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医療現場における新しい電磁環境評価システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K09591
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58010:医療管理学および医療系社会学関連
研究機関純真学園大学

研究代表者

石田 開  純真学園大学, 医療工学科, 講師 (40745105)

研究分担者 有阪 直哉  北里大学, 医療衛生学部, 助教 (40759403)
藤井 清孝  北里大学, 医療衛生学部, 講師 (10940570)
花田 英輔  佐賀大学, 理工学部, 教授 (90244095)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード電磁環境 / 電磁ノイズ / 医用テレメータ / 機械学習 / ソフトウェア無線
研究開始時の研究の概要

本研究では、機械学習とソフトウェア無線を用いた新しい電磁環境評価・管理手法を提案し、医療現場への応用を目指す。また最終的に、良質な医療を実現するための無線通信やIoT機器等の安全な導入・管理手法、医療機器との共存方法を発信し、安心・安全な電磁環境を構築することを目標とする。

研究実績の概要

本研究の目的は、医療における無線通信の安全な運用をおこなうために必要な、電磁両立性(ElectroMagnetic Compatibility、EMC)の確保と向上を促進し、良質な電磁環境を確立することである。2023年度は下記について検討をおこなった。
〇ソフトウェア無線(SDR)の受信精度評価
RF信号用の安価な受信機として近年注目されているSDRについて、医療現場での無線通信信号の測定器としての可能性を評価した。複数台のSDRについて、信号発生器からの実信号を用いた評価をおこない、高いダイナックレンジを有し、また実際のスペクトラムアナライザとも高い相関があり、測定器としての代用ができる可能性が示された。
〇機械学習を用いた医用テレメータ信号の推定
SDRを用いて測定された医用テレメータ信号について、その搬送波対信号比(CNR)の真値を推定する機械学習アルゴリズムを検討した。複数の機械学習手法を検討し、概ね9割以上の精度を有し、誤差も数 dB程度で推定可能であることが示された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画に掲げた研究項目について、概ね遂行できており、かつ成果報告もできているため。

今後の研究の推進方策

2023年度に引き続き、SDRの精度評価をおこなうとともに、機械学習アルゴリズムの検討を実施する。また、アルゴリズムを搭載する最適なマイコンボードの選定についても検討していく。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] ソフトウェア無線の応用による電磁環境評価の可能性2024

    • 著者名/発表者名
      石田 開,藤井清孝
    • 雑誌名

      日本臨床工学技士会会誌

      巻: 81 ページ: 169-175

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electromagnetic Disturbance Issues in 400 MHz Wireless Medical Telemetry Systems and Its Countermeasures for Safety Operation2023

    • 著者名/発表者名
      Ishida K., Fujii K., Hanada E.
    • 学会等名
      35th URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医療電磁環境の簡易評価法について2023

    • 著者名/発表者名
      石田 開,藤井清孝,花田英輔
    • 学会等名
      令和5年度第2回医療・福祉における電磁環境研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ソフトウェア無線の応用による電磁環境評価の可能性2023

    • 著者名/発表者名
      石田 開,藤井清孝
    • 学会等名
      第33回日本臨床工学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ソフトウェア無線と機械学習を用いた医用テレメータの受信状況推定2023

    • 著者名/発表者名
      石田 開
    • 学会等名
      2023年度第1回ヘルスケア・医療情報通信技術研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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