引用本文： 吴先球, 韦武利, 王奇, 何毅. 经右胸切口微创二尖瓣置换术的学习曲线研究. 中国胸心血管外科临床杂志, 2014, 21(5): 614-618. doi: 10.7507/1007-4848.20140175 复制
上世纪90年代中期，随着外科器械的发展，经右胸切口微创二尖瓣手术得以开展并推广[1-3]。经过近20年的发展，多项研究均指出[4-5]，该手术方式与传统胸骨正中开胸手术相比，具有较低的围术期并发症发生率以及近期死亡率，同时，微创手术也使患者围术期用血量、术后胸腔引流量、术后重症监护室（ICU）停留时间和总住院时间等指标明显改善。然而，由于手术者经验及理论水平的差异，往往导致微创手术效果质量参差不齐，影响新技术的推广。因此，在开展微创技术的过程中，对初学者手术质量的监控成为保障患者手术安全的重要一环，也可以为微创技术的推广应用提供借鉴。
近年来，累积和分析法（culmulative sum analysis，CUSUM analysis）已经被广泛应用于监控微创外科手术质量，特别是在非体外循环冠状动脉旁路移植手术学习曲线及其手术质量监控方面的应用更是研究的热点。然而，对于开展右胸切口微创二尖瓣置换术早期的学习曲线及手术质量监控却鲜有报道。为此，我们设计了本项前瞻性研究，自2011年6月至2013年4月，连续收治60例患者，均由同一手术者完成右胸切口微创二尖瓣置换术，使用CUSUM法对其手术质量和学习曲线进行了监控分析，现总结如下。
1 资料与方法
1.1 研究对象
1.1.1 入组条件
入组条件：（1）心脏彩色超声心动图诊断为单纯二尖瓣病变；（2）根据《临床诊疗指南——心血管外科学分册》（中华医学会编著，人民卫生出版社）需要行二尖瓣置换术；（3）知情同意。
1.1.2 排除标准
排除标准：（1）非单纯二尖瓣病变；（2）合并胸廓畸形或既往有右胸手术史；（3）高龄（年龄>70岁）或合并肝肾功能不全。
1.1.3 临床资料
在该时间段内，符合上述条件共60例患者接受微创手术，其中男32例、女28例，年龄28～53（34.67±7.11）岁；心功能分级（NYHA）Ⅱ～Ⅳ级。二尖瓣狭窄31例，二尖瓣关闭不全19例，二尖瓣狭窄伴关闭不全10例。按手术时间顺序为每一例患者进行编号，并分为A组、B组、C组，每组20例。其中A组患者收治时间为2011年6月至2012年2月；B组患者收治时间为2012年3～10月；C组患者收治时间为2012年11月至2013年4月；3组患者的临床资料见表 1。3组患者的年龄、性别、左心室射血分数、体重指数（BMI）、病种、病因以及心功能分级等差异均无统计学意义（P>0.05）。
表1
3组患者术前的临床资料［例/（1.2 手术方法
患者在静脉吸入复合全身麻醉下手术，双腔气管内插管，取平卧位，右侧躯体抬高40°，右肩向后倾斜，右上肢用软布包好内收于体侧。首先经腹股沟作长约3 cm切口，游离、暴露股动、静脉前壁。插18～22 F股动脉插管作为动脉灌注管，22～24 F股静脉插管在食管超声心动图引导下进入右心房，并使其尖端位于上腔静脉入口处。取右侧锁骨中线与腋前线间乳房下切口，长约5～10 cm，经第4肋间进入胸腔，使用软组织牵开器暴露，切开并悬吊心包，术野持续吹入二氧化碳。主动脉根部荷包缝合，插入特制长心脏停搏液针，经右侧腋前线第3肋间插入Chitwood钳阻断升主动脉，灌注冷血心脏停搏液，在心脏停搏下施行手术。平行于房间沟切开左心房，经胸骨旁1 cm切口置入左心房牵开器，将房间隔拉向胸骨，左心房内放置软左心吸引管，右侧抬高，以利于显露二尖瓣。切除病变二尖瓣，间断缝合，行二尖瓣置换术。心内操作完成后，缝合左心房切口，头低位，开放循环，主动脉根部排气。停机后，用鱼精蛋白中和肝素，拔除灌注管及动静脉插管，关胸，留置潘氏引流管于心包腔内，并接负压球，腋中线第6肋间放置右侧胸腔引流管。
1.3 手术失败的定义
我们定义手术失败是指在手术过程中有中转胸骨正中开胸手术以及术后30 d内出现右侧气胸、出血、二次开胸、瓣周漏、脑血管意外、新发心律失常、肾功能不全、围术期死亡等事件，则为微创手术失败。
1.4 统计学分析
用SPSS 17.0统计软件进行统计处理，计量资料以均数±标准差（
1.5 CUSUM分析法的应用
根据Rogers等[6]提出的方法，我们定义CUSUM为Sn=∑（Xi-p0），公式中Xi=1表示“手术失败”（患者死亡或出现上述任何一种并发症），而Xi=0则表示“手术成功”。有文献报道，微创二尖瓣置换术主要并发症的发生率为10%～15% [7-9]，因此，在本研究中，我们选择可接受的手术失败率p0为10%，不可接受的手术失败率（p1）为20%，Ⅰ类错误发生率（α）为0.05；Ⅱ类错误发生率（β）为0.20；n为手术例数。依下列公式进行计算：a=In {（1-β）/α}，b=In {（1-α）/β}，P=In {pl/p0}，Q=In {（1-p0）/（1-p1）}，s=Q /（P+Q），则由此得出80%警戒线为X0=sn±b/（P+Q），95%报警线为X1=sn±a /（P+Q）。
2 结果
2.1 手术和随访结果
60例患者中有49例手术成功，11例手术失败，其中2例（3.3%）死亡均发生于A组，2例（3.3%）中转胸骨正中开胸手术，3例（5.0%）患者因肋间血管出血需要二次开胸探查止血，2例（3.3%）出现新发心律失常，2例（3.3%）出现右侧气胸。C组患者主动脉阻断时间、体外循环时间和手术时间均短于A组和B组，差异有统计学意义（P<0.05）；3组患者的术中指标比较见表 2。所有痊愈出院患者出院前复查心脏彩色超声心动图均提示瓣膜功能良好，未见瓣周漏。所有出院患者均接受随访，平均随访时间11（6～18）个月，未发现与手术相关的并发症发生。3组患者手术失败的原因见表 3。
表2
3组患者的手术指标比较（
表3
3组患者手术失败的原因
2.2 CUSUM分析结果
整个微创二尖瓣置换术过程中，手术的累积失败率均在可控范围内，而且在手术例数达到约45例时，该手术者手术累积失败率低于可接受水平（10%），即技术水平基本成熟，并没有显著增加患者的手术风险；见图 1。因此，可以说右胸微创切口二尖瓣置换术手术学习曲线约为45例。
图1
手术失败累积和曲线
注：图中p0表示可接受手术失败率为10%，当曲线在80%警戒线以下时，表明手术失败率低于可接受失败率
3 讨论
微创心脏外科是心脏外科发展的主要趋势和研究热点。经右胸微创小切口二尖瓣置换术与传统胸骨正中切口手术相比具有以下优点：①切口美容效果良好；②术后恢复快，术后起床、活动早，不增加围手术期死亡率等[10-11]。然而，由于小切口手术术野暴露及操作难度较传统胸骨正中开胸手术有所增加，临床医师需要一个学习、训练的过程，因此，在开展该项技术的初期阶段，初学者需要通过选择合适的患者进行实践而获得相关经验，这就是所谓的学习曲线。另一方面，传统对手术效果的评价，仅仅是比较某个时间段内两种手术方式平均的治疗效果，这可能导致该时间段内部分集中出现的不良治疗效果无法得到体现和分析，尤其是在开展新技术的初期更是如此。因此，从手术质量控制和学习过程分析的角度而言，使用时间序列分析法对实施新技术的质量及学习曲线进行分析更加合理。时间序列分析法是一种动态数据处理的统计方法。该方法基于随机过程理论和数理统计学方法，研究随机数据序列所遵从的统计规律，以用于解决实际问题。1954年，Page等[12]基于时间序列分析原理提出了累积和分析法（CUSUM）并应用于工业领域的质量控制，该方法以历次观测结果的累计为依据，其目的在于判断生产过程是否存在异常，具有更高的灵敏度，对信息利用也更充分。1992年，Williams等[13]将该方法引入医学领域，1994年de Leval等[14]率先提出了使用CUSUM分析法对小儿心脏手术质量进行监控，此后，多项研究都将这种方法用于监控心脏外科的手术质量，特别是冠状动脉旁路移植手术。Novick等[15]使用该方法分析了同一术者从体外循环向非体外循环冠状动脉旁路移植术的转变过程。Holzhey等[16]则报道了同一研究中8位外科医生进行非体外循环冠状动脉旁路移植术的不同学习演变过程。同样，Caputo等[17]采用CUSUM曲线分析并监控住院医师进行非体外循环冠状动脉旁路移植术的学习曲线。这些研究都明确指出，非体外循环冠状动脉旁路移植术存在明显的学习曲线效应，在进行该项手术时，应对手术质量进行持续监控，并对手术者的学习曲线进行分析。然而，尽管循证医学证据表明[4-5]，右胸切口微创二尖瓣置换术是安全、有效的，但是，当前对于微创心瓣膜置换术初学者的手术质量及学习曲线问题则鲜有报道。
2012年，Murzi等[18]首先报道了右胸切口微创主动脉瓣置换的学习曲线问题，研究人员在分析了同一手术者前100例经右胸切口主动脉瓣置换术的临床资料后得出结论，即使是在手术者的早期学习阶段，经右胸切口微创主动脉瓣置换与传统胸骨正中开胸手术相比，并不增加手术风险，也就是说，其手术质量是有保障的。我们的研究中分析了同一手术者从开始学习到连续完成60例经右胸切口微创二尖瓣置换术的手术效果，并通过CUSUM方法的应用，分析了该手术者从开始开展手术到熟练掌握该项技术的学习曲线及手术的累积失败率。研究结果表明，随着手术例数的增加，手术时间、主动脉阻断时间、体外循环时间均呈逐渐缩短趋势，各组间差异具有统计学意义。另一方面，在整个研究过程中，手术的累积失败率都在控制范围内，而且在手术例数达到45例之后，手术累积失败率则低于可接受失败率（10%），这表明，右胸切口微创二尖瓣置换术对于患者是安全的，即使是在开展这项技术的早期阶段，手术的质量也是在可控范围内。但是，不可否认的是，在开展该项技术的初期，手术风险相对较高，这可能与手术者的经验有关。我们的研究中，手术者在前20例实践中，手术失败例数（5/20）多于其他两个阶段（分别为4/20及2/20），其中在施行第6例手术和第18例手术时，患者最终死亡，分析其原因可能与病例的选择有关，第6例患者为风湿性心脏病，术前心功能分级（NYHA）Ⅲ级，心脏增大明显，由于手术技术不熟练，体外循环时间及手术时间均明显延长，心肌保护欠佳，导致术后出现低心排血量综合征而死亡；第18例患者则是由于肥胖，术中显露差，过分牵拉二尖瓣导致左心室破裂抢救无效死亡。因此，我们的经验是，在开展该项技术的初期，对于病例的选择是必不可少的，首先应选择心功能分级（NYHA）Ⅱ～Ⅲ级，体型适中的患者进行手术，待越过学习期后再逐步扩大手术适应证。当然，手术者对于手术理论知识的掌握情况、动手能力和领悟能力的水平也可能影响其手术质量。另一方面，固定的手术成员搭配，各自都可较快地积累自己的经验，手术时各司其职，通过长期配合，有利于形成共同的认识，使手术过程中各环节紧凑，且相互默契配合，也能显著提高手术效率并改善手术效果。
本研究存在一定的局限性，未能与胸骨正中开胸二尖瓣置换术进行对照研究，观察病例数有限。但是通过本研究，仍可证明右胸切口微创二尖瓣置换术是可行的，而且当初学者在手术约45例时，其手术技术基本趋于成熟，手术质量是有保证的。
上世纪90年代中期，随着外科器械的发展，经右胸切口微创二尖瓣手术得以开展并推广[1-3]。经过近20年的发展，多项研究均指出[4-5]，该手术方式与传统胸骨正中开胸手术相比，具有较低的围术期并发症发生率以及近期死亡率，同时，微创手术也使患者围术期用血量、术后胸腔引流量、术后重症监护室（ICU）停留时间和总住院时间等指标明显改善。然而，由于手术者经验及理论水平的差异，往往导致微创手术效果质量参差不齐，影响新技术的推广。因此，在开展微创技术的过程中，对初学者手术质量的监控成为保障患者手术安全的重要一环，也可以为微创技术的推广应用提供借鉴。
近年来，累积和分析法（culmulative sum analysis，CUSUM analysis）已经被广泛应用于监控微创外科手术质量，特别是在非体外循环冠状动脉旁路移植手术学习曲线及其手术质量监控方面的应用更是研究的热点。然而，对于开展右胸切口微创二尖瓣置换术早期的学习曲线及手术质量监控却鲜有报道。为此，我们设计了本项前瞻性研究，自2011年6月至2013年4月，连续收治60例患者，均由同一手术者完成右胸切口微创二尖瓣置换术，使用CUSUM法对其手术质量和学习曲线进行了监控分析，现总结如下。
1 资料与方法
1.1 研究对象
1.1.1 入组条件
入组条件：（1）心脏彩色超声心动图诊断为单纯二尖瓣病变；（2）根据《临床诊疗指南——心血管外科学分册》（中华医学会编著，人民卫生出版社）需要行二尖瓣置换术；（3）知情同意。
1.1.2 排除标准
排除标准：（1）非单纯二尖瓣病变；（2）合并胸廓畸形或既往有右胸手术史；（3）高龄（年龄>70岁）或合并肝肾功能不全。
1.1.3 临床资料
在该时间段内，符合上述条件共60例患者接受微创手术，其中男32例、女28例，年龄28～53（34.67±7.11）岁；心功能分级（NYHA）Ⅱ～Ⅳ级。二尖瓣狭窄31例，二尖瓣关闭不全19例，二尖瓣狭窄伴关闭不全10例。按手术时间顺序为每一例患者进行编号，并分为A组、B组、C组，每组20例。其中A组患者收治时间为2011年6月至2012年2月；B组患者收治时间为2012年3～10月；C组患者收治时间为2012年11月至2013年4月；3组患者的临床资料见表 1。3组患者的年龄、性别、左心室射血分数、体重指数（BMI）、病种、病因以及心功能分级等差异均无统计学意义（P>0.05）。
表1
3组患者术前的临床资料［例/（1.2 手术方法
患者在静脉吸入复合全身麻醉下手术，双腔气管内插管，取平卧位，右侧躯体抬高40°，右肩向后倾斜，右上肢用软布包好内收于体侧。首先经腹股沟作长约3 cm切口，游离、暴露股动、静脉前壁。插18～22 F股动脉插管作为动脉灌注管，22～24 F股静脉插管在食管超声心动图引导下进入右心房，并使其尖端位于上腔静脉入口处。取右侧锁骨中线与腋前线间乳房下切口，长约5～10 cm，经第4肋间进入胸腔，使用软组织牵开器暴露，切开并悬吊心包，术野持续吹入二氧化碳。主动脉根部荷包缝合，插入特制长心脏停搏液针，经右侧腋前线第3肋间插入Chitwood钳阻断升主动脉，灌注冷血心脏停搏液，在心脏停搏下施行手术。平行于房间沟切开左心房，经胸骨旁1 cm切口置入左心房牵开器，将房间隔拉向胸骨，左心房内放置软左心吸引管，右侧抬高，以利于显露二尖瓣。切除病变二尖瓣，间断缝合，行二尖瓣置换术。心内操作完成后，缝合左心房切口，头低位，开放循环，主动脉根部排气。停机后，用鱼精蛋白中和肝素，拔除灌注管及动静脉插管，关胸，留置潘氏引流管于心包腔内，并接负压球，腋中线第6肋间放置右侧胸腔引流管。
1.3 手术失败的定义
我们定义手术失败是指在手术过程中有中转胸骨正中开胸手术以及术后30 d内出现右侧气胸、出血、二次开胸、瓣周漏、脑血管意外、新发心律失常、肾功能不全、围术期死亡等事件，则为微创手术失败。
1.4 统计学分析
用SPSS 17.0统计软件进行统计处理，计量资料以均数±标准差（
1.5 CUSUM分析法的应用
根据Rogers等[6]提出的方法，我们定义CUSUM为Sn=∑（Xi-p0），公式中Xi=1表示“手术失败”（患者死亡或出现上述任何一种并发症），而Xi=0则表示“手术成功”。有文献报道，微创二尖瓣置换术主要并发症的发生率为10%～15% [7-9]，因此，在本研究中，我们选择可接受的手术失败率p0为10%，不可接受的手术失败率（p1）为20%，Ⅰ类错误发生率（α）为0.05；Ⅱ类错误发生率（β）为0.20；n为手术例数。依下列公式进行计算：a=In {（1-β）/α}，b=In {（1-α）/β}，P=In {pl/p0}，Q=In {（1-p0）/（1-p1）}，s=Q /（P+Q），则由此得出80%警戒线为X0=sn±b/（P+Q），95%报警线为X1=sn±a /（P+Q）。
2 结果
2.1 手术和随访结果
60例患者中有49例手术成功，11例手术失败，其中2例（3.3%）死亡均发生于A组，2例（3.3%）中转胸骨正中开胸手术，3例（5.0%）患者因肋间血管出血需要二次开胸探查止血，2例（3.3%）出现新发心律失常，2例（3.3%）出现右侧气胸。C组患者主动脉阻断时间、体外循环时间和手术时间均短于A组和B组，差异有统计学意义（P<0.05）；3组患者的术中指标比较见表 2。所有痊愈出院患者出院前复查心脏彩色超声心动图均提示瓣膜功能良好，未见瓣周漏。所有出院患者均接受随访，平均随访时间11（6～18）个月，未发现与手术相关的并发症发生。3组患者手术失败的原因见表 3。
表2
3组患者的手术指标比较（
表3
3组患者手术失败的原因
2.2 CUSUM分析结果
整个微创二尖瓣置换术过程中，手术的累积失败率均在可控范围内，而且在手术例数达到约45例时，该手术者手术累积失败率低于可接受水平（10%），即技术水平基本成熟，并没有显著增加患者的手术风险；见图 1。因此，可以说右胸微创切口二尖瓣置换术手术学习曲线约为45例。
图1
手术失败累积和曲线
注：图中p0表示可接受手术失败率为10%，当曲线在80%警戒线以下时，表明手术失败率低于可接受失败率
3 讨论
微创心脏外科是心脏外科发展的主要趋势和研究热点。经右胸微创小切口二尖瓣置换术与传统胸骨正中切口手术相比具有以下优点：①切口美容效果良好；②术后恢复快，术后起床、活动早，不增加围手术期死亡率等[10-11]。然而，由于小切口手术术野暴露及操作难度较传统胸骨正中开胸手术有所增加，临床医师需要一个学习、训练的过程，因此，在开展该项技术的初期阶段，初学者需要通过选择合适的患者进行实践而获得相关经验，这就是所谓的学习曲线。另一方面，传统对手术效果的评价，仅仅是比较某个时间段内两种手术方式平均的治疗效果，这可能导致该时间段内部分集中出现的不良治疗效果无法得到体现和分析，尤其是在开展新技术的初期更是如此。因此，从手术质量控制和学习过程分析的角度而言，使用时间序列分析法对实施新技术的质量及学习曲线进行分析更加合理。时间序列分析法是一种动态数据处理的统计方法。该方法基于随机过程理论和数理统计学方法，研究随机数据序列所遵从的统计规律，以用于解决实际问题。1954年，Page等[12]基于时间序列分析原理提出了累积和分析法（CUSUM）并应用于工业领域的质量控制，该方法以历次观测结果的累计为依据，其目的在于判断生产过程是否存在异常，具有更高的灵敏度，对信息利用也更充分。1992年，Williams等[13]将该方法引入医学领域，1994年de Leval等[14]率先提出了使用CUSUM分析法对小儿心脏手术质量进行监控，此后，多项研究都将这种方法用于监控心脏外科的手术质量，特别是冠状动脉旁路移植手术。Novick等[15]使用该方法分析了同一术者从体外循环向非体外循环冠状动脉旁路移植术的转变过程。Holzhey等[16]则报道了同一研究中8位外科医生进行非体外循环冠状动脉旁路移植术的不同学习演变过程。同样，Caputo等[17]采用CUSUM曲线分析并监控住院医师进行非体外循环冠状动脉旁路移植术的学习曲线。这些研究都明确指出，非体外循环冠状动脉旁路移植术存在明显的学习曲线效应，在进行该项手术时，应对手术质量进行持续监控，并对手术者的学习曲线进行分析。然而，尽管循证医学证据表明[4-5]，右胸切口微创二尖瓣置换术是安全、有效的，但是，当前对于微创心瓣膜置换术初学者的手术质量及学习曲线问题则鲜有报道。
2012年，Murzi等[18]首先报道了右胸切口微创主动脉瓣置换的学习曲线问题，研究人员在分析了同一手术者前100例经右胸切口主动脉瓣置换术的临床资料后得出结论，即使是在手术者的早期学习阶段，经右胸切口微创主动脉瓣置换与传统胸骨正中开胸手术相比，并不增加手术风险，也就是说，其手术质量是有保障的。我们的研究中分析了同一手术者从开始学习到连续完成60例经右胸切口微创二尖瓣置换术的手术效果，并通过CUSUM方法的应用，分析了该手术者从开始开展手术到熟练掌握该项技术的学习曲线及手术的累积失败率。研究结果表明，随着手术例数的增加，手术时间、主动脉阻断时间、体外循环时间均呈逐渐缩短趋势，各组间差异具有统计学意义。另一方面，在整个研究过程中，手术的累积失败率都在控制范围内，而且在手术例数达到45例之后，手术累积失败率则低于可接受失败率（10%），这表明，右胸切口微创二尖瓣置换术对于患者是安全的，即使是在开展这项技术的早期阶段，手术的质量也是在可控范围内。但是，不可否认的是，在开展该项技术的初期，手术风险相对较高，这可能与手术者的经验有关。我们的研究中，手术者在前20例实践中，手术失败例数（5/20）多于其他两个阶段（分别为4/20及2/20），其中在施行第6例手术和第18例手术时，患者最终死亡，分析其原因可能与病例的选择有关，第6例患者为风湿性心脏病，术前心功能分级（NYHA）Ⅲ级，心脏增大明显，由于手术技术不熟练，体外循环时间及手术时间均明显延长，心肌保护欠佳，导致术后出现低心排血量综合征而死亡；第18例患者则是由于肥胖，术中显露差，过分牵拉二尖瓣导致左心室破裂抢救无效死亡。因此，我们的经验是，在开展该项技术的初期，对于病例的选择是必不可少的，首先应选择心功能分级（NYHA）Ⅱ～Ⅲ级，体型适中的患者进行手术，待越过学习期后再逐步扩大手术适应证。当然，手术者对于手术理论知识的掌握情况、动手能力和领悟能力的水平也可能影响其手术质量。另一方面，固定的手术成员搭配，各自都可较快地积累自己的经验，手术时各司其职，通过长期配合，有利于形成共同的认识，使手术过程中各环节紧凑，且相互默契配合，也能显著提高手术效率并改善手术效果。
本研究存在一定的局限性，未能与胸骨正中开胸二尖瓣置换术进行对照研究，观察病例数有限。但是通过本研究，仍可证明右胸切口微创二尖瓣置换术是可行的，而且当初学者在手术约45例时，其手术技术基本趋于成熟，手术质量是有保证的。
