2023 Fiscal Year Final Research Report

A Study on Quantitative Evaluation of Swallowing Motion

Research Project

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Project/Area Number	21H03299
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	Takei Yusuke 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (00513011)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小林健国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, チーム付き (20415681) 岡本有貴国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (40880753) 竹下俊弘国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90784124) グエンタン・ヴィン国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20773427)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	嚥下 / 誤嚥 / ウェアラブルデバイス / 機械学習 / 筋電
Outline of Final Research Achievements	In this study, we developed a method to noninvasively estimate tongue movements by detecting surface myoelectric potentials of the hyoid bone muscle, which are weak and have not been utilized, with high accuracy using deep learning. A classification learner was generated for the three-directional movements of the tongue used by physicians for diagnosis, using the subject's hyoid myoelectricity as labeled training data. A prototype wireless measurement device that can be affixed to the neck was developed to achieve high accuracy in tongue movement estimation. This technology is expected to have potential applications in medicine, food development, and speech evaluation.
Free Research Field	センシングシステム、MEMS、センサ、生体計測
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	学術的意義：舌骨筋の表面筋電位を用いた舌運動の高精度推定を実現し、嚥下能力の定量的評価が可能となる。生体計測技術や人工知能の分野に新たな知見を提供し、医療、食品開発、発声評価など多岐にわたる応用が期待される。社会的意義：本研究で実現したデバイスおよび計測解析手法は、加齢による嚥下能力の低下（オーラルフレイル）を早期に発見し、適切な介入を行うことで、高齢者の健康寿命とQOLを向上させる。誤嚥性肺炎のリスクを軽減し、適切な食事形態の維持により嚥下機能を保つ。介護施設や病院での誤診防止にも貢献する。