誰にでも使いやすい筋骨格モデル・ソフトウエア
JoDyn/ジョーダイナ
＜特徴＞
● 操作性に優れたUI・表現性に優れた対話型
● 教育用・現場用としても最適
● 解析結果CSV 出力
● 強力な専門家サポート
筋骨格モデルとは、
身体の動作計測データを用いて、筋、骨等で構成された人体モデル（筋骨格モデル）に人間の動作をシミュレーションさせて、動作中の筋活動のほか、関節各部に生じる運動学・力学情報の解析を行うものです。
JoDyn（Joint Dynamic）は、身体動作解析の筋骨格モデル・ソフトウェアです。
被験者の身長、体重、マーカー位置と床反力データのサンプリング周波数を設定するだけで、下肢の関節角度、関節モーメント、関節反力などの逆運動と逆動力学解析を実行することができます。
教育・現場で使える／データサイエンス／逆運動・逆動力学解析
筋骨格シミュレーション／筋骨格解析
＜主な機能＞
下肢セグメントのスティックピクチャー表現、任意タイミングの動作確認、任意時間範囲の解析結果出力
＜解析結果CSV出力＞
下肢セグメントの質量中心位置、関節角度、関節モーメント、関節反力 等
knee flexion angle 膝関節屈曲角度(X+)
hip flexion angle 股関節屈伸角度(X+)
ankle doriflexion angle 足関節背屈角度(X+)
pelvis lateral 骨盤中心の３次元空間位置（空間の外側；グローバルX+）
pelvis anterior 骨盤中心の３次元空間位置（空間の前方向；グローバルY+）
pelvis superior 骨盤中心の３次元空間位置（空間の上方向；グローバルZ+）
hip flexion moment 股関節屈曲モーメント(X+)
hip adduction moment 股関節内転モーメント(Y+)
hip interior moment 股関節内旋モーメント(Z+)
knee extension moment 膝関節屈曲モーメント(X+)
knee varus moment 膝関節内反モーメント(Y+)
knee interior moment 膝関節内旋モーメント(Z+)
ankle dorsiflexion moment 足関節背屈モーメント(X+)
ankle adduction moment 足関節内転モーメント(Y+)
ankle eversion moment 足関節外反モーメント(Z+)
hip lateral force 股関節外側力(X+)
hip anterior force 股関節前方向力(Y+)
hip superior force 股関節上方向力(Z+)
knee lateral force 膝関節外側(X+)
knee anterior force 膝関節前方向力(Y+)
knee superior force 膝関節上方向力(Z+)
ankle lateral force 足関節外側力(X+)
ankle superior force 膝関節上方向力(Y+)
ankle posterior force 足関節後方向力(Z+)
JoDynについての文献
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Sentong Wang, Kazunori Hase, Susumu Ota, A computationally efficient lower limb finite element musculoskeletal framework directly driven solely by inertial measurement unit sensors, Journal of Biomechanical Engineering, 144(5), 051011, 2022
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Sentong Wang, Yunan Cai, Kazunori Hase, Kazuo Uchida, Daisuke Kondo, Tsuguya Saito, Susumu Ota, Estimation of knee joint angles during gait cycle using inertial measurement unit sensors: a method of sensors-to-clinical bone calibration on the lower limb skeletal model, Journal of Biomechanical Science and Engineering, 17(1), 21-00196, 2022
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Sentong Wang, Kazunori Hase, Susumu Ota, Development of a lower limb finite element musculoskeletal gait simulation framework driven solely by inertial measurement unit sensors, Biomechanics, 1(3), 293-306, 2021
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蔡宇南，長谷和徳，王森彤，慣性センサを用いた臨床座標系基準の膝関節角度測定，日本機械学会関東支部第27期総会・講演会，2021年3月
”世界初” 筋骨格･関節の解析モデル
Muskejo マスケージョ ＜受託解析＞
＜特徴＞
・関節の副運動、軟組織、じん帯などを含む詳細な解析
・関節組織接触領域、接触力、応力など
・関節軟組織を含むモデル化とFEM解析、シミュレーション
● Muskejo（Musculo-skeletal-joint）は、通常の筋骨格解析ソフトウェアのように関節角度、関節モーメント、筋力など の運動学、動力学計算が可能であるだけでなく、さらに、関節の副運動、軟組織圧力など関節接触メカニクス、靭帯力などの詳細な関節バイオメカニクス解析も可能です。
Muskejoは、身体レベルから関節組織レベルまでのバイオメカニクス解析ができる世界初の筋骨格モデルです。
● 筋骨格･関節モデルMuskejoは、日本人を対象にモデル化を行い 、下肢全部の骨格セグメントが含まれ、下肢の筋や膝関節周りの靭帯が表現され、膝関節の軟骨や半月板の全軟組織が表現されており、筋骨格レベルから関節レベルまでの詳細なモデルが搭載されています。
● 筋骨格･関節モデルMuskejoは、関節の自由度、可動域、拘束、筋や靭帯の付着位置、筋や靭帯パラメーター、筋のラッピングなどを自在に変更し、解析を行うことが可能です
● 筋骨格･関節モデルMuskejoは、運動計測データを入力することで、膝関節の屈伸角度や内外旋、内外反、前後並進、内外側並進などの副次運動、関節モーメント、筋力、靭帯力、関節接触圧力、接触面積、軟組織の応力などの身体レベルから軟組織レベルまでのバイオメカニクス解析を行うことができます
王他, バイオメカニズム, 2020
＜企業や研究機関向け＞
身体レベルから関節レベルまでの動作解析
作業動作の評価などの人間工学
＜医療やリハビリテーション向け＞
筋や運動器リハビリ効果評価、運動機能障害や関節疾患の発生メカニズム解明
半月板亀裂評価、半月板縫合術評価、靭帯再建術評価、人工関節置換術評価、関節外科手術の術前後の評価、関節外科手術ナビゲーション
解剖学の教育支援、支援装具開発など
＜スポーツ関係向け＞
スポーツパフォーマンス
半月板亀裂や靭帯損傷などのケガの予防
Muskejoについての文献
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Sentong Wang, Kazunori Hase, Tetsuro Funato, Computational prediction of muscle synergy using a finite element framework for a musculoskeletal model on lower limb, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 11:1130219, 2023
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Sentong Wang, Kazunori Hase, Shunsuke Kita, Shinya Ogaya, Biomechanical effects of medial meniscus radial tears on the knee joint during gait: A concurrent finite element musculoskeletal framework investigation, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 10:957435, 2022
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Sentong Wang, Kazunori Hase, Susumu Ota, A computationally efficient lower limb finite element musculoskeletal framework directly driven solely by inertial measurement unit sensors, Journal of Biomechanical Engineering, 144(5), 051011, 2022
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王森彤，長谷和徳，舩戸徹郎，患者別化の膝関節の接触・変形を考慮する筋骨格モデルによる歩行分析，第49回日本臨床バイオメカニクス学会，青森県弘前市，2022年11月
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Sentong Wang, Kazunori Hase, Clinical biomechanical application for knee using concurrent framework of knee joint finite element analysis and lower limb musculoskeletal dynamics, 9th World Congress of Biomechanics, Taipei, Taiwan, July 2022
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Sentong Wang, Kazunori Hase, Susumu Ota, Development of a lower limb finite element musculoskeletal gait simulation framework driven solely by inertial measurement unit sensors, Biomechanics, 1(3), 293-306, 2021
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Sentong Wang, Kazunori Hase, A computationally efficient lower limb finite element musculoskeletal model directly from movement measurement data, 11th Asian-Pacific Conference on Biomechanics, Kyoto, Japan, July 2021
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王森彤，長谷和徳，個人別の下肢有限要素筋骨格モデル，第42回バイオメカニズム学術講演会，オンライン開催，2021年11月
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王森彤，長谷和徳，片岡亮人，安藤貴法，藁科秀樹，変形性膝関節症関節の有限要素モデルの構築とモデルを用いた膝装具の生体力学評価，バイオメカニズム，25, 125-137, 2020
神経・筋骨格モデル
GaitSim CPG3D
GaitSim CPG3D（Gait Simulation Central Pattern Generator 3D）は、計算論的神経科学に基づく神経系の数理モデルと、バイオメカニクスに基づく身体レベルの筋骨格系モデルを統合した神経・筋骨格モデルです。神経系と身体運動の相互作用などを含む運動メカニズムを調査し、優れた歩行機能を実現する神経筋骨格系の数理構造を明らかにすることができます。私たちは、GaitSim CPG3Dのソースコードを無償で公開することを計画中です。また、有償のサポートサービスも別途、提供予定です。
筋骨格や関節モデルの構築・解析の受託
私たちは、膝関節、股関節、足関節、上半身などの筋骨格、関節、軟組織のモデリングや運動解析の受託サービスを提供しています。変形性関節症、半月板亀裂、靭帯損傷予防や診断、運動機能障害のメカニズム分析などの筋骨格や関節モデルの構築、さらには人間工学やスポーツ分野に関する運動解析の受託サービスを行っています。
筋骨格動作受託解析
私たちは、身体運動の動力学解析ソフトウェア「JoDyn」と筋骨格・関節モデル「Muskejo」を用いて、お客様に代わって身体レベルから、関節レベルまでのバイオメカニクス解析を実行して結果出力を納入する受託解析サービスを行っています。
東京都立大学博士(工学)、現在、成蹊大学・助教、東京都立大学・客員研究員を兼担。関節の生体力学分析の研究に従事。日本機械学会、臨床バイオメカニクス学会、IEEE EMB Societyなどの会員。
慶応義塾大学博士(工学)、現在、東京都立大学・教授を兼担。身体運動の生体力学分析の研究に従事。日本機械学会、日本ロボット学会、日本人間工学会、バイオメカニズム学会、臨床バイオメカニクス学会などの会員。