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

应用多重非线性分析提高植入式医疗器械EMI估算技术精度的研究

基本信息

批准号：
22K04233
负责人：
日景隆
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は，体内植込み型医療機器(心臓ペースメーカ/ICD：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い．特に，高齢化社会を迎えつつある先進国での関心が高く，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）5G-NRおよびBeam-type WPT信号を用いた植込み医療器EMI推定の実証に関する検討を以下のとおり実施した．１）HF帯およびRF帯の典型的な断続波(バースト信号)に関する測定系を構築した．その上で，マルチノンリニア解析を行う干渉信号についてAIMD実機試験でEMI発生が確認される条件を検討した．適用性検討を主眼として，回路パラメータおよびばく露信号波形について複数の条件を設定して干渉数理モデルの構築および基本特性評価を実施した．２）携帯電話，無線LANあるいはRFID等より高い周波数帯を利用する5GNRの周波数帯におけるAIMD-EMI評価について世界的に未実施でありデータがないため，周波数帯や時分割デュプレックス(TDD)波形プロファイルの検討を実施し，AIMD-EMI実機データの取得を行った．これらデータは，研究の最終目標であるAIMD-EMI数理モデル構築の上で必要不可欠であり，今後の研究計画・課題の高精度化が実現された．

这项研究的目的是开发一种新的环境电磁现场评估方法，以实现植入医疗设备（心脏起搏器/ICDS：AIMD）的电磁干扰效应（EMI）估计。关于AIMD-EMI问题，全世界都有很多兴趣。特别是，在欧洲和美国正在进行基础研究，以制定评估方法和准则，但使用少量实际机器进行了评估方法和指南，但在欧洲和美国进行了基础研究，这些发达国家正在变得越来越大。在这项研究中，我们旨在通过基于许多可植入的医疗设备测试获得的干扰电路的非线性响应数据来实现最高水平的估计准确性和多功能性，从而构建了数学模型并将其纳入评估。今年，我们进行了1）关于多变量非线性分析在AIMD-EMI干扰估计方法中的应用的研究，以及2）对使用5G-NR和Beam-type WPT信号的EMI植入医疗设备估计的研究。 1）我们构建了HF频段和RF频段中典型的间歇性波（爆发信号）的测量系统。然后，我们检查了在AIMD机器测试中确认EMI生成的条件，以实现使用多非线性分析执行的干扰信号。通过关注适用性研究，我们为电路参数和暴露信号波形建立了多种条件，并构建了干扰数学模型并评估了基本特征。 2）由于尚未在5GNR频带中进行AIMD-EMI评估，该数据尚未进行，该频段使用的频段比移动电话，无线LAN，RFIDS等更高的频段，因此没有数据，因此我们研究了频率频段和时间划分和时间划分Duplex（TDD）波形配置文件，并获取了实际的AIMD-EMI设备数据。这些数据对于构建AIMD-EMI数学模型，这是研究的最终目标，并使得提高未来研究计划和问题的准确性成为可能。