2020 Fiscal Year Annual Research Report
ドクターヘリ及びドクターカーを含む病院外への医用テレメータの情報漏洩対策手法
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19H03876
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| Research Institution | Kawasaki University of Medical Welfare |
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Principal Investigator |
茅野 功 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (70390242)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 仁 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (20550396)
田中 直子 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (40435350)
望月 精一 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (60259596)
高山 綾 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (60413514)
井上 貴博 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (70388940)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 医用テレメータ / 電磁干渉 / FDTD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は、交付申請書に記載した「研究の目的」内における、「病院内及び移動体（ドクターヘリとドクターカー）から放射された医用テレメータの電波の受信可能範囲について調査し，環境（地理的，構造物，季節，時間）に応じた受信可能性を定量的に示す尺度の作成と，これに伴う医用テレメータの外部漏洩防護手法を提案する」に対して、病院内の受信可能性を定量的に示す尺度の作成を完成させた。具体的には以下の3つの研究を実施した。
１）医用テレメータを取り付けた患者の姿勢（立位、仰臥位）による電磁界放射の違いを実測及びシミュレーションにより検討した。この結果、仰臥位においては理想的なダイポールアンテナによる放射に比較して最大で約2割の減衰する方角があることを定量的に示した（国際会議ICETC2020にて公表済）
２）医用テレメータの電磁界の屋外への放射の程度を実測及び理論から検討し、昼夜による差および放射される高度による差を定量的に示し、特に15階窓側から放射される医用テレメータの受信到達可能距離は122 mであることを示した（国際会議ISAP2020にて公表済）。
３）2019年度に実施した病院内の電磁界実測に対して、同じ病院をモデルとした時間領域差分法（FDTD法）による電磁界シミュレーションをを実施した。病院内を4種の構造体で示し、最大2,091,775248セルに分割した電磁界シミュレーションの結果は、実測値による減衰と良く一致し、シミュレーションの有用性を示した。さらに現在の「ゾーン管理」によるチャネルは、混信の原因となる相互変調を生じさせやすい配置であることを示し、これを防ぐ新たなチャネル管理手法を提案した（論文投稿中）。
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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
研究計画調書での2020年度の実施計画は、１）電磁界シミュレータの作成と評価・提案手法の作成、２）川崎医科大学附属病院電磁波放射実験、３）ドクターカー・ドクターヘリ放射実験となっていた。
このうち、１）については当初の計画以上の進展があった。病院内のシミュレーションはモデル化が完了し、シミュレーション結果の妥当性についても実測結果との比較により十分であることを確認できた。これを基に新たな混信対策を含んだチャネル管理手法を提案することができた。
２）については予期していなかったコロナウィルス感染症の流行により、新たに感染症患者病棟の設置などが進められたため、病院内での実測を2021年度に延期せざるを得ない状況となった。このため、３）の実験を先行して実施するために、まずFDTD法によるシミュレーションのモデル化に着手した。特にドクターヘリについては、川崎医科大学附属病院で使用されている現行のドクターヘリ（BK117）のモデル化を完了している。研究分担者である病院スタッフ（高山・田中・井上）及びドクターヘリ整備士との打ち合わせにより、ドクターヘリ内における医用テレメータの位置、および各種医療機器の設置位置を確定し、モデル内に配置した。また、実測における日程調整とその手順について確認し、ドクターカーのモデル化と合わせて2021年度に研究を完了する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度の実施計画は、１）ドクターカー・ドクターヘリ放射実験、２）川崎医科大学附属病院電磁波放射実験、３）評価・提案手法の完成である。
１）については、現在未実施状況であるドクターカーのシミュレーション用モデル化とドクターヘリの放射実験を順次進める予定である。実測については、ドクターカー及びドクターヘリいずれも内部に設置した医用テレメータから放射される電界強度をスペクトラムアナライザによって四方測定を実施するが、これらの実施予定については研究分担者である病院スタッフ（高山・田中・井上）との打ち合わせが完了している。また、シミュレーションについては、既に構築したドクターヘリモデルのシミュレーション実行、ドクターカーのモデル化およびシミュレーション実行は茅野・宮崎・望月によって計画策定済みである。
２）については、コロナウィルス感染症による病院内の設備対策が終了後に実施する予定であるが、万一2021年度中にさらなる設備変更等で測定実施が困難な場合は、既に実施済みである川崎医科大学総合医療センターにおいて、2020年度に提案した新たな混信対策を含んだチャネル管理手法に基づくチャネル変更を実施し、これによる実測を先行することで、本研究による提案手法の有用性を確認することとする。
上記１）、２）の実施後、シミュレーションの有用性を検討し、その結果を基に移動体からの医用テレメータ混信の可能性を定量的に評価、ドクターカーが他病院を通過する際の混信対策手法についてまとめ本研究を完了する方針である。
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[Presentation] Experimental study on information leakage from medical telemeter in hospital2020
Author(s)
KAYANO Isao, MOTOISHI Tetsuya, NISHIE Kazuo, SATO Saki, TANIGUCHI Yuto, NAKAJIMA Daichi, MIYAHARA Motoaki, YAMANE Keiji, ONDO Hiroki, TAKAYAMA Aya, MOCHIZUKI Seiichi
Organizer
第59回日本生体医工学会大会
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