ワイヤレス電力伝送を利用したがん温熱治療用コイルで磁界分布を多様に制御する方法

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磁界共鳴式ワイヤレス電力伝送は励磁側と誘導側の2つの共振回路を持つことで効率の良い電力伝送を行う方式である。昨年の研究で、磁界共鳴式ワイヤレス電力伝送方式を用いることでコイル間に効率的に強力な磁界を発生させることを確認できた。また電界の影響を非常に少なくすることも確認できた。次に磁界により体内にはうず電流が流れ発熱現象を起こす問題があり、とても無視できないものである。発熱は磁束密度の2乗、周波数に比例して発熱量が決まるが、渦電流は磁束密度の2乗、周波数の2乗に比例して発熱量が決まる。このためあまり高い周波数を用いることができない問題がある。これまでの研究で用いられている磁性発熱体では、100kHz程度が限界と思われている。当研究では患部以外の部分の磁界強度を下げることで、渦電流を50%以下に減らすことに成功した。ただし磁束密度の分布は実際の人体の大きさを想定した磁界発生装置を制作し確認したが、人体内部の渦電流については非常に単純な人体モデルによるシミュレーションにより確認したものである。結果的に磁界強度を25%上げることか、周波数を25%上げることが可能になった。治療には非常に有効だと思われる。実現方法であるが、2つの共振回路の共振周波数を±8%程度の差を設けることで励磁側コイルと誘導側コイルの電流が2倍以上の差を発生させることである。注目すべきは、励磁側より、誘導側(電源の付いていないコイル)に2倍以上3倍近くの電流を流すことが可能になったと言うことである。(5ターンQ=500以上400A120kHz)