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生体内電波伝搬に関する統合的研究とボディエリア通信への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K06054
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

青柳 貴洋  東京工業大学, 工学院, 准教授 (10302944)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード電波伝搬 / 生体内計測 / ボディエリアネットワーク / ヘルスケア・医療情報通信技術 / 機械学習 / 散乱係数 / 貫通導波管法 / 腹部脂肪 / 電磁波 / 測定法 / 医療・ヘルスケア情報通信技術 / ニューラルネットワーク / メタボリックシンドローム / ヘルスケア / 誘電率 / 予防医学 / 生体内電波伝搬 / ヘルスケア・医療 / 複素比誘電率測定 / 脂肪量推定 / 脂肪量の推定
研究成果の概要

本研究では生体内における電波伝搬およびその応用に関する研究を行った。生体内電波伝搬を用いるアプリケーションおよびシステムを設計するためにはその特性が明らかになっていることが必要であり、応用例として腹部の脂肪量をマイクロ波により測定するアプリケーションに関する検討を行った。まず、この計測に利用する矩形導波管のサイズおよび使用する複数の周波数の選択により測定精度を向上させられることを明らかにした。次に、人間の腹部を模擬した数値ファントムによりシミュレーション計算を行い、本測定法による測定およびニューラルネットワークによる推定モデルを作成した結果、良好な推定結果を得ることができることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会的意義として、これまで生体内の様相を精度良く測定するためには、CTスキャンなどの機材が必要であったが、本研究の成果によりCTスキャンよりは精度が低いが、腹囲測定よりは高精度な腹部の脂肪量推定が低コストで行える可能性がある。例えば毎年の健康診断などで行うことにより、脂肪の蓄積によるメタボリックシンドロームを予防につながると考えられる。学術的異議としては、これまで、生体内でマイクロ波を用いて測定を行うアプリケーションは超音波やX線、MRI等に比べ多くなく、今後、高周波数化や高精度化を目指すことにより、従来これらの測定法ではできなかった検査が行えることも考えられ、今後の研究の発展が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2016 2015

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 貫通孔導波管を用いたマイクロ波測定による腹部脂肪厚の推定に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      田中伸明,青柳貴洋
    • 学会等名
      電子情報通信学会環境電磁工学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 貫通孔導波管を用いたマイクロ波測定による腹部脂肪厚推定法の楕円モデルによる検討2018

    • 著者名/発表者名
      田中伸明,青柳貴洋
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Estimation Method of Abdominal Fat Thickness by Micro Wave2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Tanaka,Takahiro Aoyagi
    • 学会等名
      International Conference on Body Area Networks (BODYNETS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Simulation of Abdominal Fat Measurement by Through-hole Wave Guide with Realistic Voxel Model2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Tanaka,Takahiro Aoyagi
    • 学会等名
      IEICE EMCJ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波を用いた内臓脂肪量測定 ―導波管貫通法による腹部の比誘電率推定―2016

    • 著者名/発表者名
      青柳貴洋
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-04-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fundamental study on measurement of dielectric constants of human abdomen by waveguide-penetration method2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Aoyagi
    • 学会等名
      10th International Conference on Communications, Electromagnetics and Medical Applications
    • 発表場所
      ソフィア技術大学
    • 年月日
      2015-10-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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