各個人に適用した オーダメイドモデル作成技術と その利用

各個人に適用した
オーダメイドモデル作成技術と
その利用
情報通信研究機構
電磁波計測研究所 電磁環境研究室
主任研究員 長岡智明
1
研究の紹介
研究テーマ
通信
電磁波が 生体 に与える影響
機器
・人体に対する電波の吸収量をシミュレーション
（生体組織の電気定数が必要）
そのためには、人体を模擬した数値モデル
(内部構造を有する)が必要
人体に対する携帯電話の電波
のシミュレーション
2
人体モデルとは
• 電離および非電離放射線の研究目的
• 人体を模擬した数値データ（形状、解剖構造）
• 人体の医療画像に基づいたモデル
(MRI, X線ＣＴ、Visible Human Project など)
• ボクセルもしくはメッシュ(CAD)形式データ
• ミリメータ オーダの分解能
• 30組織以上の生体組織から構成
3
人体モデルの課題
人体モデルの作製手順
MRI画像⇒器官の同定⇒ボクセルモデルデータ作成
とても時間かかる、しかも一個人のデータ
体型、年齢、妊婦等様々なモデルで検証したい
また、無線通信端末（携帯電話等）の実際の利用
状況を想定すると、人体の姿勢を変形させたい！
5
そこで”オーダメイド”人体モデル
①体型変形
（標準から体型、年齢、個体の変更）
②姿勢変形
（腕を上げる、膝を曲げる等ポーズ変形対応）
何れも内部構造を保持したまま変形させたい
6
オーダメイドモデルの作製手順
☆ ターゲット（目標人体）のMRIデータ取得
① 体表面の抽出処理
② ランドマークの設定
③-１ ターゲットの簡易組織分類
③-２ 既存のモデルをマッピング
（体表と簡易組織分類情報を利用）
7
オーダメイドモデルの作製手順３
体表と簡易組織分類情報を
利用して既存のモデルを
マッピング
既存の数値モデル 人体形状データからの
簡易組織分類
変形モデル
（体型、内部構造が取得した
人体形状情報に合致）
10
オーダメイドモデル（作成例）
男性モデル
(ソースモデル）
オーダメイド
モデル
女性モデル
(ターゲット)
11
従来技術とその問題点
既存の方法では、膨大な時間・費用がかかる
☆ 製作期間は、約数年程度／体
☆ 個体対応のみ
等の問題があり、典型モデルで代用している
15
新技術の特徴・従来技術との比較
• 従来技術の問題点であった、時間・コストを削
減することに成功
• これまでNICTでは、人体としての使用に限っ
ていたが、動物や恐竜等にも拡張可能
• 本技術の適用により、簡単・短時間で内部構
造を有するオーダメイドモデルの作製が可能
となり、精密モデルによるシミュレーションがで
きる
16
想定される用途２（人体以外）
• 人体以外
－動物の進化・退化の解析・解明
－体格等を考慮した最適動作等の解明
（スポーツ等の競技）
18
実用化に向けた課題
• 人体以外は、ベースとなるモデル作成が必要
• 人体の電磁波解析以外の利用は、各種パラ
メータデータ作成が必要
• 局所的に利用する場合、実用となる精度を得る
ためボクセルのサイズを小さくする必要あり
19
企業への期待
• 既存モデルの活用
- 日本人平均成人男女、妊婦モデル
- 子供(3,5,7歳)←体表のみ
• オーダメイドモデルの作製・活用
- 各種シミュレーション(電磁波、熱、衝撃等)
• モデル変形技術の人体以外の展開
- 動物、恐竜、魚類等・・・
20
本技術に関する知的財産権
①発明の名称：対象体の解剖構造解析方法及び対象体解剖構造の表示方法並びに
対象体解剖構造表示装置
登録番号：特許第5527689号
出願人：情報通信研究機構
発明者：長岡智明
②発明の名称：個体の内部組織構造を有した数値対象体モデルを生成する方法、
プログラムおよびシステム
登録番号：特許第5500683号
出願人：情報通信研究機構
発明者：長岡智明
③発明の名称：個人モデルデータの生成方法、生成プログラム、および生成システム
公開番号：特開2013-089123
出願人：情報通信研究機構
発明者：長岡智明
21
数値人体モデル開発・公開の経緯
•
•
•
•
•
200４年11月
2006年 3月
2006年 8月
2008年 ７月
2009年１２月
日本人平均成人男女モデル公開開始
上記モデル民間に公開開始
妊娠女性モデル開発完了
上記モデル公開開始
上記モデル民間公開開始
22
お問い合わせ先
情報通信研究機構
技術移転コーディネーター 金子 明弘
ＴＥＬ ０４２－３２７ －６９５０
ＦＡＸ ０４２－３２７ －６６５９
e-mail ｉｐｐｏ@ｍｌ.ｎｉｃｔ.ｇｏ.ｊｐ
23