Исследование параметров и улучшение МРТ совместимого составного магнита для кохлеарной имплантации
Аннотация
Цель исследования - проанализировать и сопоставить конструкции и полезные параметры моделей, используемых в системах кохлеарной имплантации, с целью выбора оптимальной конструкции.
Методы. В статье описана работа, проведенная при совершенствовании полезных моделей RU 198574, RU 196686, RU 2727227 и создании внешнего составного магнита. Авторы проанализировали составные магниты с различным количеством магнитных элементов (q = 4, 6, 8, 10 шт.), а также реализацию внутреннего магнита с заполнением пустого пространства феррофлюидом и без него.
Результаты. Авторы предоставляют модель измененной конструкция корпуса имплантируемой части составного магнита. Также был разработан ответный составной внешний магнит, который имеет цилиндрический корпус с посадочными местами под цилиндрические магниты, расположенные по окружности, что предотвращает узловые повороты составных магнитов относительно друг друга и позволяет учитывать при разработке электрической части взаимное расположение подводящих и отводящих проводов к приемной и передающей антеннам. Авторами приведены результаты моделирования магнитного поля составных магнитов с различными размерами корпусов и магнитных элементов. Приведены схемы распределения магнитного поля при взаимодействии обоих составных магнитов и рассчитаны силы, с которой внешняя часть притягивается к имплантируемой, также приведена формула для расчета максимальной силы притяжения составных магнитов, обусловленная давлением крови в капиллярах.
Заключение. Вопрос потери слуха требует постоянного детального изучения, а системы, используемые для коррекции патологии, - постоянного усовершенствования. Приведенные данные позволили провести анализ полезных параметров расчетных моделей и выбрать оптимальную конфигурацию из рассмотренных в рукописи.
Ключевые слова
кохлеарная амплантация,
имплантируемый магнит,
составной постоянный магнит,
МРТ совместимый магнит,
моделирование постоянных магнитов,
Comsol Multiphysics,
AC/DC Magnetic Fields, No Carrents
При поддержке: Данная статья подготовлена при проведении НИОКТР по теме "Разработка технологии изготовления и постановки на производство импортозамещающей многофункцаональной системы кохлеарной имплантации для реабилитации пациентов с сенсоневральной тугоухостью" на базе лаборатории медицинского приборостроения МФТИ. Финансовая поддержка осуществлялась Министерством науки и высшего образования Российской Федерации.
Об авторах
А. И. Егоров
Московский физико-технический институт
Россия
Россия
Егоров Алексей Игоревич, канд. физ.-мат. наук, зав. лаборатории медицинского приборостроения
Институтский пер. 9, г. Долгопрудный 141701
Е. М. Глуховский
Московский физико-технический институт
Россия
Россия
Глуховский Евгений Михайлович, мл. науч. сотр. лаборатории медицинского приборостроения
Институтский пер. 9, г. Долгопрудный 141701
Г. Н. Ткачук
Московский физико-технический институт
Россия
Россия
Георгий Николаевич Ткачук, лаборант лаборатории медицинского приборостроения
Институтский пер. 9, г. Долгопрудный 141701
Список литературы
1. Пат. 198574 Российская Федерация. Магнит кохлеарного имплантата на шаровых элементах / Глуховский Е. М., Грибок В. П., Егоров А. И. Заявл. 18.03.20; опубл. 16.07.2020, Бюл. № 20.
2. Adverse Events and Discomfort During Magnetic Resonance Imaging in Cochlear Implant Recipients / B. G. Kim, J. W. Kim, J. J. Park, S. H. Kim, H. N. Kim, J. Y. Choi // JAMA Otolaryngol Head Neck Surg. 2015. N 141(1). Р. 45-52. https://doi.org/10.1001/jamaoto.2014.2926.
3. Cochlear implant magnet displacement during magnetic resonance imaging / S. Deneuve, N. Loundon, N. Leboulanger, I. Rouillon, E. N. Garabedian // Otol Neurotol. 2008. N 29(6). Р. 789-790. https://doi.org/10.1097/MAO.0b013e3181825695.
4. Reversing the polarity of a cochlear implant magnet after magnetic resonance imaging / J. H. Jeon, M. R. Bae, J. W. Chang, J. Y. Choi // Auris Nasus Larynx. 2012. N 39(4). Р. 415-417. doi: https://doi.org/10.1016/janl.2011.04.018.
5. Majdani O., Leinung M., Rau T. Demagnetization of cochlear implants and temperature changes in 3.0 T MRI environment // Otolaryngol Head Neck Surg. 2008. N 139. Р. 833839. https://doi.org/10.1016/jotohns.2008.07.026.
6. Cochlear implant with a non-removable magnet: preliminary research at 3-T MRI / F. Dubrulle, A. S. Iancu, C. Vincent, G. Tourrel, O. Ernst // European Radiology. 2013. N 23. Р. 1510-1518. https://doi.org/10.1007/s00330-012-2760-3.
7. Patent 107308543 (A) CN. Cochlear implant magnet and device / T. Zhiping, S. Xiaoan, X. Shiang, Q. Shuqi. 03.11.17.
8. Patent 2018296826 (A1) US. Magnets in the Cochlear implants systems / S. J. Lee, J. L. Walter, J. G. E. Smith, U. Gommel, S. M. Reed. 18.10.18.
9. Patent 110545880 (A) CN. Cochlear implants having impact resistant MRI-compatible magnet apparatus / J. Smith, S. Lee. 06.12.19.
10. Patent 2016191429A1. WO Cochlear implants having impact resistant MRI- compatible magnet apparatus / J. Smith, S. Lee. 01.12.16.
11. Судаков К. В. Нормальная физиология. М.: Медицинское информационное агенство, 2006. 918 с.
12. Елисеева Ю. Ю. Заболевания кожи: полный справочник. М.: Эскимо, 2011.
13. Skarzynski H., Podskarbi-Fayette R. A new cochlear implant electrode design for preservation of residual hearing: a temporal bone study // Acta Otolaryngol. 2018. N 30. Р. 435-42. https://doi.org/10.3109/00016480903283733.
14. Пат. 196686 Российская Федерация. Магнит кохлеарного имплантата на шаровых элементах / Глуховский Е. М., Грибок В. П., Егоров А. И. Заявл. 12.12.19; опубл. 11.03.20, Бюл. № 8.
15. Пат. 2727227 Российская Федерация. Магнит для кохлеарного имплантата на сферических магнитных элементах / Глуховский Е. М., Грибок В. П., Егоров А. И. Заявл. 21.08.19; опубл. 21.07.20, Бюл. № 21.
16. Preservation of low-frequency residual hearing after cochlear implantation. Is soft surgery effective? / V. J. O. Verhaegen, F. M. Snik, A. J. Beynon, A. Rens Leeuw, E. A. M. Mylanus // J. Int Adv. Otol. 2010. N 6. Р. 125-130. https://doi.org/repository.ubn.ru.nl/bitstream/handle/2066/89669/89669.pdf?sequence=1.
17. A new electrode for residual hearing preservation in cochlear implantation: first clinical results / W. Gstoettner, S. Helbig, C. Settevendemie, U. Baumann, J. Wagenblast, C. Arnoldner // Acta Otolaryngol. 2009. N 129. Р. 372-379. https://doi.org/10.1080/00016480802552568.
18. Hearing conservation surgery using the Hybrid-L electrode. Results from the first clinical trial at the Medical University of Hannover / T. Lenarz, T. Stover, A. Buechner, A. Lesinski-Schiedat, J. Patrick, J. Pesch // Audiol Neurotol. 2009. N 14. Р. 22-31. https://doi.org/10.1159/000206492.
19. Conservation of residual acoustic hearing after cochlear implantation / T. J. Balkany, S. S. Connell, A. V. Hodges [et al.] // Otol Neurotol. 2006. N 27. Р. 1083-1088. https://doi.org/10.1097/01.mao.0000244355.34577.85.
20. Preservation of residual hearing in children and post-lingually deafened adults after cochlear implantation: an initial study / H. Skarzynski, A. Lorens, P. D'Haese [et al] // ORL J. Otorhinolaryngol Relat Spec. 2002. N 64. Р. 247-253. https://doi.org/10.1159/000064134.
21. Comparison of Hearing Preservation Outcomes Using Extended Versus Single-Dose Steroid Therapy in Cochlear Implantation / G. L. Gotamco, Y.-F. Chou, Ch.-H. Sun, Ch.-J. Hsu, P.-R. Chen, H.-P. Wu // Otology & Neurotology. 2020. N 41(4). Р. 449-457. https://doi.org/10.1097/MAO.0000000000002570.
22. Residual hearing in cochlear implant patients / W. Di Nardo, I. Cantore, P. Melillo, F. Cianfrone, A. Scorpecci, G. Paludetti // Eur Arch Otorhinolaryngol. 2007. N 264. Р. 855860. https://doi.org/10.1007/s00405-007-0270-8.
23. Preservation of Vestibular Function and Residual Hearing After Round Window Cochlear Implantation / K. J. Stuermer, H. D. Kluenter, R. Lang-Roth, D. Schwarz, K. -B. Huttenbrink, A. Anagiotos // Otology & Neurotology. 2019. N 40(7). Р. 878-882. https://doi.org/10.1097/MAO.0000000000002257.
24. Cochleostomy site: implications for electrode placement and hearing preservation / R. J. Briggs, M. Tykocinski, K. Stidham, J. B. Roberson // Acta Otolaryngol. 2005. N 125. Р. 870-876. https://doi.org/10.1080/00016480510031489.
25. Preservation of Residual Hearing After Cochlear Implant Surgery With Deep Insertion Electrode Array / C. Sierra, M. Calderon, E. Barcena, A. Tisaire, E. Raboso // Otology and Neurotology. 2019. N 40(4). Р. 373-380. https://doi.org/10.1097/MAO.0000000000002170.
Рецензия
Для цитирования:
Егоров А.И., Глуховский Е.М., Ткачук Г.Н. Исследование параметров и улучшение МРТ совместимого составного магнита для кохлеарной имплантации. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2021;11(1):21-35.
For citation:
Egorov A.I., Glukhovskiy E.М., Tkachuk G.N. Investigation of Parameters and Improvement of MRT Compatibie Composite Magnet for Cochiear Implantation. Proceedings of the Southwest State University. Series: IT Management, Computer Science, Computer Engineering. Medical Equipment Engineering. 2021;11(1):21-35. (In Russ.)
Просмотров:
77
Послать статью по эл. почте 