| 研究課題/領域番号 |
25630102
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
松木 英敏 東北大学, 医工学研究科, 教授 (70134020)
|
|---|
| 研究分担者 |
田倉 哲也 東北工業大学, 工学部, 講師 (00551912)
佐藤 文博 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60323060)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| キーワード | 非接触電力伝送 / ワイヤレス / 低結合 / 体内デバイス / 埋込機器 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，近年増え続けている体内埋込医療機器のための安定な体内電源構築である．数W～数十Wレベルにおける医療機器の電源は，この新電源システムが備えられた空間に居るだけで常時安定した電力供給が為される事となり，この新しい概念の電源システム構築について検討を行った．初年度は，ブースターコイルの必要個数と最適コイル仕様を算出し負荷に合わせた仕様決定を行う目的で研究を進めた．体内留置型電源システムとして，体内での各種動作について模擬生体を用いて検討を行った．具体的にはLCﾌﾞｰｽﾀｰ方式を用いた電力伝送におけるﾌﾞｰｽﾀｰｺｲﾙの特性確定と負荷適用範囲確認を行った．また，LCﾌﾞｰｽﾀｰ方式の基本原則は電磁誘導則に従うものの，ﾌﾞｰｽﾀｰｺｲﾙの仕様に柔軟性がある事から，送電側と受電側ﾌﾞｰｽﾀｰｺｲﾙの結合係数を0.1～0.5の範囲に設定して，送受電間コイルに最大の冗長性を持たせた場合の負荷インピーダンス調整について目処を立てた．生体組織を媒介としたブースター条件の確立と電気的伝送パラメータの抽出については，ファントム組織を用いてその影響を検討し，体内側である受電側ブースター部分の伝送と，送受電コイル間による伝送効率測定からその影響を検討した．送受電一対一の構成に於いて，留置した電源ステーションからの受電を確認する事ができた．続いて次年度は，効率の良い給電と負荷端電圧の安定化を両立する方法について検討を行った．直列共振状態とLCﾌﾞｰｽﾀｰ方式が重負荷領域で効率最大であり，並列共振型は軽負荷でピークを迎えることが確認できた．留置電源設計の際は，消費電力が大きい重負荷時に効率が高くなるよう調整されるため，効率の観点からは本方式が有利であるといえる．これにより，直列共振同様の効率特性を保ちながら負荷端電圧変動が抑えられる安定した体内留置電源の基礎を確認する事ができた．
|
