高精度な曝露評価技術に関する研究 −数値人体モデルの開発−

近年、電波利用技術の発達に伴って、多くの場所で電波が利用されるようになってきています。今後は、ユビキタスネットーワーク技術の普及が見込まれており、多様な情報処理端末が身体の様々な部位に装着して、無線で通信することが予想されています。一方、これらの無線通信機器から発射される電波の健康影響についての関心も高まってきています。

わが国では、実際に生じうる生体への悪影響を未然に防止する、また、電波利用の際の不安を払拭するために電波に対する防護指針が設定されています。この指針は電波が人体に吸収されることによる熱的な影響が根拠となっており、その指標として人体各部に吸収される単位重量当たりの電力、すなわち比吸収率(SAR: Specific Absorption Rate)が用いられています。したがって、電波の安全性の検討には生体内SARを正確に評価することが必要です。

しかし、電波の吸収は人体の形状や内部組織の不均一な構造によって複雑に変化します。そこで、NICTでは、人体の複雑な内部構造を詳細に模擬した数値人体モデルを開発し、数値シミュレーションにより詳細な曝露評価を実施しています。最近、医療診断技術の発展により、MRI等の解剖データを用いた詳細な数値人体モデルの開発が可能となってきました。

数値人体モデルの開発

電波の安全性の検討には生体内SARを正確に評価することが必要です。このSARは人体の形状や内部組織の不均一な構造によって複雑に変化します。しかし、実際の人体内部のSARを測定することは困難であり、これまでは単純な形状や粗い構造の人体モデルまたはファントムを用いた評価しかできませんでした。

最近、医療診断技術の発展により、MRI等の解剖データを用いた詳細な数値人体モデルの開発が可能となってきました。

SAR曝露評価の方法と人体モデルの変遷
SAR曝露評価の方法と人体モデルの変遷

NICTでは日本人を対象とした高精度な数値人体モデルの開発を進めています。これらのモデルは、現在海外で開発されているモデルと比較しても優れたモデルであり、国内外の様々な分野の研究に広く利用されています。

数値人体モデルを用いた数値シミュレーション

解剖学的構造を有した高分解能数値人体モデルや人体組織を簡易的に模擬したモデルを用いて、人体内部での電波の振る舞いや吸収量(SAR)を推定しています。NICTでは主に無線通信に使用される数10kHzから数100GHzまでの周波数帯を対象とした検討を実施しています。特に、放送局や携帯電話で使用されているVHF/UHF帯、あるいはRF-ID機器やIH調理器で使用されている中間周波数帯での検討を精力的に進めています。

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