【醉仁心胸】加速度计用于微创肺手术术后活动度综合评估：一项前瞻性观察性研究

翻译：张致远；审校：魏娟 吕欣

同济大学附属肺科医院麻醉科

随着微创技术的发展与术后快速康复（ERAS）理念的逐步拓展，康复在胸外科患者术后康复中的作用越来越明显。一方面可以加速患者从手术创伤中康复，另一方面可以通过康复锻炼及早回归社会。这些具体方案包括术后物理治疗和早期活动，以对抗身体失调，减少围手术期并发症，并缩短术后住院时间。尽管取得了这些进展，但呼吸和心血管并发症仍然是一个重大挑战。卧床休息的不良影响是众所周知的，但没有明确的证据表明如何最好地实现肺部手术后的早期活动。近期Michaël Finet等学者发表在J Clin Anesth期刊上的临床研究使用加速度计测量了胸部手术后早期活动度和久坐行为的变化，结果表明，每日步数可能不是唯一的相关指标，而活动计数和久坐时间的变化也很重要。未来的研究或可更广泛地分析术后活动度和胸外科术后恢复之间的前瞻性关联，并进行干预研究，以分析术后体力活动和并发症发生之间潜在的反向因果关系。

摘要：  

研究目的：术后物理治疗和早期活动是促进术后恢复的主要因素，与可监测的监督物理治疗相比，自我活动不容易量化，迄今为止主要通过患者自动报告进行评估。该研究旨在对术后运动进行全面客观评估。

设计：前瞻性观察性研究。

设置：术后设置。

患者：接受微创肺部手术的患者。

干预措施：术后前5天使用加速度计（ActiGraph GT3X）测量术后活动度。

测量：主要结果是每日步数，次要结果包括身体活动持续时间和强度、久坐时间、久坐时间中断次数、久坐模式、理疗师的每日评估、术后并发症和佩戴加速度计的可接受性。

主要结果：60例患者被纳入研究，其中56例提供了至少一天的有效加速度测量数据，在前四个POD期间，关于每日步数和平均步频没有显著变化。一分钟节奏峰值、总活动计数和光强度体力活动的持续时间随时间增加（分别为p = 0.032、p = 0.001和p = 0.001）。久坐模式随着时间的推移发生了有利的变化，长时间久坐发作（≥连续60分钟）减少（p<0.001），较短发作（<10分钟）增加（p = 0.001）。当针对手术发生的一周中的一天调整分析时，观察到类似的结果。佩戴加速度计的中位可接受性非常好（10分制Likert量表的中位分数10 [9-10]）。3名患者出现严重并发症。

结论：该研究结果表明，每日步数可能不是胸外科手术后早期活动的唯一相关指标，而且加速度计适用于追踪患者早期术后活动。

1. 引言  

肺部手术随着微创技术（电视辅助胸腔镜和机器人手术）的发展和术后增强恢复（ERAS）方案的引入而发展。这些具体方案特别包括术后物理治疗和早期活动，以对抗身体失调，减少围手术期并发症，并缩短术后住院时间。尽管取得了这些进展，但呼吸和心血管并发症仍然是一个重大挑战。卧床休息的不良影响是众所周知的，但没有明确的证据表明如何最好地实现肺部手术后的早期活动。

更好地评估早期活动是确定最有效活动方案的必要步骤。与可以监测的监督物理治疗不同，自我活动不容易量化，并且迄今为止主要通过患者自我报告来估计。估计结果可以通过使用活动日记来改进，但与加速计结果仅有公平的一致性。

活动跟踪器（包括智能手机和智能手表）的日益普及应该有助于早期活动性的测量。与仅被设计为记录每日步数的第一代设备相比，当前可用的设备（例如，Apple®、Samsung®、FitBit®、Garmin®等）最常包括加速计，其还估计身体活动强度、能量消耗和久坐行为。然而，与研究级加速度计相比，它们的有效性不足，研究级加速度计被认为是在现实生活环境中收集体育活动和久坐行为数据的金标准方法。

最近的一些研究利用技术进步对胸外科手术后的早期术后活动度进行了客观评估。使用计步器，活动跟踪器或研究级加速度计，这些研究几乎完全集中在术后第一天的每日步数上。很少有研究还测量了久坐或中等强度活动的时间。

该研究的主要目的是描述微创肺手术后早期活动能力的变化，定义为加速度计评估的每日步数、身体活动持续时间和强度以及久坐时间和模式。

2. 材料和方法  

2.1 研究设计  

这项前瞻性观察性单中心队列研究在获得伦理批准（CPP NordOuest 1，n◦ 12，020-A01663--36）并在ClinicalTrials.gov注册（NCT 04583176，2020年10月12日）后在一家三级大学医院进行。在患者参与研究之前获得患者的书面知情同意书。该研究报告遵循加强流行病学观察性研究报告（STROBE）观察性队列研究指南。

2.2. 参与者  

手术前纳入计划进行视频辅助胸腔镜检查或机器人胸外科手术以进行肺切除术，并且同意佩戴装有加速度计的腰带（Actin Graph GT 3X;ActiGraphCorp，FL 32502，USA）的成年患者，最长持续时间为5天。排除标准如下：怀孕或哺乳、术前无法独立行动和被剥夺自由或监护情况。

2.3. 应用加速度计评估术后活动度  

使用三轴ActiGraph GT3X加速度计测量术后活动度，这是一种经验证的器械，已用于许多研究领域，特别是腹腔镜腹部手术、食管手术、骨科手术或胸外科手术后。

将加速度计设置为记录原始（30 Hz）电数据。使用ActiLife v6.13.4（https：//www.actigraph.nl/en/product/11/actilife-6.html;发布日期：2019年4月22日）软件，并在1分钟时段中重新集成，从而产生以每分钟计数表示的输出变量，这是ActiGraph监视器的活动测量单位。更高的每分钟计数表明更高的加速度和更高的体力活动强度。因此，与反映一天中的事件数量（每日步数）的步数计数相反，活动计数反映身体活动的量以及其强度。最后，当1分钟时段对应于连续相似的活动曲线时，将其分组为持续时间较长的发作（10分钟、30分钟、60分钟......）。

根据之前的文献，分别使用低于100计数/分钟、100至1951计数/分钟、1952至5723计数/分钟和超过5724计数/分钟的临界点来量化久坐行为、轻度、中度和剧烈强度的体力活动。当活动计数符合该强度的标准时，通过对一天中的分钟，以不同持续时间的发作的形式进行求和来确定在规定强度下花费的时间。节奏被定义为每分钟的步数。全天的平均步频计算为每日步数除以加速度计佩戴时间。峰值一分钟节奏定义为在给定日期观察到的最大节奏。久坐休息被定义为活动计数在随后的一分钟内从<100计数/分钟上升到≥100计数/分钟的情况。久坐发作定义为连续10、30或60分钟或更长时间低于久坐活动计数阈值。

2.4. 研究程序和数据收集  

手术技术的选择由外科医生自行决定。所有患者在手术前或手术结束时均接受全凭静脉麻醉（丙泊酚、舒芬太尼或瑞芬太尼和肌松剂）和局部区域镇痛。镇痛技术的选择由麻醉师自行决定。另外，在没有禁忌症的情况下，所有患者还接受了多模式镇痛治疗联合对乙酰氨基酚，非甾体抗炎药，奈福泮和吗啡的治疗。尽可能口服给药。

患者接受常规护理，其中特别包括每天两次有针对性的物理治疗护理，基于深呼吸和咳嗽练习，协助行走以及渐进式肩部和胸部活动计划。在其中一次日常活动中，要求患者在物理治疗师的监督下以舒适的速度进行三分钟步行测试。他们还被鼓励练习教学练习，并在物理治疗干预时间之外行走。物理治疗师使用标准问题手册对自主性、呼吸困难和疼痛进行每日评估。使用改良的医学研究理事会（MRC）呼吸困难量表评估呼吸困难，该量表用于测量慢性阻塞性肺病患者的功能障碍。

由研究人员在麻醉后监护室中使用弹性带将加速度计安装在患者的髋关节上。然后要求患者连续佩戴加速度计直至出院或最多5天。他们被允许在他们希望这样做的时候移除跟踪器（例如洗澡）。研究分析了由加速度计记录的从上午8点到下午8点的白天数据，并且排除了从下午8点到上午8点的夜间数据。因此，全天佩戴相当于720分钟。加速度计非佩戴时间定义为任何≥60分钟连续零计数的时间段，并自动检测。然后通过取720分钟并减去任何非穿戴时间段来确定穿戴时间。为了获得完整的分析，当加速度计佩戴至少8小时（即，480分钟）时，当天的数据被认为是有效的。如果不是，则从分析中排除当天的数据。事实上，以前的研究表明，分析具有低加速度计佩戴时间的数据集会导致低估久坐时间和身体活动。如果使用更苛刻的穿戴时间标准通常会减少样本量，则它也被认为是提高数据准确性的重要步骤。由于性质不完整，手术当天（第0天）、术后第5天或出院当天记录的数据从分析中排除。患者和医疗保健专业人员对每日加速度测量数据不知情。

出院前，要求患者使用0（最大不适）至10（完全无不适）的简单数字量表评定其佩戴ActiGraph GT3X的可接受性。最后，使用Seely of Clavien和Dindo胸外科手术后发病率和死亡率分类的适应性，从医疗文件中分析术后并发症。严重并发症定义为3A级或以上，即，任何需要手术、内窥镜或放射干预的并发症，伴或不伴全身麻醉，任何需要留在重症监护室的危及生命的并发症或任何导致患者死亡的并发症。

2.5 结果  

主要结局是术后第一天（postoperative days，PODs）内ActiGraph GT3X测量的每日步数。次要结果包括体力活动持续时间和强度、静坐时间、静坐时间的中断次数以及静坐时间在短时间与长时间发作（≤10分钟、10-29分钟、30-59分钟和≥ 60分钟）中的比例;所有这些都是在第一次POD期间由ActiGraph GT 3X测量的。物理治疗师的评价和患者佩戴ActiGraph的可接受性以及术后并发症也作为次要结局纳入。

2.6 统计分析  

该研究决定招募60例患者，以获得50例可评价患者。考虑到研究的观察性质和初步设计，确定了该数量。在术后住院期间未提供任何有效加速度测量天数（见上文）的患者从分析中排除。

分类变量表示为数量（比例）；连续变量表示为中位数[第25百分位数-第75百分位数]。

使用线性混合模型连续变量和广义估计方程（GEE）模型分类变量的加速度数据随时间的变化进行了测试。进行了未调整的模型（模型1）以及针对患者进行手术的一周中的一天进行调整的模型（模型2），以考虑周末期间物理治疗师的监督可能减少。此外，考虑到加速度计使用的持续时间，研究者进一步调整了每日加速度计佩戴时间的主模型（模型3）。此外，考虑到当加速度计佩戴时间≥180 min/d时，一天是有效的，为了降低选择偏倚的风险，研究者对主要结局（每日步数）进行了敏感性分析。最后，为了更全面地评估每日总步数，研究者使用24小时连续数据进行了额外的敏感性分析。

所有统计分析均采用SAS 9.4软件进行双侧检验。p值<0.05被认为具有统计学显著性。

数据集可从Dryad数据库获取（https：//doi.org/10.5061/dryad.tqjq2bw2v）。

3. 结果  

3.1 参与者特征  

患者入组研究开始于2020年11月16日，结束于2021年7月5日。共有61名患者参与，其中一人因焦虑而拒绝。60例患者纳入研究，其中56例（93%）提供了至少一天的有效加速度数据。在图1中报告了每个POD时参与研究的患者数量。尤其是从POD3开始减少，POD3时累计出院20例，POD4时累计出院27例。这56例患者的基线人口统计学和手术特征（55%女性，中位年龄：65.5 [56-70] y）结果见表1。

3.2 加速度数据  

表2总结了ActiGraph GT3X收集的数据和型号1、2和3的统计分析。中值加速度计佩戴时间为720分钟/天（即，100%的最大穿戴时间）。患者93% [86-96]的加速度计佩戴时间用于久坐行为，7% [4-14]用于轻度体力活动，0% [0-0]用于中度至剧烈体力活动（数据未列表）。长时间久坐（≥连续60分钟）占总久坐时间的47% [33-68]（数据未列表）。根据模型1，在POD 1时，患者的中位步数为2885 [2126-4207]步，在前四个POD期间，每日步数没有显著变化（图2）。平均节奏没有显著变化，而峰值一分钟节奏随着时间的推移而增加。活动计数的分析显示总活动计数的数量（p = 0.002）和计数/分钟的数量（p = 0.001）增加。体力活动的持续时间增加，完全有利于轻度强度的体力活动（p = 0.001）。随着时间的推移，久坐模式发生了有利的变化，长时间久坐发作（≥连续60分钟）减少（p<0.001），短时间久坐发作（<10分钟连续分钟）增加（p = 0.001）。随着时间的推移，随着长时间久坐发作（≥ 60连续min）（p<0.001）的减少和较短发作（<10 min连续min）（p = 0.001）的增加，变化良好。针对一周中的某一天调整的分析（模型2）显示了类似的结果（表2）。分析调整每日加速度计穿戴时间(模式3)显示类似的结果,除了改变久坐不动的时间具有统计学意义(表2)。

当使用180分钟/天的阈值来定义有效日时，在每个POD包括的患者数量增加，但结果相似，在第一个POD中的每日步数没有变化（p = 0.138;补充图1）。

使用24小时连续数据的其他敏感性分析见补充表1。如果每日ActiGraph GT3X佩戴时间更长，每日步数和计数更高，则观察到相似的演变趋势。

3.3 镇痛处理  

47例（78%）患者使用肋间阻滞，与手术置入肋间导管进行术后连续给药相关;其他患者使用竖脊肌阻滞（推注剂量和术后连续给药导管的放置;5例患者，8%），胸部硬膜外麻醉（推注剂量和术后连续给药导管的放置;4例患者，7%），锯肌阻滞（推注剂量，3例患者，5%）;和椎旁阻滞（推注剂量和术后连续给药导管的放置;1例患者，2%）。

3.4 物理治疗师每日评估  

与运动期间的疼痛相比，前四个POD期间休息时的疼痛减少（p = 0.011），并且自主性疼痛的患者比例增加（p = 0.015）。在3分钟测试期间覆盖的距离随时间增加（p<0.001）。在行走前后，通过改良的医学研究理事会呼吸困难量表测量的呼吸困难或呼吸频率没有变化（表3）。

3.5 患者对加速度计的可接受性评价  

佩戴ActiGraph GT 3X器械的中位可接受性极好（10 [9-10]）。

3.6 术后并发症  

3例患者出现严重并发症。第1例患者在第2天再次手术止血，然后在第3天因肺炎后血流动力学衰竭和房颤耐受性差入住ICU。第二例患者在第0天因漏气再次手术，由于胸腔引流瓶持续出现冒泡，出院延迟至第11天。第3例患者在术后第3天检测到肺炎，需要在第3、5和7天通过支气管纤维镜进行抽吸。

4. 讨论  

该研究的主要发现是，在微创胸腔镜手术后的前几天内，每天的步数总数并没有显著变化。此外，该项研究将护理的时间性作为协变量，并描述了该环境下其他几个术后运动的客观指标，如平均和峰值步频、轻度体力活动、久坐时间和模式，其中大多数在住院期间有积极的改变。

该领域的文献很少，可用数据的特点是研究间变异性很大。胸外科手术后POD 1或POD 2时的每日步数中位数在170步/天至约700-800步/天和高达>7000步/天之间变化。在该研究中观察到中等水平，例如POD 2时的每日步数中位数为3258 [2208-5604]，这反映了在物理治疗期间和之外采取的步骤。研究之间的这种差异可能是由于几个因素造成的，包括用于计算每日步数的各种设备，从计步器，商业健身跟踪器到研究级加速度计。验证研究反复显示品牌和型号之间的步数存在显著差异，因此难以直接比较使用不同器械的研究结果。将该研究结果与Jonsson等人的研究结果进行比较。使用相同的ActiGraph GT3X加速度计，结果显示该研究中每日步数更高。其他因素，如外科手术或常规护理方案可以解释这种不同的依从性。该研究中纳入的患者接受了微创手术，而Jonsson等人采用了大型手术方法，如开胸术。该研究的患者还接受了数字胸腔引流和便携式吸引，这可能有利于行走。他们都参加了两个日常疗程的物理治疗，作为日常护理的一部分，并受到医疗保健团队的强烈鼓励，在这些监督疗程之外进行自我动员;而在Jonsson等人的研究中，只有一半的患者接受了这一建议。

ActiGraph加速度计与其他研究级加速度计一样，可用于收集与步数互补的众多活动性指标。有趣的是，研究发现在肺手术后的前四个POD期间，每天和每分钟表达的活动计数的数量显著增加，这表明身体活动持续时间和强度的总体增加以及久坐时间的减少。这与每天和每分钟步数的非显著变化形成对比。这种差异的一个潜在解释是活动计数和步数是两个不同的指标，活动计数反映身体活动量和强度，而步数反映日常事件的数量，而不管其强度如何。然而，活动计数不容易被患者和医疗保健专业人员理解，并且应该被翻译成用于常规临床实践的更简单的术语。其他指标表明，体力活动的持续时间和强度有所增加。在POD1和POD4之间，花在轻强度体力活动上的时间几乎翻了一倍，而中等到剧烈的体力活动则为零，并且随着时间的推移没有变化。这与Hussey等人之前的结果一致，Hussey等人使用ActiGraph GT3X加速度计记录到，在食管切除术后的前五天内没有中度至剧烈的身体活动。然而，在轻强度体力活动的范围内，研究者观察到峰值一分钟节奏的增加，这是给定一天中达到的最高强度的指标。这种较高的最大强度与行走测试的结果一致，其表明在第一次POD内身体功能的逐步改善。

在轻度体力活动量增加的情况下，研究者观察到POD4时的久坐时间比POD1时减少了约20分钟。迄今为止，文献中还没有足够的数据来评估这种久坐时间减少的临床意义。更重要的是，从POD1至POD4，单次大于等于60分钟的久坐时间显著减少。久坐时间的中断次数增加，表明患者在一天中更频繁地从事某种形式的体育活动。此前的一项研究未报告胸部手术后久坐时间的任何显著变化，但没有提供有关久坐时间的模式的数据。鉴于术后护理期间卧床休息和身体失调的已知有害影响，总久坐时间和长时间发作的时间可能是术后活动度的相关指标。最近的一项研究发现，腹部手术后，离床时间较长的患者（即，坐着或站着）面临并发症的风险较小。然而，需要更多的数据来评估减少静坐时间、增加活动间歇时间和进行轻度体力活动是否有助于改善胸部手术后的临床结果。

对术后早期运动恢复的改善建议存在不一致的结果。然而，这主要包括有监督的物理治疗，这不是为了促进自我活动。在不同的情况下，已经显示参与运动训练计划的人会经历非运动体力活动的暂时减少（即在运动会话之外进行的活动），这可能会抵消运动的好处。因此，在疗程期间测量身体活动对于更好地理解监督物理治疗疗程和手术后偶然的身体活动的贡献是重要的。该研究结果显示了佩戴加速度计的可行性和患者的可接受性。然而，使用研究级加速度计是昂贵且耗时的，特别是对于数据处理和分析。因此，流行的活动跟踪器似乎是一种更方便的解决方案，并且越来越多地用于不同的研究环境。然而,这些设备也有局限性。他们的有效性不同品牌和模型,收集的数据通常是减少到一组有限的指标,并且访问原始数据并不总是可能的,这大大限制了潜在的范围分析。更重要的是，因为它们提供实时反馈，身体活动跟踪器有可能增加身体活动，当设备用作测量工具时，这是一个方法上的挑战，而不仅仅是作为一个活动工具[43]。这些器械的技术进步每年都很显著，其准确性可能很快就会与研究级跟踪器相匹配，像该研究准确描述了术后动员的各个方面，但对于消费器械似乎还不可行。

该研究的优势包括使用ActiGraph加速度计测量早期术后活动度，目前是评估接受标准化外科手术和常规护理方案的一组患者的习惯性体力活动和久坐行为的金标准方法。

然而，该研究也有一些局限性。首先，患者数量相对有限，并且由于提前出院而从POD3开始减少，这在类似患者中很常见。一些患者也被排除在分析之外，因为他们没有提供任何有效的加速度数据。自动检测加速度计非佩戴时间以及使用佩戴时间标准来定义有效日期是加速度计数据处理中的主要步骤，以改善对身体活动和久坐行为的估计。然而，在胸外科环境中进行的先前研究中，它们大多被忽视。这一步骤对于避免将非佩戴时间误分类为久坐时间特别重要[24]。最后，研究的持续时间长于预期，主要是因为全球Sars-Cov-2大流行（特别是因为法国第三波流行）及其对医疗保健系统功能的严重后果，主要是患者就诊的限制，这可能会削弱患者走出房间的愿望。最后，研究的持续时间长于预期，主要是因为全球SarsCov-2大流行（特别是因为法国第三波流行）及其对医疗保健系统功能的严重后果，主要是患者就诊的限制，这可能会削弱患者走出房间的愿望。该研究的目标不是客观化与手术相关的活动丧失的百分比，这在之前已经完成，而是广泛描述微创肺手术后的自我活动。第三，尽管患者和医疗保健专业人员对加速度计数据不知情，但简单地佩戴加速度计可能会鼓励患者进行更多的身体活动。第四，并发症的数量较少，并且在ICU中停止使用ActiGraph，这使得研究者无法确定术后体力活动减少与并发症发生之间的关系。第五，没有收集关于就寝时间和起床时间的信息，这导致研究者呈现在上午8点到晚上8点之间收集的数据。然而，使用24小时连续数据的敏感性分析并没有改变该研究的主要结果，即每日步数的变化。在类似环境中进行的未来研究应考虑收集就寝时间和苏醒时间，以确定数据分析的时间范围。第六，该研究使用了一个简单的数字量表来评估设备的可接受性，但最好使用一个更可靠的工具，如系统可用性量表，该量表已成为行业标准，特别用于比较数字健康应用。所有这些限制使研究者无法概括该研究结果，可以作为未来研究的参考。

总之，该研究结果表明，每日步数可能不是胸部手术后早期活动的唯一相关指标。未来的研究，更大的样本量，旨在分析加速度评估的术后活动度和胸外科术后恢复之间的前瞻性关联将是有意义的。为患者提供提供实时或每日反馈的活动跟踪器是一种有前途的解决方案，这将完成物理治疗师进行的评估。也可以考虑更广泛的干预措施，包括经过验证的行为改变技术。最后，需要进行干预研究，以分析术后低体力和并发症发生之间潜在的反向因果关系。

点评：

术后物理治疗和早期活动是促进术后恢复的主要因素。该前瞻性观察性研究通过在术后前5天使用加速度计（ActiGraph GT3X）对微创肺手术后第一天的术后活动度进行综合评估。研究描述了微创肺手术后早期活动能力的变化，定义为加速度计评估的每日步数、体力活动持续时间和强度以及久坐时间和模式。研究结果表明，每日步数可能不是胸外科手术后早期活动的唯一相关指标，加速度计适用于随访患者的早期术后活动。该研究设计合理、逻辑严密，为临床医生研究术后活动度和胸外科术后恢复之间的关联提供了一定的理论依据和方法借鉴。

翻译：张致远     审校：魏娟 吕欣  

原始文献：

Finet M, Bellicha A, Sage E, et al. Comprehensive assessment of postoperative mobility during the first days after mini-invasive lung surgery: A prospective observational study. J Clin Anesth. 2023;86:111048. doi: 10.1016/j.jclinane.    

参考文献：

Ljungqvist O, Scott M, Fearon KC. Enhanced recovery after surgery: a review. JAMA Surg 2017;152:292–8. https://doi.org/10.1001/jamasurg.2016.4952.   Batchelor TJP, Rasburn NJ, Abdelnour-Berchtold E, Brunelli A, Cerfolio RJ, Gonzalez M, et al. Guidelines for enhanced recovery after lung surgery: recommendations of the Enhanced Recovery After Surgery (ERAS(R)) Society and the European Society of Thoracic Surgeons (ESTS). Eur J Cardiothorac Surg 2019; 55:91–115. https://doi.org/10.1093/ejcts/ezy301.   Rogers LJ, Bleetman D, Messenger DE, Joshi NA, Wood L, Rasburn NJ, et al. The impact of enhanced recovery after surgery (ERAS) protocol compliance on morbidity from resection for primary lung cancer. J Thorac Cardiovasc Surg 2018; 155:1843–52. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2017.10.151.        

（ 仅供医学专业人士参考）

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