Automatic generation of surgical plans using the patient's digital twin

• Project/Area Number: 23K18486
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 近野 敦 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (90250688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 妹尾 拓 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (10512113) ; 小水内 俊介 香川大学, 創造工学部, 准教授 (40708004)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: デジタルツイン / 手術計画立案 / 動力学シミュレーション

Outline of Research at the Start

近年，手術支援ロボットを用いた手術が急速に普及している．現在は手術医がロボットを操作して手術を行っているが，将来は人工知能が自動的に判断して手術を行う「完全自動化手術」が期待される．完全自動化手術では手術計画生成を自動生成する必要がある．そこで本研究では，医用画像および検査データから患者のデジタルツイン（現実世界を仮想世界に再現したモデル）を生成し，過去の手術のデータベースとデジタルツインを用いた試行による最適化を用いて手術計画を自動生成することに挑戦する．