超声斑点追踪技术评价肺叶切除对右心功能的影响

摘要：目的" 采用二维超声心动图斑点追踪技术（2D-STI）及三维超声心动图斑点追踪技术（3D-STI）评估肺叶切除术患者右心功能的变化规律。方法 纳入2021年3月～2022年3月于中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）胸外科行肺叶切除术的患者77例，完成随访45例，均行常规超声心动图、2D-STI和3D-STI检查，采用实时三维超声心动图采集肺叶切除术患者心脏全容积图像，采用TomTec成像系统进行脱机分析，比较术前及术后1、3、6月各检查参数的差异。结果 肺叶切除术对患者右心影响较左心大。2D-STI技术较3D-STI技术对肺叶切除术患者右心功能评估更敏感，且肺叶切除术对患者右室游离壁影响比间隔侧影响大，与术前相比，术后1月、3月二维右室纵向应变绝对值降低，差异有统计学意义（Plt;0.05），6月基本恢复术前水平；与术前相比，术后1月二维右室游离壁纵向应变、三维右室游离壁纵向应变绝对值均降低，差异有统计学意义（Plt;0.05），且术后3月基本恢复术前水平。三维右室间隔侧应变术后1、3、6月与术前的差异无统计学意义（Pgt;0.05）。结论 肺叶切除降低右心收缩功能，术后1月最为显著，术后6月基本恢复至术前水平。

关键词：超声心动图；心肌应变分析技术；肺叶切除术；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，肺癌的检出率明显增高，肺叶切除术是治疗肺部肿瘤等肺部疾病常用的治疗方法［1］ 。既往研究表明，广泛肺切除术后，相关的解剖改变可能会降低最大心排血量和减弱心脏功能［2-4］ ，故及时评估肺切除术后心功能的变化对患者管理和临床决策具有重要价值［5， 6］ 。目前许多二维超声心动图衍生的右室功能评估参数已被提出，如三尖瓣环平面收缩期位移（TAPSE）和右室面积变化率等，但都有其固有的优缺点［7］ 。二维和三维超声心动图斑点追踪技术（STI）被越来越多地应用于临床中［8-10］ ，其操作简便、无创伤性的评价右室功能，成为其研究热点。迄今为止，利用心肌应变技术评估肺叶切除术对左室收缩功能影响的研究较多［11］ ，但因右心室结构的复杂性，右心结构难以完整成像于同一个二维或三维平面，故对右心功能的研究就相对较少，目前对于肺叶切除术患者右心功能的研究也较多局限于对右心整体收缩功能的评估［12］ ，缺少对局部右室壁的功能研究。本研究利用心肌应变技术评估肺叶切除术对短期右室不同壁的影响，分析肺叶切除术后整体及局部室壁应变变化来评估短期患者右心功能的变化规律，探讨心肌应变技术对肺叶切除患者术后临床管理的应用价值［13］ 。

1" 资料与方法

1.1" 一般资料

回顾性分析2021年3月～2022年3月于中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）胸外科行肺叶切除术患者77例，最终完整完成随访的共45例，其中男23例，女22例，年龄35～75（53±10）岁。其中术前合并冠心病1例、心肌肥厚1例、退行性心脏瓣膜病1例、高血压病7例。病理类型：鳞癌3例、腺癌35例（其中细支气管肺泡癌1例），炎性病变5例，小细胞癌2例，大细胞癌2例，类癌1例。右肺叶切除方式：上叶22例、下叶5例、上中叶3例、中下叶2例；左肺叶切除方式：上叶11例，下叶5例。纳入标准：不合并其他心脏疾病的患者。排除标准：严重心肺功能障碍、心律失常患者；超声图像不满意者。本研究经我院医学伦理委员会批准（审批号：2023-RE-427）。

1.2" 手术方式

所有患者均在全麻、气管插管下手术治疗。术式有肺单叶切除、肺楔形切除，手术技术标准化由同一名外科医生进行胸腔镜/小通道肺叶切除术。

1.3" 实验仪器

使用PHILPS EPIQ 7C彩色多普勒超声诊断仪，S5-1、X5-1探头，频率为1～5 MHz。

1.4" 方法

1.4.1 图像采集" "受检者取左侧卧位，连接肢体导联心电图，嘱其平静呼吸，获取清晰二维及三维动态图像。3～5个心动周期，且所有病例均在同一设备由同一人进行检查。测定时间为术前1～2 d及术后1、3、6月。

1.4.2" 右心及左心数值测量" "根据美国超声心动图学会相关指南［13］ 获取数据。患者仰卧在三维超声模式下于心尖四腔心切面。所有测量在舒张末期在RV聚焦视图中进行。分别采集的图像用4D RV及4D LV-function 2.0版本TomTec 成像系统进行脱机分析。获得右室基底直径（4D-RVD1）、右室乳头肌水平测量左室中径（4D-RVD2）、从三尖瓣环平面到右室尖端测右室长径（4D-RVD3）、测量三尖瓣环平面收缩期位移（TAPSE）、右室射血分数（4D-RVEF）、右室面积变化率（4D-FAC）、右室舒张末期容积（4D-RVEDV）、右室收缩末期容积（4D-RVESV）。左室射血分数（4D-LVEF）、左室舒张末期容积（4D-LVEDV）、左室收缩末期容积（4D-LVESV）。

1.4.3" 右室应变值测量" "应用2D-STI在心尖四腔心切面分析获取二维右室纵向应变（2D-RVLS）、二维右室游离壁纵向应变（2D-RVFWLS）。使用实时三维超声心动图采集50例肺叶切除术患者心脏全容积图像，并应用3D-STI在心尖四腔心切面分别获取三维右室游离壁纵向应变（4D-RVFWLS）、三维右室间隔侧应变（4D-RVSLS）。

1.4.4" 图像分析" "2D-STI和3D-STI分析均使用软件TomTec成像系统。对于2D-STI分析，心尖四腔心视图下手动进行RV心内膜示图。该软件自动跟踪心肌中的斑点模式。心内膜边界如有必要可手工修改，最终软件生成RVLS。2D-RVFWLS定义为右室游离壁三段的平均值（图1）。在3D-STI分析中，3DERV后处理软件使用斑点跟踪软件自动识别和跟踪RV心内膜，软件自动识别右室心内膜边界，然后在四腔心视图和两个短轴视图中使用舒张末期和收缩末期框架来调整心内膜边界，最后软件生成4D-RVEDV、4D-RVESV、4D-RVSV、4D-RVEF、4D‑RVFWLS及4D-RVSLS（图2）。

1.5" 统计学分析

采用SPSS26.0软件对数据进行统计学分析。对计量资料先进行正态性检验，符合正态分布的连续变量以均数±标准差表示组间比较采用独立样本t检验，不符合正态分布的连续变量以中位数（上下四分位数）表示组间比较采用Mann-Whitney U检验。以 Plt;0.05为差异有统计学意义。

2" 结果

2.1" 手术结果

所有手术患者均无死亡。术后无严重并发症发生。

2.2" 左室超声心动图常规数据

应用斑点追踪技术分析获得左心功能指标4D-LVEDV、4D-LVESV、4D-LVEF术前与术后的差异无统计学意义（Pgt;0.05，表1）。

2.2" 右室超声心动图常规数据

右心功能指标4D-RVEDV、4D-RVESV、4D-SV、4D-RVEF和4D-RVD1术后1、3、6月同术前的差异无统计学意义（Pgt;0.05）；4D-RVD2、4D-TAPSE术后1月较术前相比均减低，差异有统计学意义（Plt;0.05），术后第3月即恢复术前水平（Pgt;0.05）；4D-FAC、4D-RVD3术后1月、3月较术前相比减低，差异有统计学意义（Plt;0.05），术后第6月即恢复术前水平（Pgt;0.05，表2）。

2.3" 右室应变值

右室应变值与术前相比，2D-RVLS术后1月、3月相比绝对值的差异有统计学意义（Plt;0.05），6月基本恢复术前水平；2D-RVFWLS、4D-RVFWLS术后1月与术前相比绝对值均降低，差异有统计学意义（Plt;0.05），术后3月基本恢复术前水平。4D-RVSLS术后1月、3月、6月与术前相比无显著变化，差异无统计学意义（Pgt;0.05，表3）。

3" 讨论

超声心动图对影响右室疾病的评估一直落后于对左室的评估，其作为评估手术后预后指标的重要性已被广泛证实。肺叶切除术后死亡的主要决定因素在于生理功能状态，而肺叶切除术后死亡最重要原因在于术后引起的心脏并发症。本研究发现，肺叶切除术对左心功能影响可能不太显著，但可引起右心功能障碍，可能原因是肺叶切除术后，呼吸面积减少以及手术创伤引起血管收缩导致右心室后负荷增加。本研究显示，应用3D-STI分析发现肺叶切除术后4D-RVSLS较术前相比差异无统计学意义（Plt;0.05）；但4D-RVFWLS术后1月与术前相比绝对值减低，术后3月才恢复至术前水平，说明肺叶切除术对患者右室游离壁影响比间隔侧影响大。且应用2D-STI分析发现肺叶切除术后2D-RVLS较术前相比绝对值减低，术后6月才恢复至术前水平；但2D-RVFWLS术后1月与术前相比绝对值减低，术后3月即恢复至术前水平，说明游离壁很少受左室纵向功能障碍的影响。

综合以上结果发现，3D-STI与2D-STI在肺叶切除术患者右室功能评估中均具有较好的价值，但2D-STI对行肺叶切除术患者右心功能的评估能力优于3D-STI，且肺叶切除术对患者右室游离壁影响比间隔侧影响大；以往研究显示，3D-STI对行肺叶切除术患者右心功能的评估能力优于2D-STI［14］ ，这与本研究结果不同，可能原因之一是右室在胸腔内的位置，以及其复杂的结构和收缩模式，且肺切除患者透声欠佳，而应变分析对三维对图像要求较二维高；另一种可能3D-STI时间分辨率低于2D-STI。但3D-STI与2D-STI可联合评估肺叶切除术患者右室功能及预后，且游离壁比间隔壁更能够评估肺叶切除术后患者术后临床管理情况。

以往研究对左室应变分析技术的接受程度较高［15， 16］ ，但已有研究证实心肌应变分析技术在评估右室时的准确性［14， 17］ 。已有研究报道肺叶切除术后早期患者右室输出量减低，肺血管阻力增加［18-21］ ，但对术后长期随访较少。因此，本研究对肺切除患者术前、术后早期及后期随访对右心功能的评价或有针对性地改善，对预测或预防右室功能衰竭有显著的作用，故术后右室功能评估是至关重要的［22， 23］ 。常规超声心动图不够敏感，超声心动图斑点追踪技术能够较敏锐地检测肺叶切除术后明显的右室功能障碍［5， 24-27］ ，并且三维超声心动图是唯一可以测量右室体积和EF的超声检查方法［28， 29］ 。

本研究利用二维及三维超声心动图斑点追踪技术观察并比较术前、术后肺叶切除术患者右心功能的变化，分析手术对右心功能的影响，并且尝试在心肌水平上评价肺叶切除术对右室不同壁的影响。研究发现绝大部分肺叶切除术患者在围手术期对右心影响较大，术后6月右心功能基本恢复到术前水平，并且发现对右室游离壁的影响较间隔侧的影响较大。将3D-STI与2D-STI结果结合起来可以更好地评估肺叶切除术患者术后右心功能的变化规律，具有更高的临床价值。

本研究的局限性包括样本量小和数据收集的回顾性性质。首先，本研究纳入了少量接受肺叶切除术的肺癌患者；其次，肺叶切除术后胸腔功能和解剖学的变化使心脏位置发生变化微小变化［30， 31］ ，且术后图像收集较困难。

综上所述，STI能够检测肺叶切除术后明显的急性心肌功能障碍，且心肌应变分析技术评价右心功能的可重复性好，变异性小，可以客观、准确、敏感地评价肺叶切除术患者右心功能的变化的规律，指导临床进行术后的科学管理，在检测过程中可以提前预警心功能，早期干预防止出现心衰等一系列不良后果的发生。

参考文献：

［1］" "王亚朋， 刘贤香， 陈" 训， 等. 超声检测肺解剖切除术围手术期右心功能的临床价值［J］. 临床超声医学杂志， 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］" 邢长洋， 袁丽君， 张宇新， 等. 欧洲心血管影像协会/美国超声心动图学会《二维斑点追踪超声心动图应用于左心房及右心应变成像的规范化共识》解读［J］. 中华医学超声杂志： 电子版， 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］" 陈刘平， 邓又斌， 刘红云， 等. 斑点追踪超声心动图技术评价肺切除患者早期左心室局部及整体心肌收缩功能［J］. 中国介入影像与治疗学， 2010， 7（3）： 292-5.

［19］" 王振华. 二维斑点追踪成像技术对不同范围肺切除术后早期患者左心室收缩功能的评估［J］. 甘肃中医药大学学报， 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］ Stąpór M， Piłat 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］" Vîjîiac A， Vătășescu 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.

（编辑：郎" 朗）