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2015 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 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), 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, その他 (40081707)
遠藤 英俊  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, その他部局等, その他 (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
Outline of Annual Research Achievements

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。3年目である平成27年度は以下の項目について研究を実施した。
1)地域高齢者の健康状態、日常生活能力、および、認知機能の把握調査
名古屋市緑区鳴子地区に在住する高齢者を対象に、生活環境、健康状態、日常生活能力等の状況調査を実施している。本研究では、これに加えて認知機能を確認するための認知テストを課し、課題実行時の回答音声ならびに脳血流データを測定、収集、蓄積した。開始2年目である本年度は、昨年度の調査項目に加えて、Geriatric Depression Scale、長谷川式簡易知能評価スケール、血圧測定を追加し、51名の高齢者(男性18名、女性33名、昨年度からの参加者20名を含む)からデータを採取した。
2) 認知症スクリーニングシステムの試作とWebを用いた臨床実験のためのICT計算環境・サービスの構築
昨年度までの研究開発項目にて研究開発された、判別計算アルゴリズムを用いて軽度AD群とMCI群と健常群を判別する実験を実施するために、臨床現場で採取された音声・脳血流データをネットワーク上で受信しデータベースに格納する通信プログラム、ならびに、音声・脳血流データを解析して韻律特徴を自動抽出し構築済みの判別モデルに入力することで判別結果を自動出力する、サーバ・クライアント型の試作プログラムを開発した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed 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。今年度は、名古屋市立大学大学院医学研究科・看護学研究科の協力を得て昨年度から研究フィールドに追加された、名古屋市緑区の鳴子地区の高齢者コミュニティを対象とした実験データの採取が特に強化された。
加えて、将来の認知症スクリーニングシステム実用化を目指した、ICT計算機環境の整備とサービスプログラムの試作を進めることが出来た。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、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。

Causes of Carryover


購入済みの光イメージング脳機能測定装置および消耗品の持ちが当初の予想よりも良好であったため、予定していた、設備の維持管理費や消耗品の追加購入の支出を抑えることが出来たため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究成果の整理・公表や測定データの編集・解析作業補助などの人件費、ならびに、音声・脳血流データ解析の計算資源の増強に利用する予定である。

  • Research Products

    (19 results)

All 2016 2015 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] ユーザの行動選択傾向に応じた感性ロボットの性格付与2016

    • Author(s)
      小笠原宏樹,加藤昇平
    • Journal Title

      日本感性工学会論文誌

      Volume: Vol.15 No.1 Pages: 75-83

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-15-00047

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 感性ロボットに心を宿す情報処理とインタラクションデザイン2015

    • Author(s)
      加藤昇平
    • Journal Title

      感性工学・特集「感性ロボット」

      Volume: Vol.13 No.4 Pages: 211-219

  • [Journal Article] 隠れマルコフモデルを用いた発話音声からの性格印象推定2015

    • Author(s)
      金軼成, 佐久間拓人, 加藤昇平, 國立勉
    • Journal Title

      電気学会論文誌C

      Volume: Vol.135, No.12 Pages: 1517-1523

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Comparison of Cerebral Blood Flow Activation of Elderlies with Amnestic and Nonamnestic MCI during Daily Conversation2016

    • Author(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma, and Kiyomi Tomida
    • Organizer
      IEEE International Conference on Biomedical and Health Informatics (BHI-2016),
    • Place of Presentation
      Las Vegas, NV, USA
    • Year and Date
      2016-02-24 – 2016-02-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Psychological Effects of Physical Embodiment on Pet Therapy2016

    • Author(s)
      Rina Hayashi, Shohei Kato
    • Organizer
      International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2016)
    • Place of Presentation
      Beppu, Oita, Japan
    • Year and Date
      2016-01-20 – 2016-01-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高齢者の発生音声と脳血流解析に基づく軽度認知症の早期スクリーニング2015

    • Author(s)
      加藤昇平
    • Organizer
      中部経済連合会ヘルスケア部会・名工大医工学技術見学会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2015-11-12 – 2015-11-12
  • [Presentation] A Friendship Network Model on Heider’s Balance Theory Considering Assertiveness and Empathy2015

    • Author(s)
      Tatsuki Okubo, Shohei Kato, Atsuko Mutoh
    • Organizer
      The 4th 2015 IEEE Global Conference on Consumer Electronics (IEEE GCCE 2015)
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] How Cognitive Biases Works on Word Alignment2015

    • Author(s)
      Taichi Matsui, Shohei Kato, Munehiro Nakamura
    • Organizer
      The 4th 2015 IEEE Global Conference on Consumer Electronics (IEEE GCCE 2015)
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CHOBONYAN: Soft-Stuffed Robot in Palmtop Size and Light Weight for Therapy2015

    • Author(s)
      Rina Hayashi, Shohei Kato
    • Organizer
      The 4th 2015 IEEE Global Conference on Consumer Electronics (IEEE GCCE 2015)
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-Task Reinforcement Learning with Associative Memory Models Considering the Multiple Distributions of MDPs2015

    • Author(s)
      Fumihiro Kinbara, Shohei Kato, Munehiro Nakamura
    • Organizer
      The 4th 2015 IEEE Global Conference on Consumer Electronics (IEEE GCCE 2015)
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Effect of Assertiveness and Empathy on Heider's Balance Theory for Friendship Network Models2015

    • Author(s)
      Tatsuki Okubo, Shohei Kato, Atsuko Mutoh
    • Organizer
      International Joints Agent Workshop Symposium 2015
    • Place of Presentation
      Ishikawa, Japan
    • Year and Date
      2015-09-30 – 2015-10-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Associative Memory-based Approach to Multi-task Reinforcement Learning under Stochastic Environments2015

    • Author(s)
      Fumihiro Kinbara, Kato Shohei, Munehiro Nakamura
    • Organizer
      International Joints Agent Workshop Symposium 2015
    • Place of Presentation
      Ishikawa, Japan
    • Year and Date
      2015-09-30 – 2015-10-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Detection of Mild Alzheimer’s Disease and Mild Cognitive Impairment from Elderly Speech: binary discrimination using logistic regression2015

    • Author(s)
      Shohei Kato, Akira Homma, Takuto Sakuma, Munehiro Nakamura
    • Organizer
      The 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’15)
    • Place of Presentation
      Milano, Italy
    • Year and Date
      2015-08-25 – 2015-08-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of Cerebral Blood Flow Activation of Elderlies during Verbally-Based Cognitive Tasks: comparison of fNIRS signals between mild AD and MCI subtypes2015

    • Author(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma
    • Organizer
      Brain Connects 2015(NCGG/JSPS NTU/NUS Joint Research Collaboration Workshop)
    • Place of Presentation
      Nagoya Universoty
    • Year and Date
      2015-07-31 – 2015-08-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高齢者の発話から認知症の危険度を察知する情報技術:誰でも気軽に使える認知症スクリーニングをめざして2015

    • Author(s)
      加藤昇平
    • Organizer
      CIAJ情報通信ネットワーク産業協会・えくすぱーと・のれっじ・セミナー
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-06-29 – 2015-06-29
    • Invited
  • [Presentation] Comparison of Cerebral Blood Flow Activation of Elderlies with Amnestic and Non-amnestic MCI during Verbally-Based Cognitive Test2015

    • Author(s)
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, and Takuto Sakuma
    • Organizer
      The 54th Annual Conference of Japan Society for Medical and Biological Engineering
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center
    • Year and Date
      2015-05-07 – 2015-05-09
    • Invited
  • [Presentation] 鳴子地区在住高齢者の健康状態、日常生活能力、および、認知機能の把握調査2015

    • Author(s)
      加藤昇平, 赤津裕康, 渕田英津子
    • Organizer
      第54回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [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

      https://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 9,131,889 B2
    • Filing Date
      2013-11-27
    • Acquisition Date
      2015-09-15
    • Overseas

URL: 

Published: 2017-01-06  

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