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2020 年度 実績報告書

多元的音情報に基づく口腔機能・摂食嚥下機能評価システムの開発と検証

研究課題

研究課題/領域番号 18H03260
研究機関静岡大学

研究代表者

西村 雅史  静岡大学, 情報学部, 教授 (60740363)

研究分担者 黒岩 眞吾  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20333510)
森野 智子  静岡県立大学短期大学部, 短期大学部, 講師 (20582703)
津賀 一弘  広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (60217289)
西田 昌史  静岡大学, 情報学部, 准教授 (80361442)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード摂食嚥下機能 / 行動認識 / 嚥下障害 / 嚥下音 / 咀嚼音
研究実績の概要

本研究では音情報処理の研究者と,口腔,摂食嚥下のそれぞれの医療に関わる研究者が連携し,音情報を活用した非侵襲で簡便な摂食嚥下機能評価技術の開発を目指している.研究計画に則り,1)摂食嚥下行動データの収集およびデータベースの構築,2)嚥下障害者の嚥下音や発話,及び”むせ”の特徴分析,3)口腔機能低下時の咀嚼音の特徴分析,4)摂食嚥下に関わる行動メタ情報の自動抽出方法の検討などを行った.
1)については健康な若年者及び高齢者からのデータ収集に加え,病院での患者データ収集,さらには嚥下障害者宅でのオンラインデータ収集を実施した.2)に関しては嚥下障害者の誤嚥に伴う”むせ”に着目することで障害の長期変化を遠隔モニタリングすることを試み,その有効性を確認した.また,食物の残留が発話に与える影響を分析するとともに,そこで得られた知見に基づいて梨状窩における食物残留を自動検出する方法などを開発した.3)については若年者と義歯装着高齢者との機能比較を実施し,ここでも音情報の有効性を再確認することができた.また,食物の粉砕状態を自動評価する方法を開発した.4)においてはセンサの多チャンネル化を実施するとともにAttention機構やデータ拡張技術の導入によって咀嚼位置や嚥下に関する認識性能を大幅に改善できることを示した.
上記の研究活動の中で得られた成果については,特許申請3件を行うとともに,国際会議4件,招待講演2件,国内会議12件の成果発表を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

高齢者データの追加収集においては新型コロナウイルス感染症の影響で一部の実験が困難となり,データベース構築という観点では影響が出た.一方,当初予定していた研究項目についてはそれまでに収集完了していたデータを活用することで多くの成果を得ることができた.

今後の研究の推進方策

障害者や患者のデータに加え,健常高齢者のデータを拡充することで,嚥下機能及び咀嚼機能の低下に関する特徴を一層明確にできると考えている.特に嚥下機能についてはUESO(食道上部括約筋開放時点)が嚥下障害の判定に特に重要であると考えており,そのタイミングの高精度な自動抽出方法を開発する.一方,咀嚼機能については,咀嚼・嚥下の自動認識のために開発したDNNモデルの中間状態出力が,咀嚼能力と高い相関を持つとの見通しを得ており,これに関する検討を重点的に行う.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 産業財産権 (3件)

  • [学会発表] Automatic Detection of Chewing and Swallowing Using Multichannel Sound Information2021

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nakamura, Takato Saito, Daizo Ikeda Ken Ohta, Hiroshi Mineno, Masafumi Nishimura
    • 学会等名
      IEEE Lifetech2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 音声言語情報処理技術を活用した心身状態の理解2021

    • 著者名/発表者名
      西村雅史
    • 学会等名
      情報処理学会 高齢社会デザイン研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 食事中の咳嗽を遠隔でモニタリングすることの有用性2021

    • 著者名/発表者名
      古川大輔,村西幸代、石渡智一、西村雅史、西田昌史、黒岩眞吾,河田佐和子、高橋直樹、鈴木猛司
    • 学会等名
      第44回日本嚥下医学会学術講演会
  • [学会発表] 発声スタイルの違いによる母音の話者内分散の変化2021

    • 著者名/発表者名
      杉田あおい,細山友紀,西村雅史,西田昌史,堀内靖雄,黒岩眞吾
    • 学会等名
      情報・システムソサイエティ特別企画ジュニア&学生ポスターセッション
  • [学会発表] 誤嚥防止に向けた梨状窩への食物残留模擬音声の分析2021

    • 著者名/発表者名
      細山友紀, 杉田あおい, 西村雅史, 西田昌史, 堀内靖雄, 黒岩眞吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 食行動データベースを用いた口腔機能の分析と評価2021

    • 著者名/発表者名
      盧 優梨,森野智子,鈴木桂子,山本智美,西田昌史,西村雅史
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
  • [学会発表] マルチチャンネルの音情報を用いた咀嚼と嚥下の自動検出2021

    • 著者名/発表者名
      中村亮裕,斎藤隆仁,池田大造,太田賢,峰野博史,西村雅史
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
  • [学会発表] Analysis of Acoustic Feaures Affected by Residual Food in the Piriform Fossa Toward Early-Detection of Dysphagia2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Hosoyama, Masahiro Koto, Masafumi Nishimura, Masafumi Nishida, Yasuo Horiuchi, Shingo Kuroiwa
    • 学会等名
      8th KES International Conference on Innovation in Medicine and Healthcare (KES-InMed)
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Detection of Chewing and Swallowing Using Hybrid CTC/Attention2020

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nakamura, Takato Saito, Daizo Ikeda, Ken Ohta, Hiroshi Mineno, Masafumi Nishimura
    • 学会等名
      IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] A DATA AUGMENTATION TECHNIQUE FOR AUTOMATIC DETECTION OF CHEWING SIDE AND SWALLOWING2020

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura, T. Saito, D. Ikeda, K. Ohta, H. Mineno, M. Nishimura
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] 音で知る心身の健康 ~食べることと話すこと~2020

    • 著者名/発表者名
      西村雅史
    • 学会等名
      情報処理学会 音学シンポジウム2020
    • 招待講演
  • [学会発表] A CRNN-based approach to detect chewing sound2020

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Mehedi Billa, Masafumi Nishimura
    • 学会等名
      令和二年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
  • [学会発表] 咀嚼主観的満足度と実際の咀嚼音の比較2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木桂子,森野智子,山本智美,津賀一弘,西村雅史
    • 学会等名
      日本咀嚼学会第31回学術大会
  • [学会発表] 摂食嚥下機能評価のための食行動データベースの構築と分析2020

    • 著者名/発表者名
      盧優梨, 森野智子, 鈴木桂子, 山本智美, 西田昌史, 西村雅史
    • 学会等名
      第18回情報学ワークショップ(WiNF2020)
  • [学会発表] X線画像を用いた嚥下音の産生部位同定と特徴分析2020

    • 著者名/発表者名
      高馬大輝, 黒岩眞吾, 西田昌史, 西村雅史
    • 学会等名
      第18回情報学ワークショップ(WiNF2020)
  • [学会発表] 嚥下障害患者の長期咳嗽モニタリングによるむせと咳払いの分析2020

    • 著者名/発表者名
      吉村和大, 西田昌史,西村雅史
    • 学会等名
      情報学シンポジウム2020
  • [学会発表] 食事音による食事行動の自動検出と提示インターフェースの評価2020

    • 著者名/発表者名
      伴野司,中村亮裕,西村雅史
    • 学会等名
      情報学シンポジウム2020
  • [学会発表] Automatic Detection of Swallowing Events by Using Throat Sound and Chest Sound2020

    • 著者名/発表者名
      Bhuiyan Rakib, Khan Ahmad Yeaseen, Masafumi Nishimura
    • 学会等名
      情報学シンポジウム2020
  • [産業財産権] 評価装置、評価方法、及び評価プログラム2021

    • 発明者名
      西村雅史,中村亮裕
    • 権利者名
      西村雅史,中村亮裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2021-24865
  • [産業財産権] 評価装置,及び評価プログラム2020

    • 発明者名
      西村雅史,黒岩眞吾
    • 権利者名
      西村雅史,黒岩眞吾
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-137947
  • [産業財産権] 動作検知装置及び動作検知方法2020

    • 発明者名
      西村雅史
    • 権利者名
      西村雅史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-199496

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公開日: 2022-12-28  

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