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日中・夜間における嚥下障害スクリーニングのためのパターン認識に基づく生体信号解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K01546
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関姫路獨協大学 (2018)
兵庫医科大学 (2016-2017)

研究代表者

八木 直美  姫路獨協大学, 医療保健学部, 准教授 (40731708)

研究分担者 越久 仁敬  兵庫医科大学, 医学部, 教授 (20252512)
永見 慎輔  川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 助教 (60744042)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード嚥下障害 / 生体信号解析 / パターン認識 / 誤嚥 / スクリーニング
研究成果の概要

健常者群(75.0±6.1歳、56-92歳、男性21名、女性248名)、嚥下障害の可能性あり群(75.9±6.6歳、66-96歳、男性3名、女性21名)、嚥下障害者群(73.3±9.9歳、55~89歳、男性15名、女性15名)の全三群で嚥下機能評価した(p=0.324)。嚥下イベントにより呼吸リズムがどのようにリセットされるかを調査した結果、1)健常者群と嚥下障害者群で嚥下タイミングが早期or遅発期であると呼吸嚥下パターンがくずれる可能性が高い、2)嚥下障害者群の嚥下タイミングは健常者群と比べて遅延する 3)嚥下障害群では嚥下潜時と強く関連している呼吸休止期間が延長されることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、音情報、呼吸情報、喉頭運動情報から抽出された特徴量を用いてパターン認識理論に基づく組み合わせアルゴリズムを構築することは従来研究では例がなく生体情報を処理する上では学術的に新規性が高いものであった。本システムは、人間にとって優しく非侵襲、非拘束なシステムであり、X線造影で検査不能な「日中、夜間を問わない日常の嚥下モニタリング」を実施できる。患者と医療従事者双方の身体、心理的負担を軽減させ、超高齢化社会の健康管理にも役立てることで一人ひとりが安心して元気で暮らすことができる社会を実現させる。本研究は「未来の健康を創造する先制医療」に貢献し、非常に独創的で社会的に大きな意味を持つ。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Using Machine Learning and a Combination of Respiratory Flow, Laryngeal Motion, and Swallowing Sounds to Classify Safe and Unsafe Swallowing2018

    • 著者名/発表者名
      Katsufumi Inoue, Michifumi Yoshioka, Naomi Yagi, Shinsuke Nagami, Yoshitaka Oku
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering

      巻: 19 February 2018 号: 11 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tbme.2018.2807487

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inappropriate Timing of Swallow in the Respiratory Cycle Causes Breathing Swallowing Discoordination2017

    • 著者名/発表者名
      Yagi Naomi、Oku Yoshitaka、Nagami Shinsuke、Yamagata Yoshie、Kayashita Jun、Ishikawa Akira、Domen Kazuhisa、Takahashi Ryosuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fphys.2017.00676

    • NAID

      120006358592

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Breathing swallowing discoordination is associated with frequent exacerbations of COPD2017

    • 著者名/発表者名
      Nagami Shinsuke、Oku Yoshitaka、Yagi Naomi、Sato Susumu、Uozumi Ryuji、Morita Satoshi、Yamagata Yoshie、Kayashita Jun、Tanimura Kazuya、Sato Atsuyasu、Takahashi Ryosuke、Muro Shigeo
    • 雑誌名

      BMJ Open Respiratory Research

      巻: 4 号: 1 ページ: e000202-e000202

    • DOI

      10.1136/bmjresp-2017-000202

    • NAID

      120006355759

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A noninvasive swallowing measurement system using a combination of respiratory flow, swallowing sound, and laryngeal motion2016

    • 著者名/発表者名
      N. Yagi, S. Nagami, M. K. Lin, T. Yabe, M. Itoda, T. Imai, Y. Oku
    • 雑誌名

      Medical & Biological Engineering & Computing Journal

      巻: - 号: 6 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1007/s11517-016-1561-2

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Investigation on Swallowing Disorder in Biometric Data Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Naomi Yagi
    • 学会等名
      the 6th International Conference on Informatics, Electronics & Vision & 7th International Symposium in Computational Medical and Health Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inspiration before or after Swallow - Predisposition to Aspiration and Exacerbation?2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Oku, N. Yagi, S. Nagami
    • 学会等名
      7th European Society for Swallowing Disorders Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Swallow Evaluation System2016

    • 著者名/発表者名
      Naomi Yagi
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Electronics, Communications and Networks
    • 発表場所
      Macau University of Science and Technology(マカオ)
    • 年月日
      2016-12-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 嚥下音・喉頭変位呼吸圧データに基づく障害判定の検討2016

    • 著者名/発表者名
      井上勝文, 吉岡理文, 八木直美, 永見慎輔, 上野博司, 越久仁敬
    • 学会等名
      第12回日本神経筋疾患摂食・嚥下・栄養研究会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館(鳥取県鳥取市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Bioinformation Measurement for Dysphagia2016

    • 著者名/発表者名
      Naomi Yagi
    • 学会等名
      2016 International Conference on Machine Learning and Cybernetics and 2016 International Conference on Wavelet Analysis and Pattern Recognition
    • 発表場所
      Maison Glad Hotel(済州島・韓国)
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MCI患者における嚥下機能の変化2016

    • 著者名/発表者名
      濱口達也, 高田柚乃加, 松枝沙弥香, 高田優, 八木直美, 永見慎輔, 岡田雅博, 越久仁敬
    • 学会等名
      第2回淡路島早期認知症研究会学術集会
    • 発表場所
      しづかホール(兵庫県淡路市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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