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2023 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, 研究所 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 / パーキンソン病 / 地域多様性
Outline of Annual Research Achievements

本申請研究課題では、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。2023年度は、以下の研究を実施した。

疾患多様性の研究項目においては、新しい神経変性疾患として、2022年度よりレビー小体型認知症と病理の連続性が指摘されているパーキンソン病(PD)が研究対象として加えられた。研究分担者および連携研究者の協力の下、藤田医科大学病院にて臨床データとWAB失語症検査への回答音声記録を収集した。2023年度は、2022年度からの累計として、HC95、PD145の計240名の臨床データが収集された。WAB失語症検査の項目は自発話、話し言葉の理解、復唱、呼称、読み、書字、行為、構成の計8 項目に分かれている。2023年度の研究では実験参加者に自然な発話を促すため、自発話を解析対象とした。音響的特徴、言語的特徴、時間特徴をそれぞれ抽出・分析し、
データの不均衡を考慮するため,アンサンブル学習モデルの一種であるアンダーバギングを導入したSVMを構築し、PD/HCの2群判別において、F値0.94の判別性能を得た。

地域多様性の研究項目としては、CoVID-19の感染拡大により本研究初年度(2019年度)以降、中断していた、地域高齢者に対する、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・脳血流データの測定、を再開した。名古屋市昭和区社会福祉協議会の協力のもと、同地域在住の高齢者26名から、身体測定・ADL、脚力・歩行能力測定、10m歩容測定、GDS、MoCA-J、認知課題遂行時の発話音声・脳血流を測定した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (64 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (56 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Wollongong(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      University of Wollongong
  • [Journal Article] Influence Propagation Based Influencer Detection in Online Forum2023

    • Author(s)
      GU Wen、KATO Shohei、REN Fenghui、SU Guoxin、ITO Takayuki、HASEGAWA Shinobu
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E106.D Pages: 433~442

    • DOI

      10.1587/transinf.2022IIP0010

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Discriminating Brain Activation State in a Patient with Duchenne Muscular Dystrophy Using Near-Infrared Spectroscopy for Communication: An Exploratory Case Study2023

    • Author(s)
      Akira Masuo, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Journal Title

      Asian Journal of Occupational Therapy

      Volume: 19(1) Pages: 55-62

    • DOI

      10.11596/asiajot.19.55

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigating Mental Task Combination for Brain-Computer Interface Based on Brain State Discrimination Using Subjective Ratings2023

    • Author(s)
      Akira Masuo, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Journal Title

      Advanced Biomedical Engineering

      Volume: 12 Pages: 129-137

    • DOI

      10.14326/abe.12.129

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 主観感情の時間的変化の直感的な記録・可視化手法: 身体性に根ざした感性表現の二次元マップの構築2023

    • Author(s)
      原田誠一, 伊藤万由子, 渡邊淳司, 田中由浩, 加藤昇平, 村田藍子
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      Volume: 28(2) Pages: 67-70

    • DOI

      10.18974/tvrsj.28.2_67

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 拡大代替コミュニケーションを目的とした近赤外分光法に基づく脳賦活反応判別:ALSの一症例による事例研究2023

    • Author(s)
      増尾明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Journal Title

      作業療法の実践と科学

      Volume: 5(3) Pages: 45-54

    • DOI

      10.32151/psot.5.3_45

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cognitive function severity screening based on drawing features of the clock drawing test using machine learning2023

    • Author(s)
      Akira Masuo, Yuki Ito, Tsukasa Kanaiwa, Kosuke Naito, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Journal Title

      Journal of Nursing Science and Engineering

      Volume: 11 Pages: 10-19

    • DOI

      10.24462/jnse.11.0_10

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 3次元CNNを用いた工場内向け電波強度推定手法の基礎検討2024

    • Author(s)
      奥田陵太郎, 野々目朋晃, 加藤直毅, 原田誠一, 佐久間拓人, 加藤昇平, 平山裕
    • Organizer
      アンテナ・伝播研究会
  • [Presentation] Detection of Low Muscle Strength from 3-Axis Gait Acceleration Data Using GADF-Encoded CNN toward Physical Frailty Screening2024

    • Author(s)
      Saki Nakamura, Akira Masuo, Jun Takeo, Takuto Sakuma, Shohei Kato, Kohei Watanabe, Yoshihiro Kawade, Toshie Manabe, Hiroyasu Akatsu
    • Organizer
      29th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Automatic Generation of Handbell Music Using Interactive Evolutionary Computation Incorporated Paired Comparisons2024

    • Author(s)
      Junna Kaigawa, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      29th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prediction of Kellgren-Lawrence Grade of Knee Osteoarthritis by Deep Residual Networks Using MR Image with Segmented Image and Slice Position2024

    • Author(s)
      Daniele Manfredonia, Seiichi Harata, Takuto Sakuma, Francesco Trov?, Shohei Kato
    • Organizer
      16th International Conference on Agents and Artificial Intelligence
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generating Products Placement in Warehouse Using BLPSO and MIQCPs2024

    • Author(s)
      Ayaka Sugiura, Takahiro Suzuki, Koya Ihara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      16th International Conference on Agents and Artificial Intelligence
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 外円法Clock Drawing Testの描画特徴定量化による認知症疾患の鑑別2023

    • Author(s)
      増尾明, 久保田純平, 伊藤有生, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第62回日本生体医工学会大会
  • [Presentation] アドヒアランス向上を目的としたロボット服薬支援システムの基礎的検討2023

    • Author(s)
      竹腰悠希, 中村康嵩, 増尾明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第62回日本生体医工学会大会
  • [Presentation] 不均衡データを考慮したスマートフォンログからのうつ状態判別2023

    • Author(s)
      阪口航太, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第62回日本生体医工学会大会
  • [Presentation] 関連疾患を考慮した少音読課題の発話解析に基づくパーキンソン病検出2023

    • Author(s)
      伊藤有生, 加藤昇平, 佐久間拓人, 大嶽れい子, 桝田道人, 渡辺宏久
    • Organizer
      第62回日本生体医工学会大会
  • [Presentation] テキストコミュニケーションにおけるタイピング動作を反映したロボットアバターがもたらすユーザの存在感創出2023

    • Author(s)
      中村 康嵩, 原田 誠一, 佐久間 拓人, 田中 由浩, 南角 吉彦, 加藤 昇平
    • Organizer
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
  • [Presentation] 人間の評定分布を用いた教師ありクロスモーダル対照学習による感情空間2023

    • Author(s)
      原田 誠一, 佐久間 拓人, 加藤 昇平
    • Organizer
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
  • [Presentation] 多様な勤務形態を考慮した生産ライン作業スケジュール生成システムの開発2023

    • Author(s)
      三神 賢雅, 佐久間 拓人, 加藤 昇平
    • Organizer
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
  • [Presentation] 神経疾患患者のリハビリテーション応用を目的としたアンサンブル学習に基づくNIRS-BCIシステム2023

    • Author(s)
      増尾明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
  • [Presentation] 定和充足個体により連結された多段進化戦略に基づく魔方陣生成の効率化2023

    • Author(s)
      竹味 和輝, 佐久間 拓人, 加藤 昇平
    • Organizer
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
  • [Presentation] 運動誘発電位を用いたアンダーバギングによる認知機能障害の検出2023

    • Author(s)
      片瀬瑛仁, 加藤昇平, 佐久間拓人, 村上丈伸
    • Organizer
      令和五年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
  • [Presentation] ランダムネットワーク蒸留を用いた適応的探索による深層強化学習の効率化2023

    • Author(s)
      XU FENG, 加藤昇平, 佐久間拓人
    • Organizer
      令和五年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
  • [Presentation] 二重過程理論に基づくFACSを用いた表情生成2023

    • Author(s)
      三治祐太, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      令和五年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
  • [Presentation] クローラーロボットのモジュールロボット化による冗長性増強2023

    • Author(s)
      三矢達彦, 加藤昇平, 佐久間拓人
    • Organizer
      令和五年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
  • [Presentation] 脳波と近赤外分光法によるハイブリッドBCIにおけるリーマン幾何学に基づいた脳波の特徴抽出2023

    • Author(s)
      平山義樹, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      令和五年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
  • [Presentation] フィジカルフレイル診断支援のための歩行時3軸加速度データを用いたCNNによる低筋力状態検出2023

    • Author(s)
      中村早希, 増尾明, 竹尾淳, 佐久間拓人, 加藤昇平, 渡邊航平, 川出義浩, 間辺利江, 赤津裕康
    • Organizer
      情報処理学会 第22回情報科学技術フォーラム(FIT2023)
  • [Presentation] 深夜帯の利用実態に着目したスマートフォンログからのうつ状態判別2023

    • Author(s)
      阪口航太, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2023
  • [Presentation] アンダーバギングによる運動誘発電位を用いた認知機能障害の検出2023

    • Author(s)
      片瀬瑛仁, 加藤昇平, 佐久間拓人, 村上丈伸
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2023
  • [Presentation] 発話解析による少音読課題を用いたパーキンソン病検出と重症度推定2023

    • Author(s)
      伊藤有生, 加藤昇平, 佐久間拓人, 大嶽れい子, 桝田道人, 伊藤信二, 渡辺宏久
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2023
  • [Presentation] エージェントの同調的感情表出による自己開示促進効果の検証2023

    • Author(s)
      河合佑里香, 原田誠一, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      ヒューマンコミュニケーション基礎研究会(HCS)ヒューマン情報処理研究会(HIP)2023年9月合同研究会
  • [Presentation] GA-Based Order Batching Optimization Using Clustering Orders2023

    • Author(s)
      Takahiro Suzuki, Shohei Kato, Takuto Sakuma, Ayaka Sugiura
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generating In-Shelf Product Layout in Warehouse Using MIQCPs2023

    • Author(s)
      Ayaka Sugiura, Takuto Sakuma, Shohei Kato, Takahiro Suzuki
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A development of a sensible dialogue agent that acquires personas from user utterances2023

    • Author(s)
      Kazuki Kondo, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Speed-Up Method for Magic Square Generation Using Multi-Stage Evolutionary Strategy Cascaded by Satisfiable Individuals for Magic Sum2023

    • Author(s)
      Kazuki Takemi, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Utilizing Relaxed a* and Adaptive Window Approach Toward Hybrid Path Planning for Autonomous Mobile Robots2023

    • Author(s)
      Keita Tsuge, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Production Line Work Scheduling System Considering Diversity of Work Assignment2023

    • Author(s)
      Kenga Mikami, Koya Ihara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Underbagging-Based Ensemble Learning Approach to Detection of Depression From Smartphone Logs2023

    • Author(s)
      Kota Sakaguchi, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ユーザ相互のタイピングを反映したロボットアバターによるテキストチャットの存在感強化2023

    • Author(s)
      中村康嵩, 原田誠一, 佐久間拓人, 田中由浩, 南角吉彦, 加藤昇平
    • Organizer
      第25回日本感性工学会大会
  • [Presentation] 同調的に感情表出するエージェントによる自己開示と感情への影響2023

    • Author(s)
      河合佑里香, 原田誠一, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第25回日本感性工学会大会
  • [Presentation] 自律移動ロボットのための制約緩和A*とリスク回避層による高速かつ安全な経路計画2023

    • Author(s)
      柘植恵太, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 検出力のある少音読課題のアンサンブル学習に基づくパーキンソン病簡易検出モデル2023

    • Author(s)
      伊藤有生, 加藤昇平, 佐久間拓人, 大嶽れい子, 桝田道人, 伊藤信二, 渡辺宏久
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 同調的に感情表出するエージェントが伴う日記記述における自己開示促進とポジティブ感情強化2023

    • Author(s)
      河合佑里香, 原田誠一, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] ソーシャルとパーソナルの双方からユーザの個性を獲得するペルソナ対話エージェント2023

    • Author(s)
      近藤一希, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] ソフトラベル教師の対照学習による感情の低次元クロスモーダル表現での人間の感情認識傾向の再現2023

    • Author(s)
      原田誠一, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 個体評価に一対比較を用いた対話型進化計算によるハンドベル楽曲の自動生成2023

    • Author(s)
      甲斐川純奈, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 組合せ最適化されたCWT画像を用いたCNNに基づく歩行振動の個人識別2023

    • Author(s)
      佐藤鵬之, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] スマートフォンログの時間帯特徴量によるうつ状態判別モデル2023

    • Author(s)
      阪口航太, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 早出・残業希望と負荷分散を考慮した生産ライン作業スケジュール生成システムの開発2023

    • Author(s)
      三神賢雅, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 高い冗長性を備えたクローラーロボットの提案2023

    • Author(s)
      三矢達彦, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] PV-DBOWによる発話文の分散表現を用いた認知症の簡易鑑別2023

    • Author(s)
      須嵜愛梨, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] ピッキング作業効率化のためのMIQCPsを用いた棚内商品配置最適化2023

    • Author(s)
      杉浦順香, 佐久間拓人, 加藤昇平, 鈴木崇弘
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] Brain-Computer Interfaceを目的とした近赤外分光法による脊髄損傷患者の脳状態判別2023

    • Author(s)
      増尾明, 阿部信美, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 定和充足個体により連結された多段進化戦略に基づく効率的な魔方陣生成 ?生成半魔方陣の多様性検証?2023

    • Author(s)
      竹味和輝, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] ロボットアバターを介したテキストチャットの返信待ち時間における遅延知覚のモデル化2023

    • Author(s)
      中村康嵩, 原田誠一, 佐久間拓人, 田中由浩, 南角吉彦, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] GAF により画像化された歩行時3 軸加速度データを用いたCNN による低筋力状態検出2023

    • Author(s)
      中村早希, 増尾明, 竹尾淳, 佐久間拓人, 加藤昇平, 渡邊航平, 川出義浩, 間辺利江, 赤津裕康
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 条件付き変分オートエンコーダを用いた身体動作への感情付与2023

    • Author(s)
      白井真歩, 原田誠一, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] リーマン幾何学に基づく脳波の特徴抽出を用いた脳波と近赤外分光法によるハイブリッドBCIの提案2023

    • Author(s)
      平山義樹, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] 測定時間を考慮した運動誘発電位を用いた認知機能障害の検出2023

    • Author(s)
      片瀬瑛仁, 加藤昇平, 佐久間拓人, 村上丈伸
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] クラスタリングを用いた島モデル遺伝的アルゴリズムによるオーダーバッチング最適化2023

    • Author(s)
      鈴木崇弘, 杉浦順香, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      第21回情報学ワークショップ
  • [Presentation] ロボットアバターを介した二者間テキストチャットにおけるキーストローク提示の有用性評価2023

    • Author(s)
      中村康嵩, 原田誠一, 佐久間拓人, 田中由浩, 南角吉彦, 加藤昇平
    • Organizer
      HCGシンポジウム2023
  • [Presentation] SNS投稿と発話文からユーザの個性を獲得する親しみやすいペルソナ対話エージェント2023

    • Author(s)
      近藤一希, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      HCGシンポジウム2023
  • [Presentation] ソフトラベルを用いたクロスモーダル対照学習による人間の感情認識傾向を模擬する低次元感情空間2023

    • Author(s)
      原田誠一, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Organizer
      HCGシンポジウム2023
  • [Remarks] 加藤昇平研究室Webページ

    • URL

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

URL: 

Published: 2024-12-25  

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