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シミュレーションと実験とを併用したヒト骨格筋内の局所応力ならびに局所変形の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19700519
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 スポーツ科学
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

小田 俊明  兵庫教育大学, 大学院・学校教育研究科, 准教授 (10435638)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,350千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 450千円)
2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2007年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード有限要素法 / シミュレーション / 筋腱複合体 / 力学的特性 / ひずみ / 応力 / 生体組織 / 適応
研究概要

Spin tagging MRI, Phase contrast MRI, Diffusion tensor MRI等を応用し筋組織の生体情報(e.g.局所変形,筋線維走行)の新たな取得法を確立した.また,この新規手法で得られた実測値を入力と妥当性検証に用いることで,筋線維の3次元配置をもち,収縮ダイナミクスによる内力発揮と変形が生じる実形状骨格筋有限要素シミュレーションモデルを開発した.運動時の組織ひずみの不均一性,ひずみ集中の挙動,腱膜の機能的意義,腱組織の力学的特性と組織損傷の関係等が明らかとなった.

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (26件)

  • [雑誌論文] 骨格筋の有限要素シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 衣笠竜太, 川上泰雄, 片岡弘之, 山村直人, Luis Alves, Cristian Teodosiu, Mayoran Rajendra, 山本晃生, 横田秀夫, 高木周, 姫野龍太郎
    • 雑誌名

      生体力学シミュレーション研究

      ページ: 51-60

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 硬軟組織のシミュレーションと応用に関する研究開発臓器の力学的物性値の無侵襲計測2010

    • 著者名/発表者名
      片岡弘之, 小田俊明, 横田秀夫, Mayoran Rajendra, 山本晃生, 樋口敏郎, 姫野龍太郎
    • 雑誌名

      生体力学シミュレーション研究

      ページ: 68-75

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 骨格筋の有限要素シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 衣笠竜太, 川上泰雄, 片岡弘之, 山村直人, Luis Alves, Cristian Teodosiu, Mayoran Rajendra, 山本晃生, 横田秀夫, 高木周, 姫野龍太郎
    • 雑誌名

      生体力学シミュレーション研究 2010

      ページ: 51-60

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 硬軟組織のシミュレーションと応用に関する研究開発 臓器の力学的物性値の無侵襲計測2010

    • 著者名/発表者名
      片岡弘之, 小田俊明, 横田秀夫, Mayoran Rajendra, 山本晃生, 樋口敏郎, 姫野龍太郎
    • 雑誌名

      生体力学シミュレーション研究 2010

      ページ: 68-75

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] The influence of fascicle behavior on the lack of velocity dependence in eccentric joint torque in humans: in vivo observation2009

    • 著者名/発表者名
      K Chino, N Mitsukawa, K Kobayashi, Y Miyoshi, T Oda, H Kanehisa, T Fukunaga, S Fukashiro, Y Kawakami
    • 雑誌名

      J. Appl. Biomech Vol25

      ページ: 111-118

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Motion generation in MR environment using electrostatic film motor for motion triggered cine-MRI2008

    • 著者名/発表者名
      M Rajendra, A Yamamoto, T Oda, H Kataoka, H Yokota, R Himeno, T Higuchi
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics Vol13

      ページ: 278-285

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo fascicle behavior of synergistic muscles in concentric and eccentric plantar flexions in humans2008

    • 著者名/発表者名
      K Chino, T Oda., T Kurihara, T Nagayoshi, K Yoshikawa, H Kanehisa, T Fukunaga, S Fukashiro, Y Kawakami
    • 雑誌名

      Journal of Electromyography and Kinesiology Vol18

      ページ: 79-88

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 収縮に伴う骨格筋局所変形の定量2008

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 片岡弘之, 横田秀夫, 姫野龍太郎
    • 雑誌名

      日本ロボット学会講演論文集 (電子媒体)

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋組織局所変形の可視化2008

    • 著者名/発表者名
      小田俊明
    • 雑誌名

      トレーニング科学 Vol20

      ページ: 97-102

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain distribution within human triceps surae muscles during isometric contraction: in vivo study by Tagging MRI2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Oda
    • 雑誌名

      The FASEB Journal 22

      ページ: 24-24

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋組織局所変形の可視化2008

    • 著者名/発表者名
      小田俊明
    • 雑誌名

      トレーニング科学 20

      ページ: 97-102

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 収縮に伴う骨格筋局所変形の定量2008

    • 著者名/発表者名
      小田俊明
    • 雑誌名

      日本ロボット学会講演論文集 2008

      ページ: 18-20

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo fascicle behavior of synergistic muscles in concentric and eccentric plantar flexions in humans2008

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Chino
    • 雑誌名

      Journal of Electromyography and Kinesiology 18

      ページ: 79-88

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Motion generation in MR environment using electrostatic film motor for motion triggered cine-MRI2008

    • 著者名/発表者名
      Mayoran Rajendra
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 13

      ページ: 278-285

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain distribution within human triceps surae muscles during isometric contraction: in vivo study by Tagging MRI2007

    • 著者名/発表者名
      T Oda, R Kinugasa, R Himeno, H Kataoka, Hi Kanehisa, T Fukunaga, Y Kawakami
    • 雑誌名

      The FASEB Journal Vol22

      ページ: 753-753

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 受動伸長時における下腿三頭筋の局所ひずみの大きさ・分布に腱膜が与える影響2007

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 姫野龍太郎, 金久博昭, 加藤えみか, 福永哲夫, 川上泰雄
    • 雑誌名

      東京体育学研究

      ページ: 19-27

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 受動伸長時における下腿三頭筋の局所ひずみの大きさ・分布に腱膜が与える影響2007

    • 著者名/発表者名
      小田 俊明
    • 雑誌名

      東京体育学研究 2007

      ページ: 19-22

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The influence of fascicle behavior on the lack of velocity dependence in eccentric joint torque in humans: in vivo observation

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Chino
    • 雑誌名

      Journal of Applied. Biomechanics (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] C Teodosiu, Numerical simulation of musculo-skeletal systems by V-biomech2010

    • 著者名/発表者名
      L Alves, N Yamamura, T Oda
    • 学会等名
      Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Valencia (スペイン)
    • 年月日
      2010-02-25
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of musculo-skeletal systems by V-biomech2010

    • 著者名/発表者名
      L Alves, N Yamamura, T Oda, C Teodosiu.
    • 学会等名
      Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Valencia(スペイン)
    • 年月日
      2010-02-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 運動時に筋腱組織に生じる局所変形-外傷, ならびに力発揮との関係に着目して-2010

    • 著者名/発表者名
      小田俊明
    • 学会等名
      運動と健康に関する研究会2010
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2010-01-25
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 運動時に筋腱組織に生じる局所変形-外傷,ならびに力発揮との関係に着目して-2010

    • 著者名/発表者名
      小田俊明
    • 学会等名
      運動と健康に関する研究会2010
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2010-01-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 筋収縮を考慮したヒト骨格筋の有限要素シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      山村直人, Luis Alves, 小田俊明, Cristian Teodosi
    • 学会等名
      バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      岡山理科大学
    • 年月日
      2010-01-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 下腿三頭筋における筋束の配向と伸張性収縮時の変形挙動との関係2009

    • 著者名/発表者名
      小田俊明
    • 学会等名
      日本トレーニング科学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-12-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of the Finite Element Simulator for Mechanical Analysis of Human Skeletal Muscle2009

    • 著者名/発表者名
      N Yamamura L Alves, T Oda, C Teodosiu
    • 学会等名
      Workshop on multi-scale muscle mechanics
    • 発表場所
      Woods Hole(アメリカ)
    • 年月日
      2009-09-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Velocity fields of in vivo human skeletal muscle tissues during dynamic joint actions2009

    • 著者名/発表者名
      T Oda, R Kinugasa, R Himeno, Y Kawakami
    • 学会等名
      Workshop on multi-scale muscle mechanics
    • 発表場所
      Woods Hole(アメリカ)
    • 年月日
      2009-09-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Local behaviors of fascicles in human skeletal muscles in vivo during dynamic movements2009

    • 著者名/発表者名
      T Oda, R Kinugasa, J Yamauchi, S Iwanuma, R Himeno, Y Kawakami
    • 学会等名
      International Society of Biomechanics
    • 発表場所
      Cape Town(南アフリカ)
    • 年月日
      2009-07-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] DTI based Muscle Fiber Tractography in Humans at 4 Tesla using Stimulated-Echos2009

    • 著者名/発表者名
      R A Waggoner, T Oda, R Kinugasa, K Ueno, K Cheng, H Yokota, R Himeno
    • 学会等名
      ISMRM
    • 発表場所
      Honolulu(アメリカ)
    • 年月日
      2009-04-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 筋収縮を考慮したヒト骨格筋の有限要素シミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      山村直人(理研), Luis Alves, 小田俊明, Cristian Teodosiu
    • 学会等名
      バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      岡山理科大学
    • 年月日
      2009-01-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 収縮に伴う骨格筋局所変形の定量2008

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 片岡弘之, 横田秀夫, 姫野龍太郎
    • 学会等名
      日本ロボット学会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2008-09-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 収縮に伴う骨格筋局所変形の定量2008

    • 著者名/発表者名
      小田俊明
    • 学会等名
      日本ロボット学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-09-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 腱と腱膜における弾性エネルギー利用の貢献度は筋発揮張力により変化する2008

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 姫野龍太郎, 栗原俊之, 金久博昭, 福永哲夫, 川上泰雄
    • 学会等名
      日本バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      仙台大学
    • 年月日
      2008-08-26
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 腱と腱膜における弾性エネルギー利用の貢献度は筋発揮張力により変化する2008

    • 著者名/発表者名
      小田俊明
    • 学会等名
      日本バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-08-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The significant effect of aponeurosis on tissue strain among triceps surae muscles during eccentric contraction2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Oda
    • 学会等名
      European College of Sports Sciences
    • 発表場所
      Estril
    • 年月日
      2008-07-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Effect of tendon mechanical properties on strain of triceps surae muscle-tendon unit under eccentric contraction2008

    • 著者名/発表者名
      T Oda, E Kato, K Chino, R Himeno, H Kanehisa, Y Kawakami
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 発表場所
      Indiana polis(アメリカ)
    • 年月日
      2008-05-29
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of tendon mechanical properties on strain of triceps surae muscle-tendon unit under eccentric contraction2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Oda
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 発表場所
      Indiana Polis
    • 年月日
      2008-05-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Strain distribution within human triceps surae muscles during isometric contraction: in vivo study by tagging MRI2008

    • 著者名/発表者名
      T Oda, R Kinugasa, R Himeno, H Kataoka, H Kanehisa, T Fukunaga, Y Kawakami
    • 学会等名
      2008 Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego (アメリカ)
    • 年月日
      2008-04-06
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Strain distribution within human triceps surae muscles during isometric contraction: in vivo study by tagging MRI2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Oda
    • 学会等名
      2008 Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2008-04-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] エキセントリック収縮時に下腿三頭筋に生じる応力・ひずみの大きさとその分布:シミュレーション研究2007

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 金久博昭, 川上泰雄, 姫野龍太郎
    • 学会等名
      トレーニング科学会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-11-18
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] エキセントリック収縮時に下腿三頭筋に生じる 応力・ひずみの大きさとその分布:シミュレーション研究2007

    • 著者名/発表者名
      小田 俊明
    • 学会等名
      トレーニング科学会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-11-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ジャンプ時におけるアキレス腱組織のひずみと応力の推定2007

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 川上泰雄, 片岡弘之, 横田秀夫, 姫野龍太郎
    • 学会等名
      スポーツ工学会ジョイントシンポジウム
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2007-11-15
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ジャンプ時におけるアキレス腱組織のひずみと応力の推定2007

    • 著者名/発表者名
      小田 俊明
    • 学会等名
      スポーツ工学会 ジョイントシンポジウム
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2007-11-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] The significant effect of aponeurosis on tissue strain among triceps surae muscles during eccentric contraction2007

    • 著者名/発表者名
      T Oda, R Himeno, K Chino, Y Kawakami, H Yokota, R Himeno
    • 学会等名
      European College of Sports Sciences
    • 発表場所
      Estril(ポルトガル)
    • 年月日
      2007-07-10
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 受動伸長時における下腿三頭筋の局所ひずみの大きさ・分布に腱膜が与える影響2007

    • 著者名/発表者名
      小田俊明, 姫野龍太郎, 金久博昭, 加藤えみか, 福永哲夫, 川上泰雄
    • 学会等名
      東京体育学会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-03-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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