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第46卷第8期      胡晓峰，王一飞，王 峰. AI机器人技术在结直肠癌治疗中的现状与未来：技术革新与临床转化［J］.
                  2026年8月                  南京医科大学学报（自然科学版），2026，46（8）：1154-1164，1186                    ·1155 ·


                particular emphasis on their value in intelligent perception，intraoperative coordination，remote surgery，and clinical translation
                pathways. The aim is to provide interdisciplinary theoretical foundations and practical references for surgeons，engineering researchers，

                and healthcare policymakers.
               ［Key words］ artificial intelligence；surgical robots；colorectal cancer；minimally invasive surgery；biomedical engineering
                                                                        ［J Nanjing Med Univ，2026，46（08）：1154⁃1164，1186］




                    在全球癌症负担持续加重的背景下，结直肠癌                          AI算法的机器人手术系统是集成多模态感知、自主
                已成为严重威胁人类健康的重大疾病之一。2025年                          决策算法和高精度执行机构的新型外科生物医学
                全球新发病例预计将突破 220 万例，其发病率和死                         工程平台，其核心技术特征包括：①通过 TOF 相机/
                亡率分别位居恶性肿瘤第3位和第2位                 ［1-2］ 。         光学相干断层扫描等深度视觉传感器实现亚毫米
                                                                                                             ［7］
                    随着微创外科理念的产生与临床推广应用，20                         级组织识别，精度空间分辨率可达0.05~0.10 mm ；
                世纪 90 年代腹腔镜技术的临床应用开启了结直肠                          ②采用强化学习优化的运动控制算法，多维高自由
                癌微创外科手术的新阶段，通过微小切口和腔镜设                            度机械臂具备较高的组织形变补偿能力，误差补偿
                备实现了手术创伤的最小化，并显著减少了术中出                            响应时间可以<8 ms       ［8-9］ ；③内置知识图谱系统可实
                              ［3］
                血和术后并发症 。机器人辅助手术系统的出现标                            时调用本地或云端数据库内超 20 万例手术数据支
                志着第 2 次技术进展，以达芬奇机器人系统代表的                          持决策，知识储备量超过大部分人类医师的手术经
                机器人辅助外科平台通过三维高清视野系统、动作                            验 。典型 AI 机器人系统的代表如达芬奇Ⅺ搭载
                                                                    ［4］
                缩放、震颤过滤和高自由度机械臂技术等创新技                             的AI导引系统，已突破传统完全由人类外科医生支
                术，极大提升了手术精准度，特别是在盆腔狭窄区                            配的“主⁃从式”遥控操作机器人的局限，向着人机合
                域的操作中展现出独特优势              ［4-5］ 。当前，人工智能          作模式转变，在术区识别与淋巴结清扫方面展现出
               （artificial intelligence，AI）、第 5 代（fifth generation，  相对于人类手术者的优势，并且在研究中显示了较
                5G）通信等新兴技术的融合应用正在推动结直肠癌                           低的术后并发症发生率，标志着外科进入AI自我学
                手术向智能化、精准化方向发展，这一技术演进历                            习与认知增强阶段        ［10-12］ 。
                程不仅反映了外科医学的进步轨迹，也为未来手术                                集成AI算法的机器人手术系统以病灶识别、术
                模式的创新指明了方向 。                                      式优化和风险预警为核心功能。在结直肠癌治疗
                                    ［6］
                    文章聚焦集成 AI 算法的机器人手术系统在结                        中其可以有效进行肿瘤边界预测以降低切缘阳性
                直肠癌外科中的临床应用与未来前景，系统梳理相                            率，同时借助力学传感与数据库匹配实时监测吻合
                关技术发展与前沿研究，评估当前的技术瓶颈、应                            口张力，将术后出现切口瘘发生风险从 5.4%降至
                                                                                           ［13-14］
                用挑战及转化障碍，旨在为外科医生、工程研发人                            1.9%（GRADE 证据等级：中）            。最后，该系统广
                员和政策制定者提供跨学科参考框架，推动机器人                            泛具备持续学习能力，如美敦力的“美敦力妙手AI”
                手术与AI深度融合的规范应用与持续创新，加速其                           每完成1 000例手术即更新一次操作规范库。这类
                从实验验证走向临床实践的进程。                                   系统正重新定义精准外科的标准，其技术范式已写
                                                                  入相关专业机器人手术指南。
                1  AI机器人手术系统的定义与核心价值
                                                                  1.2  AI机器人手术系统的核心优势
                1.1  AI机器人手术系统的定义                                 1.2.1 亚毫米级操作精准度
                    集成 AI 算法的机器人手术系统作为智能外科                            集成 AI 算法的机器人手术系统通过先进感知
                技术的典型代表，是指整合了 AI 算法、高精度多功                         架构与智能补偿机制，实现了亚毫米级空间定位精
                能手术机械臂、大数据学习、云端分析和实时多重                            度。系统采用三维结构光扫描结合动态感知网络，
                影像导航的新一代手术操作平台。文章所称“集成                            可实时构建高精度解剖模型，机械臂具备多维度精
                AI 算法的机器人手术系统”，是指在传统手术机器                          准控制，末端定位误差远低于人手操作极限。在结
                人基础上嵌入AI辅助算法并实现术前规划、术中识                           直肠癌手术中，该技术提升了肿瘤边界识别与神经
                别与实时决策支持的智能化外科平台，兼具高精度                            保护效果，显著改善术后功能恢复与远期预后                      ［15］ 。
                操作与个体化优化能力。从工程学视角定义，集成                            其功能实现借助多模态影像实时配准算法：一是深
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