2022 Fiscal Year Annual Research Report
超音波動画像と筋電図と嚥下音を用いた非侵襲計測による嚥下評価のための装置開発研究
| Project/Area Number |
22H03972
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | Toyo University |
|---|
Principal Investigator |
鈴木 裕 東洋大学, 理工学部, 准教授 (40516928)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 大樹 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10375636)
小佐野 雅識 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (20622426)
駒形 純也 健康科学大学, 健康科学部, 助教 (20712798)
阪田 治 東京理科大学, 工学部電気工学科, 教授 (30391197)
高橋 真理 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (30622427)
谷本 守正 東京聖栄大学, 公私立大学の部局等, 教授 (60621323)
小谷 信司 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (80242618)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | 生体音 / 嚥下音 / 超音波動画像 / 嚥下 / 筋電図 / 機械学習 / 診断支援装置 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では嚥下超音波動画像と嚥下音と頸部筋電図の３種信号を同時採取しマルチモーダル解析およびディープラーニングによる手法で嚥下能力の計測装置の開発を行うことを目的とする。本年度は３種信号を同時採取するためのハードウェア作成を行った。また、各種生体信号についてデータ取得と解析を行うとともに健常者における動作の推定を行った。また、嚥下評価用食材についての検討を開始した。
【ハードウェアの作成】嚥下超音波動画像と嚥下音と頸部筋電図はそれぞれ独立した装置であり、それぞれの装置で記録されていた。本研究では同時採取してマルチモーダル解析を行う必要がある。そこで、パルス状の同期信号を入力して上記３つの装置および外部カメラの時間軸を同期させて記録する装置を作成した。
【嚥下音】嚥下音は咀嚼音と同時に計測されるため、嚥下音と咀嚼音を分離する検討を行った。時間周波数特性上にその特徴が表れることを確認した。試料としてアーモンド、炊いたコメ、ゼリー、飲料水を用いた。各種マザーウェーブレットを用意して解析を行い、嚥下音と咀嚼音の分離が可能となる条件を確認した。
【超音波動画像】超音波動画像に映りやすい、造影剤としての嚥下評価用食材について検討を行った。ファントムモデルに各種食材を流し、超音波動画像上にて高輝度で確認される物質およびその濃度について確認した。
【マルチモーダル解析】正常の嚥下で確認されるであろう、嚥下超音波動画像と嚥下音と頸部筋電図の発生する時刻について調べて予測を立てた。今後の計測および解析結果と比較を行う予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は新型コロナウィルスの影響で、研究室内の陽性者、農耕接触者等が頻出し、実験者のハードウェア構築に遅延が生じたことにより、その後の嚥下評価を行うことができなかったため、延期して実施する必要が生じた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
【ハードウェアの作成・マルチモーダル解析】嚥下超音波動画像と嚥下音と頸部筋電図および外部カメラの時間軸を同期させて記録する装置を作成した。しかし、未だ、それぞれの信号を独立して解析する必要がある。そこで、信号を統合して解析する環境を開発する。具体的には超音波動画像と外部カメラの映像情報の表示エリア、筋電図と嚥下音の時系列波形表示エリア、時間シークバー、時刻マーカを備えたソフトウェアを作成する予定である。
【嚥下音】嚥下音と咀嚼音の分離についての信号処理法を定めた。そこで、嚥下音と咀嚼音が同時に発生食材、例えばヌードル等による試験を行う予定である。また、嚥下音が解析に値する情報を備えたまま、可能な限り被験者の負担とならないセンサおよびセンサ貼り付け位置について検討を重ねる予定である。
【超音波動画像】ファントムモデルにて超音波動画像上で高輝度に確認される物質について確認できたため、ヒトが嚥下した際に同様に有効であるかを確かめる予定である。
|
