2020 Fiscal Year Annual Research Report
多元的音情報に基づく口腔機能・摂食嚥下機能評価システムの開発と検証
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18H03260
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
西村 雅史 静岡大学, 情報学部, 教授 (60740363)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒岩 眞吾 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20333510)
森野 智子 静岡県立大学短期大学部, 短期大学部, 講師 (20582703)
津賀 一弘 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (60217289)
西田 昌史 静岡大学, 情報学部, 准教授 (80361442)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 摂食嚥下機能 / 行動認識 / 嚥下障害 / 嚥下音 / 咀嚼音 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では音情報処理の研究者と，口腔，摂食嚥下のそれぞれの医療に関わる研究者が連携し，音情報を活用した非侵襲で簡便な摂食嚥下機能評価技術の開発を目指している．研究計画に則り，１）摂食嚥下行動データの収集およびデータベースの構築，２）嚥下障害者の嚥下音や発話，及び”むせ”の特徴分析，３）口腔機能低下時の咀嚼音の特徴分析，４）摂食嚥下に関わる行動メタ情報の自動抽出方法の検討などを行った．
１）については健康な若年者及び高齢者からのデータ収集に加え，病院での患者データ収集，さらには嚥下障害者宅でのオンラインデータ収集を実施した．２）に関しては嚥下障害者の誤嚥に伴う”むせ”に着目することで障害の長期変化を遠隔モニタリングすることを試み，その有効性を確認した．また，食物の残留が発話に与える影響を分析するとともに，そこで得られた知見に基づいて梨状窩における食物残留を自動検出する方法などを開発した．３）については若年者と義歯装着高齢者との機能比較を実施し，ここでも音情報の有効性を再確認することができた．また，食物の粉砕状態を自動評価する方法を開発した．４）においてはセンサの多チャンネル化を実施するとともにAttention機構やデータ拡張技術の導入によって咀嚼位置や嚥下に関する認識性能を大幅に改善できることを示した．
上記の研究活動の中で得られた成果については，特許申請３件を行うとともに，国際会議４件，招待講演２件，国内会議１２件の成果発表を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高齢者データの追加収集においては新型コロナウイルス感染症の影響で一部の実験が困難となり，データベース構築という観点では影響が出た．一方，当初予定していた研究項目についてはそれまでに収集完了していたデータを活用することで多くの成果を得ることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
障害者や患者のデータに加え，健常高齢者のデータを拡充することで，嚥下機能及び咀嚼機能の低下に関する特徴を一層明確にできると考えている．特に嚥下機能についてはUESO（食道上部括約筋開放時点）が嚥下障害の判定に特に重要であると考えており，そのタイミングの高精度な自動抽出方法を開発する．一方，咀嚼機能については，咀嚼・嚥下の自動認識のために開発したDNNモデルの中間状態出力が，咀嚼能力と高い相関を持つとの見通しを得ており，これに関する検討を重点的に行う．
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