Дослідження можливості складного кругового руху імплантатів
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2023-46-2-124-134Ключові слова:
здоров'я людини, магнітне поле, програмне забезпечення COMSOL, постійні магніти, мікроконтролери Arduino, біомедична системаАнотація
У даній роботі ми досліджуємо можливість управління круговим рухом імплантату безконтактним способом шляхом контролю зміни зовнішнього магнітного поля в магнітній стереотаксичній системі. Зміна зовнішнього магнітного поля була змодельована за допомогою комп'ютерних симуляційних експериментів, щоб контролювати круговий рух невеликого постійного магніту безконтактним способом, і в реальному експерименті система ковзання була оснащена великим постійним магнітом для формування зовнішнього магнітного поля, а робота системи ковзання контролювалася мікроконтролером Arduino. Перевірено результати комп'ютерно-імітаційних експериментів та уточнено доцільність безконтактного керування круговим рухом імплантату.
Посилання
Grady S M, Howard III M A, Broaddus W C, et al. Magnetic stereotaxis: a technique to deliver stereotactic hyperthermia[J]. Neurosurgery, 1990, 27(6): 1010-1016.
Nelson B J, Gervasoni S, Chiu P W Y, et al. Magnetically actuated medical robots: An in vivo perspective [J]. Proceedings of the IEEE, 2022, 110(7): 1028-1037.
Grady M S, Howard M A, Dacey R G, et al. Experimental study of the magnetic stereotaxis system for catheter manipulation within the brain[J]. Journal of neurosurgery, 2000, 93(2): 282-288.
Avrunin, O., Tymkovych, M., Semenets, V., & Piatykop, V. (2019). Computed tomography dataset analysis for stereotaxic neurosurgery navigation. Paper presented at the Proceedings of the International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers, CAOL, , 2019-September 606-609. doi:10.1109/CAOL46282.2019.9019459
Avrunin, O. G., Alkhorayef, M., Saied, H. F. I., & Tymkovych, M. Y. (2015). The surgical navigation system with optical position determination technology and sources of errors. Journal of Medical Imaging and Health Informatics, 5(4), 689-696. doi:10.1166/jmihi.2015.1444
Avrunin, O. G., Tymkovych, M. Y., Moskovko, S. P., Romanyuk, S. O., Kotyra, A., & Smailova, S. (2017). Using a priori data for segmentation anatomical structures of the brain. PrzegladElektrotechniczny, 93(5), 102-105. doi:10.15199/48.2017.05.20
Moresi G, Magin R. Miniature permanent magnet for table‐top NMR[J]. Concepts in Magnetic Resonance Part B: Magnetic Resonance Engineering: An Educational Journal, 2003, 19(1): 35-43.
O’Reilly T, Teeuwisse W M, de Gans D, et al. In vivo 3D brain and extremity MRI at 50 mT using a permanent magnet Halbach array[J]. Magnetic resonance in medicine, 2021, 85(1): 495-505.
Hunkun J. Explore the Feasibility Study of Magnetic Stereotaxic System / J. Hunkun, O. G. Avrunin // Optoelectronic Information-Power Technologies, vol. 45, no. 1, Sept. 2023, pp. 86-96.
J. Hunkun and O. Avrunin, "Possibilities of Field Formation by Permanent Magnets in Magnetic Stereotactic Systems," 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, 2022, pp. 1-4, doi: 10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916450.
Multiphysics C. Introduction to COMSOL multiphysics® //COMSOL Multiphysics, Burlington, MA, accessed Feb. – 1998. – Т. 9. – №. 2018. – С. 32.
Pepper D W, Heinrich J C. The finite element method: basic concepts and applications with MATLAB, MAPLE, and COMSOL[M]. CRC press, 2017.
O’Reilly T, Teeuwisse W M, de Gans D, et al. In vivo 3D brain and extremity MRI at 50 mT using a permanent magnet Halbach array[J]. Magnetic resonance in medicine, 2021, 85(1): 495-505.
Badamasi Y. A. The working principle of an Arduino //2014 11th international conference on electronics, computer and computation (ICECCO). – IEEE, 2014. – С. 1-4.
Banzi M., Shiloh M. Getting started with Arduino. – Maker Media, Inc., 2022.
Virgala I, Kelemen M, Gmiterko A, et al. Control of stepper motor by microcontroller[J]. Journal of Automation and Control, 2015, 3(3): 131-134.
Avrunin O., Sakalo S., Semenetc V., Development of up-to-date laboratory base for microprocessor systems investigation, 2009 19th International Crimean Conference Microwave & Telecommunication Technology, Sevastopol, 2009, pp. 301-302.
Avrunin О.G. Experience of Developing a Laboratory Base for the Study of Modern Microprocessor Systems / О.G. Avrunin, T.V. Nosova, V.V. Semenets. // Proceedings of I International Scientific and Practical Conference «Theoretical and Applied Aspects of Device Development on Microcontrollers and FPGAs» MC&FPGA-2019, Kharkiv, Ukraine. – 2019. – P. 6-8.
Alipal J, Pu'Ad N A S M, Lee T C, et al. A review of gelatin: Properties, sources, process, applications, and commercialisation[J]. Materials Today: Proceedings, 2021, 42: 240-250.
Hunkun, J. і Avrunin, O. (2023) , Feasibility analysis of implant movement along arc trajectory under non-contact control in magnetic stereotaxic system //Innovative technologies and scientific solutions for industries. 2023. No. 3 (25). – P. 174–182. doi: 10.30837/ITSSI.2023.25.174.
Kolisnyk, K., Deineko, D., Sokol, T., Kutsevlyak, S., and Avrunin, O., “Application of modern internet technologies in telemedicine screening of patient conditions,” in 2019 IEEE International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications, Science and Technology (PIC S&T), (2019).
Sokol, Y., Avrunin, O., Kolisnyk, K., and Zamiatin, P., “Using medical imaging in disaster medicine,” in IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems IEPS, 287 –290 (2020). https://doi.org/10.1109/IEPS51250.2020.9263175/
Wójcik, W., Pavlov, S., Kalimoldayev, M. (2019). Information Technology in Medical Diagnostics II. London: Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book. – 336 Pages, https://doi.org/10.1201/ 9780429057618. eBook ISBN 9780429057618.
Pavlov S. V. Information Technology in Medical Diagnostics //Waldemar Wójcik, Andrzej Smolarz, July 11, 2017 by CRC Press - 210 Pages. https://doi.org/10.1201/9781315098050. eBook ISBN 9781315098050.
Pavlov Sergii, Avrunin Oleg, Hrushko Oleksandr, and etc. System of three-dimensional human face images formation for plastic and reconstructive medicine // Teaching and subjects on bio-medical engineering Approaches and experiences from the BIOART-project Peter Arras and David Luengo (Eds.), 2021, Corresponding authors, Peter Arras and David Luengo. Printed by Acco cv, Leuven (Belgium). - 22 P. ISBN: 978-94-641-4245-7.
##submission.downloads##
-
PDF (English)
Завантажень: 51
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
