研究者業績

齊藤 一幸

サイトウ カズユキ  (Kazuyuki Saito)

基本情報

所属
千葉大学 フロンティア医工学センター 准教授
学位
博士(工学)(千葉大学)

J-GLOBAL ID
200901082727007665
researchmap会員ID
5000023172

外部リンク

論文

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  • Chiaki TAKASAKA, Kazuyuki SAITO, Masaharu TAKAHASHI, Tomoaki NAGAOKA, Kanako WAKE
    IEICE Transactions on Communications E105.B(3) 295-301 2022年3月1日  
  • Aditya Rakhmadi, Kazuyuki Saito, Masashi Sekine, Masashi Sugiyama
    IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology 5(2) 108-114 2021年6月1日  
    In recent years, various types of medical applications of microwave energy have widely been investigated and reported. We present a surgical device which employs the thermal effect produced by microwave energy. High power microwave energy can generate a coagulated region at the surface of the biological tissue such as organs. By coagulating organs, bleeding can be stopped. However, a microwave surgical device cannot cut the tissue without any device support, such as a blade. On the other hand, radio frequency (RF) current capable of cutting tissue without any support. This study presents a combination of a forceps type microwave surgical device combined with RF current for biological tissue cutting mechanism. Furthermore, ten sealed porcine blood vessels, sealed by the device, capability to withstand pressure were measured. Sealed blood vessels can withstand up to 200 mmHg of pressure and sufficient to withstand human blood pressure.
  • Chiaki Takasaka, Kazuyuki Saito, Masaharu Takahashi, Tomoaki Nagaoka, Kanako Wake
    2020 International Symposium on Antennas and Propagation, ISAP 2020 129-130 2021年1月25日  
    Recently, various electromagnetic (EM) applications have become common, and humans are frequently exposed to EM waves. Therefore, the effect of EM waves on the human body should be evaluated. In this study, we focused on the specific absorption rate (SAR) due to the EM waves emitted from a smartphone, developed high-resolution numerical smartphone models, and calculated SARs under various conditions.
  • Yunxiao Peng, Kazuyuki Saito, Koichi Ito
    IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology 3(3) 128-164 2019年9月1日  
    Low frequency communication such as MHz band communication is a feasible method to reduce signal attenuation from the human body, although slow data rates limit its range of applications. In this paper, we designed two coil antennas for wireless capsule endoscopic (WCE) medical image transmission, including a small-sized dual-band transmitting antenna that can be placed inside the WCE and a corresponding receiving antenna that can be mounted on the abdomen of the human body. The proposed antennas can be fed by a battery-powered impulse radio transceiver that contains five signal peaks in the MHz band, and two signal peaks (38.5 and 57.6 MHz) are selected for antenna design to realize dual-band communication with higher data rates. Dimensions of the transmitting antenna and the receiving antenna are π × (5.5)2 × 2 mm3 and π × (40)2 × 4.8 mm3 , respectively. The antenna distance that satisfies the WCE medical image transmission requirements is roughly estimated by the received power from the transceiver. With the antenna distance of 50 mm, the attenuation is 33 and 47 dB at 38.5 and 57.6 MHz, respectively. With the antenna distance of 100 mm, the attenuation is 39 and 59 dB at 38.5 and 57.6 MHz, respectively. It can be estimated that proposed antennas can realize a total data rate of 2.5 Mbps within 100 mm antenna distance if two antennas are aligned or within 50 mm antenna distance if two antennas are misaligned to 60 mm.
  • 黒田 輝, 斎藤 一幸, 上村 佳嗣, 進藤 康弘, 伊藤 公一
    Thermal Medicine 35(Suppl.) 58-58 2019年9月  

MISC

 483
  • 秋元 晋平, 長岡 智明, 菊池 悟, 齊藤 一幸, 渡辺 聡一, 高橋 応明, 伊藤 公一
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2010(1) 393-393 2010年3月2日  
  • 菊池 悟, 齊藤 一幸, 高橋 応明, 伊藤 公一
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 = The transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. B 93(2) 294-302 2010年2月1日  
    MRI装置において,撮像するための電磁波の送信と,被検体から放出される信号の受信をするアンテナの設計には,体軸に垂直で均一な磁界を生成することが重要である.一般に,臨床で使用されている静磁界強度では,二つのリング状導体をエレメントと呼ばれる棒状の導体で支持する構造のアンテナ(バードケージコイル)が広く用いられている.このバードケージコイルは,エレメントの本数を増やすことで,より均一な磁界分布をコイル内で生成可能であることが知られている.近年のMRIシステムの高磁場化に伴う電磁波パルスの高周波化により,撮像時間の短縮や画質の向上が達成されている.一方で,被検体に吸収される電磁波エネルギーへの配慮が必要になってきており,MRI用アンテナを設計する際には,SARが低くなるように考慮することが重要である.そこで本論文では,バードケージコイル内に人体の電気的特性を模擬した生体等価電磁ファントムを配置して,エレメント本数を変えることによって,ファントム内の磁界分布とSAR分布がどのように変化するのか詳細に検討を行った.
  • 齋藤 一幸, 渡辺 聡一, 伊藤 公一
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 109(372) 119-122 2010年1月14日  
    近年の携帯電話機の普及に伴い,端末から放射される電磁波が体内植え込み型ペースメーカに与える影響についていくつかの検討が行われている.これらは,携帯電話機からの電磁波によりペースメーカが誤動作することに着目したもので,これらの検討結果に基づいて,携帯電話機をペースメーカから22cm以上離して使用するという指針が定められている.ところで,ペースメーカ装着者が,自身の着衣の胸ポケットや内ポケットなどに携帯電話機を入れた場合や混雑した車内で他人の携帯電話機が胸部に近接した場合には,特にペースメーカ周辺でのSARについても考慮する必要がある.そこで本検討では,体内に植え込まれた心臓ペースメーカ近傍に配置された携帯無線端末モデルにおける各部のSAR評価を行った.この結果,ペースメーカの有無により,SAR分布に生じる差異を定量的に考察することができた.
  • 壺内晃介, 齊藤一幸, 高橋応明, 伊藤公一, 露口利夫, 山口武人, 加藤佳瑞紀
    Thermal Medicine 26(4) 2010年  
  • Nozomi Haga, Kazuyuki Saito, Masaharu Takahashi, Koichi Ito
    IEICE Proceeding Series (52) 2WC1-12 2010年  
  • Samon Ishikawa, Kazuyuki Saito, Masaharu Takahashi, Koichi Ito
    IEICE Proceeding Series (52) 2WC1-15 2010年  
  • 小野田 倫之, 齊藤 一幸, 高橋 応明, 伊藤 公一, 天野 良晃, 中野 雅之, 石川 博康
    映像情報メディア学会技術報告 34 17-20 2010年  
    近年,移動通信環境における高速かつ大容量データ通信を実現するために,MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術を用いた次世代通信システムの研究が活発に行われている.MIMO技術は,送信側,受信側にそれぞれ複数のアンテナを配置し,空間領域で並列伝送を行えるため,限られた周波数帯で伝送速度を向上できる.MIMOシステムが伝送可能な通信容量は,アンテナ素子間の相互結合や相関係数に依存し,周囲の電波伝搬環境によって変化する.さらに,小型携帯端末については,人体の手部が近接するため,これを考慮した評価が必要である.本稿では,マルチパス環境下における小形地板に実装したMIMOアンテナに対する手部の影響について,MIMOアンテナのアンテナ素子位置に対する相関係数及び放射効率を計算と実験の両面で評価した.
  • 齊藤 一幸, 伊藤 公一
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 109(339) 37-40 2009年12月10日  
    電磁波の通信・放送分野以外での応用の一つとして,マイクロ波が生体にあたえる熱的効果の医療ヘの応用が研究されている.筆者らはこれまでに,がん細胞をマイクロ波加温することにより殺傷する"がんの温熱治療"用アンテナの研究・開発を行ってきた.このがんの温熱治療には,いくつかの方式が検討されており,本稿では,その中の一つである管腔臓器がんの治療に有効な校内加温方式について述べる.ここでは,体内深部に位置する胆管部腫瘍の温熱治療を目的とした内視鏡と併用する微細径同軸構造アンテナについて,今後予定している動物実験を見据えた加温性能評価を行うべく,アンテナ試作および食肉による加温実験を行った.その結果,アンテナからの放射電力と有効加温範囲および組織凝固範囲の関係など,動物実験を遂行するにあたり有用なデータを収集することができた.
  • 菅 良太郎, 伊藤 公一, 羽賀 望, 齊藤 一幸, 高橋 応明
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 109(339) 41-45 2009年12月10日  
    近年,いわゆる「人体通信」と呼ばれる通信技術は,ヘルスケア,医療,入退室管理等々への応用が期待され,国内外で活発に研究・開発が行われている.その一例として,壁に設置されている受信機に送信機を身につけた人が触れたり,床に設置されている受信機に送信機を身につけた人が立ったりすることによって,人体を媒体とした信号伝送路が形成され,認証が行われるシステムが提案されている.しかしながら,これまでの伝送メカニズムの検討は,送信機を身につけた人体のみを解析対象とした事例にとどまり,実際に人体通信が用いられる場面を想定した解析は少ない.本報告では,実際に人体通信が用いられる場面を想定したモデルを構築し,FDTD法を用いた数値解析により基本的な伝送特性を明らかにした.
  • 櫻岡 萌, 齊藤 一幸, 高橋 応明, 伊藤 公一, 石川 典男
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2009(1) 67-67 2009年9月1日  
  • 羽賀 望, 伊藤 公一, 高橋 応明, 齊藤 一幸
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2009(1) 101-101 2009年9月1日  
  • 小野田 倫之, 齊藤 一幸, 高橋 応明, 伊藤 公一, 天野 良晃, 中野 雅之, 石川 博康
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 109(183) 1-6 2009年8月27日  
    近年,移動通信環境における高速かつ大容量データ通信を実現するために,MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術を用いた次世代通信システムの研究が活発に行われている.MIMO技術は,送信側,受信側にそれぞれ複数のアンテナを配置し,並列伝送を行えるため,限られた周波数帯で伝送速度を向上できる.MIMOシステムが伝送可能な通信容量は,アンテナ素子間の相互結合や相関係数に依存し,周囲の電波伝搬環境によって変化する.さらに,小形端末については,人体の手部が近接するため,人体手部を考慮した評価が必要となる.本稿では,移動伝搬環境下における小形地板に実装したMIMOアンテナに対する手部の影響について,MIMOアンテナのアンテナ素子位置と,手部モデルを用いた持ち位置に対する相関係数及び放射効率を評価したため報告する.
  • Shimpei Akimoto, Satoru Kikuchi, Kazuyuki Saito, Masaharu Takahashi, Koichi Ito
    IEICE ELECTRONICS EXPRESS 6(8) 477-482 2009年4月  
    The portable radio terminal for business is usually hold in the vicinity of a human body, it is needed an attention for the specific absorption rate (SAR) in an abdomen. Therefore, in order to evaluate the SAR in the human body when wearing the portable radio terminals for business, the normal-mode helical antenna (NHA) with metallic case, which simulates the portable radio terminals for business at 150 MHz, was modeled. In addition, the calculations of SAR distributions employing an NHA with metallic case in the vicinity of the tissue-equivalent phantom were compared with the measurements. As a result, the SAR distributions of calculated result agree well with those of measured result.
  • Wei Xia, Kazuyuki Saito, Masaharu Takahashi, Koichi Ito
    IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION 57(4) 894-899 2009年4月  
    Implantable devices have been investigated with great interest as communication tools. These implantable devices are embedded into the human or pet body. The vital information (such as temperature, blood pressure, cardiac beat, etc.) can be transmitted from implantable devices to the external equipment by use of a wireless communication link. Therefore, the research on the antenna for implantable devices (implanted antennas) is very important. This paper proposes an implanted H-shaped cavity slot antenna for short-range wireless communications. This type of antenna, which is designed to operate at the industrial-scientific-medical band (2.45 GHz), is investigated by using finite-difference time-domain calculation. We analyzed the performances of the proposed antenna which is embedded into the human body between the shoulder and the elbow. However, since the proposed antenna is too small to fabricate, a scale model is adopted for antenna measurements. Some characteristics of the scale model of the antenna are also calculated and measured by using the 2/3 muscle-equivalent phantom. The results show that the proposed antenna has promise for use in an implant.
  • Nozomi Haga, Kazuyuki Saito, Masaharu Takahashi, Koichi Ito
    IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION 57(4) 837-843 2009年4月  
    Antennas and the propagation characteristics for body-area networks have become an active area of research. In this paper, a cavity slot antenna is proposed for onbody communications at 2.45 GHz. First, the antenna characteristics (input impedance, radiation pattern, and efficiency) are calculated by the finite-difference time-domain method. The results show that the proposed antenna has a relatively high efficiency of more than 50% even in the vicinity of the human body. Next, the onbody radio wave-propagation characteristics are investigated through numerical simulation and experimental measurements of the electric-field distributions around a phantom with a simplified shape of a human arm. Both sets of results are then compared and discussed. Finally, good agreement between the measured and the calculated results is confirmed.
  • Satoru Kikuchi, Kazuyuki Saito, Masaharu Takahashi, Koichi Ito, Hiroo Ikehira
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E92B(2) 431-439 2009年2月  
    This paper presents the computational electromagnetic dosimetry inside an anatomically based pregnant woman models exposed to electromagnetic wave during magnetic resonance imaging. The two types of pregnant woman models corresponding to early gestation and 26 weeks gestation were used for this study. The specific absorption rate (SAR) in and around a fetus were calculated by radiated electromagnetic wave from highpass and lowpass birdcage coil. Numerical calculation results showed that high SAR region is observed at the body in the vicinity of gaps of the coil, and is related to concentrated electric field in the gaps of human body such as armpit and thigh. Moreover, it has confirmed that the SAR in the fetus is less than International Electrotechnical Commission limit of 10 W/kg, when whole-body average SARs are 2 W/kg and 4 W/kg, which are the normal operating mode and first level controlled operating mode, respectively.
  • 壷内晃介, 齊藤一幸, 高橋応明, 伊藤公一, 露口利夫
    Thermal Medicine 25(Supplement) 2009年  
  • 戦略的情報通信研究開発推進制度第5回成果発表会予稿集 28-29 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 BS-1-16 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 BS-1-15 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 BS-1-14 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 BS-1-13 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 BS-1-12 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 B-4-16 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 B-4-7 2009年  
  • 渡辺亮平, 齊藤 一幸, 渡辺 聡一, 高橋 応明, 伊藤 公一
    信学総大, 2009 B-4-4 347-347 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 B-4-1 2009年  
  • 2009年電子情報通信学会総合大会予稿集 B-1-235 2009年  
  • 電子情報通信学会技術報告 A窶「P 2008-225 67-72 2009年  
  • 電子情報通信学会技術報告 A窶「P 2008-224 63-66 2009年  
  • 電子情報通信学会技術報告 A窶「P 2008-223 59-62 2009年  
  • 電子情報通信学会東京支部学生研究発表会講演論文集 2009年  
  • 電子情報通信学会東京支部学生研究発表会講演論文集 2009年  
  • 電子情報通信学会東京支部学生研究発表会講演論文集 2009年  
  • 電子情報通信学会東京支部学生研究発表会講演論文集 2009年  
  • 電子情報通信学会東京支部学生研究発表会講演論文集 2009年  
  • 映像情報メディア学会技術報告 33(10) 5-8 2009年  
  • 関 卓也, 齊藤 一幸, 高橋 応明, 伊藤 公一
    映像情報メディア学会技術報告 33 1-4 2009年  
    Ultra Wide Band(UWB)は,低消費電力でありながら,大容量通信が可能であるという他の通信システムにはない特徴をもっており,ホームネットワーク,Wireless Universal Serial Bus(WUSB)など様々な分野での利用が検討されている.今後UWB通信システムは,Wireless Body Area Network(WBAN)の標準化に伴い,人体近傍での利用が予想される.そこで筆者らは,日本国内においてUWB通信に認可されている7.25〜10.25GHzで動作する腕部装着型の広帯域アンテナを提案した.アンテナの装着位置は状況によって変化するため,本稿ではアンテナと腕部の間の距離を変えた際の入力インピーダンスおよび放射パターンを検討した.その結果,本アンテナは装着位置によって,入力インピーダンスが多少変化するものの,放射パターンの解析結果より,いずれの周波数においても,腕先端方向への通信に有利なことを確認した.
  • 第13回関東ハイパーサーミア研究会 2009年  
  • 第13回関東ハイパーサーミア研究会 2009年  
  • 電子情報通信学会技術報告 ABR2008-05 1-4 2009年  
  • 李 章煥, 官 寧, 伊藤 公一, 高橋 応明, 齊藤 一幸, ドゥローン ダビッド, 古屋 洋高
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 108(429) 73-78 2009年2月5日  
    近年,携帯電話機に代表される移動通信システムが急速に発展しており,世界で様々な通信システムが提唱されている.また,各通信システムの周波数帯はそれぞれ異なっており,例えば,AMPS(824-894MHz),GSM(880-960MHz),DCS(1710-1880MHz),PCS(1850-1990MHz),UMTS(1920-2170MHz)などがあげられる.各国・各地域で使用できる端末の開発が進んでおり,そこに搭載する内蔵アンテナとして,これらの周波数帯をカバー可能なマルチバンドアンテナが望まれている.本稿では,2つのメアンダ状放射素子から構成されるフィルムアンテナを提案する.本アンテナにおいて,2つ素子の長さ,相対的な位置およびメアンダ構造の位置を調節することにより,各々の素子の動作周波数が互いにわずかにずれるようになり,広帯域化が図られた.その結果,アンテナの寸法が5mm×15mm×40mmと小型ながら,前述の5つのバンドをカバーし,824-960MHzと1710-2170MHzの周波数帯域で動作する.また,実際にアンテナを作製し,特性を測定した結果,FDTD法を用いて得られた計算結果とよく一致し,AMPS/GSM/DCS/PCS/UMTSの5つのバンドをカバーし,各バンドの水平面内において無指向な放射特性が得られた.
  • 電子情報通信学会技術報告 A窶「P2008-169 113-118 2009年  
  • 秋元 晋平, 菊池 悟, 齊藤 一幸, 高橋 応明, 伊藤 公一
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 = The transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. B 92(1) 304-311 2009年1月1日  
    業務用無線端末は,主に胴体部に近接して使用されるため,電磁波の比吸収率(SAR)についての配慮が必要となる.また,国内において運用中の業務用無線端末に用いられている周波数帯では,携帯電話機に比べて波長の長い150MHz帯が主流であり,人体深部での電磁波曝露の作用が懸念される.本論文では,成人男性及び成人女性が業務用無線端末を装着した場合を想定して,高精細全身数値人体モデルの腰部近傍に150MHz帯きょう体付きノーマルモードヘリカルアンテナ(NHA)を配置した際の胴体内SAR評価を行った.ここでは,業務用無線端末を装着する位置の違いを考慮して,4通りのアンテナ配置における検討を行った.その結果,アンテナ位置は,全身平均SARに影響しないことを確認した.また,全身平均SAR及び10g平均SARは,国内の業務用無線端末の最大出力値である5Wで放射電力を規格化した場合において,管理環境の指針値(総務省・電波防護指針)より低いことが確認できた.
  • 電子情報通信学会医療情報通信技術研究会資料集 MICT2008-25 91-92 2009年  
  • Bioelectromagnetics Society Annual meeting (Davos, Switzerland) P-181 2009年  
  • Bioelectromagnetics Society Annual meeting (Davos, Switzerland) P-70 2009年  
  • Bioelectromagnetics Society Annual meeting (Davos, Switzerland) P-25 2009年  
  • Basari, M. Fauzan Edy Purnomo, Kazuyuki Saito, Masaharu Takahashi, Koichi Ito
    2009 3RD EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOLS 1-6 1229-+ 2009年  
    This paper presents a simple antenna system for land vehicle communication aimed at Engineering Test Satellite-VIII (ETS-VIII) applications. The developed antenna system which mounted into a vehicle is compact, light weight and simple satellite-tracking operation. Owing to low profile, a patch array antenna, which includes onboard-power divider and switching circuit for antenna feeding control, is applied at such system. A Global Positioning System (GPS) receiver is constructed to provide accurate information on the vehicle's position and bearing during travelling. The personal computer (PC) interfaces as the control unit and data acquisition, which specifically designed for this application, allow the antenna beam-switching control as well as the retrieving of the received power levels. Measured results of the received power levels as well as the bit error rate performance for satellite-tracking are discussed.
  • Koichi Ito, Wei Xia, Masaharu Takahashi, Kazuyuki Saito
    2009 3RD EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOLS 1-6 671-+ 2009年  
    Small implanted devices have been investigated with great interest for wireless medical applications due to the promise of different clinical usages in order to promote patient's independence. In these implanted device systems, an antenna plays an important role as a part of transmitting and receiving power. There are several issues to consider while designing an in-body antenna, including power consumption, size, frequency, biocompatibility, etc. In this study, we propose an implanted cavity slot antenna for short-rang wireless communications. The antenna is designed to operate at 2.45 GHz, one of the ISM (Industrial, Scientific, and Medical) bands, and is investigated by using the FDTD (Finite Difference Time Domain) calculation. The size of the proposed antenna is about 1 mm x 1 mm x 9 mm so that it will be easily embedded into the human body. We have analyzed some performances of the proposed antenna and the results show that the proposed antenna can be a candidate as an implanted antenna.

書籍等出版物

 7

講演・口頭発表等

 61

担当経験のある科目(授業)

 15

Works(作品等)

 2

共同研究・競争的資金等の研究課題

 21

産業財産権

 7