聲觸診組織成像定量技術(shù)評(píng)價(jià)正常成人睪丸生精功能

鄺 斌，李明星

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院超聲科，四川 瀘州 646000)

彈性成像是近年來(lái)超聲研究的熱點(diǎn)之一，目前已廣泛應(yīng)用于鑒別診斷甲狀腺結(jié)節(jié)[1]、乳腺腫塊[2]、淋巴結(jié)病變[3]等疾病以及肝臟纖維化程度分級(jí)[4]。男性睪丸生殖功能的特殊性決定了超聲是睪丸疾病的主要診斷方法。聲觸診組織成像定量(virtual touch tissue imaging quantification， VTIQ)技術(shù)不僅能提供組織的絕對(duì)量化指標(biāo)，而且能測(cè)量剪切波速度(shear wave velocity， SWV)，可客觀反映組織內(nèi)部的彈性變化。本研究采用VTIQ技術(shù)檢測(cè)雙側(cè)睪丸不同區(qū)域的SWV，分析影響睪丸彈性變化的因素及其與精液質(zhì)量參數(shù)的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 招募2017年7月—2018年7月在西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院接受健康體檢的200名成年男性志愿者，年齡21～60歲，平均(37.2±10.6)歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：睪丸及附睪炎癥性病變、占位病變、鈣化或彌漫性病變者；存在精索靜脈曲張、睪丸鞘膜積液、隱睪；有睪丸外傷史、手術(shù)史；患有高血壓、慢性腎衰竭等影響睪丸功能的疾病。按年齡將受試者分為21～30歲組(n=56)、31～40歲組(n=65)、41～50歲組(n=51)和51～60歲組(n=28)4組。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)同意，所有受檢者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Acuson S3000超聲診斷儀，9L4線陣探頭，頻率4～9 MHz，內(nèi)置聲脈沖輻射力 (acoustic radiation force impulse， AFRI) 成像VTIQ技術(shù)軟件。檢查時(shí)使受檢者仰臥，暴露陰莖與陰囊，囑其上提陰莖并緊貼腹壁，以固定陰囊。行常規(guī)二維超聲檢查雙側(cè)睪丸無(wú)異常后，分別于睪丸橫縱切面測(cè)量雙側(cè)睪丸長(zhǎng)徑、寬徑和厚度，參考Sakamoto等[5]推薦的公式計(jì)算睪丸體積，體積=(長(zhǎng)徑×寬徑×厚度×0.71)ml。測(cè)量完畢后切換至ARFI模式并啟動(dòng)VTIQ軟件，穩(wěn)定圖像3～5 s后獲得VTIQ圖像。選擇VTIQ質(zhì)量模式，質(zhì)量由高到低分別表示為綠、黃、紅3種顏色，色彩呈均勻分布的綠色時(shí)代表質(zhì)量最優(yōu)(圖1A)。選擇質(zhì)量模式最優(yōu)時(shí)切換至VTIQ速度模式，分別測(cè)量雙側(cè)睪丸上極、中份及下極睪丸實(shí)質(zhì)的SWV(圖1B)，每個(gè)部位測(cè)量3次，取平均值。整個(gè)過(guò)程以探頭自身質(zhì)量輕觸睪丸，避免施加壓力。

按照WHO規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和程序，囑受檢者采用手淫法規(guī)范化取精液樣本，取樣前禁欲7天。獲得樣本后保溫，30 min內(nèi)送檢，以精子活力自動(dòng)分析儀檢測(cè)精子活動(dòng)率和精子密度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。2組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD法。以Pearson相關(guān)分析評(píng)價(jià)SWV與年齡、睪丸體積、精子活動(dòng)率、精子密度的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 雙側(cè)睪丸實(shí)質(zhì)不同部位SWV值比較 左側(cè)睪丸上極、中份及下極實(shí)質(zhì)SWV平均值為(1.23±0.18)m/s，右側(cè)為(1.23±0.18)m/s，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-0.376，P=0.710)。睪丸上極、中份及下極實(shí)質(zhì)左右側(cè)SWV值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05，表1)。同側(cè)睪丸上極、中份以及下極實(shí)質(zhì)的SWV值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05，表1)。

表1 不同區(qū)域雙側(cè)睪丸SWV值比較(m/s，±s，n=200)

表1 不同區(qū)域雙側(cè)睪丸SWV值比較(m/s，±s，n=200)

部位左側(cè)SWV右側(cè)SWVt值P值上極1.23±0.181.22±0.190.1930.847中份1.22±0.191.23±0.18-0.3990.690下極1.22±0.181.23±0.17-0.3870.699F值0.0640.161——P值0.9380.851——

2.2 不同年齡段睪丸實(shí)質(zhì)SWV值比較 取同側(cè)睪丸上極、中份、下極SWV的平均值為該側(cè)睪丸的總體SWV值。不同年齡組間雙側(cè)睪丸SWV總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.001，表2)。雙側(cè)睪丸SWV值呈隨年齡增長(zhǎng)而增高趨勢(shì)，其中21～30歲組、31～40歲組和41～50歲組SWV值均小于51～60歲組(P均<0.05)，21～30歲組與41～50歲組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其他組間兩兩比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)意義(P均>0.05)。

表2 不同年齡組雙側(cè)睪丸SWV值比較(m/s，±s)

表2 不同年齡組雙側(cè)睪丸SWV值比較(m/s，±s)

組別左側(cè)SWV右側(cè)SWV21～30歲組(n=56)1.17±0.17*△1.17±0.18*△31～40歲組(n=65)1.20±0.14*1.19±0.14*41～50歲組(n=51)1.24±0.17*1.23±0.18*51～60歲組(n=28)1.41±0.201.40±0.21F值14.50712.585P值<0.001<0.001

注：*：與51～60歲組比較，P<0.05；△：與41～50歲組比較，P<0.05

2.3 相關(guān)性分析 將雙側(cè)睪丸SWV取平均值。正常成人睪丸組織SWV值與年齡呈正相關(guān)(r=0.454，P<0.001，圖2A)；與睪丸體積[(14.81±2.35)ml]呈負(fù)相關(guān)(r=-0.649，P<0.001，圖2B)；與精子活動(dòng)率(64.48%±15.25%)和精子密度[(63.27±13.33)×106/ml]均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.668、-0.675，P均<0.001)。

圖1 受試者45歲，VTIQ圖 A.VTIQ質(zhì)量模式圖； B.SWV測(cè)量示意圖 圖2 正常成人睪丸組織SWV值與年齡(A)和睪丸體積(B)相關(guān)性散點(diǎn)圖

3 討論

Ophir等[6]在1991年率先提出了超聲彈性成像的概念。組織的彈性模量分布與組織內(nèi)部生物學(xué)特征之間存在密切聯(lián)系，通過(guò)定量評(píng)估組織彈性模量值，可以反映組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)微細(xì)的改變。AFRI利用短時(shí)程(<1 s)的聚焦聲脈沖作用于感興趣區(qū)域，在產(chǎn)生瞬時(shí)位移的同時(shí)發(fā)射聲脈沖序列，探測(cè)組織位移/SWV；而位移/SWV與組織的彈性呈正相關(guān)，因此可以通過(guò)AFRI來(lái)定量評(píng)價(jià)組織的彈性。目前ARFI主要包括聲觸診組織成像(virtual touch image，VTI)技術(shù)、聲觸診組織定量(virtual touch quantification，VTQ)技術(shù)及VTIQ技術(shù)。

VTIQ技術(shù)在獲得組織或器官局部的剪切波后成像并量化，是在VTQ基礎(chǔ)上改良得來(lái)的一種全新的技術(shù)，無(wú)需檢查者手動(dòng)施壓，克服了傳統(tǒng)彈性成像技術(shù)對(duì)深部組織不能施壓的局限性，也有利于避免檢查者主觀因素對(duì)于診斷過(guò)程的干擾。VTIQ技術(shù)采用顏色編碼方式，紅色代表質(zhì)地較硬，藍(lán)色代表質(zhì)地較軟，中間紅藍(lán)過(guò)渡區(qū)根據(jù)比例表示軟硬的級(jí)差，以便于觀察。

本研究結(jié)果顯示雙側(cè)睪丸對(duì)稱區(qū)域睪丸實(shí)質(zhì)的SWV值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，左、右側(cè)睪丸的SWV的平均值均為(1.23±0.18)m/s，與Yavuz等[7]測(cè)量正常成人睪丸組織SWV值為(1.237±0.208)m/s相似，但與Trottmann等[8]和Marcon等[9]報(bào)道的睪丸SWV為1.17 m/s和1.07 m/s略有差異。分析可能原因：①Trottmann等[8]樣本量較少，可能存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；②受試者年齡存在差異，本研究納入受試者為潛在生育年齡段的男性，年齡僅限于21～60歲，而Trottmann等[8-9]納入的受試者年齡為27～81歲和22～81歲，且各年齡段的樣本數(shù)較少。

本研究結(jié)果顯示同側(cè)睪丸內(nèi)部不同區(qū)域(上極、中份、下極)的SWV值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。目前對(duì)于睪丸內(nèi)部不同區(qū)域(特別是中心區(qū)域與周邊區(qū)域)硬度是否均勻一致仍存在爭(zhēng)議，組織學(xué)上睪丸內(nèi)部實(shí)質(zhì)是均質(zhì)組織，理論上各區(qū)域的彈性硬度應(yīng)一致。但毛林[10]采用實(shí)時(shí)剪切波彈性成像(shear wave elastography， SWE)技術(shù)發(fā)現(xiàn)睪丸中心區(qū)域的彈性模量值低于周邊區(qū)域，短軸切面的彈性模量值大于長(zhǎng)軸切面，認(rèn)為睪丸內(nèi)組織硬度分布有差異性；黃崑等[11]則發(fā)現(xiàn)睪丸不同切面、不同區(qū)域(中心部位及周邊區(qū)域)的SWE彈性模量值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，認(rèn)為睪丸內(nèi)組織硬度分布均勻。其可能原因如下：①光滑的睪丸被膜使剪切波在橫向傳播過(guò)程中被多次反射，導(dǎo)致反射信號(hào)在被膜附近疊加，影響SWV值的測(cè)量；②操作者對(duì)睪丸進(jìn)行檢測(cè)時(shí)不能完全避免睪丸各區(qū)域所受壓力的差異，造成測(cè)值誤差；③不同的彈性技術(shù)運(yùn)算方式存在差異，可能造成不同彈性技術(shù)測(cè)量睪丸內(nèi)部彈性值時(shí)出現(xiàn)差異。

本研究結(jié)果顯示年齡對(duì)睪丸組織硬度有一定影響，一定年齡段內(nèi)(21～60歲)年齡與睪丸組織內(nèi)SWV呈正相關(guān)(r=0.454，P<0.001)，即睪丸組織SWV值隨年齡增長(zhǎng)而增高。衰老可導(dǎo)致睪丸固有膜(曲細(xì)精管結(jié)締組織鞘)增厚、曲細(xì)精管上皮肌細(xì)胞退化萎縮以及曲細(xì)精管管間纖維化和進(jìn)行性透明化。睪丸動(dòng)脈硬化與曲細(xì)精管的萎縮程度存在一定相關(guān)性，年齡是導(dǎo)致睪丸動(dòng)脈硬化不可忽略的重要因素，而在某些血管良好區(qū)域的曲細(xì)精管仍有完全的精子發(fā)生；這時(shí)一方面表現(xiàn)為主要由曲細(xì)精管組成的睪丸組織的硬度增加，另一方面表現(xiàn)為睪丸生精功能降低。D'Anastasi等[12]采用VTQ技術(shù)評(píng)估睪丸實(shí)質(zhì)硬度與年齡的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)年齡是影響睪丸硬度的獨(dú)立因素，且隨著年齡增長(zhǎng)，睪丸實(shí)質(zhì)的硬度增高。毛林[10]采用SWE技術(shù)評(píng)估男性正常睪丸及附睪硬度，發(fā)現(xiàn)受試者年齡越大，睪丸的硬度越大，而年齡對(duì)附睪硬度則無(wú)明顯影響。因此，使用彈性成像技術(shù)評(píng)估睪丸組織內(nèi)部硬度時(shí)，應(yīng)該充分考慮年齡因素的影響。

睪丸體積可以在一定程度上反映睪丸的生精功能，特別是睪丸體積<10 ml，對(duì)于生精功能障礙有一定提示作用。Kurtz等[13]報(bào)道，單側(cè)睪丸體積<14 ml時(shí)，更易出現(xiàn)精子活動(dòng)總數(shù)低于20×106/ml。本研究采用VTIQ技術(shù)定量分析睪丸組織硬度與睪丸體積的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)睪丸組織SWV值與睪丸體積呈負(fù)相關(guān)(r=-0.649，P<0.001)，隨著睪丸組織SWV值增高，精子活動(dòng)率及密度逐漸下降且呈負(fù)相關(guān)(r=-0.668、-0.675，P均<0.001)，提示通過(guò)VTIQ技術(shù)可定量測(cè)量正常成人睪丸SWV值，初步評(píng)價(jià)男性睪丸的生精功能，為臨床提供影像學(xué)參考。

本研究的局限性：①VTIQ檢查均由同一名操作者完成，未評(píng)估觀察者間的差異；②各年齡段樣本量較少，可能存在偏倚；③未分析VTIQ技術(shù)取樣框大小對(duì)SWV值的影響[14]。