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Study of Novel Measurement System for Electromagnetic Environment in Clinical Settings

Research Project

Project/Area Number 23K09591
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 58010:Medical management and medical sociology-related
Research InstitutionJunshin Gakuen University

Principal Investigator

石田 開  純真学園大学, 医療工学科, 講師 (40745105)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 有阪 直哉  北里大学, 医療衛生学部, 助教 (40759403)
藤井 清孝  北里大学, 医療衛生学部, 講師 (10940570)
花田 英輔  佐賀大学, 理工学部, 教授 (90244095)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords電磁環境 / 電磁ノイズ / 医用テレメータ / 機械学習 / ソフトウェア無線
Outline of Research at the Start

本研究では、機械学習とソフトウェア無線を用いた新しい電磁環境評価・管理手法を提案し、医療現場への応用を目指す。また最終的に、良質な医療を実現するための無線通信やIoT機器等の安全な導入・管理手法、医療機器との共存方法を発信し、安心・安全な電磁環境を構築することを目標とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、医療における無線通信の安全な運用をおこなうために必要な、電磁両立性(ElectroMagnetic Compatibility、EMC)の確保と向上を促進し、良質な電磁環境を確立することである。2023年度は下記について検討をおこなった。
〇ソフトウェア無線(SDR)の受信精度評価
RF信号用の安価な受信機として近年注目されているSDRについて、医療現場での無線通信信号の測定器としての可能性を評価した。複数台のSDRについて、信号発生器からの実信号を用いた評価をおこない、高いダイナックレンジを有し、また実際のスペクトラムアナライザとも高い相関があり、測定器としての代用ができる可能性が示された。
〇機械学習を用いた医用テレメータ信号の推定
SDRを用いて測定された医用テレメータ信号について、その搬送波対信号比(CNR)の真値を推定する機械学習アルゴリズムを検討した。複数の機械学習手法を検討し、概ね9割以上の精度を有し、誤差も数 dB程度で推定可能であることが示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画に掲げた研究項目について、概ね遂行できており、かつ成果報告もできているため。

Strategy for Future Research Activity

2023年度に引き続き、SDRの精度評価をおこなうとともに、機械学習アルゴリズムの検討を実施する。また、アルゴリズムを搭載する最適なマイコンボードの選定についても検討していく。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] ソフトウェア無線の応用による電磁環境評価の可能性2024

    • Author(s)
      石田 開,藤井清孝
    • Journal Title

      日本臨床工学技士会会誌

      Volume: 81 Pages: 169-175

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Electromagnetic Disturbance Issues in 400 MHz Wireless Medical Telemetry Systems and Its Countermeasures for Safety Operation2023

    • Author(s)
      Ishida K., Fujii K., Hanada E.
    • Organizer
      35th URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 医療電磁環境の簡易評価法について2023

    • Author(s)
      石田 開,藤井清孝,花田英輔
    • Organizer
      令和5年度第2回医療・福祉における電磁環境研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ソフトウェア無線の応用による電磁環境評価の可能性2023

    • Author(s)
      石田 開,藤井清孝
    • Organizer
      第33回日本臨床工学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ソフトウェア無線と機械学習を用いた医用テレメータの受信状況推定2023

    • Author(s)
      石田 開
    • Organizer
      2023年度第1回ヘルスケア・医療情報通信技術研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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