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2015 年度 実績報告書

音声韻律・脳血流データのベイジアン・マイニングに基づく認知症の早期スクリーニング

研究課題

研究課題/領域番号 25280100
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 本間 昭  社会福祉法人浴風会認知症介護研究・研修東京センター, その他部局等, その他 (40081707)
遠藤 英俊  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, その他部局等, その他 (80501121)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード認知症スクリーニング / 脳血流解析 / 発話音韻解析 / ベイジアン・マイニング
研究実績の概要

ごく早期の認知症の発見・予防を目とした認知機能障害のスクリーニングは、益々進む社会の高齢化において大いに期待される技術である。本研究では、医療介護施設向けの装置(近赤外分光法fNIRS測定装置内蔵)ならびに、携帯電話等通信端末に組込まれるソフトウェア(音声データ分析)として、音声韻律・脳血流のデータマイニングアプローチに基づく認知症の早期スクリーニングを開発する。3年目である平成27年度は以下の項目について研究を実施した。
1)地域高齢者の健康状態、日常生活能力、および、認知機能の把握調査
名古屋市緑区鳴子地区に在住する高齢者を対象に、生活環境、健康状態、日常生活能力等の状況調査を実施している。本研究では、これに加えて認知機能を確認するための認知テストを課し、課題実行時の回答音声ならびに脳血流データを測定、収集、蓄積した。開始2年目である本年度は、昨年度の調査項目に加えて、Geriatric Depression Scale、長谷川式簡易知能評価スケール、血圧測定を追加し、51名の高齢者(男性18名、女性33名、昨年度からの参加者20名を含む)からデータを採取した。
2) 認知症スクリーニングシステムの試作とWebを用いた臨床実験のためのICT計算環境・サービスの構築
昨年度までの研究開発項目にて研究開発された、判別計算アルゴリズムを用いて軽度AD群とMCI群と健常群を判別する実験を実施するために、臨床現場で採取された音声・脳血流データをネットワーク上で受信しデータベースに格納する通信プログラム、ならびに、音声・脳血流データを解析して韻律特徴を自動抽出し構築済みの判別モデルに入力することで判別結果を自動出力する、サーバ・クライアント型の試作プログラムを開発した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

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が上手くすすみ、実験データの採取が順調に進んだ。今年度は、名古屋市立大学大学院医学研究科・看護学研究科の協力を得て昨年度から研究フィールドに追加された、名古屋市緑区の鳴子地区の高齢者コミュニティを対象とした実験データの採取が特に強化された。
加えて、将来の認知症スクリーニングシステム実用化を目指した、ICT計算機環境の整備とサービスプログラムの試作を進めることが出来た。

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。

次年度使用額が生じた理由


購入済みの光イメージング脳機能測定装置および消耗品の持ちが当初の予想よりも良好であったため、予定していた、設備の維持管理費や消耗品の追加購入の支出を抑えることが出来たため。

次年度使用額の使用計画

研究成果の整理・公表や測定データの編集・解析作業補助などの人件費、ならびに、音声・脳血流データ解析の計算資源の増強に利用する予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] ユーザの行動選択傾向に応じた感性ロボットの性格付与2016

    • 著者名/発表者名
      小笠原宏樹,加藤昇平
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: Vol.15 No.1 ページ: 75-83

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-15-00047

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 感性ロボットに心を宿す情報処理とインタラクションデザイン2015

    • 著者名/発表者名
      加藤昇平
    • 雑誌名

      感性工学・特集「感性ロボット」

      巻: Vol.13 No.4 ページ: 211-219

  • [雑誌論文] 隠れマルコフモデルを用いた発話音声からの性格印象推定2015

    • 著者名/発表者名
      金軼成, 佐久間拓人, 加藤昇平, 國立勉
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: Vol.135, No.12 ページ: 1517-1523

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Comparison of Cerebral Blood Flow Activation of Elderlies with Amnestic and Nonamnestic MCI during Daily Conversation2016

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma, and Kiyomi Tomida
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Biomedical and Health Informatics (BHI-2016),
    • 発表場所
      Las Vegas, NV, USA
    • 年月日
      2016-02-24 – 2016-02-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Psychological Effects of Physical Embodiment on Pet Therapy2016

    • 著者名/発表者名
      Rina Hayashi, Shohei Kato
    • 学会等名
      International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2016)
    • 発表場所
      Beppu, Oita, Japan
    • 年月日
      2016-01-20 – 2016-01-22
    • 国際学会
  • [学会発表] 高齢者の発生音声と脳血流解析に基づく軽度認知症の早期スクリーニング2015

    • 著者名/発表者名
      加藤昇平
    • 学会等名
      中部経済連合会ヘルスケア部会・名工大医工学技術見学会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2015-11-12 – 2015-11-12
  • [学会発表] A Friendship Network Model on Heider’s Balance Theory Considering Assertiveness and Empathy2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Okubo, Shohei Kato, Atsuko Mutoh
    • 学会等名
      The 4th 2015 IEEE Global Conference on Consumer Electronics (IEEE GCCE 2015)
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] How Cognitive Biases Works on Word Alignment2015

    • 著者名/発表者名
      Taichi Matsui, Shohei Kato, Munehiro Nakamura
    • 学会等名
      The 4th 2015 IEEE Global Conference on Consumer Electronics (IEEE GCCE 2015)
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] CHOBONYAN: Soft-Stuffed Robot in Palmtop Size and Light Weight for Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Rina Hayashi, Shohei Kato
    • 学会等名
      The 4th 2015 IEEE Global Conference on Consumer Electronics (IEEE GCCE 2015)
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Task Reinforcement Learning with Associative Memory Models Considering the Multiple Distributions of MDPs2015

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Kinbara, Shohei Kato, Munehiro Nakamura
    • 学会等名
      The 4th 2015 IEEE Global Conference on Consumer Electronics (IEEE GCCE 2015)
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] The Effect of Assertiveness and Empathy on Heider's Balance Theory for Friendship Network Models2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Okubo, Shohei Kato, Atsuko Mutoh
    • 学会等名
      International Joints Agent Workshop Symposium 2015
    • 発表場所
      Ishikawa, Japan
    • 年月日
      2015-09-30 – 2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Associative Memory-based Approach to Multi-task Reinforcement Learning under Stochastic Environments2015

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Kinbara, Kato Shohei, Munehiro Nakamura
    • 学会等名
      International Joints Agent Workshop Symposium 2015
    • 発表場所
      Ishikawa, Japan
    • 年月日
      2015-09-30 – 2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Mild Alzheimer’s Disease and Mild Cognitive Impairment from Elderly Speech: binary discrimination using logistic regression2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kato, Akira Homma, Takuto Sakuma, Munehiro Nakamura
    • 学会等名
      The 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’15)
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of Cerebral Blood Flow Activation of Elderlies during Verbally-Based Cognitive Tasks: comparison of fNIRS signals between mild AD and MCI subtypes2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, Takuto Sakuma
    • 学会等名
      Brain Connects 2015(NCGG/JSPS NTU/NUS Joint Research Collaboration Workshop)
    • 発表場所
      Nagoya Universoty
    • 年月日
      2015-07-31 – 2015-08-01
    • 国際学会
  • [学会発表] 高齢者の発話から認知症の危険度を察知する情報技術:誰でも気軽に使える認知症スクリーニングをめざして2015

    • 著者名/発表者名
      加藤昇平
    • 学会等名
      CIAJ情報通信ネットワーク産業協会・えくすぱーと・のれっじ・セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-06-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparison of Cerebral Blood Flow Activation of Elderlies with Amnestic and Non-amnestic MCI during Verbally-Based Cognitive Test2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo, Risako Nagata, and Takuto Sakuma
    • 学会等名
      The 54th Annual Conference of Japan Society for Medical and Biological Engineering
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 鳴子地区在住高齢者の健康状態、日常生活能力、および、認知機能の把握調査2015

    • 著者名/発表者名
      加藤昇平, 赤津裕康, 渕田英津子
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [備考] 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

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

  • [産業財産権] Cognitive Impairment Determination Apparatus, Cognitive Impairment Determination System and Program2013

    • 発明者名
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo
    • 権利者名
      Shohei Kato, Hidetoshi Endo
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      USPT 9,131,889 B2
    • 出願年月日
      2013-11-27
    • 取得年月日
      2015-09-15
    • 外国

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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