刺激阵列，用于使用所述电刺激信号对与该电刺激阵列接触的角膜、巩膜和/或眼睑进行电刺激，在所述角膜、巩膜和/或眼睑上形成电刺激图像。

优选地，所述电刺激阵列为柔性基底或能够与角膜、巩膜和/或眼睑贴合的硬质基底。

优选地，所述电刺激阵列的电极材料为导电材料。

优选地，所述导电材料包括：金属、导电氧化物、导电聚合物或导电纳米材料。

优选地，所述电刺激阵列的电极材料为10微米到1毫米，电极间隔为10微米到1毫米。