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2022 年度 実績報告書

高齢者の発話音声・脳血流解析を用いた認知機能障害の疾患・地域多様性の横断的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H01137
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

加藤 昇平  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70311032)

研究分担者 渡辺 宏久  藤田医科大学, 医学部, 教授 (10378177)
赤津 裕康  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (00399734)
高野 映子  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 健康長寿支援ロボットセンター, 研究員 (60778637)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード認知症スクリーニング / 医療・福祉サービス / 発話音声・脳血流解析 / 前頭側頭葉変性症 / パーキンソン病 / 地域多様性
研究実績の概要

本申請研究課題では、高齢者の発話音声ならびに認知課題遂行時の脳血流データを解析することで認知症の臨床診断ラベルと高い一致度を持つ認知症の早期スク リーニングの基本原理と基礎アルゴリズムを発展させることで、認知機能障害の疾患・地域多様性の横断的研究を展開する。2022年度は、以下の研究を実施した。
疾患多様性の研究項目においては、新しい神経変性疾患として、レビー小体型認知症と病理の連続性が指摘されているパーキンソン病(PD)が研究対象として加えられた。研究分担者および連携研究者の協力の下、藤田医科大学病院にて臨床データと音声記録を収集した。2022年度はHC94、PD106(パーキンソン病81、大脳皮質基底核変性症8、多系統萎縮症17)の計200名の臨床データが収集された。PDは、発声や構音に運動障害を伴うケースが多いため、WAB失語症検査における復唱・音読課題16題の回答音声を解析した。音響的特徴、言語的特徴、時間特徴をそれぞれ抽出・ 分析し、発話16課題別に構築した弱学習モデルに対してアンサンブル学習を実装することで、PDの検出モデルを試作した。
地域多様性の研究項目としては、高齢者の日常生活の記録からフィジカルフレイルのリスクを検出することを目的として、加速度データを使用したフレイル・サルコペニアのリスク要因である低筋力状態を推定するモデルを構築した。具体的には、名古屋市鳴子地区、豊田市足助地区、豊橋市の地域在住高齢者を対象に3軸加速度センサーを足首部位に装着した歩行運動から、歩行特徴量と用いた身体的虚弱状態を検出するシステムを試作した。

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

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はうまく進んでおり、前頭側頭葉変性症(FTLD)および神経変性の原因蛋白として病理の連続性が指摘されている筋萎縮性側索硬化症(ALS)の高品質な臨床データが収集できている。加えて、今年度からはレビー小体型認知症と病理の連続性が指摘されているパーキンソン病(PD)の臨床データの収集にも着手できた。また、研究分担者との定期的な進捗報告や議論が実施できており、チーム体制で研究課題に取り組むことができている。

今後の研究の推進方策

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。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 24件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Wollongong(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      University of Wollongong
  • [雑誌論文] 閉じ込め状態を呈する筋萎縮性側索硬化症者の意思伝達支援-機械学習を用いた脳血行動態変化に基づくBrain-Computer Interfaceの性能評価2023

    • 著者名/発表者名
      増尾明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • 雑誌名

      作業療法ジャーナル

      巻: 57(1) ページ: 89-95

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光トポグラフィーを用いた筋萎縮性側索硬化症患者の脳賦活反応判別-生体信号の時間変動を考慮した意思伝達性能-2023

    • 著者名/発表者名
      増尾明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • 雑誌名

      愛知作業療法

      巻: 31 ページ: 10-16

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ドメイン適応により個人の少量脳波データを拡張する感情推定モデル2022

    • 著者名/発表者名
      古川翔也, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 142(7) ページ: 771-780

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.142.771

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3軸加速度センサーによる歩行特徴量を用いた中・高齢者の身体的虚弱状態検出2022

    • 著者名/発表者名
      中村早希, 増尾明, 竹尾淳, 佐久間拓人, 加藤昇平, 渡邊航平, 川出義浩, 間辺利江, 赤津裕康
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 142(12) ページ: 1262-1268

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.142.1262

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain state discrimination based on near-infrared spectroscopy of prefrontal cortical region in patients with severe physical impairment2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Masuo, Nobumi Abe, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 雑誌名

      Journal of Nursing Science and Engineering

      巻: 10 ページ: 56-65

    • DOI

      10.24462/jnse.10.0_56

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Few-label Class-wise Domain Adversarial Neural Networks for EEG Emotion Recognition2023

    • 著者名/発表者名
      Shoya Furukawa, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reinforcement Learning of Coordination with Centralized Critic Using Dual Encoders2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hyodo, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Unsupervised Plant Disease Detection Using Generative Adversarial Networks Utilizing Feature Representation2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Kamohara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Generating Floor Plan with Zoning Method and Adjacency Constraint Considering Characteristic of Japanese Layout2023

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Sugiura, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Music Composition Using Interactive Evolutionary Computation Considering Handbell Chord Features2023

    • 著者名/発表者名
      Junna Kaigawa, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Binary PSO Introducing L_vy Flight For Optimization of the Storage Layout Assignment Implementing an AGV in Existing Product Placement2023

    • 著者名/発表者名
      Minami Watanabe, Koya Ihara.Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] LiDAR-Theta*: Safe Path Planning Algorithm for Mobile Robots in Partially Observable Environments2023

    • 著者名/発表者名
      Shunta Ishizuya, Takuto Sakuma.Shohei Kato
    • 学会等名
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Audio-Visual Shared Emotion Representation for Robust Emotion Recognition on Modality Missing Using Hemi-hyperspherical Embedding and Latent Space Unification2022

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Harata, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      24th International Conference on Human-Computer Interaction
    • 国際学会
  • [学会発表] Dementia Screening Based on SVM Using Qualitative Drawing Error of Clock Drawing Test2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Masuo, Yuki Ito, Tsukasa Kanaiwa, Kosuke Naito, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      The 44th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society(EMBC 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Multiagent based Order Picking Simulator for Optimizing Operations in a Logistics Warehouse2022

    • 著者名/発表者名
      Takuto Sakuma, Minami Watanabe, Koya Ihara, Shohei Kato
    • 学会等名
      International Conference on Industrial Engineering and Other Applications of Applied Intelligent Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Abstracting Teammate With Multi-Agent DDPG Using Dual Encoders2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hyodo, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Plant Disease Detection With Generative Adversarial Networks for Assisting Extension Workers2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Kamohara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancing Social Telepresence on Text Communication Using Robot Avatar that Reflects User's Chatting States2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Nakamura, Seiichi Harata, Takuto Sakuma, Yoshihiro Tanaka, Yoshihiko Nankaku, Shohei Kato
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] LiDAR-Based Safe and Realistic Path Planning in Partially Observable Environments2022

    • 著者名/発表者名
      Shunta Ishizuya, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Emotion Recognition Model With Class-wise Domain Adaptation Based on Few-Shot EEG Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Shoya Furukawa, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Facial Expressions Generating Model Reflecting Agent's Emotion Response Using Facial Landmark Residual Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Kondo, Seiichi Harata, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Introducing an AGV System into the Warehouse and Optimizing Product Placement for Efficient Operation2022

    • 著者名/発表者名
      Minami Watanabe, Koya Ihara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Production Line Work Schedule Generation System Considering Rest Alternation2022

    • 著者名/発表者名
      Kenga Mikami, Koya Ihara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Drawing Feature Analysis of Clock Drawing Test toward Easy Screening for Dementia2022

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kato, Akira Masuo, Yuki Ito, Tsukasa Kanaiwa, Kosuke Naito, Takuto Sakuma
    • 学会等名
      2022 Japan-Poland International Workshop on Technologies supporting rehabilitation and medical services
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Learning Cooperative Behavior with Multi-Agent DDPG Using Dual Encoders2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hyodo, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Knowledge Information and Creativity Support Systems (KICSS2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Unsupervised Anomaly Detection for Efficient Plant Disease Diagnosis Using Adversarial Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Kamohara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Knowledge Information and Creativity Support Systems (KICSS2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Multi-agent System for Modelling Influence Diffusion of Preference Rankings in Social Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Xiaoxue Liu, Shohei Kato, Wen Gu
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Knowledge Information and Creativity Support Systems (KICSS2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Segmentation of cartilage regions in knee osteoarthritis MR images using TransUNet2022

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kimura, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Knowledge Information and Creativity Support Systems (KICSS2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Class-wise Domain Adaptation for Few-label EEG Emotion Recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Shoya Furukawa, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Knowledge Information and Creativity Support Systems (KICSS2022)
    • 国際学会
  • [備考] 加藤昇平研究室Webページ

    • URL

      https://www.katolab.nitech.ac.jp

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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