應用DWI早期發現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、無創地評估對側損傷程度，可協助臨床診治。

[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的改變，來推斷組織內細胞情況的無創性檢測手段，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，統一光照、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]：腕關節環形表面線圈（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（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：請病理科醫師協助制作及檢測。石蠟切片常規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統計學處理

應用SPSS16.0統計軟件完成數據統計工作。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，且能分時段連續多次檢測，動態反應睪丸損傷變化，較之另一無創技術—超聲檢查[4]僅能通過描述睪丸大致形態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、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、細胞外水分子運動影響最大。而我們在既往的實驗中發現：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。考慮此即為DWI可以通過ADC值變化而敏感反應睪丸受損情況的原因。

[參考文獻]

[1] 林孝坤，秦樂，陳聰德，等. 早期一氧化氮抑制對大鼠睪丸生精功能遲發性損傷的防護作用[J]. 中華醫學雜志，2008，88（24）：1676-1678.

[2] Kar A，Ozden E，Yakupoglu YK，et al. Experimental unilateral spermatic cord torsion：the effect of polypolymerase enzyme inhibitor on histopathological and biochemical changes in the early and late periods in the ipsilateral and contralateral testicles[J]. Urology，2010，76（2）：507-508.

[3] Yíldíz H，Durmus AS，Simsek H，et al. Protective effect of sildenafil citrate on contralateral testis injury after unilateral testicular torsion/detorsion[J]. Clinics（Sao Paulo），2011；66（1）：137-142.

[4] 陳林，詹維偉，呂琛，等. 單側睪丸扭轉后對側睪丸損傷的超聲造影實驗研究[J]. 中華超聲影像學雜志，2008，17（11）：998-1001.

[5] 曾洪武. 磁共振擴散加權與彌散張量成像原理分析及比較[J]. 中國醫學影像技術，2005，21（12）：1945-1947.

[6] Turner TT，Bang HJ，Lysiak JL. The molecular pathology of experimental testicular torsion suggests adjunct therapy to surgical repair[J]. J Urol，2004，172（6）：2574-2578.

[7] Watanabe Y，Nagayama M，Okumura A，et al. MR imaging of testicular torsion：features of testicular hemorrhagic necrosis and clinical outcomes[J]. J Magn Reson Imaging，2007，26（1）：100-108.

[8] 秦樂，林孝坤，陳肖鳴，等. 一氧化氮在大鼠單側睪丸扭轉復位后對側睪丸早期損傷中的作用[J]. 溫州醫學院學報，2008，38（3）：197-199.

[9] Turner TT. On unilateral testicular and epididymal Torsion：no effect on the contralateral testis[J]. J Urol，1987，138：1285.

[10] Kaipia A，Ryymin P，Mkel E，et al. Magnetic resonance imaging of experimental testicular torsion[J]. Int J Androl，2005，28（6）：355-359.

[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）