Integration of Vital Sensing and Wireless Control for Next-Generation Implant Medical Treatment
| Project/Area Number |
21H01325
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安在 大祐 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40611116)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 孝弘 広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (00805583)
田中 宏和 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (40551388)
朔 啓太 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (40567385)
島崎 拓則 滋慶医療科学大学, 医療科学部, 准教授 (80833722)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | インプラント医療機器 / 生体センシング / インプラント無線通信 |
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| Outline of Research at the Start |
医療機器の高度化を背景に、体内埋込み型のインプラント医療機器やバイタルセンサを相互に無線接続した新しい形態の医療が注目を集めている。このようなインプラント医療機器では従来のモニタリングに限定されていたインプラント通信とは異なり、センシング・コントロールの観点からのインプラント通信の研究開発が求められる。このような新しいインプラント医療機器を実現するために、特定のセンサを必要としない生体データセンシングと多数のインプラント機器でセンシングされた情報に基づいたリアルタイムな高度制御を実現するセンサフリーな生体情報センシングとインプラント通信による精度の高いコントーションの融合技術の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は広い伝送帯域幅を有するUWB (Ultra Wideband)の利点を大きく活かすことで、センサフリーな生体情報センシングとインプラント通信による精度の高いコントーションの融合を目指し、これからの安全・安心な生活環境を支える次世代インプラント医療への寄与することを目的としている。
本年度は、①多元接続方式による複数バイタルデータ収集法の確立、②人体電気定数による生体情報センシング技術の開発、について研究開発を実施した。①については、前年度に検討を行ったUWBインプラント通信において超時短パルスの性質を活かした低遅延性を十分活かすことのできる多元接続方式であるMAC (Medium Access Control)プロトコルの開発を行った。本検討により複数の人体無線ネットワーク（BAN: Body Area Network）が存在する環境においてもお互いのパケット衝突を回避し、信頼性の高い生体通信が可能であることを検証した。電磁界解析シミュレーション、及び理論解析・数値シミュレーションにより有効性を確認した。
加えて、②においても本年度は人体電気定数による生体情報センシング技術の開発を実施するために、人体電気定数として比誘電率に着目し、比誘電率の推定値に基づいた体内水分量の推定方式の検討を行った。実験測定や理論解析を基に人体の比誘電率と体内水分量を定量的に関係づける数学モデルを構築し、実験評価により本提案方式の有効性を検証した。簡易的な生体等価液体ファントムを用いた評価実験では本提案方式の有効性を確認でき、次年度ではより現実的な環境において測定評価を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
年度当初に予定していた研究実施項目は全て実施され、研究分担者との連携も非常に取れている。また、研究グループ内の共著での研究成果も上がっており、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画が順調に進んでいることから今後も引き続き研究計画に沿って研究開発を実施する予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
