生体等価電磁ファントム

低周波用高含水ゲルファントム

 電磁両立性(EMC)の評価や経皮電力伝送(TET)の評価を行う上で,生体の電気的特性(比誘電率,導電率)を考慮する必要がある.   しかし,人体実験や動物実験を行うことは倫理的な観点から望ましくない.そこで,人体の代替として生体等価ファントムがしばしば用いられている.   本研究では,従来の高周波用高含水ゲルファントムを,カーボンファイバーの添加や材料比の調整により,低周波帯まで対応させることを目的としている

 医用工学
ファントム(左)とCF入りファントム(右)
 医用工学
  

異方性を有する高含水ゲルファントム

近年,医療機器は機器の性能を低下させることなく電磁妨害(EMI:Electromagnetic Interference)および電磁感受性(EMS:Electromagnetic Susceptibility)の二つを低減させることで成り立つ電磁両立性(EMC: Electromagnetic Compatibility)を満足することが義務化された.体内埋込型や密着型の医用機器は, 生体の影響を考慮したEMC評価を行うことが重要である.しかしながら,人体実験には種々の制約があり,動物実験も禁止の風潮が強まっている. また,個体差や再現性の観点からEMC評価に生体を用いることは困難である.これらの代替案として人体の電気的特性を模擬したファントムがEMC評価にしばしば用いられている.
これまで,ファントムの電気的特性を調整するためにカーボンファイバの利用が検討されてきた.カーボンファイバは,繊維の形状からインダクタンスを有し誘電率を増加させる効果がある. 筋肉などの生体組織は異方性を有しているが,現状のファントムにおいてこれらを考慮しているものは著者らが知る限り存在しない. このためファントムに異方性を付加できれば,これまで以上に実生体での各種評価に近い試験がファントムを用いて行える可能性がある.
本研究では,添加するカーボンファイバの方向を面内で一定にしたファントム(薄膜ファントム)の試作を試み,電気的特性の評価を行い,異方性を有する高含水ゲルファントム実現に向けた基礎的検討を行っている.

 医用工学
カーボンファイバ(SEM画像)
 医用工学
薄膜ファントム