基于FDA数据库的电外科设备不良事件分析与对策

2020-05-20

中国医疗设备 2020年5期

爱尔博（上海）医疗器械有限公司，上海 200336

引言

电外科设备，是利用高频电流对局部生物组织产生集中热效应而工作，头端电极在接触组织瞬间产生大量热量，使组织成分气化或开裂，以完成临床手术中的切割和凝血。广泛应用于各种直视手术、内窥镜手术及机械手术刀难以进入和实施的手术中[1]。高频电刀在中国医疗器械分类中按照第三类高风险设备进行管理。中国国家药品监督管理局曾在2012年3月7日发布医疗器械不良事件信息通报（2012年第1期）关注高频电刀的使用风险，通报指出国家药品不良反应监测中心自2002年至2011年11月共收到有关高频电刀的可疑医疗器械不良事件报告316份，其中表现为器械故障的有220份（69.62%），如：仪器无输出、输出功率过高或过低、输出不稳定、无法凝血、报警失灵、漏电、死机、按键失灵等。表现为患者伤害的有96份（30.38%），主要有病人非手术区皮肤灼伤、电击伤、手术野燃烧等[2]。

在外科手术室中使用能量装置（包括超声、射频、电外科等设备）引起的不良事件是每天发生的。发生率约为每1000次操作中1～2次。美国每年都会发生数百起手术室火灾，其中一些会造成严重伤害甚至死亡[3]。因此对已有的不良事件的归纳和总结十分必要。目前各国对不良事件监管不断加强，FDA监管体系最早建立[4]，欧盟的Eudamed系统将于2020年5月上线。中国国家市场监督管理总局和国家卫生健康委员2018年8月31日审议通过《医疗器械不良事件监测和再评价管理办法》，国家药品不良反应监测新系统也已经上线，新系统功能较过往有了较大提高。

本文旨在通过分析FDA公开数据库MAUDE（Manufacturer and User Facility Device Experience）和医疗器械召回数据库（Medical Device Recalls）中高频手术设备的不良事件，归纳不良事件的原因来寻找避免不良事件的对策。

1 材料和方法

目前中国、欧洲的不良事件库尚未对公众开放，只能检索到一些零星的不良事件报告，只有FDA公众数据库信息量较大，对事件记录较完整，因此本文选择FDA数据库进行数据分析。

MAUDE数据库中将不良事件分为5类，分别是死亡、伤害、设备故障、其他、未回应。本文我们对FDA数据库MAUDE进行检索，检索日期为：01/01/2014至02/28/2019，检索代码为GEI，检索类型为死亡、伤害，其中死亡共有111条数据记录，伤害共有4100条记录。此外我们对高频电外科设备召回数据进行了检索，检索日期为：01/01/1999至02/28/2019，检索代码为GEI，检索召回级别为ALL，共返回418条记录。

我们阅读了所有标记为死亡的不良事件，将其逐一进行了分类统计，其中26条为重复记录事件，原因是同一事件可能出现进展后又上报一次，或者同一事件中对涉及的不同仪器分别进行了上报。排除这26件重复记录，我们将不良事件分为未知原因、出血、使用不当、闭合失败、起火、热损伤、血栓/栓塞、粘连/堵塞、设备损坏以及对病人组织错误的能量输出。其中未知原因、闭合失败、起火、粘连/堵塞、设备损坏和对病人组织错误的能量输出是原先数据库中就有的设备问题分类，出血、热损伤、血栓/栓塞和使用不当是我们根据事件描述提炼总结出的事件类型。需要指出的是我们最终统计的不良事件类型未必和原先数据库中的设备问题对应，例如原先类型为对病人组织错误的能量输出的我们有可能根据事件描述归入热损伤或者出血。

未知原因（n=44，51.76%）主要是缺乏关键信息的事件，例如2019年2月8日报告的不良事件（编号：1717344-2019-00239），该起事件根据2012年1月至2017年12月进行的文献资料报告，453名被诊断患有门静脉高压症和严重胃食管静脉曲张的患者接受了手术治疗。250名患者选择腹腔镜脾切除术和食管胃断流术，203名患者接受了开放手术。据报道，有10例围手术期患者死亡，每组5例死亡，腹腔镜组3例死于腹腔内出血，2例死于肝功能衰竭。诸如此类根据公开文献、病例上报的事件，缺乏事件起因、经过、时间、人物、地点等信息，无法识别不良事件是否和设备问题有关。因此我们将未知原因项剔除后进一步进行了分析归类，分为手术固有风险、使用和管理问题和设备故障三类。

在标记为伤害的事件中，有的在上报时，记录了事件涉及的设备问题，我们对部分同类设备问题进行了合并，出现次数低于10次的（不含）归为其它。对于召回事件数据我们未进行加工处理，直接统计涉及公司和产品出现次数。

2 结果

2.1 死亡不良事件统计

我们阅读了111条不良事件，将其逐一进行了分类统计，排除26件重复记录事件后分类统计，见图1。进一步排除未知原因后统计结果，见图2。

图1 不良事件分类统计情况

图2 死亡不良事件分类统计柱状图

2.1.1 出血

出血在去除重复项和未知原因项后发生频次最高，在2017年11月03日报告的一起不良事件中（编号：3006451981-2017-05736），一名患者在肺癌手术中，上腔静脉破损出血后死亡。手术包括肺上叶切除后纵隔淋巴结的清扫。用吸引管将上腔静脉推开，用ligasure器械将淋巴结清扫/凝血。清扫完成取出吸入管后不久，上腔静脉出血。ligasure装置与吸入管接触或非常接近吸入管。

由此不良事件可知此类事件通常患者在围手术期有严重的出血，有可能是手术固有风险，也有可能是操作不当导致的出血事故，无法判断是否和电外科设备直接相关。考虑到出血是常见的手术并发症，例如在英国自2010年1月至2016年2月进行的主动脉手术中，患者在院内出血和出血导致重新手术的发生率分别为6.7%和0.3%[5]。在美国外科医师学会国家外科质量改进计划，数据库中从2008年到2013年的所有主要整形外科手术59,184例中，1261例（2.1%）出现了出血并发症，25例出血并发症患者（2.0%）在手术后30 d内死亡[6]。没有证据表明电外科设备的使用增加了术后并发症的风险[7]，相反有研究表明，使用电外科技术可以减少出血风险[8]，我们将此类不良风险事件归类为手术固有风险。

2.1.2 使用不当

在2017年3月7日报告的一起不良事件中（编号：9681383-2017-00001），外科医生使在结肠镜手术中使用电刀和氩气刀治疗结肠多发血管增生。术后12 h后才发现右结肠穿孔，患者已发展为粪便性腹膜炎/脓毒症，并回到手术室进行修补。病人病情恶化，4 d后死亡。外科医生表示设备设置正确，穿孔是已知的并发症，手术固有风险。调查设备使用记录发现：外科医生在右结肠中设备使用了较长的激活时间，这在设备的使用中是非典型的，通常激活时间较短，较长的激活时间有可能导致了穿孔。在该患者的一次手术中单次激活设备最长28 s，总激活时间为4.5 min。在另一次手术中，单次激活最长29 s，总激活时间为3.5 min。这都是非典型的激活时长。如果进行直肠手术，这样的时长可能是可接受的（也不是最佳的），但在右结肠的预期使用中这样的激活时长不是典型的。虽然没有规定可以激活踏板多长时间，但是在任何程序中激活持续时间超过8～10 s都可能是不典型的。右结肠激活通常是单点激活而不是连续激活，点激活1 s左右。对于结肠应用，5 s左右的较长激活持续时间不典型。明智的操作应当是用户凝血同时不断检查目标组织。右结肠的肠壁很薄，通常需要小心操作。从这起事件可以看出，此类事件问题出在操作者对设备的使用不当，对设备的操作不熟练，因此我们将之归类为使用和管理问题。

2.1.3 热损伤

在2017年3月 7日报告的一起不良事件中（编号：9710452-2014-00007），射频消融系统用于肺动脉瓣闭锁手术；在手术过程中主动脉被射频刺破了，并且最终导致病人死亡，由于患者的解剖结构特殊，很难将射频装置定位在所需穿刺的部位，并且穿孔是此类手术的固有风险。

在2014年12月9日报告的另一起不良事件中（编号：8010047-2015-00084），在乙状结肠切除术期间使用THUNDERBEAT装置用于复发性憩室炎。手术后，病人转移到ICU，但是死于严重的心肌梗死。由于没有进行尸检，因此不确定死因，但是用户怀疑左侧输尿管在用THUNDERBEAT装置切除乙状结肠期间受到热损伤。损伤导致肾盂、肾炎或败血症，多个器官的衰竭。

上述第一起事件是手术固有风险，和使用什么设备无关。第二起事件无法确定事件原因，另外三起未例举事件也是无法确定原因的术后并发症事件，考虑到术后并发症也是常见手术风险，因此我们将此类事故归类为手术固有风险。

2.1.4 闭合失败

在2018年04月23日报告的一起不良事件中（编号：1717344-2018-00539），在手术过程中，用Ligasure在手术开始时闭合左侧胃网膜动脉（无外周和中心结扎）。动脉直径为3～4 mm。闭合后未观察到出血。手术后，在深夜和次日早晨的某个时间，病人死亡。尸检发现患者死于左侧胃网膜动脉出血。出血量约为2500 CC。发现应闭合的组织部分打开，外周部分有电灼痕迹并且闭合，但中心没有闭合，只看到轻微的电灼痕迹。

全部五起事件都无法确定是操作问题还是设备问题，我们在2.1.1中已经将出血归类为手术固有风险，血管闭合失败也是如此，传统的缝线结扎术或吻合器血管闭合也可能有术后血管闭合失败风险。同样没有证据显示电外科设备闭合血管风险更高[9]。在对2005年11月至2010年9月期间450例FIGO IA2-IIB宫颈癌的回顾性研究中，常规缝合结扎（n=195）与BiClamp大血管闭合组（n=196）相比，术后并发症为23.6%比14.8%（P=0.027），BiClamp大血管闭合技术在降低手术时间、失血量、术后并发症、住院时间方面等更具优势[10]。因此我们将血管闭合失败也归类为手术固有风险。

2.1.5 起火

在2015年2月10日报告的不良事件（编号：1720159-2015-00001）中，用户在手术过程中使用系统SYSTEM 5000 ESU电外科手术单元（60-8005-001），在气管造口术过程中，发生涉及患者面部的火灾。随访信息表明手术部位使用了一种高度易燃的酒精制剂。据了解，患者通过全脸氧气面罩和呼吸机输送氧气，在手术部位形成富氧环境。气管造口术最终不成功，由于患者是DNR (Do Not Resuscitate)，患者家属放弃生命支持患者去世，患者最终死亡原因和火灾没有直接关系。

起火问题通常由于使用者对设备使用环境的管理不当，例如手术部位形成了富氧环境，易燃消毒剂未干等，此类不良事件应归类为使用和管理原因。我们统计的5起起火事件都和患者死亡没有直接关系，但是增加了不必要的患者伤害。

2.1.6 血栓/栓塞

在2018年12月3日报告的不良事件中（编号：1717344-2018-01580）；在左下肺叶切除过程中，当血管鞘剥离时，触及ligasure下颌外侧的血管通过热扩散在血管内形成血栓，手术时间约为2 h。在监测病人术后的过程中没有发现任何异常。患者在术后一天入院，随后死亡。死亡原因为脑梗。和热损伤类似，我们认为使用能量器械包括电外科设备可能存在的风险与受益已在术前决策中考虑，因此我们归类为手术固有风险。

2.1.7 粘连/堵塞

在2016年2月18日报告的不良事件（编号：1717344-2016-00157）；手术中用ligasure在结肠切除术中闭合和切割脾静脉分支，钳口在闭合操作之后打不开，最终打开之后血管粘在钳口上并撕裂血管出血，切除患者的脾脏以控制出血量，但最终由于肝功能衰竭，患者在手术后5 d去世。这起事件有钳口在闭合操作之后打不开这一信息，因此我们归类为设备故障。

2.1.8 设备损坏

在2016年3月14日报告的不良事件中（编号3005075853-2016-01434）在手术期间设备报错，在用于止血时有激活音但设备似乎并未激活，连续插拔设备电源重新启动任然无效，医生随后更换了设备，最终止血成功。但是术后第二天夜里，病人大出血死亡。厂商认为医生在多次报错后应该直接更换仪器，医生表示厂商对于设备替换的指示不够清晰，用户并不清楚设备什么时候应该尝试维修、什么时候应该立即更换设备。

这起事件中患者死亡和设备没有直接关系，维修设备耽误了手术进程，并且操作者对紧急情况的应对失当，但根源还是设备损坏，因此将事件归类为设备故障。

2.1.9 对病人组织错误的能量输出

在2016年9月2日报告的不良事件中（编号：2242352-2016-00851），医院报告在血管镜手术过程中，工作人员闻到烟味，并能看到烟从胸部（心脏）冒出来。他们把Hemopro设备缩回并取出。尽管该设备没有被激活，但它仍然发出咝咝声。病人没有明显的损伤（静脉或组织）。病人最终诊断为心肌梗死，于次日死亡。这起事件为设备非预期下自主激活，归类为设备故障。

2.2 死亡不良事件归纳

我们将死亡不良事件按照2.1中分析进一步归类为手术固有风险、使用和管理问题、设备故障进行统计，结果见表1。

表1 死亡不良事件归纳统计

2.3 伤害不良事件统计

我们对伤害不良事件统计了发生次数和占比，结果见图3。

图3 伤害不良事件分类统计结果

2.4 设备召回数据统计（Recall）

我们将召回事件中（01/01/1999至02/28/2019）涉及的公司以及产品进行了统计，医疗厂家召回数据，见图4，医疗产品召回数据，见图5。

图4 医疗设备召回数据

图5 医疗产品召回数据

3 讨论

本文基于美国FDA数据库，FDA不良事件数据来源以美国本土为主，因此本文结论受美国医疗市场电外科品牌市场占有率、美国整体医疗水平、美国外科医生手术习惯等因素影响，与中国市场情况可能存在差异。例如产品召回数据中美国本土公司占比较高，其中有些美国品牌并未进入中国大陆市场。

但是我们认为本文对医疗机构和器械厂商仍然有一定参考价值，因为目前国内医疗机构、器械厂商对可疑不良事件上报意识还比较淡泊，存在漏报现象，难以形成典型性的经验和改进措施，因此借鉴国外经验是有意义的。

3.1 使用和管理问题讨论

在造成死亡的不良事件中设备使用和管理问题占29.27%。医疗机构和设备厂商需要强化风险意识，加强安全使用培训，严格按照产品说明书进行操作[11]。预防此类事件发生需要医疗单位在购买设备的时候不光考虑设备价格因素，还需要综合考虑厂家的售后服务质量、培训活动情况。比如德国爱尔博公司从2010年开始执行的客户满意度提升计划（Customer Satisfaction Improvement Project）[12]，已培训医护人员超过6万人次，避免了诸多使用和管理问题（图6）。

图6 客户满意度提升计划（Erbe CSIP）历年参与人次

目前国内市场进口电外科设备占比较高，医疗单位在采购设备时还需要选择有资质的代理人。国家药品监督管理局2018年8月3日发布了关于征求《进口医疗器械代理人监督管理办法》意见的函，征求意见函指出：“进口医疗器械代理人是指向我国境内出口医疗器械的境外医疗器械上市许可持有人在我国境内设立的代表机构或者授权唯一我国境内的企业法人。代理人名称、地址和联系方式等信息在医疗器械注册证或者备案信息中载明。

由征求意见函可知，代理人是唯一的，只有从代理人或者经代理人授权的代理商处购买设备，才能有质量和售后的保证。电外科设备从进医院开始到服役期结束是一个漫长的过程，在我国临床实际使用中，超过10年的设备非常多，这当中，使用者、使用环境都有可能发生变化。尤其现在护理人员流动性越来越高[13]，外科医生对能量设备认知普遍缺乏[14]，92%的外科医生不熟悉起搏器患者使用能量设备时的最佳做法；19%的外科医生不知道如何管理预防手术室火灾[15]。这就更需要医疗单位、厂家不断地进行培训，学习、巩固电外科知识，加强操作安全意识。

对于电外科设备日常管理我们建议可以将电外科设备的使用注意事项加入术前安全核查表/安全清单，见图7[16]，形成常态化管理。表格化管理能有效降低手术风险[17]。在外科术前准备领域这早已成为共识，可以将其经验用在电外科领域，我们在本文设计的清单只是抛砖引玉，具体条目内容可由使用者结合临床实际与生产厂家共同制定。

对于手术中火灾的预防，应注意以下几点：电外科手术中应尽可能使用无酒精消毒制剂，如果使用含酒精消毒制剂应等待3 min以上，待干燥后再开始手术[18]；手术区域局部氧气浓度应当始终控制在30%以下，使用封闭的氧气输送系统例如喉罩或气管内插管代替开放式氧气输送系统例如鼻插管或面罩，如果使用开放式氧气输送系统应采取额外的预防措施[19]。例如使用IES烟雾抽除器以排除手术区域内的氧气或可燃/助燃气体；手术中使用的铺巾应尽可能选用聚丙烯等防火材质，也可有效降低起火风险[20]；接近或接触仪器时防止误激活；使用具备中性电极监控系统的电外科主机；警惕与患者有关的可燃/助燃物来源，如头发和胃肠道气体[21]。

图7 电外科工作站术前核查清单

如果火灾已经发生，应按照以下紧急步骤操作[22]：立即关闭主要的点火源，停止可燃/助燃气体的输送，拔掉可能涉及的电气设备；如果火势持续，使用安全的方法来灭火，如水、盐水、二氧化碳或其他灭火器；取下所有铺巾和明火燃烧材料，并检查是否存在暗火；对于气道内火灾，将患者与呼吸回路断开，然后取下气管导管；将患者移至安全的环境中，重建呼吸道以恢复呼吸护理；检查火灾现场并清除所有可能的易燃材料来源。

3.2 设备故障问题讨论

设备故障问题占比9.76%，对此类事件的预防我们认为一是要购买质量可靠的设备，可以综合考虑厂家历史、规模、市场占有率、科研力量，国内医院实际使用情况等等；二是要对高频设备定期进行检测[23]。目前国内医院对于高频电外科设备的管理重视程度高低不一，有的医院非常重视，将高频电外科设备的管理纳入医院质量体系管理的一部分，定期进行维护和检测。有的医院则流于形式，抱着侥幸心理。有的甚至把医疗器械安全管理工作当作包袱，认为得不偿失[24]。须知高频电外科设备是非常精密的仪器，随着电子元器件老化，其输出功率可能会偏离设计功率，因此需要定期的测试及校准，才能保证其预期输出和使用[25]。

医院应当尽可能选择原厂家或原厂家授权单位进行维保，因为原厂家具有专业的检测设备。检测周期可以是一年、半年或者季度，并且随着设备使用年限的增长，其检测频率也应适当提高[26]。

3.3 手术固有风险问题讨论

在造成死亡的不良事件中，手术本身固有的风险问题占60.98%。对于此类事件，应该：加强使用者对电外科设备的操作培训可能会减少此类风险[27]；使用最先进的血管闭合设备可以降低闭合失败的风险[28]；在FDA历史不良事件数据中所有的能量设备（包括超声、射频消融、氩气）中，每10例因能源相关设备并发症而死亡的患者中，就有1例发生在出院后[29]。加强术后观察和出院随访也是有必要的；尽可能减少手术时间，可以有效减少术后并发症[30]；由于电磁强度随距离的平方迅速衰减，在手术使用高频电外科设备过程中应当与其他医疗设备及患者电缆、探头、附件等保持足够距离，尽量不要与高频电刀使用同一网电源。降低其干扰程度[31]。