DOI：10.3877/cma.j.issn.2095-7157.2026.01.008
基金项目：国家重大科研仪器研制项目（32327802）
作者单位：210009 南京，东南大学医学院1；100853北京，解放军总医院第一医学中心消化内科医学部2；300071 天津，南开大学医学院3；100034 北京,中央军委机关事务管理总局4
通信作者：施瑞华，Email: ruihuashi@126.com
宁波与张嗣坤为共同第一作者
摘要
目的 系统评价在动物实验模型中，消化内镜机器人辅助系统相较于传统手动操作对内镜黏膜下剥离术（ESD）的影响。方法 检索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中国知网、万方数据、VIP、CBM等数据库自建库至2025年12月发表的相关文献，收集所有在动物模型中比较机器人辅助ESD与常规ESD的研究。根据纳入研究的干预方式，将实验对象分为机器人辅助组和常规组，由2名研究者独立完成文献筛选与数据提取。采用RevMan 5.4、StataMP 18软件进行Meta分析。主要结局指标为整块切除率与黏膜下盲切率，次要结局指标包括总手术时间、黏膜下剥离时间及解剖速度。结果 共纳入11项动物实验研究（包含离体及活体模型）。分析结果显示，与常规操作相比，机器人辅助能显著提升整块切除率（OR=8.35，95%CI: 2.63, 26.56，P=0.0 003），并将黏膜下盲切率降低（MD=-19.49，95%CI: -25.03, -13.95，P<0.00001）。在手术效率方面，机器人辅助缩短总手术时间（MD=-14.23 min，95%CI: -18.99, -9.48，P<0.00 001）和黏膜下剥离时间（MD=-10.48 min，95%CI: -16.83, -4.13，P<0.00 001）。机器人辅助组的解剖速度亦显著高于常规组（MD=30.85 mm2/min, 95%CI: 18.54, 43.17，P=0.0003）。针对总手术时间的Egger′s检验提示该指标无明显发表偏倚（P=0.147），其余结局指标因纳入研究数量限制未进行发表偏倚评估。结论 在现有动物实验证据中，内镜机器人辅助系统可以优化手术视野，在提升ESD整块切除率、降低盲切风险、以及缩短手术耗时方面展现出明确优势。该技术显示出解决ESD技术难点的潜力，但其临床效益仍需通过进一步研究证实。
【关键词】内镜黏膜下剥离术；机器人辅助手术；手术机器人；动物模型；Meta分析
随着超级微创［1］（super minimally invasive surgery，SMIS）“不改变人体解剖结构” 理念的提出，消化内镜SMIS在国内外医院得到了广泛临床应用，其中内镜黏膜下剥离术 (endoscopic submucosal dissection，ESD)作为消化道早期癌及癌前病变的规范性根治技术，不仅可以保留消化道的结构完整性，而且在降低肿瘤死亡率和卫生经济学方面具有显著的优势［2］。
ESD的学习曲线较长，受病例数量、培训质量、病变复杂度及术者差异影响显著［3］。ESD术中当黏膜下注射抬举病变后，需要沿黏膜下层完整剥离病变，过程需兼顾剥离效率、视野清晰度、止血与防穿孔，对术者手眼协调、空间感知要求较高。黏膜下层的血管、神经等组织较为丰富，剥离过深容易穿孔，剥离过浅则可能无法完整切除病变，因此需要术者熟练掌握黏膜下剥离的技巧。与此同时复杂解剖部位也在一定程度影响了手术效果，如食管管壁薄，肌层收缩强，剥离时容易穿孔；贲门受食管蠕动影响，难以稳定操作；胃角呈锐角，视野暴露困难；肝曲和脾曲形态迂曲且壁薄，剥离时容易穿孔；大面积和部分合并溃疡或瘢痕的病变，剥离难度显著增大［4］。上述临床技术挑战在很大程度上制约了内镜医师的专业精进和提升。
近年来，在机器人前沿技术快速发展的推动下，各种类型消化内镜机器人系统相继问世，以期解决内镜手术中的难点［5］。当前可应用于ESD的内镜机器人系统主要分为两类：一类是主从式多臂内镜机器人系统，其核心特点是多机械臂并行操作、主从动作精准映射等，突破人手动操作的生理极限［5］，以实现内镜手术的精准操控；另一类则是可与常规内镜负载配合使用的单臂内镜机器人系统，可以充当术者的“第三只手”［6］，以在内镜手术中提供持续的、可调控的牵引，以呈现出良好的手术视野。
目前国内外的研究初步探讨了内镜机器人系统在辅助ESD方面的应用价值，显示出内镜机器人辅助在保证治愈性切除的基本条件下，可能在提高ESD手术效率、安全性等方面具有一定的潜力［7］。但这些研究在内镜机器人系统原理类型、验证模型、评价指标等方面存在一定的差异，缺乏系统性的整合与定量比较。因此，本研究旨在通过Meta分析的方法，系统性收集并定量整合在动物模型中比较内镜机器人辅助ESD与传统内镜ESD的研究数据，以客观评价内镜机器人系统在实验环境下的综合效能，为后续技术迭代和临床转化提供循证依据。
资料与方法
一、文献纳入标准
1.研究类型：在动物模型（离体或活体）上开展的、比较消化内镜机器人辅助ESD与传统内镜下ESD的实验性研究。
2.研究对象：在食管、胃或结直肠上通过人工标记或模拟创建的早期黏膜病变模型。
3.干预措施：试验组采用已报道的内镜机器人系统辅助完成ESD关键步骤；对照组为完全由术者双手操作的传统ESD。
4.结局指标：至少报告以下指标之一：①整块切除率（病灶被完整切除为一个标本的比例）；②黏膜下盲切率（电刀尖端不在直视视野内的时间占总剥离时间的百分比）；③总手术时间（从黏膜标记开始至病灶被完全取出）；④黏膜下剥离时间（从开始黏膜下剥离至病灶完全游离）；⑤解剖速度（最终切除标本面积除以黏膜下剥离时间）。
二、文献排除标准
1.对照设置不合理或无可比性的研究。
2.数据无法提取、重复发表或仅提供综述性观点的文献。
3.纯工程学或技术原理类文献。
三、文献检索策略
计算机检索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中国知网、万方数据、VIP、CBM等中英文数据库，时间自建库至2025年12月，语种为中文或英文。中文检索词包括：机器人、机器人辅助、手术机器人、内镜黏膜下剥离术、动物、离体、活体、动物实验、体内研究等；英文检索词包括：endoscopic submucosal dissection、ESD、animal、in vivo、ex vivo、robotic、robot-assisted、FASTER、Flex、PETH等。在初步检索后，审阅参考文献列表，并利用Google Scholar进行引文追溯，以补充潜在的相关研究。
四、文献筛选
将文献导入EndNote 21，手动去重。文献筛选工作由2名经过培训的研究者独立完成。首先，2名研究者独立审阅所有记录的标题和摘要，排除明显不符合纳入标准的研究。其次，对初筛后认为可能符合或信息不明确的文献，获取并阅读全文，依据预设标准进行复筛。在此过程中，任何分歧均通过双方讨论解决，若无法达成一致，则咨询第三位资深研究者进行仲裁
五、资料提取
使用Microsoft Office Excel提取最终纳入的11篇文献的数据资料，包含第一作者、发表年份、实验模型、手术部位、所使用的机器人系统、各组样本量、干预措施、结局指标。
六、统计学分析
运用Review Manager 5.4、StataMP 18行统计分析。二分类变量数据（如整块切除率）采用优势比（OR）表示，连续性变量数据（如盲切率、手术时间、剥离时间、解剖速度）采用均值差（MD）表示，各效应量均以95%置信区间（CI）表示。对各项研究结果进行异质性检验，异质性较小（I2＜50%）者采用固定效应模型，异质性较大（I2≥50%）者则用StataMP 18进行敏感性分析，探讨异质性来源，随后采用随机效应模型进行合并。采用Egger′s检验评估潜在的发表偏倚。所有假设检验均采用双侧检验，以P<0.05为差异具有统计学意义。
结 果
一、文献检索结果
通过系统检索中英文数据库，初步获得相关文献记录377篇。经EndNote 21软件剔重后，得到文献69篇。阅读标题和摘要进行初筛，排除51篇明显不符合主题的研究（其中内容无关29篇、文献综述16篇、临床研究6篇）。对剩余的18篇文献进行摘要阅读并复筛，剔除4篇干预方案不符的研究，得到14篇；随后对14篇文献进行全文获取并严格审阅，剔除3篇结局指标未满足纳入标准的研究，最终有11项研究满足预先设定的纳入与排除标准，被纳入本次Meta分析，文献筛选流程（图1）。
二、纳入文献的基本特征
纳入的11项研究共涉及381例ESD操作，机器人辅助组与常规组的样本量基本均衡［7-17］。研究模型涵盖猪的胃、食管、结肠以及牛的结肠，包括离体与活体实验。所使用的机器人系统多样，包括PETH、FASTER、RAFE、Flex Robotic System、EndoQuest Robotics、DREAMS及部分自定义的辅助臂装置。各研究的基本特征（表1）。
三、Meta分析
1.整块切除率：共有10项研究［7-8,10-17］报告了整块切除率。各研究之间无明显异质性（I2= 0），故采用固定效应模型进行合并分析。结果显示，机器人辅助组的整块切除率显著高于常规组（OR=8.35, 95%CI: 2.63, 26.56, P=0.0 003）。该结果表明，在实验条件下，机器人辅助组实现整块切除的优势比为常规组的8.35倍，提示其在维持手术根治性方面具有明显优势（图2）。
2.黏膜下盲切率:共有3项研究［7-8,11］提供了黏膜下盲切率数据。异质性检验显示研究间具有中等异质性（I2= 60%），故采用随机模型进行分析。结果显示，机器人辅助能显著降低盲切率（MD=-19.49, 95%CI: -25.03, -13.95, P<0.00 001），提示了术中视野质量的改善，说明机器人辅助能够通过主动牵引和暴露剥离面，显著减少电刀在非直视下的操作时间，从而可能降低穿孔、出血等并发症的风险（图3）。
3.总手术时间:10项研究［7-8,10-17］报告了总手术时间。由于各项研究之间存在较高的异质性（I2= 83%），我们进行了敏感性分析以探究异质性来源（图4）。对10项研究进行的敏感性分析未发现明显的异质性来源。采用随机效应模型进行数据合并，结果显示，机器人辅助组的总手术时间平均缩短14.23 min（95%CI:-18.99, -9.48, P<0.00 001），提示机器人系统可能通过优化手术流程，如减少视野调整、器械重新定位和组织冲洗等非切割环节的耗时，从而提升了整体操作效率(图5)。
4.黏膜下剥离时间:共有9项研究［7-11,14-17］提供了黏膜下剥离时间的数据。初步分析显示研究间异质性较高（I2= 94%），因此再次执行敏感性分析以识别潜在异常来源(图6)。对9项研究进行的敏感性分析未发现异质性来源。采用随机效应模型汇总数据后，结果显示，机器人辅助组的黏膜下剥离时间平均减少10.48 min（95%CI:-16.83, -4.13, P<0.00 001）。这一结果进一步支持机器人在手术核心阶段具有效率优势，其稳定的牵引与可视性可能减少了操作中断和重复探查的情况，从而保持了剥离过程的连贯性与流畅性(图7)。
5.解剖速度：6项研究［7-8，11，15-17］报告了解剖速度。研究之间存在高度异质性（I2= 78%），因此需要执行敏感性分析以识别潜在异常来源(图8)。对6项研究进行的敏感性分析未发现异质性来源。采用随机效应模型汇总数据后，结果显示，机器人辅助组的解剖速度高于常规组（MD=30.85 mm2/min, 95%CI: 18.54, 43.17, P=0.0 003）。这表明在当前实验证据中，机器人辅助显著增加单位时间内的组织切除面积。该结果可能提示机器人的主要优势在于提升操作稳定性和视野可控性(图9)。
6.总手术时间的发表偏倚评估:针对总手术时间这一指标，对这10项研究［7-8，10-17］使用漏斗图及Egger′s检验进行发表偏倚评估。漏斗图视觉上对称度欠佳(图10)，故进一步完善了Egger′s检验，结果显示为偏倚系数为-4.77，标准误为2.97，对应P值0.147(>0.05)，95%置信区间为（-11.62, 2.08），提示总手术时间指标未检测到明显发表偏倚，该指标结果可信度较高。本研究中的其余结局指标：黏膜下盲切率（3项）、解剖速度（6项）等均因纳入研究数量较少，未满足发表偏倚评估的样本量要求，故未进行相关检验。
四、亚组分析
为进一步明确动物实验模型类型以及机器人系统类型是否对机器人辅助ESD的效果产生影响，本研究基于纳入的11项研究数据，开展离体vs活体模型以及主从式多臂机器人vs单臂辅助臂机器人的亚组分析，统计方法与主分析一致。聚焦整块切除率、总手术时间两个核心结局指标，其余结局指标因部分亚组纳入研究数量＜3 项，统计效能不足，故未开展亚组分析。
1.离体vs活体动物模型亚组分析：（1）离体vs活体动物模型亚组分析-整块切除率：离体模型亚组共纳入6项研究［8，11，13-14，16-17］，各研究之间无明显异质性（I2= 0），故采用固定效应模型进行合并分析（图11）。结果显示，机器人辅助组实现整块切除的优势比为常规组的11.87倍（OR=11.87, 95%CI: 2.58,54.56, P=0.001），差异具有统计学意义。提示在离体模型中，机器人辅助可显著提升ESD整块切除率，且结果稳定性良好。活体模型亚组共纳入4项研究［7，10，12，15］，各研究之间无明显异质性（I2= 0），故采用固定效应模型进行合并分析。结果显示，机器人辅助组实现整块切除的优势比为常规组的4.86倍（OR=4.86, 95% CI: 0.78,30.15, P=0.09），差异无统计学意义，但存在明显的提升趋势。提示在活体模型中，机器人辅助对整块切除率可见提升效应，但受限于样本量，结论的统计学强度有待进一步验证。
亚组间差异检验结果显示，χ2=0.54, df=1, P=0.46, I2=0，提示离体模型与活体模型亚组之间的效应量差异无统计学意义，说明离体或活体模型类型并未显著改变机器人辅助提升整块切除率的整体趋势。
（2）离体vs活体动物模型亚组分析-总手术时间:离体模型亚组共纳入6项研究［8，11，13-14，16-17］，异质性检验显示研究间存在高异质性（I2=86%），故采用随机效应模型合并（图12），结果显示，在离体模型中，机器人辅助组的总手术时间平均缩短22.40 min（95%CI:-32.20,-12.60, P<0.00 001），差异具有统计学意义。提示在离体模型中，机器人辅助可显著缩短ESD总手术时间。活体模型亚组共纳入4项研究［7,10,12,15］，异质性检验显示研究间存在高异质性（I2=76%），故采用随机效应模型合并，结果显示，活体模型中，机器人辅助组的总手术时间平均缩短9.00 min（95%CI: -13.51,-4.49, P=0.006）。差异具有统计学意义。提示在活体模型中，机器人辅助可显著缩短ESD总手术时间。
亚组间差异检验结果显示，χ2=5.93, df=1, P=0.01, I2=83.1%，提示离体模型与活体模型亚组之间的效应量差异具有统计学意义，说明离体或活体模型类型显著影响机器人辅助缩短总手术时间的效应幅度，离体模型中手术时间缩短更明显。
2.机器人系统类型亚组分析： (1)主从式多臂机器人vs单臂辅助臂机器人亚组分析-整块切除率：主从式多臂机器人亚组共纳入5项研究［10,12-14,17］，各研究之间无明显异质性（I2= 0），故采用固定效应模型进行合并分析（图13）。结果显示，机器人辅助组实现整块切除的优势比为常规组的10.14倍（95%CI: 2.60,39.52, P=0.0008），差异具有统计学意义。提示主从式多臂机器人辅助可显著提升ESD整块切除率，且结果稳定性良好。单臂辅助臂机器人亚组共纳入5项研究［7-8,11,15-16］，由于部分研究中两组整块切除率均为100%，因部分研究两组整块切除率均为100%，无效应量差异，故异质性无法评估。采用固定效应模型进行合并分析。结果显示，机器人辅助组实现整块切除的优势比为常规组的4.60倍（95%CI: 0.47,44.60, P=0.19），差异无统计学意义，提示单臂辅助臂机器人对整块切除率的提升效应受限于部分研究的事件率饱和，效应量估计精度不足。
亚组间差异检验结果显示，χ2=0.34, df=1, P=0.56, I2=0，提示主从式多臂机器人与单臂辅助臂机器人亚组之间的效应量差异无统计学意义，说明机器人类型并未显著改变机器人辅助提升整块切除率的整体趋势。
(2)主从式多臂机器人vs单臂辅助臂机器人亚组分析-总手术时间:主从式多臂机器人亚组共纳入5项研究［10,12-14,17］，异质性检验显示研究间存在高异质性（I2=90%），故采用随机效应模型合并（图14），结果显示，提示主从式多臂机器人辅助组的总手术时间平均缩短20.19 min（95%CI:-29.03,-11.36, P<0.00 001），差异具有统计学意义。单臂辅助臂机器人亚组共纳入5项研究［7-8,11,15-16］，异质性检验显示研究间存在高异质性（I2=71%），故采用随机效应模型合并，结果显示，提示单臂辅助臂机器人辅助组的总手术时间平均缩短10.99 min（95%CI: -16.43,-5.55, P<0.0 001）。
亚组间差异检验结果显示，χ2=3.02, df=1, P=0.08, I2=66.9%，提示主从式多臂机器人与单臂辅助臂机器人亚组之间的效应量差异无统计学显著性，说明不同机器人系统类型对总手术时间的改善效应无显著差异。
讨 论
本研究通过Meta分析的方法，对消化内镜机器人系统辅助ESD相较于传统内镜ESD的综合效果进行了定量评估。结果显示，消化内镜机器人系统辅助ESD较传统内镜ESD显著提高了整块切除率，大幅降低了黏膜下盲切率，有效缩短了总手术时间及黏膜下剥离时间，提升了单位时间的解剖效率。
整块切除病变，通过完整的标本获取精准的病理信息，如病变性质、浸润深度、切缘状态以及脉管侵犯等情况，可以有效指导后续的治疗，最大限度降低复发风险［18］。传统内镜ESD中，当处理巨大病变、贲门等特殊部位时［19］，往往难以清晰稳定地暴露切割边缘，难以连续操作，从而降低了整块切除率。内镜机器人系统辅助可以充当“第三只手”［6］，实现持续、可调的牵引，可以清晰稳定地暴露切割边缘，而本研究则分析证实了内镜机器人辅助显著提高了ESD的整块切除率。
传统内镜下ESD因缺乏稳定可调的牵引，手术切割视野较差［19］，而黏膜下盲切极易损伤血管、固有肌层等，引发出血和穿孔等并发症［20］。出血会中断剥离过程，导致视野丢失、污染手术界面；穿孔会增大手术的难度，延长手术的时间，增加患者术后的感染风险和住院时间，严重者甚至需要转送外科手术。内镜机器人系统辅助牵引则可以提供稳定的切割视野，减少黏膜下盲切，减少出血和穿孔的风险［21］。内镜机器人辅助下ESD总手术时间、黏膜下剥离时间的缩短以及解剖速度的提升，可能与上文中黏膜下盲切的减少有关［22］，其减少了术中处理出血和穿孔的时间；同时在手术流程上减少了止血钳、电刀、组织夹等器械的交替使用，减少了流程时间。
本研究的亚组分析进一步显示，离体模型中机器人辅助对整块切除率的提升效应和手术时间的缩短幅度均优于活体模型，这可能与活体模型的动物生理状态多变，且术中需进行止血、预防穿孔等额外操作有关，而离体模型的生理干扰小，机器人的精准牵引和操作优势更易体现。而不同机器人系统类型之间的整块切除率和总手术时间的改善效应比较无显著差异。
本研究在某些方面仍然存在一定的局限性。（1）纳入的研究数量有限，而且多为离体动物实验，其研究结论外推至活体动物及临床应用仍需持谨慎的态度；（2）本文所纳入的研究使用的内镜机器人系统原理类型、验证动物模型、病灶模拟方法、评价指标存在一定差异，导致产生一定的异质性；（3）人与动物间的消化道管壁组织特性存在一定的差异，离体动物模型和活体动物模型目前仍无法完全模拟人体消化道环境以及病变的多样性;（4）本研究仅对部分结局指标（总手术时间）评估了发表偏倚，其余结局指标均因研究数量限制未开展，可能存在潜在的发表偏倚未被识别。
未来的研究应聚焦于以下几个方面：第一，需要完善技术细节，开展标准化、大样本的对比研究，尽可能统一动物模型、病灶模拟方法及评估指标，以降低异质性，获得更可靠的效应评估。第二，完善实验对象的长期安全性评价，在充分积累活体大动物实验等临床前证据的基础上，逐步推进至临床随机对照试验，以全面评估消化内镜机器人辅助系统在真实世界的有效性、安全性及相关学习曲线。
本研究根据纳入的11项的动物实验研究表明，内镜机器人辅助系统能够通过实现持续、可调的牵引，清晰稳定地暴露切割视野，显著提高整块切除率和解剖速度，降低黏膜下盲切率，有效缩短总手术时间、黏膜下剥离时间。内镜机器人辅助系统优化了ESD的操作流程，为解决此术式的技术难点［3］提供了极具前景的方案。未来的工作应致力于设计严谨的标准化、大样本研究，从而逐步进行临床随机对照试验，应用于真实世界中的临床转化。
参考文献（略）
宁波,张嗣坤,高飞,等.消化内镜机器人辅助系统对ESD的影响：一项基于动物实验的Meta分析［J/OL］.中华胃肠内镜电子杂志，2026，13（1）: 34-44.