應用DWI早期發(fā)現SD大鼠單側睪丸扭轉后對側睪丸損傷的研究

[摘要] 目的 證明單側睪丸扭轉后對側睪丸存在損傷，尋找有效、無創(chuàng)的影像學方法了解對側損傷情況。 方法 40只SD大鼠隨機分為假手術組和扭轉組，每組20只。二組于術后1 h、4 h、24 h、1周各取5只行磁共振擴散加權成像（DWI）并記錄表現擴散系數值，其后處死大鼠，取對側睪丸行病理評分。 結果 與假手術組比較，扭轉組對側ADC值、病理評分等指標均有不同程度升高，且兩者經Pearson法證實存在正相關。 結論 單側睪丸扭轉后，對側睪丸早期即可出現損傷。DWI能有效、連續(xù)、無創(chuàng)地評估對側損傷程度，可協(xié)助臨床診治。

[關鍵詞] DWI；SD大鼠；單側睪丸扭轉；對側睪丸損傷

[中圖分類號] R697.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2013）02-0009-04

單側睪丸扭轉（unilateral testicular torsion，UTT）是小兒泌尿外科常見急癥，可引起扭轉側睪丸急性缺血損傷，并可致對側出現繼發(fā)性生精功能受損。對于UTT后對側睪丸早期是否存在損傷尚有爭論，絕大多數學者經動物實驗病理驗證后認為損傷存在，但目前對于對側睪丸早期受損情況仍缺乏公認有效的無創(chuàng)性檢查手段。鑒于磁共振擴散加權成像（diffusion weighted magnetic imaging，DWI）是目前唯一能通過檢測活體組織內水分子的微觀擴散運動狀態(tài)的改變，來推斷組織內細胞情況的無創(chuàng)性檢測手段，本實驗擬通過應用DWI量化并記錄單側睪丸扭轉不同時間后對側睪丸ADC值改變情況，了解是否存在損傷；并評價DWI探查UTT后對側睪丸損傷是否可行。

1材料與方法

1.1 實驗動物

選取處于青春發(fā)育前期28～30 d的健康雄性SD大鼠40只[動物編號：SCXK（滬）2007-0005]，體重150～200 g，置于SPF實驗室飼養(yǎng)，統(tǒng)一光照、室溫、濕度、飲食等條件。

1.2方法

1.2.1 動物分組 將40只大鼠隨機分為假手術組和扭轉組，每組20只。每組另按1 h、4 h、24 h、1周時段分為4小組。

1.2.2 動物模型建立 假手術組為對照；扭轉組依Turner法[6]建立左睪丸扭轉模型。所有大鼠均在術前以25%烏拉坦行腹腔注射麻醉。假手術組將左側陰囊打開，分離暴露左側睪丸后即予固定并縫合切口。扭轉組先游離左側睪丸，并將睪丸順時針扭轉720°，固定扭轉側睪丸防止自然復位，然后縫合切口。

1.2.3 DWI檢查及ADC值測量 ①DWI檢查[7]：腕關節(jié)環(huán)形表面線圈（外直徑為12 cm，內直徑約為9 cm）為接收線圈。大鼠麻醉后臥位，將陰囊位置于線圈中央，并用膠布固定，然后調整墊子高度以保證大鼠下腹部位于磁場中心位置，定位片獲得后，行常規(guī)冠狀位FSE序列T2WI，TR/TE=4000/80 ms，層厚3.0 mm，FOV 13.0 cm，矩陣192×256，信號激勵次數為2。然后行橫斷位T1WI、T2WI，TR/TE=450/12.0 ms及TR/TE=4000/80 ms，層厚2.0 mm，FOV 11.0 cm，矩陣192×256，信號激勵次數為2；橫斷位DWI：TR/TE信號激勵次數為2；橫斷位DWI：TR/TE=∞/135.5 ms，b值設為100、300、500 s/mm2。②ADC值測量：在睪丸圖像上選取直徑為2.0 mm的一個感興趣區(qū)（ROI），然后采用同層復制的方法在不同b（100，300，500）值的DWI圖像上加以復制，分別測量扭轉側及對側DWI信號值，以b=0 DWI圖像為對照組，運用公式ADC=ln（S2/S1）/（b1-b2） 算出ADC測量值，S1、S2是不同彌散敏感系數（b1、b2）條件下彌散加權圖像的信號強度。同樣的方法測量3次取其平均值作為ROI的ADC值。ROI劃區(qū)時避開血管及周圍脂肪組織。

1.2.4 取材與標本制備 以上各組大鼠在DWI檢查完成后以快速脫頸法處死，取右側睪丸標本迅速置于10%福爾馬林液中待制作石蠟切片。

1.2.5 檢測方法 病理指標檢測：請病理科醫(yī)師協(xié)助制作及檢測。石蠟切片常規(guī)HE染色，置于光鏡下鏡檢，對各時段兩側睪丸組織結構依Cosentino法[8]行4分制評分。

1.3統(tǒng)計學處理

應用SPSS16.0統(tǒng)計軟件完成數據統(tǒng)計工作。各組實驗數據采用均數±標準差（x±s）表示。多組比較用單因素重復測量的方差分析，組間兩兩比較方差齊性用LSD檢驗，方差不齊性用Dunnett T3檢驗。相關性檢驗應用Pearson法。

2 結果

術后1～24 h取材時見扭轉組扭轉側睪丸呈黑紫色，淤血腫脹明顯，1周時扭轉側睪丸基本未觸及，考慮已完全壞死并部分吸收；扭轉組對側睪丸各時段肉眼可見改變不甚明顯。見圖1。

2.1 病理指標比較

術后1 h兩組無顯著差異（P > 0.05）。自術后4 h～1周，相比假手術組，扭轉組對側睪丸病理評分出現持續(xù)升高（P < 0.05）。各時段扭轉側睪丸病理評分遠較對側為高（P <0.05）。見表1、圖2。

2.2 MR圖像及ADC值

由MR T2圖像上可見術后1 h起出現扭轉側睪丸較對側腫脹明顯，整體呈高信號改變，局部可見出血灶，表現為更高信號；至1周扭轉側睪丸幾乎不可見。未扭轉側睪丸DWI圖像相比假手術組，1 h信號與假手術組相仿，自4～24 h起亮度逐漸降低，1周時較24 h亮度有所升高。見圖3。

相比假手術組，扭轉組對側ADC值術后1 h～1周持續(xù)升高，其中以24 h數值最高。扭轉組中，24 h內扭轉側睪丸同時段內ADC值遠高于對側睪丸，1周時扭轉組扭轉側睪丸ADC值無法測出（表2）。

因ADC值與Cosentino病理評分符合正態(tài)分布，故選用Pearson法，測1 h～1周時段內相關系數Rp=0.55，P = 0.01，示存在中等程度正相關；1～24 h時段內相關系數Rp=0.91，P = 0.00，示存在極強正相關。見圖4。

3 討論

盡管當前尚有人認為UTT復位后對側睪丸不會出現損傷[9]，但絕大多數實驗與臨床資料均證實對側睪丸存在缺血再灌注損傷[2-4]。本實驗中，UTT復位后相比假手術組對側睪丸，盡管扭轉組對側睪丸的外觀無明顯改變（圖1），但光鏡下細胞損傷已可查見（圖2），病理評分自4 h起明顯升高（表1），證實本實驗中對側睪丸存在明顯的損傷，與大多數學者的論點相同。

本實驗中，未扭轉側睪丸DWI圖像相比假手術組，1 h信號與假手術組相仿，自4～24 h起亮度逐漸降低，1周時較24 h亮度有所升高（圖3）。而將1 h～1周扭轉組各時段對側睪丸ADC值與病理評分經Pearson法驗證呈中等程度正相關（落于0.4～0.6區(qū)間內，圖4），其中1 h起至24 h為極強正相關（落于0.8～1.0區(qū)間內，圖4），說明ADC值越高，睪丸組織損傷越重；提示DWI對睪丸早期損傷敏感（尤以1～24 h為著），可在無創(chuàng)的情況下能較好地輔助診斷對側睪丸損傷情況，且能分時段連續(xù)多次檢測，動態(tài)反應睪丸損傷變化，較之另一無創(chuàng)技術—超聲檢查[4]僅能通過描述睪丸大致形態(tài)及血供來間接推斷睪丸損傷來看，能夠更直接地反映組織受損程度。

影響ADC值的因素[10，11]有組織灌注狀態(tài)、細胞外水分子運動、細胞內水分子運動和細胞內外（跨膜）水分子運動，其中以組織灌注狀態(tài)、細胞外水分子運動影響最大。而我們在既往的實驗中發(fā)現：在對側睪丸損傷早期（24 h內），生化指標示組織內缺血、缺氧逐漸加重，細胞膜受攻擊情況出現并加重，炎癥介質濃度逐漸積聚；本次病理亦提示示部分細胞壞死或受損，細胞間質間隙增寬；我們推測：細胞受損可引起大量細胞內液外滲至細胞間質，炎癥介質積聚可導致此類水腫進一步加重，使細胞間質水含量增多，細胞內外（跨膜）水分子運動增加；局部炎癥介質積聚及缺血、缺氧狀態(tài)可能致微血管開放和部分小血管擴張，使局部組織灌注上升；而細胞的壞死或脫失則可增加間質空隙，增加了水分子的活動空間。綜上所述，致水分子彌散運動得到增強，根據ADC公式可知ADC值隨之增高?？紤]此即為DWI可以通過ADC值變化而敏感反應睪丸受損情況的原因。

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[11] MR imaging of testicular torsion：features of testicular hemorrhagic necrosis and clinical outcomes[J]. J Magn Reson Imaging，2007，26（1）：100-108.

（收稿日期：2012-11-28）