剪切波彈性成像評價血管性勃起功能障礙患者陰莖海綿體硬度的可行性分析

朱立松 楊克冰 崔艾琳

勃起功能障礙（erectile dysfunction，ED）指陰莖持續性不能達到或維持足夠的勃起以完成滿意的性生活，且病程至少在3個月以上，是目前男性最常見的性功能障礙疾病之一[1]。依據不同病理生理學機制，ED的病因可分為心因性與器質性兩類，器質性ED包括血管性（靜脈性、動脈性及混合性）、內分泌性、神經性、解剖性及藥物性等，其中以血管性ED所占比例最大。血管性ED存在陰莖海綿體內血流動力學異常，容易導致陰莖勃起硬度不夠或勃起時間較短。勃起硬度不同其臨床治療方法及治療的難易程度亦有所不同[2-4]。傳統多普勒超聲僅能通過測量陰莖海綿體內動脈血流動力學變化區分動、靜脈性ED，但無法精確評估勃起硬度。而剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）是目前能較準確地評估組織硬度的超聲新技術。本研究旨在探討SWE評價血管性ED患者勃起前后陰莖海綿體的硬度及勃起后不同時間的硬度變化情況，以期為臨床精確定量評估陰莖勃起硬度提供一項新的檢測方法。

1 對象和方法

1.1 對象 收集2017年2月至2018年9月在本院泌尿外科門診，經詢問病史、完成ED相關問卷及體格檢查初步診斷為ED的患者119例，年齡18～61（33.4±8.8）歲，病程3個月～7年。排除具有陰莖先天性發育異常、陰莖外傷史、陰莖海綿體鈣化及硬結病的患者。另選取既往及目前均無明顯ED的健康志愿者33例作為對照組，年齡 18～68（37.8±14.6）歲。所有患者及志愿者均行血清性激素、空腹血糖、血脂、肝腎功及血常規等檢查，且各項指標均在正常范圍內。

1.2 方法

1.2.1 疲軟時陰莖海綿體彈性測量 選用法國聲科Surpersonic Imagine Aixplorer彩色多普勒超聲診斷儀，SL15-4探頭。檢查前確保診室內環境條件適宜，盡可能減少陌生環境給患者帶來的焦慮和不安。所有受試者取仰臥位，輕拉上提陰莖頭部使其背側貼于腹壁，探頭輕置于陰莖腹側；通過二維超聲檢查清晰顯示陰莖海綿體組織，排除結構及回聲異常后轉換至SWE成像模式，囑受試者均勻呼吸，選取海綿體中段縱切，圖像優化調節至“PEN”模式，待彈性圖像穩定后（顏色充填取樣框達90%以上）凍結，選取直徑3mm的圓形區域讀取彈性模量值（單位kPa），每側海綿體測量2次，記錄數據。血管性ED患者陰莖疲軟時SWE圖像見圖1-2（插頁）。

1.2.2 血管活性藥物（intracavernous injection，ICI）誘導陰莖勃起 所有患者于一側海綿體內注射ICI前列腺素E120μg，5～10min后誘導陰莖勃起，探頭置于海綿體根部，彩色多普勒觀察雙側陰莖海綿體動脈內徑、管壁及管腔情況，頻譜多普勒測量其血流參數，包括收縮期峰值流速（peak systolic velocity，PSV）、舒張期峰值流速（end-diastolic velocity，EDV）和阻力指數（resistant index，RI）。于5～10min及15～20min時重復上述SWE檢查。所有SWE檢查均由1位從事彈性成像檢查超過3年的醫師完成，陰莖彩色多普勒檢查由另1位高年資醫師獨立完成，兩者的診斷結果互不知曉。血管性ED患者陰莖注射ICI后5～10min SWE圖像見圖3-4（插頁）。

1.2.3 診斷標準 當兩側海綿體動脈PSV均＜25cm/s或兩側之和＜50cm/s且EDV＜5cm/s，RI＞0.9時考慮為動脈性ED（動脈性ED組）；當兩側海綿體動脈PSV均＞25cm/s或兩側之和＞50cm/s且 EDV＞5cm/s，RI＜0.9時考慮為靜脈性ED（靜脈性ED組）；當兩側海綿體動脈PSV均＞25cm/s或兩側之和＞50cm/s且EDV＜5cm/s，RI＞0.9時考慮為非血管性ED（非血管性ED組）；當兩側海綿體動脈PSV均＜25cm/s或兩側之和＜50cm/s且EDV＞5cm/s，RI＜0.9時考慮為混合性ED。

1.3 統計學處理 采用SPSS 22.0統計軟件。計量資料以表示，動脈性、靜脈性、非血管性ED組及對照組陰莖疲軟時組間海綿體彈性均值比較采用單因素方差分析；動脈性、靜脈性及非血管性ED在誘導勃起前后（疲軟時與誘導勃起后5～10min）及勃起后不同時間（5～10min與15～20min）組內海綿體彈性均值比較采用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 彩色多普勒聯合ICI診斷結果 119例ED患者中，動脈性ED 31例，靜脈性ED 37例，非血管性ED 41例，混合性ED 10例（因受雙重因素干擾，因此不納入研究中）。

2.2 勃起前后陰莖海綿體彈性均值比較 動脈性、靜脈性、非血管性ED組及對照組陰莖疲軟時海綿體彈性均值比較差異無統計學意義（P＞0.05）。動脈性、靜脈性及非血管性ED組陰莖疲軟時海綿體彈性均值均明顯高于勃起后5～10min，差異均有統計學意義（均P＜0.01），見表 1。

2.3 3組ED勃起后不同時間陰莖海綿體彈性均值變化情況 動脈性ED組陰莖勃起后5～10min海綿體彈性均值高于勃起后15～20min，而靜脈性ED組陰莖勃起后5～10min海綿體彈性均值低于勃起后15～20min，差異均有統計學意義（均P＜0.01）；但非血管性ED組陰莖勃起后5～10min與15～20min海綿體彈性均值比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表1 4組勃起前后陰莖海綿體彈性均值比較（kPa）

表2 3組ED勃起后不同時間陰莖海綿體彈性均值變化情況（kPa）

3 討論

正常的陰莖勃起是由心理、神經、內分泌及血流動力學相互協調共同作用的生理結果，其中勃起程度主要取決于血流動力學變化，表現為海綿體內動脈血流量增加而靜脈血回流減少，從而導致海綿體內壓升高達到充分勃起及維持勃起的狀態，因此任何破壞海綿體內血流動力學平衡的原因均可導致勃起障礙[5]。動脈性ED指海綿體內供血動脈發生病變導致進入海綿體血流量減少，灌注壓降低，表現為勃起硬度不足或潛伏期延長；而靜脈性ED因海綿體內靜脈存在異常回流，致使海綿體內壓力無法維持而逐漸減低，臨床上表現為勃起時間短暫或硬度不夠[6-7]。既往選擇性陰部內動脈造影術、陰莖海綿體造影術及彩色多普勒超聲等是診斷血管性ED的金標準，但其部分具有侵入性，且均無法動態評估海綿體硬度變化。近年來超聲彈性成像以其經濟、簡便，能半定量或定量評估淺表組織器官的硬度等優勢在臨床廣泛開展應用，其中尤以SWE為研究熱點。其原理是探頭對生物組織發射聲輻射脈沖，在組織內產生平面剪切波，依據其傳播速度計算得到楊氏模量值。楊氏模量值越大，表明剪切波在組織中傳播越快，組織硬度越大。SWE將組織的楊氏模量值通過彩色編碼疊加于超聲圖像中，紅色表示組織較硬，藍色顯示組織較柔軟[8-9]。此前，已有部分研究初步探討了彈性成像技術評估陰莖海綿體硬度及診斷其相關疾病的可行性。張佳杰等[10]在一項探討SWE技術用于陰莖海綿體硬度定量分析的研究中發現，海綿體健康組受試者的海綿體SWE硬度平均值明顯高于海綿體退化組受試者，提示隨年齡增長海綿體的組織結構發生了改變。另外，Zheng等[11]利用聲觸診組織定量彈性成像技術（virtual touch tissue quantification，VTQ）測量健康人體勃起后陰莖海綿體硬度，發現海綿體VTQ值隨勃起硬度的增加而逐漸減小，得出VTQ有望成為評價勃起功能的一項新的檢查方法。

本研究發現無論血管性ED或非血管性ED通過注射ICI誘導勃起后，陰莖海綿體平均彈性模量值均明顯小于疲軟時。分析原因可能與大腦受到性刺激后各類神經遞質與舒張因子釋放，使陰莖海綿體內的平滑肌細胞舒張，其間的海綿體血竇擴張充血有關，此時海綿體單位體積內平滑肌細胞等組織成分相對減少而血容量增加，而血液彈性值明顯小于生物組織，因此導致彈性模量值減小。動脈性ED陰莖勃起后5～10min海綿體平均彈性值高于勃起后15～20min，而非血管性ED無明顯變化，與既往邱勤等[12]初步探討SWE診斷動脈性ED可行性的研究結果相一致。分析原因可能為動脈性ED海綿體內動脈病變使早期勃起時動脈血流速度較正常減低，海綿體內血竇充血較非血管性ED不充分，導致海綿體內液體成分較少，而隨著時間的延長，海綿體內血流量增加，因此勃起后15～20min海綿體彈性均值較勃起后5～10min減低。同理，靜脈性ED由于海綿體內存在靜脈血異常回流致使海綿體內血流量隨時間增加而不斷減少，因此隨時間延長，海綿體彈性均值逐漸增加，而非血管性ED勃起后無明顯變化，與以往Cui等[13]關于SWE診斷靜脈性ED的研究結果相一致。本研究還發現健康志愿者、非血管性ED、靜脈性ED和動脈性ED患者疲軟時海棉體彈性均值比較差異無統計學意義。而Turkay等[14]研究表明ED患者疲軟時海綿體彈性均值低于正常對照組，且兩者的診斷臨界值為17.1kPa，該作者分析可能與ED患者海綿體平滑肌細胞及彈力纖維較正常人群明顯減少，血竇和竇間隙變窄等因素有關，與本研究結果不一致。

本研究采用SWE定量評價血管性ED患者勃起前后陰莖海綿體的硬度及勃起后不同時間的硬度變化情況。與傳統有創性及彩超等診斷血管性ED的檢查方法相比較，SWE具有實時、定量及無創診斷不同類型血管性ED的優勢，同時能動態監測海綿體勃起硬度，為臨床針對性診治3種類型血管性ED及根據不同勃起硬度選擇最佳治療方案提供可靠依據。然而本研究亦存在一定的不足之處，如注射ICI后未能多時間段連續觀察勃起硬度變化而僅選擇兩個時間段；其次選擇彩色多普勒聯合ICI作為診斷血管性ED的金標準，受測量部位及角度的影響，診斷結果可能存在一定的假陽性或假陰性；另外本研究樣本量較少且未進行陰莖海綿體組織學檢查，對海綿體疲軟時彈性均值與組織成分變化的相關性有待進一步深入探討。

綜上所述，SWE有望成為無創診斷ED病因、動態監測陰莖海綿體勃起硬度以及定量評估陰莖海綿體組織學變化的一項新方法。