Медицинская Техника / Медицинская техника №4, 2024 / с. 11-13

Исследование энергетических характеристик имплантируемых стимуляторов спинного мозга

Э.А. Миндубаев

Аннотация

Разработана численная модель, при помощи которой можно рассчитать энергетические характеристики стимулятора спинного мозга. Выполнено сравнение мощности, потребляемой стимулятором спинного мозга, рассчитанной при помощи разработанной математической модели, с эмпирическими данными об энергопотреблении стимуляторов спинного мозга компании «Medtronic» серии «Prime». Выполнен расчет зависимости ожидаемого срока службы стимулятора спинного мозга от параметров сигнала стимуляции: частоты стимуляции, амплитуды и длительности импульса стимуляции.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Эдуард Адипович Миндубаев, канд. техн. наук, доцент, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград,

e-mail: edmindubaev@gmail.com

Список литературы

1. Haleem A., Javaid M., Singh R.P., Suman R. Exploring the revolution in healthcare systems through the applications of digital twin technology // Biomedical Technology. 2023. Vol. 4. PP. 28-38.

2. Glaessgen E., Stargel D. The digital twin paradigm for future NASA and U.S. air force vehicles / 53rd AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference. April, 2012. Honolulu, Hawaii, USA.

3. Rasheed A., San O., Kvamsdal T. Digital Twin: Values, Challenges and Enablers from a Modeling Perspective // IEEE Access. 2020. Vol. 8. PP. 21980-22012.

4. Martinez S., Veirano F., Constandinou T.G., Silveira F. Trends in Volumetric-Energy Efficiency of Implantable Neurostimulators: A Review From a Circuits and Systems Perspective // IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems. 2023. Vol. 17. № 1. PP. 2-20.

5. Urso A., Giagka V., Dongen M., Serdijn W.A. An Ultra High- Frequency 8-Channel Neurostimulator Circuit With 68 % Peak Power Efficiency // IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems. 2019. Vol. 13. № 5. PP. 882-892.

6. Ha S., Kim C., Park J., Cauwenberghs G., Mercier P.P. A Fully Integrated RF-Powered Energy-Replenishing Current- Controlled Stimulator // IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems. 2019. Vol. 13. № 1. PP. 191-202.

7. Guan R., Zufiria P.G., Giagka V., Serdijn W.A. Circuit Design Considerations for Power-Efficient and Safe Implantable Electrical Neurostimulators / 2020 IEEE 11th Latin American Symposium on Circuits & Systems (LASCAS). 2020. San Jose, Costa Rica. PP. 1-4.

8. Barbruni G.L., Ros P.M., Demarchi D., Carrara S., Ghezzi D. Miniaturised Wireless Power Transfer Systems for Neurostimulation: A Review // IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems. 2020. Vol. 14. № 6. PP. 1160-1178.

9. Fu M., Yin H., Zhu X., Ma C. Analysis and Tracking of Optimal Load in Wireless Power Transfer Systems // IEEE Transactions on Power Electronics. 2015. Vol. 30. № 7. PP. 3952-3963.

10. Zhang W., Wong S.-C., Tse C.K., Chen Q. Analysis and Comparison of Secondary Series- and Parallel-Compensated Inductive Power Transfer Systems Operating for Optimal Efficiency and Load-Independent Voltage-Transfer Ratio // IEEE Transactions on Power Electronics. 2014. Vol. 29. № 6. PP. 2979-2990.