直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中经自然腔道标本取出失败的预测模型

Construction of a predictive model for failure of natural orifice specimen extraction during three-port laparoscopic anterior resection for rectal cancer

摘要

目的 构建直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中经自然腔道标本取出（NOSE）失败的预测模型。 方法 选取2021年3月—2023年3月苏州市立医院收治的123例行三孔腹腔镜直肠前切除术的直肠癌患者，根据NOSE是否成功分为成功组（39例）与失败组（84例）。比较两组临床资料，进行多因素一般Logistic回归分析，并构建预测模型和受试者工作特征（ROC）曲线。 结果 失败组体质量指数>25 kg/m²、肿瘤梗阻率、肿瘤距肛缘距离>5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8、直肠系膜脂肪厚度>3 cm占比均高于成功组（P <0.05）；多因素一般Logistic分析结果表明：发生肿瘤梗阻［O^R=8.442（95% CI：0.007，1.800）］、肿瘤距肛缘距离>5 cm［O^R=6.965（95% CI：0.003，1.937）］、肿瘤最大直径>5 cm［O^R=4.681（95% CI：0.005，1.583）］、标本直径/肛管直径>0.8［O^R=5.064（95% CI：0.003，1.721）］、肠系膜脂肪厚度>3 cm［O^R=4.524（95% CI：0.005，1.562）］均为直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE失败的危险因素（P <0.05）；ROC曲线结果表明，联合肿瘤梗阻、肿瘤距肛缘距离>5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8、肠系膜脂肪厚度>3 cm联合预测直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE失败的AUC为0.825，敏感性为89.3%（95% CI：0.806，0.950），特异性为64.1%（95% CI：0.472，0.788）。 结论 肿瘤梗阻、肿瘤距肛缘距离>5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8、直肠系膜脂肪厚度>3 cm是直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE失败的危险因素，且联合预测效能较好。

Abstract

Objective To establish a predictive model for failure of natural orifice specimen extraction (NOSE) during three-port laparoscopic anterior resection for rectal cancer. Methods A total of 123 patients with rectal cancer undergoing three-port laparoscopic anterior resection at Suzhou Municipal Hospital between March 2021 and March 2023 were enrolled. Patients were divided into a successful group (n = 39) and a failed group (n = 84) based on NOSE outcome. Clinical data were compared between groups, followed by multivariable logistic regression analysis to construct predictive models and receiver operating characteristic (ROC) curves. Results The failure group exhibited significantly higher prevalence of body mass index >25 kg/m², tumour obstruction rate, tumour distance from anal margin >5 cm, tumour maximum diameter >5 cm, specimen diameter/ anal canal diameter >0.8 cm, and rectal mesenteric fat thickness >3 cm were higher in the failure group than in the success group (P <0.05). Multivariate logistic regression analysis indicated that tumour obstruction [O^R = 8.442 (95% CI: 0.007, 1.800), tumour distance from anal margin >5 cm [O^R = 6.965 (95% CI: 0.003, 1.937) ], tumour maximum diameter >5 cm [O^R = 4.681 (95% CI: 0.005, 1.583) ], specimen diameter/ anal canal diameter >0.8 cm [O^R = 5.064 (95% CI: 0.003, 1.721) ], mesenteric fat thickness >3 cm [O^R = 4.524 (95% CI: 0.005, 1.562) ] were all risk factors for NOSE failure during three-port laparoscopic anterior resection for rectal cancer (P < 0.05). ROC curve results indicated that the combined use of tumour obstruction, tumour distance from anal margin >5 cm, tumour maximum diameter >5 cm, specimen diameter/ anal canal diameter >0.8, and mesenteric fat thickness >3 cm yielded an AUC of 0.825, sensitivity of 89.3% (95% CI: 0.806, 0.950), and specificity of 64.1% (95% CI: 0.472, 0.788). Conclusion Tumour obstruction, tumour distance from anal margin >5 cm, tumour maximum diameter >5 cm, specimen diameter/anal canal diameter >0.8, and rectal mesenteric fat thickness >3 cm constitute risk factors for NOSE failure during three-port laparoscopic anterior rectal resection for rectal cancer, demonstrating favourable combined predictive efficacy.

Graphical abstract

关键词

直肠癌 / 腹腔镜直肠前切除术 / 经自然腔道标本取出 / 预测模型

Key words

rectal cancer / laparoscopic anterior resection / natural orifice specimen extraction / predictive model

直肠癌是消化道常见的恶性肿瘤之一，发病率逐年上升^[1-2]。随着外科微创技术的发展，腹腔镜手术逐渐成为治疗直肠癌的重要手段，其中三孔腹腔镜直肠前切除术因创伤小、恢复快等优势，逐渐成为主流手术方式^[3-4]。然而，手术中标本取出方式仍是临床面临的重要问题之一。经自然腔道标本取出（natural orifice specimen extraction, NOSE）是一种新兴的微创技术，旨在通过肛门或阴道等自然腔道将手术标本取出，以减少腹壁切口和术后并发症（如切口疝、切口感染），进而提高患者术后舒适度和美容效果^[5-6]。然而，受直肠癌的病变位置、肿瘤大小、个体差异等多种因素影响，NOSE技术在标本取出中的成功率并不稳定，部分直肠癌患者因NOSE失败而被迫转为腹壁切口手术，增加了手术创伤和患者负担。因此，如何准确预测三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE的失败风险，是临床亟待解决的问题。通过构建可靠的预测模型，用于直肠癌术前筛选适用NOSE的患者，可降低手术过程中的不确定性，提高治疗效果和患者的整体满意度。该模型的建立，不仅需要综合考虑直肠癌患者的临床特征，还需要结合术中情况，全面评估影响NOSE成功的因素，以期为外科医生提供科学决策依据，提高患者的预后与生活质量。

1 资料与方法

1.1　一般资料

选取2021年3月—2023年3月苏州市立医院收治的123例行三孔腹腔镜直肠前切除术的直肠癌患者，根据NOSE是否成功分为成功组（39例）与失败组（84例）。本研究经医院医学伦理委员会审批同意（No：KL901438）。

1.2　纳入与排除标准

1.2.1　纳入标准

①符合直肠癌的诊断标准^[7]；②行三孔腹腔镜直肠前切除术；③临床资料完整。

1.2.2　排除标准

①直肠癌手术或放疗史；②治疗期间出现转移；③合并肾衰竭、全身免疫性疾病等。

1.3　手术方法

患者均行三孔腹腔镜直肠前切除术。首先在患者的脐部下方、左下腹及右下腹建立3个操作通道。手术开始时，精准结扎肠系膜下动脉以阻断供血，采用锐性与钝性结合的方式分离乙状结肠或脾曲，以保护重要血管和神经。通过电刀和超声刀配合完成淋巴结清扫，最大程度减少对周围组织的损伤。采用吻合器进行消化道重建，在腹腔镜下先行分离并切除肠段，将切除的标本推向直肠，通过直肠取出标本。为减少标本取出过程中对肛门括约肌的影响，将保护套置入直肠残端，通过保护套取出标本。取出过程中，辅助使用腹腔镜钳进行轻柔牵引，避免标本卡顿及对直肠壁造成损伤。标本取出后，首先对直肠残端进行彻底冲洗与消毒，再通过吻合器抵钉座置入结肠末端，与直肠残端对接，完成端端吻合。吻合完成后，通过腹腔镜仔细检查吻合口的血供情况及是否漏气，必要时进行局部加固缝合。若尝试经直肠推送标本3次（持续≤5 min/次）仍无法通过肛管，或术中出现标本卡顿导致直肠壁黏膜损伤风险>50%，则判定为失败并改腹壁切口。

1.4　观察指标

本研究共纳入123例直肠癌患者，所有数据由接受过精确培训并通过考核的医疗工作人员负责收集。包括年性别、年龄、体质量指数（body mass index, BMI）、腹部手术史、肿瘤梗阻、肿瘤距肛缘距离、肿瘤最大直径、标本直径/肛管直径、直肠系膜脂肪厚度等。通过肠镜检查评估肿瘤梗阻程度，判断标准参考文献[8]；通过盆腔MRI检查测量肿瘤最大直径和直肠系膜脂肪厚度。

1.5　统计学方法

数据分析采用SPSS 26.0统计软件。计数资料以构成比或率（%）表示，比较用χ²检验；计量资料以均数±标准差（x±s）表示，比较用t 检验；影响因素分析采用多因素一般Logistic回归模型；绘制列线图和受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线。P <0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1　两组临床资料比较

成功组与失败组性别构成、年龄构成和腹部手术史率比较，经χ²检验，差异均无统计学意义（P >0.05）。成功组与失败组BMI构成、肿瘤梗阻率、肿瘤距肛缘距离构成、肿瘤最大直径构成、标本直径/肛管直径构成、肠系膜脂肪厚度构成比较，经χ²检验，差异均有统计学意义（P <0.05）；失败组BMI >25 kg/m²、肿瘤梗阻率、肿瘤距肛缘距离>5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8和直肠系膜脂肪厚度>3 cm占比均高于成功组。见表1。

2.2　直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE失败的多因素一般Logistic回归分析

以直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE是否失败（否=0，是=1）为因变量，肿瘤梗阻（否=0，是=1）、肿瘤距肛缘距离（≤5 cm=0，>5 cm=1）、肿瘤最大直径（≤5 cm=0，>5 cm=1）、标本直径/肛管直径（≤ 0.8=0，> 0.8=1）、直肠系膜脂肪厚度（≤3 cm=0，>3 cm=1）为自变量，进行多因素一般Logistic分析，结果表明：出现肿瘤梗阻[O^R=8.442（95% CI：0.007，1.800）]、肿瘤距肛缘距离>5 cm [O^R=6.965（95% CI：0.003，1.937）]、肿瘤最大直径>5 cm [O^R=4.681（95% CI：0.005，1.583）]、标本直径/肛管直径>0.8 [O^R=5.064（95% CI：0.003，1.721）]、肠系膜脂肪厚度>3 cm [O^R=4.524（95% CI：0.005，1.562）]均为直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE失败的危险因素（P <0.05）。见表2。列线图见图1。

2.3　直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE失败的预测效能分析

ROC曲线结果表明，联合肿瘤梗阻、肿瘤距肛缘距离>5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8、肠系膜脂肪厚度>3 cm联合预测直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE失败的曲线下面积为0.825，敏感性为89.3%（95% CI：0.806，0.950），特异性为64.1%（95% CI：0.472，0.788）。见表3和图2。

3 讨论

直肠癌的发病率逐年上升，在中老年人群中更常见，严重威胁患者生命及生活质量^[9-10]。三孔腹腔镜直肠前切除术通过3个小切口完成手术操作，最大限度地减轻对腹壁肌肉及组织的损伤，从而缩短术后恢复时间，减轻术后疼痛，提高患者的生活质量^[11-12]。在直肠癌手术中，标本的取出方式是影响手术创伤程度及术后恢复的重要因素之一^[13-14]。传统的标本取出方式需要在腹壁上增加辅助切口，不仅增加了手术的创伤面积，还可能出现感染和切口疝等切口并发症^[15-16]。NOSE是一种新兴的标本取出技术，通过自然腔道如直肠或阴道取出手术标本，从而减少腹壁的额外切口，具有减少术后疼痛、降低切口相关并发症风险等显著优势^[17-18]。然而，NOSE技术的应用并非没有挑战，标本能否顺利取出受限于多种因素。因此，对影响NOSE失败的因素进行深入研究，并构建可靠的预测模型，有助于优化患者选择，避免因NOSE失败而被迫转为腹壁切口手术的情况发生。

本研究结果表明，两组患者性别构成、年龄构成、腹部手术史率比较，差异均无统计学意义，提示这些因素对NOSE成功与否影响较小。而BMI>25 kg/m²、肿瘤梗阻、肿瘤距肛缘距离>5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8及直肠系膜脂肪厚度>3 cm显著影响NOSE的成功率，表明这些因素可能是NOSE失败的重要影响因素。首先，BMI较大的患者，由于腹腔内脂肪堆积增多，其手术视野暴露不佳、操作空间受限，从而影响标本顺利通过自然腔道取出^[19-20]；BMI大还会增加术后感染及切口并发症的发生风险^[21-22]。其次，肿瘤体积较大可导致肠腔狭窄，造成肿瘤梗阻，会进一步增加标本通过自然腔道的难度^[23-24]。同时，肿瘤距肛缘距离也是影响因素之一，距离越近的肿瘤，其标本取出的路径相对较短，而距离较远的肿瘤需要经过更长的路径，增加了NOSE失败的风险^[25]。此外，肿瘤的最大直径、标本直径/肛管直径比值及直肠系膜脂肪厚度也影响标本是否能成功经自然腔道取出，较大的肿瘤直径、标本直径/肛管直径比值及较厚的直肠系膜脂肪均可能在标本通过狭窄的自然腔道时发生机械性阻碍，显著增加NOSE失败的风险。通过多因素一般Logistic回归分析结果表明，肿瘤梗阻、肿瘤距肛缘距离>5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8、直肠系膜脂肪厚度>3 cm均为NOSE失败的独立危险因素，这为临床实践中筛选适合NOSE的患者提供了重要的参考。ROC曲线结果表明，联合肿瘤梗阻、肿瘤距肛缘距离>5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8及直肠系膜脂肪厚度>3 cm构建的预测模型，其预测NOSE失败的AUC较高，表明多变量联合构建的预测模型能够显著提高预测的准确性和敏感性。该结果表明，多因素综合考虑是预测NOSE失败的有效方法，应在术前评估患者是否适用NOSE技术，从而降低手术中途改为传统取标本方式的发生率。NOSE作为一种微创手术方式，具有腹壁切口并发症少、术后生活质量改善明显等优势，但其应用受个体差异影响。因此，构建可靠的预测模型是NOSE技术临床推广应用的重要前提。

综上所述，肿瘤梗阻、肿瘤距肛缘距离> 5 cm、肿瘤最大直径>5 cm、标本直径/肛管直径>0.8、直肠系膜脂肪厚度>3 cm是直肠癌三孔腹腔镜直肠前切除术中NOSE失败的危险因素，且联合预测效能较好。本研究为NOSE的术前筛选提供了依据，有助于优化患者选择，提高NOSE在三孔腹腔镜直肠前切除术中的成功率，从而发挥其微创优势，最终改善预后和提高患者生活质量。未来研究可扩大样本量，以期建立更全面的预测模型，为临床实践提供更可靠的指导。

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基金资助

江苏省自然科学基金面上项目(BK20221256)

苏州市民生科技项目(SKJY2021114)