Technischer Aufbau epiretinaler Netzhautimplantate

Sehprothesen erzeugen durch geeignete elektrische Stimulation retinaler Nervenzellen bei erblindeten Patienten wieder eine Sehwahrnehmung. Dieser Beitrag stellt modellhaft am Beispiel einer epiretinalen implantierbaren Sehprothese die technologischen Grundprinzipien von Netzhautprothesen dar. Eine implantierbare Sehprothese besteht typischerweise aus einem extraokularen und intraokularen Teil. Der extraokulare Teil ist einmal für die Bildaufnahme zuständig. Aus dieser Bildinformation wird die Information abgeleitet, die für eine geeignete elektrische Stimulation retinaler Nervenzellen nötig ist. Diese Daten werden zusammen mit der benötigten Energie über eine magnetische Kopplung auf den intraokularen Teil übertragen. Damit die Daten sicher übertragen werden, werden sie geeignet codiert. Nach der Übertragung werden Energie und Daten im intraokularen Teil getrennt, die Daten werden decodiert, und es werden gemäß der übertragenen Information biphasische Pulse mit definierter Pulshöhe und Pulsdauer an Stimulationselektroden erzeugt. Die auf diese Weise elektrisch stimulierten Ganglienzellen reagieren mit Aktionspotenzialen, die an den visuellen Kortex weitergeleitet werden und dort zu einer Sehwahrnehmung führen.

In blinded patients, visual prostheses can restore visual perception by appropriate electrical stimulation of retinal nerve cells. This article presents the basic technological principles of retinal prostheses, using an epiretinal implantable visual prosthesis as example. An implantable visual prosthesis typically consists of extraocular and intraocular sections. The extraocular section is responsible for detecting the image. The information is derived from this image that is needed for appropriate electrical stimulation of the retinal nerve cells. Together with the necessary energy, these data are transmitted through a magnetic connection to the intraocular section. To ensure reliable transmission, the data are encoded. After transmission, energy and data are separated in the intraocular section, and the data are decoded. In accordance with the transmitted information, biphasic pulses of defined intensity and duration are produced on the simulation electrodes. In this way, ganglia cells are electrically stimulated and react with action potentials, which are transmitted to the visual cortex, where they lead to visual perception.