Математическая модель прогноза срока службы неперезаряжаемых источников питания нейростимуляторов
Министерство образования и науки Российской Федерации, Крупный научный проект, 075-15-2024-555
Маслова В.Ю.
1, Миндубаев Э.А.
11Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники", Москва, Зеленоград, Россия

Email: valya-maslova-02@mail.ru, edmindubaev@gmail.com
Поступила в редакцию: 6 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 26 июня 2025 г.
Принята к печати: 30 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 5 января 2026 г.
Исследована проблема оценки срока службы неперезаряжаемого источника питания нейростимулятора с токовой стимуляцией. Разработаны математические модели, основанные на двух различных гипотезах о расходовании энергии, запасенной в неперезаряжаемом источнике питания, нейростимулятором. Первая гипотеза основана на предположении, что вся энергия из источника питания превращается в энергию, передаваемую биологическим тканям. Вторая гипотеза предполагает, что вся энергия, запасенная в неперезаряжаемом источнике питания, превращается не только в энергию, передаваемую биологическим тканям, но также в энергию, используемую для энергообеспечения блока управления и мониторинга, и энергию, расходуемую в блоке генерации импульсов. Выполнена валидация математических моделей при помощи вспомогательной технической документации для врача и пациента на коммерческий нейростимулятор Proclaim 3660 компании Abbott (США). Определена область применимости разработанных моделей. Математическая модель на основе второй гипотезы может быть применена для оценки срока службы неперезаряжаемых источников питания современных нейростимуляторов с высокой эффективностью (> 90 %) при амплитудах тока ≥ 3 mA. Ключевые слова: токовая нейростимуляция, неперезаряжаемые источники питания, мощность сигнала электрической стимуляции.
- A.D. Sdrulla, Y. Guan, S.N. Raja. Pain Practice, 18 (8), 1048 (2018). DOI: 10.1111/papr.12692
- C.A. Edwards, A. Kouzani, K.H. Lee, E.K. Ross. Mayo Clinic Proceed., 92 (9), 1427 (2017). DOI: 10.1016/j.mayocp.2017.05.005
- G. Cruccu, T.Z. Aziz, L. Garcia-Larrea, P. Hansson, T.S. Jensen, J.P. Lefaucheur, B.A. Simpson, R.S. Taylor. Europ. J. Neurology, 14 (9), 952 (2007). DOI: 10.1111/j.1468-1331.2007.01916.x
- P.N. Hadar, R. Zelmann, P. Salami, S.S. Cash, A.C. Paulk. Frontiers in Human Neuroscience, 18 (4), 1 (2024). DOI: 10.3389/fnhum.2024.1439541
- S. Marti nez, F. Veirano, T.G. Constandinou, F. Silveira. IEEE Transactions on Biomed. Circuits and Systems, 17 (1), 2 (2023). DOI: 10.1109/TBCAS.2022.3228895
- System Eligibility Battery Longevity (Medtronic, 2021)
- Clinician's System Manual, ProclaimTM Implantable Pulse Generator Models 3660, 3661, 3662, 3663, 3665, 3667, 3670, 3671, 3672, 3673 (Abbott, 2021)
- Implant manual, EnterraTM II 37800 (Medtronic, 2020)
- A.K. Helmers, I. Lubbing, G. Deuschl, K. Witt, M. Synowitz, H.M. Mehdorn, D. Falk. Neuromodulation, 21 (6), 593 (2018). DOI: 10.1111/ner.12720
- A.M. Koss, R.L. Alterman, M. Tagliati, J.L. Shils. Annals Neurology, 58 (1), 168 (2005). DOI: 10.1002/ana.20525
- C. Blahak, H.H. Capelle, H. Baezner, T.M. Kinfe, M.G. Hennerici, J.K. Krauss. Europ. J. Neurology, 18 (6), 872 (2011). DOI: 10.1111/j.1468-1331.2010.03290.x
- K. Fakhar, E. Hastings, C.R. Butson, K.D. Foote, P. Zeilman, M.S. Okun. PLoS One, 8 (3), e58665 (2013). DOI: 10.1371/journal.pone.0058665
- M. Bin-Mahfoodh, C. Hamani, E. Sime, A.M. Lozano. Stereotactic Functional Neurosurgery, 80 (1-4), 56 (2003). DOI: 10.1159/000075161
- S.D. Israeli-Korn, T. Fay-Karmon, S. Tessler, G. Yahalom, S. Benizri, H. Strauss, Z. Zibly, R. Spiegelmann, S. Hassin-Baer. Brain Stimulation, 12 (4), 845 (2019). DOI: 10.1016/j.brs.2019.02.008
- A.L. Sette, E. Seigneuret, F. Reymond, S. Chabardes, A. Castrioto, B. Boussat, E. Moro, P. Francois, V. Fraix. Brain Stimulation, 12 (4), 851 (2019). DOI: 10.1016/j.brs.2019.02.006
- X.F. Wei, W.M. Grill. J. Neural Eng., 6 (4), 046008 (2009). DOI: 10.1088/1741-2560/6/4/046008
- H.A. Mohammed Ali, S.S. Abdullah, M. Faraj. J. Phys. Conf., 1829 (1), 012019 (2021). DOI: 10.1088/1742-6596/1829/1/012019
- W. Deeb, A. Patel, M.S. Okun, A. Gunduz. Tremor Other Hyperkinetic Movements, 7, 493 (2017). DOI: 10.7916/D8BR94MV
- L. Iannucci, G.L. Barbruni, D. Ghezzi, M. Parvis, S. Grassini, S. Carrara. IEEE Transactions on Biomed. Circuits and Systems, 17 (3), 495 (2023). DOI: 10.1109/TBCAS.2023.3284691
- W. Franks, I. Schenker, P. Schmutz, A. Hierlemann. IEEE Transactions on Biomed. Circuits and Systems, 52 (7), 1295 (2005). DOI: 10.1109/TBME.2005.847523
- S.F. Lempka, S. Miocinovic, M.D. Johnson, J.L. Vitek, C.C. McIntyre. J. Neural Eng., 6 (4), 046001 (2009). DOI: 10.1088/1741-2560/6/4/046001
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.