超聲彈性成像應(yīng)變率比值法在小兒睪丸鞘膜積液中的應(yīng)用

聶麗麗，張帥，楊璐，趙真，樊艷輝，賀新建

河北省兒童醫(yī)院 超聲診斷科，河北 石家莊 050031

引言

在小兒陰囊疾病中，鞘膜積液是患病率較高的外科疾病之一，是兒童無痛性陰囊腫脹的常見病因[1]。當(dāng)積液較多、張力較大時(shí)可能對(duì)睪丸的血供造成不利影響，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致睪丸萎縮，使其變硬[2]。目前關(guān)于睪丸硬度評(píng)估的研究較少，超聲作為一種簡便、直觀、高效、無輻射的檢查方法，已成為臨床診斷和評(píng)估睪丸病變的首選[3]。近年來發(fā)展的超聲彈性成像（Ultrasound Elastography，UE）是可以檢測組織硬度的一項(xiàng)新技術(shù)，主要有應(yīng)變彈性成像和剪切波彈性成像，其在乳腺、甲狀腺等器官中廣泛應(yīng)用[4-5]，但在小兒睪丸疾病中的應(yīng)用鮮有報(bào)道。應(yīng)變彈性成像根據(jù)量化指標(biāo)來對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，包括釋放頻率、壓力度，而剪切波彈性成像無可評(píng)估圖像質(zhì)量的量化指標(biāo)，圖像選取需依賴操作者的臨床經(jīng)驗(yàn)，相比之下應(yīng)變彈性成像較易獲取滿意的彈性圖像[6]。因此，本研究擬采用應(yīng)變率比值（Strain Rate Ratio，SR）法對(duì)鞘膜積液側(cè)睪丸和對(duì)側(cè)睪丸UE 聲像圖的特點(diǎn)進(jìn)行分析，比較雙側(cè)睪丸硬度差異，探討該技術(shù)在小兒睪丸鞘膜積液中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020 年3 月至2021 年9 月以“無痛性陰囊腫脹”為主訴，就診于河北省兒童醫(yī)院，經(jīng)專科查體及超聲檢查初步診斷為睪丸鞘膜積液，最后經(jīng)手術(shù)證實(shí)的男性患兒50 例為觀察對(duì)象，均獲得滿意隨訪。其中左側(cè)20 例，右側(cè)30 例；年齡1～5 歲，平均（2.8±1.5）歲；發(fā)病時(shí)間（自發(fā)現(xiàn)陰囊包塊起）1～24 個(gè)月，平均（9.2±4.8）個(gè)月，按術(shù)前及術(shù)后3個(gè)月分術(shù)前組及術(shù)后組。納入標(biāo)準(zhǔn)：① 單側(cè)睪丸鞘膜積液；② 患側(cè)睪丸超聲表現(xiàn)為“三面環(huán)水”征；③ 液性暗區(qū)長徑≥3 cm，短徑≥1.5 cm；④ 診斷明確后均于兩周內(nèi)接受手術(shù)治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 交通性鞘膜積液；② 合并精索鞘膜積液；③ 合并其他陰囊疾病的鞘膜積液；④ 睪丸腫瘤；⑤ 有陰囊手術(shù)史。同時(shí)選取50 名健康體檢兒童為正常對(duì)照組，年齡1～5 歲，平均（2.7±1.3）歲。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2019025），所有患者均由家屬簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

使用PHILIPS EPIQ7 彩色超聲診斷儀（具備UE 功能），線陣高頻探頭，頻率為4～18 MHz（含定量分析功能），選用小器官檢查條件，預(yù)設(shè)UE 彩標(biāo)圖為紅色代表硬度較大區(qū)域，藍(lán)色代表硬度較小區(qū)域，綠色代表中間硬度區(qū)域。患兒仰臥位，安靜狀態(tài)下（無法配合患兒需家屬安撫或熟睡），首先對(duì)雙側(cè)睪丸進(jìn)行常規(guī)二維及彩色超聲檢查，二維超聲觀察各組雙側(cè)睪丸位置、大小、形態(tài)以及患側(cè)鞘膜積液的范圍，測量睪丸及積液3 個(gè)徑線，通過儀器軟件計(jì)算術(shù)前組、術(shù)后組以及對(duì)照組雙側(cè)睪丸體積（Testicular Volume，TV）與鞘膜積液體積。采用彩色多普勒血流顯像（Color Doppler Flow Imaging，CDFI）觀察各組雙側(cè)睪丸血流分布情況（量程均為1.9 cm/s），通過脈沖多普勒測量睪丸內(nèi)動(dòng)脈阻力指數(shù)（Resistance Index，RI），測量3 次取平均值。UE檢查：探頭橫切顯示雙側(cè)睪丸短軸切面，采用手法加壓，探頭與陰囊表面垂直，同時(shí)進(jìn)行細(xì)微振動(dòng)，振動(dòng)頻率保持在每秒2 次[7]，壓放力量大小以保持顯示器上的“壓力指導(dǎo)顯示條”充滿2/3 以上為宜，待圖像穩(wěn)定3～5 s 后凍結(jié)圖像，觀察雙側(cè)睪丸UE 聲像圖特點(diǎn)，選取雙側(cè)睪丸實(shí)質(zhì)中央部分為感興趣區(qū)，面積約5 mm2，先勾畫對(duì)側(cè)睪丸，再勾畫患側(cè)睪丸，由儀器計(jì)算SR（對(duì)側(cè)/患側(cè)），測量時(shí)應(yīng)使雙側(cè)睪丸盡量位于同一水平，測量3 次取平均值（圖1）。采用同樣方法測量術(shù)前組、術(shù)后組及對(duì)照組各參數(shù)，同時(shí)將彈性圖像動(dòng)態(tài)圖儲(chǔ)存于機(jī)器硬盤，以上所有操作均由同一名具有5 年以上超聲診斷工作經(jīng)驗(yàn)且經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)師完成。

圖1 雙側(cè)睪丸SR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）測量圖

重復(fù)性檢驗(yàn)：隨機(jī)抽取20 例受試者測量超聲彈性圖像，同一觀察者間隔1 周重復(fù)測量彈性成像SR，同時(shí)請(qǐng)另一位具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師測量分析，分別得出觀察者內(nèi)及觀察者間差異，分析觀察者內(nèi)及觀察者間SR 結(jié)果的一致性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 二維及彩色超聲表現(xiàn)

患側(cè)睪丸術(shù)前16 例受壓呈長梭形，28 例呈扁橢圓形，6 例呈橢圓形；患側(cè)睪丸術(shù)后、對(duì)側(cè)及對(duì)照組睪丸均呈橢圓形。患側(cè)睪丸術(shù)前組CDFI 表現(xiàn)：21 例星點(diǎn)狀血流信號(hào)≤3 處（圖2）；24 例短棒狀血流信號(hào)≤3 處；5 例短棒狀血流信號(hào)＞3 處。患側(cè)睪丸術(shù)后、對(duì)側(cè)及對(duì)照組CDFI 表現(xiàn)：均表現(xiàn)為短棒狀血流信號(hào)＞3 處。術(shù)前組患側(cè)睪丸內(nèi)動(dòng)脈RI 高于對(duì)側(cè)及對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=13.801，t=12.112，P＜0.05），見表1；術(shù)后患側(cè)RI 較術(shù)前明顯減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=12.093，P＜0.05），見表2。TV 術(shù)前組、術(shù)后組及對(duì)照組組內(nèi)與兩組間比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1～3，無發(fā)育不良睪丸。睪丸鞘膜積液平均體積為（18.22±7.29）mL。

表1 術(shù)前組與對(duì)照組TV、RI及SR比較（±s）

表1 術(shù)前組與對(duì)照組TV、RI及SR比較（±s）

注：*與對(duì)側(cè)比較P＜0.05；TV：睪丸體積；RI：阻力指數(shù)；SR：應(yīng)變率比值。

組別TV/mLRISR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）患側(cè)對(duì)側(cè)患側(cè)對(duì)側(cè)術(shù)前組0.69±0.190.62±0.170.78±0.09*0.60±0.044.56±1.25對(duì)照組0.62±0.160.63±0.150.59±0.060.60±0.061.02±0.04 P值0.0730.8260.0120.4360.001

表2 術(shù)前組與術(shù)后組睪丸體積、RI及SR比較（±s）

表2 術(shù)前組與術(shù)后組睪丸體積、RI及SR比較（±s）

注：*與對(duì)側(cè)比較P＜0.05；TV：睪丸體積；RI：阻力指數(shù)；SR：應(yīng)變率比值。

組別TV/mLRISR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）患側(cè)對(duì)側(cè)患側(cè)對(duì)側(cè)術(shù)前組0.69±0.190.62±0.170.78±0.09*0.60±0.044.56±1.25術(shù)后組0.65±0.160.62±0.170.60±0.050.59±0.041.04±0.04 P值0.2031.0000.0130.2310.001

圖2 患側(cè)睪丸術(shù)前二維及彩色超聲圖

2.2 睪丸UE聲像圖特點(diǎn)及定量分析

正常睪丸實(shí)質(zhì)中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，邊緣區(qū)域?yàn)榫G色，見圖3；鞘膜積液側(cè)睪丸實(shí)質(zhì)呈均一紅色，見圖4。術(shù)前組SR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）明顯高于對(duì)照組及術(shù)后組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=19.900，t=19.824，P＜0.05），見表1～2；術(shù)后組SR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）接近正常，與對(duì)照組比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.766，P＞0.05），見表3。

表3 術(shù)后組與對(duì)照組睪丸體積、RI及SR比較（±s）

表3 術(shù)后組與對(duì)照組睪丸體積、RI及SR比較（±s）

注：TV：睪丸體積；RI：阻力指數(shù)；SR：應(yīng)變率比值。

組別TV/mLRISR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）患側(cè)對(duì)側(cè)患側(cè)對(duì)側(cè)術(shù)后組0.65±0.160.62±0.170.60±0.050.59±0.041.04±0.04對(duì)照組0.62±0.160.63±0.150.59±0.060.60±0.061.02±0.04 P值0.5380.8260.3240.1630.081

圖3 正常雙側(cè)睪丸短軸UE聲像圖

圖4 單側(cè)睪丸鞘膜積液，雙側(cè)睪丸短軸切面UE聲像圖

2.3 術(shù)前組SR與各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性分析

SR 與積液體積、發(fā)病時(shí)間及睪丸內(nèi)動(dòng)脈RI 呈正相關(guān)（P＜0.001），與睪丸體積及年齡均無相關(guān)性（P＞0.05），見圖5～7 與表4。

表4 術(shù)前組SR與各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性分析

圖5 SR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）與積液體積相關(guān)性分析

圖6 SR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）與發(fā)病時(shí)間相關(guān)性分析

圖7 SR（對(duì)側(cè)/患側(cè)）與睪丸內(nèi)動(dòng)脈RI相關(guān)性

2.4 重復(fù)性檢驗(yàn)

對(duì)于SR 值，同一觀察者組內(nèi)ICC 為0.945，不同觀察者組間ICC 為0.912，表明重復(fù)性良好。

3 討論與結(jié)論

睪丸鞘膜積液是由各種原因?qū)е虏G丸鞘膜的分泌或吸收功能失常，鞘膜囊內(nèi)液體過量積聚而形成的病癥，積液長期壓迫睪丸，使睪丸血液循環(huán)發(fā)生障礙，造成睪丸發(fā)育不良[8]。目前臨床醫(yī)師對(duì)睪丸大小及硬度的檢測主要依靠觸診，且主要根據(jù)醫(yī)師的主觀感覺，但當(dāng)積液量較多時(shí)，觸及睪丸較為困難，無法準(zhǔn)確判斷出睪丸硬度及發(fā)育情況。UE 聲像圖能反映睪丸及周邊組織的相對(duì)硬度，應(yīng)變彈性成像是通過施加壓力使組織發(fā)生形變，由于不同組織間彈性系數(shù)不同，組織發(fā)生形變的程度不同，通過儀器計(jì)算組織內(nèi)部位移，形成彈性彩色圖像來反映組織硬度，可計(jì)算出病變周圍組織與病變處的SR，SR 越大，表明測量處病變組織的硬度越大[9]。SR 作為半定量指標(biāo)，能夠較為客觀地評(píng)估病變組織的硬度[10]，為臨床檢測睪丸硬度提供了一種便捷、無創(chuàng)的新方法。

本研究中患側(cè)TV 術(shù)前與對(duì)側(cè)比較、術(shù)前與術(shù)后及對(duì)照組比較均無顯著性差異，這與方志偉[11]的研究結(jié)果一致，而邱穎等[12]研究的90 例睪丸鞘膜積液中，壓力＞15 cmH2O 的54 例患側(cè)TV 明顯小于對(duì)側(cè)，考慮可能的因素為積液壓力的大小或積液時(shí)間長短差異所造成的睪丸壓迫性損傷不同。本研究中術(shù)前組45 例（90%）顯示血流信號(hào)≤3 處，表明術(shù)前多數(shù)患側(cè)睪丸血流信號(hào)有所減少，Bitcon 等[13]研究結(jié)果也顯示，鞘膜積液會(huì)影響睪丸微循環(huán)，鞘膜積液量的增加可使睪丸血流灌注受損，CDFI 表現(xiàn)為血流信號(hào)減少。睪丸內(nèi)動(dòng)脈RI 增加，可能為鞘膜積液的壓力效應(yīng)引起靜脈或淋巴流出道的阻塞，導(dǎo)致舒張期血流減少或缺失，進(jìn)而增加血管阻力，且RI 的增加可能預(yù)示著睪丸缺血[14]。

本研究中彈性成像檢查結(jié)果顯示術(shù)前患側(cè)睪丸實(shí)質(zhì)呈均一紅色，SR 高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），表明患側(cè)睪丸較正常睪丸硬。生物組織的硬度主要取決于其分子構(gòu)成與解剖結(jié)構(gòu)，硬度的改變與組織的異常病理狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)組織內(nèi)有病變時(shí)，其硬度會(huì)發(fā)生明顯變化[15-16]。鞘膜積液使陰囊內(nèi)壓力升高，壓迫睪丸實(shí)質(zhì)及供血血管，導(dǎo)致睪丸缺血、缺氧、代謝障礙，影響睪丸正常發(fā)育，嚴(yán)重者可導(dǎo)致睪丸萎縮[17]。Vaos等[18]研究表明，鞘膜積液壓力增加會(huì)導(dǎo)致睪丸形態(tài)發(fā)育畸形，可能提示長期的生育風(fēng)險(xiǎn)。Li 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)側(cè)正常TV 隨年齡增加時(shí)，鞘膜積液側(cè)的TV 不會(huì)增加，這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了鞘膜積液對(duì)睪丸生長的不良影響。而本研究從睪丸硬度方面分析患側(cè)睪丸與對(duì)側(cè)睪丸的差異，為研究鞘膜積液對(duì)睪丸的影響增加了更為客觀的量化指標(biāo)。有研究認(rèn)為，鞘膜積液影響睪丸發(fā)育的機(jī)制，源于積液對(duì)睪丸的壓迫性損傷、睪丸細(xì)胞對(duì)高蛋白含量液體的應(yīng)激反應(yīng)等因素，睪丸組織病理學(xué)的改變表現(xiàn)為基底膜增厚、間質(zhì)纖維化和生精細(xì)胞組織紊亂等，此病理改變可導(dǎo)致睪丸硬度增加以及睪丸內(nèi)動(dòng)脈RI 增高[20]。而術(shù)后積液消失，陰囊內(nèi)壓力降低，睪丸血供增加，纖維組織不再增生，RI 減低，睪丸組織結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)正常[21]，睪丸硬度由硬變軟直至恢復(fù)正常，SR 由高減低至恢復(fù)正常，UE 聲像圖上呈現(xiàn)的以藍(lán)色為主。

Dandapat 等[22]報(bào)道，鞘膜積液的持續(xù)時(shí)間與睪丸的變化有直接關(guān)系，鞘膜積液持續(xù)時(shí)間越長，體積越大，壓力效應(yīng)和病理變化就越大。本研究的相關(guān)性分析中，SR 與積液量、發(fā)病時(shí)間及睪丸內(nèi)動(dòng)脈RI 呈顯著正相關(guān)，即積液量越多、時(shí)間越長，睪丸內(nèi)血管阻力越高，SR 值越高，睪丸越硬，與文獻(xiàn)[22]報(bào)道相符。因此，在判斷睪丸硬度時(shí)，可以將上述因素作為參考，為評(píng)估睪丸的病變情況提供幫助。

本研究也存在一定局限性：① 鞘膜積液本身可能會(huì)減弱外部施加的壓力，使睪丸實(shí)際受到的壓力減小，所產(chǎn)生的形變減小，最終得到的SR 值偏大，積液量越大，影響越大，后續(xù)有待進(jìn)一步研究如何消除此影響及消除影響后的SR；② 樣本量較小，后續(xù)研究將加大樣本量，觀察鞘膜積液對(duì)睪丸損傷的影響，尋找鞘膜積液下SR臨界值及其所對(duì)應(yīng)的睪丸硬度下的病理改變程度，以便為臨床提供手術(shù)時(shí)機(jī)參考。

綜上所述，UE 檢查中的SR 法能反映出患側(cè)睪丸與正常睪丸間硬度的差異，SR 與鞘膜積液量、發(fā)病時(shí)間及睪丸內(nèi)動(dòng)脈RI 呈正相關(guān)。因此UE 可為臨床醫(yī)師檢測睪丸硬度、間接評(píng)估睪丸病變情況以及術(shù)后恢復(fù)情況提供依據(jù)。