Hochleistungs-3-Spulen-Drahtlos-Stromübertragungssystem für die 512-Elektroden-epiretinale Prothese

Die nächste Generation von retinalen Prothesen zeichnet sich durch eine hohe Bildauflösung und chronische Implantation aus. Diese Eigenschaften erfordern die drahtlose und effiziente Bereitstellung von Strom bis zu 100 mW. Eine gängige Lösung ist die 2-Spulen-induktive Stromverbindung, die von den aktuellen retinalen Prothesen verwendet wird. Diese Stromverbindung umfasst in der Regel eine größer dimensionierte extraokulare Empfangsspule, die mit der externen Sendercoil gekoppelt ist, und die Empfangsspule ist über ein trans-scleral-trans-choroid Kabel mit den intraokularen Elektroden verbunden. Bei der Langzeitimplantation des Gerätes kann das Kabel Hypotonie (niedriger intraokularer Druck) und Infektionen verursachen. Wenn jedoch ein 2-Spulen-System aus einer kleinen intraokularen Empfangsspule konstruiert wird, sinkt die Effizienz drastisch, was zu Überhitzung und elektromagnetischer Feldbelastung führen kann. Unser vorheriges 2-Spulen-System erreichte nur 7% Energieübertragung. Dieses Papier präsentiert ein vollständig intraokulares und hocheffizientes drahtloses Stromübertragungssystem, indem eine weitere induktive Kopplungsstelle eingeführt wird, um das trans-scleral-trans-choroid Kabel zu umgehen. Mit der spezifischen äquivalenten Last unseres maßgeschneiderten 512-Elektroden-Stimulators wurde die aktuelle 3-Spulen-induktive Verbindung auf eine Gesamt-Energieübertragungseffizienz von etwa 36% mit einem Abstand von 1 Zoll in Salzwasser gemessen. Die hohe Effizienz wird die Wärmeabgabe und die elektromagnetische Feldexposition gegenüber umliegenden menschlichen Geweben günstig reduzieren. Der Effekt der Augenballrotation auf die Energieübertragungseffizienz wurde ebenfalls untersucht. Die Effizienz kann während normaler Nutzung immer noch 14,7% bei einer Links- und Rechtsablenkung von 30 Grad aufrechterhalten werden. Das chirurgische Verfahren zur Implantation der Spulen in das Schweineauge wurde ebenfalls demonstriert.