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ホワイトボックス型AIによる睡眠データからの不顕性誤嚥群検出とそのメカニズム解明

ホワイトボックス型AIによる睡眠データからの不顕性誤嚥群検出とそのメカニズム解明
使用白盒人工智能从睡眠数据中检测亚临床误吸簇并阐明其机制
批准号：
21K19621
负责人：
佐々木 誠
金额：
$4.08万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19621/
关键词：
摂食嚥下不顕性誤嚥マルチモーダル生体信号計測AI機械学習嚥下障害

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
前年度に試作したマルチモーダル生体信号計測システムを用いて予備実験ならびに精度検証を行ったところ，より多角的な視点から評価するために，同時計測可能なチャンネル数を増やす必要性が生じた．そこで，生体信号計測モジュールを新規購入し，ハードウェアの変更を行うことで，これらの問題を解決した．次に，ストレッチャー車いすを用いて，健常者を対象とした安静時マルチモーダル生体信号（嚥下，呼吸，嚥下音，喉頭運動，体動，体温，SpO2等）の計測を行った．このうち，呼吸計測には，睡眠時無呼吸症候群の臨床分野でも実績のあるPVDF（Polyvinylidene Fluoride film）を採用した．PVDFセンサは，焦電特性を有し，温度変化の検出感度が高いことから，呼吸数や呼吸停止の有無等の検出に優れている．一方，嚥下時には，様々な波形変化を示すことから，嚥下と呼吸の協調性の評価，すなわち，嚥下性無呼吸区間の特定や，その前後の呼吸相の特定が困難になる場合があった．そこで，PVDFセンサに加え，喉頭センサの情報を用いた呼吸パターン解析アルゴリズムを新たに考案し，マスク型センサ（呼吸流量センサ）の結果と比較することで，その有効性を検証した．さらに，嚥下前後における呼吸パターンの変化から，誤嚥リスクを評価できる可能性を見出した．今後は，前年度から開発を進めている嚥下解析用AIに，呼吸パターン変化を加えることで，不顕性誤嚥群の検出可能性やAIの判断基準を詳細に検討する予定である．
英文摘要
前年度に試作したマルチモーダル生体信号計測システムを用いて予備実験ならびに精度検証を行ったところ，より多角的な視点から評価するために，同時計測可能なチャンネル数を増やす必要性が生じた．そこで，生体信号計測モジュールを新規購入し，ハードウェアの変更を行うことで，これらの問題を解決した．次に，ストレッチャー車いすを用いて，健常者を対象とした安静時マルチモーダル生体信号（嚥下，呼吸，嚥下音，喉頭運動，体動，体温，SpO2等）の計測を行った．このうち，呼吸計測には，睡眠時無呼吸症候群の臨床分野でも実績のあるPVDF（Polyvinylidene Fluoride film）を採用した．PVDFセンサは，焦電特性を有し，温度変化の検出感度が高いことから，呼吸数や呼吸停止の有無等の検出に優れている．一方，嚥下時には，様々な波形変化を示すことから，嚥下と呼吸の協調性の評価，すなわち，嚥下性無呼吸区間の特定や，その前後の呼吸相の特定が困難になる場合があった．そこで，PVDFセンサに加え，喉頭センサの情報を用いた呼吸パターン解析アルゴリズムを新たに考案し，マスク型センサ（呼吸流量センサ）の結果と比較することで，その有効性を検証した．さらに，嚥下前後における呼吸パターンの変化から，誤嚥リスクを評価できる可能性を見出した．今後は，前年度から開発を進めている嚥下解析用AIに，呼吸パターン変化を加えることで，不顕性誤嚥群の検出可能性やAIの判断基準を詳細に検討する予定である．
期刊论文(0)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
歯科から発信する新たな医療AI
来自牙科的新医疗人工智能
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [Enrique Ezra Zuniga Heredia, Fernando Arteaga Arteaga, Masahiro Iijima, Masaya Sawamura, 玉田泰嗣，高橋陽助，横浜裕太，佐々木誠，鮎瀬卓郎, 玉田泰嗣]
通讯作者： 玉田泰嗣
前頸部多点表面筋電図を用いた嚥下機能評価技術
颈前路多点表面肌电图吞咽功能评估技术
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [杉本大輔, 佐々木誠, 佐々木颯真, 玉田泰嗣，戸原玄, 佐々木誠]
通讯作者： 佐々木誠
AIによるsEMGを用いた嚥下イベントの検出
使用 sEMG 和 AI 检测吞咽事件
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [杉本大輔, 佐々木誠, 佐々木颯真, 玉田泰嗣，戸原玄, 佐々木誠, 佐々木誠, 玉田泰嗣，高橋陽助，高畠英昭，劉宇曦，佐々木誠]
通讯作者： 玉田泰嗣，高橋陽助，高畠英昭，劉宇曦，佐々木誠
飲み込みを科学する　～嚥下機能計の開発～
研究吞咽科学 - 吞咽功能计的开发 -
DOI： --
发表时间： 2021
期刊：
影响因子： --
作者： [杉本大輔, 佐々木誠, 佐々木颯真, 玉田泰嗣，戸原玄, 佐々木誠, 佐々木誠, 玉田泰嗣，高橋陽助，高畠英昭，劉宇曦，佐々木誠, 玉田泰嗣，高橋陽助，高畠英昭，劉宇曦，佐々木誠, 玉田泰嗣, 佐々木誠, 佐々木誠]
通讯作者： 佐々木誠
共 10 条
    カリブ海型シガトキシンの高効率全合成とシガテラ中毒予防・治療法開発への応用
    • 批准号：
      23K26840
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $7.65万
    • 财政年份：
      2024
    • 负责人：
      佐々木 誠
    • 依托单位：
      Tohoku University
    前頸部多点表面筋電図の筋シナジー解析に基づく革新的摂食嚥下機能評価システムの開発
    • 批准号：
      23K25243
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $2.33万
    • 财政年份：
      2024
    • 负责人：
      佐々木 誠
    • 依托单位：
      Iwate University
    Synthetic studies on Caribbean ciguatoxin for prevention and treatment of ciguatera seafood poisoning
    • 批准号：
      23H02147
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $11.98万
    • 财政年份：
      2023
    • 负责人：
      佐々木 誠
    • 依托单位：
      Tohoku University
    生体吸収性スキャフォールド応用を志向したシルクフィブロインの立体構造制御
    • 批准号：
      22K20483
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
    • 资助金额：
      $1.83万
    • 财政年份：
      2022
    • 负责人：
      佐々木 誠
    • 依托单位：
      Kumamoto University
    海外基金