超聲彈性成像應變率比值法在小兒睪丸鞘膜積液中的應用

聶麗麗，張帥，楊璐，趙真，樊艷輝，賀新建

河北省兒童醫院 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]。當積液較多、張力較大時可能對睪丸的血供造成不利影響，嚴重時可導致睪丸萎縮，使其變硬[2]。目前關于睪丸硬度評估的研究較少，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估睪丸病變的首選[3]。近年來發展的超聲彈性成像（Ultrasound Elastography，UE）是可以檢測組織硬度的一項新技術，主要有應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用[4-5]，但在小兒睪丸疾病中的應用鮮有報道。應變彈性成像根據量化指標來對圖像質量進行評估，包括釋放頻率、壓力度，而剪切波彈性成像無可評估圖像質量的量化指標，圖像選取需依賴操作者的臨床經驗，相比之下應變彈性成像較易獲取滿意的彈性圖像[6]。因此，本研究擬采用應變率比值（Strain Rate Ratio，SR）法對鞘膜積液側睪丸和對側睪丸UE 聲像圖的特點進行分析，比較雙側睪丸硬度差異，探討該技術在小兒睪丸鞘膜積液中的應用價值。

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院，經專科查體及超聲檢查初步診斷為睪丸鞘膜積液，最后經手術證實的男性患兒50 例為觀察對象，均獲得滿意隨訪。其中左側20 例，右側30 例；年齡1～5 歲，平均（2.8±1.5）歲；發病時間（自發現陰囊包塊起）1～24 個月，平均（9.2±4.8）個月，按術前及術后3個月分術前組及術后組。納入標準：① 單側睪丸鞘膜積液；② 患側睪丸超聲表現為“三面環水”征；③ 液性暗區長徑≥3 cm，短徑≥1.5 cm；④ 診斷明確后均于兩周內接受手術治療。排除標準：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 有陰囊手術史。同時選取50 名健康體檢兒童為正常對照組，年齡1～5 歲，平均（2.7±1.3）歲。本研究經本院倫理委員會批準（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，預設UE 彩標圖為紅色代表硬度較大區域，藍色代表硬度較小區域，綠色代表中間硬度區域。患兒仰臥位，安靜狀態下（無法配合患兒需家屬安撫或熟睡），首先對雙側睪丸進行常規二維及彩色超聲檢查，二維超聲觀察各組雙側睪丸位置、大小、形態以及患側鞘膜積液的范圍，測量睪丸及積液3 個徑線，通過儀器軟件計算術前組、術后組以及對照組雙側睪丸體積（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動脈阻力指數（Resistance Index，RI），測量3 次取平均值。UE檢查：探頭橫切顯示雙側睪丸短軸切面，采用手法加壓，探頭與陰囊表面垂直，同時進行細微振動，振動頻率保持在每秒2 次[7]，壓放力量大小以保持顯示器上的“壓力指導顯示條”充滿2/3 以上為宜，待圖像穩定3～5 s 后凍結圖像，觀察雙側睪丸UE 聲像圖特點，選取雙側睪丸實質中央部分為感興趣區，面積約5 mm2，先勾畫對側睪丸，再勾畫患側睪丸，由儀器計算SR（對側/患側），測量時應使雙側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前組、術后組及對照組各參數，同時將彈性圖像動態圖儲存于機器硬盤，以上所有操作均由同一名具有5 年以上超聲診斷工作經驗且經過專業培訓的醫師完成。

圖1 雙側睪丸SR（對側/患側）測量圖

重復性檢驗：隨機抽取20 例受試者測量超聲彈性圖像，同一觀察者間隔1 周重復測量彈性成像SR，同時請另一位具有5年以上工作經驗的超聲醫師測量分析，分別得出觀察者內及觀察者間差異，分析觀察者內及觀察者間SR 結果的一致性。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 二維及彩色超聲表現

患側睪丸術前16 例受壓呈長梭形，28 例呈扁橢圓形，6 例呈橢圓形；患側睪丸術后、對側及對照組睪丸均呈橢圓形。患側睪丸術前組CDFI 表現：21 例星點狀血流信號≤3 處（圖2）；24 例短棒狀血流信號≤3 處；5 例短棒狀血流信號＞3 處。患側睪丸術后、對側及對照組CDFI 表現：均表現為短棒狀血流信號＞3 處。術前組患側睪丸內動脈RI 高于對側及對照組，差異有統計學意義（t=13.801，t=12.112，P＜0.05），見表1；術后患側RI 較術前明顯減低，差異有統計學意義（t=12.093，P＜0.05），見表2。TV 術前組、術后組及對照組組內與兩組間比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1～3，無發育不良睪丸。睪丸鞘膜積液平均體積為（18.22±7.29）mL。

表1 術前組與對照組TV、RI及SR比較（±s）

表1 術前組與對照組TV、RI及SR比較（±s）

注：*與對側比較P＜0.05；TV：睪丸體積；RI：阻力指數；SR：應變率比值。

組別TV/mLRISR（對側/患側）患側對側患側對側術前組0.69±0.190.62±0.170.78±0.09*0.60±0.044.56±1.25對照組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 術前組與術后組睪丸體積、RI及SR比較（±s）

表2 術前組與術后組睪丸體積、RI及SR比較（±s）

注：*與對側比較P＜0.05；TV：睪丸體積；RI：阻力指數；SR：應變率比值。

組別TV/mLRISR（對側/患側）患側對側患側對側術前組0.69±0.190.62±0.170.78±0.09*0.60±0.044.56±1.25術后組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 患側睪丸術前二維及彩色超聲圖

2.2 睪丸UE聲像圖特點及定量分析

正常睪丸實質中心區域為藍色，邊緣區域為綠色，見圖3；鞘膜積液側睪丸實質呈均一紅色，見圖4。術前組SR（對側/患側）明顯高于對照組及術后組，差異均有統計學意義（t=19.900，t=19.824，P＜0.05），見表1～2；術后組SR（對側/患側）接近正常，與對照組比較，差異無統計學意義（t=1.766，P＞0.05），見表3。

表3 術后組與對照組睪丸體積、RI及SR比較（±s）

表3 術后組與對照組睪丸體積、RI及SR比較（±s）

注：TV：睪丸體積；RI：阻力指數；SR：應變率比值。

組別TV/mLRISR（對側/患側）患側對側患側對側術后組0.65±0.160.62±0.170.60±0.050.59±0.041.04±0.04對照組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 正常雙側睪丸短軸UE聲像圖

圖4 單側睪丸鞘膜積液，雙側睪丸短軸切面UE聲像圖

2.3 術前組SR與各項指標的相關性分析

SR 與積液體積、發病時間及睪丸內動脈RI 呈正相關（P＜0.001），與睪丸體積及年齡均無相關性（P＞0.05），見圖5～7 與表4。

表4 術前組SR與各項指標的相關性分析

圖5 SR（對側/患側）與積液體積相關性分析

圖6 SR（對側/患側）與發病時間相關性分析

圖7 SR（對側/患側）與睪丸內動脈RI相關性

2.4 重復性檢驗

對于SR 值，同一觀察者組內ICC 為0.945，不同觀察者組間ICC 為0.912，表明重復性良好。

3 討論與結論

睪丸鞘膜積液是由各種原因導致睪丸鞘膜的分泌或吸收功能失常，鞘膜囊內液體過量積聚而形成的病癥，積液長期壓迫睪丸，使睪丸血液循環發生障礙，造成睪丸發育不良[8]。目前臨床醫師對睪丸大小及硬度的檢測主要依靠觸診，且主要根據醫師的主觀感覺，但當積液量較多時，觸及睪丸較為困難，無法準確判斷出睪丸硬度及發育情況。UE 聲像圖能反映睪丸及周邊組織的相對硬度，應變彈性成像是通過施加壓力使組織發生形變，由于不同組織間彈性系數不同，組織發生形變的程度不同，通過儀器計算組織內部位移，形成彈性彩色圖像來反映組織硬度，可計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，能夠較為客觀地評估病變組織的硬度[10]，為臨床檢測睪丸硬度提供了一種便捷、無創的新方法。

本研究中患側TV 術前與對側比較、術前與術后及對照組比較均無顯著性差異，這與方志偉[11]的研究結果一致，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TV 明顯小于對側，考慮可能的因素為積液壓力的大小或積液時間長短差異所造成的睪丸壓迫性損傷不同。本研究中術前組45 例（90%）顯示血流信號≤3 處，表明術前多數患側睪丸血流信號有所減少，Bitcon 等[13]研究結果也顯示，鞘膜積液會影響睪丸微循環，鞘膜積液量的增加可使睪丸血流灌注受損，CDFI 表現為血流信號減少。睪丸內動脈RI 增加，可能為鞘膜積液的壓力效應引起靜脈或淋巴流出道的阻塞，導致舒張期血流減少或缺失，進而增加血管阻力，且RI 的增加可能預示著睪丸缺血[14]。

本研究中彈性成像檢查結果顯示術前患側睪丸實質呈均一紅色，SR 高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），表明患側睪丸較正常睪丸硬。生物組織的硬度主要取決于其分子構成與解剖結構，硬度的改變與組織的異常病理狀態有關，當組織內有病變時，其硬度會發生明顯變化[15-16]。鞘膜積液使陰囊內壓力升高，壓迫睪丸實質及供血血管，導致睪丸缺血、缺氧、代謝障礙，影響睪丸正常發育，嚴重者可導致睪丸萎縮[17]。Vaos等[18]研究表明，鞘膜積液壓力增加會導致睪丸形態發育畸形，可能提示長期的生育風險。Li 等[19]研究發現，當對側正常TV 隨年齡增加時，鞘膜積液側的TV 不會增加，這一發現證實了鞘膜積液對睪丸生長的不良影響。而本研究從睪丸硬度方面分析患側睪丸與對側睪丸的差異，為研究鞘膜積液對睪丸的影響增加了更為客觀的量化指標。有研究認為，鞘膜積液影響睪丸發育的機制，源于積液對睪丸的壓迫性損傷、睪丸細胞對高蛋白含量液體的應激反應等因素，睪丸組織病理學的改變表現為基底膜增厚、間質纖維化和生精細胞組織紊亂等，此病理改變可導致睪丸硬度增加以及睪丸內動脈RI 增高[20]。而術后積液消失，陰囊內壓力降低，睪丸血供增加，纖維組織不再增生，RI 減低，睪丸組織結構逐漸恢復正常[21]，睪丸硬度由硬變軟直至恢復正常，SR 由高減低至恢復正常，UE 聲像圖上呈現的以藍色為主。

Dandapat 等[22]報道，鞘膜積液的持續時間與睪丸的變化有直接關系，鞘膜積液持續時間越長，體積越大，壓力效應和病理變化就越大。本研究的相關性分析中，SR 與積液量、發病時間及睪丸內動脈RI 呈顯著正相關，即積液量越多、時間越長，睪丸內血管阻力越高，SR 值越高，睪丸越硬，與文獻[22]報道相符。因此，在判斷睪丸硬度時，可以將上述因素作為參考，為評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減弱外部施加的壓力，使睪丸實際受到的壓力減小，所產生的形變減小，最終得到的SR 值偏大，積液量越大，影響越大，后續有待進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，后續研究將加大樣本量，觀察鞘膜積液對睪丸損傷的影響，尋找鞘膜積液下SR臨界值及其所對應的睪丸硬度下的病理改變程度，以便為臨床提供手術時機參考。

綜上所述，UE 檢查中的SR 法能反映出患側睪丸與正常睪丸間硬度的差異，SR 與鞘膜積液量、發病時間及睪丸內動脈RI 呈正相關。因此UE 可為臨床醫師檢測睪丸硬度、間接評估睪丸病變情況以及術后恢復情況提供依據。