3D全胸腔鏡不停跳房間隔缺損修補術CUSUM學習曲線分析*

（遵義醫學院附屬醫院 心血管外科，貴州 遵義 563003）

房間隔缺損（atrial septal defect，ASD）是最常見的先天性心臟病。導管封堵一直被認為是微創治療ASD的第一選擇。然而對于一些缺損大、缺少錨定邊緣、左房小及合并肺靜脈異位引流、三尖瓣關閉不全的患者仍需回歸到外科手術[1]。近年微創技術逐漸應用于心血管外科領域，全胸腔鏡和達芬奇機器人微創技術均獲得滿意的手術成功率、微創和低并發癥的療效[2-4]。由于受達芬奇機器人手術昂貴的費用和復雜輔助技術的限制，胸腔鏡技術則更容易在國內接受和推廣。目前關于全胸腔鏡技術在胸廓內動脈分離、二尖瓣膜手術及房顫消融手術的累積和（cumulative sum analysis，CUSUM）學習曲線已相續報導[5]，而胸腔鏡房間隔修補術的學習曲線鮮有研究。因此，本文將通過CUSUM和傾向性評分匹配（propensity score matching，PSM）分析法，探討3D全胸腔鏡ASD修補術的學習曲線及安全性，為臨床提供參考和借鑒。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我院2015年1月-2017年8月連續收治的ASD患者206例，經我院倫理委員會批準，選擇其中49例患者行3D全胸腔鏡ASD修補術，中轉開胸5例，共完成3D全胸腔鏡ASD修補及三尖瓣成形術44例。納入標準：①單一ASD畸形，無導管封堵指證；②合并繼發性三尖瓣中度以上反流，需同期行三尖瓣成形術；③年齡15歲或體重30 kg以上；④患者或家屬知曉相關手術風險，并同意胸腔鏡手術。排除標準：①術前肺動脈高壓70 mmHg以上；②心功能不全Ⅲ級及以上；③右側胸腔既往手術或已明確廣泛粘連者；④雙側股動脈、股靜脈畸形或血栓。采集資料包括：①術前基礎指標：性別、年齡、體重、術前紐約心功能分級、經胸心臟彩超參數：ASD缺損大小，三尖瓣反流程度，肺動脈高壓，左室射血分數（ejection fraction，EF）；②手術情況：包括體外循環時間，手術時間，術后引流量，術后并發癥：包括肺部感染、二次開胸止血、切口感染及術后殘余分流等。

1.2 手術方法

胸腔鏡術者及第一助手均固定為兩名副主任醫生?；颊呷∽髠劝肱P位（右側胸部墊高20°～30°，呈“折刀”位），安置體外除顫電極。采用全麻復合麻醉，單腔或雙腔氣管插管，通過股動脈、股靜脈插管（股靜脈插管選擇二級靜脈插管）建立外周體外循環。于右側腋前線、鎖骨中線內側及腋中線第3、4、5肋間做1.0～2.5 cm腔鏡操作孔，分別為第二操作孔、第一操作孔和腔鏡孔。轉機后，停呼吸，打開心包，顯露右房，在腔鏡指引下將二級股靜脈插管上腔端導入上腔靜脈。上、下腔套帶阻斷，經右上肺靜脈置入左心引流。右側胸腔灌注CO2排氣后，心臟不停跳下切開右心房，調整左心引流在顯露ASD同時，維持左房血液充盈。將股靜脈插管心房跨入部分，套入絲線牽拉成“Ω”型，顯露ASD和三尖瓣。本組患者全部采用滌綸補片連續縫合修補，并置入三尖瓣環（Edwards，MC3成形環）行三尖瓣成形術。傳統手術采取正中切口或右側前外側切口完成房間隔修補。完成的胸腔鏡ASD病例與同時期傳統開胸手術患者進行1∶1 PSM分析，分析胸腔鏡ASD學習期間手術的臨床效果及安全性。并通過CUSUM分析法針對手術失敗率、體外循環手術時間、手術時間及術后并發癥的參數，確定3D胸腔鏡ASD修補技術的學習曲線。其流程圖詳見圖1。

圖1 3D胸腔鏡ASD修補術學習曲線研究流程圖Fig.1 The flow chart of learning curve for ASD repair by 3D thoracoscopy

1.3 統計學方法

本組數據采用SPSS 22.0統計軟件處理。計量資料用均數±標準差（±s）表示，組間比較采用單因素方差分析；計數資料采用χ2或Fisher的精確測試檢驗。變量呈偏態分布，采用非參數檢驗，采用Mann-WhitneyU檢驗。多分類logit模型建模，進行1∶1傾向性評分最鄰近匹配方法（卡鉗值：0.2）消除兩組間的術前基線及風險因素的差異。統計以α=0.05為檢驗水準，P＜0.05為差異有統計學意義。

采用CUSUM法[6]分析學習曲線。手術若出現手術并發癥、手術失敗及手術時間超出標準，定義為失敗手術Xi=1，反之成功手術為Xi=0。由此可得：成功手術，CUSUM控制圖為與X軸重合的水平線；失敗手術，其控制圖為傾角45°的斜線。通過以下4個參數：可接受的手術失敗事件比率（p0）、不可接受的手術失敗事件比率（p1）、Ⅰ類錯誤率（α）及Ⅱ類錯誤率（β）計算失敗事件可接受和不可接受比率警戒線，公式如下：

參考近期系統綜述文獻[7]參數，本研究將手術時間超過196 min，體外循環時間超過105 min均定義為失敗手術，選擇可接受失敗比率p0為50.0%，不可接受比率p1為70.0%。腔鏡和開胸ASD手術主要并發癥發生率分別為7.9%和24.0%，選擇可接受的手術失敗率p0為10.0%，不可接受的手術失敗p1為25.0%。腔鏡手術成功率為95.0%，本研究腔鏡手術失敗定義包括：①術中各種原因致中轉開胸手術；②術后出血需二次開胸手術；③術后ASD殘余分流；④圍手術期死亡等事件。研究選擇可接受手術失敗率p0為10.0%，不可接受的手術失敗p1為20.0%。

2 結果

2.1 CUSUM學習曲線分析

圖2 CUSUM學習曲線（學習曲線交叉病例分別為第34、21、29及39例）Fig.2 CUSUM learning curve （The cross cases of learning curve were 34th, 21th, 29th and 39th respectively）

全組選擇胸腔鏡手術患者完成率約90.0%，患者術后均康復出院。CUSUM學習曲線見圖2。在圖2A中，顯示學習曲線在第34例與可接受失敗率警戒線交叉，表明第34例后病例手術失敗率低于可接受水平（10.0%）。本組平均手術時間193 min，有29例（65.9%）患者手術時間低于196 min定義標準。通過圖2B顯示，學習曲線在第21例患者后手術時間低于可接受196 min水平。本組平均體外循環時間98 min，有26例（59.1%）患者體外循環時間低于105 min定義標準，通過圖2C顯示：學習曲線在第29例患者后體外循環時間低于可接受105 min水平。本組術后并發癥5例（11.4%），4例肺部感染，1例乳糜胸。通過圖2D顯示：學習曲線在第39例患者后并發癥發生率低于10.0%水平。

2.2 PSM分析

完成3D全胸腔鏡ASD修補術的44例患者與傳統正中切口開胸手術患者成功獲得1∶1匹配病例。匹配后通過SD分布直方圖可見標準方差異集中在0附近，提示兩組術前特征不存在系統差異，見圖3。兩組患者術前一般資料和圍手術期臨床結果見附表，胸腔鏡手術體外循環時間明顯長于正中開胸患者，差異有統計學意義（P=0.000）；手術時間、術后呼吸機輔助時間、ICU住院時間、術后并發癥及總住院費用兩組間差異無統計學意義（P＞0.05）。胸腔鏡手術術后引流量明顯少于正中開胸患者，差異有統計學意義（P=0.000）。

圖3 匹配前后核密度估計的SD分布直方圖Fig.3 Histograms with overlaid kernel density estimates of standardized differences before and after matching

附表 3D胸腔鏡ASD修補與傳統手術臨床結果比較Attached table Comparison of results between 3D thoracoscopy and traditional surgery

3 討論

ASD是最常見的先天性心臟病，占先天性心臟病6.0%～10.0%。多數患者早期無明顯癥狀，病情常隱匿到成人才發現，最終導致心力衰竭和嚴重肺動脈高壓。近20年來，導管封堵一直是ASD微創治療的首選。然而隨訪發現：導管封堵ASD常出現危及生命的并發癥及再次外科手術的狀況[8-9]。其他微創心臟手術方式中，右開胸微創切口相對適宜兒童患者，對于成年患者則存在切口過長、術后疼痛及影響乳房發育等不良因素[10]，其微創效果較局限。達芬奇機器人手術盡管有較好的微創療效，但目前其高昂的手術花費和復雜的培訓周期，使其難以在眾多醫院推廣。近年通過2D全胸腔鏡ASD修補，獲得了較好的臨床效果[10-11]。但對于未有胸腔鏡手術經驗的心臟外科醫生，在手術初期對術野距離感的缺失，仍需要一個逐漸適應的過程，從而增加了腔鏡手術學習的難度和風險。而3D腔鏡技術在定位和操作方面較2D技術都有著更好的優勢[12]，并在臨床上得到越來越多的應用。

學習曲線展現了初學者隨著時間的推移掌握新技能的能力，包括初學基礎階段，學習快速進步階段及而后的平臺階段[13]。微創手術學習曲線的研究對手術創新、教學指導及患者安全均具有重要的意義，已逐漸受微創外科醫生所重視[5]。本研究首次通過CUSUM法評估3D胸腔鏡ASD的學習曲線。根據控制圖可見手術失敗率、手術時間及體外循環時間3個衡量手術掌握效率參數的CUSUM學習曲線分別為34、21及29例。同時，全組平均體外循環時間及手術時間均低于2D胸腔鏡ASD修補的標準[7]。安全是創新手術中至關重要的因素，而衡量手術安全學習曲線最重要的參數是術后并發癥[14]。本組腔鏡手術并發癥發生率11.4%，在第39例患者后低于10.0%標準。因此，本研究兼顧手術效益及安全性的3D胸腔鏡手術技術最佳學習曲線為39例。?ZYURTKAN等[15]認為3D胸腔鏡可恢復自然立體和深度知覺，提高可視化潛力，有利于術中更快、更準確地抓取、縫合和解剖組織。因此，相對2D胸腔鏡，3D技術能更快完成目標手術的學習曲線[16]。

本研究術者在開展3D胸腔鏡ASD修補手術前，已有右側前外側切口先天性心臟病手術500例以上經驗。納入的49例患者行3D胸腔鏡ASD修補及三尖瓣成形術中，有5例腔鏡手術失敗。其原因為：術中下腔靜脈套帶損傷1例，靜脈插管上腔端滑脫1例，胸腔廣泛粘連1例，缺損修補困難2例。通過擴大右側第5肋間操作孔，行前外側切口中轉開胸后，5例患者均康復。因此，熟練的右開胸心臟手術技術是腔鏡手術開展的重要安全措施。44例胸腔鏡ASD修復病例與同期PSM匹配的開胸患者對比發現，腔鏡組術后并發癥主要為肺部感染（4例，占80.0%），開胸組無肺部感染病例。通過分析發現，感染病例分別為第1、7、17和26患者，其原因考慮為：①早期采取雙腔插管，當右肺萎陷不滿意時，過度的肺組織牽拉導致機械損傷；②轉機期間為避免對術野的影響，未采取保護性通氣；③早期較長的手術體外循環時間。隨著后期的重視和彌補，后續病例肺部感染未再出現。本組采取心臟不停跳ASD修補，可避免主動脈根部的高危操作，但同時也增加了心內操作的難度和體外循環時間，使腔鏡組轉機時間明顯高于開胸組。然而臨床結果表明，其術后呼吸機輔助時間、ICU住院時間、術后總并發癥及總住院費用均無顯著增加，也未出現氣體栓塞病例。原因可能與腔鏡組納入的患者病情較輕有一定相關。而相似研究中，LEE和DANG等學者[2，9]認為通過胸腔鏡ASD修補，術中過長的體外循環時間并不增加與之相關的并發癥。本組腔鏡術后引流量明顯少于傳統開胸，也提示胸腔鏡的微創性更利于患者術后恢復。因此，本研究認為3D全胸腔鏡不停跳ASD修補術具備以下優點：①手術指證廣泛，適合各類型ASD；②可同期治療三尖瓣反流、肺靜脈異位引流等合并癥；③心臟不停跳可避免主動脈根部高危操作，并利于心肌保護；④右開胸心臟手術技術能為胸腔鏡的安全實施提供保障；⑤該術式不增加術后并發癥及住院費用；⑥3D視野的恢復利于技術學習和操作，使該術式可快速跨越學習曲線。

綜上所述，在全腔鏡心臟手術學習階段，術者豐富的右開胸心臟手術經驗儲備、術前嚴格手術指證選擇及應用3D胸腔鏡不停跳技術使手術更簡化、更安全，不增加術后并發癥及住院費用，并能在39例后快速跨越學習曲線。