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人工知能を利用した高齢者の口腔アセスメントのスクーリニング構築の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H03267
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分58080:高齢者看護学および地域看護学関連
研究機関札幌市立大学

研究代表者

村松 真澄  札幌市立大学, 看護学部, 准教授 (50452991)

研究分担者 出張 裕也  札幌医科大学, 医学部, 講師 (00381260)
村松 宰  北海道大学, 保健科学研究院, 名誉教授 (10109423)
藤井 瑞恵  札幌保健医療大学, 保健医療学部, 教授 (20331192)
越智 守生  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (50169322)
竹川 政範  旭川医科大学, 医学部, 教授 (50216876)
三谷 篤史  札幌市立大学, デザイン学部, 教授 (70388148)
大橋 伸英  札幌医科大学, 医学部, 助教 (70783752)
高橋 尚人  札幌市立大学, その他部局等, 教授 (80414192)
長内 さゆり  天使大学, 看護栄養学部, 准教授 (80783555)
大渕 一博  札幌市立大学, デザイン学部, 講師 (90249730)
小神 順也  旭川医科大学, 医学部, 講師 (90431931)
山中 大寛  北海道医療大学, 歯学部, 助教 (80982389)
山口 摂崇  北海道医療大学, 歯学部, 助教 (50759222)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード口腔アセスメント / 口腔評価 / 高齢者 / 人工知能(AI) / CNN / CNNモデル
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,人工知能(AI)を使って高齢者の口腔内をOral Assessment Guide(OAG)の項目の口唇,舌,唾液,歯肉,歯と義歯の口腔内画像を用い,OAGのスコアを診断する畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Network: CNNまたはConvNet)を構築することである.本研究では,高齢者の口腔内の写真を収集する.収集した画像を用いてCNNモデルを構築し,モデルの適合性を確認する.令和4年度にはさらに画像を収集し,構築したCNNモデルの適合性を検証する.令和5年度,現在のデータベースにCNNモデルを組み込み稼働させて検証する.

研究実績の概要

本研究の目的は,人工知能(AI)を使って高齢者の口腔内をOral Assessment Guide(OAG)の項目の口唇,舌,唾液,歯肉,歯と義歯の口腔内画像を用い,OAGのスコアを診断する畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Network: CNNまたはConvNet)を構築することである.本研究では,高齢者の口腔内の写真を収集し、収集した画像を用いてCNNモデルを構築し,モデルの適合性を確認することであった.
1.データベースについては,すでにあるデータベースの基本属性等の項目の点検し改修した.2.歯科クリニックにある既存の画像を収集し、第1次モデルCNNを作成した.3.第1次モデルCNNを使用したアプリ開発を試みた.4.第1次モデルCNNは、歯科に通院できる高齢者の画像に限定されたため、画像の収集に偏りが出たため、病院や施設にいる人の画像が必要であった.次に病院や施設の画像を取集開始した.COVID-19流行下にあって依頼した施設も業務多忙であったため、画像の収集がなかなかできなかった.収集された画像については、第2次モデルCNN用に分類中である.5.特許を出願中である.6.2022年度大学見本市~イノベーション・ジャパンに参加し、第1次モデルCNNを使って臨床活用に結びつく企業探しをしたが、見つからなかった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

COVID-19流行下で、介護保険施設などに出向いて自分たちで画像を収集する予定であったが実施できなかった.そこで、歯科クリニックや病院・施設に画像提供を依頼した.しかし、依頼先もCOVID-19流行下で業務多忙及び感染拡大予防のため対応できなかったため、遅れている.

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策としては、1.高齢者の多様な画像を収集する.2.第2次モデルCNNの分析をする.3.第1次モデルを使用したアプリ開発を試みた.第1次モデルCNNで作成したアプリの評価をして改善する.第1次モデルCNNの臨床での活用について検討する.4.第2次モデルCNNの臨床活用についても検討する.5.Oral Assessment Guideの声、および嚥下の項目についても、基礎研究を開始しデータ収集を始めている.6.実装に載せるために2023年度大学見本市~イノベーション・ジャパンに、申し込み中である.

報告書

(1件)
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 最先端医療の今 畳み込みニューラルネットワークを用いた高齢者の口腔アセスメントの基礎研究2022

    • 著者名/発表者名
      村松 未恵, 村松 真澄, 高橋 尚人
    • 雑誌名

      Medical Science Digest

      巻: 48(8) ページ: 389-391

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Image diagnosis models for the oral assessment of older people using convolutional neural networks: A retrospective observational study2021

    • 著者名/発表者名
      Muramatsu Misato、Muramatsu Masumi、Takahashi Naoto、Hagiwara Atsuko、Hagiwara Jyun、Takamatsu Yuichiro、Morooka Ryo、Ochi Morio、Kaitani Toshiko
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Nursing

      巻: 31 号: 23-24 ページ: 3550-3559

    • DOI

      10.1111/jocn.16182

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高齢者の口腔アセスメントのためのAI画像診断モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      石黒 未恵, 村松 真澄, 高橋 尚人
    • 学会等名
      日本看護科学学会学術集会講演集41回
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 口腔評価システム2022

    • 発明者名
      高橋尚人、村松真澄、石黒未恵
    • 権利者名
      高橋尚人、村松真澄、石黒未恵
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-011678
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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