剪切波彈性成像技術判斷睪丸生精功能

李 田，伍 拓，左輝蘭，楊舒婷，高 峰*

(1.中南大學湘雅三醫院超聲科，2.泌尿外科，湖南 長沙 410013)

目前全世界約15%的育齡男性患有不育癥[1]。男性不育癥的主要特征是睪丸生精障礙和輸精通路異常；生精功能異常表現為少弱精子、無精子，其中無精子最為嚴重。睪丸生精功能輕度受損可通過藥物或手術治療，而生精功能重度受損時藥物治療往往無效[2]。近年來，越來越多的不孕不育夫婦求助于輔助生殖技術[3]，特別是顯微鏡下精子抽吸術(testicular sperm extraction, TESE)。然而TESA術后可能會發生出血、感染以及繼發性損傷睪丸組織等[4]；且TESA手術部位的選擇具有隨機性[5]，但睪丸各個部位的生精功能是不均衡的[6]，導致取材結果具有較大偏差。另外，TESE屬有創檢查，患者接受度不高，術前無法判斷取精成功率，不能作為常規復查方法。臨床亟需有效的無創方法來評估睪丸組織的生精功能，判斷睪丸生精能力，減少非必要有創操作。本研究探討剪切波彈性成像(shear wave elastography, SWE)技術能否判斷睪丸生精功能受損嚴重程度。

1 資料與方法

1.1 一般資料 將2019年1月—2019年8月中南大學湘雅三醫院泌尿生殖科收治的72例男性不育患者納入研究，排除輸精通道異常者。依據2010年WHO診斷標準[7]采集精液樣本：對每名受試者在禁欲超過72 h后采集精液，間隔14天以上重復2次，并在采集1 h內分析結果。根據精液檢測結果將患者分為無精組和少弱精組。無精組38例，年齡20～40歲，平均(33.6±9.1)歲；少弱精組34例，年齡21～39歲，平均(32.7±7.9)歲。選取同時段33名精液檢測正常者作為對照組，年齡19～42歲，平均(32.7±16.3)歲。對全部研究對象行常規超聲檢查，并檢測性激素。本研究獲得中南大學湘雅三醫院倫理委員會批準，研究對象均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 選擇Simens Acuson S3000彩色多普勒儀，9L4淺表探頭，配置聲脈沖重復頻率(acoustic radiation force impulse imaging, ARFI)聲觸診定量成像(virtual touch imaging quantification, VTIQ)分析軟件。囑受試者仰臥，充分暴露陰囊，并以右手提起陰莖皮膚貼近腹壁，固定陰囊使之呈自然狀態。首先以常規超聲測量雙側睪丸長、寬、高最大徑線，按“長×寬×高×0.523”計算每側睪丸體積(testicular volume, TV)，去兩側睪丸體積平均值，按其大小將睪丸分成3組：第1組為TV<10 ml；第2組TV 10～15 ml；第3組TV >15 ml。切換至VTIQ模式，探頭涂適量耦合劑，以探頭本身重量輕觸陰囊皮膚，無其他人為加壓。先調至“質控模式圖”，綠色圖像質量最優，藍色其次，紅色最末。在質控圖呈均勻綠色時旋至“速度模式圖”，避開睪丸門及大血管，分別測量兩側睪丸最大切面的上、中、下極共6個點的剪切波速度(shear wave velocity, SWV)，盡量保持采樣點深度一致，重復測量3次，取平均值。以SWVmax-SWVmin為每側睪丸的SWV極差。摒棄圖像顯示為“X.XX m/s”的采樣點數據，僅對有具體數值的數據進行分析。

1.3 統計學分析 采用SPSS 19.0統計分析軟件。計量資料以±s表示，以單因素方差分析進行多組間比較，采用Duncan多重比較檢驗比較兩組間差異；以Pearson相關分析法分析變量間相關性：│r│≥0.8高度相關性, 0.5≤│r│<0.8中度相關性，0.3≤│r│<0.5低度相關性，0<│r│<0.3弱相關。以受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線評估SWV的診斷效能。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 無精組TV[(9.34±4.36)ml]明顯低于其余2組(P均<0.05)，少弱精組[(11.82±3.73)ml]與對照組[(12.00±3.86)ml]差異無統計學意義(P>0.05)。3組間年齡差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 3組年齡與睪丸體積資料分析(±s)

表1 3組年齡與睪丸體積資料分析(±s)

組別年齡(歲)TV(ml)無精組33.6±9.19.34±4.36?#少弱精組32.7±7.911.82±3.73對照組32.7±16.312.00±3.86F值0.043.15P值0.960.04

注：*：與少弱精組比較P<0.05；#：與對照組比較P<0.05

2.2 VTIQ結果分析 無精組SWV及SWV極差顯著高于其余2組(P均<0.05)，少弱精組與對照組差異無統計學意義(P>0.05)。見表2、3和圖1。

表2 3組VTIQ采樣點數分析(個)

表3 3組VTIQ檢測結果(m/s，±s)

表3 3組VTIQ檢測結果(m/s，±s)

組別SWVSWV極差無精組2.32±0.99?#2.33±1.64?#少弱精組1.63±0.241.15±0.80對照組1.66±0.441.38±0.69F值8.646.82P值0.010.02

注：*：與少弱精組比較P<0.05；#：與對照組比較P<0.05

圖1 采用SWE技術測量SWV A～C.分別顯示對照組(30歲)、少弱精組(30歲)、無精組(30歲)左側睪丸最大切面上、中、下共6個采樣點的SWV值及其深度

2.3 TV與SWV、SWV極差比較 TV<10 ml睪丸的SWV明顯高于TV≥10 ml者(P均<0.05)。全部210個睪丸的測值見表4。

表4 不同TV與VTIQ檢測結果(±s)

表4 不同TV與VTIQ檢測結果(±s)

TV(ml)睪丸(個)TV均值(ml)SWV(m/s)SWV極差(m/s)<10486.80±2.892.09±0.931.74±1.4910～156612.49±1.401.74±0.441.52±0.96>159616.54±1.101.57±0.331.44±0.86F值-119.573.300.35P值-0.010.040.69

2.4 各組變量相關性分析 SWV與TV(r=-0.42，P<0.05)呈低度負相關。SWV極差與TV呈弱相關(r=-0.19，P>0.05)。年齡與TV、SWV均呈弱相關(r=-0.09，P>0.05；r=-0.15，P>0.05)。

2.5 ROC曲線分析 依據無精組和對照組SWV值構建ROC曲線，SWV為1.73 m/s時，其95%CI為(0.74,0.95)，曲線下面積(area under the curve, AUC)為0.84，敏感度和特異度分別為89.41%和76.53%；依據無精組和對照組SWV極差值構建ROC曲線，SWV極差為1.54 m/s時，其95%CI為(0.62,0.88)，AUC為0.75，敏感度和特異度分別為68.10%和73.03%；見圖2。

圖2 無精癥組與對照組的SWV及SWV極差值構建的ROC曲線

3 討論

D'ANASTASI等[8]發現SWV與組織硬度呈正相關。最近一項動物實驗[9]表明，SWE技術能定性和定量評估睪丸組織硬度，可從各方面評估生精障礙。張天義等[10]認為睪丸生精功能障礙與生精細胞凋亡、非生精細胞增殖導致的曲細精管管腔狹窄等病理變化有關，可導致TV減小、睪丸組織硬度增加。本研究結果表明，TV減小、睪丸硬度增加與生精功能降低、精子數量減少等呈正相關，與張小英等[11]研究結果一致。

YAVUZ等[12]發現TV與睪丸生精功能具有顯著正相關，但未能進一步細化分析。本研究結果表明，TV<10 ml睪丸的SWV顯著增高，精液質量明顯異常，睪丸生精功能嚴重受損，與劉新貴等[13]研究結果一致，提示SWV顯著升高與TV減小、生精功能嚴重受損等有關。

HERWIG等[14]認為，超聲造影劑在睪丸各個區域微血管灌注的差異與精子發生相關，睪丸微灌注差異越明顯，提示睪丸實質分布越不均勻。本研究發現睪丸組織異質性增加時睪丸生精功能下降，睪丸SWV極差增大，這或許是無精組SWV極差明顯高于其余2組的原因。

本研究的不足：樣本量不足，需擴大樣本量進一步深入研究；睪丸形態近似橢球體，本研究選取睪丸最大切面的上、中、下極的6個點采樣進行測量，所得SWV極差是6個點的“最大值”與“最小值”之差，存在一定取樣偏差；共進行3 780次采樣點測量，在其中151個采樣點(占3.99%)未獲得SWV數值，且均出自無精癥組(占無精癥組采樣點數量的11.04%，151/1 368)，其余2組各采樣點均成功獲得SWV數值。分析采樣點不能獲取具體SWV數值而顯示為“X.XX m/s”的可能原因[15]：①在某些組織區域，ARFI激勵脈沖可能無法產生能被系統捕捉識別的足夠強的剪切波信號；②成像時運動偽像導致信噪比很低，系統軟件無法識別；③進行性睪丸退化引起的區域組織學變化導致局部組織硬度不均勻，超過機器測量量程。

綜上所述，本研究結果初步表明，無精癥患者睪丸組織硬度明顯增高，且組織異質性明顯增加；SWE技術可為判斷睪丸生精功能嚴重受損提供客觀影像學依據，有助于減少不必要的有創操作及提高有創活檢陽性率，具有較高臨床價值。