消化系肿瘤整合防治全国重点实验室 石钰

　　2026年5月21日，我有幸线上参加了由中国抗癌协会青年理事会主办的CACA青年先锋第八期会议，主题为“AI助力智能外科进展”。会上，中国人民解放军总医院王保军教授、浙江大学邵逸夫医院的陈鸣宇教授、同济大学的唐一超教授等专家学者，围绕智能外科的前沿技术展开了精彩报告与深入讨论。会后，结合樊代明理事长的深刻总结，我对机械学、材料学、人工智能与外科学这四个学科从独立演进到深度交叉融合的趋势，有了更加系统和深刻的认识。

　　长期以来，机械工程、材料科学、计算机科学和临床外科学各自沿着相对独立的轨迹发展。机械学致力于精密传动与机构设计；材料学专注于新型物质的合成与性能调控；AI领域则追求算法与算力的突破；而外科学以临床疗效为导向，依赖医生的经验与手感。然而，正是外科临床中那些悬而未决的痛点，成为了打破学科壁垒的最强催化剂。深部病灶的精准定位一直是外科难题。传统ICG荧光成像虽然实现了术中导航，但其组织穿透深度通常不超过1厘米，且外源激发光“光停即停”，无法实现持续示踪。陈鸣宇教授团队基于余辉材料的创新设计，颠覆了这一模式。他们开发的余辉荧光造影剂，能够在激发光停止后继续发光，实现了从“单次容错”到“多次可试错”的跨越。进一步地，通过设计核壳结构实现光能的存储与释放，以及开发超长荧光成像波长造影剂，突破了组织深度的物理限制。这不再是简单的材料合成，而是材料学家与外科医生对“术中视觉”本质的重新定义。唐一超教授指出，当前手术机器人尽管提供了放大的三维视觉，却牺牲了外科医生最宝贵的触觉反馈。陈鸣宇教授展示的“量感外科手套”（Unpublished data）正是对这一痛点的直接回应。通过集成柔性压力传感器、温度传感器等，这类柔性可穿戴设备能够将指尖的力觉、温度觉（本体感知温觉与肿瘤复发转移的关系）转化为可视化或力反馈信号。这不仅是机械手末端执行器的改进，更是材料科学与微纳加工技术赋予外科器械“感知生命”的能力——使机械臂在抓取组织时，弥补遥控操作中丢失的触觉维度。

　　唐一超教授关于“手术机器人从遥控走向具身智能”的报告极具启发性。他将传统手术机器人比作传统车企，将具身智能机器人比作特斯拉、比亚迪——后者不仅仅是电动化，更是智能化、数据化的全新物种。具身智能的核心在于“感知-行动-反馈”的闭环。唐教授提出的“数据飞轮”模型，描述了通过人机遥操作采集真实环境数据，结合仿真到现实（Sim-to-Real）的迁移学习，不断训练多模态大模型。这一过程中，机械学提供了精确的运动控制与末端执行器设计，而AI则赋予了机器人任务规划、异常处理与自适应进化的能力。例如，在极端狭窄的腔道（如心脑血管）中，连续体机器人无法依赖视觉，此时就需要通过强化学习，让机器人学会基于本体感知和力觉的自主导航。例如，陈鸣宇教授提出的新时代“外科之手”的核心难题——活动度与感知度的矛盾，精准地概括了纯机械设计的困境。传统多关节器械活动度大但感知弱，而单一器械感知强却活动受限。具身智能的介入，有望通过算法融合视觉、触觉甚至听觉信息，实现“软硬兼施”的控制策略，使器械在灵巧操作的同时，通过虚拟力觉或触觉渲染，恢复术者的感知能力。

　　多位专家的报告与讨论，清晰地勾勒出医工交叉从理念到实践的有效路径。针对袁教授提出的“淋巴结判断不够精确”的临床困惑，陈鸣宇教授一针见血地指出：关键在于开发靶向性造影剂，而非依赖通用型显影剂。这一观点将材料学的研究方向从“看得见”推向“看得准”。结合余辉荧光技术与特异性配体，未来术中实时识别阳性淋巴结、指导清扫范围，将极大影响术后免疫治疗的效果。为了在体内实现光、电等功能的可控释放，陈鸣宇教授团队探索了多元能量供应途径，包括近红外、X线、超声等触发方式，实现了类似“无线充电”的可重复激活体系。这解决了植入式或腔内医疗器械长期供能的难题，为光动力治疗、电刺激等技术的术中应用打开了空间。唐一超教授敏锐地对比了诊断类AI与治疗类AI的商业前景。诊断类AI（影像、问诊模型）社会价值高但商业模式模糊；而治疗类AI（手术机器人、介入系统）场景明确、高频使用、耗材价值高，具备巨大的经济价值。直觉外科凭借达芬奇机器人支撑起2000亿美元市值，正是治疗类AI成功商业化的例证。而未来，具身医疗机器人有望在每一个外科亚专科中诞生千亿美元级企业。

　　樊院士的总结发言，将会议的讨论升华到了认识论与方法论的高度。他尖锐地指出：人工智能（AI）有智商无情商，会计算不会算计，是专才（根据程序和指令做事）而非通才（融会贯通）。医学不是0和1的二进制科学，而是充满灰度、动态变化、因人而异的复杂系统。然而这并不是否认AI，他强调不懂AI、不尊重AI的医生会被淘汰，但AI暂时无法替代医生。这要求年轻外科医生既要积极学习AI技术，又要保持批判性思维。正如卢媛媛教授引用Deepseek的展望——AI在未来5-10年将成为顶级外科医生的“标准装备”，提升安全性与同质化水平，但决策、创新和处理意外仍由人类医生负责。这是一种人机互补的务实愿景。整合医学旨在通过融合现代医学、传统医学及多学科知识，为患者提供全面、精准的健康管理方案，AI技术则为各类学科加持，促进各学科间融合发展。

　　在各类新技术、新器械、新材料的引入下，以患者为中心的医学手段是学科交叉融合的最终试金石。临床医生提出真问题，工程师提供好工具，材料学家创造新物质，AI专家构建智能体，强调医工交叉融合，各尽其责。未来的智能外科，不必拘泥于模拟人类的触觉和视觉，完全可以发展出电感知、磁感知等全新的“手术感官”，这为材料学、机械学和AI的融合开辟了无限可能。我们有理由相信：一个由机械、材料、AI与外科学共同书写的外科新纪元，正在到来，而我们这一代人，正是这个融合时代的见证者、参与者和创造者。