光による電力供給を利用した生体計測用光ファイバセンサに関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452178
• Research Institution: Institute for Medical and Dental Engineering, Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 戸川 達男 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教授 (40013859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 俊世 山口大学, 工学部電気電子工学科, 助教授 (10142259) ; 斎藤 浩一 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教務職員 (00205668) ; 辻 隆之 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助教授 (00075764)
• Keywords: 光ファイバ / 太陽電池 / 光電変換 / 光通信 / 光ファイバセンサ / 半導体レーザ

Research Abstract

前年度までに開発した光電交換素子および駆動回路の改良を行った。それを用いて実験にセンサを使用した計測を試みた。
センサ回路の駆動電圧を3Vとし、太陽電池の配列を工夫した結果、開放電圧3.3V、短絡電流25mAが得られた。供給電力を開放電圧と短絡電流の積の80%とすると、66mWとなり、低電圧駆動の集積回路素子から構成されるセンサ回路では十分な電力を与えることができる。さらに効率を高めるためには、光ファイバ先端の形状を工夫し、開口数を大きくし、太陽電池に均等に照射されるようにしなければならない。
温度測定を試み、前年度試作した回路のコネクター部の改良を行った。データ伝送の光出力は増大したが、測定結果は、前年度と同様であり、0〜100℃の測定で±2℃であった。V-F変換は、精度良く行われた。温度の精度を高めるためには、センサ部(IC温度センサ)の回路の改良を行わなければならない。データ伝送でプラスチック光ファイバを用いたが伝送線路が短かったため伝送誤差は生じなかった。
生体の温度測定の試みとして経皮エネルギー伝送を行った。光源としてハロゲン光(150W)を用いた実験では、皮下2mmで開放電圧3.3V短絡電流3mA程度の電流が得られることが示された。減衰は大きかったが植え込み装置の駆動電源として使用できる可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Tamura,T.,Togawa,T. Oberg,P.A: "Fiber-optic power-feed system for temperature measurement" Sensors and Actuators. A34. 155-159 (1992)
• [Publications] Tamura,T.,Shamsuddin,AKM Kawarada,A.,Togawa,T.,and Oberg,P.A: "Transcutaneous optical power-deed system for implantable sensors" Proc.9th Nordic Meeting on Meidcal and Bioloigcal Engineering.