Construction of a swallowing function evaluation method using artificial intelligence that learns visualized medical practices and functional assessments

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K21141
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 高橋 陽助 長崎大学, 病院(歯学系), 医員 (00909187)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: 嚥下機能評価 / 感覚の定量化 / 生体信号 / 人工知能

Outline of Annual Research Achievements

医療者は、摂食嚥下訓練において、視覚・触覚からの情報および経験から可動域を含めた舌の機能等を評価している。本研究の目的は、医療者の感覚と経験による評価と同等に、客観的データから機能を評価するAIモデルを作成し、新たな嚥下機能評価法を構築することである。今年度は、実際の訓練や検査における評価項目から、特に感覚や経験により評価している機能に関する定量化を試みた。
視覚情報に関する計測項目は、舌運動、嚥下時の喉頭運動、頬の膨らませ運動における各器官の運動速度および可動域とした。喉頭挙上量を含めた喉頭運動については、ひずみセンサおよび動画解析から定量化を行った。対象器官にマーキングした状態で運動時の動画を撮影し、動画解析ソフトによる分析を行っている。摂食嚥下障害を有する患者に対しては、嚥下造影検査との同期計測を行い、計測精度を検証している。触覚情報に関する計測は、触診時に舌、頬粘膜、嚥下関連筋群触診時の手指に生じる圧力や摩擦力とした。手指感覚の定量化については、複数の計測機器により、微細な圧力変化の計測を試みている。また、口腔外にて対象器官に生じる側方力および突出時の圧力計測を行う。圧力の計測には、新たに製作した専用の圧力評価装置を使用する。視覚・触覚情報を定量化に関し、精度および再現性を検証するために特注装置による計測および既存の評価方法を数種類組み合わせる必要があった。摂食嚥下訓練を行いながら随時計測し、嚥下機能の経過による計測値の変化を分析していく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍の影響により計測機器の入荷が滞っていたため、既存の計測機器をカスタムして計測を開始するように計画を変更した。

Strategy for Future Research Activity

すでに行っている計測に加え、新たな評価項目の計測を開始し、学会発表や論文投稿による研究成果の報告を行う。機能評価を行うAIモデルに作成に着手する。

Causes of Carryover

コロナ禍により、予定していた計測機器の購入時期を変更せざるを得なかったため、予定していた支出額に差が生じた。計測精度を含め、当初の予定と異なる機器でも、計測可能か検証し、購入についても再検討する。