股動靜脈途徑插管體外膜式氧合循環(huán)輔助的學(xué)習(xí)曲線

廉 波 李 勍 陳 彧 趙 舟 高 卿 韓增強(qiáng)

(北京大學(xué)人民醫(yī)院心臟外科，北京 100044)

體外膜式氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)技術(shù)越來越多地應(yīng)用到嚴(yán)重心肺功能衰竭。自1972年第1例成功的ECMO輔助報道以來[1]，ECMO相關(guān)的管路涂層、膜肺、動靜脈插管設(shè)計等技術(shù)不斷發(fā)展。ECMO建立過程中的血管插管技術(shù)畢竟是一種侵入性操作，存在一些潛在的負(fù)性并發(fā)癥，例如血管損傷、出血、血栓事件、肢體缺血、感染風(fēng)險[2]。ECMO輔助方式分為靜-靜脈(veno-venous，VV-ECMO)和靜-動脈(veno-arterial，VA-ECMO)2種模式，VV-ECMO常用于心功能正常的嚴(yán)重呼吸功能衰竭的患者，VA-ECMO常用于輔助心源性休克循環(huán)衰竭的患者。我院2007年8月～2016年5月對37例難治性心功能衰竭(心衰)或合并呼吸功能衰竭行VA-ECMO輔助，本研究旨在探討經(jīng)股動靜脈途徑插管VA-ECMO的學(xué)習(xí)曲線。

1 臨床資料與方法

1.1 一般資料

本組37例，女15例，男22例。年齡(55.9±12.4)歲。瓣膜術(shù)后心源性休克5例，縮窄性心包炎術(shù)后心源性休克1例，急性心肌炎3例，急性肺栓塞循環(huán)衰竭4例，冠狀動脈旁路移植術(shù)后心源性休克22例，急性呼吸窘迫綜合征合并心功能異常2例。合并糖尿病22例，腎功能不全9例，慢行阻塞性肺病5例，外周動脈血管疾病8例。歐洲心臟手術(shù)風(fēng)險評估系統(tǒng)(European system for cardiac operative risk evaluation, EuroSCORE)[3]評分為(9.46±3.20)分。

1.2 方法

使用Maquet BE-PLS 2050管路套包、Maquet BE-PAS動脈插管和Maquet BE-PVL靜脈插管。

均使用股動靜脈途徑插管建立ECMO輔助通路，由同一位心臟外科醫(yī)生完成。術(shù)者評估患者適應(yīng)證，決定行VA-ECMO輔助后開始計時，計時分為兩段：準(zhǔn)備時間和手術(shù)操作時間。準(zhǔn)備時間從確定需要VA-ECMO輔助至開始消毒時間，準(zhǔn)備工作包括：護(hù)理人員對ECMO機(jī)器的準(zhǔn)備，主管醫(yī)生對患者的術(shù)前準(zhǔn)備，手術(shù)助手準(zhǔn)備床旁手術(shù)器械，灌注師準(zhǔn)備耗材和預(yù)充膜肺管路；手術(shù)操作時間為開始消毒時間至切口縫合完成的時間。選擇腹股溝縱行或橫行皮膚切口，充分暴露股動脈，選擇股動脈直接插管并向遠(yuǎn)端建立側(cè)支循環(huán)，或者股動脈縱行切開后端側(cè)吻合8 mm人工血管，動脈插管放置于人工血管內(nèi)——“煙囪技術(shù)”。前21例使用直接插管手術(shù)技術(shù)，后16例使用“煙囪技術(shù)”。

1.3 評價指標(biāo)設(shè)立和量化

在早期，累積和(cumulative sum，CUSUM)分析法多用于工業(yè)生產(chǎn)評價工人勞動技能，近10年被越來越多地應(yīng)用于臨床技術(shù)學(xué)習(xí)曲線的描述[4]。本研究選擇手術(shù)時間、出血量、下肢缺血、插管部位二次切開4項指標(biāo)作為CUSUM的評價指標(biāo)。評價指標(biāo)以術(shù)者的相關(guān)指標(biāo)平均數(shù)據(jù)作為目標(biāo)值，然后計算各項評價指標(biāo)達(dá)到目標(biāo)值的比例，再根據(jù)學(xué)習(xí)曲線評價指標(biāo)計算公式δ=Xi-X0得出δ值，即為每例操作水平的量化值。其中X0為評價指標(biāo)所設(shè)目標(biāo)值的失敗率，當(dāng)評價指標(biāo)達(dá)到目標(biāo)值時Xi=0，若未達(dá)到所設(shè)目標(biāo)值則Xi=1[5]。

①手術(shù)時間(δ1)：平均手術(shù)時間117 min(目標(biāo)值)，其中≤117 min占65%，即失敗率為35%。當(dāng)病例手術(shù)時間≤117 min時，該例δ1=0-0.35=-0.35；若操作時間>117 min時，該例δ1=1-0.35=0.65。

②出血量(δ2)：平均出血量458 ml(目標(biāo)值)，其中≤458 ml占51%，即失敗率為49%。當(dāng)病例出血量≤458 ml時，該例δ2=0-0.49=-0.49；若病例手術(shù)出血>458 ml時，該例δ2=1-0.49=0.51。

③下肢缺血(δ3)：本組下肢缺血比例為43%，當(dāng)病例未發(fā)生下肢缺血，δ3=0-0.43=-0.43；若發(fā)生下肢缺血表現(xiàn)，δ3=1-0.43=0.57。

④插管部位二次切開(δ4)：本組因插管手術(shù)部位出血或下肢缺血導(dǎo)致需要二次切開進(jìn)行手術(shù)處理占27%，當(dāng)病例未發(fā)生下肢缺血表現(xiàn)，δ4=0-0.27=-0.27；若發(fā)生下肢缺血表現(xiàn)，δ4=1-0.27=0.73。

參照公式∑=δ1+δ2+δ3+δ4，計算每例手術(shù)的4項評價指標(biāo)的和。繪制學(xué)習(xí)曲線，橫坐標(biāo)(X)為手術(shù)例數(shù)，縱坐標(biāo) (Y)為∑i(依次累加值)，首例病例的CUSUM值是4項量化指標(biāo)的和；第2例的CUSUM值是第2例的4項量化指標(biāo)的和，再加上第1例的CUSUM值，以此類推至第37例[5，6]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS19.0軟件曲線擬合X與Y的曲線關(guān)系，求出學(xué)習(xí)曲線函數(shù)公式，擬合模型檢驗以P值判斷，P<0.05曲線擬合成功。以系數(shù)R2判斷擬合優(yōu)度，R2越接近于1，曲線擬合優(yōu)度越高，R2最高的模型，即為最佳擬合模型[5]。根據(jù)函數(shù)公式計算曲線斜率k，k值在逐漸減小的過程中，開始變?yōu)樨?fù)值時所對應(yīng)的手術(shù)例數(shù)即為掌握該手術(shù)所需要的最小手術(shù)例數(shù)。

2 結(jié)果

手術(shù)時間(117.2±23.8)min，其中準(zhǔn)備時間(43.3±24.3)min，手術(shù)操作時間(74.0±8.9)min。出血量(458.4±234.8)ml。術(shù)后下肢缺血16例，需要二次切開插管部位解決出血或缺血10例，成功脫機(jī)17例，死亡23例。

手術(shù)時間和出血量隨手術(shù)例數(shù)增加的變化趨勢見圖1。手術(shù)時間隨手術(shù)例數(shù)的增加逐漸減少，其中準(zhǔn)備時間減少趨勢比較明顯，手術(shù)操作時間隨手術(shù)例數(shù)的增加變化不大；出血量隨手術(shù)例數(shù)的增加呈減少趨勢。應(yīng)用SPSS19.0軟件進(jìn)行曲線擬合，二次方曲線、復(fù)合函數(shù)曲線、指數(shù)曲線、三次方曲線的擬合曲線模型檢驗P值均<0.05，擬合優(yōu)度系數(shù)R2分別是0.964，0.133，0.133，0.994，判斷最佳擬合模型曲線為三次方曲線(圖2)，擬合方程為∑i(CUSUM值)=0.001X3-0.136X2+3.449X-2.012。根據(jù)函數(shù)公式計算曲線斜率k，k值在逐漸減小的過程中，由16例開始變?yōu)樨?fù)值,見表1。

3 討論

VA-ECMO最常見的臨床適應(yīng)證是：心臟病術(shù)后出現(xiàn)心源性休克，難以脫離體外循環(huán)輔助，失代償非心肌缺血性心衰[7]，急性心肌梗死后心源性休克[8]，難治性的重癥心肌炎[9]，急性肺動脈栓塞循環(huán)難以維持[10，11]，心肺移植前的過渡治療[12，13]等。本研究的病例分布特點和文獻(xiàn)報道的適應(yīng)證相符合。

圖1 VA-ECMO手術(shù)時間和出血量隨手術(shù)例數(shù)增加的變化趨勢

圖2 VA-ECMO股動脈途徑插管CUSUM學(xué)習(xí)曲線

ECMO建立過程中的血管插管技術(shù)是一種侵入性操作，血管插管過程和術(shù)后輔助過程中可能出現(xiàn)一些致命性并發(fā)癥，例如：插管術(shù)中出現(xiàn)血管損傷、嚴(yán)重出血，輔助過程中出現(xiàn)出凝血功能障礙、肢體缺血、無菌性炎性反應(yīng)、感染等問題。Barbaro等[14]2015年報道ECMO輔助治療需要一個有經(jīng)驗、有良好組織的團(tuán)隊來完成，這個團(tuán)隊需要有一定的病例積累。本研究37例VA-ECMO輔助均由一名外科醫(yī)生完成，通過對學(xué)習(xí)曲線的描述來評價VA-ECMO技術(shù)掌握情況。CUSUM分析法是第二次世界大戰(zhàn)后由Wald等最先用于生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量控制的一種統(tǒng)計學(xué)模式，由于這種統(tǒng)計學(xué)方法能夠滿足臨床技術(shù)學(xué)習(xí)和質(zhì)量控制的要求，被越來越多地用于對臨床技術(shù)學(xué)習(xí)曲線的描述[4]。然而使用CUSUM技術(shù)首先要決定使用哪些量化指標(biāo)，并定義這些量化指標(biāo)的目標(biāo)值。本研究使用的量化指標(biāo)是外科技術(shù)最常見的手術(shù)時間、出血、并發(fā)癥、二次手術(shù)等4個指標(biāo)，這4個指標(biāo)在不同的治療中心的定義和結(jié)果存在很大區(qū)別。因此，本研究使用的目標(biāo)值是病例各項平均值和發(fā)生率。

表1 VA-ECMO手術(shù)例數(shù)累計和值與曲線斜率值

大部分文獻(xiàn)將ECMO手術(shù)時間定義為準(zhǔn)備時間和手術(shù)操作時間，準(zhǔn)備時間是從確定需要VA-ECMO輔助至開始消毒時間；手術(shù)時間為開始消毒時間至切口縫合完成的時間[15]。從圖1的時間變化曲線我們可以看出，隨著手術(shù)例數(shù)的不斷增加，準(zhǔn)備時間明顯縮短，手術(shù)操作時間比較穩(wěn)定，總時長隨手術(shù)例數(shù)的增加有減少的趨勢。本組病例開始階段，患者準(zhǔn)備由術(shù)者助手和護(hù)理人員共同完成，但手術(shù)器械、耗材的準(zhǔn)備和預(yù)充工作均由術(shù)者完成，隨著手術(shù)例數(shù)的增加，參與各項準(zhǔn)備工作的醫(yī)、技、護(hù)人員逐漸增多，形成治療常規(guī)，當(dāng)VA-ECMO適應(yīng)證確立后，各項準(zhǔn)備工作由專門的人員負(fù)責(zé)并快速啟動，準(zhǔn)備時間由最初的93 min逐漸穩(wěn)定到25 min左右。手術(shù)操作時間比較穩(wěn)定，后16例手術(shù)時間略有上升，可能與插管手術(shù)技術(shù)有關(guān)。總體手術(shù)時間減少，與準(zhǔn)備時間的明顯減少趨勢相同。

出血量隨手術(shù)例數(shù)的增加有減少趨勢，可能與術(shù)者的手術(shù)經(jīng)驗和出凝血管理經(jīng)驗有關(guān)。本組遠(yuǎn)端肢體缺血發(fā)生率較高(16/37，43%)，大部分文獻(xiàn)報道下肢缺血發(fā)生率在20%左右，股動脈直接插管并建立遠(yuǎn)端側(cè)支循環(huán)能夠比較好地解決遠(yuǎn)端肢體缺血表現(xiàn)[16，17]，這個結(jié)論與我們觀察到的表現(xiàn)不相符，可能的因素是：①對遠(yuǎn)端肢體缺血的定義不同，本組將下肢缺血定義為遠(yuǎn)端肢體紫紺的發(fā)生；②直接股動脈插管向肢體遠(yuǎn)端建立側(cè)支循環(huán)的管路直徑較細(xì)。因為下肢缺血發(fā)生率較高，術(shù)者在后16例改變動脈插管策略，使用“煙囪技術(shù)”完成股動脈插管，16例中1例出現(xiàn)下肢缺血表現(xiàn)，發(fā)生在術(shù)后第5天，血管超聲懷疑肢體遠(yuǎn)端微栓形成所致。本組二次切開血管插管部位的發(fā)生率較高(10/37，27%)二次切開的原因是難以接受的下肢缺血或者出血，早期手術(shù)期間二次切開例數(shù)較多，后16例無二次切開事件發(fā)生。

將上述評價指標(biāo)進(jìn)行量化，利用CUSUM分析法，結(jié)合SPSS的曲線擬合模型，我們得出第16例出現(xiàn)學(xué)習(xí)曲線的拐點，提示術(shù)者在16例后基本掌握VA-ECMO輔助的動靜脈插管技術(shù)。

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