2002年，钟世镇院士团队将人体标本冷冻至零下30℃，再以0.2毫米级精度逐层切削、逐层采集图像，为中国“数字虚拟人”研究奠定了关键基础。二十余年后，这条由钟世镇院士开拓、经方驰华教授接续推进的学术路径，正在杨剑这一代手中不断延伸——从数字人体、三维可视化，走向术中导航与智能决策，走出一条中国原创的“数智微创”外科新赛道。

2024年，南方医科大学珠江医院肝胆一科主任杨剑教授，凭借“数智化微创肝脏外科技术”一举斩获广东医学科技奖一等奖。同年，他的手术视频从全球顶尖外科团队中脱颖而出，荣获国际腹腔镜肝脏外科学会（ILLS 2025）“最佳手术视频奖”——全球仅7项，中国唯一。

这不是一个人的荣誉，而是一个跨越三代中国医者的创新故事。

肝脏解剖变异之困，精准手术首先难在“看清”

“肝脏脉管系统的个体变异极多见，如果只按照教科书上的解剖图谱做手术，很可能损伤重要血管，带来较大手术风险。”这句话，杨剑从老师方驰华教授那里反复听到，如今也常常讲给年轻医生和学生。人体的肝脏，不是教科书上那个光滑的示意图。肝动脉可能起源于肠系膜上动脉，门静脉的分支可能绕道而行，肿瘤可能深埋在左右半肝的交界处——每个人的“肝脏地图”都独一无二。过去，外科医生只能凭借CT的二维切片，在自己的脑海里“脑补”出肝脏的三维解剖结构。年轻医生经验不足，偏差几毫米，手术台上就可能切错血管、残留肿瘤。

“就像开车从广州去深圳，只给你一张路牌列表，没有地图，更没有导航，就容易走错路。”杨剑打了个比方。更严峻的现实是，在复杂肝胆胰手术规划领域，高精度三维软件长期以欧美及日本产品为主，相关核心技术一度依赖进口，而现有产品在专科适配和本土化应用方面存在局限性。

2004年，方驰华教授沿着钟世镇院士开拓的数字虚拟人研究路径，进一步将探索重心转向临床手术规划，进入个体化三维可视化手术方案研究这一更具挑战性的领域，力求破解复杂肝胆外科“看不清、判不准”的难题。

这一做，就是十年。2013年，团队终于拿到国内首张三维可视化手术规划软件的医疗器械注册证。这意味着，中国人有了自己的“术前地图”。

从“地图”到“导航”，当AI看懂血管

术前有了三维模型，术中依然高度依赖术者的肉眼和手感判断。微创手术时代，腹腔镜和机器人缺乏开腹手术的触觉反馈，医生无法用手去感受血管的跳动、肿瘤的边界。而肝脏一旦被切开、牵拉，受呼吸运动和软组织形变影响，术前建立的三维模型也可能与术中实时解剖出现偏差。

这是国际性难题。面对这一问题，杨剑团队希望做的，不只是一张“术前地图”，而是为复杂术野配上一套能够实时识别目标、辅助校准方向的“智能导航系统”。

人工智能的优势，正在于它能够在海量图像信息中快速捕捉目标、持续追踪变化，并及时提示关键信息。对外科手术而言，这意味着它有可能在不断变化的术野中，帮助医生更快识别血管、胆管和肿瘤边界，为术中判断提供支持。

基于这一思路，他们收集了成千上万帧真实腹腔镜肝切除手术视频，请手术专家逐帧标注，再用深度学习训练模型。几年后，这套全球首个人工智能驱动的微创肝切除术中解剖结构自动识别模型，准确率突破95%。相关成果发表在外科学顶级期刊《British Journal of Surgery》，获得国家发明专利授权并实现成果转化，推动该技术进一步走向临床应用。

“手术中，AI会对关键血管、胆管等解剖结构进行实时识别和提示，帮助术者更高效、精确的判断解剖层次和操作路径。”杨剑说，“就像开车时导航提醒你前方300米右转，帮助驾驶员在复杂路况中判断得更准。”

2023年，杨剑团队将增强现实导航联合ICG荧光影像应用于复杂肝脏微创手术，展示了数智化导航在复杂肝脏微创手术中的应用效果，相关手术视频获国际腹腔镜肝脏外科学会（ILLS 2025）“最佳手术视频奖”。相关临床研究进一步证实，在中央型肝癌等高难度手术场景中，增强现实导航联合ICG荧光影像可使术中出血量下降10%，输血率下降50%，中转开腹率下降22.7%。这标志着肝脏微创外科导航又向前迈进了一步。

数智微创终将让患者获益，多中心研究证明有效

对外科医生而言，技术是否先进只是开始，最终还要回答一个问题：患者是否真正从中获益。因此，杨剑团队牵头开展了肝癌手术可视化诊疗全国多中心临床研究，国内5家大型肝脏中心参与，纳入3402例患者。

结果令人振奋，与传统的二维影像规划相比，三维可视化规划使术前规划准确性提高12%，手术时间缩短30%，术后肝衰竭发生率降低2.6%，术后复发率降低4.8%。这不是冷冰冰的数字，是一个个被延长了的生命。

在深部结直肠癌肝转移切除中，虚拟肝段投射联合ICG荧光策略，将R0切除率（即完全切除肿瘤）提高了19.9%。在胆道外科，团队提出的胆道梗阻区域荧光成像技术（BOAI），让病变胆管树完整显影，既提高了根治率，又降低了胆瘘风险。

数据背后，是一个个患者身上的真实改变。

杨剑提到一例中央区巨块型肝癌患者，肿瘤已侵袭部分左外叶。按传统思路，通常需要行左三肝切除；但团队通过自主研发的三维重建软件进行评估，发现若按这一方案实施，患者剩余肝体积仅为28.2%。最终，他们设计了一个肝中央区联合左外叶肝段切除的精准切除方案，这一调整在保证肿瘤根治性切除的同时，最大限度保留了更多功能性肝实质。手术顺利，术中出血仅50毫升，术后7天出院，至今无复发。“如果没有术前可视化规划，这个病人术后发生肝衰的风险极高。”杨剑说。

AI将会重塑外科能力结构

在珠江医院的手术室里，杨剑和学生们身着可穿戴设备，三维肝脏模型悬浮在眼前，可以手势缩放、语音调取。

“以前，年轻医生要花几年时间才能在脑海里重建肝脏三维结构。现在，他们直接就能看到。”杨剑说，“学习曲线被大幅缩短。”他甚至说出了那句被很多同行转发的话：“以后淘汰的不是外科医生，淘汰的是不用AI的外科医生。”

杨剑认为，未来的外科医生必须掌握两种能力：一是传统的手术技能——切开、止血、结扎、缝合；二是智能决策能力——理解AI提供的解剖信息、风险评估、方案推荐。

目前，杨剑教授正牵头国家科技重大专项，正在构建一个融合形态学、肝功能指标、肿瘤微环境及诊疗指南的智能决策系统。

“同样是3厘米的肝癌，有的患者术后长期生存超过10年甚至更久，有的则可能在2年内出现复发。”杨剑说，“这正是肿瘤异质性的体现。我们希望通过AI，在术前就识别出复发高风险患者，优化治疗策略和手术时机。”

据悉，这套系统未来将向基层医院推广。杨剑教授表示，基层医生输入患者数据后，系统便能基于循证证据提供辅助决策参考。“希望未来患者在当地医院也能获得更高水平、更规范化的诊疗支持。”

目前，他们团队的技术成果已在全国15个省份及直辖市的100余家医院推广应用，帮扶71家基层科室。在鹤山市人民医院、清远市中医院、惠州市第六人民医院、广东医科大学附属东莞第一医院等地，均已取得良好应用效果。

医工交叉的相向而行，推动临床问题走向技术落地

在交流中，同行常常会问杨剑教授：是怎么做到这么多原创技术的？他的回答其实很简单，“临床医生更像提出需求、绘制蓝图的人，工科专家则像将蓝图转化为现实的工程师。医生不能只提出一个模糊目标，而要把痛点、应用场景和关键约束讲清楚；只有问题定义足够准确，工程实现才不会偏离真实临床需求。”

为了把这张“蓝图”画准，杨剑要求自己和学生深入学习人工智能算法。“不是要成为算法专家，但你要懂基本原理，知道哪些问题是AI能解决的，哪些不能。”

在这条路径中，最难的一环仍是高质量数据标注。

手术视频中的血管、胆管、肿瘤边界等关键结构标注，对临床经验和专业判断要求很高，需要专家级医生深度参与。杨剑教授自己一张一张地审，一遍一遍地校正。“有时候标注到凌晨两三点，眼睛都花了。”他说，“但数据质量决定算法上限。这一步无法被简化，也无法被替代。”

正是这种“相向而行”——临床医生理解技术逻辑，工科专家深入临床场景——才有了全球首个人工智能驱动的术中解剖识别模型，才有了自主知识产权的智能手术规划软件，才有了相关专利成果的转化应用。

破局就是为了走出自己的路

2024年，杨剑教授以第一完成人获广东省医学科技奖一等奖。评委会的评价是：“建立了以自主核心技术为基础的手术决策优化方案，形成了可复制推广的数智化微创肝胆胰诊疗‘珠江方案’。”

这个“珠江方案”，并非一日之功。因为从2002年方驰华教授师从钟世镇院士，到2013年拿到软件注册证，再到2024年相关AI导航研究登上国际顶刊——三代人，二十二年，完成了一场从“数字虚拟人”到“数智化微创外科”的探索。

一路走来，杨剑教授用“破局”两个字来总结这段历程。“不破不立。中青年专家必须针对临床问题进行创新性研究，否则很难形成真正属于自己的技术路径。”他说，手术室里的可穿戴设备和融合导航屏幕：“这些技术，过去更多由国外企业主导定义。现在，我们有了自己的路。”

从切片到影像，从影像到三维模型，从模型到术中导航，从导航到智能决策——这是中国医学科学家走出的一条原创之路。

而在这条路上，杨剑和他的团队仍在不断前进。

下一个目标是让AI不仅仅“看见”血管，更能“预测”肿瘤复发的概率、推荐最适配的靶向药物，甚至在手术中自动完成缝合等操作。“人工智能是赋能医生，不是替代医生。”杨剑说。在他看来，真正重要的是医生能否主动理解新技术、用好新工具，更好地服务患者。

所谓“破局”，其实不是追逐概念，而是始终立足临床问题，在传承中不断拓展外科创新的边界。

文| 记者 张华 通讯员 马彦 伍晓丹 韩羽柔
图| 受访者提供
海报| 陈健怡