为什么ESD需要一台机器人？

文章来源：MedRobot

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提到手术机器人，人们首先想到的通常是手术床旁展开的多条机械臂。

但进入消化内镜领域，机器人的形态可能完全不同。

罗伯医疗的EndoFaster保留了医生原本使用的消化内镜，在传统单通道内镜之外，增加了一条可以独立控制的微型柔性机械臂

这条机械臂主要负责抓住组织，并随着手术进行持续调整牵引的位置和方向。

01 为什么需要这样一条机械臂？

答案要从内镜黏膜下剥离术（ESD）的操作方式说起。

医疗科技及手术机器人商业化专家 Steve Bell 近期在讨论腔内机器人时提出，一个容易出现的思维误区，是按照既有外科手术机器人的形态去定义腔内机器人，或者仅仅思考如何把现有内镜进一步机器人化。他认为更值得关注的问题是，消化道介入治疗本身缺少什么操作能力，机器人能否补上这种能力

从这个角度再看 EndoFaster，它的设计其实与 ESD 的一项基础操作难题直接相关。

02 ESD 的难点之一，是医生既要 "切"，还要 "拉"

ESD 通过在消化道黏膜下层进行精细剥离，实现病变的整块切除。

手术过程中，医生需要判断黏膜下层、肌层和血管的位置，再用电刀逐步完成剥离。能否持续清楚地暴露黏膜下层，直接影响后续操作

问题在于，切开的黏膜不会主动保持在一个方便医生操作的位置。

随着剥离深入，组织可能重新覆盖术野；内镜与病灶之间的角度不断变化；在胃角、贲门、十二指肠、低位直肠等解剖位置，能够留给医生调整内镜和器械的空间又更加有限。

这也是为什么“牵引” 长期存在于 ESD 操作中。简单理解，医生在切开组织的同时，还希望有人把已经切开的组织向另一个方向拉开。黏膜被提起之后，黏膜下层被撑开，刀尖、血管以及剥离层次会更加容易辨认

例如，罗伯医疗此前参与的一例胃角早期胃癌 ESD 中，研究者指出，胃角属于操作难度较高的解剖位置。通过改变组织牵引的位置和方向，术者能够获得更有利的顺行、切线式剥离角度，并持续观察黏膜下血管及剥离层次

ESD 缺少的不只是更锋利的刀或更高清的镜头，在很多操作场景中，它还缺少一种能够独立控制组织的能力

03 已有多种牵引方法，为什么还需要机器人？

为了改善 ESD 术野，临床已经发展出牙线、圈套器、S-O 夹等多种牵引方法。

这些方法的逻辑是通过牵引线或弹性装置提起黏膜瓣，使黏膜下层形成张力并显露剥离平面，改善操作空间。

临床实践已证明了牵引本身有价值，但也带来了另一个问题：手术是动态进行的，而很多传统牵引方式相对固定

病灶刚开始切开时，最合适的牵引位置可能在一侧；剥离一段时间以后，理想牵引点可能已经移动。与此同时，牵引的方向、角度和张力也可能需要重新调整。

牙线、圈套器及夹子能够形成牵引，但在术中持续改变牵引位置、方向以及精细控制张力方面存在局限。以牙线为例，如果希望明显改变牵引方向，往往还需要重新建立锚点。

这也是机器人介入 ESD 的一个直接切入口：医生需要的是一只能够按照手术进程不断调整位置的 "手"。机器人首先要补上的，就是这种独立组织操控能力。

类似的变化也曾发生在腹腔镜领域。传统腹腔镜并非不能完成复杂手术，但直杆器械缺少腕关节，操作方向和角度受限，术者需要通过调整穿刺孔位置和器械配合加以弥补；而达芬奇机器人则把可转动的 “手腕” 带到了器械末端，使术中调整更加灵活。

传统牵引与 EndoFaster 之间也存在类似差别：前者能够提起黏膜瓣，但牵引关系建立后调整能力有限；EndoFaster 则把一只可反复抓持、改变方向和调节力度的 “手”带到内镜旁边，使牵引能够随剥离进程主动调整。

04 "第三只手" 为什么是一条柔性机械臂？

EndoFaster 采取的方式，是保留原有消化内镜体系，在内镜前端增加一条柔性机械臂。

机械臂的重点工作是执行另一组动作：夹持组织、向上提拉、改变牵引角度、随着剥离进展重新定位

按照罗伯医疗的产品设计，柔性机械臂能够实现上下、左右、前后多个方向运动，通过控制装置进行实时操作。已有临床研究进一步描述了这种操作方式：系统能够直接兼容常规单通道内镜，通过主从控制实现实时、多方向牵引，并根据病灶位置调整牵引位置和角度

这也解释了 EndoFaster 几个看起来与传统手术机器人明显不同的设计。

• 首先是柔性。设备需要随软式内镜经过食管、胃、结直肠等自然腔道到达病灶，再在有限空间中完成组织操作，机械臂的形态首先受到人体自然腔道和内镜工作环境约束。

• 其次是单臂。EndoFaster 现阶段聚焦于补充 ESD 中明确缺失的一项能力 —— 独立牵引，而非重新构建整套操作流程。原有内镜负责观察和治疗器械通路，新增机械臂负责组织操控。

• 第三是动态控制。关键的变化不只是 "把牙线换成机械臂"。过去相对固定的牵引，被转化成医生团队可以在术中主动调整的一项操作：牵引点失去效果后可以重新选择，方向不合适可以再次改变，组织张力也可以随着剥离过程调整

从产品创新的角度看，EndoFaster 增加的能力可以概括为：把牵引从一个预先设置好的辅助条件，变成一项可以持续控制的手术动作

05 多了一只 "手"，临床上改变了什么？

产品设计的效果，要靠临床数据检验。

2025 年发表于《Endoscopy》的一项前瞻性随机试点研究纳入 48 例早期胃癌或高级别上皮内瘤变患者，对机器人辅助 ESD 与传统 ESD 进行了比较。

一个很直接的指标是直视下剥离比例：机器人辅助组这一比例为80.37%，传统 ESD 组为46.00%。也就是说，在机器人辅助下，术者有更高比例的剥离过程处于能够直接观察黏膜下层的状态。

与此同时，机器人组肌层损伤发生率为 54.2%，传统组为 83.3%需要主动处理的术中出血发生比例分别为 16.7% 和 50.0%止血时间中位数分别为 1.41 分钟和 4.85 分钟。两组整块切除率及 R0 切除率没有显著差异。

这些指标对应的，正是前面提到的产品设计逻辑：机械臂提供持续、可调整的组织牵引 —— 黏膜下层暴露增加 —— 血管和组织层次更加清楚 —— 医生获得更加可控的剥离环境

更大规模的临床研究提供了另一层证据。一项覆盖 6 家医疗中心、192 例患者的前瞻性随机对照研究显示，EndoFaster 辅助 ESD 的整块切除率与传统 ESD 达到非劣效，分别为 98.84% 和 98.13%；机器人辅助组的黏膜下剥离效率得到改善，且没有显示手术相关并发症增加。

临床病例进一步显示，动态牵引的意义在一些困难位置更加直观。例如一例5.5×4.0 cm 的低位直肠侧向发育型肿瘤，病灶位置低且血管丰富。手术过程中，EndoFaster 抓住病灶边缘提供向上牵引，并随着剥离进展动态改变抓钳位置，使黏膜下层持续暴露、血管走行清晰可见，最终约 30 分钟完成黏膜下剥离。

这些结果不代表机器人已经解决了 ESD 的所有难题。但当 ESD 增加一只能够动态控制组织的 "手" 之后，手术中哪些环节会首先发生变化，已经有了一些初步答案。

目前主要集中在术野暴露、牵引可控性、肌层损伤、术中出血以及部分场景下的剥离效率

06 从一条柔性机械臂理解腔内机器人的创新

外科机器人已经形成相对成熟的产品形态，但消化道内的机器人不一定要沿着同一条路径发展。

EndoFaster 选择的第一步相对具体。从临床已经长期存在的牵引需求出发，把一条可动态调整的柔性机械臂放到内镜旁边，而没有试图一次性机器人化整个 ESD。

为什么 ESD 需要机器人？至少从 EndoFaster 目前解决的问题看，答案并不复杂：医生在完成精细切割时，还需要另一只能够持续、独立操控组织的 "手"。而这台机器人最终呈现出的柔性机械臂，正是临床操作、人体自然腔道以及现有内镜工作方式共同给出的答案。

这只 “手” 的意义不止于改善暴露。随着内镜治疗从局部病变切除拓展至消化道结构重塑与功能干预，其治疗目标和操作方式正在发生变化。这些新术式呈现出更多外科化的特征，但其发展仍主要建立在消化内镜医生对自然腔道、消化道壁层次和内镜操作的长期积累之上。

EndoFaster 并没有改变这一术者角色，而是在现有内镜体系中引入了更接近外科手术的组织操控能力。从这个意义上说，它或许可以成为传统软式内镜走向外科式腔内治疗的一座桥梁，也为消化内镜医生继续主导这一领域的发展提供新的技术基础。

参考文献

1. Cui C, Lu XF, Zuo XL, et al. Endoscopic submucosal dissection of early gastric angle cancer by using a simplified robot-assisted device for traction. Endoscopy. 2024.

2. Zhang R, Ji R, Li M, et al. Safety and efficacy of traction robot-assisted endoscopic submucosal dissection for early gastric cancer: a randomized pilot trial. Endoscopy. Published online December 2, 2025.

3. Fan K, Lv ML, Tian H, et al. A novel robotic system based on heterogeneous master–slave control algorithm: design and its clinical application in endoscopic submucosal dissection. Journal of Robotic Surgery. 2025.

4. Zhai Z, Bao C, Li W, Yang C, Gong W. A novel robotic traction system for endoscopic submucosal dissection—achieving en bloc resection of an extensive laterally spreading tumor in the lower rectum. Endoscopy. 2026.