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2023 Fiscal Year Annual Research Report

統計計算科学によるミリ波帯無線システム安全性の国際標準化

Research Project

Project/Area Number 21K04000
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

小寺 紗千子  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40874219)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平田 晃正  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00335374)
増田 宏  久留米大学, 医学部, 助教 (10321861)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords生体電磁 / 人体ばく露 / 国際標準化 / 温度上昇 / 温熱生理応答
Outline of Annual Research Achievements

今後利用が拡大するミリ波帯電波に対する人体の安全性について関心が高まっている。このような背景から、本研究では、温熱生理応答計算モデルを、実測データをもとに高精度化、複数体モデルを考慮し、国際ガイドラインにおいて課題となっているばく露量の変動を定量化することを目的とした。2022年度までに、組織の物理定数における個々人間のばらつきを考慮できるよう、機械学習を用いて、頭部のMR画像から熱パラメータを推定可能とする非セグメンテーションモデルを新たに構築、従来の非セグメンテーションモデルを用いた解析と比較することで、有効性について示してきた。また、電力吸収分布、温度上昇分布は、非セグメンテーションモデルを用いたほうが、組織境界におけるアーチファクトを軽減できることを示した。
2023年度では、6GHz以上でおもに電波が吸収される皮膚組織に着目し、ばく露実験で得られた温度上昇と皮膚血流の関係から温熱生理応答モデルの高精度化を行った。さらに得られた温熱生理応答モデルを用いた複合物理解析を行い、複数のばく露条件を計算で再現し、皮膚温度上昇解析を行った結果、今回用いたばく露実験のすべての条件において、実測値のばらつきの範囲内で、良い一致が得られることを示した。また、2022年度までに開発した非セグメンテーションモデルを複数体構築し、局所ばく露における基本制限値である10g平均SAR、吸収電力密度の周波数特性を導出した。その結果、従来モデルと非セグメンテーションモデル間での差は、最大で15%と良い一致が得られた。また、最大温度上昇値の差異は、最大で7%となった。さらに、単位基本制限値あたりの温度上昇である加温係数のばらつきは、表面に電力が集中する高周波数帯においては、非セグメンテーションモデルの結果のほうが、個々人のモデル形状に対するばらつきが小さくなることについても明らかにした。

  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Computation of Whole-Body Average SAR in Realistic Human Models From 1 to 100 GHz2024

    • Author(s)
      Kodera Sachiko、Taguchi Kenji、Diao Yinliang、Kashiwa Tatsuya、Hirata Akimasa
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques

      Volume: 72 Pages: 91~100

    • DOI

      10.1109/TMTT.2023.3289562

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 28GHz人体背部ばく露による体温上昇解析2024

    • Author(s)
      木下 晃太朗、増田 宏、小寺 紗千子
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌C

      Volume: J107-C Pages: 225~227

    • DOI

      10.14923/transelej.2023STF0001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Whole-Body Exposure System Using Horn Antennas With Dielectric Lens at 28 GHz2023

    • Author(s)
      Kodera Sachiko、Miura Norika、Diao Yinliang、Inoue Miyako、Hikage Takashi、Taguchi Kenji、Masuda Hiroshi、Hirata Akimasa
    • Journal Title

      IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology

      Volume: 7 Pages: 65~72

    • DOI

      10.1109/JERM.2022.3218812

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Recent advances and challenges in computational dosimetry above 6 GHz2024

    • Author(s)
      S. Kodera, K. Li, F. Kaburcuk
    • Organizer
      IEEE ICES Workshop on Computational Bioelectromagnetics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 機械学習を用いたパーソナライズ脳刺激における電界推定2024

    • Author(s)
      平田晃正, 小寺紗千子, ラシド エッサム, 田村 学, 本谷 秀堅
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Invited
  • [Presentation] パッチアレイアンテナを用いた人体背部ばく露装置の開発2024

    • Author(s)
      加藤将馬, 小寺 紗千子, 平田晃正
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
  • [Presentation] 超高周波全身電波ばく露における人体深部温度の外気温依存性2024

    • Author(s)
      億田龍太朗, 小寺 紗千子, 平田晃正
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
  • [Presentation] Intercomparison of Spatially Averaged Absorbed Power Density above 10 GHz2023

    • Author(s)
      K. Li, S. Kodera, D. Poljak, Y. Diao, K. Sasaki, A. Susnjara, A. Prokop, K. Taguchi, J. Xi, S. Zhang, M. Yao, G. Sacco, M. Zhadobov, W. E. Hajj, and A. Hirata
    • Organizer
      URSI GASS 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temperature elevation during back skin exposure to 28 GHz wave in human volunteer2023

    • Author(s)
      M. Inoue, S. Matsufuji, E. Ijima, T. Ishitake, S. Kodera, A. Hirata, A. Matsumoto, and H. Masuda
    • Organizer
      URSI GASS 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel whole-body and localized exposure systems to investigate human systems2023

    • Author(s)
      T. Hikage, H. Masuda, S. Kodera, and A. Hirata
    • Organizer
      URSI GASS 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ミリ波ばく露における皮膚温度上昇評価2023

    • Author(s)
      木下 晃太朗,小寺 紗千子,増田 宏,平田 晃正
    • Organizer
      電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会
  • [Presentation] 28 GHz局所ばく露における知覚温度上昇の検討2023

    • Author(s)
      2.新井紀香,小寺紗千子,上原信太郎,湯浅明子,牛澤一樹,大高洋平,日景 隆,平田晃正
    • Organizer
      電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会
  • [Presentation] ミリ波帯域を想定した複数周波数電波における適合性評価の検討2023

    • Author(s)
      南元佑太,小寺紗千子,井山隆弘,東山潤司,鈴木恭宜,平田晃正
    • Organizer
      電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会

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Published: 2024-12-25  

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