| タイトル |
Tensor-Based SPFD Method for Accurate Low-Frequency Magnetic Field Dosimetry in Anatomical Models
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| 日本語タイトル |
解剖モデルにおける正確な低周波磁界ドシメトリのためのテンソルベースSPFD法
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| 著者 |
Yamada E, Diao Y, Laakso I, Hirata A
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| 所属 |
Department of Electrical and Mechanical Engineering, Nagoya Institute of Technology
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資料区分 |
論文
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| 雑誌名 |
Phys Med Biol
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文献区分 |
原著論文・短報
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| 発表年 |
2025
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周波数区分 |
商用周波(50/60Hz)
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| 巻/ISSN(号):ページ |
70 (20): 205020
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研究区分 |
ドシメトリ
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| 国 |
Japan
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PubMed ID |
41038242
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| 論文情報入手日 |
2025-10-16
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DOI |
10.1088/1361-6560/ae0ef9
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| キーワード |
computational accuracy; finite difference method; staircasing error; volume conductor model.
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| 概要 |
低周波電磁界については、国際ガイドラインにおいて人体内の誘導電界が安全性評価の指標として採用されているが、誘導電界の直接的かつ非侵襲的な測定は不可能であるため、解剖学的にリアルな人体モデルを用いた計算解析が一般的に用いられている。しかし、これらのモデルは組織セグメンテーションに依存しており、導電率のコントラストが急峻な組織界面では、特に階段状誤差などの数値アーティファクトが発生しやすい。この問題に対処するため、この研究は、テンソルコンダクタンスモデルを組み込んだ新しい3次元スカラーポテンシャル差分（SPFD）法を提案し、これをリアルな人体頭部モデルに初めて適用している。この手法を多層球状モデルで検証し、均一磁界ばく露および経頭蓋磁気刺激（TMS）下で評価した。その結果、球状モデルでは、提案した手法により、従来の手法と比較して二乗平均平方根誤差が最大65％削減され、理論値との一致性が向上した。頭部モデルでは、数値アーティファクトが一貫して抑制され、均一ばく露下で最大電界値が最大22％、TMS下で最大5～8％削減された。マルチグリッド法を使用することで計算効率が向上し、精度を損なうことなく25倍の高速化が達成された。テンソルベースの3D SPFD法は、複雑な解剖学的モデルにおける計算アーティファクトを削減しながら、磁界推定精度を大幅に向上させた。このアプローチは、医療用途におけるばく露制限の精緻化とシミュレーションの忠実度向上に貢献する可能性がある、と著者らは結論付けている。
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