Development of AI operation system and basic research on automated surgery in neuroendovascular intervention

• Project/Area Number: 25K12328
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: Osaka Electro-Communication University
• Principal Investigator: 永野 佳孝 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 教授 (40610142)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮地 茂 愛知医科大学, 医学部, 特命教授 (00293697) ; 忠内 洋樹 愛知工科大学, 工学部, 助教 (21001744) ; 川口 礼雄 愛知医科大学, 医学部, 講師 (60714988) ; 泉 孝嗣 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (90467291)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 脳神経外科 / カテーテル / 操作性 / ロボット / 自動化

Outline of Research at the Start

本研究の目的は、脳血管内カテーテル手術において、医師が体外から長い血管を経由して操作しているガイドワイヤ先端部を、あたかも直接操作できるようなAIロボットを開発することである。本研究の後半では、医師が画面上に設定したガイドワイヤの経路に沿って、ガイドワイヤを自動的に進めるAIロボットを開発する。
まず、X線透視画像からガイドワイヤ先端部の座標検出、血管の仮想現実モデルを用いたロボットの学習システムを開発する。次に仮想現実モデルを複雑化しながらAI学習を進める。研究の終盤では、全身型の実物血管モデルを用いて評価する。各段階で、挿入時間や挿入力などで操作性を評価して、AIロボットの性能向上を図る。