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Constructing a system for evaluating swallowing function by combination of swallowing sounds with neck depth images

Research Project

Project/Area Number 17K01571
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionThe University of Shiga Prefecture

Principal Investigator

Miyagi Shigeyuki  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (20273469)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小澤 惠子  滋賀県立大学, 人間文化学部, 准教授 (90747429)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords嚥下評価 / 嚥下音 / 深度画像 / 機械学習 / SVM / 頸部 / 嚥下機能評価 / 嚥下評価スコア / 頸部表面変化量 / 嚥下後呼気音 / 頸部深度画像 / 嚥下動作検出 / 誤嚥 / VE / 呼気音 / 周波数領域解析 / 時間周波数解析 / 摂食嚥下 / 信号処理 / 医療・福祉 / 栄養
Outline of Final Research Achievements

A SVM based classifier for evaluating the level of swallowing disorder could be constructed by using the swallowing sounds annotated of the VE score by clinicians as training data that was collected from healthy subjects and patients. The performance achieved to 78% accuracy in the two class problems for screening, and 46% accuracy in the four class problems in which swallowing status was categorized into four levels.
A noble algorithm could be successfully constructed as a non-contact technique for estimating swallowing time periods by using depth images of neck part. Applying the developed algorithm to the neck part depth image from both male and female healthy subjects yielded the 90% accuracy of the estimated swallowing periods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

言語聴覚士による嚥下評価では触診や聴診を行うが、今回開発した深度画像による嚥下時間推定手法を用いると、嚥下の行われたタイミングを触診無しで行い得ることができる。嚥下状態の遠隔診断を確立するために必要な一つの要素技術として、嚥下のタイミングを検知することは重要であるが、そのための一つの手法となり得る。一方、嚥下音の解析は精度の点ではまだ十分ではないが、スクリーニングだけでなく、嚥下の状態に応じたクラス識別についての可能性は少なくとも確認できた。このことから、遠隔診断だけでなく、在宅療養やケアハウスといった看護や介護の現場における簡易型嚥下評価システム構築の可能性を明らかにすることができた。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Classifying Dysphagic Swallowing Sounds with Support Vector Machines2020

    • Author(s)
      Shigeyuki Miyagi, Syo Sugiyama, Keiko Kozawa, Sueyoshi Moritani, Shin-ichi Sakamoto, and Osamu Sakai
    • Journal Title

      Healthcare

      Volume: 8 Issue: 2 Pages: 1-12

    • DOI

      10.3390/healthcare8020103

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 簡易型嚥下評価システムの構築に向けて ---嚥下音と頸部深度画像を併用した嚥下評価手法の開発---2019

    • Author(s)
      宮城茂幸、小澤恵子、森谷季吉、坂本眞一、酒井道
    • Journal Title

      月刊地域ケアリング

      Volume: 21 Pages: 75-79

    • NAID

      40022177532

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 簡易型嚥下評価システムの構築に向けて ---嚥下音と頸部深度画像を併用した嚥下評価手法の開発---2018

    • Author(s)
      宮城茂幸、小澤恵子、森谷季吉、坂本眞一、酒井道
    • Journal Title

      月刊地域ケアリング

      Volume: 20 Pages: 73-77

    • NAID

      40022177532

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 深度画像から生成された頸部シルエットの画素数計測を用いた嚥下時刻推定2019

    • Author(s)
      浦西雄大, 小澤恵子, 酒井道, 宮城茂幸
    • Organizer
      第18回情報科学技術フォーラム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Detection of Swallowing Times Using a Commercial RGB-D Camera2019

    • Author(s)
      Jun Yoshida, Keiko Kozawa, Sueyoshi Moritani, Shin-ichi Sakamoto, Osamu Sakai, and Shigeyuki Miyagi,
    • Organizer
      2019 IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RGB-Dカメラにより取得されたマーカ座標間の相対位置変化を用いた健常者の嚥下検出2018

    • Author(s)
      吉田 淳, 朝本 崇康, 小澤 恵子, 森谷 季吉, 坂本 眞一, 酒井 道, 宮城 茂幸
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 頸部聴診音による嚥下評価指標の検討~健常高齢者との比較~2018

    • Author(s)
      橋本瀬菜、向樹里子、小澤恵子、宮城茂幸、森谷季吉
    • Organizer
      第3回滋賀県多職種連携学会研究大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 深度画像の隣接フレーム間差分による嚥下時刻推定2018

    • Author(s)
      吉田淳, 小澤恵子, 森谷季吉, 坂本眞一, 酒井道, 宮城茂幸
    • Organizer
      ViEW2018 ビジョン技術の実利用ワークショップ2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 投票により決定された局所深度勾配情報を用いた喉頭挙上運動の追跡2018

    • Author(s)
      朝本崇康, 吉田 淳, 小澤惠子, 森谷季吉, 坂本眞一, 酒井道, 宮城茂幸
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 在宅における嚥下障害早期発見に向けて --頸部聴診音による評価指標の確立の検討--2017

    • Author(s)
      小澤恵子, 宮城茂幸, 森谷季吉
    • Organizer
      第23回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 在宅における嚥下障害早期発見に向けて --頸部聴診音による評価指標の確立の検討(中間報告)--2017

    • Author(s)
      藤戸遥, 土田侑奈, 小澤恵子, 宮城茂幸, 森谷季吉
    • Organizer
      第2回滋賀県多職種連携学会研究大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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