• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Research and development of the information and energy transmission system using capacitive coupling for small implantable medical devices

Research Project

Project/Area Number 26420249
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

Shiba Kenji  東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 准教授 (10343112)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords容量結合 / 磁界共振 / 電力伝送 / ワイヤレス / 体内埋込 / 放射電磁ノイズ / 情報伝送 / フィルタ / 誤り率 / 体内深部埋込機器 / コモンモード / PIC / 体内埋込機器 / 波形整形
Outline of Final Research Achievements

We proposed a capacitive coupling energy and information transmission method for implantable medical devices deep inside the body. To investigate the capacity of capacitive coupling energy transmission system, experimental measurements of the received voltage were conducted in which transmitting electric energy and load resistance was changed from the surface of the human phantom to an implantable device inside it. As a result, a received voltage of 2460 mV could be obtained with a load resistance of 100Ω. Also, information transmission system can transmit information from deep inside body to outside the body using a couple of titanium electrodes. To increase communication accuracy of the capacitive coupling information communication, the value of communication accuracy is measured using a human phantom when the filter constant and voltage gain in the receiving circuit were changed. As a result, the communication accuracy was 99% when fc was 36 kHz and Av was 10-20 times.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Capacitive coupling energy transmission system for an implantable medical device: measurement of received voltage considering the polarity of received electrode2016

    • Author(s)
      柴建次
    • Journal Title

      Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics

      Volume: 24 Issue: 3 Pages: 234-239

    • DOI

      10.14243/jsaem.24.234

    • NAID

      130005252744

    • ISSN
      0919-4452, 2187-9257
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Analysis of Specific Absorption Rate and Internal Electric Field in Human Biological Tissues Surrounding an Air-core Coil-type Transcutaneous Energy Transmission Transformer2016

    • Author(s)
      Kenji Shiba,Nur Elina Binti Zulkifli, Yuji Ishioka
    • Journal Title

      Journal of Artificial Organ

      Volume: 21 Issue: 2 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1007/s10047-016-0935-4

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 体内埋込医療機器への容量結合型ワイヤレス電力伝送 ー受電電極の極性を考慮した受電電圧の測定ー2015

    • Author(s)
      柴建次
    • Journal Title

      日本AEM学会 第24回MAGDAコンファレンス講演論文集(MAGDA 2015)

      Volume: なし Pages: 125-130

    • NAID

      130005252744

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Electrically Induced Energy Transmission using for Implantable Medical Devices Deep Inside the Body: Measurement of Receiving Voltage in Consideration of Biological Effect2015

    • Author(s)
      Kenji Shiba
    • Journal Title

      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS2015)

      Volume: なし Pages: 2681-2684

    • DOI

      10.1109/embc.2015.7318944

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Thin, Flexible Receiving Coil for Wireless Power Transmission Based on Magnetic Induction to an Implantable Device Measuring the power efficiency of receiving coils with varying numbers of mounted magnetic sheets2015

    • Author(s)
      Ryutaro Iwashita, Masami Ishiwata, Yoji Takaguchi, Takashi Koike,Issei Hashimoto, Kenji Shiba
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE 9th International Symposium on Medical Information and Communication Technology (ISMICT)

      Volume: 1 Pages: 40-44

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 体内深部-体外間の容量結合無線情報伝送~空気中及び液体模擬生体中における電圧利得特性の評価~2014

    • Author(s)
      石渡 将己,吉川 秀一,京岡 政浩,橋本 一生,柴 建次
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告,高信頼制御通信

      Volume: 114(60) Pages: 9-12

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 体内埋込型モニタリング装置への無線電力伝送-NaCl水溶液に浸漬させた受電コイルの受電電力測定-2014

    • Author(s)
      石渡将己,岩下龍太朗,高口陽次,小池隆史,柴建次
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告(無線電力伝送)

      Volume: 114(375) Pages: 5-8

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] NaCl水溶液浸漬時における 補助人工心臓用経皮エネルギー伝送用トランスの渦電流損の検討2014

    • Author(s)
      小谷野 純一,小口 寛人,橋本 一生,柴 建次
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告(無線電力伝送)

      Volume: 114(375) Pages: 1-4

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] 体内深部-体外間の容量結合型無線情報伝送システム -電磁ノイズ環境下における通信特性の測定-2017

    • Author(s)
      新郷 航希, 柴 建次, 原 一裕,坪木 光男,伊藤 雅一
    • Organizer
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • Place of Presentation
      倉敷アイビースクエア
    • Year and Date
      2017-05-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 体内留置逆流性食道炎の モニタリング装置用無線電力伝送 -解析による最適巻数と周波数の検討-2017

    • Author(s)
      勝山 晃吉, 加我 正,柴 建次
    • Organizer
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • Place of Presentation
      倉敷アイビースクエア
    • Year and Date
      2017-05-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 体内深部-体外間容量結合型無線情報伝送システム -受信回路のフィルタ定数変化時における通信特性の測定-2017

    • Author(s)
      新郷航希,柴建次,原一裕,坪木光男,伊藤雅一
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学
    • Year and Date
      2017-03-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆流性食道炎モニタリング装置への無線電力伝送 -同時情報伝送動作に伴う相互干渉-2017

    • Author(s)
      木戸香,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学
    • Year and Date
      2017-03-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆流性食道炎モニタリング装置への空心偏平型コイルを用いた無線電力伝送 -コイル定数変化時のAC-AC間の伝送効率特性の解析-2017

    • Author(s)
      勝山晃吉,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学
    • Year and Date
      2017-03-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工心臓用空心偏平型経皮エネルギー伝送トランスの 正確な伝送効率測定-各種測定機器による測定値と理論推定値との比較-2017

    • Author(s)
      加我 正, 柴 建次
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線電力伝送研究会
    • Place of Presentation
      広島工業大学
    • Year and Date
      2017-01-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficiency Measurement of Air-Core Transcutaneous Energy Transmission Systems Considering Common-Mode Current at 900 kHz for a Transformer Immersed in NaCl Solution2016

    • Author(s)
      Tadashi Kaga, and Kenji Shiba
    • Organizer
      ISRBP 2016
    • Place of Presentation
      Mito, Japan
    • Year and Date
      2016-09-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ウェストリング型送電コイルを用いた 体内埋込型小型医療機器への無線電力伝送 -送電コイルの径と電磁生体影響の関係-2016

    • Author(s)
      土屋 純平,岩下 龍太朗,柴 建次
    • Organizer
      LIFE2016
    • Place of Presentation
      東北大学 青葉山キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 臓ペースメーカ用容量結合型経皮電力伝送システムの伝送条件最適化 -最適伝送周波数の解析-2016

    • Author(s)
      米谷早織, 柴 建次
    • Organizer
      LIFE2016
    • Place of Presentation
      東北大学 青葉山キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Wireless information transmission system between deep inside and outside the body using capacitive coupling: Development of digital communication circuits2016

    • Author(s)
      Kenji Shiba, Kazuhiro Hara, Mitsuo Tsuboki, Masakazu Itoh
    • Organizer
      38the Annual International Conference of the IEEE Engieering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Orland, FL
    • Year and Date
      2016-08-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficiency Measurement of Air-Core Transcutaneous Energy Transmission Systems for Ventricular Assist Devices Considering Common-Mode Current2016

    • Author(s)
      Tadashi Kaga, and Kenji Shiba
    • Organizer
      38the Annual International Conference of the IEEE Engieering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Orland, FL
    • Year and Date
      2016-08-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of Maximum Received Power Considering Biomedical Effect on Capacitive Power Transfer for Implantable Medical Devices2016

    • Author(s)
      Arata Myoga, and Kenji Shiba
    • Organizer
      38the Annual International Conference of the IEEE Engieering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Orland, FL
    • Year and Date
      2016-08-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電磁誘導を用いた体内深部埋込型医療機器への無線電力伝送 -蓄電用電気二重層コンデンサの充電回路の試作-2016

    • Author(s)
      明賀 新, 岩下 龍太朗, 小野寺 英晴, 柴 建次
    • Organizer
      第28回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2016-05-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 体内深部-体表面間の通信研究のための模擬生体の試作 -ポリ塩化ビニリデン膜を用いた脂肪の模擬2016

    • Author(s)
      川合史朗,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京工科大学
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 体内深部埋込小型医療機器への無線電力伝送 -電磁界解析によるエッジ効果の影響の検討-2016

    • Author(s)
      田中俊太郎,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京工科大学
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 心臓ペースメーカ充電のための容量結合型経皮電力伝送システム -最適伝送周波数の解析-2016

    • Author(s)
      米谷早織,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京工科大学
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 体内深部埋込型センシング機器への容量結合型無線電力伝送-コモンモードの影響を抑制したAC-AC間の伝送特性測定-2016

    • Author(s)
      明賀新,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京工科大学
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] コモンモード電流を考慮した空心偏平型経皮電力伝送システムの効率測定 -200kHzの理論値と実測値の比較検討-2016

    • Author(s)
      加我正,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京工科大学
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 体内深部埋込型医療機器への電磁誘導型ワイヤレス電力伝送 -SARと体内電界強度の解析-2016

    • Author(s)
      土屋純平,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京工科大学
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 微弱電流を用いた体内深部-体外間における無線情報伝送 -ネットワークアナライザを用いた減衰率の測定-2016

    • Author(s)
      石渡将己,柴建次
    • Organizer
      ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京工科大学
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 体内埋込型医療機器へのワイヤレスエネルギー伝送・情報伝送2016

    • Author(s)
      柴 建次
    • Organizer
      JPCA show 2016 & 2016エレクトロニクスショーのJIEP最先端実装技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京ビックサイト
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 容量結合を用いた体内深部―体外間のワイヤレス情報伝送~模擬人体中の電圧利得の解析~2015

    • Author(s)
      柴 建次
    • Organizer
      2015年電子情報通信学会総合
    • Place of Presentation
      立命館大学
    • Year and Date
      2015-03-10 – 2015-03-13
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 体内埋込センシングデバイスへの電磁誘導型無線電力伝送‐受電コイルの積層化及び磁性体シート装着時における電力伝送効率の実測‐2015

    • Author(s)
      小池 隆史, 石渡 将己, 岩下 龍太朗, 高口 陽次, 柴 建次
    • Organizer
      第24回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京電機大学
    • Year and Date
      2015-03-06
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 微弱電流を用いた体内深部-体外間の無線情報伝送-空気中及び液体模擬生体中における電圧利得測定-2015

    • Author(s)
      高口 陽次, 石渡 将己, 岩下 龍太朗, 小池 隆史, 柴 建次
    • Organizer
      第24回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京電機大学
    • Year and Date
      2015-03-06
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 中継コイルを用いた床埋め込み型経皮電力伝送システム設計のための理論計算2015

    • Author(s)
      佐久間 詩織, 石橋 時光, 橋本 一生, 柴 建次
    • Organizer
      第24回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京電機大学
    • Year and Date
      2015-03-06
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Remarks] 東京理科大学柴研究室

    • URL

      http://www.rs.noda.tus.ac.jp/shibalab/index.html

    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電子機器、及び無線給電システム2016

    • Inventor(s)
      柴建次, 小野寺 英晴
    • Industrial Property Rights Holder
      柴建次, 小野寺 英晴
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-097766
    • Filing Date
      2016-05-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi