超聲斑點追蹤技術評價肺葉切除對右心功能的影響

摘要：目的" 采用二維超聲心動圖斑點追蹤技術（2D-STI）及三維超聲心動圖斑點追蹤技術（3D-STI）評估肺葉切除術患者右心功能的變化規律。方法 納入2021年3月～2022年3月于中國科學技術大學附屬第一醫院（安徽省立醫院）胸外科行肺葉切除術的患者77例，完成隨訪45例，均行常規超聲心動圖、2D-STI和3D-STI檢查，采用實時三維超聲心動圖采集肺葉切除術患者心臟全容積圖像，采用TomTec成像系統進行脫機分析，比較術前及術后1、3、6月各檢查參數的差異。結果 肺葉切除術對患者右心影響較左心大。2D-STI技術較3D-STI技術對肺葉切除術患者右心功能評估更敏感，且肺葉切除術對患者右室游離壁影響比間隔側影響大，與術前相比，術后1月、3月二維右室縱向應變絕對值降低，差異有統計學意義（Plt;0.05），6月基本恢復術前水平；與術前相比，術后1月二維右室游離壁縱向應變、三維右室游離壁縱向應變絕對值均降低，差異有統計學意義（Plt;0.05），且術后3月基本恢復術前水平。三維右室間隔側應變術后1、3、6月與術前的差異無統計學意義（Pgt;0.05）。結論 肺葉切除降低右心收縮功能，術后1月最為顯著，術后6月基本恢復至術前水平。

關鍵詞：超聲心動圖；心肌應變分析技術；肺葉切除術；右室功能

Effect of lobectomy on right heart function evaluated by ultrasound speckle tracking technique

GUO Zhongyuan1， YANG Dongmei1， CHEN Kaixuan2

1Graduate School of Bengbu Medical University， Bengbu 233030， China; 2Diagnostic Cardiac Ultrasound Center， The First Affiliated Hospital， University of Science and Technology of China （Anhui Provincial Hospital） ， Hefei 230031， China

Abstract： Objective To assessed the changing patterns of right heart function in patients undergoing lobectomy by using two-dimensional echocardiographic speckle tracking technique （2D-STI） and three-dimensional echocardiographic speckle tracking technique （3D-STI）. Methods Seventy-seven patients who underwent lobectomy in the Department of Thoracic Surgery of the First Hospital Affiliated to the University of Science and Technology of China （Anhui Provincial Hospital） from March 2021 to March 2022 were included， and 45 patients completed follow-up， all of whom underwent conventional echocardiography， 2D-STI and 3D-STI， and real-time 3D echocardiography was used to capture the cardiac full-volume images of patients who had undergone lobectomy， and offline analysis of the TomTec imaging system was used to compare the differences in each examination parameter before and 1， 3， 6 months after surgery. Results Lobectomy affects the right heart of patients more than the left heart. 2D-STI technology is more sensitive to the assessment of right heart function in patients undergoing lobectomy than 3D-STI technology， and lobectomy affects the right ventricular free wall of patients more than the septal side. Compared with the preoperative period， the absolute value of 2D right ventricular longitudinal strains was reduced in at 1 and 3 months after surgery， with a statistically significant difference （Plt;0.05）， and basically restored to the preoperative level at 6 months after surgery. Compared with the preoperative period， the absolute values of 2D right ventricular free wall longitudinal strain and 3D right ventricular free wall longitudinal strain were reduced at 1 and 3 months after surgery， and the difference was statistically significant （Plt;0.05）， and the preoperative level was basically restored at 3 months after surgery. There was no statistically significant difference in 3D right ventricular septal lateral strain between postoperative 1， 3， 6 months and preoperative （Pgt;0.05）. Conclusion Lobectomy reduces right heart systolic function， most significantly at 1 month postoperatively， and returns essentially to preoperative levels at 6 months postoperatively.

Keywords： echocardiography; myocardial strain analysis technique; lobectomy; right ventricular function

近年，肺癌的檢出率明顯增高，肺葉切除術是治療肺部腫瘤等肺部疾病常用的治療方法［1］ 。既往研究表明，廣泛肺切除術后，相關的解剖改變可能會降低最大心排血量和減弱心臟功能［2-4］ ，故及時評估肺切除術后心功能的變化對患者管理和臨床決策具有重要價值［5， 6］ 。目前許多二維超聲心動圖衍生的右室功能評估參數已被提出，如三尖瓣環平面收縮期位移（TAPSE）和右室面積變化率等，但都有其固有的優缺點［7］ 。二維和三維超聲心動圖斑點追蹤技術（STI）被越來越多地應用于臨床中［8-10］ ，其操作簡便、無創傷性的評價右室功能，成為其研究熱點。迄今為止，利用心肌應變技術評估肺葉切除術對左室收縮功能影響的研究較多［11］ ，但因右心室結構的復雜性，右心結構難以完整成像于同一個二維或三維平面，故對右心功能的研究就相對較少，目前對于肺葉切除術患者右心功能的研究也較多局限于對右心整體收縮功能的評估［12］ ，缺少對局部右室壁的功能研究。本研究利用心肌應變技術評估肺葉切除術對短期右室不同壁的影響，分析肺葉切除術后整體及局部室壁應變變化來評估短期患者右心功能的變化規律，探討心肌應變技術對肺葉切除患者術后臨床管理的應用價值［13］ 。

1" 資料與方法

1.1" 一般資料

回顧性分析2021年3月～2022年3月于中國科學技術大學附屬第一醫院（安徽省立醫院）胸外科行肺葉切除術患者77例，最終完整完成隨訪的共45例，其中男23例，女22例，年齡35～75（53±10）歲。其中術前合并冠心病1例、心肌肥厚1例、退行性心臟瓣膜病1例、高血壓病7例。病理類型：鱗癌3例、腺癌35例（其中細支氣管肺泡癌1例），炎性病變5例，小細胞癌2例，大細胞癌2例，類癌1例。右肺葉切除方式：上葉22例、下葉5例、上中葉3例、中下葉2例；左肺葉切除方式：上葉11例，下葉5例。納入標準：不合并其他心臟疾病的患者。排除標準：嚴重心肺功能障礙、心律失常患者；超聲圖像不滿意者。本研究經我院醫學倫理委員會批準（審批號：2023-RE-427）。

1.2" 手術方式

所有患者均在全麻、氣管插管下手術治療。術式有肺單葉切除、肺楔形切除，手術技術標準化由同一名外科醫生進行胸腔鏡/小通道肺葉切除術。

1.3" 實驗儀器

使用PHILPS EPIQ 7C彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1、X5-1探頭，頻率為1～5 MHz。

1.4" 方法

1.4.1 圖像采集" "受檢者取左側臥位，連接肢體導聯心電圖，囑其平靜呼吸，獲取清晰二維及三維動態圖像。3～5個心動周期，且所有病例均在同一設備由同一人進行檢查。測定時間為術前1～2 d及術后1、3、6月。

1.4.2" 右心及左心數值測量" "根據美國超聲心動圖學會相關指南［13］ 獲取數據。患者仰臥在三維超聲模式下于心尖四腔心切面。所有測量在舒張末期在RV聚焦視圖中進行。分別采集的圖像用4D RV及4D LV-function 2.0版本TomTec 成像系統進行脫機分析。獲得右室基底直徑（4D-RVD1）、右室乳頭肌水平測量左室中徑（4D-RVD2）、從三尖瓣環平面到右室尖端測右室長徑（4D-RVD3）、測量三尖瓣環平面收縮期位移（TAPSE）、右室射血分數（4D-RVEF）、右室面積變化率（4D-FAC）、右室舒張末期容積（4D-RVEDV）、右室收縮末期容積（4D-RVESV）。左室射血分數（4D-LVEF）、左室舒張末期容積（4D-LVEDV）、左室收縮末期容積（4D-LVESV）。

1.4.3" 右室應變值測量" "應用2D-STI在心尖四腔心切面分析獲取二維右室縱向應變（2D-RVLS）、二維右室游離壁縱向應變（2D-RVFWLS）。使用實時三維超聲心動圖采集50例肺葉切除術患者心臟全容積圖像，并應用3D-STI在心尖四腔心切面分別獲取三維右室游離壁縱向應變（4D-RVFWLS）、三維右室間隔側應變（4D-RVSLS）。

1.4.4" 圖像分析" "2D-STI和3D-STI分析均使用軟件TomTec成像系統。對于2D-STI分析，心尖四腔心視圖下手動進行RV心內膜示圖。該軟件自動跟蹤心肌中的斑點模式。心內膜邊界如有必要可手工修改，最終軟件生成RVLS。2D-RVFWLS定義為右室游離壁三段的平均值（圖1）。在3D-STI分析中，3DERV后處理軟件使用斑點跟蹤軟件自動識別和跟蹤RV心內膜，軟件自動識別右室心內膜邊界，然后在四腔心視圖和兩個短軸視圖中使用舒張末期和收縮末期框架來調整心內膜邊界，最后軟件生成4D-RVEDV、4D-RVESV、4D-RVSV、4D-RVEF、4D?RVFWLS及4D-RVSLS（圖2）。

1.5" 統計學分析

采用SPSS26.0軟件對數據進行統計學分析。對計量資料先進行正態性檢驗，符合正態分布的連續變量以均數±標準差表示組間比較采用獨立樣本t檢驗，不符合正態分布的連續變量以中位數（上下四分位數）表示組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。以 Plt;0.05為差異有統計學意義。

2" 結果

2.1" 手術結果

所有手術患者均無死亡。術后無嚴重并發癥發生。

2.2" 左室超聲心動圖常規數據

應用斑點追蹤技術分析獲得左心功能指標4D-LVEDV、4D-LVESV、4D-LVEF術前與術后的差異無統計學意義（Pgt;0.05，表1）。

2.2" 右室超聲心動圖常規數據

右心功能指標4D-RVEDV、4D-RVESV、4D-SV、4D-RVEF和4D-RVD1術后1、3、6月同術前的差異無統計學意義（Pgt;0.05）；4D-RVD2、4D-TAPSE術后1月較術前相比均減低，差異有統計學意義（Plt;0.05），術后第3月即恢復術前水平（Pgt;0.05）；4D-FAC、4D-RVD3術后1月、3月較術前相比減低，差異有統計學意義（Plt;0.05），術后第6月即恢復術前水平（Pgt;0.05，表2）。

2.3" 右室應變值

右室應變值與術前相比，2D-RVLS術后1月、3月相比絕對值的差異有統計學意義（Plt;0.05），6月基本恢復術前水平；2D-RVFWLS、4D-RVFWLS術后1月與術前相比絕對值均降低，差異有統計學意義（Plt;0.05），術后3月基本恢復術前水平。4D-RVSLS術后1月、3月、6月與術前相比無顯著變化，差異無統計學意義（Pgt;0.05，表3）。

3" 討論

超聲心動圖對影響右室疾病的評估一直落后于對左室的評估，其作為評估手術后預后指標的重要性已被廣泛證實。肺葉切除術后死亡的主要決定因素在于生理功能狀態，而肺葉切除術后死亡最重要原因在于術后引起的心臟并發癥。本研究發現，肺葉切除術對左心功能影響可能不太顯著，但可引起右心功能障礙，可能原因是肺葉切除術后，呼吸面積減少以及手術創傷引起血管收縮導致右心室后負荷增加。本研究顯示，應用3D-STI分析發現肺葉切除術后4D-RVSLS較術前相比差異無統計學意義（Plt;0.05）；但4D-RVFWLS術后1月與術前相比絕對值減低，術后3月才恢復至術前水平，說明肺葉切除術對患者右室游離壁影響比間隔側影響大。且應用2D-STI分析發現肺葉切除術后2D-RVLS較術前相比絕對值減低，術后6月才恢復至術前水平；但2D-RVFWLS術后1月與術前相比絕對值減低，術后3月即恢復至術前水平，說明游離壁很少受左室縱向功能障礙的影響。

綜合以上結果發現，3D-STI與2D-STI在肺葉切除術患者右室功能評估中均具有較好的價值，但2D-STI對行肺葉切除術患者右心功能的評估能力優于3D-STI，且肺葉切除術對患者右室游離壁影響比間隔側影響大；以往研究顯示，3D-STI對行肺葉切除術患者右心功能的評估能力優于2D-STI［14］ ，這與本研究結果不同，可能原因之一是右室在胸腔內的位置，以及其復雜的結構和收縮模式，且肺切除患者透聲欠佳，而應變分析對三維對圖像要求較二維高；另一種可能3D-STI時間分辨率低于2D-STI。但3D-STI與2D-STI可聯合評估肺葉切除術患者右室功能及預后，且游離壁比間隔壁更能夠評估肺葉切除術后患者術后臨床管理情況。

以往研究對左室應變分析技術的接受程度較高［15， 16］ ，但已有研究證實心肌應變分析技術在評估右室時的準確性［14， 17］ 。已有研究報道肺葉切除術后早期患者右室輸出量減低，肺血管阻力增加［18-21］ ，但對術后長期隨訪較少。因此，本研究對肺切除患者術前、術后早期及后期隨訪對右心功能的評價或有針對性地改善，對預測或預防右室功能衰竭有顯著的作用，故術后右室功能評估是至關重要的［22， 23］ 。常規超聲心動圖不夠敏感，超聲心動圖斑點追蹤技術能夠較敏銳地檢測肺葉切除術后明顯的右室功能障礙［5， 24-27］ ，并且三維超聲心動圖是唯一可以測量右室體積和EF的超聲檢查方法［28， 29］ 。

本研究利用二維及三維超聲心動圖斑點追蹤技術觀察并比較術前、術后肺葉切除術患者右心功能的變化，分析手術對右心功能的影響，并且嘗試在心肌水平上評價肺葉切除術對右室不同壁的影響。研究發現絕大部分肺葉切除術患者在圍手術期對右心影響較大，術后6月右心功能基本恢復到術前水平，并且發現對右室游離壁的影響較間隔側的影響較大。將3D-STI與2D-STI結果結合起來可以更好地評估肺葉切除術患者術后右心功能的變化規律，具有更高的臨床價值。

本研究的局限性包括樣本量小和數據收集的回顧性性質。首先，本研究納入了少量接受肺葉切除術的肺癌患者；其次，肺葉切除術后胸腔功能和解剖學的變化使心臟位置發生變化微小變化［30， 31］ ，且術后圖像收集較困難。

綜上所述，STI能夠檢測肺葉切除術后明顯的急性心肌功能障礙，且心肌應變分析技術評價右心功能的可重復性好，變異性小，可以客觀、準確、敏感地評價肺葉切除術患者右心功能的變化的規律，指導臨床進行術后的科學管理，在檢測過程中可以提前預警心功能，早期干預防止出現心衰等一系列不良后果的發生。

參考文獻：

［1］" "王亞朋， 劉賢香， 陳" 訓， 等. 超聲檢測肺解剖切除術圍手術期右心功能的臨床價值［J］. 臨床超聲醫學雜志， 2016， 18（12）： 816-9.

［2］" "Semeraro GC， Meroni CA， Cipolla CM， et al. Atrial fibrillation after lung cancer surgery： prediction， prevention and anticoagulation management［J］. Cancers， 2021， 13（16）： 4012.

［3］" "Gong JL， Wang XF， Liu Z， et al. Risk factors and survival analysis of arrhythmia following lung cancer surgery： a retrospective study［J］. J Thorac Dis， 2021， 13（2）： 847-60.

［4］" "Zhang LJ， Wang XD， Ji MS， et al. Characterisation of a clinical isolated Aspergillus lentulus strain using a Galleria mellonella infection model［J］. J Thorac Dis， 2021， 13（2）： 803-11.

［5］" "Elrakhawy HM， Alassal MA， Shaalan AM， et al. Impact of major pulmonary resections on right ventricular function： early postoperative changes［J］. Heart Surg Forum， 2018， 21（1）： E009-E017.

［6］" "Wang ZH， Yuan JJ， Chu W， et al. Evaluation of left and right ventricular myocardial function after lung resection using speckle tracking echocardiography［J］. Medicine， 2016， 95（31）： e4290.

［7］" "Morishita M， Abe Y， Matsumura Y， et al. Utility of routine transthoracic echocardiographic parameters to predict functional recovery after catheter ablation therapy in patients with atrial fibrillation and left ventricular systolic dysfunction［J］. Int Heart J， 2023， 64（3）： 386-93.

［8］" "Tadic M， Sala C， Carugo S， et al. Myocardial strain in hypertension： a meta?analysis of two?dimensional speckle tracking echocardiographic studies［J］. J Hypertens， 2021， 39（10）： 2103-12.

［9］" "Xue JP， Kang XY， Qin Q， et al. The impact of different left ventricular geometric patterns on right ventricular deformation and function in the elderly with hypertension： a two?dimensional speckle tracking and three?dimensional echocardiographic study［J］. Front Cardiovasc Med， 2022， 9： 929792.

［10］Tian FY， Zhang L， Xie YJ， et al. 3?dimensional versus 2-dimensional STE for right ventricular myocardial fibrosis in patients with end?stage HeartFailure［J］. JACC Cardiovasc Imaging， 2021， 14（7）： 1309-20.

［11］" Gao L， Lin YX， Ji MM， et al. Clinical utility of three-dimensional speckle-tracking echocardiography in heart failure［J］. J Clin Med， 2022， 11（21）： 6307.

［12］ Zaidi A， Knight DS， Augustine DX， et al. Echocardiographic assessment of the right heart in adults： a practical guideline from the British Society of Echocardiography［J］. Echo Res Pract， 2020， 7（1）： G19-G41.

［13］ Chen R， Zhu MH， Sahn DJ， et al. Non-invasive evaluation of heart function with four-dimensional echocardiography［J］. PLoS One， 2016， 11（5）： e0154996.

［14］" Ahmed TA， Ahmed YA， Arafa AI， et al. Detection of occult right ventricular dysfunction in young Egyptians with type 1 diabetes mellitus by two-dimensional speckle tracking echocardiography［J］." Indian Heart J， 2018， 70（5）： 665-71.

［15］" 邢長洋， 袁麗君， 張宇新， 等. 歐洲心血管影像協會/美國超聲心動圖學會《二維斑點追蹤超聲心動圖應用于左心房及右心應變成像的規范化共識》解讀［J］. 中華醫學超聲雜志： 電子版， 2021， 18（12）： 1135-9.

［16］" Liu QJ， Hu Y， Chen WJ， et al. Evaluation of right ventricular longitudinal strain in pediatric patients with pulmonary hypertension by two?dimensional speckle-tracking echocardiography［J］. Front Pediatr， 2023， 11： 1189373.

［17］ Pizarro C， Schueler R， Hammerstingl C， et al. Impact of endoscopic lung volume reduction on right ventricular myocardial function［J］." PLoS One， 2015， 10（4）： e0121377.

［18］" 陳劉平， 鄧又斌， 劉紅云， 等. 斑點追蹤超聲心動圖技術評價肺切除患者早期左心室局部及整體心肌收縮功能［J］. 中國介入影像與治療學， 2010， 7（3）： 292-5.

［19］" 王振華. 二維斑點追蹤成像技術對不同范圍肺切除術后早期患者左心室收縮功能的評估［J］. 甘肅中醫藥大學學報， 2021， 38（4）： 50-4.

［20］" Zhou FO， Yuan H， Sun JD， et al. Two-dimensional speckle tracking imaging cardiac motion-based quantitative evaluation of global longitudinal strain among patients with coronary Heart Disease and functions of left ventricular ischemic myocardial segment［J］. Int J Cardiovasc Imaging， 2024， 40（2）： 351-9.

［21］ Jankowska H， Dorniak K， Dudziak M， et al. The usefulness of speckle tracking echocardiography for the prediction of cardiac involvement in patients with biopsy?proven sarcoidosis［J］. Echocardiography， 2024， 41（3）： e15777.

［22］" Dorobantu DM， Amir NH， Wadey CA， et al. The role of speckle-tracking echocardiography in predicting mortality and morbidity in patients with congenital heart disease： a systematic review and meta-analysis［J］. J Am Soc Echocardiogr， 2024， 37（2）： 216-25.

［23］ St?pór M， Pi?at A， Misiuda A， et al. Preoperative and mid-term right ventricular systolic function assessment， at rest and during exercise， with speckle-tracking echocardiography after left ventricular assist device implantation［J］. Hellenike Kardiologike Epitheorese， 2024， 76： 31-9.

［24］ Stefani LD， Trivedi SJ， Ferkh A， et al. Left atrial mechanics evaluated by two-dimensional strain analysis： alterations in essential hypertension［J］. J Hypertens， 2024， 42（2）： 274-82.

［25］ Keast T， McErlane J， Kearns R， et al. Study protocol for IMPRoVE： a multicentre prospective observational cohort study of the incidence， impact and mechanisms of perioperative right ventricular dysfunction in non-cardiac surgery［J］. BMJ Open， 2023， 13（9）： e074687.

［26］ Cryer HG， Mavroudis C， Yu J， et al. Shock， transfusion， and pneumonectomy. Death is due to right heart failure and increased pulmonary vascular resistance［J］. Ann Surg， 1990， 212（2）： 197-201.

［27］Chen YL， Xu TY， Xu JZ， et al. A speckle tracking echocardiographic study on right ventricular function in primary aldosteronism［J］. J Hypertens， 2020， 38（11）： 2261-9.

［28］ Nakazawa N， Ishizu T， Seo Y， et al. The impact of right bundle branch block on right ventricular size and function assessed by three-dimensional speckle?tracking echocardiography［J］. Heart Vessels， 2020， 35（4）： 576-85.

［29］" V?j?iac A， V?t??escu R， Onciul S， et al. Right atrial phasic function and outcome in patients with heart failure and reduced ejection fraction： insights from speckle?tracking and three?dimensional echocardiography［J］. Kardiol Pol， 2022， 80（3）： 322-31.

［30］ Badano LP， Kolias TJ， Muraru D， et al. Standardization of left atrial， right ventricular， and right atrial deformation imaging using two-dimensional speckle tracking echocardiography： a consensus document of the EACVI/ASE/Industry Task Force to standardize deformation imaging［J］. Eur Heart J Cardiovasc Imaging， 2018， 19（6）： 591-600.

［31］" Wang ZF， Su LL， Li S， et al. Evaluation of right heart function changes in patients with pulmonary hypertension via two?dimensional speckle tracking imaging： a retrospective study［J］. Ann Med， 2023， 55（2）： 2272711.

（編輯：郎" 朗）