声触诊组织成像定量技术评价正常成人睾丸生精功能

邝 斌，李明星

(西南医科大学附属医院超声科，四川 泸州 646000)

弹性成像是近年来超声研究的热点之一，目前已广泛应用于鉴别诊断甲状腺结节[1]、乳腺肿块[2]、淋巴结病变[3]等疾病以及肝脏纤维化程度分级[4]。男性睾丸生殖功能的特殊性决定了超声是睾丸疾病的主要诊断方法。声触诊组织成像定量(virtual touch tissue imaging quantification， VTIQ)技术不仅能提供组织的绝对量化指标，而且能测量剪切波速度(shear wave velocity， SWV)，可客观反映组织内部的弹性变化。本研究采用VTIQ技术检测双侧睾丸不同区域的SWV，分析影响睾丸弹性变化的因素及其与精液质量参数的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 招募2017年7月—2018年7月在西南医科大学附属医院接受健康体检的200名成年男性志愿者，年龄21～60岁，平均(37.2±10.6)岁。排除标准：睾丸及附睾炎症性病变、占位病变、钙化或弥漫性病变者；存在精索静脉曲张、睾丸鞘膜积液、隐睾；有睾丸外伤史、手术史；患有高血压、慢性肾衰竭等影响睾丸功能的疾病。按年龄将受试者分为21～30岁组(n=56)、31～40岁组(n=65)、41～50岁组(n=51)和51～60岁组(n=28)4组。本研究经我院医学伦理委员会同意，所有受检者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Acuson S3000超声诊断仪，9L4线阵探头，频率4～9 MHz，内置声脉冲辐射力 (acoustic radiation force impulse， AFRI) 成像VTIQ技术软件。检查时使受检者仰卧，暴露阴茎与阴囊，嘱其上提阴茎并紧贴腹壁，以固定阴囊。行常规二维超声检查双侧睾丸无异常后，分别于睾丸横纵切面测量双侧睾丸长径、宽径和厚度，参考Sakamoto等[5]推荐的公式计算睾丸体积，体积=(长径×宽径×厚度×0.71)ml。测量完毕后切换至ARFI模式并启动VTIQ软件，稳定图像3～5 s后获得VTIQ图像。选择VTIQ质量模式，质量由高到低分别表示为绿、黄、红3种颜色，色彩呈均匀分布的绿色时代表质量最优(图1A)。选择质量模式最优时切换至VTIQ速度模式，分别测量双侧睾丸上极、中份及下极睾丸实质的SWV(图1B)，每个部位测量3次，取平均值。整个过程以探头自身质量轻触睾丸，避免施加压力。

按照WHO规定的标准和程序，嘱受检者采用手淫法规范化取精液样本，取样前禁欲7天。获得样本后保温，30 min内送检，以精子活力自动分析仪检测精子活动率和精子密度。

1.3 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件。计量资料以±s表示。2组间比较采用独立样本t检验；多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD法。以Pearson相关分析评价SWV与年龄、睾丸体积、精子活动率、精子密度的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 双侧睾丸实质不同部位SWV值比较 左侧睾丸上极、中份及下极实质SWV平均值为(1.23±0.18)m/s，右侧为(1.23±0.18)m/s，差异无统计学意义(t=-0.376，P=0.710)。睾丸上极、中份及下极实质左右侧SWV值差异均无统计学意义(P均>0.05，表1)。同侧睾丸上极、中份以及下极实质的SWV值差异均无统计学意义(P均>0.05，表1)。

表1 不同区域双侧睾丸SWV值比较(m/s，±s，n=200)

表1 不同区域双侧睾丸SWV值比较(m/s，±s，n=200)

部位左侧SWV右侧SWVt值P值上极1.23±0.181.22±0.190.1930.847中份1.22±0.191.23±0.18-0.3990.690下极1.22±0.181.23±0.17-0.3870.699F值0.0640.161——P值0.9380.851——

2.2 不同年龄段睾丸实质SWV值比较 取同侧睾丸上极、中份、下极SWV的平均值为该侧睾丸的总体SWV值。不同年龄组间双侧睾丸SWV总体差异均有统计学意义(P均<0.001，表2)。双侧睾丸SWV值呈随年龄增长而增高趋势，其中21～30岁组、31～40岁组和41～50岁组SWV值均小于51～60岁组(P均<0.05)，21～30岁组与41～50岁组比较差异有统计学意义(P<0.05)，其他组间两两比较差异均无统计意义(P均>0.05)。

表2 不同年龄组双侧睾丸SWV值比较(m/s，±s)

表2 不同年龄组双侧睾丸SWV值比较(m/s，±s)

组别左侧SWV右侧SWV21～30岁组(n=56)1.17±0.17*△1.17±0.18*△31～40岁组(n=65)1.20±0.14*1.19±0.14*41～50岁组(n=51)1.24±0.17*1.23±0.18*51～60岁组(n=28)1.41±0.201.40±0.21F值14.50712.585P值<0.001<0.001

注：*：与51～60岁组比较，P<0.05；△：与41～50岁组比较，P<0.05

2.3 相关性分析 将双侧睾丸SWV取平均值。正常成人睾丸组织SWV值与年龄呈正相关(r=0.454，P<0.001，图2A)；与睾丸体积[(14.81±2.35)ml]呈负相关(r=-0.649，P<0.001，图2B)；与精子活动率(64.48%±15.25%)和精子密度[(63.27±13.33)×106/ml]均呈负相关(r=-0.668、-0.675，P均<0.001)。

图1 受试者45岁，VTIQ图 A.VTIQ质量模式图； B.SWV测量示意图 图2 正常成人睾丸组织SWV值与年龄(A)和睾丸体积(B)相关性散点图

3 讨论

Ophir等[6]在1991年率先提出了超声弹性成像的概念。组织的弹性模量分布与组织内部生物学特征之间存在密切联系，通过定量评估组织弹性模量值，可以反映组织内部结构微细的改变。AFRI利用短时程(<1 s)的聚焦声脉冲作用于感兴趣区域，在产生瞬时位移的同时发射声脉冲序列，探测组织位移/SWV；而位移/SWV与组织的弹性呈正相关，因此可以通过AFRI来定量评价组织的弹性。目前ARFI主要包括声触诊组织成像(virtual touch image，VTI)技术、声触诊组织定量(virtual touch quantification，VTQ)技术及VTIQ技术。

VTIQ技术在获得组织或器官局部的剪切波后成像并量化，是在VTQ基础上改良得来的一种全新的技术，无需检查者手动施压，克服了传统弹性成像技术对深部组织不能施压的局限性，也有利于避免检查者主观因素对于诊断过程的干扰。VTIQ技术采用颜色编码方式，红色代表质地较硬，蓝色代表质地较软，中间红蓝过渡区根据比例表示软硬的级差，以便于观察。

本研究结果显示双侧睾丸对称区域睾丸实质的SWV值差异无统计学意义，左、右侧睾丸的SWV的平均值均为(1.23±0.18)m/s，与Yavuz等[7]测量正常成人睾丸组织SWV值为(1.237±0.208)m/s相似，但与Trottmann等[8]和Marcon等[9]报道的睾丸SWV为1.17 m/s和1.07 m/s略有差异。分析可能原因：①Trottmann等[8]样本量较少，可能存在统计学差异；②受试者年龄存在差异，本研究纳入受试者为潜在生育年龄段的男性，年龄仅限于21～60岁，而Trottmann等[8-9]纳入的受试者年龄为27～81岁和22～81岁，且各年龄段的样本数较少。

本研究结果显示同侧睾丸内部不同区域(上极、中份、下极)的SWV值差异无统计学意义。目前对于睾丸内部不同区域(特别是中心区域与周边区域)硬度是否均匀一致仍存在争议，组织学上睾丸内部实质是均质组织，理论上各区域的弹性硬度应一致。但毛林[10]采用实时剪切波弹性成像(shear wave elastography， SWE)技术发现睾丸中心区域的弹性模量值低于周边区域，短轴切面的弹性模量值大于长轴切面，认为睾丸内组织硬度分布有差异性；黄崑等[11]则发现睾丸不同切面、不同区域(中心部位及周边区域)的SWE弹性模量值差异无统计学意义，认为睾丸内组织硬度分布均匀。其可能原因如下：①光滑的睾丸被膜使剪切波在横向传播过程中被多次反射，导致反射信号在被膜附近叠加，影响SWV值的测量；②操作者对睾丸进行检测时不能完全避免睾丸各区域所受压力的差异，造成测值误差；③不同的弹性技术运算方式存在差异，可能造成不同弹性技术测量睾丸内部弹性值时出现差异。

本研究结果显示年龄对睾丸组织硬度有一定影响，一定年龄段内(21～60岁)年龄与睾丸组织内SWV呈正相关(r=0.454，P<0.001)，即睾丸组织SWV值随年龄增长而增高。衰老可导致睾丸固有膜(曲细精管结缔组织鞘)增厚、曲细精管上皮肌细胞退化萎缩以及曲细精管管间纤维化和进行性透明化。睾丸动脉硬化与曲细精管的萎缩程度存在一定相关性，年龄是导致睾丸动脉硬化不可忽略的重要因素，而在某些血管良好区域的曲细精管仍有完全的精子发生；这时一方面表现为主要由曲细精管组成的睾丸组织的硬度增加，另一方面表现为睾丸生精功能降低。D'Anastasi等[12]采用VTQ技术评估睾丸实质硬度与年龄的关系，发现年龄是影响睾丸硬度的独立因素，且随着年龄增长，睾丸实质的硬度增高。毛林[10]采用SWE技术评估男性正常睾丸及附睾硬度，发现受试者年龄越大，睾丸的硬度越大，而年龄对附睾硬度则无明显影响。因此，使用弹性成像技术评估睾丸组织内部硬度时，应该充分考虑年龄因素的影响。

睾丸体积可以在一定程度上反映睾丸的生精功能，特别是睾丸体积<10 ml，对于生精功能障碍有一定提示作用。Kurtz等[13]报道，单侧睾丸体积<14 ml时，更易出现精子活动总数低于20×106/ml。本研究采用VTIQ技术定量分析睾丸组织硬度与睾丸体积的关系，发现睾丸组织SWV值与睾丸体积呈负相关(r=-0.649，P<0.001)，随着睾丸组织SWV值增高，精子活动率及密度逐渐下降且呈负相关(r=-0.668、-0.675，P均<0.001)，提示通过VTIQ技术可定量测量正常成人睾丸SWV值，初步评价男性睾丸的生精功能，为临床提供影像学参考。

本研究的局限性：①VTIQ检查均由同一名操作者完成，未评估观察者间的差异；②各年龄段样本量较少，可能存在偏倚；③未分析VTIQ技术取样框大小对SWV值的影响[14]。