模板90【文献计量+综述】机器人辅助手术在胸腔镜手术中的全球研究趋势:2000年至2025年的多维度分析,IF≈ 10.1,JCR分区Q1!

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引言

自达芬奇手术系统问世以来，机器人手术已深刻改变外科实践，其中胸外科是发展最快的应用领域之一。这一进步建立在20世纪90年代从开胸手术向胸腔镜手术（VATS）转变的基础上，该转变奠定了微创胸外科的初步标准。近年来研究表明，机器人辅助手术（RATS）能够有效解决传统胸外科中的技术难题，如操作空间受限、器械灵活性不足、人体工学限制以及视野受限等问题。RATS系统提供三维视野、更高自由度、消除手抖及更高的手术精度，使复杂手术能够通过微创方式完成。

RATS的临床应用已从最初的可行性研究扩展至多种胸部疾病，包括肺切除、食管手术、纵隔肿瘤切除以及新兴的诊断应用。随着全球医疗机构的广泛应用，RATS已从实验技术逐步发展为大型医疗中心的常规临床实践。研究RATS的发展模式不仅具有学术价值，还可为手术培训、技术引进及患者管理提供重要依据。

尽管相关研究不断增加，但RATS领域仍存在研究分散的问题。单中心研究和局部综述难以全面反映全球研究趋势、合作网络及知识演变。由于RATS涉及外科、机器人技术、人工智能及医学影像等多学科交叉，有必要通过文献计量分析系统揭示其研究结构和发展趋势。

文献计量分析是一种通过统计分析文献数据来研究科研模式、知识结构和发展趋势的方法，能够系统评估发文情况、合作网络、引用关系及主题演化。然而，目前仍存在一些不足：（1）现有研究时间跨度不足或分析不全面；（2）缺乏将研究热点与临床实践相结合的系统分析；（3）未充分涵盖人工智能及机器人支气管镜等新兴方向；（4）缺乏对研究分布与全球医疗资源差异关系的探讨。此外，随着AI在外科中的应用增加，遵循如TITAN等报告规范对提高研究质量尤为重要。

因此，本研究旨在：（1）分析RATS的全球发文趋势及发展阶段；（2）构建国际合作网络并识别主要国家、机构和学者；（3）通过关键词分析研究热点及演变趋势；（4）利用突发引用分析识别前沿方向；（5）为未来研究重点和临床应用提供依据（见图1）。

• 该文2025年发表于International Journal of surgery，2024年JCR影响因子：约 10.1，JCR分区Q1！

  

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以下分为多个方面进行解读。

一. 主要方法

1. 数据库选择、检索策略与文献筛选过程

本研究在PubMed、Web of Science核心合集（WoSCC）和Scopus三个数据库中进行系统检索，时间范围为2000年1月1日至2025年8月31日。检索字段包括标题、摘要及关键词。

初步共获得13,143条记录，去重后剩余3986篇。进一步筛选文献类型及相关性后，排除不符合标准的文献961篇，最终纳入3025篇文献，其中包括2569篇研究论文和456篇综述论文。

2. 纳入与排除标准

纳入标准：（1）2000–2025年发表的原始研究或综述；（2）明确研究机器人辅助胸腔镜手术（RATS）的文献。

排除标准：（1）会议摘要、社论、信件等非正式文献类型；（2）与RATS相关性较低的研究；（3）非英文文献。

3. 文献计量分析方法

本研究采用三种工具进行分析：

• VOSviewer（1.6.19）
  ：用于构建合作网络、共被引分析及关键词共现网络，节点大小表示发文量，颜色表示不同研究集群。
• CiteSpace（6.2.R3）
  ：用于双图叠加分析及突发引用检测，识别研究前沿。
• Biblioshiny（R语言bibliometrix）
  ：用于展示全球发文分布、合作网络及研究主题演化。

4. 数据分析与可视化

采用Excel 2021分析发文趋势、引用情况及合作关系。

通过卡方检验比较不同阶段（2000–2010、2011–2015、2016–2025）关键词分布差异（P<0.05为显著）。

同时，对高被引文献进行人工分类，并依据循证医学标准评估研究质量。采用多项式回归预测未来研究趋势。

所有图表均进行标准化处理，以保证结果清晰一致。

二. 主要结果

1. 发文数量的定量分析

本研究共分析了3025篇RATS相关文献，涉及79个国家、2925家机构、13,408名作者和634种期刊。

发文趋势呈现三个阶段（图2A）：

• 初始阶段（2000–2010年）：年均25.5篇
• 稳定增长阶段（2011–2018年）：年增长率12.4%，由39篇增至89篇
• 快速增长阶段（2019–2024年）：年增长率25.5%，最高达458篇

多项式趋势预测（R² = 0.9822）显示，2025年发文量预计将达到576篇。

同时，文献引用量从2000年的25次增长至2024年的7191次，呈指数增长趋势，表明该领域学术影响力持续提升。

2. 国家与机构分析

美国在该领域占据主导地位，共发表1061篇论文，总被引22,079次（篇均20.81次）；中国以536篇位居第二，但篇均被引较低（10.69次），约为美国的一半。

欧洲国家虽发文量较少，但引用影响力较高，如荷兰（25.40）、德国（18.51）和意大利（19.13）。这反映出机器人手术对技术和资金要求较高，早期应用国家具有明显优势。

在机构层面，上海交通大学发文量最高（72篇，1175次引用），而乌得勒支大学医学中心在影响力方面表现最佳（64篇，2229次引用，篇均34.8次）。

美国机构占据主要地位（约60%），包括梅奥诊所、纪念斯隆凯特琳癌症中心、哈佛医学院和匹兹堡大学，篇均引用在14.9–26.5之间。欧洲机构（如乌得勒支大学、德国美因茨大学和米兰大学）虽发文量较少，但具有较高学术影响力。

共被引分析识别出对RATS研究具有重要影响的核心学者，其中R.J. Cerfolio（506次共被引）和P.C. Van der Sluis（475次）是最具影响力的代表。

此外，G. Veronesi、B.J. Park和J.D. Luketich等传统胸外科领域的权威学者，为机器人手术的发展奠定了重要基础，体现了传统外科经验与机器人技术的融合。与此同时，D. Gonzalez-Rivas等新兴学者则代表了向更先进微创技术发展的趋势，对当前RATS临床实践具有重要推动作用。

5. 高被引参考文献分析

Van der Sluis等研究的被引次数最高（198次）且突发强度最强（23.88），其次为Melfi等（155次）和Kent等（134次，突发强度26.2）。

这些研究反映了RATS发展的三个关键阶段：

• 技术验证阶段
  ：Melfi等首次证明达芬奇系统在胸腔镜手术中的可行性（12例）
• 临床验证阶段
  ：Van der Sluis等研究表明机器人辅助食管切除术优于开胸手术（并发症更低、生活质量更高）
• 规模验证阶段
  ：Kent等通过33,095例患者数据证实机器人手术的安全性，并显示其优于传统开胸手术

这些研究共同奠定了RATS全球推广的证据基础。

进一步分析显示，高被引文献以**回顾性比较研究（证据等级3）和病例系列研究（等级4）**为主，仅有一项随机对照试验（ROBOT试验，等级1），说明该领域早期高质量证据仍相对不足。

7. RATS领域的当前热点与关键主题

聚类分析显示，RATS研究主要集中在四大方向：

3）纵隔手术技术应用优化与安全性评估

这些研究方向反映了RATS从早期探索逐步走向成熟临床应用后的专业细分趋势。此外，引用突发分析（2022–2025年）揭示了新的研究前沿，包括：

• 人工智能（AI）融合
• 机器人辅助支气管镜（RAB）
• 影像引导手术
• 外周肺病变
• 导航支气管镜

这些趋势表明，该领域正向精准化、智能化及诊疗一体化方向发展，同时更加重视临床疗效与患者安全。

8. 主题演化与发展轨迹

主题演化分析显示，该领域经历了从技术探索到临床专科化的清晰发展过程（图8A）。统计分析结果表明，不同阶段关键词变化具有显著差异（P<0.001）。

具体而言：

• “腹腔镜”“胸腔镜”等通用微创术语逐渐减少
• “非小细胞肺癌”“食管癌”等疾病相关术语显著增加

这一变化表明，研究已从早期技术可行性探索转向以疾病为中心的临床应用验证。

第一阶段（2000–2010）：技术起步阶段

在FDA批准（2000年）及首次RATS手术（2002年）后，研究主要集中于多领域探索，如心脏手术、冠脉搭桥、胸腺切除及食管手术等。👉 该阶段以验证技术可行性和安全性为主。

第二阶段（2011–2015）：快速发展阶段

机器人肺叶切除术应用显著增加。研究逐渐聚焦肿瘤（尤其食管癌），并开始关注成本效益和技术优化。👉 标志着从技术探索向临床验证转变。

第三阶段（2016–2025）：成熟应用阶段

研究高度专科化，主要集中于食管癌、非小细胞肺癌及冠脉手术。重点转向疗效比较、成本效益分析及技术创新（如单孔手术）。👉 表明RATS已发展为成熟、可推广的临床技术。

三. 讨论

1. 一般情况

本研究通过25年文献计量分析发现，RATS经历了从可行性验证→临床验证→优化应用的发展过程，但也暴露出明显的不平衡问题。

美国与中国在引用影响力上存在近2倍差距，这既反映研究质量差异，也与国际引用偏倚有关。技术资源丰富的机构形成“强者愈强”的循环，可能加剧全球不平等。此外，发文快速增长也可能体现数量导向而非质量提升。

高被引文献以中低等级证据为主，说明该领域早期主要依赖技术可行性研究。近期随机对照试验的出现表明研究正从“能否实施”转向“是否值得实施”的循证阶段。

RATS领域的主题演化与临床应用

复杂胸外科手术：食管与支气管应用（Complex thoracic resections）

机器人食管手术在淋巴结清扫、神经保护等方面优于传统胸腔镜，但成本效益和学习曲线仍是限制因素。

机器人支气管镜（RAB）作为新兴方向，可提高小病灶诊断率，并实现“诊疗一体化”，但长期疗效仍需验证。

肺切除与肺癌手术

机器人肺叶切除在围手术期效果优于开胸手术，但与胸腔镜相比优势仍存在争议。

关键问题：

• 长期肿瘤学效果仍需高质量研究验证
• 成本效益尚未明确
• 患者选择标准需进一步优化

纵隔手术与特殊应用

机器人胸腺切除在复杂解剖结构处理上具有优势，但现有研究缺乏统一标准和长期随访数据。

对于良性疾病，其成本效益在资源有限地区仍存在争议。

RATS在部分手术中已成为主流，显示更低并发症和更高手术精度。

但仍存在问题：

• 缺乏标准化培训体系
• 学习曲线数据主要来自大型中心
• 高成本限制技术普及

👉 需建立规范培训、认证体系及成本评估模型。

新兴趋势与未来方向

智能化与精准医疗

AI将成为核心发展方向，可实现：

• 实时决策支持
• 并发症预测
• 组织识别

未来将结合3D建模和分子信息，实现个体化手术。

先进影像与机器人支气管镜

多模态影像融合（CT+术中影像）将提高手术精度。

RAB将进一步发展，实现对小病灶的精准诊疗。

平台发展与推广策略

未来机器人系统将向多学科整合发展，并探索更微创的入路方式。

发展方向包括：

• AI辅助模拟培训
• 远程手术指导
• 成本优化平台

转化价值：从研究到指南

RATS研究正逐步从单中心研究发展到多中心随机对照试验，为临床指南制定提供依据。

总体来看，RATS正向智能化、精准化和全球可及性发展，但其成功依赖于技术、临床和政策的协同推进。

编者按

本研究通过多维度文献计量分析，系统揭示了机器人辅助胸腔镜手术（RATS）在过去25年中的发展轨迹与知识结构演变。从早期技术可行性验证，到中期临床应用扩展，再到当前以精准医疗和智能化为导向的优化阶段，RATS已逐步完成从创新技术向成熟临床模式的转型。然而，研究亦清晰指出，该领域仍存在明显的地域不均衡、高等级循证证据不足以及技术推广受限等关键问题。

未来研究应重点关注以下几个方向：首先，需加强多中心、前瞻性随机对照研究，以提升证据质量并支持临床指南制定；其次，应推动人工智能与机器人技术的深度融合，实现术中实时决策支持与个体化治疗；再次，需构建标准化培训与评估体系，缩短学习曲线并保障手术安全；此外，应探索成本效益优化及可及性提升路径，缩小不同地区间的技术鸿沟。

值得强调的是，RATS的发展不应仅停留于技术革新层面，更需在临床价值、医疗公平与患者获益之间取得平衡。未来应通过跨学科合作与全球协同，推动机器人外科向更加智能化、精准化和普惠化方向发展，从而实现其在现代外科体系中的长期价值。