2006 Fiscal Year Annual Research Report
筋骨格モデルの動力学計算による神経筋疾患の診断・リハビリテーション支援手法の開発
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17200012
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山根 克 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (00361543)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 仁彦 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (20159073)
山本 知孝 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (60361490)
辻 省次 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (70150612)
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| Keywords | 筋骨格モデル / 運動計測 / 神経科学 / リハビリテーション / マーカレス運動計測 / 運動シミュレーション / 運動最適化 / 運動データベース |
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| Research Abstract |
1.詳細人体筋骨格モデルおよびその計算法
(1)反射を含む神経筋骨格モデルの構築:モーションキャプチャによる運動計測,筋骨格モデルの動力学計算に基づき,伸長筋反射など単純な反射モデルを含む神経・筋骨格モデルを構築した.
(2)モデル固体化手法の開発:肘・肩関節を対象として,神経内科の臨床診断で用いられる動作を用いて粘弾性パラメータを非侵襲に同定する手法を開発した.光学式モーションキャプチャによる運動計測と腕のリンク機構モデルによる動力学計算に基づき,ロボティクス分野で開発された関節パラメータ同定手法を適用した.
(3)骨格モデルの運動シミュレーション法の開発:多自由度の骨格モデルの動力学シミュレーションを高速に行うための並列順動力学計算法を開発した.これにより,複雑な筋骨格モデルの動力学シミュレーションがほぼリアルタイムで実行可能となった.
2.運動データベースの構築:
光学式モーションキャプチャシステムを用いて,健常者の標準運動データベースを作成した.また,軽度の神経筋疾患患者を対象とした同様の計測を行うための申請を医学部附属病院の倫理委員会に行い,承認された.
3.モーションキャプチャシステムの開発
(1)光学式モーションキャプチャシステムの改良:現行の球状マーカを用いた光学式モーションキャプチャシステムを改良し,メッシュ状のマーカを用いたシステムを開発した.マーカが平面であるため,転倒時にも安全性が確保されるという特徴を持つ.
(2)マーカレスモーションキャプチャシステムの基礎研究:マーカを用いず,カラーカメラによるシルエット検出による運動計測手法の基礎研究を行った.この手法では,複数の姿勢において,視体積交差法を用いて被験者の三次元形状を計測することにより,関節の位置および角度を推定することができる.
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