2020 Fiscal Year Research-status Report
言語障害患者のためのベッドサイド脳波信号AI解析による意思表示読み取り装置の開発
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18K10194
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| Research Institution | Gunma Prefectural College of Health Sciences |
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Principal Investigator |
小倉 敏裕 群馬県立県民健康科学大学, 診療放射線学部, 教授 (40369369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 則夫 群馬県立県民健康科学大学, 診療放射線学部, 准教授 (50648459)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 人工知能 / 脳波 / 脳卒中 / ディープラーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
健常ボランティアを募り様々な刺激を与えたときの脳波と何も刺激を与えていない時の脳波を取得し、被検者が寒いとか暖かいとか、痛い、暑い、冷たいなど言葉で発しなくても、人工知能を用いて認識できるようにしようと考えていた。脳波にはα、β、γ、 θなど色々なものがあり、さらに、収集する周波数を変えればlowα波、lowβ波、 highα波, highβ波等様々なデータが得られる。2020年1月から始まった新型コロナ感染症の拡大により追加データ収集が不可能となり、新たなデータ収集ができない中、解析方法の改善に力を注いだ。人工知能の教育にはできる限り多くのデータの入力が解析精度の向上に貢献できる。よって、新たな被検者からのデータが収集できなかったため、既存のデータを加工し、入力データ数の増加を図った。今まで行っていたα/β/の値や、α、β、γ、 θのデータをグラフ化するのみならず、lowα波、lowβ波、 highα波, highβのデータを追加し、経時的な変化を画像化し画像として多くの入力を行った。さらに、その画像の反転画像、90度、180度、270度回転画像をも入力し入力データ量を大幅に増加させる方法を取り入れられるよう、プログラムの改良を行ってきた。まだ、これらの方法による解析結果は出せていないが、様々な刺激付与時とデフォルト時の脳波の波を判別する方法を調査し、どのようにすれば判別性能の向上させられるかを探っていく。ヨーロッパ放射線学会で演題の発表を予定していたが、新型コロナウイルスの世界的流行により、学会が延期となった。その延期となった学会は開催されたが、オンラインでの発表となった。また、欧州血管造影学科の出席、発表も渡航できなかったため、オンラインでの発表となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
暖かいカイロでの刺激や冷たいタオルでの刺激、良い香りのものや、心地よい音楽など様々な刺激20種類を与え、15名ほどのデータ収集を終え、何の刺激も与えない時（デフォルト）の脳波も取得した。そして、α波、β波、γ波、θ波および、lowα波、lowβ波、 highα波, highβ波等数多くのデータを解析した結果、80％以上の確率で各種刺激を与えた場合とデフォルトと判別できる刺激があるものの、多くの刺激の場合判別が難しいケースがあるなど刺激によって様々であった。そこで、再度、より判別しやすいようにより精度よくデータを収集する計画であったが、新型コロナ感染拡大のため、データ収集やデータ解析ができなくなり、研究を進めることができなかった。よって、感染拡大のため大幅な研究遅延が生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナ感染収束を待ち、再度健常ボランティア募集の案内を公示して研究協力者を公平に募り各種の刺激を与えたときの追加の脳波の取得を行なう。ボランティアの協力が得られなかった間に解析方法の改善、人工知能の教育などを実施し続けていたので、追加データが得られたらすぐに最新のプログラムによって解析を進め結果を出す予定である。論文投稿までは時間的に不可能であるが、結果を出し、発表にこぎつけたいと考えている。新型コロナ感染拡大が広がり、ボランティアの協力が得られなかった場合は現在あるデータをまとめ結果を発表したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症流行により、データの収集が困難となり、結果を出すことができず、補助事業期間延長を申請し承認された。そのため、次年度使用額が生じた。令和3年度において、残予算を用い、データ収集及び解析を進め、研究結果を出す予定である。
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