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Development of Swallowing Monitor by Artificial Intelligence of Cervical Auscultation

Research Project

Project/Area Number 19K10424
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57080:Social dentistry-related
Research InstitutionNagasaki University (2020-2021)
Iwate Medical University (2019)

Principal Investigator

Tamada Yasushi  長崎大学, 病院(歯学系), 助教 (50633145)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々木 誠  岩手大学, 理工学部, 准教授 (80404119)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords人工知能 / 頸部聴診法 / 摂食嚥下リハビリテーションn / 嚥下モニター / 摂食嚥下リハビリテーション / モニタリング
Outline of Research at the Start

マンパワーの不足、介助者の知識・技術不足などを理由に摂食時の正確なモニタリングや介助が行われないこと、介助があれば経口摂取が可能と診断されても、同じ理由から経口摂取が開始できない患者が多数いることが大きな問題となっている。一方で、人工知能の音声認識は2017年に人間とほぼ同等の性能を得ている。本研究では、喉頭マイクより聴取した嚥下音・呼吸音を周波数解析し、抽出した信号パターンを人工知能に学習させ、頸部聴診法を人工知能化することで、嚥下の状態および異常時の解決法をリアルタイムで患者および介助者に告知する革新的なシステムを開発する。

Outline of Final Research Achievements

When a patient has dysphagia, the amount of food or drink swallowed at one time is often regulated by limiting the amount of food or drink in a mouthful to prevent aspiration. However, even if the bite size is limited, if there is still food or drink in the oral cavity due to cognitive dysfunction or other reasons, the amount swallowed at one time may increase with the addition of a second bite. Therefore, we thought that a non-invasive method to estimate the amount of food or drink to be swallowed at one time was needed. In this study, data from a laryngeal microphone and electromyograph attached to the neck were digitally processed, and the data was learned by artificial intelligence, making it possible to estimate with high accuracy the amount swallowed at a time and characteristics of the way the person swallows. In addition, an artificial intelligence program specialized for analyzing the state of swallowing was developed and presented at academic symposiums.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マンパワーの不足、介助者の知識・技術不足などを理由に摂食時の正しい見守りや介助が行われない場合がある。侵襲の無いモニターの開発は、これらの問題解決法の一つとなる。本研究で開発した喉頭マイクおよび筋電計からのデータを人工知能が学習し、1回嚥下量や嚥下の特徴を高精度で推測するシステムは、今後も続く超高齢社会の食事場面での問題を解決する1手法となり得る。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 2019

All Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] 嚥下関連筋群の疲労評価に関する基礎的検討2022

    • Author(s)
      玉田泰嗣,高橋陽助,横浜裕太,佐々木誠,鮎瀬卓郎
    • Organizer
      日本老年歯科医学会 第33回学術大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 頸部へのキネシオテーピングが嚥下運動における筋活動に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      高橋陽助,玉田泰嗣,横浜裕太,佐々木誠,鮎瀬卓郎
    • Organizer
      日本老年歯科医学会 第33回学術大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯科から発信する新たな医療AI2022

    • Author(s)
      玉田泰嗣
    • Organizer
      日本補綴歯科学会 第131回学術大会 シンポジウム 「AIと補綴歯科の未来」
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 摂食嚥下障害の診断とリハビリテーション ~「食べたい」に応えるためにできること~2021

    • Author(s)
      玉田泰嗣
    • Organizer
      日本レオロジー学会 第68回レオロジー討論会 バイオレオロジー・リサーチフォーラム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 義歯装着が嚥下音に与える影響2019

    • Author(s)
      蒔田梨奈、玉田泰嗣、佐々木誠、大村由莉香、高橋陽助、渡邉陽向、村上智彦、近藤尚知
    • Organizer
      第25回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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