超声成像技术在睾丸扭转缺血再灌注损伤评估中的应用研究进展

2024-01-20欧阳良艳陈菲林云勇陈诗雁李果静陈嘉瑶毛林邱少东

广州医科大学学报 2023年4期

欧阳良艳，陈菲，林云勇，陈诗雁，李果静，陈嘉瑶，毛林，邱少东

（广州医科大学附属第二医院超声科，广东广州 510260）

睾丸扭转又称精索扭转，是常见的阴囊急症之一，是指睾丸和精索本身的解剖异常或活动度加大而引起的扭转，扭转时精索内血管发生扭转，造成睾丸血液运行不畅，可引起睾丸缺血、坏死，导致患者生殖能力受损或缺失。每年18 岁以下青少年睾丸扭转的发病率约为3.8/10 万［1］。研究表明，扭转6 h 内是治疗黄金时间，6 h 内得到有效治疗的睾丸挽救成功率为90%～100%［2］。值得注意的是，尽管患者术中睾丸恢复血流灌注，长期随访中仍有部分患者出现精子活力或形态异常、不同程度的睾丸萎缩，甚至生育功能丧失［3⁃5］。这可能是由于扭转睾丸复位后发生缺血再灌注（ischemia⁃reperfusion，IR），从而导致睾丸功能受损。因此，术中准确判断扭转睾丸复位后的功能对手术方式的选择以及保护患者生育能力至关重要。此外有文献报道，对于复位后的扭转睾丸，早期给予药物保护，如自由基清除剂、抗氧化剂、抗炎性细胞因子药物等，可减轻其IR损伤［6⁃11］。早期复位手术联合应用有效的药物作为睾丸扭转的治疗方案，已成为近年来医学研究的热点。目前，临床上根据扭转睾丸复位后的外观颜色及Arda 试验评估睾丸复位后的活力，其具有一定的片面性。超声成像技术作为可疑睾丸扭转的首选检查，不仅具有快速、方便、敏感性及特异性高的特点，还能无创地评估睾丸内整体情况［12］。本研究就目前应用超声成像技术评估睾丸扭转IR 后睾丸活力的现状和进展进行综述。

1 评估睾丸扭转再灌注后睾丸活力的常用方法

睾丸扭转后复位是典型的IR 损伤，扭转程度与持续时间是决定损伤程度的重要因素［3⁃4］。评估扭转再灌注后睾丸活力的常用方法主要包括实验室检查、肉眼观察及影像学检查。

实验室检查一般根据IR 损伤的病理生理过程，检测该过程中产生的氧自由基、一氧化氮、生精细胞能量代谢情况、炎性递质或凋亡相关因子等［13⁃19］。实验室检查及病理检查一般可作为判定睾丸活性或IR 发生的金标准，但一般无法用于预测扭转⁃再灌注后的睾丸活力。目前临床主要依靠睾丸扭转时间、扭转程度、外观颜色或Arda 试验在术前或术中判断扭转睾丸的损伤程度并预测复位后的功能。有学者认为扭转6 h内复位睾丸基本可以存活［2］，但朱再生等［20］指出，6 h内复位的部分睾丸在随访中仍出现萎缩，推测可能是由于临床无法准确判定扭转时间或扭转程度较严重造成。临床一般将睾丸扭转度数作为判定睾丸扭转程度的指标，然而相同的睾丸扭转度数并不等于同样的缺血程度，精索长度的个体差异可导致睾丸扭转相同度数后精索扭转段张力不同，从而引起缺血程度的差异。肉眼判定睾丸活力的另一个方法是根据扭转睾丸复位后的外观颜色及Arda 试验。然而睾丸外观颜色无法真实反映睾丸实质血供情况，Arad 试验也因可能造成二次损伤以及过于主观而存在争议［21⁃25］。由此可见，单纯依靠扭转时间、扭转程度、睾丸颜色或Arda试验评估睾丸扭转⁃再灌注后的睾丸活性都是不客观的。

超声成像技术可以客观、整体、无创地评估睾丸形态、实质内回声及血流灌注等情况，是目前应用于睾丸的首选影像学检查方法，大量文献也证实了其在评估睾丸功能方面的作用［26］。

2 超声在睾丸扭转IR评估中的作用及研究进展

2.1 睾丸扭转的常规超声声像图表现及常规超声在睾丸扭转IR评估中的作用

目前，灰阶超声和多普勒超声是阴囊急症患者的首选影像学检查。有学者将睾丸扭转的传统超声声像表现进行ABCD分型［27⁃28］，（1）A型：睾丸大小正常或轻度肿大，实质回声均匀，血流信号与对侧相比基本正常或减少；（2）B 型：睾丸轻度肿大，实质回声局部呈片状、放射状低回声，大部分实质血流信号尚存；（3）C 型：睾丸肿大，实质呈大片状不均匀回声，附睾及精索不同程度肿大，局部或周边可见到血流信号；（4）D型：睾丸明显肿大或萎缩，回声弥漫性不均匀，甚至可见多个大片状液化坏死区，附睾及精索明显肿大，阴囊内较多积液，内部及周边均无血流信号。

有研究发现睾丸实质回声的异质性可预测术后睾丸活力，睾丸扭转伴睾丸实质的异质性改变通常可预测手术探查时睾丸的失活［29⁃31］。Samson等［32］使用异质性指数（HI）定量分析了睾丸实质内回声的异质性程度，并确定了预测睾丸活力的△HI（患侧睾丸HI 和对侧正常睾丸HI 之间的差异）的临界值，结果表明HI可以作为判断扭转睾丸活力的客观参数，敏感性和特异性分别为100%和94.5%。研究表明，将睾丸声像图表现的分型用于预测睾丸术后活力（保留A～C 型睾丸，切除D 型睾丸），对保留的睾丸进行分级（Ⅰ～Ⅱ级，睾丸存活；Ⅲ级，睾丸萎缩），结果显示A 型及B 型睾丸存活率高［27⁃28］。Lim 等［33］使用睾丸“漩涡征”、睾丸容积比、睾丸回声异质性、睾丸血流等指标建立决策树模型，发现睾丸回声异质性是睾丸失活的重要预测因素。综上，睾丸实质回声的均匀性以及血流的有无可以在一定程度上反映睾丸组织的损伤程度，可为手术方式的选择提供重要信息。但值得注意的是，彩色多普勒超声在检测睾丸低速血流方面存在不足，在小儿睾丸中易误诊［34］。

以往研究多数根据术前睾丸实质内回声及血流灌注情况对复位后的睾丸活力进行预测，目前根据术中复位后睾丸内血流灌注情况预测术后睾丸活力的研究不多。任彦［35］通过建立不同扭转持续时间（0.5、1.5、3、6、12 h）的兔睾丸完全扭转⁃复位模型，发现实验组0.5 h组及1.5 h组各8例均为完全均匀灌注，与正常对照组及假手术组灌注模式相同，3 h 组8 例均为完全不均匀灌注，6 h 组7 例为灌注缺损、1例无灌注，12 h组8例全部为无灌注，差异有统计学意义（P＜0.001），且实验结果表明睾丸再灌注后彩色多普勒超声的表现与病理及超微结构的表现一致，但该研究没有进一步探讨术中睾丸血流灌注情况与术后睾丸活力之间的关系。张新明等［36］对4例睾丸复位后仍呈暗紫色的患者行彩色多普勒检查，对其中3 例睾丸可观测到血流信号的患者行睾丸复位及固定术，术后随访1 个月3 例患者患侧睾丸的大小及血流与对侧没有明显差异。孙方浩等［37］对睾丸扭转患者50例行术中超声检查，其中20例患者睾丸血流完全恢复，5 例睾丸恢复零星血流，对这25例行睾丸固定术，术后随访半年睾丸未见明显萎缩；余25 例患者行睾丸切切除术，术后病理证实为睾丸缺血性坏死，这表明术中超声显示的睾丸血流灌注情况预测术后睾丸的活力有较高的应用价值，可以辅助临床医师更好地选择手术方式。

2.2 睾丸扭转的弹性成像声像图表现及弹性成像技术在睾丸扭转IR评估中的作用

Ophir 等［38］于1991 年根据不同组织间的弹性模量比声特性阻抗差大几个数量级的原理，首次提出了超声弹性成像（ultrasound elastography，UE）的概念。UE 反映组织的绝对或相对硬度［39］。根据成像原理，UE 可分为应变式弹性成像（strain elastography，SE）和剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）两大类。

邱少东等［40］对50 例健康受检者行阴囊SE 检查，结果示睾丸实质中心区域以绿色为主，实质外周区域以蓝色为主，实质周边见红色周边带。Zeng等［41］研究表明，扭转患者超声弹性图显示患侧睾丸以蓝色为主，比健侧硬。同样Zhang 等［42］在兔睾丸扭转实验中发现扭转睾丸的Emean 值高于对侧睾丸（P＜0.01），且与Johnsen 评分呈负相关（r=−0.76，P=0.012）。Sun 等［43］报道，完全型扭转睾丸SWE 中心、外周区域的杨氏模量高于健侧睾丸。林璐琳等［44］在兔睾丸扭转实验中发现，完全扭转及不全扭转睾丸SWE 中心、外周区域Emean 值于扭转后随时间变化呈上升趋势，SWE 图像上睾丸不全扭转组边缘区域出现黄色或红色“硬环征”，完全扭转组呈弧形黄绿色或红黄色信号，两组中心区域始终呈蓝色。林云勇［45］提出扭转睾丸硬度与病程不同步，扭转睾丸硬度的变化可以反映扭转后睾丸淤血、缺血坏死及生精功能损害程度。目前尚无研究将超声弹性成像技术用于预测扭转睾丸复位后的活力，但其能客观、精准地评估扭转睾丸组织硬度，有望为临床诊疗提供更多有价值的信息。

2.3 超声造影在睾丸扭转IR评估中的作用

超声造影（contrast⁃enhanced ultrasound，CEUS）是指将特定的超声造影微泡通过外周静脉或体腔注入机体后，利用其在声场中的非线性效应和背向散射来获得对比增强图像的影像技术。与常规多普勒超声相比，CEUS 在识别微小血管、低速血流方面具有更高的敏感性［46］。吕琛等［47］在兔睾丸扭转⁃复位实验中将实验兔分为3 h 复位组（S1 组）、6 h 复位组（S2 组）、24 h 不复位组（S3 组）及复位组（S4组），发现20 只实验兔中S1 组1 只、S2 组2 只及S3、S4 组10 只为无灌注，余在复位后即刻及延迟期（复位后6～12 h）为完全灌注或灌注缺损；S1 组复位后即刻及延迟期3 只完全灌注者及1 只灌注缺损者达峰时间（TTP）、平均通过时间（MTT）、峰值强度（PI）、曲线下面积（AUC）先增高后下降；S2 组复位后即刻及延迟期2 只完全灌注者TTP、MTT、PI 和AUC 先增高后下降；1 只灌注缺损者TTP、MTT、PI 和AUC 持续升高，但升高幅度逐渐减缓。然而，该研究未探讨复位后有无灌注与睾丸术后活力的关系以及TTP、MTT、PI和AUC 各指标升高后是否下降与睾丸术后活力的关系。林盈［48］在兔睾丸扭转⁃复位实验中发现不同程度急性单侧睾丸缺血再灌注3 d 后，缺血组和给药组术侧睾丸均较对侧呈“快进慢退”现象。林文金等［49］通过兔睾丸扭转⁃复位实验探讨不同复灌注时间的睾丸微血管损伤及其CEUS 表现，发现CEUS 有望成为评价睾丸缺血复灌注微血管损伤的可靠手段。刘振华等［50］对兔睾丸扭转⁃复位模型进行超声造影时发现，扭转组及复位组均显示环状灌注增强，而对照组无环状增强；睾丸复位后仍有环状增强但复位成功组晕环峰值强度低于扭转组及复位失败组（均P＜0.05）；复位前复位失败组晕环峰值强度较复位成功组高（P＜0.05），提示睾丸损伤越严重，峰值强度可能越高。Celebi 等［51］研究表明，与假手术组及非靶向造影组相比，靶向E⁃受体造影组的强度水平更高（P＜0.05），可用于判断睾丸扭转IR 对睾丸组织的损伤，从而评估睾丸的活力。陈聪等［52］在兔睾丸扭转复位模型中，进行非靶向和P⁃选择素单抗靶向造影，发现靶向造影组术侧睾丸的各项参数（PI、Slope、AUC、MTT 及DT/2）较非靶向组变化明显（P＜0.05），能够客观反映微血管P⁃选择素表达量，进而评估IR 对睾丸组织的损伤。综上，超声造影或可为临床医师判断睾丸活力提供更精确的血流灌注信息，并且靶向造影或可定量评估IR 过程中炎性因子的表达水平，辅助临床更好地选择诊疗方案。