Elektrot Etkileşimi ve Uyartım Eşiğinin Azaltılmasına Yönelik Sonlu Elemanlar Yöntemi Tabanlı Yeni Bir Retina Uyartım Stratejisi

Authors : Mahmut Emin ÇELİK, İrfan KARAGÖZ

Pages : 0-0

Doi:10.17341/gazimmfd.322183

View : 13 | Download : 5

Publication Date : 2017-06-13

Article Type : Research Paper

Abstract :Dejeneratif göz hastalıkları retinanın dış katmanına zarar vererek fonksiyonelliğini yitirmesine, görsel yol boyunca sinyal iletiminin kesilerek görsel algı kaybına neden olmaktadır. Görsel protezler, işlevselliğini kaybetmiş görsel bölgelerin bypass edilerek zarar görmemiş bölgelerin yerleştirilen elektrot dizisi vasıtasıyla elektriksel olarak uyartılarak görsel algının yeniden kazanılmasını sağlayan sistemlerdir. Günümüzde görsel protezler hedeflenen yüksek uzaysal çözünürlükten oldukça uzaktır. Bunun önündeki temel problem elektrot etkileşimi nedeniyle elektrot sayısının artırılamamasıdır. Bu çalışmada, elde edilen görsel algının çözünürlüğünü artırılması, uyartım için gerekli güç tüketiminin ve uyartım sonucu dokuda oluşan sıcaklığın azaltılması amacıyla Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak geliştirilen retinanın elektriksel uyartımında Merkez-Ağırlıklı Zaman Kaymalı Uyartım Stratejisi önerilmiştir. Bu strateji, yarı-koni biçimli elektrot tasarımı ve konfigürasyonu ile zamanda kaydırılmış ve konuma göre ağırlıklandırılmış elektriksel uyartım yaklaşımını kullanmaktadır. Önerilen stratejinin üstünlüğü konvansiyonel elektrot dizilimi ve uyartım yöntemiyle karşılaştırılmış, daha lokalize uyartım sağlanarak ayırt edilebilir elektrik alan ve akım yoğunluğu dağılımları elde edilmiştir. Konvansiyonel yöntemle uyartım akım eşiği 10 µA seviyesinde iken önerilen stratejide bu değer 0.5-2 µA aralığında elde edilmiştir. Ayrıca, konvansiyonel yöntemle uyartım için harcanan güç 4.19 mW/mm 3 ve dokudaki sıcaklık artışı 1.38°C iken sunulan yöntemle bu değerler sırayla 0.239 mW/mm 3 , 0.4°C olarak bulunmuştur. Önerilen stratejinin yüksek çözünürlüklü retina implant sisteminin geliştirilmesine, çözünürlük, güç tüketimi ve dokudaki sıcaklık artışının sınırlanması açısından önemli katkı sağlayacağı sonucuna varılmıştır.
Keywords : işlemsel modelleme, elektriksel uyartım, sıcaklık, elektrik alan, sonlu elemanlar yöntemi, epiretinal, görsel protez