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2021 Fiscal Year Annual Research Report

A Cross-Sectional Study on Disease and Regional Diversity of Cognitive Impairment in Elderly Using Speech Analysis and Cerebral Blood Flow Activation

Research Project

Project/Area Number 19H01137
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

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

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 赤津 裕康  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (00399734)
渡辺 宏久  藤田医科大学, 医学部, 教授 (10378177)
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)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords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 / 地域多様性
Outline of Annual Research Achievements

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。2021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、前頭側頭葉変性症 (FTLD)とよばれるアルツハイマー型とは異なる疾患タイプのスクリーニングを試みた。FTLDは疾患サブタイプである、PNFA、bvFTDmSDに分類して臨床データを収集し、これに加えて、FTLDおよびFLTDと病態の連続性が指摘されている筋萎縮性側索硬化症(ALS)も解析対象に加えた。研究分担者および連携研究者の協力の下、名古屋大学医学部附属病院ならびに大阪大学医学部附属病院、堺市浅香山病院にて臨床データと音声記録を収集した。2021年度は、新たに42件のデータが追加され(FTLD5(PNFA1、bvFTD1、SD3)、AD13、ALS14、HC10)、合計198件のデータ(FTLD25(PNFA6、bvFTD6、SD13)、ALS61、AD30、HC82)で研究を実施した。風景画について説明する自由発話課題の発話音声の言語的特徴に着目し、初年度に検討した音響的特徴とあわせてアンサンブル学習を実施することでFTLDの簡易識別モデルを試作した。加えて、WAB失語症検査における復唱・音読課題の回答音声の言語的特徴を抽出・ 分析し、初年度に検討した音響的特徴と課題別アンサンブル学習を実装することで、FTLDおよびALS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、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6軸加速度センサーを足首部位に装着した歩行運動から、フィジカルフレイルを検出するシステムの開発を検討した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

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、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。 一方で、新型コロナウイルス感染症の拡大により、海外における研究調査や機材調達に制約が発生し、研究遂行に遅延 を余儀なくされた。

Strategy for Future Research Activity

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。

  • Research Products

    (19 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Wollongong(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      University of Wollongong
  • [Journal Article] 機械学習を用いたDuchenne型筋ジストロフィー患者のスイッチ操作支援-Brain-Computer Interface構築の基礎的検討-2021

    • Author(s)
      増尾明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Journal Title

      愛知作業療法

      Volume: 29 Pages: 10-15

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 認知課題遂行時の発話特徴を用いた認知症希少疾患の簡易検出2021

    • Author(s)
      花井 俊哉, 加藤 昇平, 坂口 巧一, 佐久間 拓人, 大嶽 れい子, 桝田 道人, 渡辺 宏久
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌

      Volume: Vol.J104-D(4) Pages: 198-206

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020PDP0018

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Using Sim-To-Real Transfer Learning to Close Gaps Between Simulation and Real Environments Through Reinforcement Learning2021

    • Author(s)
      Yuto Ushida, Hafiyanda Razan, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Journal Title

      Journal of the International Society of Artificial Life and Robotics

      Volume: 27 Pages: 130-136

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Distributed Reinforcement Learning that Emerges Teamwork between Agents with Different Abilities2022

    • Author(s)
      Yuki Hyodo, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      27th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unsupervised Plant Disease Detection Using Generative Models with Deep Neural Networks2022

    • Author(s)
      Yoshihisa Kamohara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      27th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Personalized Emotion Recognition Model Based on Few-shot EEG Learning: Effect of Domain Adaptation in Emotional Feature Space2022

    • Author(s)
      Shoya Furukawa, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      27th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tennis Swing Form Evaluation Based on Swing Characteristics Related with Skillfulness Using Accelerometer and Gyroscopes2022

    • Author(s)
      Shuto Ohshima, Shohei Kato, Takuto Sakuma
    • Organizer
      27th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of Loss Functions in Contrastive Learning for Latent Space Unification and Emotion Recognition on Multimodal Deep Learning2022

    • Author(s)
      Seiichi Harata, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      27th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Dementia Classification Based on Speech Analysis of Casual Talk During a Clinical Interview2022

    • Author(s)
      Shunya Hanai, Shohei Kato, Takuto Sakuma, Reiko Ohdake, Michihito Masuda, Hirohisa Watanabe
    • Organizer
      27th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Novel Sampling Method with L_vy Flight for Distribution-Based Discrete Particle Swarm Optimization2021

    • Author(s)
      Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      IEEE Congress on Evolutionary Computation (IEEE CEC 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Omnidirectional Mobile Robot Path Finding Using Deep Deterministic Policy Gradient for Real Robot Control2021

    • Author(s)
      Yuto Ushida, Hafiyanda Razan, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reinforcement Learning That Emerges Teamwork in Heterogeneous Multi-Agent Environment2021

    • Author(s)
      Yuki Hyodo, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emotion Recognition with Domain Adaptation Based on Few-Shot EEG Learning2021

    • Author(s)
      Shoya Furukawa, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Acquisition of lip-sync expressions using transfer learning for text-to-speech emotional expression agents2021

    • Author(s)
      Shintaro Kondo, Seiichi Harata, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Initialization Effects for PSO Based Storage Assignment Optimization2021

    • Author(s)
      Minami Watanabe, Koya Ihara, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SUGO-MIMI: A Waggle Ear-Type Device Linked to Eyebrows2021

    • Author(s)
      Shoko Kimura, Ayaka Fujii, Seiichi Harata, TakutoSakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      9th International Conference on Affective Computing & Intelligent Interaction (ACII 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influential Online Forum User Detection Based on User Contribution and Relevance2021

    • Author(s)
      Wen Gu, Shohei Kato, Fenghui Ren, Guoxin Su and Takayuki Ito
    • Organizer
      The 5th IEEE International Conference on Agents (IEEE ICA 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 加藤昇平研究室Webページ

    • URL

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

URL: 

Published: 2023-12-25  

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