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2023 年度 実施状況報告書

マルチノンリニア解析適用による植込み型医療器EMI推定技術の高精度化研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K04233
研究機関北海道大学

研究代表者

日景 隆  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30312391)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード植込み型医療器EMI / 環境電磁界評価手法 / 多変数非線形解析 / 電気-光変換装置 / FDTD法
研究実績の概要

本研究の目的は,体内植込み型心臓ペースメーカ/ICD(以降、AIMD)の電磁干渉影響(EMI)推定を実現するための新たな環境電磁界評価手法の開発である.AIMD-EMI問題については世界的に関心が高く,欧州や米国において評価手法やガイドライン策定のための基礎的研究が実施されているものの,机上検討や少数の実機を用いた干渉試験がようやくの状況である.本研究では,多数の植込み型医療機器試験に基づいて取得した被干渉回路の非線形応答データを多変量解析し,数理モデルを構築して評価に組み込むことで最高水準の推定精度と汎用性の実現を目指す.
本年度は,1)AIMD-EMI干渉推定手法への多変数非線形解析適用検討,2)B)5G-NRおよびBeam-type WPT信号を用いた植込み医療器EMI推定の実証を以下の通り実施した.
1) 前年度に検討を行ったマルチノンリニア解析および干渉数理モデルの構築を発展させ,回路パラメータおよびばく露信号周波数および波形の統計的評価を実施した.国内の学会,査読付き国際会議における研究成果報告を行った.
2) 5G NR-TDD信号およびビーム型WPTで用いられる周波数帯のEMI特性を取得するための実験系を構築し,疑似AIMDセンサによる干渉信号取得,非線形解析と干渉数理モデル構築を行った.FDTD解析による伝搬特性を含めた干渉信号からAIMD-EMIの要因分析,これら要因分析に基づく干渉緩和技術の可能性などについて検討した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

申請書記載の研究計画通りの進捗が実現できたとことに加え,最終年度に予定していた査読付論文が採択されたこと,国際会議における成果公表が複数件(2件は招待講演)為されており,当初計画以上の進展があったと考える.

今後の研究の推進方策

マルチノンリニア解析および干渉モデルの構築を発展させ,干渉源のばく露信号周波数および波形を統計的に取り扱うことで,干渉数理モデルの汎用性および精度の検証を実現する. 研究最終年度であるため,研究成果を取り纏め,国内および国際学会で研究成果報告,査読付論文投稿等成果公表を積極的に実施するとともに,今後の研究に向けた課題抽出を行う.

次年度使用額が生じた理由

測定実験に必要な消耗品購入スケジュールを変更したため.研究計画の大きな変更には当たらない.次年度使用予定.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Interference Voltage Estimation for Implantable Cardiac Pacemaker Electromagnetic Interference at Fourth-Generation (4G) and Fifth-Generation (5G) Sub-6 GHz Cellular Frequency Bands2023

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Waki, Takuji Nishikawa, Takashi Hikage, and Manabu Yamamoto
    • 雑誌名

      URSI Radio Science Letters

      巻: 4 ページ: 1-3

    • DOI

      10.46620/22-0047

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2x2 Planar Array of X-Shaped Slot Antennas for Millimeter Wave Frequency Band2023

    • 著者名/発表者名
      Mangseang Hor, Masanobu Hirose, and Takashi Hikage
    • 雑誌名

      proc. of The IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting

      巻: - ページ: 1407-1408

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-Shaped Slot Antenna for Sub-6 GHz 5G Application2023

    • 著者名/発表者名
      Hor Mangseang, Hirose Masanobu, and Hikage Takashi
    • 雑誌名

      proc. of The 35th URSI General Assembly and Scientific Symposium

      巻: - ページ: 1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Multiple Human Body Shadowing on Indoor Propagation Characteristics in Local-5G Frequency Band2023

    • 著者名/発表者名
      Ushimaru Kosuke, Hikage Takashi, and Omiya Manabu
    • 雑誌名

      proc. of The 35th URSI General Assembly and Scientific Symposium

      巻: - ページ: 1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Analysis of EMI Characteristics of Active Implantable Medical Devices in 3G/4G and 5G sub-6GHz bands using finite element method2023

    • 著者名/発表者名
      Tsumura Funa, Waki Shuhei, Hikage Takashi, and Yamamoto Manabu
    • 雑誌名

      proc. of The 35th URSI General Assembly and Scientific Symposium

      巻: - ページ: 1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Radio Propagation Characteristics in an Urban Area of Sapporo City Using Large-scaled Parallel FDTD Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Ushimaru Kosuke, Hikage Takashi, and Omiya Manabu
    • 雑誌名

      proc. of The 23rd Chitose International Forum on Science & Technology

      巻: - ページ: 1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Propagation Characteristics Estimation for Indoor 5G Wireless Environment Including Human Body Shielding Using Parallel FDTD Method2023

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ushimaru, Takashi Hikage, Manabu Yamamoto, and Manabu Omiya
    • 雑誌名

      proc. of 2023 IEEE International Symposium On Antennas And Propagation

      巻: - ページ: 1-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interference-Induced Voltage Estimation for EMI Characteristics Evaluation of Implantable Medical Devices Exposed to 5G Frequency Radio Waves2023

    • 著者名/発表者名
      Funa Tsumura, Shuhei Waki, Takashi Hikage, Takahiro Iyama, Junji Higashiyama and Yasunori Suzuki
    • 雑誌名

      proc. of 2023 IEEE International Symposium On Antennas And Propagation

      巻: - ページ: 1-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複数種類の解剖的数値人体を用いた上方向ばく露におけるSAR推定2023

    • 著者名/発表者名
      篭橋みのり, 日景 隆, 山本 学
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol.123, no.283, EMCJ2023-78 ページ: 34-39

  • [雑誌論文] Interference‐Induced Voltage Measurement for EMI Assessment of Implantable Medical Devices by Exposure to 5G Frequency Radio Wave using Electro‐Optical Converter2023

    • 著者名/発表者名
      Funa Tsumura, Shuhei Waki, Takashi Hikage, Yoshitoshi Tochikura, Takahiro Iyama, Junji Higashiyama, Yasunori Suzuki
    • 雑誌名

      proc. of 5th International Workshop on Photonics applied to Electromagnetic Measurement

      巻: M-8 ページ: 31-33

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Estimations of Specific Absorption Rates for Vertical Exposure Using Anatomical Phantom Models Across Different Ages and Genders2023

    • 著者名/発表者名
      Minori Kagohashi, Takashi Hikage, Manabu Yamamoto
    • 雑誌名

      proc. of 2023 International Conference on Emerging Technologies for Communications

      巻: - ページ: 1

    • 査読あり
  • [学会発表] A Numerical Prediction Method for Active Implantable Medical Device EMI due to Wireless Power Transfer System2024

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hikage
    • 学会等名
      2024 Vietnam-Japan International Symposium on Antennas and Propagation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 第5世代移動通信システムSub-6 GHz帯端末近傍における植込み型心臓ペースメーカEMI評価のための高精度FDTDシミュレーション2023

    • 著者名/発表者名
      津村 楓奈, 脇 修平, 日景 隆, 山本 学
    • 学会等名
      令和5年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • [学会発表] 6 MHz帯磁界結合型WPTシステムからの電磁波ばく露に対する人体安全性の数値評価手法2023

    • 著者名/発表者名
      欠端 雨音, 日景 隆
    • 学会等名
      令和5年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • [学会発表] Interference Voltage Measurement for Wireless Power Transfer Using an Electro-Optical Converter for EMI Assessment of Active Implantable Medical Devices2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hikage
    • 学会等名
      2023 International Conference on Emerging Technologies for Communications(ICETC) 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] ワイヤレス電力伝送技術の研究開発と実用化の最前線《普及版》2023

    • 著者名/発表者名
      篠原真毅(監修)、分担執筆:日景 隆
    • 総ページ数
      266
    • 出版者
      シーエムシー出版(東京)
    • ISBN
      978-4-7813-1698-7
  • [備考] 北海道大学研究者総覧 日景隆

    • URL

      https://researchers.general.hokudai.ac.jp/profile/ja.97e63fa9b522f423520e17560c007669.html

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公開日: 2024-12-25  

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