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首页> 外文会议>第13回最適化シンポジウム2018講演論文集 >形状観察に基づく筋活動同定問題の定式化と解法
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形状観察に基づく筋活動同定問題の定式化と解法

机译：基于形状观察的肌肉活动识别问题的制定与解决

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This paper presents a formulation and solution of an identification problem of the muscle activities in an organ when a deformation of the organ was observed on boundary. This study is motivated by a medical interest of wishing to know the mechanism of swallow motion and cause of aspiration. In order to elucidate the mechanism, it is necessary to identify the contraction movement of the muscles. In this study, we assume that an organ consists of hyper elastic body, and the contraction movement is a finite deformation due to the generation of the anisotropic and inelastic strain. The strain is modeled as a function of a design variable which controls the contraction rate. Based on the assumption, we formulate a state determination problem of hyper elastic deformation by the compulsory displacement on the observed boundary using a given data. Using its solution, we define an objective function by the integral of the squared norm of the reaction force over the observed boundary, and construct an optimization problem seeking the design variable that minimize the objective function. Solution of the problem is presented as an iterative scheme using the H~1 gradient method for topology optimization problem of density type. Numerical examples for a cubic and cylinder bodies demonstrste that the deformations are reproduced by the identified design variables.%本研究は，道脇ら[1，2]がおこなってきた嚥下運動と誤嚥のメカニズムに関する研究への貢献が動機づけとなっている.彼らは，CT画像を用いて舌，軟口蓋，口因頭，喉頭の数値モデルを作成し，嚥下造影（VF)検査で得られた画像に適合するように4器官の運動を求めた. さらに，4器官がその運動をしたときの水の流れを粒子法によって解析した.それらの結果から，正常な嚥下運動と誤嚥をシミュレーションすることに成功している.
机译：本文提出了一种在边界处观察到器官变形的器官中肌肉活动的识别问题的解决方案。这项研究是出于希望了解吞咽运动和误吸原因的医学兴趣。为了阐明该机制，有必要确定肌肉的收缩运动。在这项研究中，我们假设一个器官由超弹性体组成，并且由于各向异性和非弹性应变的产生，收缩运动是有限的变形。将应变建模为控制收缩率的设计变量的函数。基于该假设，我们使用给定的数据，通过在观察到的边界上的强制位移来公式化超弹性变形的状态确定问题。使用其解决方案，我们通过反作用力平方范数在观察到的边界上的积分来定义目标函数，并构造一个优化问题，以寻求使目标函数最小化的设计变量。以H〜1梯度法为密度型拓扑优化问题的迭代方案。立方和圆柱体的数值示例证明了变形是由已确定的设计变量再现的。％本研究は，道胁ら[1，2]らはとなっている。彼らは，CT画像を用いて舌头，软口盖，口因头，喉头の数値モデルを作成し，咽下造影（VF）検查で得られた画像に适合するように4器官の运动を求めた。 4，4生物がその运动をしたときの水の流れを粒子法によって解析した。それらの结果から，正常な咽下运动と误咽をシミュレーションすることに成功している。

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