2026/07/22 更新

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ミヤザキ　ユウスケ
宮﨑　祐介
MIYAZAKI YUSUKE
所属
工学院 准教授
職名
准教授
外部リンク

News & Media

学位

  • 博士（工学） （ 東京工業大学 ）

研究キーワード

  • 衝撃生体力学

  • 安全工学

  • Impact Biomechanics

  • 衝撃工学

  • Impact Engineering

  • Safety Engineering

研究分野

  • ライフサイエンス / 生体医工学

  • ライフサイエンス / 生体材料学

学歴

  • 東京工業大学   情報理工学研究科   情報環境学専攻（機械系）

    - 2006年

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    国名： 日本国

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  • 東京工業大学

    - 2006年

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  • 東京工業大学

    - 2001年

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  • 東京工業大学   工学部   機械科学科

    - 2001年

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    国名： 日本国

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経歴

  • : ストラスクライド大学

    2005年

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  • : Strathclyde university Visiting scholar

    2005年

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  • : 産業技術総合研究所 非常勤研究員

    2004年 - 2005年

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  • : National Institute of Advanced Industrial Science and Technology

    2004年 - 2005年

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  • 金沢大学 理工研究域 機械工学系 理工研究域 機械工学系

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所属学協会

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委員歴

  • : Japan Society of Automotive Engineers  

    2008年 - 2009年   

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  • 自動車技術会   評議員  

    2008年 - 2009年   

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    団体区分：学協会

    自動車技術会

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  • : 自動車技術会 評議員  

    2008年 - 2009年   

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  • -: The society of Automotive Engineers of Japan  

    2007年   

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  • -: 自動車技術会 交通事故傷害予測と予防・医療に関する検討委員会  

    2007年   

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  • 自動車技術会   交通事故傷害予測と予防・医療に関する検討委員会  

    2007年   

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    団体区分：学協会

    自動車技術会

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  • -: 自動車技術会 技術会議安全企画部会インパクトバイオメカニクス部門委員会委員  

    2004年   

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  • 自動車技術会   技術会議安全企画部会インパクトバイオメカニクス部門委員会委員  

    2004年   

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    団体区分：学協会

    自動車技術会

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  • -: The society of Automotive Engineers of Japan  

    2004年   

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論文

  • Pre-crash injury risk prediction with guaranteed confidence level: a conformal and interpretable framework 国際誌

    Junhao Wei, Yusuke Miyazaki, Fusako Sato

    Traffic Injury Prevention   27 ( 5 )   583 - 593   2026年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    OBJECTIVE: Pre-crash injury risk prediction is crucial for proactive safety measures, while traditional models, which output single-point predictions without explaining the decision reasons, often lack interpretability and reliable uncertainty estimation to reflect potential risk distributions. These drawbacks limit their practical effectiveness in mitigating injury severity. To overcome these limitations, this study develops a novel framework that outputs potential risk distributions and their corresponding probabilities using only pre-crash data, thereby delivering probabilistic outputs with a statistically guaranteed 90% confidence level. By introducing such a framework, we aim to provide a more convincing and interpretable analysis of the injury distribution and its underlying causes in traffic accidents, ultimately offering data-driven guidance for injury mitigation strategies. METHODS: Data from the National Automotive Sampling System-Crashworthiness Data System and the Crash Investigation Sampling System were used, incorporating 28 pre-crash risk factors. Several machine learning models, including ensemble methods and the deep learning model TabNet, were evaluated. To address the significant class imbalance, particularly the limited number of serious injury cases, various resampling strategies were applied. The core contribution lies in integrating conformal prediction methods, both naive and class-conditional, to generate prediction sets at a 90% confidence level. Model performance was assessed via global evaluation metrics (i.e., f1-score) and serious injury recall, and interpretability was enhanced using explainable machine learning and statistical analysis. RESULTS: Comparative experiments indicate a nearly 90% prediction coverage and a 70.3% recall rate for serious injuries by proposed framework, which is significantly higher than those reported in related studies. Further model interpretation highlights key risk factors such as intersection relevance, crash type, and speed limits and how they effect injury severity prediction. CONCLUSIONS: Proposed framework demonstrates significant potential in pre-crash injury risk prediction by introducing conformal prediction techniques to machine learning models. In addition to enhancing predictive performance to nearly 90% prediction coverage and a 70.3% recall rate for serious injuries, this framework also provides enhanced interpretability by quantifying prediction uncertainty and identifying key risk factors. Unlike traditional methods, the framework remains valid under distribution shifts and combines uncertainty estimation with model interpretability. These advantages collectively lay a foundation for developing proactive traffic safety applications and formulating data-driven road safety policies.

    DOI： 10.1080/15389588.2025.2538725

    PubMed

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  • Serious injury prediction in motor vehicle crashes: a nonlinear modeling approach using trainable B-spline functions. 国際誌

    Yimeng Mei, Fusako Sato, Yusuke Miyazaki

    Traffic injury prevention   1 - 9   2026年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    OBJECTIVE: Advanced Automatic Collision Notification (AACN) systems rely on accurate prediction of serious occupant injuries to guide emergency response decisions. Current injury severity prediction (ISP) algorithms predominantly use logistic regression models that assume linear relationships in the log-odds space, potentially overlooking complex nonlinear patterns between crash characteristics and injury outcomes. This study aims to develop an improved ISP algorithm that can capture and explicitly represent these nonlinear relationships while maintaining model interpretability comparable to traditional approaches. METHODS: We developed a prediction model based on trainable B-spline functions using crash data from the US National Automotive Sampling System-Crashworthiness Data System (NASS-CDS, 2010-2015) and Crash Investigation Sampling System (CISS, 2017-2023). The final complete dataset comprised 17,045 crash-involved occupants representing 9,225,347 weighted occupants nationwide. In addition to developing the predictive model using the complete dataset, we also conducted imputation and resampling experiments to demonstrate the distribution of potential model outcomes. Beyond predictors commonly employed in existing AACN algorithms, we incorporated underutilized information related to collision objects, including crash type and hit object type. Model performance was evaluated using both traditional classification metrics and triage-specific measures designed for AACN applications. RESULTS: The proposed model outperformed existing AACN ISP algorithms across all evaluation metrics. Analysis of the trained model revealed that continuous risk factors exhibit distinct nonlinear relationships with serious injury in the log-odds space: delta-V follows an arctangent-like relationship, principal directions of force (PDOF) exhibit a distinct bimodal pattern, and both occupant age and BMI show a Gaussian-like relationship. Among categorical predictors, crash type and hit object type were identified as influential categorical predictors. CONCLUSIONS: Trainable B-spline functions enable effective modeling of complex nonlinear relationships in crash injury prediction while providing explicit mathematical formulations similar to traditional logistic regression. The identification of specific functional patterns for key risk factors enhances understanding of injury mechanisms and provides a foundation for more accurate AACN systems. These findings, including the importance of previously underutilized predictors such as crash type and hit object type, provide a reference for the future development of AACN prediction systems.

    DOI： 10.1080/15389588.2026.2655342

    PubMed

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  • Where and Why Predictions Fail: Uncertainty-Decomposition-Based Failure Diagnosisfor Crash Injury Severity

    Junhao Wei, Fusako Sato, Robert Thomson, Jordanka Kovaceva, Yusuke Miyazaki

    2026年

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  • Fifth metatarsal strain distribution during cutting motions in soccer

    Yusuke Miyazaki, Rui Sugizaki, Miku Kawasaki, Takumi Nakagawa, Yasuaki Saho, Tomohiko Tateishi

    Sports Biomechanics   2025年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1080/14763141.2023.2241839

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  • Does Reduced Ball Inflation Pressure in Association Football Decrease Head Impact Kinematics? 国際誌

    Rory England, Suzie Liverseidge, Yusuke Miyazaki, Samuel W. Oxford, Ieuan Phillips, Jon Farmer

    Annals of Biomedical Engineering   53 ( 11 )   3109 - 3125   2025年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    <jats:title>Abstract</jats:title>
    <jats:sec>
    <jats:title>Purpose</jats:title>
    <jats:p>Apparent degeneration in brain health due to heading the football is amongst the most pressing and contentious health-related questions in sport (Keogh F, Pirks N (2024) “Pain was sickening”—Ex-players on heading fears. In: BBC). The purpose of this study was to thoroughly explore the effectiveness of reduced inflation pressure as an intervention to reduce head kinematics from a ball to head impact. The influence of impact location, head orientation, neck flexion angle and ball type on the intervention were experimentally investigated.</jats:p>
    </jats:sec>
    <jats:sec>
    <jats:title>Method</jats:title>
    <jats:p>A Hybrid III head and neck was impacted in frontal and oblique locations with two modern footballs that were projected using a bespoke launch device. Peak linear acceleration, peak angular velocity, peak angular acceleration and DAMAGE metrics were calculated for a total of 34 permutations of impact variables at two inflation pressures.</jats:p>
    </jats:sec>
    <jats:sec>
    <jats:title>Results</jats:title>
    <jats:p>Magnitude was decreased (82%) or unchanged (8%) for 90% of impacts with average magnitude changes between − 2 and − 12% across the four metrics. Findings indicated that decreased inflation pressure was a positive intervention towards decreasing kinematic magnitudes in most cases. This was especially true for linear acceleration, angular velocity and angular acceleration, where 100, 97 and 100% of impacts were reduced or unchanged, respectively.</jats:p>
    </jats:sec>
    <jats:sec>
    <jats:title>Conclusions</jats:title>
    <jats:p>Reduced inflation pressure was overall an effective mitigation to reduce the kinematic magnitude of heading in football based upon these four kinematic metrics despite 10% of impacts exhibiting an increase in kinematic magnitude. The DAMAGE predictor of MPS exhibited 12 out of 13 cases where magnitude increased demonstrating the capacity for decreased inflation pressure to result in increased kinematics for an angular response derived metric, indicating that reducing inflation pressure is not a universal solution. Nonetheless DAMAGE still saw a net decrease in magnitude across all impacts. Metric magnitude was found to be sensitive to head orientation, impact location and ball type, demonstrating the importance of the sensitivity analysis in this study. Two impacts were recommended to represent the worst-case ball to head impact, one in each nominal orientation. These locations contrasted with those commonly used in literature, a finding pertinent to future experimental design in football heading research.</jats:p>
    </jats:sec>

    DOI： 10.1007/s10439-025-03804-0

    PubMed

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  • Concussion case classification based on brain strain waveforms using dynamic time warping and cluster analysis

    MIYAZAKI Yusuke, MASUDA Hiroki

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   19 ( 2 )   23-00312 - 23-00312   2024年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    In sports, concussion prevention measures require the development of concussion evaluation criteria for improved head protective gear or early intervention through impact measurement in the field. The peak value of the brain strain has been used as a brain strain metric to evaluate the risk of brain injury. However, it extracts the instantaneous moment of strain history experienced by the brain tissue; therefore, it lacks the characteristics of the entire strain waveform experienced by the brain tissue during a head impact. This study developed a new method for classifying concussion cases based on the overall characteristics of the brain strain waveform. First, 53 head collision cases tagged with the concussion status in American football were simulated using a finite element head model, and the brain strain waveforms in four regions (right brain, left brain, brainstem, and cerebellum) were obtained. By applying the dynamic time-warping distance and clustering method to the brain strain waveforms in each case, a concussion classification method that considers the overall characteristics of the waveforms was constructed. The classification evaluation results showed that the concussion classification method had a higher performance than the conventional method using the peak value of brain strain. Brain strain waveforms in concussion cases have multiple high peaks, and it is important to understand the characteristics of the entire brain strain waveform, not just the instantaneous peak value, to classify concussion cases.

    DOI： 10.1299/jbse.23-00312

    CiNii Research

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    その他リンク： https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04073/

  • Injury Probability Prediction Modeling Using Decision-Tree-Based Machine Learning Models

    Miyazaki Tsubasa, Takahashi Keita, Miyazaki Yusuke, Kitamura Koji, Sato Fusako

    International Journal of Automotive Engineering   15 ( 2 )   66 - 73   2024年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Society of Automotive Engineers of Japan, INC  

    Various machine learning models have been proposed to predict injuries to vehicle occupants from crash conditions, and optimized and evaluated for model accuracy using binary classification performance metrics. However, performance metrics for injury probability prediction have not been utilized to develop injury prediction models. Therefore, this paper developed injury probability prediction models using evaluation metrics to evaluate the probability prediction performance of injury prediction models and to verify the validity of injury probability predictions. The model constructed using a random forest performed better than the conventional injury prediction model constructed using logistic regression.

    DOI： 10.20485/jsaeijae.15.2_66

    CiNii Research

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  • 深層学習による自動車衝突時の脳ひずみ波形予測モデルの構築

    玉井 駿太朗, 宮崎 祐介

    自動車技術会論文集   55 ( 3 )   565 - 570   2024年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 自動車技術会  

    自動車衝突試験によって得られた頭部角速度波形および有限要素解析によって取得した脳内ひずみ波形を用い，深層学習による自動車衝突時の脳ひずみ波形予測モデルを構築した．予測モデル構築過程では，力学的要因を考慮に入れた説明変数の作成とデータ拡張手法を導入することで，モデルの予測性能を向上させた．

    DOI： 10.11351/jsaeronbun.55.565

    CiNii Research

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  • 勾配ブースティング決定木を用いた乗員傷害予測モデルの構築 査読

    高橋 啓太, 宮崎 祐介, 北村 光司, 佐藤 房子

    自動車技術会論文集   55 ( 1 )   56 - 62   2024年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 自動車技術会  

    本研究では，米国事故データに対する従来手法であるURGENCYによる傷害予測式と新たに提案するLightGBMを用いた傷害予測手法を比較した．その結果,LightGBMモデルにおいて使用する変数をURGENCYでの使用変数から改良することで，従来よりも高精度の傷害予測モデルを構築することができた．

    DOI： 10.11351/jsaeronbun.55.56

    CiNii Research

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  • 映像記録型ドライブレコーダーへの活用に向けた自動車乗員の傷害予測モデルの検討

    藪上 楓, 宮崎 祐介, 北村 光司, 佐藤 房子

    自動車技術会論文集   55 ( 2 )   354 - 360   2024年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 自動車技術会  

    ドライブレコーダーの情報から自動車乗員の傷害を予測することを目指し，ドライブレコーダーで現在取得可能な情報と，将来取得が見込まれる情報を用い，機械学習により傷害予測モデルを構築した．その結果，現在取得可能な情報のみでは予測困難だが，今後取得可能な情報が増すことで，予測精度を確保出来ることが分かった．

    DOI： 10.11351/jsaeronbun.55.354

    CiNii Research

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  • Measurement of push-rim forces during racing wheelchair propulsion using a novel attachable force sensor system

    Yusuke Miyazaki, Kazuki Iida, Motomu Nakashima, Takeo Maruyama, Kaohru Yamanobe

    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part P: Journal of Sports Engineering and Technology   2023年6月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1177/1754337120904260

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  • A destructible headform for the assessment of sports impacts

    Ben Stone, Sean Mitchell, Yusuke Miyazaki, Nicholas Peirce, Andy Harland

    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part P: Journal of Sports Engineering and Technology   2023年3月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1177/17543371211055905

    Scopus

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  • Assessing Handrail-Use Behavior during Stair Ascent or Descent Using Ambient Sensing Technology. 国際誌

    Yusuke Miyazaki, Kohei Shoda, Koji Kitamura, Yoshifumi Nishida

    Sensors (Basel, Switzerland)   23 ( 4 )   2023年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    The increasing geriatric population across the world has necessitated the early detection of frailty through the analysis of daily-life behavioral patterns. This paper presents a system for ambient, automatic, and the continuous measurement and analysis of ascent and descent motions and long-term handrail-use behaviors of participants in their homes using an RGB-D camera. The system automatically stores information regarding the environment and three-dimensional skeletal coordinates of the participant only when they appear within the camera's angle of view. Daily stair ascent and descent motions were measured in two houses: one house with two participants in their 20s and two in their 50s, and another with two participants in their 70s. The recorded behaviors were analyzed in terms of the stair ascent/descent speed, handrail grasping points, and frequency determined using the decision tree algorithm. The participants in their 70s exhibited a decreased stair ascent/descent speed compared to other participants; those in their 50s and 70s exhibited increased handrail usage area and frequency. The outcomes of the study indicate the system's ability to accurately detect a decline in physical function through the continuous measurement of daily stair ascent and descent motions.

    DOI： 10.3390/s23042236

    PubMed

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  • A human surrogate neck for traumatic brain injury research

    Jon Farmer, Sean Mitchell, Paul Sherratt, Yusuke Miyazaki

    FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY   10   2022年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3389/fbioe.2022.854405

    Web of Science

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  • Construction of collision-type prediction model based on light gradient boosting machine algorithm and elucidation of data causality and relevance by Bayesian network

    Junhao Wei, Yusuke Miyazaki, Koji Kitamura, Fusako Sato

    Traffic Injury Prevention   2022年10月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1080/15389588.2022.2124807

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  • Construction of Collision-Type Prediction Models Based on Pre-crash Data for Advanced Driver Assistance Systems

    Junhao Wei, Miyazaki Yusuke, Kitamura Koji, Sato Fusako

    International Journal of Automotive Engineering   13 ( 4 )   163 - 168   2022年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Society of Automotive Engineers of Japan, INC  

    ABSTRACT: Collision-type prediction models based on pre-crash information are important because there is a relationship between collision type, avoidance operations, and occupant injuries. Thus, they can be applied to autonomous driving systems (ADS) or advanced driver assistance systems (ADAS) to prevent serious accidents or minimize damage during collisions. In this study, we investigated the application of collision-type prediction models based on several machine learning methods and compared their performance to determine the best model based on their f1 scores. The results revealed that the light gradient boosting machine (LGBM) model had a high f1 score that exceeded 0.92, which implied that it could potentially be used for ADS and ADAS applications. Furthermore, a brief analysis was performed on the ranking of various factors, which provided useful insight into the significance of several pre-crash factors and their distributions.

    DOI： 10.20485/jsaeijae.13.4_163

    CiNii Research

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  • Analysis of Relationship between Natural Standing Behavior of Elderly People and a Class of Standing Aids in a Living Space

    Miyazaki, Y., Hirano, K., Kitamura, K., Nishida, Y.

    Sensors   22 ( 3 )   2022年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3390/s22031178

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  • The Effect of Seat Back Inclination on Spinal Alignment in Automotive Seating Postures

    Sato, F., Miyazaki, Y., Morikawa, S., Ferreiro Perez, A., Schick, S., Brolin, K., Svensson, M.

    Frontiers in Bioengineering and Biotechnology   9   2021年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3389/fbioe.2021.684043

    Scopus

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  • Complete Republication: Fall Injury while the Parent Is Operating a Bicycle with an Infant in a Baby Carrier

    Nomura Osamu, Miyazaki Yusuke, Takei Hirokazu, Terauchi Mariko, Kishibe Shun, Hagiwara Yusuke, Kitamura Koji, Nishida Yoshifumi, Yamanaka Tatsuhiro

    JMA Journal   3 ( 4 )   330 - 339   2020年10月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Japan Medical Association / The Japanese Associaiton of Medical Sciences  

    Introduction: Pediatric emergency physicians commonly experience cases of infantile trauma as a result of a child falling from the arms or the back of a parent while the parent is operating a bicycle.

    Methods: 1. We conducted a retrospective case-series study which included children younger than 1 year who were injured after falling from the arms or the back of the parent while the latter was operating a bicycle.

    2. We conducted a dynamics experiment by recreating the circumstances of the accident using dummies representing a 6-month-old infant being carried on the back of the mother. We assessed the score of the Head Injury Criterion (HIC) and the maximum impact load on the head of the dummy infant.

    Results: 1. We found eight injured patients, two of whom required intensive care. One of the latter experienced neurological sequelae.

    2. The HIC score and the maximum impact load varied from 7.7 to 17.0 and 2.26 to 3.47 times the reference values for 6-month-old infants, respectively.

    Conclusions: Our study revealed that a strong impact on an infant's head can result in severe head trauma due to the mechanics of the injury type studied. Preventive strategies for the safe transportation of infants are needed.

    DOI： 10.31662/jmaj.2020-0032

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク： https://search.jamas.or.jp/link/ui/2021210213

  • Effectiveness of an Educational Video in Maternity Wards to Prevent Self-Reported Shaking and Smothering during the First Week of Age: A Cluster Randomized Controlled Trial

    Fujiwara, T., Isumi, A., Sampei, M., Miyazaki, Y., Yamada, F., Noma, H., Ogita, K., Mitsuda, N.

    Prevention Science   21 ( 8 )   2020年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/s11121-020-01145-z

    Scopus

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  • Effectiveness of using an educational video simulating the anatomical mechanism of shaking and smothering in a home-visit program to prevent self-reported infant abuse: A population-based quasi-experimental study in Japan

    Fujiwara, T., Isumi, A., Sampei, M., Yamada, F., Miyazaki, Y.

    Child Abuse and Neglect   101   2020年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.chiabu.2020.104359

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  • Changes of the Cervical Spine in Response to Head-first Impact in Rugby: A Finite Element Analysis

    HASEGAWA YOSHINORI, KAWASAKI TAKAYUKI, MIYAZAKI YUSUKE, SOBUE SHOGO, KAKETA TAKEFUMI, GONDA YOSHINORI, KANEKO KAZUO

    Juntendo Medical Journal   66 ( 6 )   507 - 511   2020年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：The Juntendo Medical Society  

    Objectives: To examine the effects of (1) trunk constraint and (2) the entry angle on the cervical spine in response to a head-first impact.

    Materials: The AM50 Total HUman Model for Safety (THUMS ®) v4.02, pedestrian finite element model, was subjected to head-first impacts.

    Methods: The impact speed was 3.2 m/s. The following patterns were simulated: entry angle (0°, 15° to the sagittal plane) and trunk constraint (constraint, unconstraint).

    Results: As a result of head-first impact, the upper cervical spine was extended and the lower cervical spine was markedly flexed when the trunk was constrained. The mean stress applied to the cervical spine was significantly increased when the trunk was constrained, as indicated by the Mann-Whitney U test.

    Conclusions: In a head-first impact, the mean stress on the cervical spine increases significantly when the trunk is constrained. In order to reduce the risk of cervical spine injuries, it is desirable not to bind with teammates before a head-first impact.

    DOI： 10.14789/jmj.2020.66.jmj20-oa04

    CiNii Books

    CiNii Research

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    その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I031274427

  • 車椅子マラソンの平地及び下り坂を走行する際の走行姿勢および走行速度が空気抵抗 に与える影響について：—風洞実験と走行シミュレーションから

    明石 啓太, 山辺 芳, 白崎 啓太, 宮崎 祐介, 三井 利仁

    体育学研究   64 ( 1 )   67 - 77   2019年6月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本体育・スポーツ・健康学会  

    DOI： 10.5432/jjpehss.17132

    DOI： 10.5432/ijshs.20005_references_DOI_NX33DUm5Qhsk7QcaZlffYJOoHjL

    CiNii Books

    CiNii Research

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    その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I029797855

  • 保護者の自転車に子守帯を用いて同乗した乳児の外傷—Fall Injuries in Infants while the Parent is Operating a Bicycle

    野村 理, 宮崎 祐介, 竹井 寛和, 寺内 真理子, 岸部 峻, 萩原 佑亮, 北村 光司, 西田 佳史, 山中 龍宏

    日本小児科学会雑誌 = The journal of the Japan Pediatric Society   123 ( 5 )   893 - 848   2019年5月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：東京 : 日本小児科学会  

    CiNii Books

    CiNii Research

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    その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I029749703

  • Relationship between cervical, thoracic, and lumbar spinal alignments in automotive seated posture 査読

    Sato, F., Miyazaki, Y., Morikawa, S., Perez, A.F., Schick, S., Yamazaki, K., Brolin, K., Svensson, M.Y.

    Journal of Biomechanical Engineering   141 ( 12 )   2019年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ASME International  

    DOI： 10.1115/1.4045111

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  • Modelling of intracranial behaviour on occiput impact in judo

    Suzuki, R., Omiya, M., Hoshino, H., Kamitani, T., Miyazaki, Y.

    Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering   22 ( 8 )   2019年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1080/10255842.2019.1596262

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  • Effects of whole spine alignment patterns on neck responses in rear end impact 国際誌

    Sato, F., Odani, M., Miyazaki, Y., Yamazaki, K., O}sth, J., Svensson, M.

    Traffic Injury Prevention   18 ( 2 )   199 - 206   2017年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1080/15389588.2016.1227072

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  • Extraction and difference quantification of protective motion in case of indoor infant fall behaviors by multivariate analysis

    Ito, M., Mano, A., Miyazaki, Y., Watanabe, R., Nishida, Y.

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   11 ( 3 )   2016年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1299/jbse.15-00680

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  • Analysis of the alignment of whole Spine in automotive seated and supine postures using an upright open MRI system

    Sato, F., Odani, M., Endo, Y., Tada, M., Miyazaki, Y., Nakajima, T., Ono, K., Morikawa, S., Svensson, M.

    International Journal of Automotive Engineering   7 ( 1 )   2016年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.20485/jsaeijae.7.1_29

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  • 頭部物理モデルを用いた柔道における後頭部衝突時の頭蓋内挙動観察実験—Intracranial Observations during Occipital Collisions in Judo using a Physical Head Model 査読

    紙谷 武, 宮崎 祐介, 稲次 基希, 大宮 正毅

    日本臨床スポーツ医学会誌 / 日本臨床スポーツ医学会編集委員会 編   24 ( 3 )   443 - 450   2016年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：東京 : 日本臨床スポーツ医学会  

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    その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I027644698

  • 頭蓋内挙動の可視化に基づく乳幼児揺さぶられ症候群のメカニズム

    宮崎 祐介

    脳神経外科ジャーナル   24 ( 7 )   468 - 476   2015年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人日本脳神経外科コングレス  

    DOI： 10.7887/jcns.24.468

    DOI： 10.2199/jjsca.42.323_references_DOI_U4tNxJrRNrMbjrwtp1U5C7hiFkt

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  • パラレルワイヤ駆動機構を用いた立位バランス能力の測定

    立矢宏, 内島大作, 元谷達郎, 鶴岡宗治, 藤田圭伍, 宮崎祐介

    日本機械学会論文集(Web)   81 ( 821 )   2015年

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  • 頭蓋骨形状を考慮した生体力学試験システムと小人の頭蓋骨の力学特性値の計測—System for Inspecting Biomechanical Characteristics Considered Skull Shape—小特集 生体医療関連の評価技術

    小泉 喜典, 高野 太刀雄, 荻本 晴樹

    材料試験技術 = Journal of Material Testing Research Association of Japan   58 ( 1 )   27 - 34   2013年1月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：東京 : 日本材料試験技術協会  

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    その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I024268271

  • Development of childhood fall motion database and browser based on behavior measurements

    Kakara, H., Nishida, Y., Yoon, S.M., Miyazaki, Y., Koizumi, Y., Mizoguchi, H., Yamanaka, T.

    Accident Analysis and Prevention   59   2013年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.aap.2013.06.015

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  • A system for predicting unprecedented injury by spatiotemporally superimposing children's normal behavior

    Koizumi, Y., Nishida, Y., Kitamura, K., Miyazaki, Y., Motomura, Y., Mizoguchi, H.

    Journal of Robotics and Mechatronics   24 ( 5 )   2012年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.20965/jrm.2012.p0838

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  • 三次元頭部実体モデルによる脳深部ひずみ分布の計測と脳形状因子の影響

    穴田 賢二, 宮崎 祐介, 丹治 和也, 立矢 宏, 放生 明廣, 阪本 雄一郎

    日本機械学会論文集 A編   78 ( 789 )   758 - 769   2012年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI： 10.1299/kikaia.78.758

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  • 三次元透過頭部実体モデルによる後頭衝撃時の頭蓋骨・脳間相対運動の可視化

    宮崎 祐介, 立矢 宏, 放生 明廣, 阪本 雄一郎

    日本機械学会論文集 A編   78 ( 785 )   106 - 115   2012年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI： 10.1299/kikaia.78.106

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  • 側面衝突シミュレーションに基づいた自動車乗員傷害予測式の構築 査読

    宮崎祐介, 西村一晃, Jonas A, Pramudita, 片方健太, 宇治橋貞幸

    自動車技術会論文集   42 ( 2 )   349 - 354   2011年3月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.11351/jsaeronbun.42.349

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  • マルチボディモデルを用いた前面衝突事故シミュレーションによる乗員傷害予測手法の構築 査読

    宮崎祐介, Jonas A, Pramudita, 片桐麻衣佳, 片方健太, 宇治橋貞幸

    自動車技術会論文集   42 ( 1 )   73 - 78   2011年1月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.11351/jsaeronbun.42.73

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  • 幼児の多様な頭部形状に対するヘルメットの防護性能評価

    宮崎 祐介, 北山 智史, 西田 佳史, 持丸 正明, 吉田 健

    自動車技術会論文集   42 ( 5 )   1041 - 1046   2011年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 自動車技術会  

    本稿では，日本人幼児の寸法個人差を考慮した頭部有限要素モデルを構築し，ヘルメットのサイズ適合が頭部防護効果へおよぼす影響について検討した．転倒シミュレーションの結果，多様な頭部形状に対してヘルメット内部のクリアランスを適切に確保する形状設計が頭部防護効果の向上に重要であることを示した．

    DOI： 10.11351/jsaeronbun.42.1041

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    その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I11266263

  • 脳外傷発生メカニズム解明のための実形状頭部物理モデルの構築と脳部変形計測

    穴田 賢二, 宮崎 祐介, 西 貴士, 立矢 宏, 放生 明廣, 阪本 雄一郎, Anada Kenji, Miyazaki Yusuke, Nishi Takashi, Tachiya Hiroshi, Hojo Akihiro, Sakamoto Yuichiro

    日本機械学會論文集 A編 = Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Series A   76 ( 762 )   233 - 240   2010年2月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers = 日本機械学会  

    DOI： 10.24517/00008991

    DOI： 10.1299/kikaia.76.233

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    その他リンク： http://id.ndl.go.jp/bib/10599037

  • 並進と回転の衝撃を受ける頭部の応答と形状個体差の影響 査読

    Jonas A, Pramudita, 宮崎祐介, 宇治橋貞幸, 持丸正明, 河内まき子, 阪本雄一郎

    日本機械学会論文集A編   76 ( 761 )   44 - 51   2010年1月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1299/kikaia.76.44

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  • MADYMOによるFormula SAE車両の前面衝突安全性能の検証 査読

    榎本啓士, 宮崎祐介, 福井龍也

    45 ( 11 )   48 - 51   2010年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • 頭部回転挙動と脳せん断ひずみの関係

    穴田 賢二, 宮崎 祐介, 西 貴士, 立矢 宏, 放生 明廣, 阪本 雄一郎

    日本機械学会論文集Ａ編   76 ( 772 )   1816 - 1822   2010年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    DOI： 10.1299/kikaia.76.1816

    DOI： 10.24517/00008586

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    その他リンク： http://id.ndl.go.jp/bib/10955387

  • パラレルワイヤ駆動機構を用いた人体の転倒実験装置 : 座位での転倒評価の検討(機械力学,計測,自動制御)

    立矢 宏, 荒井 優樹, 奥野 公輔, 宮崎 祐介, 西村 誠次

    日本機械学会論文集Ｃ編   76 ( 770 )   2621 - 2627   2010年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    DOI： 10.1299/kikaic.76.2621

    DOI： 10.24517/00008217

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    その他リンク： http://id.ndl.go.jp/bib/10884247

  • 626 頭頸部有限要素モデルを用いた頭部衝撃シミュレーション(OS7:ヒューマンダイナミクス)

    山岡 晶, 宮崎 祐介, 宇治橋 貞幸, 阪本 雄一郎

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集   2008.21   465 - 466   2009年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    DOI： 10.1299/jsmebio.2008.21.465

    CiNii Research

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  • Effect of seat belt positions on passenger injury during low speed front-end impact

    Fukui, T., Enomoto, H., Miyazaki, Y., Sakai, S.

    SAE Technical Papers   2009年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • 個体別デジタル・モデルによる自動車事故における乗員の脳応答個体差の解析—Influence of individual differences of occupant body or head shape on brain responses in car accidents using individual digital human models—特集 D&D2007 査読

    宮崎 祐介, 宇治橋 貞幸, 持丸 正明

    日本機械学会論文集. C編   74 ( 741 )   1238 - 1245   2008年5月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：東京 : 日本機械学会 ; 1979-2010  

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    その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I9526975

  • DYNAMIC TENSILE AND COMPRESSIVE STRESS-STRAIN CHARACTERISTICS OF MAGNESIUM ALLOYS AT ELEVATED TEMPERATURES

    Teppei Aramoto, Hiroshi Tachiya, Akihiro Hojo, Yusuke Miyazaki, Akiyoshi Hori

    International Journal of Modern Physics B   22   1135 - 1140   2008年4月

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    出版者・発行元：World Scientific Pub Co Pte Lt  

    <jats:p> The dynamic stress-strain characteristics of magnesium alloys have not been clarified sufficiently. Thus, the study investigated both the compressive and tensile dynamic stress-strain characteristics of representative magnesium alloys: AZ61A-F, ZK60A-T5 and AZ31B-F at wide strain rate and temperature ranges. About the strain rate dependency, the dynamic stresses are higher than the static ones under both compressive and tensile loads at elevated temperatures; however the dynamic stress-strain relations change slightly in the dynamic strain rate range. Thus, the magnesium alloys has little strain rate dependence. However, the elongation of the dynamic stress-strain relations under tensile load tends to be larger than that of static one. About the temperature dependency, the yield and flow stresses of the investigated magnesium alloys under compressive load decrease abruptly at temperatures higher than about 600 K in the wide strain rate range. Meanwhile, the ones under tensile load decrease with the temperature more gently. Totally, the magnesium alloys exhibit low temperature dependence. Furthermore, as well known, the yield stresses caused under the tensile load exhibit about twice as high as those under compressive load. This study verified that such a characteristic can be observed over a wide strain rate and temperature ranges. </jats:p>

    DOI： 10.1142/s0217979208046438

    CiNii Research

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  • Measurement of pressure responses in a physical model of a human head with high shape fidelity based on CT/MRI data

    Yusuke Miyazaki, Hiroshi Tachiya, Kenji Anata, Akihiro Hojo

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS B   22 ( 9-11 )   1718 - 1723   2008年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1142/s0217979208047316

    Web of Science

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  • 年齢別子ども転倒シミュレータによる遊具の転倒傷害危険度の可視化

    宮崎祐介, 持丸正明, 西田佳史, 河内まき子, 宇治橋貞幸

    日本ロボット学会誌   26 ( 6 )   561 - 567   2008年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本ロボット学会 = The Robotics Society of Japan  

    In order to clarify and understand hazards lurking in playground equipment, visualization of the hazard is effective way. Therefore, we developed a method to construct hazard maps of playground equipment, calculated from simulations, by using computer models of children falling on a playground slide. This method makes it possible to understand the hazards of playground equipment easily. Full-body multi-body models of children, based on Japanese data, were constructed. The hazard map of a playground slide was constructed to provide an example of possible hazard maps of playground equipment. Simulations of children falling on the playground slide were carried out by using both the multi-body models for children and the playground slide models, which were constructed from CAD data of an actual slide. The calculated head injury hazard values were mapped on the playground slide model so as to easily identify hazards. As the results, the maps made it possible to understand easily that the hazard varies greatly due to initial falling position on the spiral staircase and also children ages.

    DOI： 10.7210/jrsj.26.561

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/2297/28578

  • Approximation of Thermal Deformation Behaviour of a Machine Tool to Improve its Process Precision

    Tachiya H., Kaneko Y., Aramoto T., Shinjo H., Miyazaki Y.

    Key Engineering Materials   345-346   181 - 184   2007年8月

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    出版者・発行元：Trans Tech Publications, Ltd.  

    <jats:p>This paper presents a stochastic method to approximate the thermal deformation of a machine tool, by using the temperature changes of the body. The method examines the relationship between the thermal deformations and temperature changes of plural positions on a machine tool, and determines the appropriate temperature measuring points. In addition, the approximate equation of the thermal deformation is drawn by t-test, which uses those influential temperature changes as parameters. This study shows that the approximation equation of the thermal deformations can be expressed in a simple form with few parameters, and remarkably improve cutting processing.</jats:p>

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/kem.345-346.181

    DOI： 10.4028/0-87849-440-5.181

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  • パラレルワイヤ駆動機構の張力評価による上体動作支援装置の開発—Development of the upper body motion assist system using a parallel wire mechanism by evaluating the driving tensions 査読

    立矢 宏, 佐野 巌根, 奥野 公輔

    日本機械学会論文集. C編   73 ( 727 )   833 - 840   2007年3月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：東京 : 日本機械学会 ; 1979-2010  

    CiNii Books

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    その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I8758021

  • 155 個体別デジタル・モデルによる自動車事故における乗員の脳応答個体差の解析

    宮崎 祐介, 宇治橋 貞幸

    Dynamics & Design Conference   2007   _155-1_ - _155-6_   2007年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本機械学会  

    DOI： 10.1299/jsmedmc.2007._155-1_

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  • 指肢のリハビリテーションを目的としたパラレルメカニズム式ウェアラブルハンドの基礎研究

    立矢宏, 山本奨悟, 吉田直樹, 宮崎祐介

    日本機械学会論文集 C編   73 ( 725 )   2007年

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  • Influence of the Head Shape Variation on Brain Damage under Impact 査読

    Yusuke Miyazaki, Sadayuki Ujihashi, Masaaki Mochimaru, Makiko Kouchi

    SAE 2005 Transactions Journal of Passenger Cars   2005年6月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：SAE International  

    DOI： 10.4271/2005-01-2738

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  • 個体別全身マルチボディモデルの創成と事故による乗員傷害の予測手法に関する研究 査読

    宮崎祐介, 宇治橋貞幸, 鈴木洋平, 渡辺秀太

    自動車技術会論文集   36 ( 5 )   235 - 240   2005年

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    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • 代表形状合成法による個体別頭部有限要素モデルの創成

    宮崎祐介, 宇治橋貞幸, 持丸正明, 河内まき子

    日本機械学会論文集 A編   71 ( 712 )   2005年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1299/kikaia.71.1646

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  • 日本人の形態に基づいた頭部有限要素モデルの構築と衝撃シミュレーション

    宮崎祐介, 宇治橋貞幸, 持丸正明, 河内まき子

    日本機械学会論文集 A編   71 ( 704 )   2005年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1299/kikaia.71.692

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MISC

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Works（作品等）

  • estimation of window safety in pinching injury using finger models

    2009年

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  • 指はさみ傷害シミュレーションによる窓の安全性評価に関する研究

    2009年

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  • 子どもの全身モデルを用いた転倒・転落解析

    2008年

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  • 子ども用自転車ヘルメットの適合性と安全性に関する研究

    2008年

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  • 生体力学シミュレーションモデルの構築・傷害発生時の状況を傷害状態から逆問題として推定するシステムの構築

    2008年

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  • construction of digital human model for the estiamtion of injured situation

    2008年

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  • falling simulation using child fall simulator

    2008年

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  • effect of size fit on shock attenuation properties of child helmets

    2008年

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  • Finite element analysis for whole body of human

    2007年

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  • 年齢別子ども有限要素モデルの調査

    2007年

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  • 全身有限要素解析作業

    2007年

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  • Research of child fineite element models

    2007年

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  • 年齢別子ども人体モデルの調査

    2006年

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  • research for child computer model

    2006年

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受賞

  • Best presentation award

    2008年  

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  • 日本機械学会北陸信越支部賞（優秀講演賞）

    2008年  

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    受賞国：日本国

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  • JSME Young Engineers Award

    2007年  

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  • 日本機械学会奨励賞(研究）

    2007年  

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    受賞国：日本国

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  • JSAE Research Award for Graduate School Students

    2006年  

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  • (財）三井住友海上福祉財団 研究助成

    2006年  

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    受賞国：日本国

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  • 自動車技術会大学院研究奨励賞

    2006年  

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    受賞国：日本国

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  • Mitsui Sumitomo Insurance Welfare Foundation, Research grant

    2006年  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 頭部衝撃実環境計測・脳変形解析・機械学習を用いたリアルタイム脳損傷予測手法の構築

    研究課題/領域番号：23K27957  2023年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    宮崎 祐介, 中山 晴雄, 張 月琳, 紙谷 武

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    配分額：18590000円 （ 直接経費：14300000円 、 間接経費：4290000円 ）

    本研究は柔道，アメリカンフットボール，サッカー等のスポーツにおける頭部衝撃を対象に実競技環境下における計測を行い，頭部衝撃情報と医療情報が紐づいたスポーツ頭部衝撃データベースを構築する．さらには，人体頭部のデジタルツインである有限要素モデルによるシミュレーションと，フィジカルツインである次世代頭部ダミーを用いた衝撃実験により脳内変形情報のデータベース化とメカニズム解明を行う．
    これらにより衝撃条件・脳変形情報・診断情報が紐づいたデータベースを完成させ，本データベースに対して，機械学習により脳損傷リスクを判別する人工知能モデルを構築することを目的とする．今年度は実頭部衝撃環境下における脳振盪事例としてバスケットボール，ラグビー，サッカー，相撲における頭部衝突ビデオを収集し，これらのビデオより頭部衝撃時の姿勢や速度をマーカーレスで推定する手法の開発を行った．さらには，柔道においてマウスガード型センサを用いて実際の競技中での頭部の加速度データの予備的計測を行った．また，英国ラフバラ大学との共同研究において本研究で開発した次世代頭部ダミーを用いて，サッカーのヘディング時を想定した頭部衝撃実験を実施した．さらには，ヘディングにおける頭部衝撃を再現するために，材料特性を正確に反映したボールモデルの構築を行うとともに，人体有限要素モデルを用いた解析により，ヘディング時における脳変形データベースの構築を行なった．また，スポーツにおける床面衝突，対人衝突，野球ボール衝突を想定したシミュレーションを実施することにより，種々のスポーツにおける頭部衝突時の脳変形挙動データベースの構築を行なった．

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  • 多種競技における頭部衝撃継続収集と大規模力学解析に基づく脳震盪発生基準の構築

    研究課題/領域番号：20H04073  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    宮崎 祐介, 中山 晴雄, 張 月琳

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    配分額：17940000円 （ 直接経費：13800000円 、 間接経費：4140000円 ）

    本研究ではスポーツにおける広範な衝撃条件に対応した脳振盪発生基準を構築することを目的とする．具体的には以下の4点に関して研究を行うことを目的としている．
    (1)マウスピース型衝撃センサによる実競技環境下における衝撃条件・診断情報統合データの
    継続収集， (2)世界唯一の次世代頭部ダミーとシミュレーションによる衝撃再現に基づく脳
    変形情報の取得，(3)衝撃条件・診断情報・脳変形挙動からなる脳震盪データベースの構築
    (4)機械学習により広範な衝撃条件に対応した脳震盪発生基準（人工知能モデル）を構築する．
    上記のうち(1)については，コロナウイルス禍による制約のため，実競技環境下での頭部衝撃計測は困難であった．そこで，研究対象を広げ，実験室環境下でも衝撃計測が可能なサッカーにおけるヘディングを対象として，マウスピース衝撃センサを用いた衝撃計測を実施した．(2)については，(1)で計測したサッカーにおけるヘディング時の頭部衝撃データに基づきヘディング衝撃再現シミュレーションを行い，(3)のデータベースの構築を実施した．さらには，野球ボール衝突を再現したコンピュータシミュレーション，学校環境下での事故データベースに基づくサッカーにおける頭部衝撃再現シミュレーション，柔道における頭部加速度計測を再現した頭部運動シミュレーションを実施し，種々の衝突条件下における脳変形情報のデータベース化を実施した．(4)については，新たに脳ひずみ波形の特徴に基づくクラスター分析を活用した脳振盪判別手法の開発をおこなった．

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  • 頭蓋内脳挙動を評価可能な次世代頭部ダミーの世界標準の製品安全性評価法への展開（国際共同研究強化）

    研究課題/領域番号：16KK0123  2017年 - 2019年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金（国際共同研究強化）

    宮崎 祐介

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    配分額：12870000円 （ 直接経費：9900000円 、 間接経費：2970000円 ）

    スポーツ事故（ラフバラ大学），人体コンピュータモデリング（チャルマース工科大学）に関する世界トップの研究機関と国際共同研究を展開することにより，これまでに申請者が開発した世界初かつ唯一の頭蓋内構造を有する次世代頭部ダミーを用いたスポーツ脳損傷に対する安全性評価試験法を共同開発し，その世界的普及の端緒とすることを目的とした．まず，ラフバラ大学スポーツ工学研究所の高速ボール衝突実験装置を用いて，野球ボール衝突実験を行い脳震とうメカニズムおよび評価試験法に関する研究を実施した．さらには，チャルマース工科大学においてそのシミュレーションモデルを開発し，野球ボール衝突再現シミュレーションを実施した．

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  • 衝撃生体力学を考慮した高速変形下で硬化するスポーツ用柔軟プロテクターの開発

    研究課題/領域番号：26420010  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    樋口 理宏, 宮崎 祐介, 立矢 宏

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    配分額：5070000円 （ 直接経費：3900000円 、 間接経費：1170000円 ）

    本研究では，衝撃負荷時のみ外殻が硬化するスポーツ用柔軟プロテクターを開発する．まず，外殻材料としてアミン系硬化のビスフェノールA型エポキシ樹脂を選定し，主剤・硬化剤の配合比を変更することで圧縮特性に及ぼすひずみ速度依存性を操作するとともに，動的粘弾性試験により緩和弾性率と配合比の関係を明らかにした．次に，弾性率の時間依存性に基づき，スポーツ用柔軟プロテクターを試作した．さらに，同プロテクターと市販のプロテクターに対して，柔軟性と衝撃吸収性を評価することで，本研究で提案した柔軟プロテクターの優位性を示した．

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  • 実症例再現と脳神経伝達機能評価を活用した時空間統合脳損傷評価への展開

    研究課題/領域番号：26350495  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    宮崎 祐介, 稲次 基希, 佐藤 勝重

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    配分額：4940000円 （ 直接経費：3800000円 、 間接経費：1140000円 ）

    本研究では、頭部の剛体運動から細胞損傷に至る時間フェーズ・空間スケールを統合した重症脳損傷の総合的評価に向けて、実症例データに基づいた受傷状況再現による脳実質変形メカニズム解明と傷害基準に関する研究と、脳実質変形と神経活動機能との関係性解明を目的とした基盤的研究を実施した。実症例再現においては、家庭内事故、乳幼児虐待、スポーツ事故を対象に研究代表者独自の実験・計算力学モデルを用いることにより再現し、実事故における頭蓋内脳挙動と脳実質変形メカニズムの解明を行った。神経活動機能評価においてはラットによる動物実験により脳実質変形に伴う軸索損傷と神経伝達の定量的機能評価を行った。

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  • 自動車の走行安全性を高めるタイヤ接地面の摩擦状態測定用触覚センサの開発

    研究課題/領域番号：23560158  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    立矢 宏, 宮崎 祐介

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    配分額：5460000円 （ 直接経費：4200000円 、 間接経費：1260000円 ）

    鉛直荷重，摩擦荷重と，摩擦荷重の方向が同時に測定可能な簡便な触覚センサを提案し，同センサをタイヤに取り付け，路面の摩擦係数を測定することを試みた．そのために，タイヤに任意方向の高荷重を負荷可能な走行模擬装置を開発した．同装置を用いて，センサを装着したタイヤを用い，摩擦係数測定実験を行った結果，タイヤの変形の影響を考慮することで，高荷重下において，広い範囲の摩擦係数を精度よく測定可能であることを確認した．

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  • 細胞・実空間スケールを統合した脳外傷バイオメカニクスの実験的研究

    研究課題/領域番号：23760093  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    宮崎 祐介

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    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    交通事故等の各種事故において頻度・重症度から脳外傷の予防が重要であるが,その評価は既存の頭部傷害基準では困難である.脳外傷を評価可能な傷害基準を制定するためには,(a)製品評価用ダミーで計測可能な頭部の剛体運動,(b)脳実質変形,(c)細胞スケール損傷までの空間的にスケールが異なる関係をシームレスに解明することが必要である.そこで本研究では,(a)頭部の剛体運動と(b)脳実質変形の関係について超精密頭部実体モデルの構築とその衝撃実験を実施し,頭蓋骨の剛体運動と脳深部変形挙動の関係を明らかにするとともに,(b)脳実質変形と(c)細胞スケール損傷の関係を解明するために,培養神経細胞としてPC12細胞をシリコーンゲル状に培養した神経細胞培養脳実体モデルを構築し,脳実質変形と細胞損傷との関係を解明することを目標とした.本研究の結果,特に側方衝突を模擬した衝撃条件下において,脳深部変形挙動のメカニズムとして,頭蓋骨‐脳間の相対回転にともなう,左右大脳の逆向き回転による脳深部せん断変形が重要であることを明らかにした.さらに,脳実質モデルのせん断ひずみ,主ひずみともに0.25近傍にて,神経突起損傷率が急激に上昇することを明らかにした.

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  • 実形状頭部透過モデルを用いた回転衝撃を受ける脳外傷発生メカニズムの解明

    研究課題/領域番号：21760071  2009年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    宮崎 祐介

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    配分額：4810000円 （ 直接経費：3700000円 、 間接経費：1110000円 ）

    本研究では脳深部まで視認可能で,かつ,実脳形状を忠実に再現した透明な脳部と,その変形挙動を外部から計測可能とする透明な頭蓋骨部で構成される頭部の物理モデルを,CT・MR画像より画像処理および精密加工技術を利用して構築した.さらに,ハイスピードカメラを用いて脳深部のひずみ分布を可視化した.その結果,脳深部の脳梁もしくは脳幹のような解剖学的に狭小な領域にひずみ集中が発生し,形状構造因子によるひずみ集中が脳深部損傷の重要なファクターであることを明らかにした.

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  • 転倒予防のための運動能力が測定可能な装着型パラレルワイヤ駆動機構の研究

    研究課題/領域番号：20560129  2008年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    立矢 宏, 西村 誠次, 宮崎 祐介

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    配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）

    本研究では,転倒に対する,座位および立位でのヒトのバランス維持能力測定装置を開発した.同装置はパラレルワイヤ駆動機構を用い,その出力部で身体の傾斜方向を誘導する.また,ヒトがバランスを維持できなくなった場合は,同出力部で身体を速やかに支持する.したがって,ヒトの転倒瞬間の挙動を安全かつ再現性高く測定できる.同装置を用い,転倒が生じる瞬間の重心位置や身体傾斜角度を測定し,ヒトのバランス維持能力の個人差,身体傾斜方向による特徴などを明らかにできることを確認した.

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  • 形状忠実な頭部物理モデルとFEモデルによる脳外傷発生メカニズムの解明に関する研究

    研究課題/領域番号：18800015  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(スタートアップ)

    宮崎 祐介

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    配分額：2780000円 （ 直接経費：2780000円 ）

    現状のヘルメットやエアバッグなどの防護用品の設計基準は,脳の変形を考慮せずに,単に頭部を剛体とみなしたときの並進加速度のみから算出されており,実際の脳外傷の発生にそれほど関係がないと言われている。そこで,脳外傷の発生メカニズムを解明し,それに基づく設計基準を制定することが,事故の犠牲者を減らす上で重要となる。そこで,衝撃を受ける頭部の外傷発生メカニズムを解明するために,主に頭部FEモデルを用いた研究が行われているが,生体実験データの取得が困難であるため,その妥当性は十分に検証されていない。一方で,球等の単純形状の物理モデルを用いた実験も行われているが,実際に人体で起きる現象を把握できるとは言い切れない。
    そこで,本研究では特定個体の医用画像から構築された頭部の三次元CADデータからラピッドプロトタイピング技術を利用することにより,形状忠実な頭部の物理モデルを製作するとともに,同一形状を有する有限要素モデルも構築した。さらに,前年度において頭部物理モデルにより行われた衝撃実験結果により有限要素モデルの妥当性を検証した。その結果,従来研究での個体が異なる屍体実験結果を用いた検証では困難であった,頭部FEモデルの流体-構造の連成系の扱い,脳と頭蓋の境界条件および材料特性などの誤差要因の影響について検討し,定量的に同定を行うことが出来た。さらに,同定された頭部FEモデルを用いた高速度衝撃シミュレーションにより,その発生部位および形態に特徴を有する脳挫傷は頭蓋骨の解剖学的形状の影響で衝撃部位により好発部位が異なることを明らかにした。

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  • Analysis for Injury in case of Impact by a Multibody-FE Hibrid Model for Human Body

    2006年

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    資金種別：競争的資金

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  • 有限要素法による頭部傷害メカニズムに関する研究

    2006年

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    資金種別：競争的資金

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  • マルチボディ-有限要素ハイブリッドモデルによる衝撃を受ける人体の傷害解析

    2006年

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    資金種別：競争的資金

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  • 子供マルチボディモデルによる遊具環境危険度マップの提示法に関する研究

    2006年

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    資金種別：競争的資金

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  • パラレルメカニズムを利用した福祉機器の開発

    2006年

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    資金種別：競争的資金

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  • The method to Exhibit a map of Injury Hazard for a Play Eqquipment surrounding Children

    2006年

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    資金種別：競争的資金

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  • Research for Head Injury Mechanism by using Finite Element Method

    2006年

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    資金種別：競争的資金

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  • Development of a Welfare system by using Parallel Mechanism

    2006年

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    資金種別：競争的資金

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