革新的生体サンドイッチ方式無線電力伝送による生体情報センシングシステムの開発研究

• 研究課題/領域番号: 18K12048
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分90110:生体医工学関連
• 研究機関: 福岡歯科大学
• 研究代表者: 池田 哲夫 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (60585701)
• 研究分担者: 金谷 晴一 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (40271077)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 体内無線電力伝送 / 生体情報センシング / インプラント機器 / サンドイッチ方式 / 生体無線電力伝送 / インプラント

研究成果の概要

サンドイッチ送電方式では電気抵抗50Ω、25cm幅の生体を挟み込んだ電極間に500Vの電位差かけた際、1cm2あたり2Ω、20Vの電位差を生じ、ここに抵抗1Ω以下で電極間が1cmのインプラント電子回路を設置すると、回路の電極間には20Vの電位差を生じることとなり、回路に電流が発生した。受電電極に供給される電力量は送電される電力量以外に、体内受電電極間距離、体内受電電極面積、体内受電電極の生体内深度に比例して増加する結果となり、体内受電電極の面積を100mm2とし50mm以上の間隔で、生体の50mm以上の深部に留置する、ことにより10mW以上の受電力量を取得可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究開発技術が確立すれば、人工内耳、人工網膜など生体内に留置し、生体深部の情報をセンシング可能な電子機器から電源供給ケーブルやバッテリーを取り除き、センサーを小型軽量化することにより、生体の適切な部位での情報センシングを可能とすると同時にセンシングデータの無線による対外への転送をも可能とするケーブル、バッテリーレス生体情報センサシステムが可能となる。センシングデバイスにバッテリーを搭載する必要がなく、データ通信も含め、必要な時に必要なだけセンシングするという極めて合理的なセンシングデバイスが実現する。