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Development and verification of custom-made musculoskeletal model

Research Project

Project/Area Number 15H05362
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Sports science
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

HIRASHIMA Masaya  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (20541949)

Research Collaborator KONDA shoji  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥23,920,000 (Direct Cost: ¥18,400,000、Indirect Cost: ¥5,520,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2015: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000)
Keywords筋骨格モデル / MRI / 筋 / シミュレーション / ポリゴン / 干渉 / GPU / バイオメカニクス / 人間工学 / モーションキャプチャ / 体表面形状 / ポリゴンモデル / カスタムメイドモデル / ボリューム / デフォーマブル / モーションキャプチャー
Outline of Final Research Achievements

Musculoskeletal model has been used in a variety of fields such as ergonomics, rehabilitation, and sports, because it enables us to estimate physical burden during movement. However, a technique to produce personalized model which completely reproduce individual human body has not been developed, hence it has been difficult to perform diagnosis and treatment in a tailor-made manner. This study has developed a technique to produce personalized musculoskeletal model not only by extracting muscle and bone shapes from MR images but also by modeling connective tissues such as skin, fat, and fascia.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、医療分野では、遺伝子解析から個人に合わせた治療薬を提供する「テーラーメイド医療」が成果をあげ注目を集めてきているが、運動器障害についてはテーラーメイドな診断・予防を行うための技術やサービスは殆んど整備されていない。その大きな原因として、個人の運動器の特徴を正確に表現できる人体モデルが存在しないことが挙げられる。本研究で開発したカスタムメイド筋骨格モデルを作成する技術は、高齢者の運動器障害だけでなく、こどもや成人のスポーツ障害の早期診断・予防にも適用可能であり、今後、健康・スポーツ分野におけるテーラーメイドサービスの創出に大きく貢献することが期待される。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015 Other

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Presentation] Development of anatomically correct musculoskeletal model based on MRI images2019

    • Author(s)
      Hirashima M, Sonoda T, Konda S
    • Organizer
      Neural Control of Movement
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 筋のボリュームと変形を考慮したデフォーマブル筋骨格モデルの妥当性の検証2018

    • Author(s)
      平島雅也、薗田拓哉、近田彰治
    • Organizer
      第25回日本バイオメカニクス学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] MRI画像に基づくテーラーメイド筋骨格モデルの開発2018

    • Author(s)
      近田彰治、薗田拓哉、平島雅也
    • Organizer
      第12回Motor Control研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 皮膚・脂肪を含む筋骨格モデルの開発2018

    • Author(s)
      薗田拓哉、平島雅也
    • Organizer
      第12回Motor Control研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋のボリュームと変形を考慮した次世代筋骨格モデルの開発2018

    • Author(s)
      平島雅也
    • Organizer
      第4回Muscle Biomechanics Imaging seminar
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Next-generation volumetric musculoskeletal model for motor neuroscience2017

    • Author(s)
      Masaya Hirashima
    • Organizer
      Society for Neuroscience
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ボリューメトリック筋骨格モデルにおける分岐構造を持つ筋のモデル化2017

    • Author(s)
      薗田拓哉、平島雅也
    • Organizer
      第11回Motor Control研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋のボリュームと干渉を考慮したデフォーマブル筋骨格モデルの開発2016

    • Author(s)
      平島雅也
    • Organizer
      第10回Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス(協生館藤原洋記念ホール)、神奈川県、横浜市
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 情報通信研究機構 脳情報通信融合研究センター 平島雅也

    • URL

      http://www2.nict.go.jp/bnc/hirashima/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 筋肉の形状と変形を考慮した新しい仮想人体筋骨格モデルの開発に成功

    • URL

      https://www.nict.go.jp/press/2016/09/01-1.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
  • [Remarks] プレスリリース「筋肉の形状と変形を考慮した新しい仮想人体筋骨格モデルの開発に成功」

    • URL

      https://www.nict.go.jp/press/2016/09/01-1.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 運動解析装置2018

    • Inventor(s)
      平島雅也、薗田拓哉
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人情報通信研究機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-086037
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] モデル解析装置、モデル解析方法、およびモデル解析プログラム2018

    • Inventor(s)
      平島雅也、薗田拓哉、近田彰治
    • Industrial Property Rights Holder
      情報通信研究機構、大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-063617
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 運動解析装置および運動解析方法2015

    • Inventor(s)
      平島雅也
    • Industrial Property Rights Holder
      情報通信研究機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-159478
    • Filing Date
      2015-08-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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