Research for the musculoskeletal simulation based on biological data

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K10047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57050:Prosthodontics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Shigemitsu Ryuji 東北大学, 大学病院, 助教 (00508921)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 智哉 東北大学, 大学病院, 助教 (10845902) ; 田原 大輔 龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (20447907) ; 小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321) ; 佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 筋骨格解析 / 下顎運動

Outline of Final Research Achievements

The data processing method implemented in this study could maintain the movement characteristics but reducing the data noise in mandibular movement. In addition, we succeeded in constructing a musculoskeletal simulation that appropriately makes the constraint in the TMJ and reproduces the individual movement kinematically. The methodological approach developed in this study is the first step in the process by which biomechanics can contribute to the knowledge of dental problem. The developed model demonstrates the feasibility of extracting patient-specific features from motion capture data, reproducibly implementing the constraining surface of the TMJ into patient-specific models.

Free Research Field

生体力学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では歯科における患者個別医療実現のため、筋骨格モデルという生体性シミュレーションを開発しました。個人の運動をモーションキャプチャ技術を使って取得し、コンピューターシミュレーション上で再現した結果、かなりの精度で一致する結果が見られました。下顎の動きに基づいた将来の比較研究は、顎関節症や歯科疾患における運動に基づいた病態の解明に役に立つ可能性があります。またこのような生体シミュレーションの発展は、シミュレーションベースの新たな診断・評価システムへの道を開く可能性があり、歯科における将来のデジタル化との親和性が非常に期待できます。