经胸骨上段小切口行主动脉手术的学习曲线及临床疗效

王梓凝，肖苍松，李双磊，迟海涛，王军惠，陈磊，赵强，杨明

1解放军总医院第六医学中心心血管外科，北京 100037；2解放军医学院，北京 100853；3解放军总医院第一医学中心心脏大血管外科，北京100853

微创化已经成为心血管外科未来的重要发展趋势，心血管外科的微创入路从最初的传统正中切口，到小切口、胸腔镜，再到现在的机器人手术，切口越来越小，相较于传统正中切口更为美观、恢复更快［1］。但是小切口随之带来的就是对术野的影响［2］，对于较为复杂的主动脉根部手术或主动脉夹层手术，手术难度高，胸腔镜或机器人术式无法完全胜任，而胸骨上段小切口同常规正中开胸手术有相似的手术入路和术野、无需特殊器械，外科医生更容易适应。

胸骨上段小切口的应用越来越广泛，既往研究聚焦于胸骨上段小切口与传统正中开胸行主动脉手术的对比来探讨其安全性及有效性［3］，而在心血管外科领域关于学习曲线的研究，都围绕在微创搭桥手术［12］和微创瓣膜手术［10,11］中，对于胸骨上段小切口行主动脉手术学习曲线的经验研究缺乏。因此本研究通过CUSUM分析法探讨胸骨上段小切口主动脉夹层手术和非夹层主动脉手术的学习曲线及短期临床疗效，旨在为拟开展胸骨上段小切口主动脉手术的同行提供参考。

1 资料和方法

1.1 一般资料

回顾分析我中心2016～2023年经胸骨上段小切口主动脉手术的107例患者，分为两组：主动脉夹层手术组47例，其中男性37例、女性10例，急诊手术39例（表1）；非夹层主动脉手术组60例，其中男性45例、女性15例，急诊手术5例（表4）。本研究经解放军总医院第六医学中心伦理委员会批准（AF/SQ-03/02.1）。

表1 夹层手术患者-两阶段术前一般资料比较Tab.1 Comparison of preoperative data of patients undergoing aortic dissection surgery in the improvement stage and proficiency stage

1.2 纳入及排除标准

纳入标准：术前经主动脉CT血管造影、超声心动图等检查确诊；术前检查完善，无手术禁忌症；手术由同一术者、同一团队连续开展，且经胸骨上段小切口入路。排除标准：脏器灌注不良；严重肥胖（BMI＞40 kg/m2）；病历资料缺失或不全。

1.3 手术方法

患者取仰卧位，常规消毒、铺单、麻醉，检测有创血压、中心静脉压、肺动脉压和楔压。正中纵劈胸骨，根据术前主动脉CT血管造影明确主动脉根部与肋间隙的位置关系，在第三或四肋间选择横断（“倒T”型切口）或向右侧横断（“J”型切口）胸骨。随后撑开器撑开胸骨，悬吊心包充分显露心脏及周围血管。肝素化后根据术前评估选择动静脉插管位置，建立体外循环。

根据术前影像学检查及术中探查情况，明确病变位置，选择不同术式处理主动脉根部及升主动脉，包括主动脉根部置换（Bentall）术、保留主动脉瓣的主动脉根部置换（David）术、主动脉瓣+升主动脉置换（Wheat）术或行单纯升主动脉置换术。若存在主动脉夹层，则需要进一步明确夹层累及范围及病变程度。涉及主动脉弓部的手术，采用弓部分支优先重建技术，保证停循环时的全脑灌注［3-5］。若合并其他位置病变，则在术中做同期处理。术毕，心脏复跳后停机，拔除体外循环插管，鱼精蛋白中和肝素后止血关胸。

1.4 术前基线资料和围术期指标

术前基线资料包括性别、年龄、BMI、急诊/二次开胸手术例数、合并症及超声数据。术中记录体外循环时间、主动脉阻断时间及术中输血情况（悬浮红细胞、新鲜冰冻血浆和血小板输注量）。记录近期临床疗效指标包括术后24 h胸腔引流量、术后心脏重症监护室时间和术后总住院时间、呼吸机辅助时间、严重并发症（术后新发肾功能不全行CRRT治疗、新发神经系统并发症）发生率、再次手术和死亡率。

1.5 统计学分析

所有病例按照手术时间顺序依次排列，采用累计求和（CUSUM）分析法进行计算，定义CUSUM值为：每例体外循环时间或主动脉阻断时间和均值之间的差值与之前所有差值的累积和：CUSUMn=(Tn-μ）+CUSUMn-1（n为手术例数，T为体外循环时间或主动脉阻断时间，μ为均值），CUSUMn=0作为初始值设定为0。

横坐标为时间顺序排列的手术例数，纵坐标为体外循环时间或主动脉阻断时间的CUSUM 值。使用SPSS 26.0软件绘制学习曲线的散点图，并对学习曲线进行拟合，选取拟合系数R2最高且P＜0.05的方程作为拟合模型［6］。将拟合曲线的顶点对应的横坐标值作为分界，将两组分别分为提高期（顶点及之前手术）和熟练期（顶点之后手术）两个阶段［7］。该横坐标值即为度过学习曲线需要累积的最少手术例数。

应用SPSS 26.0软件对数据进行统计学分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，采用两独立样本t检验进行组间比较；不符合正态分布的计量资料以中位数和上下四分位数[M(P25,P75)]表示，采用Mann-WhitneyUtest检验进行组间比较；计数资料以频数和百分比表示，组间比较采用Pearson卡方检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 主动脉夹层手术组学习曲线及疗效分析

主动脉夹层手术共纳入47例患者，体外循环时间CUSUM 最佳拟合曲线方程：y=-0.019x3+0.251x2+28.852x-6.076(x为手术例数，最优拟合系数R2=0.918，P＜0.05），学习曲线在手术例数累积27例时达到顶点（图1）。主动脉阻断时间CUSUM最佳拟合曲线方程：y=-0.015x3-0.093x2+34.799x-27.316（R2=0.92，P＜0.05），学习曲线在手术例数累积26例时达到顶点（图2）。

图1 经胸骨上段小切口主动脉夹层手术体外循环时间学习曲线散点图及拟合曲线Fig.1 Scatter diagram and fitting curve of learning curve of cardiopulmonary bypass time for aortic dissection through upper hemisternotomy.

图2 经胸骨上段小切口主动脉夹层手术主动脉阻断时间学习曲线散点图及拟合曲线Fig.2 Scatter diagram and fitting curve of learning curve of aortic occlusion time for aortic dissection through upper hemisternotomy.

以27例为分界，将主动脉夹层组分为提高期（1～27例）和熟练期（28～47例），比较两阶段术前基线资料和围术期指标，结果显示性别、年龄、BMI、急诊手术和二次开胸手术例数、术前合并症以及超声数据差异均无统计学意义（P＞0.05，表1）；熟练期的体外循环时间（234.37±60.47 minvs172.05±28.42 min）、主动脉阻断时间（172.05±28.42 minvs116.85±32.61 min）、新鲜冰冻血浆[1920(1100,2140)mLvs980(624,1520)mL]和血小板[2(1.75,2)vs1(1,2)]输注量、术后24 h胸腔引流（850.37±154.66 mLvs586.00±185.46 mL）、术后心脏重症监护室时间[4(3,9)dvs4(2,5.75)d]和术后总住院时间[18(14,28)dvs14(11.25,17.75)d]明显减少，差异有统计学意义（P＜0.05）；熟练组术中悬浮红细胞输注量、术后呼吸机辅助时间、严重并发症发生率、再次手术和死亡率呈下降趋势，但差异无统计学意义（P＞0.05）。夹层手术组术中及术后资料（表2、3）。

表2 夹层手术患者-两阶段术中资料比较Tab.2 Comparison of intraoperative data of the patients undergoing aortic dissection surgery in the improvement stage and proficiency stage[Mean±SD or M(P25,P75)]

表3 夹层手术患者-两阶段术后资料比较Tab.3 Comparison of postoperative data of the patients undergoing aortic dissection surgery in the improvement stage and proficiency stage[Mean±SD or M(P25,P75)]

2.2 非夹层主动脉手术组学习曲线及疗效分析

非夹层组手术共纳入60 例患者，体外循环时间CUSUM 最佳拟合曲线方程：y=0.013x3-1.826x2+62.353x+193.189(R2=0.906，P＜0.05），学习曲线在手术例数累积22 例时达到顶点（图3）。主动脉阻断时间CUSUM 最佳拟合曲线方程：y=0.009x3-1.416x2+49.389x+177.335(R2=0.90，P＜0.05），学习曲线同样在手术例数累积22例时达到顶点（图4）。

图3 经胸骨上段小切口非夹层主动脉手术体外循环时间学习曲线散点图及拟合曲线Fig.3 Scatter diagram and fitting curve of learning curve of cardiopulmonary bypass time for non-dissecting aortic surgery through upper hemisternotomy.

图4 经胸骨上段小切口非夹层主动脉手术主动脉阻断时间学习曲线散点图及拟合曲线Fig.4 Scatter diagram and fitting curve of learning curve of aortic occlusion time for non-dissecting aortic surgery through upper hemisternotomy.

以22例为分界，将非夹层组分为提高期（1～22例）和熟练期（23～60例），比较两阶段术前基线资料和围术期指标，结果显示除二次开胸手术例数外，其他基线资料差异均无统计学意义（P＜0.05，表4）；熟练期体外循环时间、主动脉阻断时间、悬浮红细胞输注量、术后24 h胸腔引流、术后心脏重症监护室时间和术后总住院时间明显减少（P＜0.05）；熟练组术中新鲜冰冻血浆和血小板输注量、术后呼吸机辅助时间和术后神经系统并发症发生率呈下降趋势，但差异无统计学意义（P＞0.05）；非夹层组两阶段术后均无新发肾功能不全行CRRT治疗、再次手术和死亡情况发生。非夹层手术组术中及术后资料（表5、6）。

表4 非夹层主动脉手术患者-两阶段术前一般资料比较Tab.4 Comparison of preoperative data of the patients undergoing non-dissecting aortic surgery in the improvement stage and proficiency stage[Mean±SD or M(P25,P75)]

表5 非夹层主动脉手术患者-两阶段术中资料比较Tab.5 Comparison of intraoperative data of the patients undergoing non-dissecting aortic surgery in the improvement stage and proficiency stage

表6 非夹层主动脉手术患者-两阶段术后资料Tab.6 Comparison of postoperative data of the patients undergoing non-dissecting aortic surgery in the improvement stage and proficiency stage [Mean±SD or M(P25,P75)]

3 讨论

早在20多年前国外就报道了经胸骨上段小切口行主动脉根部、升主甚至主动脉弓部的手术［8,9］，围术期疗效好，手术效率高，但是学习这种手术方式周期较长、难度较大，对术者手术经验要求高，特别是对于主动脉夹层的手术，因此没有得到广泛的推广。近年微创心血管外科在国内受到广泛重视，因此胸骨上段小切口手术也受到关注。胸骨上段小切口创伤小、患者术后恢复时间短、术后疼痛轻并且比传统正中开胸有更好的美容效果［9］。国内对于胸骨上段小切口主动脉手术经验研究较少，为此我们总结单中心的手术经验，为拟开展此类手术的中心提供有限的经验和体会。

在CUSUM图中，每一个点都汇总了当前以及之前所有点发生的情况，它可以对一段时间内的累积表现进行顺序监控，使得CUSUM分析法在检测微小变化中十分有优势［25］。另一种方法Shewhart图，只能给出图中单个点的信息，虽然大的变化可以检测到，但是在小的变化的检测中则没有优势。因此CUSUM分析法在任何情况的质量控制下都是强有力的工具。但是CUSUM图可以在不需要特定样本量的情况下创建，并随着样本量的增加而增大，这也是它的局限性。尽管如此，CUSUM分析法的图形可以容易且直观的进行阅读和分析使之成为理解参数趋势的可靠工具，并且被认为是医疗保健领域质量控制的最佳工具［22］。基于以上内容，我们使用CUSUM分析法对学习曲线进行分析，对拟开展此类手术的同行有较好的参考意义。国内外对于学习曲线在心血管外科的研究聚焦于微创二尖瓣手术［10,11］、机器人辅助搭桥［12］等。但是目前对于小切口行主动脉大血管手术学习曲线的研究缺乏。

有研究发现，医院的规模与短期手术并发症、死亡率存在正相关关系［13］。然而最近的研究显示，医院规模和手术死亡率之间，是由手术医生的手术量所联系起来的［14］，甚至要比医院规模对手术死亡率的影响更大［15］。特别是在心脏手术中，增加手术医生的手术例数，可以改善停跳［16-18］与不停跳CABG［19］、主动脉瓣置换［20］和微创二尖瓣手术［21］的术后并发症发生率和死亡率。因此本文研究了术者手术例数的增加对胸骨上段小切口行主动脉夹层手术和非夹层主动脉手术临床疗效的影响，通过学习曲线客观的反应同一术者从提高期到熟练期的过程，也希望可以为开展胸骨上段小切口主动脉手术的医生提供参考，但是局限于对正中开胸主动脉根部手术有较为丰富经验的术者。

本研究术前通过完善的检查确诊为主动脉夹层的患者分入主动脉夹层手术组，其余经完善检查未确诊为主动脉夹层但行其他大血管手术的患者加入非夹层主动脉手术组。手术总时长受到很多因素影响，如麻醉时间、止血关胸时间等，并且手术操作难点主要集中在体外循环和主动脉阻断期间，因此我们未将手术总时间进行分析，而是将体外循环时间和主动脉阻断时间进行分析。主动脉夹层组以体外循环时间和主动脉阻断时间拟合的CUSUM学习曲线在27例时达到顶点，非夹层主动脉组在22例时达到顶点，提示27例和22例分别是掌握胸骨上段小切口主动脉夹层手术和非夹层主动脉手术所需要的例数，由于主动脉夹层手术的术式通常涉及主动脉弓和降部的操作，难度较高、较为复杂，因此需要更多例数的训练才能熟练掌握。以顶点为界，将整个学期周期分为曲线上升的提高期和曲线下降的熟练期，比较两个阶段患者的术前基线资料，夹层组和非夹层组均无明显差异；进而比较术中和术后等围术期指标，分析结果可以发现，熟练期手术操作时间短、输血量小、术后胸腔引流少、恢复快、并发症发生率和死亡率低，尽管某些指标的差异并没有统计学意义，但是下降趋势存在，我们分析后期随着手术例数的增加，差异会更加显著。

对比国内关于胸骨上段小切口行主动脉手术的相关研究，既往研究展示了胸骨上段小切口行Bentall手术的数据［23］，显示平均体外循环时间174.63±25.70 min，平均主动脉阻断时间123.62±32.30 min。可以发现本研究非夹层组的数据在度过学习曲线之前，体外循环时间和主动脉阻断时间要明显长于既往的研究，而度过了学习曲线后，时间明显缩短且显著低于既往数据。既往研究还展示了胸骨上段小切口行主动脉夹层手术的数据［3］，平均体外循环时间202±41 min，平均主动脉阻断时间159±38 min。在度过学习曲线前，本研究数据要高于既往研究的数据，但是在度过学习曲线后，本研究数据低于既往数据，并且术中和术后近期资料对比接近。由此可以发现，本中心经胸骨上段小切口行主动脉手术的近期疗效并不劣于国内其他中心，并且在度过学习曲线后，本研究数据更优。同样我们对比了国外中心的数据［24］，平均体外循环时间194.28±28.44 min，平均主动脉阻断时间128.28±30.82 min，研究显示术式涉及半弓或全弓手术，术式较为复杂，因此与本研究中的夹层组进行对比。同样，在度过学习曲线前后，体外循环时间和主动脉阻断时间分别高于和低于国外报道的数据，且度过学习曲线后术中和术后近期资料接近。由此发现，国内外对于胸骨上段小切口行主动脉手术的水平接近。但没有关于学习曲线的研究，许多想要开展这一术式的医生缺少参考依据。因此本研究在此基础上，具体分析了度过学习曲线的手术例数，对国内外的同行有重要的参考意义。

本文对于学习曲线的研究仍存在一定的局限性，因为不同样本量对学习曲线的影响较大，大样本量的研究会伴随熟练期手术例数的增加，从而有较低的平均值，导致学习曲线的右移；小样本量则相反。因此合适的样本量对于学习曲线的研究至关重要，本文非夹层组纳入60例患者，样本量较为合适。然而夹层组纳入47例，样本量偏小，后续可以通过大样本量的研究进而验证。体外循环时间和主动脉阻断时间的减少与我们手术方式的选择有关，后期对于主动脉根部的处理我们采用“主动脉根部包裹”的手术方式，这样可以缩短手术时间，也更加容易止血，结果显示这也并没有对近期疗效产生影响，所以后续需要中远期随访数据做支撑，并且本文没有与传统正中开胸主动脉手术的学习曲线进行比较，有待进一步的深入研究。

综上所述，本文通过CUSUM分析法准确绘制经胸骨上段小切口行主动脉夹层和非夹层主动脉手术的学习曲线，主动脉夹层手术经过约30例左右可以掌握该方法，非夹层主动脉手术需要约20例左右，熟练掌握后可显著改善近期临床疗效。但是本研究为单中心、单术者的经验，度过学习曲线的手术量因人而异，需要术者以往积累足够的手术经验，并在成熟手术团队的配合下完成。