健康寿命延伸を目的とした加速度センサー利用の効果検証とAIを用いた要介護・認知症発症予測モデルの開発研究
研究課題情報
- 課題管理番号
- 18le0110004h0002
- 9つの連携分野プロジェクト
その他<第一期>
- 事業名
企業保険者等が有する個人の健康・医療情報を活用した行動変容促進事業<仮>
- タグ(2018)
研究の性格: 予防のためのエビデンス構築を目指す研究<疫学を含む>
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: 精神および行動の障害
- タグ(2017)
研究の性格: 研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: 精神および行動の障害
- 代表研究機関
- 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター
- 研究代表者
(2018) 島田裕之, 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 老年学・社会科学研究センター 予防老年学研究部 部長
(2017) 島田裕之, 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 老年学・社会科学研究センター 予防老年学研究部 部長
- 研究期間
- 2017年度 - 2018年度
- 課題への総配分額
- 50,000 千円
- 研究概要(2018)
- 愛知県東海市にて対象者の基本属性を調査するとともに、IoTを活用したセルフモニタリングシステムの構築および身体活動の向上を介した要介護状態の予防に対する有効性をランダム化比較試験にて確認する。
- 研究概要(2017)
- 愛知県東海市にて対象者の基本属性を調査するとともに、IoTを活用したセルフモニタリングシステムの構築および身体活動の向上を介した要介護状態の予防に対する有効性をランダム化比較試験にて確認する。
研究成果情報
2018
2017
成果の概要
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本研究の概要として、IoTを活用した身体活動セルフモニタリングの効果検証のため、高齢者機能健診の参加者を介入群(活動量計を配布して身体活動のセルフモニタリングをする群)と対照群(健康教育用の冊子を配布する群)に割り付けを行った。主要アウトカムは新規要介護認定の発生とし、二次的アウトカムは運動や認知機能、アンケートによる身体活動量とした。また、発症予測モデルの構築のため、集積した加速度センサーによる行動パターンとベースライン時の医学、社会、心理学的データとを組み合わせて、要介護認定の発生や認知症の発症を感度、特異度ともに90%以上の確率で予測するアルゴリズムを目指しAIによる開発を行った。今年度の成果として、セルフモニタリングの効果検証では、ベースライン調査として愛知県東海市在住の65歳以上の全高齢者を対象に高齢者機能健診である「脳とからだの健康チェック」を昨年度に引き続き実施し、目標対象者数を超える5,564名の参加が得られた。そのうち3,017名をランダムに介入群と対照群とに割り付け、介入群にはIoTを活用したセルフモニタリングを実施して活動量の向上を促した。また、アウトカムである要介護認定情報の追跡調査とともに、運動機能検査や認知機能検査、アンケート等による機能状態の追跡検査を行った。その結果、IoTを用いた身体活動のセルフモニタリングは、加齢による座位時間(不活動時間)の増加を抑制し、加齢による筋肉量の減少を抑制し、一部の認知機能を向上させる効果があることが明らかになった。一方で、新規要介護認定発生をアウトカムとした分析では、追跡期間の不足もあり、統計学的に有意な介入効果は認められなかった。今後さらなる追跡調査を継続することでより正確な追加検証が可能になると考えられる。発症予測アルゴリズムの開発では、昨年度から継続しているモデルの作成およびデータ準備を完了し、学習結果の評価を中心に実施した。また、予測精度の向上に向けてデータの洗練や機械学習方法の見直しと正答率の検証を繰り返し行った。その結果、feedforward neural networksを用いたディープラーニングから、要介護認定発生の予測確率90.5%、認知症発症の予測確率92.4%のアルゴリズムが得られた。本研究により、介護予防のための効果的なポピュレーションアプローチの方法を明示することができた。また、要介護や認知症のハイリスク者の効果的なスクリーニングに関する知見を提供できたと考えられる。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Umegaki H, Makino T, Shimada H, Hayashi T, Wu Cheng X, Kuzuya M. Cognitive Dysfunction in Urban-Community Dwelling Prefrail Older Subjects. J Nutr Health Aging. 2018, 22(4), 549-554, doi: 10.1007/s12603-018-1017-5.
2. Watanabe Y, Arai H, Hirano H, Morishita S, Ohara Y, Edahiro A, Murakami M, Shimada H, Kikutani T, Suzuki T. Oral function as an indexing parameter for mild cognitive impairment in older adults. Geriatr Gerontol Int. 2018, 18(5), 790-798, doi: 10.1111/ggi.13259.
3. Umegaki H, Makino T, Uemura K, Shimada H, Cheng XW, Kuzuya M. Objectively measured physical activity and cognitive function in urban-dwelling older adults. Geriatr Gerontol Int. 2018, 18(6), 922-928, doi: 10.1111/ggi.13284.
4. Uemura K, Makizako H, Lee S, Doi T, Lee S, Tsutsumimoto K, Shimada H. The impact of sarcopenia on incident homebound status among community-dwelling older adults: A prospective cohort study. Maturitas. 2018, 113, 26-31, doi: 10.1016/j.maturitas.2018.03.007.
5. Shimada H, Doi T, Lee S, Makizako H, Chen LK, Arai H. Cognitive Frailty Predicts Incident Dementia among Community-Dwelling Older People. J Clin Med. 2018, 7(9), 250, doi: 10.3390/jcm7090250.
6. Nakakubo S, Doi T, Makizako H, Tsutsumimoto K, Hotta R, Kurita S, Kim M, Suzuki T, Shimada H. Association of walk ratio during normal gait speed and fall in community-dwelling elderly people. Gait Posture. 2018, 66, 151-154, doi: 10.1016/j.gaitpost.2018.08.030.
7. Doi T, Makizako H, Tsutsumimoto K, Hotta R, Nakakubo S, Makino K, Suzuki T, Shimada H. Combined effects of mild cognitive impairment and slow gait on risk of dementia. Exp Gerontol. 2018, 110, 146-150, doi: 10.1016/j.exger.2018.06.002.
8. Bae S, Lee S, Lee S, Harada K, Makizako H, Park H, Shimada H. Combined effect of self-reported hearing problems and level of social activities on the risk of disability in Japanese older adults: A population-based longitudinal study. Maturitas. 2018, 115, 51-55, doi: 10.1016/j.maturitas.2018.06.008.
9. Bae S, Lee S, Lee S, Jung S, Makino K, Park H, Shimada H. The role of social frailty in explaining the association between hearing problems and mild cognitive impairment in older adults. Arch Gerontol Geriatr. 2018, 78, 45-50, doi: 10.1016/j.archger.2018.05.025.
10. Shimada H, Makizako H, Lee S, Doi T, Lee S. Lifestyle activities and the risk of dementia in older Japanese adults. Geriatr Gerontol Int. 2018, 18(10), 1491-1496, doi: 10.1111/ggi.13504.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. Associations Between Skeletal Muscle Mass Index and Walking Parameters in Japanese Older Adults. ポスター, Shimada H, Doi T, Lee S, Bae S, Nakakubo S, Ishii H. ACPT Congress 2018, Cebu City, Philippines, November 24, 2018, 国外.
国外 / ポスター
2. Association Between Lower Visceral Fat Accumulation and Mild Cognitive Impairment in Community-Dwelling Older Japanese Women. 口頭, Chiba I, Lee S, Bae S, Jung S, Makino K, Shinkai Y, Shimada H. ACPT Congress 2018, Cebu City, Philippines, November 24, 2018, 国外.
国外 / 口頭
3. Doing Active Lifestyle is Associated with Physical Disability in Community-Dwelling Older Adults?. ポスター, Lee S, Bae S, Makino K, Chiba I, Jung S, Shinkai Y, Shimada H. ACPT Congress 2018, Cebu City, Philippines, November 25, 2018, 国外.
国外 / ポスター
4. Association of Skeletal Muscle Mass and Lower-Extremity Functioning with Cognitive Impairment in Community-Dwelling Older People in Japan. ポスター, Ishii H, Makizako H, Doi T, Tsutsumimoto K, Shimada H. ACPT Congress 2018, Cebu City, Philippines, November 25, 2018, 国外.
国外 / ポスター
5. Spatio-Temporal Gait Variables Related to Disability. ポスター, Doi T, Nakakubo S, Tsutsumimoto K, Kim M, Kurita S, Ishii H, Shimada H. ACPT Congress 2018, Cebu City, Philippines, November 25, 2018, 国外.
国外 / ポスター
6. Sleep Condition and Cognitive Decline in Japanese Community-Dwelling Elderly: Data from A 4-Year Longitudinal Study. ポスター, Nakakubo S, Doi T, Makizako H, Tsutsumimoto K, Kurita S, Kim M, Shimada H. ACPT Congress 2018, Cebu City, Philippines, November 25, 2018, 国外.
国外 / ポスター
7. AI Application in Dementia Detection in the Early Stage. 口頭, Shimada H. 2018 Taiwan Industrial Technoligies and Policies Forum, Taipei, Taiwan, November 29, 2018, 国外.
国外 / 口頭
8. 健康寿命延伸にむけた産官学連携. 口頭(ショートシンポジウム), 島田裕之. 第60回日本老年医学会学術集会, 京都市, 2018年6月14日, 国内.
国内 / 口頭
9. 地域在住高齢者における就床時刻と認知症発症の関連性. 口頭, 中窪翔, 土井剛彦, 堤本広大, 堀田亮, 栗田智史, 金珉智, 島田裕之. 第60回日本老年医学会学術集会, 京都市, 2018年6月14日, 国内.
国内 / 口頭
10. 身体機能低下は認知症発症リスクとなるのか?. 口頭, 土井剛彦, 堤本広大, 中窪翔, 金珉智, 栗田智史, 堀田亮, 島田裕之. 第60回日本老年医学会学術集会, 京都市, 2018年6月14日, 国内.
国内 / 口頭
「国民との科学・技術対話社会」に対する取り組み
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1. フレイルの予防と理学療法. 島田裕之. 老年期理学療法学の講義, 半田市, 2018年4月27日, 国内.
国内
2. 認知症予防のエンビデンスとその実践. 島田裕之. 日本在宅医学会第20回記念大会, 東京, 2018年4月30日, 国内.
国内
3. 認知症予防講演会「認知症は防げる~頭と身体を一緒に使おう~」. 島田裕之. 平成30年度 認知症予防講演会, 松戸市, 2018年5月12日, 国内.
国内
4. サルコペニア・ロコモ・フレイルの運動療法・リハビリ. 島田裕之. サルコペニア・フレイル指導士 名古屋研修会, 大府市, 2018年5月20日, 国内.
国内
5. 認知症と運動. 島田裕之. 「認知症予防の日」制定記念式典, 東京都, 2018年6月10日, 国内.
国内
6. 認知機能、運動機能の非医薬品による維持・向上に関する最新研究動向. 島田裕之. 第1回ウェルネスビジネス創出ワークショップ, 大阪市, 2018年6月13日, 国内.
国内
7. コグニサイズ_認知症予防に向けたプログラム_. 島田裕之. 平成30年度 保健・医療・福祉系専門職スキルアップ研修(健康長寿ガイドライン専門職研修特別編), 気仙沼市, 2018年6月30日, 国内.
国内
8. Detection of Dementia: Developing Al-Aided Prediction Algorithm. 島田裕之. 2018 Forum of Future AI: Applications in Medicine of Aging, Taiwan, 2018年7月23日, 国外. Symposium,
国外
9. 認知症予防を目的としたコグニサイズの効果. 島田裕之. ふるさと研修会, 横浜市, 2018年8月23日, 国内.
国内
10. 認知症予防について. 島田裕之. 公明党愛知県本部 夏季議員研修会, 名古屋市, 2018年8月25日, 国内.
国内