單孔腹腔鏡操作平臺(tái)“STAR-PORT”的研發(fā)過程：基于IDEAL框架開展外科技術(shù)創(chuàng)新的體會(huì)

余江，王亞楠，李國(guó)新

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院普外科，廣東 廣州 510515

從真正意義上的現(xiàn)代外科手術(shù)誕生至今，已經(jīng)過去了將近2個(gè)世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步，手術(shù)本身也在發(fā)生質(zhì)的飛躍，技術(shù)創(chuàng)新不斷推動(dòng)著外科的進(jìn)步，外科手術(shù)的邊界也在不斷延伸。從19世紀(jì)X射線的發(fā)現(xiàn)到今天的機(jī)器人微創(chuàng)手術(shù)，從早年的拔牙、截肢到現(xiàn)在的開顱手術(shù)、心臟手術(shù)，在短短數(shù)百年間，外科發(fā)生了翻天覆地的變化，技術(shù)創(chuàng)新是外科不斷取得進(jìn)步的源源動(dòng)力。

然而，手術(shù)必然意味著創(chuàng)傷，為了最大限度地減少各項(xiàng)外科創(chuàng)新技術(shù)可能給病人帶來的不必要的創(chuàng)傷，必須遵循一定的規(guī)范開展相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新和推廣，才能夠讓外科回歸到治病的初心，正如西方醫(yī)學(xué)之父希波克拉底所說：首要之務(wù)是不可傷害，然后才是治療，這是醫(yī)療的原則，也是外科的原則。

針對(duì)手術(shù)技術(shù)及相關(guān)器械設(shè)備的一系列創(chuàng)新有可能讓病人獲益，但也有可能讓病人付出巨大代價(jià)(包括身體上的和經(jīng)濟(jì)上的)，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)難以解決這種不確定性的問題，而外科臨床研究的最大貢獻(xiàn)就在于能夠減少這類問題，進(jìn)而改變治療決策。

當(dāng)前對(duì)于外科新技術(shù)的評(píng)價(jià)研究，大多采用主觀描述的方式，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)的對(duì)照研究并不多見。如何客觀評(píng)估外科創(chuàng)新技術(shù)一直是外科發(fā)展的主要挑戰(zhàn)之一。在新藥研發(fā)領(lǐng)域，隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(RCT)已被廣泛使用，并成為監(jiān)管機(jī)構(gòu)評(píng)審藥物有效性和安全性的金標(biāo)準(zhǔn)。同樣，外科新技術(shù)的評(píng)價(jià)，尤其是改進(jìn)型新技術(shù)，也需要一套嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的客觀評(píng)價(jià)模式。2009年發(fā)表在Lancet的IDEAL(idea， development， exploration， assessment， and long-term follow up)框架是目前得到廣泛認(rèn)可的外科領(lǐng)域臨床研究方法學(xué)框架[1-2]。在2009年剛提出時(shí)，IDEAL框架包括5個(gè)基本階段：設(shè)計(jì)階段(idea)、開發(fā)階段(development)、探索階段(exploration)、評(píng)價(jià)階段(assessment)和長(zhǎng)期隨訪階段(long-term follow up)，其中開發(fā)和探索階段往往相互重疊或緊密序貫發(fā)生，可視為同一大階段(第2階段)的兩個(gè)部分。此后該體系不斷完善——2016年，IDEAL協(xié)作網(wǎng)推出“IDEAL-D框架”，推薦了醫(yī)療器械評(píng)估和管理的方法體系；2018年，IDEAL框架中又增加了臨床前的研究和評(píng)價(jià)部分，稱為“Pre-IDEAL更新”，我國(guó)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)介紹和解讀[3-4]。目前IDEAL框架是國(guó)際認(rèn)可的外科領(lǐng)域臨床研究方法學(xué)。

結(jié)合筆者單位圍繞單孔腹腔鏡胃腸手術(shù)所研發(fā)的一個(gè)新產(chǎn)品——“STAR-PORT”，談?wù)劵贗DEAL框架開展外科技術(shù)創(chuàng)新的體會(huì)。

隨著手術(shù)技術(shù)和腔鏡設(shè)備的不斷進(jìn)步，腹腔鏡手術(shù)朝著更加微創(chuàng)、美容的方向不斷發(fā)展，單切口腹腔鏡手術(shù)(single-incision laparoscopic surgery，SILS)得到越來越多的應(yīng)用。筆者團(tuán)隊(duì)早年就用3個(gè)穿刺器直接利用臍部小切口完成闌尾切除手術(shù)，后又將切口改至恥骨聯(lián)合上方并予以報(bào)道[5](圖1)，但深感該入路氣密性不好，容易導(dǎo)致CO2氣腹氣體泄漏，且3個(gè)穿刺器距離太近，互相干擾，導(dǎo)致操作鉗“筷子效應(yīng)”明顯等諸多弊端，進(jìn)而對(duì)單切口操作平臺(tái)進(jìn)行改進(jìn)：用小號(hào)切口保護(hù)套套上手套、再將穿刺器綁在手套的指頭上即完成一個(gè)簡(jiǎn)易的單孔操作平臺(tái)(圖2)，具備不漏氣、腹腔氣腹壓力穩(wěn)定、器械活動(dòng)范圍大、材料易獲得等優(yōu)點(diǎn)[6]。彼時(shí)市面上也有一些進(jìn)口的產(chǎn)品，但存在價(jià)格昂貴、組裝放置繁瑣、操作空間有限、取標(biāo)本不方便等問題，于是筆者團(tuán)隊(duì)就針對(duì)這些SILS當(dāng)中的“痛點(diǎn)”問題，在原有的簡(jiǎn)易平臺(tái)上加以改進(jìn)，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的用于SILS的創(chuàng)新型產(chǎn)品“STAR-PORT”，并遵循IDEAL框架，不斷完善該產(chǎn)品，最終加以推廣應(yīng)用。以下就按照IDEAL各個(gè)階段對(duì)該創(chuàng)新產(chǎn)品的產(chǎn)生過程作一剖析。

圖1 經(jīng)恥骨聯(lián)合上小切口闌尾切除術(shù) 圖2 用手套自制簡(jiǎn)易單孔操作平臺(tái)

一、IDEAL第1階段(Stage 1)——設(shè)計(jì)階段

早期切口保護(hù)套加手套組合的“簡(jiǎn)易”單切口操作平臺(tái)雖能完成一些簡(jiǎn)單的腹腔鏡手術(shù)，但存在組裝繁瑣、連接固定不穩(wěn)、器械無支點(diǎn)等弊端，因此必須加以改進(jìn)。筆者團(tuán)隊(duì)基于IDEAL框架的步驟首先進(jìn)入創(chuàng)新設(shè)計(jì)階段(idea)，即對(duì)原簡(jiǎn)易的單孔操作平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)改良，用固定的一體化裝置取代手套和穿刺器的組合(圖3)，并申請(qǐng)專利、尋求企業(yè)合作，該設(shè)計(jì)獲得廣州市產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新重大專項(xiàng)(201508020047)資助。在前期通過非人體研究驗(yàn)證該產(chǎn)品的可行性，并在充分知情和倫理批準(zhǔn)的前提下，在高度選擇的少量病人中審慎地進(jìn)行了研究驗(yàn)證，證明其安全可行。

圖3 改良后的單孔操作平臺(tái)

二、IDEAL第2a階段(Stage 2a)——開發(fā)階段

此階段(development)是復(fù)雜干預(yù)和器械開發(fā)的必然階段，筆者團(tuán)隊(duì)在此階段專注于產(chǎn)品的不斷優(yōu)化和改良，先后克服了老款3個(gè)器械通道互相干擾等缺陷，選擇了軟質(zhì)材料并采用錯(cuò)落布局增加了操作器械的自由度，極大地避免了操作時(shí)器械之間的互相干擾；通過小規(guī)模地?cái)U(kuò)大研究人群(一般不超過30例病人)，獲得了穩(wěn)定、成熟的單孔操作平臺(tái)的最終定型設(shè)計(jì)方案。在此階段，最初的設(shè)計(jì)幾經(jīng)改良，最終定型為“STAR-PORT”這件創(chuàng)新產(chǎn)品(圖4)并獲得上市。

圖4 最終設(shè)計(jì)定型的STAR-PORT單孔操作平臺(tái)

三、IDEAL第2b階段(Stage 2b)——探索階段

經(jīng)過前期設(shè)計(jì)和開發(fā)，我們的單孔操作平臺(tái)STAR-PORT已完成優(yōu)化并定型，之后進(jìn)入到探索階段(exploration)，在該階段團(tuán)隊(duì)則專注于平臺(tái)的操作穩(wěn)定性和質(zhì)量評(píng)價(jià)。此階段納入了更多的研究者和特定胃腸癌病人作為研究對(duì)象進(jìn)行探索應(yīng)用，來評(píng)估STAR-PORT單孔操作平臺(tái)的安全性和短期效果，通過探索形成穩(wěn)定的手術(shù)技術(shù)路線并評(píng)價(jià)手術(shù)學(xué)習(xí)曲線，同時(shí)對(duì)手術(shù)質(zhì)量加以控制，以達(dá)成技術(shù)操作共識(shí)，并為后續(xù)評(píng)價(jià)性研究的樣本量計(jì)算、核心結(jié)局選擇以及可行性收集關(guān)鍵信息，為下一步RCT奠定基礎(chǔ)[7-9]。

四、IDEAL第3階段(Stage 3)——評(píng)價(jià)階段

當(dāng)STAR-PORT單孔平臺(tái)的安全性和便捷性在探索階段(exploration)通過小樣本的隊(duì)列得到初步證實(shí)并獲得了所需的關(guān)鍵信息(如可能合適的適應(yīng)證、標(biāo)準(zhǔn)操作流程等)后，便進(jìn)入到IDEAL框架的評(píng)價(jià)階段(assessment)，即通過規(guī)范的RCT進(jìn)一步評(píng)價(jià)該單孔平臺(tái)的安全性和有效性，開展以當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)治療(傳統(tǒng)五孔)為對(duì)照的大樣本多中心臨床研究，從而進(jìn)一步確認(rèn)STAR-PORT單孔操作平臺(tái)的安全性和微創(chuàng)效果[10-12]。

五、IDEAL第4階段(Stage 4)——長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)階段

經(jīng)過前面的IDEAL進(jìn)程，STAR-PORT單孔平臺(tái)應(yīng)用于腹腔鏡結(jié)直腸癌手術(shù)的安全性和有效性得到確證，我們進(jìn)而將其用于更加復(fù)雜的腹腔鏡胃癌手術(shù)[13-15]，期望該平臺(tái)能夠有更廣泛的應(yīng)用，并通過長(zhǎng)期隨訪階段(long-term follow up)了解是否存在任何遲發(fā)或罕見的不良反應(yīng)，以及其適應(yīng)證或手術(shù)操作質(zhì)量是否隨時(shí)間發(fā)生了變化，初步結(jié)果令人滿意。日前，該平臺(tái)已進(jìn)入全國(guó)23個(gè)省(直轄市)120多家醫(yī)院推廣應(yīng)用，大大推進(jìn)了我國(guó)SILS的技術(shù)進(jìn)步。

綜上，基于IDEAL框架層層推進(jìn)的STAR-PORT誕生和應(yīng)用的過程，很好地遵循了外科技術(shù)創(chuàng)新所需的規(guī)范流程和評(píng)價(jià)方法。(1)在STAR-PORT的研發(fā)和推廣過程中，基于IDEAL框架的各個(gè)階段并非截然獨(dú)立但又有各自的側(cè)重點(diǎn)，其中設(shè)計(jì)階段(idea)、開發(fā)階段(development)主要解決創(chuàng)新單孔操作平臺(tái)的可行性問題，即解決“能不能”的問題，涉及產(chǎn)品或技術(shù)的優(yōu)化迭代，此階段一般采用個(gè)案報(bào)道或小樣本單中心前瞻性隊(duì)列研究的方法；(2)探索階段(exploration)的主要目的是進(jìn)一步優(yōu)化并形成穩(wěn)定的技術(shù)路線或操作流程，即解決“怎么做”的問題，確保STAR-PROT這一產(chǎn)品使用的穩(wěn)定性和安全性，并確定下一階段確證性臨床研究的可行性及關(guān)鍵參數(shù)，此階段一般采用病例對(duì)照研究的方法；(3)評(píng)價(jià)階段(assessment)則主要評(píng)估產(chǎn)品或技術(shù)的臨床結(jié)局，即解決“好不好”的問題，通常是療效和安全性等指標(biāo)，此階段需要大樣本的研究病例，通常按照嚴(yán)格的納入排除標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，與經(jīng)典或標(biāo)準(zhǔn)的方法相對(duì)比，通常采取多中心RCT的研究方法；(4)長(zhǎng)期隨訪階段(long-term follow up)即進(jìn)入廣泛推廣應(yīng)用的階段，此階段應(yīng)專注于長(zhǎng)期療效評(píng)價(jià)，了解創(chuàng)新的產(chǎn)品或技術(shù)是否存在任何遲發(fā)或罕見的不良反應(yīng)，以及其適應(yīng)證或干預(yù)質(zhì)量是否隨時(shí)間發(fā)生了變化，此階段推薦的研究設(shè)計(jì)是注冊(cè)登記研究。上述各階段環(huán)環(huán)相扣，層層遞進(jìn)，提供了一整套外科技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)遵循的原則和方法。

不同于經(jīng)典的藥物類臨床研究，外科領(lǐng)域臨床研究在干預(yù)措施方面更需要考慮到手術(shù)技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用的固有特點(diǎn)，IDEAL框架正是針對(duì)外科技術(shù)特點(diǎn)建立的一套科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)價(jià)體系，并根據(jù)所處階段推薦相應(yīng)的設(shè)計(jì)要素，是值得借鑒的外科臨床研究方法學(xué)。

創(chuàng)新，是外科的靈魂，基于IDEAL框架的外科創(chuàng)新，是外科永葆生命力的鑰匙。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突