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Investigation of a Model for Evaluating Cognitive Decline from Facial Photographs Using AI

Research Project

Project/Area Number 20K07778
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52010:General internal medicine-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

KAMEYAMA Yumi  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (60505882)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 友規  東京大学, 高齢社会総合研究機構, 特任研究員 (30750343)
小島 太郎  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (40401111)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords認知症 / AI / 顔写真 / 音声 / 見た目年齢 / 認知機能低下 / 早期認知症診断 / 機械学習
Outline of Research at the Start

2025年には日本に認知症患者が700万に増えると予測されており、その前段階の軽度認知障害MCIも400万人程度いると言われている。正常からMCIになる、また、MCIから認知症になる高齢者を早期に発見し、介入できるよう、認知症早期発見ツールを開発し一般化させることを予定している。認知症の早期発見ツールは、どこでもでき、特別なスキルを要さず、簡便、安価であることが求められている。高齢者健診の一環で、スクリーニングができることが理想である。顔(表情)で認知症を診断できないだろうか。顔や声をAIで認知症か正常かスクリーニングできれば、採血や注射、放射線、腰椎穿刺などの侵襲は一切なく、費用も安い。

Outline of Final Research Achievements

An AI system, which would perform better than the human eye, we examined whether AI facial age reflects cognitive decline and MMSE score. The multiple existing AI models and "face age" AI software (Microsoft azure face API) were assessed.The Alzheimer's disease group (121 people) and normal group participants (Kashiwa cohort study of 117 people) were photographed. We evaluated their faces using multiple AI models and the Microsoft azure face API to examine the relationship between cognitive decline and MMSE.
The AI model called Xception showed high discrimination with a sensitivity of 87.3%, specificity of 94.6%, and a correct answer rate of 92.6%. The scores calculated by the AI model correlated with cognitive decline more strongly in the lower half of the face than in the upper half. The AI azure facial age correlated with "10 later judged perceived age" (r= 0.791, p= 3.88×10-27) but it would not correlate with MMSE.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

認知症は高齢化社会において最も深刻な問題の一つであり、今後の治療戦略においては早期診断がとても重要になっている。簡単で非侵襲的で安価な認知症のスクリーニングが望まれている。我々は、顔だけで認知症をスクリーニングできることを世界で初めて示すことができたが、既存のAI azureモデルでは、顔年齢は認知機能低下を反映していなかった。日本人高齢者の顔年齢AIソフトは、日本人の顔写真で作成する必要があり、また認知機能低下を予測するより良いモデルも今後作成していく必要がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A first‐in‐human study of the anti‐inflammatory profibrinolytic TMS‐007, an SMTP family triprenyl phenol2023

    • Author(s)
      Moritoyo Takashi、Nishimura Naoko、Hasegawa Keiko、Ishii Shinya、Kirihara Kenji、Takata Munenori、Svensson Akiko Kishi、Umeda‐Kameyama Yumi、Kawarasaki Shuichi、Ihara Ryoko、Sakanaka Chie、Wakabayashi Yurie、Niizuma Kuniyasu、Tominaga Teiji、Yamazaki Tsutomu、Hasumi Keiji
    • Journal Title

      British Journal of Clinical Pharmacology

      Volume: ー Issue: 6 Pages: 1809-1819

    • DOI

      10.1111/bcp.15651

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Screening of Alzheimer’s disease by facial complexion using artificial intelligence2021

    • Author(s)
      Umeda-Kameyama Yumi、Kameyama Masashi、Tanaka Tomoki、Son Bo-Kyung、Kojima Taro、Fukasawa Makoto、Iizuka Tomomichi、Ogawa Sumito、Iijima Katsuya、Akishita Masahiro
    • Journal Title

      Aging

      Volume: 13 Issue: 2 Pages: 1765-1772

    • DOI

      10.18632/aging.202545

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高齢入院患者における長谷川式簡易知能評価スケール・MMSE下位項目の性差2023

    • Author(s)
      亀山祐美、亀山征史、矢可部満隆、石井正紀、小島太郎、宮尾益理子、小川純人、秋下雅弘
    • Organizer
      第16回日本性差医学・医療学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 認知症早期診断の新規バイオマーカー嗅覚・見た目についての最近の知見2022

    • Author(s)
      亀山祐美
    • Organizer
      第64回日本老年医学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 「AIと認知症」AIと認知症診療 ―顔写真による検討2022

    • Author(s)
      亀山祐美、亀山征史
    • Organizer
      第12回日本脳血管・認知症学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 「ワークショップルックスケアと化粧療法医学」 医療現場における化粧療法の必要性2021

    • Author(s)
      亀山祐美
    • Organizer
      第59回日本癌治療学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 「シンポジウム高齢者診療の性差におけるニューノーマル」認知症の性差と ニューノーマルな認知症診療2021

    • Author(s)
      亀山祐美
    • Organizer
      第15回日本性差医学・医療学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] 神経系の加齢 神経内科学テキスト改訂第5版2023

    • Author(s)
      亀山祐美(江藤文夫、飯島節、伊東秀文)
    • Total Pages
      416
    • Publisher
      南江堂
    • ISBN
      9784524228911
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Book] ひと目でわかる検査数値 改訂第二版2023

    • Author(s)
      亀山祐美、梅田悦生
    • Total Pages
      192
    • Publisher
      同文書院
    • ISBN
      4810377903
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京大学医学部附属病院 プレスリリース

    • URL

      https://www.h.u-tokyo.ac.jp/press/20210126.html

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 疾患該当性判定プログラム及び疾患該当性判定装置2022

    • Inventor(s)
      亀山征史、飯塚友道、亀山祐美、秋下雅弘
    • Industrial Property Rights Holder
      亀山征史、飯塚友道、亀山祐美、秋下雅弘
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Acquisition Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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