Integration of Vital Sensing and Wireless Control for Next-Generation Implant Medical Treatment

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本研究は広い伝送帯域幅を有するUWB (Ultra Wideband)の利点を大きく活かすことで、センサフリーな生体情報センシングとインプラント通信による精度の高いコントーションの融合を目指し、これからの安全・安心な生活環境を支える次世代インプラント医療への寄与することを目的としている。本年度は、①多元接続方式による複数バイタルデータ収集法の確立、②人体電気定数による生体情報センシング技術の開発、について研究開発を実施した。①については、前年度に検討を行ったUWBインプラント通信において超時短パルスの性質を活かした低遅延性を十分活かすことのできる多元接続方式であるMAC (Medium Access Control)プロトコルの開発を行った。本検討により複数の人体無線ネットワーク（BAN: Body Area Network）が存在する環境においてもお互いのパケット衝突を回避し、信頼性の高い生体通信が可能であることを検証した。電磁界解析シミュレーション、及び理論解析・数値シミュレーションにより有効性を確認した。加えて、②においても本年度は人体電気定数による生体情報センシング技術の開発を実施するために、人体電気定数として比誘電率に着目し、比誘電率の推定値に基づいた体内水分量の推定方式の検討を行った。実験測定や理論解析を基に人体の比誘電率と体内水分量を定量的に関係づける数学モデルを構築し、実験評価により本提案方式の有効性を検証した。簡易的な生体等価液体ファントムを用いた評価実験では本提案方式の有効性を確認でき、次年度ではより現実的な環境において測定評価を行う予定である。