引用本文： 吳先球, 韋武利, 王奇, 何毅. 經右胸切口微創二尖瓣置換術的學習曲線研究. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2014, 21(5): 614-618. doi: 10.7507/1007-4848.20140175 復制
上世紀90年代中期，隨著外科器械的發展，經右胸切口微創二尖瓣手術得以開展并推廣[1-3]。經過近20年的發展，多項研究均指出[4-5]，該手術方式與傳統胸骨正中開胸手術相比，具有較低的圍術期并發癥發生率以及近期死亡率，同時，微創手術也使患者圍術期用血量、術后胸腔引流量、術后重癥監護室（ICU）停留時間和總住院時間等指標明顯改善。然而，由于手術者經驗及理論水平的差異，往往導致微創手術效果質量參差不齊，影響新技術的推廣。因此，在開展微創技術的過程中，對初學者手術質量的監控成為保障患者手術安全的重要一環，也可以為微創技術的推廣應用提供借鑒。
近年來，累積和分析法（culmulative sum analysis，CUSUM analysis）已經被廣泛應用于監控微創外科手術質量，特別是在非體外循環冠狀動脈旁路移植手術學習曲線及其手術質量監控方面的應用更是研究的熱點。然而，對于開展右胸切口微創二尖瓣置換術早期的學習曲線及手術質量監控卻鮮有報道。為此，我們設計了本項前瞻性研究，自2011年6月至2013年4月，連續收治60例患者，均由同一手術者完成右胸切口微創二尖瓣置換術，使用CUSUM法對其手術質量和學習曲線進行了監控分析，現總結如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
1.1.1 入組條件
入組條件：（1）心臟彩色超聲心動圖診斷為單純二尖瓣病變；（2）根據《臨床診療指南——心血管外科學分冊》（中華醫學會編著，人民衛生出版社）需要行二尖瓣置換術；（3）知情同意。
1.1.2 排除標準
排除標準：（1）非單純二尖瓣病變；（2）合并胸廓畸形或既往有右胸手術史；（3）高齡（年齡>70歲）或合并肝腎功能不全。
1.1.3 臨床資料
在該時間段內，符合上述條件共60例患者接受微創手術，其中男32例、女28例，年齡28～53（34.67±7.11）歲；心功能分級（NYHA）Ⅱ～Ⅳ級。二尖瓣狹窄31例，二尖瓣關閉不全19例，二尖瓣狹窄伴關閉不全10例。按手術時間順序為每一例患者進行編號，并分為A組、B組、C組，每組20例。其中A組患者收治時間為2011年6月至2012年2月；B組患者收治時間為2012年3～10月；C組患者收治時間為2012年11月至2013年4月；3組患者的臨床資料見表 1。3組患者的年齡、性別、左心室射血分數、體重指數（BMI）、病種、病因以及心功能分級等差異均無統計學意義（P>0.05）。
表1
3組患者術前的臨床資料［例/（1.2 手術方法
患者在靜脈吸入復合全身麻醉下手術，雙腔氣管內插管，取平臥位，右側軀體抬高40°，右肩向后傾斜，右上肢用軟布包好內收于體側。首先經腹股溝作長約3 cm切口，游離、暴露股動、靜脈前壁。插18～22 F股動脈插管作為動脈灌注管，22～24 F股靜脈插管在食管超聲心動圖引導下進入右心房，并使其尖端位于上腔靜脈入口處。取右側鎖骨中線與腋前線間乳房下切口，長約5～10 cm，經第4肋間進入胸腔，使用軟組織牽開器暴露，切開并懸吊心包，術野持續吹入二氧化碳。主動脈根部荷包縫合，插入特制長心臟停搏液針，經右側腋前線第3肋間插入Chitwood鉗阻斷升主動脈，灌注冷血心臟停搏液，在心臟停搏下施行手術。平行于房間溝切開左心房，經胸骨旁1 cm切口置入左心房牽開器，將房間隔拉向胸骨，左心房內放置軟左心吸引管，右側抬高，以利于顯露二尖瓣。切除病變二尖瓣，間斷縫合，行二尖瓣置換術。心內操作完成后，縫合左心房切口，頭低位，開放循環，主動脈根部排氣。停機后，用魚精蛋白中和肝素，拔除灌注管及動靜脈插管，關胸，留置潘氏引流管于心包腔內，并接負壓球，腋中線第6肋間放置右側胸腔引流管。
1.3 手術失敗的定義
我們定義手術失敗是指在手術過程中有中轉胸骨正中開胸手術以及術后30?d內出現右側氣胸、出血、二次開胸、瓣周漏、腦血管意外、新發心律失常、腎功能不全、圍術期死亡等事件，則為微創手術失敗。
1.4 統計學分析
用SPSS 17.0統計軟件進行統計處理，計量資料以均數±標準差（
1.5 CUSUM分析法的應用
根據Rogers等[6]提出的方法，我們定義CUSUM為Sn=∑（Xi-p0），公式中Xi=1表示“手術失敗”（患者死亡或出現上述任何一種并發癥），而Xi=0則表示“手術成功”。有文獻報道，微創二尖瓣置換術主要并發癥的發生率為10%～15% [7-9]，因此，在本研究中，我們選擇可接受的手術失敗率p0為10%，不可接受的手術失敗率（p1）為20%，Ⅰ類錯誤發生率（α）為0.05；Ⅱ類錯誤發生率（β）為0.20；n為手術例數。依下列公式進行計算：a=In {（1-β）/α}，b=In {（1-α）/β}，P=In {pl/p0}，Q=In {（1-p0）/（1-p1）}，s=Q /（P+Q），則由此得出80%警戒線為X0=sn±b/（P+Q），95%報警線為X1=sn±a /（P+Q）。
2 結果
2.1 手術和隨訪結果
60例患者中有49例手術成功，11例手術失敗，其中2例（3.3%）死亡均發生于A組，2例（3.3%）中轉胸骨正中開胸手術，3例（5.0%）患者因肋間血管出血需要二次開胸探查止血，2例（3.3%）出現新發心律失常，2例（3.3%）出現右側氣胸。C組患者主動脈阻斷時間、體外循環時間和手術時間均短于A組和B組，差異有統計學意義（P<0.05）；3組患者的術中指標比較見表 2。所有痊愈出院患者出院前復查心臟彩色超聲心動圖均提示瓣膜功能良好，未見瓣周漏。所有出院患者均接受隨訪，平均隨訪時間11（6～18）個月，未發現與手術相關的并發癥發生。3組患者手術失敗的原因見表 3。
表2
3組患者的手術指標比較（
表3
3組患者手術失敗的原因
2.2 CUSUM分析結果
整個微創二尖瓣置換術過程中，手術的累積失敗率均在可控范圍內，而且在手術例數達到約45例時，該手術者手術累積失敗率低于可接受水平（10%），即技術水平基本成熟，并沒有顯著增加患者的手術風險；見圖 1。因此，可以說右胸微創切口二尖瓣置換術手術學習曲線約為45例。
圖1
手術失敗累積和曲線
注：圖中p0表示可接受手術失敗率為10%，當曲線在80%警戒線以下時，表明手術失敗率低于可接受失敗率
3 討論
微創心臟外科是心臟外科發展的主要趨勢和研究熱點。經右胸微創小切口二尖瓣置換術與傳統胸骨正中切口手術相比具有以下優點：①切口美容效果良好；②術后恢復快，術后起床、活動早，不增加圍手術期死亡率等[10-11]。然而，由于小切口手術術野暴露及操作難度較傳統胸骨正中開胸手術有所增加，臨床醫師需要一個學習、訓練的過程，因此，在開展該項技術的初期階段，初學者需要通過選擇合適的患者進行實踐而獲得相關經驗，這就是所謂的學習曲線。另一方面，傳統對手術效果的評價，僅僅是比較某個時間段內兩種手術方式平均的治療效果，這可能導致該時間段內部分集中出現的不良治療效果無法得到體現和分析，尤其是在開展新技術的初期更是如此。因此，從手術質量控制和學習過程分析的角度而言，使用時間序列分析法對實施新技術的質量及學習曲線進行分析更加合理。時間序列分析法是一種動態數據處理的統計方法。該方法基于隨機過程理論和數理統計學方法，研究隨機數據序列所遵從的統計規律，以用于解決實際問題。1954年，Page等[12]基于時間序列分析原理提出了累積和分析法（CUSUM）并應用于工業領域的質量控制，該方法以歷次觀測結果的累計為依據，其目的在于判斷生產過程是否存在異常，具有更高的靈敏度，對信息利用也更充分。1992年，Williams等[13]將該方法引入醫學領域，1994年de Leval等[14]率先提出了使用CUSUM分析法對小兒心臟手術質量進行監控，此后，多項研究都將這種方法用于監控心臟外科的手術質量，特別是冠狀動脈旁路移植手術。Novick等[15]使用該方法分析了同一術者從體外循環向非體外循環冠狀動脈旁路移植術的轉變過程。Holzhey等[16]則報道了同一研究中8位外科醫生進行非體外循環冠狀動脈旁路移植術的不同學習演變過程。同樣，Caputo等[17]采用CUSUM曲線分析并監控住院醫師進行非體外循環冠狀動脈旁路移植術的學習曲線。這些研究都明確指出，非體外循環冠狀動脈旁路移植術存在明顯的學習曲線效應，在進行該項手術時，應對手術質量進行持續監控，并對手術者的學習曲線進行分析。然而，盡管循證醫學證據表明[4-5]，右胸切口微創二尖瓣置換術是安全、有效的，但是，當前對于微創心瓣膜置換術初學者的手術質量及學習曲線問題則鮮有報道。
2012年，Murzi等[18]首先報道了右胸切口微創主動脈瓣置換的學習曲線問題，研究人員在分析了同一手術者前100例經右胸切口主動脈瓣置換術的臨床資料后得出結論，即使是在手術者的早期學習階段，經右胸切口微創主動脈瓣置換與傳統胸骨正中開胸手術相比，并不增加手術風險，也就是說，其手術質量是有保障的。我們的研究中分析了同一手術者從開始學習到連續完成60例經右胸切口微創二尖瓣置換術的手術效果，并通過CUSUM方法的應用，分析了該手術者從開始開展手術到熟練掌握該項技術的學習曲線及手術的累積失敗率。研究結果表明，隨著手術例數的增加，手術時間、主動脈阻斷時間、體外循環時間均呈逐漸縮短趨勢，各組間差異具有統計學意義。另一方面，在整個研究過程中，手術的累積失敗率都在控制范圍內，而且在手術例數達到45例之后，手術累積失敗率則低于可接受失敗率（10%），這表明，右胸切口微創二尖瓣置換術對于患者是安全的，即使是在開展這項技術的早期階段，手術的質量也是在可控范圍內。但是，不可否認的是，在開展該項技術的初期，手術風險相對較高，這可能與手術者的經驗有關。我們的研究中，手術者在前20例實踐中，手術失敗例數（5/20）多于其他兩個階段（分別為4/20及2/20），其中在施行第6例手術和第18例手術時，患者最終死亡，分析其原因可能與病例的選擇有關，第6例患者為風濕性心臟病，術前心功能分級（NYHA）Ⅲ級，心臟增大明顯，由于手術技術不熟練，體外循環時間及手術時間均明顯延長，心肌保護欠佳，導致術后出現低心排血量綜合征而死亡；第18例患者則是由于肥胖，術中顯露差，過分牽拉二尖瓣導致左心室破裂搶救無效死亡。因此，我們的經驗是，在開展該項技術的初期，對于病例的選擇是必不可少的，首先應選擇心功能分級（NYHA）Ⅱ～Ⅲ級，體型適中的患者進行手術，待越過學習期后再逐步擴大手術適應證。當然，手術者對于手術理論知識的掌握情況、動手能力和領悟能力的水平也可能影響其手術質量。另一方面，固定的手術成員搭配，各自都可較快地積累自己的經驗，手術時各司其職，通過長期配合，有利于形成共同的認識，使手術過程中各環節緊湊，且相互默契配合，也能顯著提高手術效率并改善手術效果。
本研究存在一定的局限性，未能與胸骨正中開胸二尖瓣置換術進行對照研究，觀察病例數有限。但是通過本研究，仍可證明右胸切口微創二尖瓣置換術是可行的，而且當初學者在手術約45例時，其手術技術基本趨于成熟，手術質量是有保證的。
上世紀90年代中期，隨著外科器械的發展，經右胸切口微創二尖瓣手術得以開展并推廣[1-3]。經過近20年的發展，多項研究均指出[4-5]，該手術方式與傳統胸骨正中開胸手術相比，具有較低的圍術期并發癥發生率以及近期死亡率，同時，微創手術也使患者圍術期用血量、術后胸腔引流量、術后重癥監護室（ICU）停留時間和總住院時間等指標明顯改善。然而，由于手術者經驗及理論水平的差異，往往導致微創手術效果質量參差不齊，影響新技術的推廣。因此，在開展微創技術的過程中，對初學者手術質量的監控成為保障患者手術安全的重要一環，也可以為微創技術的推廣應用提供借鑒。
近年來，累積和分析法（culmulative sum analysis，CUSUM analysis）已經被廣泛應用于監控微創外科手術質量，特別是在非體外循環冠狀動脈旁路移植手術學習曲線及其手術質量監控方面的應用更是研究的熱點。然而，對于開展右胸切口微創二尖瓣置換術早期的學習曲線及手術質量監控卻鮮有報道。為此，我們設計了本項前瞻性研究，自2011年6月至2013年4月，連續收治60例患者，均由同一手術者完成右胸切口微創二尖瓣置換術，使用CUSUM法對其手術質量和學習曲線進行了監控分析，現總結如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
1.1.1 入組條件
入組條件：（1）心臟彩色超聲心動圖診斷為單純二尖瓣病變；（2）根據《臨床診療指南——心血管外科學分冊》（中華醫學會編著，人民衛生出版社）需要行二尖瓣置換術；（3）知情同意。
1.1.2 排除標準
排除標準：（1）非單純二尖瓣病變；（2）合并胸廓畸形或既往有右胸手術史；（3）高齡（年齡>70歲）或合并肝腎功能不全。
1.1.3 臨床資料
在該時間段內，符合上述條件共60例患者接受微創手術，其中男32例、女28例，年齡28～53（34.67±7.11）歲；心功能分級（NYHA）Ⅱ～Ⅳ級。二尖瓣狹窄31例，二尖瓣關閉不全19例，二尖瓣狹窄伴關閉不全10例。按手術時間順序為每一例患者進行編號，并分為A組、B組、C組，每組20例。其中A組患者收治時間為2011年6月至2012年2月；B組患者收治時間為2012年3～10月；C組患者收治時間為2012年11月至2013年4月；3組患者的臨床資料見表 1。3組患者的年齡、性別、左心室射血分數、體重指數（BMI）、病種、病因以及心功能分級等差異均無統計學意義（P>0.05）。
表1
3組患者術前的臨床資料［例/（1.2 手術方法
患者在靜脈吸入復合全身麻醉下手術，雙腔氣管內插管，取平臥位，右側軀體抬高40°，右肩向后傾斜，右上肢用軟布包好內收于體側。首先經腹股溝作長約3 cm切口，游離、暴露股動、靜脈前壁。插18～22 F股動脈插管作為動脈灌注管，22～24 F股靜脈插管在食管超聲心動圖引導下進入右心房，并使其尖端位于上腔靜脈入口處。取右側鎖骨中線與腋前線間乳房下切口，長約5～10 cm，經第4肋間進入胸腔，使用軟組織牽開器暴露，切開并懸吊心包，術野持續吹入二氧化碳。主動脈根部荷包縫合，插入特制長心臟停搏液針，經右側腋前線第3肋間插入Chitwood鉗阻斷升主動脈，灌注冷血心臟停搏液，在心臟停搏下施行手術。平行于房間溝切開左心房，經胸骨旁1 cm切口置入左心房牽開器，將房間隔拉向胸骨，左心房內放置軟左心吸引管，右側抬高，以利于顯露二尖瓣。切除病變二尖瓣，間斷縫合，行二尖瓣置換術。心內操作完成后，縫合左心房切口，頭低位，開放循環，主動脈根部排氣。停機后，用魚精蛋白中和肝素，拔除灌注管及動靜脈插管，關胸，留置潘氏引流管于心包腔內，并接負壓球，腋中線第6肋間放置右側胸腔引流管。
1.3 手術失敗的定義
我們定義手術失敗是指在手術過程中有中轉胸骨正中開胸手術以及術后30?d內出現右側氣胸、出血、二次開胸、瓣周漏、腦血管意外、新發心律失常、腎功能不全、圍術期死亡等事件，則為微創手術失敗。
1.4 統計學分析
用SPSS 17.0統計軟件進行統計處理，計量資料以均數±標準差（
1.5 CUSUM分析法的應用
根據Rogers等[6]提出的方法，我們定義CUSUM為Sn=∑（Xi-p0），公式中Xi=1表示“手術失敗”（患者死亡或出現上述任何一種并發癥），而Xi=0則表示“手術成功”。有文獻報道，微創二尖瓣置換術主要并發癥的發生率為10%～15% [7-9]，因此，在本研究中，我們選擇可接受的手術失敗率p0為10%，不可接受的手術失敗率（p1）為20%，Ⅰ類錯誤發生率（α）為0.05；Ⅱ類錯誤發生率（β）為0.20；n為手術例數。依下列公式進行計算：a=In {（1-β）/α}，b=In {（1-α）/β}，P=In {pl/p0}，Q=In {（1-p0）/（1-p1）}，s=Q /（P+Q），則由此得出80%警戒線為X0=sn±b/（P+Q），95%報警線為X1=sn±a /（P+Q）。
2 結果
2.1 手術和隨訪結果
60例患者中有49例手術成功，11例手術失敗，其中2例（3.3%）死亡均發生于A組，2例（3.3%）中轉胸骨正中開胸手術，3例（5.0%）患者因肋間血管出血需要二次開胸探查止血，2例（3.3%）出現新發心律失常，2例（3.3%）出現右側氣胸。C組患者主動脈阻斷時間、體外循環時間和手術時間均短于A組和B組，差異有統計學意義（P<0.05）；3組患者的術中指標比較見表 2。所有痊愈出院患者出院前復查心臟彩色超聲心動圖均提示瓣膜功能良好，未見瓣周漏。所有出院患者均接受隨訪，平均隨訪時間11（6～18）個月，未發現與手術相關的并發癥發生。3組患者手術失敗的原因見表 3。
表2
3組患者的手術指標比較（
表3
3組患者手術失敗的原因
2.2 CUSUM分析結果
整個微創二尖瓣置換術過程中，手術的累積失敗率均在可控范圍內，而且在手術例數達到約45例時，該手術者手術累積失敗率低于可接受水平（10%），即技術水平基本成熟，并沒有顯著增加患者的手術風險；見圖 1。因此，可以說右胸微創切口二尖瓣置換術手術學習曲線約為45例。
圖1
手術失敗累積和曲線
注：圖中p0表示可接受手術失敗率為10%，當曲線在80%警戒線以下時，表明手術失敗率低于可接受失敗率
3 討論
微創心臟外科是心臟外科發展的主要趨勢和研究熱點。經右胸微創小切口二尖瓣置換術與傳統胸骨正中切口手術相比具有以下優點：①切口美容效果良好；②術后恢復快，術后起床、活動早，不增加圍手術期死亡率等[10-11]。然而，由于小切口手術術野暴露及操作難度較傳統胸骨正中開胸手術有所增加，臨床醫師需要一個學習、訓練的過程，因此，在開展該項技術的初期階段，初學者需要通過選擇合適的患者進行實踐而獲得相關經驗，這就是所謂的學習曲線。另一方面，傳統對手術效果的評價，僅僅是比較某個時間段內兩種手術方式平均的治療效果，這可能導致該時間段內部分集中出現的不良治療效果無法得到體現和分析，尤其是在開展新技術的初期更是如此。因此，從手術質量控制和學習過程分析的角度而言，使用時間序列分析法對實施新技術的質量及學習曲線進行分析更加合理。時間序列分析法是一種動態數據處理的統計方法。該方法基于隨機過程理論和數理統計學方法，研究隨機數據序列所遵從的統計規律，以用于解決實際問題。1954年，Page等[12]基于時間序列分析原理提出了累積和分析法（CUSUM）并應用于工業領域的質量控制，該方法以歷次觀測結果的累計為依據，其目的在于判斷生產過程是否存在異常，具有更高的靈敏度，對信息利用也更充分。1992年，Williams等[13]將該方法引入醫學領域，1994年de Leval等[14]率先提出了使用CUSUM分析法對小兒心臟手術質量進行監控，此后，多項研究都將這種方法用于監控心臟外科的手術質量，特別是冠狀動脈旁路移植手術。Novick等[15]使用該方法分析了同一術者從體外循環向非體外循環冠狀動脈旁路移植術的轉變過程。Holzhey等[16]則報道了同一研究中8位外科醫生進行非體外循環冠狀動脈旁路移植術的不同學習演變過程。同樣，Caputo等[17]采用CUSUM曲線分析并監控住院醫師進行非體外循環冠狀動脈旁路移植術的學習曲線。這些研究都明確指出，非體外循環冠狀動脈旁路移植術存在明顯的學習曲線效應，在進行該項手術時，應對手術質量進行持續監控，并對手術者的學習曲線進行分析。然而，盡管循證醫學證據表明[4-5]，右胸切口微創二尖瓣置換術是安全、有效的，但是，當前對于微創心瓣膜置換術初學者的手術質量及學習曲線問題則鮮有報道。
2012年，Murzi等[18]首先報道了右胸切口微創主動脈瓣置換的學習曲線問題，研究人員在分析了同一手術者前100例經右胸切口主動脈瓣置換術的臨床資料后得出結論，即使是在手術者的早期學習階段，經右胸切口微創主動脈瓣置換與傳統胸骨正中開胸手術相比，并不增加手術風險，也就是說，其手術質量是有保障的。我們的研究中分析了同一手術者從開始學習到連續完成60例經右胸切口微創二尖瓣置換術的手術效果，并通過CUSUM方法的應用，分析了該手術者從開始開展手術到熟練掌握該項技術的學習曲線及手術的累積失敗率。研究結果表明，隨著手術例數的增加，手術時間、主動脈阻斷時間、體外循環時間均呈逐漸縮短趨勢，各組間差異具有統計學意義。另一方面，在整個研究過程中，手術的累積失敗率都在控制范圍內，而且在手術例數達到45例之后，手術累積失敗率則低于可接受失敗率（10%），這表明，右胸切口微創二尖瓣置換術對于患者是安全的，即使是在開展這項技術的早期階段，手術的質量也是在可控范圍內。但是，不可否認的是，在開展該項技術的初期，手術風險相對較高，這可能與手術者的經驗有關。我們的研究中，手術者在前20例實踐中，手術失敗例數（5/20）多于其他兩個階段（分別為4/20及2/20），其中在施行第6例手術和第18例手術時，患者最終死亡，分析其原因可能與病例的選擇有關，第6例患者為風濕性心臟病，術前心功能分級（NYHA）Ⅲ級，心臟增大明顯，由于手術技術不熟練，體外循環時間及手術時間均明顯延長，心肌保護欠佳，導致術后出現低心排血量綜合征而死亡；第18例患者則是由于肥胖，術中顯露差，過分牽拉二尖瓣導致左心室破裂搶救無效死亡。因此，我們的經驗是，在開展該項技術的初期，對于病例的選擇是必不可少的，首先應選擇心功能分級（NYHA）Ⅱ～Ⅲ級，體型適中的患者進行手術，待越過學習期后再逐步擴大手術適應證。當然，手術者對于手術理論知識的掌握情況、動手能力和領悟能力的水平也可能影響其手術質量。另一方面，固定的手術成員搭配，各自都可較快地積累自己的經驗，手術時各司其職，通過長期配合，有利于形成共同的認識，使手術過程中各環節緊湊，且相互默契配合，也能顯著提高手術效率并改善手術效果。
本研究存在一定的局限性，未能與胸骨正中開胸二尖瓣置換術進行對照研究，觀察病例數有限。但是通過本研究，仍可證明右胸切口微創二尖瓣置換術是可行的，而且當初學者在手術約45例時，其手術技術基本趨于成熟，手術質量是有保證的。
