综述：外科医生的生理参数与手术表现：一项系统性范围综述

《Patient Safety in Surgery》：Surgeons’ physiological parameters and surgical performance: a systematic scoping review

本综述系统梳理了可穿戴传感器在外科医生压力、睡眠及体力活动监测中的应用进展，指出该领域研究自2010年起显著增长，但现有证据多聚焦于术中心理应激（88项），而睡眠（9项）与体力活动（5项）研究相对匮乏。尽管技术手段日益成熟，生理参数与手术表现及患者结局间的实质性关联仍证据有限，尤其是缺乏对患者结局影响的直接研究。未来研究需结合人工智能与可穿戴技术，深入探索外科医生人体因素对手术安全的调控机制，为提升患者安全提供新思路。

　　

研究背景与意义

外科医生在高压、高要求的手术室环境中工作，需要具备高水平的技术和决策能力。传统上，外科医生的压力、睡眠和体力活动等多通过主观评价（如自填问卷）或代理变量（如夜间值班后手术）进行测量。近年来，可穿戴传感器的技术进步为实时、客观、无创地监测外科医生的多种生理信息提供了新的机遇。这些设备能够以可承受的成本，在手术室内外连续记录个体的生理数据。尽管已有一些系统评价研究了外科医生的压力、睡眠或体力活动，但它们或局限于模拟环境，或仅纳入住院医师，或未评估生理参数对手术表现的影响。此前尚无综述系统性地总结这三种生理参数在真实和模拟手术环境中的研究现状，并评估它们与外科医生表现的关系及其潜在决定因素。

方法学概述

本综述遵循系统评价和Meta分析扩展范围综述（PRISMA-ScR）指南，系统检索了PubMed和Scopus数据库中1950年1月1日至2025年6月1日发表的英文文献。最终纳入100项符合标准的定量研究。数据提取采用预定义表格，涵盖研究人群特征、设置与目的、测量的生理参数（类型、传感器、监测周期等）、研究结局（如生理参数作为外科医生表现或健康的决定因素）、相关影响因素（患者、手术程序、外科医生、手术室环境或方法学特征）以及研究设计和主要发现。

外科医生生理参数测量的现状

在纳入的100项研究中，绝大多数（88项）关注压力测量，9项关注睡眠，5项关注体力活动，另有2项研究同时探讨了生理参数间的相互关系（睡眠与压力，体力活动与压力）。研究表明，自2010年以来，相关出版物数量显著增加。压力主要通过心脏活动（占77%，使用心电图ECG或光电容积脉搏波PPG）和皮肤电活动（EDA，占10%）进行测量。传感器主要佩戴于胸部或上肢。心率（HR）和心率变异性（HRV）是最常用的生理信号（占52%）。压力监测主要在术中进行（占85%），其中约一半研究（55%）使用了基线测量进行比较。

睡眠和体力活动的监测则通常需要传感器连续佩戴，时间从不足1周至长达14个月不等。所有睡眠研究均监测总睡眠时间（TST），多使用结合PPG和加速度计的腕戴式设备，其中七项研究使用的传感器经过多导睡眠图（PSG）金标准验证。体力活动主要通过计步器或加速度计测量步数。研究发现，外科医生在工作时的步数（约4800-6000步）未能达到成人每日10000步的健康建议，但其全天的总步数（9400-9800步）接近此目标。

生理参数与外科医生表现及健康的关联

仅有少量研究（9项）探讨了外科医生压力或睡眠与其表现或健康的关系，尚无研究关注体力活动的影响。这些研究均为观察性设计。关于压力与手术技术表现的关系，结果存在矛盾。例如，一项研究发现压力反应不佳且未恢复的外科医生在模拟手术中操作路径更长但术中失误更少；而另一项针对真实手术的研究则提示，手术前5分钟压力水平（通过HRV表征的交感-迷走神经平衡）较高，反而与主要手术并发症风险降低相关。关于睡眠，有研究表明，根据外科医生睡眠和清醒周期估算的疲劳度会增加其预测的医疗差错风险；另一项研究则发现睡眠时长和规律性的下降与每日倦怠感升高相关。值得注意的是，仅有一项研究量化分析了外科医生的生理参数（术初压力）对患者结局（发病率和死亡率）的影响。

影响因素与干预措施

大部分研究（80%）旨在探讨外科医生生理参数与各种因素之间的关系。这些因素涵盖患者与手术程序（如手术技术、复杂度、麻醉类型）、外科医生自身特征（如经验水平、心理特质）、外科医生活动（如值班状态、手术日与非手术日）、手术室内团队角色与动态（如主刀与辅助、团队熟悉度）以及手术室环境与干扰（如模拟类型、噪音、 distractions）等。此外，有8项研究评估了行为或组织干预（如噪音优化、术中播放音乐、术中暂停含糖饮料、远程监督、心理练习或压力管理培训）对外科医生压力的影响，其中5项为实验性研究，3项为准实验研究。这些干预研究显示了一些积极迹象，例如压力管理训练可能有助于改善外科医生的应激反应。

当前研究的局限与未来方向

本综述揭示了该领域存在的几个重要局限性与研究缺口。首先，直接验证外科医生生理参数与手术表现、尤其是患者临床结局之间关联的高质量证据仍然非常有限，结论常不一致。其次，研究高度集中于术中急性压力的测量，而对外科医生长期的睡眠模式、体力活动水平及其累积效应关注不足。第三，测量方法存在异质性，例如压力基线测量不规范，影响了结果的可比性。第四，缺乏针对改善睡眠或促进体力活动的有效干预措施研究。最后，人工智能等新兴技术与可穿戴设备的结合应用尚处于起步阶段，其在提供实时、个性化反馈以及预测性能耗竭或表现下降方面的潜力亟待挖掘。

总结与展望

总之，利用可穿戴传感器客观监测外科医生生理参数是一个快速发展的领域，但将测量数据转化为对手术安全和外科医生健康的切实见解仍面临挑战。现有证据表明，外科医生的压力、睡眠和体力活动受到多层面因素的影响，但它们对手术表现和患者结局的具体作用机制尚不明确。未来的研究需要采用更严谨的设计，整合多模态数据，并利用人工智能等先进技术，重点探索这些生理参数与关键结局（包括患者安全和外科技能）的因果关系，并开发有效的个体化干预策略。通过深化对外科医生这一关键“人体因素”的理解，有望最终构建更安全、更可持续的手术环境。