RESPOND干预措施：一项关于人为因素干预措施的群随机阶梯式楔形试验的方案，旨在减少急诊普通外科手术中的抢救失败情况

《BMJ Surgery, Interventions, & Health Technologies》：RESPOND intervention: protocol for a cluster-randomized stepped-wedge trial of a human factors intervention to reduce failure to rescue in emergency general surgery

　　背景
医疗保健本质上是一项具有风险的活动。它涉及对身体（或心理）出现故障的人进行各种干预，包括使用化学物质、刀具以及不同类型的辐射，以试图恢复他们的健康。自古以来人们就认识到医学可能会造成伤害或残疾而非治愈疾病，但其可能造成的意外损害的程度直到最近才被量化。1 直接由医疗干预措施造成的伤害仅代表了医疗保健潜在效益损失的一小部分——许多患者之所以遭受痛苦或死亡，是因为选择了无效的治疗方法，或者虽然选择了正确的治疗方案，但执行得不够正确或不够迅速。

在低收入国家，医疗保健的主要限制是缺乏受过培训的工作人员和资源；而在高收入国家，潜在效益的丧失往往是由于设备使用不当和工作系统存在缺陷所致。2 这些问题为改善医疗结果提供了重要机会，因为原则上可以通过采用人因工程（HF）方法，在不进行大规模投资、重新培训或招聘的情况下加以解决。自20世纪90年代开始对现代医疗伤害及其原因的详细分析一再表明，系统设计缺陷和团队协作不佳在其中起着重要作用。3 4 然而，直接针对这些问题来改善患者结果的尝试尚未充分发挥其潜力。大规模、设计良好的人因工程干预研究难以实施，因此相对较少，且往往未能显示出对患者的益处。5 6

外科手术是医疗保健的一个领域，在这个领域中，患者的结果往往具有变革性（无论是好是坏），其原因通常没有争议。因此，它是研究系统和工作团队对患者结果影响的理想领域，正式的质量改进干预研究已经取得了有希望的结果。7 8 外科手术结果的研究一再表明，在大型、高手术量的科室中，死亡率较低，9 最初的推断是手术团队通过共同练习受益。然而，Ghaferi等人10 强调，并发症发生率与手术量之间的关联并不像死亡率那么明显。这一发现意味着，大型科室并不一定意味着手术质量更好，而是更擅长抢救出现并发症的患者。这反过来表明，降低手术死亡率的努力应集中在抢救系统上，而不是手术室内的具体操作上。“未能抢救（FTR）”的概念由此被提出，并已成为评估外科科室质量的一个标准。11 12

全球最常见的高死亡率手术是急诊剖腹手术，目前英国的死亡率接近10%。13 急诊腹部手术也是经常被人因工程问题所困扰的领域，有大量证据表明需要改进团队协作和工作系统。14 因此，我们确定急诊腹部手术是一个适合通过人因工程干预来减少FTR的目标。我们之前与外科团队的研究证明了同时考虑系统因素和团队因素的重要性，与工作人员共同设计干预措施，并制定全面的参与策略以鼓励他们的参与。15 我们还从EPPOCH研究中获得了教训，这是一项关于该临床领域质量改进干预的大规模随机研究，但未能降低死亡率。5 EPOCH的研究作者与我们分享了他们的结论，特别是关于所需投入的“剂量”以及工作人员团队能够同时管理的干预措施数量。最后，我们还与精英运动队和军事单位的教练进行了研究，以支持开发一种新的方法来加强临床团队，因为现有系统对患者的益处证据并不令人信服。16 基于文献和我们的发现，我们设计了一套包含四项人因工程干预措施的“组合”，旨在影响抢救/升级系统的不同部分。初步的观察和分析工作揭示了可能影响重症术后患者抢救效果的因素，17 随后的共同设计工作促使我们开发了一项干预措施，并在三个医院进行了试点研究（手稿正在准备中）。该组合干预措施显著缩短了响应时间，这促使我们继续进行集群随机试验，以评估其对FTR的影响。

**拟议研究**
**目的**
我们的主要目的是测试这样一套人因工程干预措施能否降低急诊腹部手术后并发症导致的死亡率（FTR）。次要目的包括评估该计划对其他相关临床终点的效果，具体包括住院时间、重症监护病房（ICU）停留时间、响应时间以及术后3个月、6个月和12个月的患者生活质量。我们还将进行定性过程评估，以了解干预措施哪些部分有效以及原因，并探讨工作人员对该计划的参与度和反应。最后，我们将进行成本效益的健康经济分析。研究报告将遵循《介入试验标准协议项目：建议》指南。

**PICO问题**
**研究问题**：
**纳入标准**：
因急性腹痛作为急诊被送入普通外科病房的患者，在接受急诊手术或其他侵入性治疗程序后出现病情危急的情况。

**干预措施**：
一个包含四个方面的多维人因工程干预组合，针对患者参与度、团队凝聚力、升级流程的准确性以及不同工作人员组和部门之间的合作。

**对照组**：
干预前的相同科室常规做法。

**效果评估指标**：
FTR，以手术并发症导致的死亡率为主要结果。次要结果包括住院时间、重症监护停留时间、临床响应速度、总体死亡率（院内和90天内）以及术后3个月、6个月和12个月的生活质量。

**研究设计**
我们建议采用集群随机阶梯设计，共有24家医院，分为六个区域集群，每个集群包含四家医院，这些医院将在不同时间接受干预。每个集群将经历一个为期3个月的“引入”阶段，在此期间将在人因工程专家的密切支持下实施干预措施；随后是一个为期6个月的“维护”阶段，在此期间将通过视频通话或电子邮件提供较低级别的持续建议。之后，各科室将继续使用新的工作系统，并得到在线资源和每周热线电话的支持。

**数据收集**
对符合条件的病情恶化患者的数据收集将在第一个集群开始干预前3个月在所有24家医院开始，并持续整个引入、维护和干预后阶段，直到最后一个集群结束维护阶段后的3个月——总共30个月（图1）。这将形成一个平衡的样本池，确保接受标准护理和使用RESPOND干预措施的患者数量大致相等。

**图1**
显示拟议研究时间表的甘特图。共有六个每个包含四家医院的集群，它们被随机分配在不同的时间开始干预。引入阶段提供面对面的支持，持续3个月；维护阶段提供在线支持，持续6个月。干预前后结果数据收集的时间段由第一个集群开始干预前3个月和第六个集群结束支持后3个月确定。

**研究环境**
英格兰24家医院的住院急诊普通外科（EGS）病房，这些病房提供24小时急诊服务。其中包括一些由同一医院集团管理但独立运营EGS患者的医院，这些医院的服务范围不同。

**研究人群**
**患者资格标准**：
- 患者年龄超过18岁。
- 患者作为急诊被送入研究医院的一般外科病房，伴有急性腹痛。
- 患者已接受急诊手术或其他侵入性治疗程序（包括内镜逆行胰胆管造影、介入放射学治疗如导管插入以及动脉栓塞）。手术类型包括剖腹手术、其他开放式手术（如阑尾切除术和胆囊切除术）以及腹腔内的微创或机器人手术。
- 在上述手术后，患者返回或转至普通外科病房，并由普通外科团队负责护理。
- 在急诊手术或治疗后，在普通外科病房期间，患者出现明显的急性生理恶化，从而触发临床人员的紧急响应。如果患者最初有所好转（根据标准临床指标判断），随后再次恶化并符合研究标准，那么这次恶化将视为独立事件处理。

**急性恶化的定义**：
- 任何时候NEWS22评分达到7分或以上。
- 工作人员要求进行非计划性的紧急影像检查。
- 从外科病房转入重症监护病房或重症监护外展团队参与病房的护理计划。
- 非计划性的第二次或后续紧急侵入性手术。
- 心脏骤停/死亡。

**排除标准**：
- 如果患者表示不愿意参与，则不予纳入。
- 由于语言障碍，无法与患者或其代理人进行沟通。
- 电子病历（EPR）中有证据显示，在患者符合纳入标准之前已经发布了适当的护理限制指令，且这些限制排除了进一步的治疗和转诊至更高级别护理的可能性。

**伦理与知情同意**
无能力同意的患者也可以纳入研究，因为他们占研究人群中的大部分（主要是老年人）。该研究干预不涉及新的治疗方法，而是利用人因工程技术来提高单位层面的治疗效率和速度。因此，所需的唯一同意是审查临床记录和发送生活质量问卷。通常需要书面或在线形式的充分知情同意；但如果患者暂时或永久无法同意，则需要征求代理人意见。所有符合条件的患者都处于病情不稳定状态，有时同意过程较为困难。其中一部分患者病情危重，即使接受治疗也可能死亡。这些患者是研究中最重要的一部分，因为他们最有可能从研究中受益。因此，确保他们的数据不被丢失非常重要。为此，我们制定了紧急代理人同意程序，允许患者的朋友或近亲（如无近亲则由医院ICU的值班顾问）批准查阅病历。如果患者在急性疾病期后恢复意识，将再次确认他们的同意。这些规定已在英国健康研究机构的伦理批准申请中说明。

**伦理批准**
本研究已获得南中央-牛津C研究伦理委员会的批准（批准编号22/SC/0382）。该研究已在ClinicalTrials.gov注册，注册号为NCT04919720，ISRCTN参考编号为ISRCTN16453820。

**研究干预措施**
该研究包括四个独立的干预措施，分别针对升级流程和外科团队的不同方面。这四个措施均基于对三家医院升级流程的人因工程分析，并与工作人员及术后并发症康复的患者共同设计。除了这些措施外，还包括预定义的参与策略，因为先前的研究表明工作人员的参与度往往较低，而这决定了人因工程干预的成功与否。18

**干预措施1：患者参与**
该措施允许患者在其身体状况严重恶化时直接联系重症监护外展团队（CCOT）。患者入院时将收到一张印有CCOT电话号码的“红色卡片”。如果患者无法从指定的病房护士那里获得帮助，或者担心护士的安慰可能是错误的，他们被鼓励使用这个系统。在没有CCOT的医院里，普通外科病房的一名资深护士会随时携带一部专用手机。一份相关的信息手册鼓励亲属和其他患者，在其他患者看起来不适且无法使用该系统时代表他们来使用它。

**第二部分：团队强化**
这一部分旨在通过采用与体育和军事训练专家访谈中确定的团队强化策略来提高团队绩效。对这些访谈的主题分析以及随后开发的原型程序将在一篇正在审稿的论文中描述。目标是创造一种相互支持和决心实现团队目标的文化，以应对心理压力。该计划的组成部分包括：
- 通过最初的“休息日”活动以及利用自然休息时间（例如安全会议、交接班和病房巡查）的提醒，由临床团队成员共同创造和维护团队价值观。
- 领导者反复推广这些价值观，并由经验丰富的团队成员维持由此产生的文化。
- 通过使用带有信息提示的卡片（例如“你还好吗？”）以及领导者和经验丰富的员工的鼓励来促进相互支持。
- 定期观察团队在真实工作环境中的互动和表现，并使用Oxford NOTECHS工具提供反馈。
- 通过赞赏性询问系统来庆祝成功并鼓励接受压力的态度。
- 使用团队会议、归属感象征以及定期的社交活动来增强凝聚力。

**第三部分：制定弹性操作程序以应对病情恶化**
英格兰对于病情恶化患者的升级流程在各个医院之间略有不同，但基于与NEWS2警报系统相关的国家模板。“Safety 2”方法认为，复杂的实际工作情境往往难以通过算法规定单一的最佳路径，因此建议采取措施来增强系统对意外事件组合的弹性。利用这种方法，我们将为前线工作人员开发定制的紧急参考卡，以指导他们在应对紧急情况时的行动。这些卡片将借鉴民用航空领域的紧急卡示例，提醒工作人员所需的核心任务以及可用的不同选项，并提供关于何时以及如何寻求他人帮助的明确指导。卡片将针对护士、初级医生和专家进行定制，并通过WhatsApp群组、电子公告板和在病房巡查等自然工作人员会议点进行教育材料的传递。

**第四部分：共同所有权**
在及时治疗病情恶化的术后患者方面，一个经常被提到的问题是医院系统各部分之间的协调不足。为了解决这个问题，“共同所有权”部分提供了：
- RICHER工具，以确保外科初级医生与其团队内或放射科、麻醉科等其他专科的更有经验的医生之间更好的沟通；
- 由HF团队对每家医院协调方面的结构性挑战进行分析，形成一份报告提交给首席执行官，突出需要更高层次帮助的问题，并提出短期和长期解决方案；
- 使用电子病历中创建的虚拟“患者”进行多学科模拟，以测试系统。模拟将实时进行，并尽可能真实，以便工作人员在做出决策（例如是否将患者送入重症监护室）之前不会意识到这是一个模拟。模拟将在研究人员的直接监督下进行，以确保不会干扰对真实患者的护理，并采取预防措施确保信息安全。

**参与策略**
过程变革干预措施成功的关键在于前线员工的参与，而这在目前的国民健康服务体系医院中面临巨大挑战。我们根据之前项目中成功使用的“支持性倡导者”模型制定了参与策略，但试点研究中的经验表明临床领导力的支持不足是一个关键问题。因此，我们修改了策略，让外科病房的四位关键领导者（首席顾问外科医生、首席护士和其他两位）参与引入和鼓励使用这些干预措施。我们将通过海报、手册、社交媒体、电子公告板以及定期非正式交流（提供茶点）来开展精心策划的沟通活动，以提高员工对项目的理解和支持。激励员工参与的措施包括证书和表扬信、支持初级医生完成培训档案中要求的改进项目、在线HF资源，以及直接参与研究的机会，从而获得发表和展示的认可。

**结果测量和数据**
关于病情恶化事件及其结果的数据将通过医院EPR收集。在干预前后，将向所有临床团队成员发送一份关于安全氛围的问卷（Safety Attitudes Questionnaire）。还将进行两种额外的评估：一项健康经济学研究和一项定性过程评估。

**人口统计和结果数据**
对于每位登记的患者，将记录以下数据：
- 病例记录编号
- 年龄
- 性别
- 入院日期
- 手术日期
- 手术或治疗类型
- 病情恶化日期和时间
- 响应时间
- 住院时间
- 是否入住重症监护室（ITU）
- 住院期间是否死亡

**健康经济学数据**
患者将被要求在同意参与研究时、恢复期间或抢救手术后首次有机会时填写标准的EuroQol 5-Dimension 5-Level生活质量问卷（以建立基线），并在紧急手术后3个月、6个月和12个月时再次填写。在3个月、6个月和12个月时，他们还将被要求填写一份关于医疗资源使用情况的简短问卷。患者可以在线或纸质形式完成问卷，随后可以通过电话、邮件或电子邮件进行跟进。

**过程评估**
一名定性研究人员将访问研究中的24家医院中的6家，采用最大变异抽样方法选择这些医院，以平衡教学医院与非教学医院、城市医院与农村医院以及服务不同社会经济地位人群的医院。研究人员将在每个地点采访10名工作人员和6名患者，了解他们对RESPOND实际应用的价值和接受度的看法，并观察干预措施的实施情况及其影响因素。作为研究的一部分，还将审查临床协议、标准操作程序、培训记录、会议出席情况以及前线工作人员在工作中使用的审计/实施数据。
访谈将在工作场所面对面进行，或通过电话或Microsoft Teams远程进行，重点关注参与者对RESPOND干预措施成功与否的看法，以及影响实施的背景因素。所有访谈都将被录音并通过保密的外部转录服务进行转录。
出院后，将在患者家中或通过电话或Microsoft Teams远程对患者及其家属进行半结构化访谈（每个地点6次，共36次），重点了解他们参与（或未参与）干预措施的经历。

**NOMAD问卷**
病房的所有工作人员也将被要求填写NOMAD问卷。上述研究的数据将作为基于规范过程理论的定性过程评估的基础。

**数据分析和统计**
根据国家紧急剖腹手术审计（NELA）数据和一项三医院试点研究的信息，预计在27个月观察期间的样本量为9064例剖腹手术，平均分配到干预前后的两组，不包括3个月的过渡期。假设干预前总体死亡率为10%，这将预测906例死亡。根据NELA和ELPQUIC研究的数据，使用系统变革方法可以实现30%的相对死亡率降低，即634例死亡。这意味着FTR（失败率）将从22.2%降低到15.7%。以5%的显著性水平、0.1的类内相关系数（ICC）和逐步楔形设计中的精算趋势调整，预测的样本量具有超过90%的能力来检测20%的FTR降低，以及80%的能力来检测15%的降低。鉴于不同相关数据来源估计的收益差异很大，我们认为这种“超额”能力是合适的。将ICC增加到0.2并不会显著降低能力。由于结果的性质和试验设计，我们预计数据缺失率很低，不会对估计的能力产生显著影响。

**统计分析计划**
对于FTR和死亡率这两个二元变量，将使用逻辑回归分析，包括一个虚拟变量表示对照组/干预组，以及时间相关的线性或二次项等协变量。这将控制例如随时间改善的结果等趋势。任何可能影响FTR率的医院特定协变量（如床位数量）都可以包括在内。切换方案后的时间也是一个医院特定变量，可用于测试延续性问题。还将包括医院的随机效应。在评估干预措施的相对风险比（RRR）时，不需要包括患者级别的数据，因为不同医院的患者构成通过随机效应项进行了建模。

**住院时间和ITU停留时间**：这将在“生存分析”中处理，其中结果的危险性（出院/ITU）作为对照组/干预组和时间趋势项的函数进行建模。包括医院的随机效应可以将其转换为“脆弱性模型”，其中特定医院的患者组在“脆弱性”上有所不同。使用R frailtypack包或类似程序编写软件来进行分析。

**其他变量**：将统计控制组和干预组的 demographics 和临床特征，并评估任何差异的程度，同时注意多重显著性检验的问题。如果需要，可以采用几种方法之一来处理这些问题。在整体模型中考虑了长期趋势或精算趋势，允许住院时间和FTR率随时间变化。在FTR分析中可以包括患者年龄或性别等变量。如果显著系数表明平均年龄或性别随时间变化且影响了FTR率，则需要对其进行调整。

**健康经济学分析**
将提取医院记录以收集资源使用信息，包括住院时间、ICU停留时间和执行的手术类型。研究人员将记录干预措施的资源使用数据（员工时间使用情况；培训时间和成本；会议花费的人时）。资源使用将按单位成本（BNF、PSSRU和国家参考成本）进行加权。EQ-5D问卷的结果将使用英国关税转换为效用得分。健康经济结果将以每次死亡减少的增量成本和每QALY获得的成本来表示。经济分析将遵循与统计分析相同的方法。缺失值将通过多重插补来处理。自助法将生成增量成本效益比。将使用广义线性建模调整干预组和对照组之间的成本差异。成本效益可接受性曲线将反映在不同支付意愿值下干预措施的成本效益概率。在敏感性分析中将测试主要假设。如果试验显示出假设的结果差异，将根据试验信息更新预先开发的模型。该模型将用于探索试验期后的长期成本效益以及在更广泛环境中的成本效益。将进行敏感性分析以说明该干预措施的成本效益。

讨论
基于理论以及针对特定单一问题（如中心静脉导管感染）的研究结果，已经强调了高频（HF）方法在提高护理质量和可靠性方面的价值。28, 29 分析并直接解决系统问题的学科的实用性是显而易见的，但通过解决个别问题来提升系统的安全性和有效性所带来的整体收益是有限的。在最初的一系列分析显示医疗保健中存在严重安全问题之后，人们广泛讨论了通过使用高频方法彻底改进护理系统的愿景，30, 31 并经常提到其他学科在实现高度可靠性和安全性方面取得的成就。我们在医疗保健领域未能实现这种转变的原因很复杂，其中一个原因是缺乏雄心。试图对整个护理流程的结果进行重大改变的大规模研究很少见，而严格的评估（尤其是随机对照试验）则更为罕见。大多数此类大型项目未能实现其目标，但从对其结果的分析中还是获得了很多宝贵的经验。本研究的设计基于从前期的试验中吸取的教训，这些试验旨在解决整个护理流程中的关键问题，特别是关于急诊腹部手术患者的术前和术中护理的 EPOCH 研究。EPOCH 未能实现降低死亡率的目标，并因采用了太多单独的干预措施且资源不足而受到批评。因此，我们设计了包含四项干预措施的研究，每项措施针对升级流程的不同部分。这四个领域的选择基于与工作人员进行的焦点小组讨论以及对病情恶化患者升级系统的 FRAM 高频分析。17 我们从自身之前的工作和其他研究中认识到争取员工参与的重要性，并制定了相应的策略。我们在三家医院进行了为期一年的试点研究，根据这些研究结果对方法进行了调整。我们采取了激进的方法来减轻员工参与研究的负担，因为我们的经验和其他研究表明这是参与的最大障碍。在 RESPOND 项目中，除四位关键研究负责人外，临床工作人员不会参与筛查、同意书签署、数据收集或数据分析工作，也不需要参加会占用工作时间的培训会议，仅在干预开始时需要参加半天的培训。

尽管我们试图从前期的相关经验和研究中学习，但本研究仍存在不可避免的局限性。英国国家医疗服务体系（NHS）连续面临脱欧、COVID-19 以及随后的经济困难，这些因素对人员配备和士气产生了严重影响，使得服务改进的工作变得更加具有挑战性。虽然我们的研究设计包含了能够考虑长期趋势的分析方法，但持续的低士气和参与度可能会严重影响成功的可能性。我们的干预措施已经得到了适当的设计和开发，但仅在试点研究中进行了测试，可能仍需要进一步改进。试点数据为我们提供了哪些干预措施最有效的初步线索，但由于我们测量的结果性质以及各措施之间的复杂相互作用，无法准确确定每项措施对最终结果的贡献。我们尽力在现有资源范围内最大化员工培训、信息和参与度，但我们无法确定实现成功所需的干预措施的具体“剂量”。从试点研究中我们得到的两个重要启示是：需要制定全面且精心设计的沟通策略来支持员工的理解和积极性；以及病房层级领导在塑造员工态度方面起着关键作用。

我们的干预措施还受到医院管理层支持程度的限制——管理层欢迎那些不会扰乱日常工作的、能够提升安全性的干预措施，但不太可能支持那些基于现有知识能够提出充分论据的更为激进的方法。确保急诊手术室全天候满足适当需求、调整重症监护收治政策，以及通过让高级医生更快地参与紧急情况来缩短决策时间，这些措施可能有助于减少手术延误（FTR）和死亡率，但这需要大规模的投资或医院管理的重大变革，使得多中心试验变得不切实际。我们将过程评估和健康经济评估纳入研究，以便进一步了解环境因素对干预措施采纳的影响，以及哪些干预措施最容易被采纳及其原因，同时分析干预措施的成本和生活质量改善效果。