Development of functional periodic structures with frequency selective characteristic and its application to medical electromagnetic environments

具有频率选择特性的功能周期结构的研制及其在医疗电磁环境中的应用

• 批准号: 20K04623
• 负责人: 工藤 孝人
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04623/
• 关键词: 周期構造; 周波数選択性; 電磁波遮へい; シミュレーション; 医療電磁環境; 周波数選択; 電磁環境; 医工連携

１．複数層のFSSによる電磁波の帯域的遮へい特性に関する計算機シミュレーション（工藤）：　令和３年度に引き続き，複数層のFSS（Frequency Selective Surface）による電磁波の帯域的遮へい特性に関し，FDTD（Finite-Difference Time-Domain）法に基づく３次元計算機シミュレーションを鋭意実施した．周波数特性及び空間特性のデータを通じ，５Ｇ通信の主要な周波数帯である3.4～4.6GHzの電磁波を効果的に遮へい可能であることを明らかにした．FSSと非金属周期構造を組み合わせた構造体による遮へい特性に関しても同様に検討したが，有用なデータを取得するに至らなかった．２．シミュレーション結果の可視化技法の改良（工藤，花田）：　令和３年度に引き続き，FDTD法とJava3Dを用いて電磁波諸現象を擬似３次元空間で動画化（時間経過表現及び視点回転表現）する手法を改良することに成功した．この成果により，計算機シミュレーションの有用性及び医療機関における帯域的電磁波遮へいの重要性をより効果的に可視化することが可能となった．３．遮へい構造体の試作と特性評価（工藤，花田）：　コロナ禍の影響で専門業者との打合せが進まず，試作と特性評価の実施を断念した．研究計画調書の「研究が当初計画どおりに進まないときの対応」に記載した内容に従い，計算機シミュレーションに重点をおいて研究を遂行した．４．医療機関における活用方法の検討（工藤，花田）：　令和３年度に引き続き，医療機関における無線通信と有線通信の効率的な併用，及び医療電磁環境における電磁波遮へい材の具体的な活用指針について検討した．５．研究成果の発表（工藤，花田）：　上に述べた１～４の研究成果について国際会議論文１編，国内講演論文６編を発表した．また，雑誌論文１編が査読中である．

1. FSS (Frequency Selective Surface) is a multi-layer FSS (Frequency Selective Surface) method based on finite difference Time-Domain (FDTD). Frequency characteristics and spatial characteristics of 5G communication, the main frequency band of 3.4~ 4.6 GHz electromagnetic wave shielding effect, the possibility of light transmission, FSS non-metallic periodic structure, the combination of structure shielding characteristics, the improvement of visualization techniques for useful data acquisition Huatian): The FDTD method was successfully used in Java3D to simulate electromagnetic wave phenomena in three-dimensional space and animation (time lapse performance and viewpoint regression performance). 3. Evaluation of the experimental characteristics of the shielding structure (Kudo, Hanada): the influence of the electromagnetic radiation on the industry and the interaction between the electromagnetic radiation and the shielding structure. 4. Discussion on the application methods of medical institutions (Kudo, Hanada): In the third year of 2003, the research on the combination of wireless communication and wired communication efficiency in medical institutions and the specific application of electromagnetic wave shielding materials in medical electromagnetic environment was carried out. 5. The development of research results (Kudo, Hanada): The research results of the above 1~4 were published in the international conference paper 1, and the domestic lecture paper 6 was published in the paper.また，雑志论文1编が査読中である.

项目成果

医療機関での無線通信の活用と課題

无线通信在医疗机构中的利用和挑战

• 发表时间: 2020
• 作者: F. Kuwashima;M. Jarrahi;S. Cakmakyapan;T. Shirao;K. Iwao;K. Kurihara;O. Morikawa;H. Kitahara;T. Furuya;K. Wada;M. Nakajima;M. Tani;花田英輔
• 通讯作者: 花田英輔

２層の正方環型FSSを用いた帯域選択的電磁波遮へいに関する３次元数値解析

两层方环型FSS选带电磁波屏蔽的三维数值分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 松原敏樹;小林竜大;後藤颯汰;藤井成弥;中島幸寛;平野颯涼;ニラウラ マダン;安田和人;柳井友徳，工藤孝人
• 通讯作者: 柳井友徳，工藤孝人

Future prospects for voice communication in the field of clinical medicine

语音通信在临床医学领域的未来前景

• 发表时间: 2020
• 作者: Furumoto Ren;Shimizu Hayato;Nishikawa Kenjiro;曽我之泰，岩渕啓佑;Eisuke Hanada
• 通讯作者: Eisuke Hanada

FSSと誘電体周期構造の組合せによる帯域的電磁波遮へいに関する３次元数値解析

FSS与介质周期结构相结合的带状电磁波屏蔽三维数值分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Takumi Hinata;Yoshiki Hayama;Naoki Sawayanagi;Tasuku Touma;Katsumi Nakatsuhara;Masayuki Takeda;Takeshi Nishizawa;河野誠太，工藤孝人
• 通讯作者: 河野誠太，工藤孝人

医療現場のネットワークに今後発生しうる課題とその対策

未来医疗现场网络可能出现的问题及对策

• 发表时间: 2022
• 作者: 花田英輔，工藤孝人