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体内埋め込み型マイクロチップによる非観血的・連続血糖測定技術の実現(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0209
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

徳田 崇  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50314539)

研究協力者 サワン モハマド  モントリオール理工科大学, Depart of Electrical Engineering, 教授
太田 淳  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授
笹川 清隆  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教
春田 牧人  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教
野田 俊彦  豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワードCMOS / 生体埋め込みデバイス / グルコースセンサ / ワイヤレス電力伝送 / エナジーハーベスティング / CMOSセンサ / ワイヤレス
研究成果の概要

本研究は、基課題(科研費基盤研究(B) 『体内埋め込み型マイクロチップによる非観血的・連続血糖測定技術の実現』)において開発した生体埋め込みグルコースセンサをワイヤレス化するために必要な、超小型の電力伝送・センサ駆動プラットフォームの開発を目的とした。本研究ではバイオメディカルエレクトロニクス技術の世界的な先駆者であるカナダ・モントリオール理工科大学(滞在当時)Mohamad Sawan教授との共同研究を行った。生体埋め込みデバイス向けの電力伝送技術として光を用いることで超小型化を実現し、原理実証に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、超小型の生体内デバイスに利用可能なワイヤレス電力伝送技術が実現できた。生体内で赤色もしくは赤外光から電力を得て蓄積し、一回の動作に必要な電力がたまれば負荷を駆動するという方式は、単純な回路で高い電圧の回路を駆動するのに有効な新技術である。さらには複数の電力パルスにわたるシーケンス動作を可能とする回路構成も実現・実証した。これにより生体内センシングの機能性実現に向けた基礎的な機能を実現したといえる。実現された技術は、間欠駆動するマイクロデバイス系に利用可能であるため、IoTシステムにおける安価な端末駆動技術にも応用できると期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] モントリオール理工科大学(カナダ)2016

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Design Optimization of CMOS Control Circuit for Integrated Photovoltaic Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tokuda, T. Ishizu, N. Wuthibenjaphonchai M. Haruta, T. Noda, K. Sasagawa, M. Sawan, and . Ohta
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 30 号: 10 ページ: 2343

    • DOI

      10.18494/SAM.2018.1945

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2018-10-25
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 1 mm3-sized Optical Neural Stimulator based on CMOS Integrated Photovoltaic Power Receiver2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tokuda, T. Ishizu, W. Nattakarn, M. Haruta, T. Noda, K. Sasagawa, M. Sawan, and J. Ohta
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 4 ページ: 45018-45018

    • DOI

      10.1063/1.5024243

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CMOS-based optical energy harvesting circuit for biomedical and Internet of Things devices2018

    • 著者名/発表者名
      Wuthibenjaphonchai Nattakarn, Takaaki Ishizu, Makito Haruta, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Mohamad Sawan and Jun Ohta
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FM05-04FM05

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fm05

    • NAID

      210000148977

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In-vitro long-term performance evaluation and improvement in the response time of CMOS-based implantable glucose sensors2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tokuda, T. Kawamura, K. Masuda, T. Hirai, Hironari Takehara, Y. Ohta, M. Motoyaa, Hiroaki Takehara, T. Noda, K. Sasagawa, T. Okitsu, S. Takeuchi, and J. Ohta
    • 雑誌名

      IEEE Design & Test

      巻: 33 号: 4 ページ: 37-48

    • DOI

      10.1109/mdat.2016.2560137

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CMOS技術による生体埋植マイクロデバイス2016

    • 著者名/発表者名
      徳田 崇, 太田 淳
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 65 ページ: 889-894

    • NAID

      130007715244

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Wireless Sticker-like Health-monitoring Devices Operated by Optical Power Transfer2019

    • 著者名/発表者名
      Nattakarn Wuthibenjaphonchai・Thanet Pakpuwadon・川崎祐久・春田牧人・笹川清隆・徳田 崇・太田 淳
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会(日本、北海道科学大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Battery-Free Sticker-Like Device for Health Monitoring Operated by Optical Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      N. Wuthibenjaphonichai, M Haruta, T. Noda, K. Sasagawa, T. Tokuda, M. Sawan, S. Carrara, and J. Ohta
    • 学会等名
      2018 IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS2018), Cleveland, USA
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Live Demonstration: IoT Micronode with Optical ID Transmission Capability Operated by Optical Energy Harvesting2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tokuda, W. Nattakarn, T. Ishizu, M. Haruta, T. Noda, K. Sasagawa, and J. Ohta
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Circuit and Systems, Florence, Italy,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光電力伝送によるバッテリレス生体埋植光刺激デバイス2018

    • 著者名/発表者名
      川野裕祐、石津岳明、春田牧人、野田俊彦、笹川清隆、徳田崇、太田淳
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CMOS-based Optical Energy Harvesting Circuit for Bio-implantable and IoT Devices2017

    • 著者名/発表者名
      Nattakarn Wuthibenjaphonchai, Makito Haruta, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, and Jun Ohta
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] CMOS-base optical energy harvesting for biomedical and IoT devices2017

    • 著者名/発表者名
      Wuthibenjaphonchai Nattakarn, Makito Haruta, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, and Jun Ohta
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光エナジーハーベスティングによる生体埋植型光刺激デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      石津 岳明、N. Wuthibenjaphonchai、春田 牧人、野田 俊彦、笹川 清隆、徳田 崇、太田 淳
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CMOS-based optical energy harvesting circuit for medical and iot devices2017

    • 著者名/発表者名
      N. Wuthibenjaphonchai, M. Haruta, T. Noda, K. Sasagawa, T. Tokuda, and J. Ohta
    • 学会等名
      39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Evaluation of Implantable CMOS Chips2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tokuda, T. Noda, K. Sasagawa, and J. Ohta
    • 学会等名
      IEEE/ACM Workshop on Variability Modeling and Characterization
    • 発表場所
      Doubletree Hotel, Austin, TX, USA
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CMOS-based implantable biodevices2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tokuda
    • 学会等名
      Inviter Seminar of The Quebec IEEE Engineering in Medicine and Biology / Circuits and Systems Chapter
    • 発表場所
      Laval University, Quebec City, Canada
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 『IoTを指向するバイオセンシング・デバイス技術』第2章3節2016

    • 著者名/発表者名
      徳田 崇, 竹原 宏明, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 太田 淳
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-10-04   更新日: 2020-03-30  

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