人工知能による深層学習を応用した運動障害性咀嚼障害の多軸診断支援システムの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10071
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 大野 彩 (木村彩) 岡山大学, 大学病院, 講師 (20584626)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 窪木 拓男 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00225195) ; 森田 瑞樹 岡山大学, 大学院ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (00519316) ; 菊谷 武 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (20214744) ; 百田 龍輔 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (80263557)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 人工知能 / 咀嚼運動 / 嚥下運動

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、①咀嚼運動をセンサー付きカメラで撮影した画像から評価できる「運動性咀嚼機能評価プロトコール」を開発し，信頼性・妥当性を確認すること，②開発した「運動性咀嚼機能評価プロトコール」を用いて，咀嚼障害患者および正常咀嚼者の撮影および診断を行い，教師データを収集すること，そして，③教師データを人工知能学習に供し，人工知能による運動障害性咀嚼障害診断システムを開発することを目的としている．摂食時に撮影した画像から咀嚼・嚥下運動の評価を行うために，本年度は開発を進めてきた撮影用アプリケーションを利用し，撮影を開始した．そして撮影結果を用いて，運動評価の精度検証および人工知能学習を開始している．
これまでに撮影した画像から運動データの精度検証を行い，撮影角度や撮影時間の最適化を行った．そして，それらの情報を元に撮影用アプリケーションの改修を行った．また，撮影時に即時データ収集する最適座標を絞り，即時データ収集用サーバーの構築を行った．そして，主に外来に通院可能な健常高齢者を対象とし，開発した撮影用アプリケーションを利用したデータ収集を開始している．また，身長，体重，体組成データ，全身疾患，身体・認知機能，栄養状態，食形態，摂取食品，摂取カロリー，義歯の使用状況，グミゼリー咀嚼機能検査，臼歯部移送試験，舌圧測定，オーラルディアドコキネシス，生活環境，家族構成，食事時間等のデータ収集を行っている．

Current Status of Research Progress

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

Reason

画像から咀嚼運動データを測定するアプリケーションを構築し，健常者での撮影や撮影結果を用いたアプリケーションの最適化を計画どおり進めている．要介護高齢者でのデータ収集については，新型コロナウイルス感染症の影響による研究実施制限，高齢者施設等への立ち入り制限等によりやや遅れているが，研究としては概ね順調に進展している.

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウイルス感染症の影響は長期化する可能性が高いため，家族等による撮影が可能となる新機能を実装し，それらの機能を用いて要介護高齢者の教師データ収集を加速する予定である.

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の影響により，要介護高齢者における研究データ収集が十分に行えず，計画していた検査用消耗品や検査機器の購入を延期し次年度使用額が生じた.今後はまず新型コロナウイルス感染症の対策を行いつつ，新たに構築したプログラムを用いてデータ収集を行う.それに向け，必要な機器等を購入し予算を使用する計画である.