2014 Fiscal Year Research-status Report
超小型体内留置デバイス用容量結合型デジタル情報・電力伝送システムの研究開発
| Project/Area Number |
26420249
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
柴 建次 東京理科大学, 基礎工学部, 准教授 (10343112)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 体内埋込機器 / 波形整形 / 電力伝送 / 容量結合 / ワイヤレス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，容量結合で体内―体外間通信を行うための，（１）人体組織中のデジタル通信用波形整形フィルタの設計・試作と，（２）容量結合型ワイヤレス電力伝送における周波数変化時の効率測定を行った．（１）においては，人体組織が容量成分を持つため，送信波形がきれいな矩形波であっても，受信波形は大きく歪んでしまうことが問題になっていた．このため，波形整形回路を作成し送信波形が復元できるか検討した．主に，高速コンパレータを用いた2段のローパスフィルタ，シフトアップ回路，コモンモード除去フィルタにより，波形整形回路を作成した．0.3%のNaCl水溶液を介して通信実験を行ったところ，送信波形の矩形波と同周期の正弦波に復元することに成功した．また，（２）においては，1～10MHzの周波数帯において，AC-AC間の伝送効率，最大受電電圧を電磁界解析・実測した．最大効率は5MHz付近において，0.058%が得られた．受電電圧は，伝送周波数4MHz, 送電電流900mA(送電電極付近の電流密度，11.25 mA/cm2)において，100 オーム負荷では受電電圧2.46 V，30 kオーム負荷では受電電圧3.75V が得られた．周波数が増加するとともに，受電電圧は増加する傾向にあった．ただし，受電電圧の測定には，通常のオシロスコープ（Agilent, U1620A）と受動プローブ（Agilent, U1561A）を用いたため，4MHz帯域においてはプローブ容量やオシロスコープ内の容量により等価インピーダンスが低下し，被測定物に影響を与えている可能性が大きい可能性が考えられた．このため，この測定に関しては，低容量でかつ高インピーダンスのプローブ等を購入し，測定し直すことを検討している．これらの成果は，次年度，IEEE等の国際会議で発表する予定である．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画していた内容はほぼ100%遂行している．次年度の内容も進めており，その内容で国際会議発表も行っており，順調に進んでいる．
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究実績の概要にも挙げたが，1MHz以上の高周波電圧の精度の高い測定が新たな課題となっている．追加の課題として，現在進めている．
|
| Causes of Carryover |
予定していた通信評価用機器について購入予定であったが，評価は次年度う予定であり，製品選択する時間がほしいため，来年度に延期した．測定精度の向上のための機材も追加で必要となっており，研究の優先度を十分に考え，どちらかを購入予定である．一部，メーカと共同で実験を行っており，試作品ができてきてからの評価となる．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
評価用機材を次年度中には購入予定である．
|
