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2019 Fiscal Year Annual Research Report

A Cross-Sectional Study on Disease and Regional Diversity of Cognitive Impairment in Elderly Using Speech Analysis and Cerebral Blood Flow Activation

Research Project

Project/Area Number 19H01137
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

加藤 昇平  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70311032)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 宏久  藤田医科大学, 医学部, 教授 (10378177)
赤津 裕康  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (00399734)
高野 映子  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 健康長寿支援ロボットセンター, 研究員 (60778637)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords認知症スクリーニング / 医療・福祉サービス / 発話音声・脳血流解析 / 前頭側頭葉変性症 / 地域多様性
Outline of Annual Research Achievements

本申請研究課題では、従前の研究において開発してきた、高齢者の発話音声ならびに認知課題遂行時の脳血流データを解析することで認知症の臨床診断ラベルと高い一致度を持つ認知症の早期スクリーニングの基本原理と基礎アルゴリズムを発展させることで、認知機能障害の疾患・地域多様性の横断的研究を展開する。
初年度の研究では、疾患多様性の研究項目においては、前頭側頭葉変性症 (FTLD)とよばれるアルツハイマー型とは異なる疾患タイプのスクリーニングを試みた。研究分担者および連携研究者の協力の下、名古屋大学医学部附属病院ならびに大阪大学医学部附属病院にて臨床データと音声記録を収集した。これらから、日時見当識の認知課題ならびに風景画について説明する自由発話課題の発話音声の音響的特徴に着目し、FTLDの簡易識別モデルを試作した。加えて、WAB失語症検査における復唱・音読課題の回答音声の音響的特徴を抽出・分析することで、FTLDおよびALSの検出モデルを試作した。
地域多様性の研究項目としては、上記技術の多言語応用を展開する環境構築のために、研究分担者が滞在するフランス・トゥールーズにおいて認知課題遂行時の音声・脳血流の測定環境と実験デザインを模索した。加えて、名古屋市立大学コミュニティ・ヘルスケア教育研究センターに来訪した高齢者に対して生活環境、健康状態、日常生活能力等の状況調査ならびに認知課題の回答音声の録音、ならびに、脳血流データの測定を実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

臨床データの採取に欠かせない認知症専門医療機関との連携はうまく進んでおり、前頭側頭葉変性症(FTLD)および神経変性の原因蛋白として病理の連続性が指摘されている筋萎縮性側索硬化症(ALS)の高品質な臨床データが収集できている。加えて、研究分担者との定期的な進捗報告や議論が実施できており、チーム体制で研究課題に取り組むことができている。
一方で、新型コロナウイルス感染症の拡大により、海外における研究調査や機材調達に制約が発生し、研究遂行に遅延を余儀なくされた。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、高齢者医療の専門医療機関、および、認知症専門医、言語・聴覚の評価と機能回復のスペシャリスト、ならびに、高齢者の協力が欠かせない。
今後も、これらの連携機関・実験協力者と蜜にコミュニケーションを取り、研究を円滑・効率的に進めてゆきたい。

  • Research Products

    (24 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 精神課題遂行時の生体信号を用いた心理的ストレスの検出2020

    • Author(s)
      加賀翔大郎, 増尾 明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌

      Volume: J104-D(2) Pages: 151-158

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020JDP7059

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] One-Versus-AllとAttention機構を取り入れた{RNN}による対話行為推定2019

    • Author(s)
      泉春乃, 加藤昇平
    • Journal Title

      電気学会論文誌

      Volume: 139-C(12) Pages: 1407-1414

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.139.1407

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 未来想像による気分変化を反映する心電図特徴量と心の健康度推定モデル2019

    • Author(s)
      北河茜, 加藤昇平
    • Journal Title

      日本感性工学会論文誌

      Volume: 18(4) Pages: 255-261

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-18-00105

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] HPKI認証の特徴を考慮した在宅医療介護システムにおける患者情報の開示先制御2019

    • Author(s)
      竹尾淳, 稲吉陽一朗, 白石善明, 加藤昇平, 矢口隆明, 岩田彰
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 60(6) Pages: 1228-1237

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 機能的近赤外分光法によるBrain Computer Interfaceシステムのための最適認知課題の検討2019

    • Author(s)
      増尾明, 加賀翔大郎, 加藤昇平
    • Journal Title

      日本感性工学会論文誌

      Volume: 19(1) Pages: 49-53

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-19-00034

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Cooperative Coevolutionary Genetic Algorithm Using Hierarchical Clustering of Linkage Tree2020

    • Author(s)
      Takatoshi Niwa, Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      The Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Group Working Differential Evolution2020

    • Author(s)
      Takatoshi Niwa, Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Easy Detection of Rare Dementia Based on Speech Analysis2020

    • Author(s)
      Shunya Hanai, Shohei Kato, Koichi Sakaguchi, Takuto Sakuma, Reiko Ohdake, Michihito Masuda, Hirohisa Watanabe
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発話音響特徴のアンサンブル学習による認知症希少疾患の簡易検出2020

    • Author(s)
      花井 俊哉, 加藤 昇平, 坂口 巧一, 佐久間 拓人, 大嶽 れい子, 桝田 道人, 渡辺 宏久
    • Organizer
      第34回人工知能学会全国大会
  • [Presentation] L vy Flight for Distribution-Based Discrete Particle Swarm Optimization2020

    • Author(s)
      Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improving Distribution-Based Discrete Particle Swarm Optimization Using L vy Flight2020

    • Author(s)
      Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      The 33rd Australasian Joint Conference on Artificial Intelligence
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Research of Kato Laboratory - AI Tehnology-Based Dementia Screening from Elderly Speech2019

    • Author(s)
      Shohei Kato
    • Organizer
      2019 Japan-Poland International Workshop on Technologies supporting rehabilitation and medical services
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Classification of FTLD/ALS/AD Using Speech Analysis During Cognitive Tasks2019

    • Author(s)
      Shohei Kato
    • Organizer
      BrainConnects 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] AIとロボティクスで社会の諸問題に挑む - トンネル工事から健康長寿の実現まで2019

    • Author(s)
      加藤昇平
    • Organizer
      第34回岐阜県老健大会
    • Invited
  • [Presentation] 発話音声の音響的特徴に着目したFTLD簡易鑑別モデルの検討2019

    • Author(s)
      花井俊哉, 加藤昇平, 坂口巧一, 佐久間拓人, 大嶽れい子, 桝田道人, 渡辺宏久
    • Organizer
      第17回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 復唱・音読音声を用いたFTLD及びALS検出モデルの検討2019

    • Author(s)
      坂口巧一, 加藤昇平, 花井俊哉, 佐久間拓斗, 大嶽れい子, 桝田直人, 渡辺宏久
    • Organizer
      第17回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 発話音声の音響的特徴を用いた認知症疾患分類モデル2019

    • Author(s)
      花井俊哉, 加藤昇平, 坂口巧一, 佐久間拓人, 大嶽れい子, 桝田道人, 渡辺宏久
    • Organizer
      電子情報通信学会 福祉情報工学研究会
  • [Presentation] 認知課題遂行時発話音声解析を用いた認知症疾患分類モデルの検討 FTLDの簡易スクリーニングを目指して2019

    • Author(s)
      花井俊哉, 加藤昇平, 坂口巧一, 佐久間拓人, 大嶽れい子, 桝田道人, 渡辺宏久
    • Organizer
      令和元年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] Dialogue Acts Classification via RNNs with One-Versus-All Layers Considering Rare Utterances2019

    • Author(s)
      Haruno Izumi, Shohei Kato
    • Organizer
      IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Group Working Just Generation Gap with Problem Redivision2019

    • Author(s)
      Takatoshi Niwa, Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      The Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Discrimination of brain activity using near-infrared spectroscopy signal change in prefrontal cortex during mental arithmetic task2019

    • Author(s)
      Akira Masuo, Shotaro Kaga, Shohei Kato
    • Organizer
      IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Group Work Inspired Generation Alternation Model of Real-Coded GA2019

    • Author(s)
      Takatoshi Niwa, Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-ROI 3D-CNNs: a Generalized Discriminator of Motor Imagery from a Functional Brain Image2019

    • Author(s)
      Tomofumi Nakano, Shohei Kato, Epifanio Bagarinao, Akihiro Yoshida, Mika Ueno, Toshiharu Nakai
    • Organizer
      2019 Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping (OHBM2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 加藤昇平研究室Webページ

    • URL

      https://www.katolab.nitech.ac.jp

URL: 

Published: 2021-12-27  

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