结直肠癌是造成全球癌症死亡的主要原因之一，早期诊断和治疗可显著改善患者的预后，因而许多发达国家已经启动了结直肠癌筛查计划。内镜下黏膜下剥离术（ESD）为早期结直肠肿瘤的主要治疗手段之一，具有创伤性小、整块切除率高、局部复发率及不良事件发生率低等优点。目前实施ESD的困难之一是缺乏黏膜的有效牵拉来实现足够的黏膜下层暴露以进行病变的剥离。因此，亟须发展新技术、新设备以改善ESD的操作流程。EndoMaster EASE 系统的开发旨在通过2个用于黏膜牵拉和剥离的灵活机械臂来实现腔内切除，并改善人体工程学和组织暴露以提高ESD的安全性和有效性。该研究发表于《消化内镜》[Gastrointest Endosc  2021，93（5）：1172]杂志5月刊。

为了改善ESD操作流程中的黏膜下层暴露问题，研究者在第一代内窥镜机器人系统MASTER的基础上设计并研发了第二代系统EndoMaster EASE。此外，研究者还在猪模型上进行了临床前试验以评估该系统进行结直肠ESD的性能。

EndoMaster EASE系统由一个独立设计的灵活平台（图1）组成，内置内窥镜成像系统和3个工作通道，2个用于机械臂通过，1个用于附件。其中机械臂由外科医生控制台的内窥镜操作控制器通过计算机软件进行控制。在进行机器人ESD（图2）时，首先借助内窥镜成像系统找到结直肠内的病变并用Dual Knife进行标记，黏膜下注射生理盐水和靛胭脂以抬举病变。随后继续用Dual Knife对黏膜进行初始切割，直到黏膜可以被抓取。通过机器人“抓手”抓住黏膜并用切开刀分离黏膜和黏膜下层，使黏膜下层充分暴露。其中暴露的黏膜下血管的止血可借助机械臂上的针型切开刀或通过辅助通道进入的热活检钳来实现。黏膜下剥离结束后，将黏膜拉向一侧，进一步剥离边缘黏膜直至病变被完整切除，随后将病变取出并固定。整块切除被定义为完整剥离所被标记的病变。

图1 EndoMaster EASE工作平台

图2 机器人ESD处理结直肠病变

研究者使用EndoMaster EASE系统对猪模型进行了全身麻醉下机器人结直肠ESD手术。研究的主要观察指标包括手术时间（从开始切开到完成切除）、切除完整性、与手术相关的不良事件以及通过统计盲切频率来评估的狭窄工作空间内机械臂操作的限制。

结果显示，对平均体重为66.7公斤的猪模型总共进行了5次机器人结直肠ESD手术，病变均位于乙状结肠或直肠，距离肛缘5至36厘米不等。ESD的所有操作步骤均使用EndoMaster EASE系统完成，无须借助于普通ESD设备。平均手术时间为73.8分钟，平均切除标本大小为1340 mm²（620 mm² ~ 2250 mm²）。所有病变均被整块切除。尽管其中1例手术中出现了大量出血，但并没有发生穿孔，且使用电凝和热活检钳即成功止血。在使用2个机械臂进行剥离期间没有发生盲切事件。此外，研究者还在其中1例动物模型中探索了机器人ESD 应对穿孔的能力。首先，在ESD剥离病变后的缺口处切开足够深度来人为诱导穿孔。处理穿孔时，先使用机器人“抓手”抓住黏膜以最大程度减少气体泄漏，最终通过经辅助通道进入的Endoclips封闭穿孔（图3）。

图3 机器人ESD封闭穿孔

近年来结直肠癌发病率居高不下，造成了沉重的社会负担。随着经济发展水平的提高，许多国家开始实施早期结直肠癌筛查计划。而随着内镜成像的飞速发展，早期结直肠肿瘤的诊断比例有所增加。早期结直肠肿瘤可通过内镜切除治疗，主要包括内镜下黏膜切除术（EMR）与ESD两种方式。研究发现与EMR相比，ESD的整块切除率更高，局部复发率更低，尤其适用于侧向发育型肿瘤。然而，ESD的实施难度也相对较高，黏膜缺乏回缩以实现黏膜下层有效暴露便是一项重大难题。

由于普通ESD设备的局限性，一些致力于改进普通ESD性能的机器人平台相继出现，比如da Vinci Single Port Robotic system(DVSP)（Intuitive Surgical，美国）、STRAS（Karl Storz，德国）、Endoscopic Therapeutic Robot System (ETRS) (Kyushu Institute of Technology, 日本)。DVSP由3个用于组织解剖和操作的机械臂和一个弯曲式尖端腹腔镜组成，设计用于执行经口和经肛机器人手术。然而，DVSP在应用于包括ESD在内的腔内手术时受到笨重的器械设计和穿过直肠的端口长度过短的限制。STRAS 机器人系统是在Anubiscope的基础上开发的，在12个猪模型上进行的临床前研究表明，与Anubiscope 相比，STRAS在进行乙状结肠和直肠 ESD 方面具有相似的性能。ETRS的开发采用与EndoMaster EASE类似的内窥镜理念，配有2个机械臂，一个带有抓钳牵拉，另一个带有剥离刀。据报道，该系统在7个离体模型中成功实现了ESD整块切除。然而，已开发的用于包括ESD在内的腔内手术的机器人平台数量仍然十分有限。这些系统大多数尚处于开发阶段，仅在动物模型上进行了成功的测试。

本研究的研究者在应用于胃ESD的系统MASTER的基础上，开发了第二代内窥镜机器人系统EndoMaster EASE。与其他内窥镜平台LumenR和Lumendi Dilumen相比，EndoMaster EASE的使用更加灵活。EndoMaster EASE包含一个新设计的灵活的内窥镜平台，该平台具有两个用于黏膜牵拉和剥离的机械臂。机械臂被放置在最符合人体工程学的位置。根据结直肠ESD的性能定制，左臂用于牵拉黏膜，右臂用于剥离。机器人ESD手术首先在近侧行黏膜切开，逐步行黏膜下剥离，并在肿瘤侧缘进一步行黏膜切开，最终实现病变的完整切除。

该研究证明了这种新设计的机器人系统用于结直肠ESD的可行性和安全性，所有切除的标本均证实整块切除且无穿孔。虽然其中1例动物模型手术出现明显出血，但使用电凝和热活检钳即成功止血，无须调整为传统的内镜或手术止血。此外，通过人为诱导穿孔，研究者证实了机器人ESD封闭穿孔的良好性能。然而，EndoMaster EASE也有一定的局限性。首先，牵拉黏膜时只能通过左臂来实现，导致在剥离过程中需要频繁调整抓取的角度。其次，剥离针尖端有时会被左侧机械臂的轴挡住，此时无法确认黏膜下层的安全剥离，需要重新调整内窥镜的位置以便进行下一步操作。

总之，该临床前研究证实了EndoMaster EASE系统进行结直肠ESD的可行性。该系统应对不良事件包括出血和穿孔的能力也是值得肯定的。未来可尝试进行治疗早期结直肠肿瘤的结直肠ESD的临床试验。

（首都医科大学附属北京友谊医院消化内科王士东整理，张澍田教授审校）