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2013 Fiscal Year Research-status Report

発話音韻解析と信念ネットワークの高度化に基づく認知症の早期スクリーニング

Research Project

Project/Area Number 25540146
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

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)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords医療・福祉サービス / 認知症スクリーニング / 発話音韻解析 / 多重ロジスティック回帰分析
Research Abstract

本研究では、高齢者の音声に対する独自の解析手法を提案することで、ごく早期の認知症の発見・予防を目的とした極めて簡易な音声認知症スクリーニングの基礎アルゴリズムを開発する。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)実験データ(音声サンプルと臨床データ)採取:実験には、国立長寿医療研究センター病院に来訪した外来患者25名の高齢者(64-93歳)が参加し、健常な高齢者(CN群)、軽度認知機能障害(MCI群)、軽度アルツハイマー型認知症(AD群)を対象とした。
2)刺激課題の研究開発:認知課題としては、質問式の認知症スクリーニングツールである、長谷川式簡易知能評価スケールを含めた9項目から構成されるブロックデザインの認知課題を設計し、音声・fNIRS同時計測を行った。
3)音声による認知症スクリーニングの予備的調査:2)に併行して、先行研究にて既に採取済みの臨床データ(浴風会病院外来診察来訪高齢者243人)に対して次の研究を実施した。
a)音声特徴量の精査:先行研究において、メル周波数ケプストラム係数(MFCC)特徴量の多くが軽度認知症を判別する韻律特徴として有力であることがわかっている。そこで本研究項目では、このMFCC特徴量の抽出計算を再評価し、軽度ADの判別に有効な特徴量を精査した。
b)多重ロジスティック回帰分析によるスクリーニング基礎アルゴリズム:先行研究にて開発・抽出した129次元の音声韻律特徴量に対して、多重ロジステック回帰分析を適用することでMCI群ならびにAD群の判別に有効な韻律特徴の発見を試みた。その結果、CN群・AD群の2群判別に対して、感度90.12%、特異度88.89%、正診率89.51%、CN群・MCI群の2群判別に対して、感度76.54%、特異度75.31%、正診率75.93%の良好な判別性能を確認した。

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でき、実験データが順調に採取できた。これに加えて、ロジスティック回帰分析の導入が順調に進み、先行研究の判別性能を大きく改善する予想以上の効果を確認できた。

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・実験協力者と密にコミュニケーションを取ることで、研究を円滑かつ効率的に進めてゆきたい。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究成果発表・調査研究として出張・参加した国際会議参加登録費において、補助対象外となる経費(飲食相当)が控除されたため。
H26年度は物品費の配分が比較的少額なため、これに充当する予定である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 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] Maintaining Intensification and Diversification for Ant Colony Optimization2013

    • Author(s)
      Mitsuru Haga, Shohei Kato
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (ISIS2013)
    • Place of Presentation
      Daejeon, Korea
    • Year and Date
      20131113-20131116
  • [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)
    • Place of Presentation
      南紀白浜
    • Year and Date
      20130917-20130920
  • [Presentation] Characterizing Model for KANSEI Robot Based on the Tendency of Treatment from User2013

    • Author(s)
      Hiroki Ogasawara, Shohei Kato
    • Organizer
      5th International Association of Societies of Design Research (IASDR 2013)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      20130826-20130829
  • [Presentation] Acquiring Interaction Rule Reflecting User’s Evaluation Tendency2013

    • Author(s)
      Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      5th International Association of Societies of Design Research (IASDR 2013)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      20130826-20130829
  • [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, Akira Homma, 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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