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2013 Fiscal Year Annual Research Report

音声韻律・脳血流データのベイジアン・マイニングに基づく認知症の早期スクリーニング

Research Project

Project/Area Number 25280100
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

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), 准教授 (70311032)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 本間 昭  社会福祉法人浴風会認知症介護研究・研修東京センター, その他部局等, センター長 (40081707)
遠藤 英俊  独立行政法人国立長寿医療研究センター, その他部局等, 内科総合診療部長 (80501121)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords認知症スクリーニング / 脳血流解析 / 発話音韻解析 / ベイジアン・マイニング
Research Abstract

ごく早期の認知症の発見・予防を目とした認知機能障害のスクリーニングは、益々進む社会の高齢化において大いに期待される技術である。本研究では、医療介護施設向けの装置(近赤外分光法fNIRS測定装置内蔵)ならびに、携帯電話等通信端末に組込まれるソフトウェア(音声データ分析)として、音声韻律・脳血流のデータマイニングアプローチに基づく認知症の早期スクリーニングを開発する。初年度である平成25年度は以下の項目について研究を実施した。
1)刺激課題の研究開発:fNIRS/音声の生体信号測定時に被験者に提起する課題を開発した。ここでは、被験者の課題回答時の反応がfNIRSならびに音声に有効に表出することを目的として、日常会話(5分:季節、旅行、グルメ、暮らし)、回想課題(5分:誕生日と出身地、昔の台所風景と雑貨)、カテゴリー想起課題(2分:動物、果物)、ワーキングメモリ課題(90秒:語音整列(WAIS-III))から構成されるブロックデザインの課題を設計した。
2)fNIRS・音声同時計測と課題実行時のfNIRSデータ分析:1)で開発した認知課題を遂行中の高齢者22名(年齢64-93歳、うち、健常7人、MCI10人、軽度AD5人)に対して音声・fNIRS同時計測を行った。ここでは、認知課題実行中の高齢者の脳活動計測として、多チャンネル近赤外光脳機能イメージング装置FOIRE-3000(島津製作所製)を用いて、前頭前野に22チャンネル、右側頭葉および頭頂葉に10 チャンネル、左側頭葉および頭頂葉に10チャンネル、合計42チャンネルの部位において脳血流を計測した。これらのfNIRSデータを統計分析したところ、検査者との日常会話において健常群の高齢者は疾病群(MCI/AD)の高齢者に比べてより広範囲かつ高レベルに脳機能を活用することを示唆する結果を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

臨床データの採取に欠かせない、認知症専門医療機関との連携が上手くすすみ、実験データの採取が順調に進んだ。具体的には、fNIRS測定装置および、実験採取場所として、研究分担者の研究機関である国立長寿医療研究センター病院の施設を利用し、当病院への外来患者から、認知症専門医の診察と医学的知見から適切な被験者の選定と被験者からの協力を得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は、高齢者医療の専門医療機関、および、認知症専門医、言語・聴覚の評価と機能回復のスペシャリスト、ならびに、高齢者の協力が欠かせない。今後も、これらの連携機関・実験協力者と蜜にコミュニケーションを取り、研究を円滑・効率的に進めてゆきたい。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

物品費として購入した光イメージング脳機能計測装置が当初の計画よりも大幅に安価に購入できたため。
光イメージング脳機能計測装置の測定周辺機器を補強するか、装置自体をもう1台購入することで複数人同時測定を試みたい。

  • Research Products

    (11 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] A New Ant Colony Optimization Method Considering Intensification and Diversification2013

    • Author(s)
      Mitsuru Haga, Shohei Kato
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 8291 Pages: 445-452

    • DOI

      10.1007/978-3-642-44927-7_33

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Bayesian-Based Detection of Mild Cognitive Impairment and Mild Alzheimer's Disease: discrimination performance using cerebral blood flow activation during daily conversation2014

    • Author(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma, Keita Watanabe
    • Organizer
      The 9th World Conference of Gerontechnology (ISG 2014)
    • Place of Presentation
      Taipei, TW
    • Year and Date
      20140618-20140621
  • [Presentation] Early Detection of Mild Cognitive Impairment and Mild Alzheimer's Disease in Elderly Using CBF Activation during Verbally-Based Cognitive Tests2014

    • Author(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma, Keita Watanabe
    • Organizer
      International Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies (BIOSTEC 2014)
    • Place of Presentation
      Angers, France
    • Year and Date
      20140303-20140306
  • [Presentation] Toward Personalized Cognitive Training for Elderly with Mild Cognitive Impairment: cerebral blood flow activation during verbally-based cognitive activities2013

    • Author(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma, Keita Watanabe
    • Organizer
      2013 IEEE International Conference on Systems Man and Cybernetics (SMC 2013)
    • Place of Presentation
      Manchester, UK
    • Year and Date
      20131013-20131016
  • [Presentation] 健康長寿社会のための人間内面のモニタリング2013

    • Author(s)
      加藤 昇平, 遠藤 英俊, 永田 理紗子, 佐久間 拓人, 渡邊 恵太
    • Organizer
      平成25年度電気関係学会東海支部連合大会
    • Place of Presentation
      静岡大学
    • Year and Date
      20130924-20130925
    • Invited
  • [Presentation] 軽度認知機能障害および軽度認知症の早期診断とリハビリテーション支援をめざして2013

    • Author(s)
      加藤昇平, 遠藤英俊, 永田理紗子, 佐久間拓人, 渡邊恵太
    • Organizer
      Joint Agent Workshop and Symposium (JAWS) 2013
    • Place of Presentation
      南紀白浜
    • Year and Date
      20130917-20130920
  • [Presentation] Early Detection of Cognitive Impairment in the Elderly Based on Bayesian Mining Using Speech Prosody and Cerebral Blood Flow Activation2013

    • Author(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma, Keita Watanabe
    • Organizer
      35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'13)
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Year and Date
      20130703-20130707
  • [Presentation] Toward Personalized Cognitive Training for Elderly with Mild Cognitive Impairment Using Cerebral Blood Flow Activation2013

    • Author(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma, Keita Watanabe
    • Organizer
      The 27th Annual Conference of Japanese Society for Artificial Intelligence,
    • Place of Presentation
      Toyama, Japan
    • Year and Date
      20130604-20130607
  • [Book] パーソナル・ヘルスケア:ユビキタス、ウェアラブル医療実現に向けたエレクトロニクス研究最前線(第2編, 第5章, 第2節)2013

    • Author(s)
      加藤 昇平, 遠藤 英俊, 本間 昭
    • Total Pages
      398
    • Publisher
      NTS
  • [Remarks] 名古屋工業大学加藤昇平研究室>研究概要>認知症スクリーニング

    • URL

      http://www.katolab.nitech.ac.jp/html/research_screening_cognitive_impairment.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] Cognitive Impairment Determination Apparatus, Cognitive Impairment Determination System and Program2013

    • Inventor(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo
    • Industrial Property Rights Holder
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      USPT Appl. No.14/122,786
    • Filing Date
      2013-11-30
    • Overseas

URL: 

Published: 2015-05-28  

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