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デフォーマブル筋骨格モデルのカスタムメイド化技術の開発及びその妥当性の検証

研究課題

研究課題/領域番号 15H05362
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 スポーツ科学
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

平島 雅也  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)

研究協力者 近田 彰治  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
キーワード筋骨格モデル / 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
研究成果の概要

筋骨格モデルは、運動中の人体にかかる負荷を推定できるため、人間工学的デザインの設計や、リハビリ・スポーツ分野における運動負荷の解析などで広くられている。しかし、解析対象となる個人を忠実に再現した筋骨格モデルは存在せず、個人にあわせたカスタムメイドな設計・診断・治療を行うことができない状況が続いている。本研究では、個人のMRI画像から、筋や骨の形状を抽出するだけでなく、皮膚・脂肪・筋膜などの結合組織までモデル化することによってカスタムメイドな筋骨格モデルを作成する技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (3件) 産業財産権 (3件)

  • [学会発表] Development of anatomically correct musculoskeletal model based on MRI images2019

    • 著者名/発表者名
      Hirashima M, Sonoda T, Konda S
    • 学会等名
      Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      平島雅也、薗田拓哉、近田彰治
    • 学会等名
      第25回日本バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MRI画像に基づくテーラーメイド筋骨格モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      近田彰治、薗田拓哉、平島雅也
    • 学会等名
      第12回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 皮膚・脂肪を含む筋骨格モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      薗田拓哉、平島雅也
    • 学会等名
      第12回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      平島雅也
    • 学会等名
      第4回Muscle Biomechanics Imaging seminar
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Next-generation volumetric musculoskeletal model for motor neuroscience2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Hirashima
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      薗田拓哉、平島雅也
    • 学会等名
      第11回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      平島雅也
    • 学会等名
      第10回Motor Control研究会
    • 発表場所
      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
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 運動解析装置2018

    • 発明者名
      平島雅也、薗田拓哉
    • 権利者名
      国立研究開発法人情報通信研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-086037
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 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

    • 発明者名
      平島雅也、薗田拓哉、近田彰治
    • 権利者名
      情報通信研究機構、大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-063617
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 運動解析装置および運動解析方法2015

    • 発明者名
      平島雅也
    • 権利者名
      情報通信研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-159478
    • 出願年月日
      2015-08-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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