Safety evaluation of human exposure using large-scale analysis based on ultra-high resolution body model in quasi-millimeter and millimeter wave bands

基于准毫米波和毫米波波段超高分辨率人体模型的大规模分析人体暴露安全性评估

基本信息

  • 批准号:
    21K04039
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

令和4年度は「超高解像度人体モデルと大規模解析に基づく準ミリ波・ミリ波帯人体ばく露の安全性評価」として、主に以下の研究を実施した。1)マイクロ波帯~ミリ波帯における頭部ばく露評価:皮膚厚さの異なる7種類の超解像度頭部モデルを用いて1GHz~100GHzの広範囲周波数における総吸収電力(TAP)、吸収電力密度(APD)及び皮膚厚さの違いによるAPD変化の詳細評価を実施した。本解析の結果から、i)表面平滑化を行わない従来モデルでは平滑化モデルよりも高いTAPを示すこと、ii)各部位の現実的な表皮厚さを考慮したモデルにおいては強い定在波が抑制されるため周波数領域のTAP変化量が他モデルより小さくなること、iii)皮膚厚みの違いによるAPD最大変動割合は平均面積4cm2及び1cm2でそれぞれ約20%及び10%以内になることなどが明らかになった。2)RT法に基づく全身SAR評価法の開発:本周波数帯における全身SAR評価の低計算コスト化を図るため、レイトレーシング(RT)法と超高解像度人体モデル作成過程で生成される高精度ポリゴンモデルを用いた全身ばく露評価システムのプロトタイプを開発した。本システムでは皮膚厚みを考慮した反射係数を用いることにより柔軟な解析を実現している。3)準ミリ波・ミリ波帯における皮膚吸収電力密度の相互比較研究:皮膚吸収電力密度の平均化方法検証のため、皮膚構造を考慮した簡易人体モデルを用いた10~90GHz帯のばく露解析を実施し、複数国際研究グループ間の相互比較を行った。その結果、1層及び3層皮膚モデルに対する空間平均吸収電力密度ピークの最大相対標準偏差(RSD)はダイポールアンテナ単体ではそれぞれ17.49%及び17.39%以下、ダイポールアレイアンテナではそれぞれ32.49%及び42.55%に増加することなどが明らかになった。
In 2010 and 2014, we conducted the following research on the safety evaluation of ultra-high resolution human body exposure based on the standard wave and multi-wave analysis. 1) Detailed evaluation of total absorption power (TAP), absorption power density (APD), and skin thickness variation of 7 types of super-resolution head images in the range of 1 GHz to 100GHz. The results of this analysis include: i) surface smoothing, ii) skin thickness of each part of the surface, and ii) thickness of the surface. iii) The skin thickness is within 20% and 10% of the APD's maximum active area, with an average area of 4 cm2 and 1 cm2. 2) Development of RT method for basic whole body SAR evaluation: low computational complexity of whole body SAR evaluation in frequency band of this week (RT method) and high resolution human body SAR creation process. This paper considers the reflection coefficient of the skin thickness and the analysis of the softness. 3)A comparative study of skin absorption power density in quasi-wave and multi-wave bands: A method for evaluating skin absorption power density averaging, consideration of skin structure, implementation of simple human body absorption power analysis in the 10~90GHz band, and a comparative study of multiple international research groups. The results showed that the maximum relative standard deviation (RSD) of the spatially averaged absorption power density for the first and third layers of skin increased from 17.49% to 17.39% for the first and third layers of skin, from 32.49% to 42.55% for the second and third layers of skin.

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
RT法を用いた準ミリ波・ミリ波帯全身ばく露解析に関する一検討
RT法在准毫米波和毫米波波段全身暴露分析研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    奥野紘平;田口健治;柏達也
  • 通讯作者:
    柏達也
Computational Study on Temperature Elevation in Realistic Human Model for Whole-body Exposure
全身暴露真实人体模型温度升高的计算研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Kodera;K. Taguchi;and A. Hirata
  • 通讯作者:
    and A. Hirata
全身ばく露における温度上昇特性に対する皮膚モデリングの影響
皮肤建模对全身暴露时温升特性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小寺紗千子;田口健治;平田晃正
  • 通讯作者:
    平田晃正
Computation of Absorbed Power Densities in High-Resolution Head Models by Considering Skin Thickness in Quasi-Millimeter and Millimeter Wave Bands
60GHz帯電波に対する生体影響の熱閾値評価のための空間合成型ばく露装置開発
开发用于评估60GHz无线电波生物效应热阈值的空间合成曝光装置
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    尾崎龍之介;日景隆;田口健治;柏達也;井上都;増田宏;石竹達也
  • 通讯作者:
    石竹達也
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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    0
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  • 通讯作者:
    A.Matsuzaki
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ikuo Awai;Taichi Nishimura;K. Taguchi;T. Ohtani;Y. Tange;T. Nomura;松崎明;K. Taguchi;T. Ohtani;Y. Tange;T. Nomura;田口 健治;野村壮史;T. Nomura;野村 壮史;K.Taguchi;T.Ohtani;A.Matsuzaki;A.Matsuzaki;T.Kashiwa;松崎 明;柏 達也;松崎 明;柏 達也
  • 通讯作者:
    柏 達也
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    22K04093
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.5万
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    2022
  • 资助金额:
    $ 2.5万
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  • 批准号:
    21H01321
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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  • 批准号:
    21K04000
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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知道了