マルチノンリニア解析適用による植込み型医療器EMI推定技術の高精度化研究
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22K04233
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
日景 隆 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30312391)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 植込み型医療器EMI / 環境電磁界評価手法 / 多変数非線形解析 / 電気-光変換装置 / EMI / 電磁界シミュレーション / 数理モデル / 干渉電圧 |
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| Outline of Research at the Start |
体内植込み型医療機器(心臓ペースメーカ/ICD)の電磁干渉影響(EMI)推定を実現するための新たな環境電磁界評価手法の開発を行う．植込み型医療機器試験に基づいて取得した被干渉回路の非線形応答データを多変量解析し，数理モデルを構築し評価に組み込むことで最高水準の推定精度と汎用性の実現を目指す．構築する数理モデルを用いたEMI推定法は，ウェアラブルデバイスあるいは人工呼吸器のような医用機器など，微弱な生体信号を増幅して動作する各種装置のための干渉推定，さらにはEMI緩和技術開発など広範な発展が期待できる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，体内植込み型医療機器(心臓ペースメーカ/ICD：AIMD)の電磁干渉影響(EMI)推定を実現するための新たな環境電磁界評価手法の開発である．AIMD-EMI問題については世界的に関心が高い．特に，高齢化社会を迎えつつある先進国での関心が高く，欧州や米国において評価手法やガイドライン策定のための基礎的研究が実施されているものの，机上検討や少数の実機を用いた干渉試験がようやくの状況である．本研究では，多数の植込み型医療機器試験に基づいて取得した被干渉回路の非線形応答データを多変量解析し，数理モデルを構築して評価に組み込むことで最高水準の推定精度と汎用性の実現を目指す．
本年度は，１）AIMD-EMI干渉推定手法への多変数非線形解析適用検討、２）5G-NRおよびBeam-type WPT信号を用いた植込み医療器EMI推定の実証に関する検討を以下のとおり実施した．
１）HF帯およびRF帯の典型的な断続波(バースト信号)に関する測定系を構築した．その上で，マルチノンリニア解析を行う干渉信号についてAIMD実機試験でEMI発生が確認される条件を検討した．適用性検討を主眼として，回路パラメータおよびばく露信号波形について複数の条件を設定して干渉数理モデルの構築および基本特性評価を実施した．
２）携帯電話，無線LANあるいはRFID等より高い周波数帯を利用する5GNRの周波数帯にお
けるAIMD-EMI評価について世界的に未実施でありデータがないため，周波数帯や時分割デュプレックス(TDD)波形プロファイルの検討を実施し，AIMD-EMI実機データの取得を行った．これらデータは，研究の最終目標であるAIMD-EMI数理モデル構築の上で必要不可欠であり，今後の研究計画・課題の高精度化が実現された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
申請書記載の研究計画通りの進捗が実現できたとことに加え，次年度以降に予定していた査読付国際会議における成果公表が複数件研究初年度において為されており，当初計画以上の進展があったと考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の検討結果に基づき，マルチノンリニア解析および干渉数理モデルの構築を発展させ，回路パラメータおよびばく露信号周波数および波形を統計的に取り扱うことで，干渉数理モデルの汎用性および精度の検証を実現する．現時点で確定している5G-NRの周波数・波形を再現した干渉数理モデルの構築を実施する．ここまで実施の基礎検討結果について国内の学会で研究成果報告を行う．さらに，次年度開催予定の査読付き国際会議へ論文投稿等成果公表を積極的に実施する．
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Report
(1 results)
Research Products
(15 results)
