对于植入式微线圈设计的热安全考虑
Andrew J Whalen1, Shelley I Fried1,2
1Department of Neurosurgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States of America.
Journal of neural engineering
|July 14, 2023
概括
将植入式微线圈线材切换为黄金可以显著减少大脑刺激期间的热量产生,保持在医疗设备的2°C安全极限以下. 这一发现对于开发更安全的神经调节技术至关重要.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 可植入的微线圈通过磁性脑刺激提供了有前途的神经调节.
- 了解这些设备的热力学概况对于安全有效的设计至关重要.
研究的目的:
- 为量化曲线微线圈的热概况.
- 为了减轻与微线圈刺激相关的热冲击.
主要方法:
- 使用了细线热电偶和COMSOL有限元模型.
- 在各种刺激参数 (电压,频率,重复率) 下,检查了微线圈附近的热梯度.
- 测试了不同的线圈线材,包括/和黄金.
主要成果:
- 观察到的温度从<1°C增加到8.4°C,这取决于刺激参数和材料.
- 确定了微线圈热点,有助于热梯度.
- 通过材料选择和几何设计,证明了对热梯度的缓解.
结论:
- 与/相比,金线微线圈显示热冲击减少了5-6倍.
- 黄金线圈的热梯度在所有测试参数下仍然低于ISO 14708-1安全极限2°C.
- 在主动植入式医疗器械的热安全管理中,材料选择是关键.
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