Investigation of in vivo Wireless Communication Chip

体内无线通讯芯片研究

• 批准号: 13450139
• 负责人: MASU Kazuya
• 金额: $ 9.54万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13450139/
• 关键词: ULSI; Silicon; Wireless Communication; in vivo; Healthcare Chip

Bio sensors have been developed using bio MEMS technology as a key device of μ-TAS (micro-Total Analytical System). This work investigates a small-size healthcare device which uses wireless communication through human body. It can realize interactive sensing of pH in stomach, internal body temperature, and so on. Transmission characteristics of human body are measured at several frequencies. There are two types of transmission : electromagnetic wave transmission and electromagnetic coupling transmission. The electromagnetic coupling transmission has advantageous to the electromagnetic wave transmission because of attenuation characteristics. We developed an in-vivo wireless communication chip using the electromagnetic coupling transmission at 13.56MHz. It can realize battery-less communication since power is supplied by induced electromotive force. We propose a pulse interval modulation to communicate under such the large attenuation environment. PIM does not depend on magnitude of transmitted signal. From these results, the survey for in-vivo wireless communication system has been established.

生物传感器是微全分析系统（μ-TAS）的关键器件，采用生物MEMS技术研制而成。本课题研究了一种利用人体无线通信的小型医疗设备。可实现胃内pH值、体内体温等交互传感。测量了人体在不同频率下的传输特性。传输方式有电磁波传输和电磁耦合传输两种。电磁耦合传输由于具有衰减特性，有利于电磁波的传输。我们开发了一种利用13.56MHz频率电磁耦合传输的活体无线通信芯片。采用感应电动势供电，可实现无电池通信。在这种大衰减环境下，我们提出了一种脉冲间隔调制。PIM不依赖于传输信号的大小。在此基础上，建立了对活体无线通信系统的研究。

项目成果

H.Sugawara, Y.Yokoyama, S.Gomi, H.Ito, K.Okada, H.Hoshino, H.Onodera, K.Masu: "Variable RF Inductor on Si CMOS Chip"Japanese Journal of Applied Physics. 43,4B. 2293-2296 (2004)

H.Sukawara、Y.Yokoyama、S.Gomi、H.Ito、K.Okada、H.Hoshino、H.Onodera、K.Masu：“Si CMOS 芯片上的可变射频电感器”日本应用物理学杂志。

K.Okada, H.Hoshino, H.Onodera: "Modeling and Optimization of On-Chip Spiral Inductors in S-parameter Domain"IEEE International Symposium on Circuits and Systems. (To be published). (2004)

K.Okada、H.Hoshino、H.Onodera：“S 参数域中片上螺旋电感器的建模和优化”IEEE 国际电路与系统研讨会。

Tomohiro Yamada, Hirotaka Sugawara, Kenichi Okada, Kazuya Masu: "Battery-less Wireless Communication System Using PIM for in-vivo Healthcare Chip"IEEE Workshop on Wireless Circuits and Systems. (2004)

Tomohiro Yamada、Hirotaka Sukawara、Kenichi Okada、Kazuya Masu：“使用 PIM 用于体内医疗保健芯片的无电池无线通信系统”IEEE 无线电路与系统研讨会。

対馬朋人, 横山佳巧, 益 一哉: "伝送線路配線を用いたGHzクロック分配(I)-回路構成と電力解析-"2001年(平成13年)秋季第62回応用物理学会学術講演会. 2. 14a-P13-15, 696 (2001)

Tomohito Tsushima、Yoshitaka Yokoyama、Kazuya Masu：“使用传输线布线的GHz时钟分布（I）-电路配置和功率分析”2001年（平成13）秋季第62届日本应用物理学会学术会议2. 14a-P13-。 15, 696 (2001)

横山佳巧, 対馬朋人, 益 一哉: "伝送線路配線を用いたGHzクロック分配(II)-H-Tree構成によるクロック分配-"2001年(平成13年)秋季第62回応用物理学会学術講演会. 2. 14a-P13-16, 696 (2001)

Yoshitaku Yokoyama、Tomoto Tsushima、Kazuya Masu：“使用传输线布线的 GHz 时钟分配(II) - 通过 H-Tree 配置进行时钟分配 -” 2001 年（平成 13）秋季日本应用物理学会第 62 届学术会议 2. 14a- P13-16, 696 (2001)