剪切波弹性成像技术判断睾丸生精功能

李 田，伍 拓，左辉兰，杨舒婷，高 峰*

(1.中南大学湘雅三医院超声科，2.泌尿外科，湖南 长沙 410013)

目前全世界约15%的育龄男性患有不育症[1]。男性不育症的主要特征是睾丸生精障碍和输精通路异常；生精功能异常表现为少弱精子、无精子，其中无精子最为严重。睾丸生精功能轻度受损可通过药物或手术治疗，而生精功能重度受损时药物治疗往往无效[2]。近年来，越来越多的不孕不育夫妇求助于辅助生殖技术[3]，特别是显微镜下精子抽吸术(testicular sperm extraction, TESE)。然而TESA术后可能会发生出血、感染以及继发性损伤睾丸组织等[4]；且TESA手术部位的选择具有随机性[5]，但睾丸各个部位的生精功能是不均衡的[6]，导致取材结果具有较大偏差。另外，TESE属有创检查，患者接受度不高，术前无法判断取精成功率，不能作为常规复查方法。临床亟需有效的无创方法来评估睾丸组织的生精功能，判断睾丸生精能力，减少非必要有创操作。本研究探讨剪切波弹性成像(shear wave elastography, SWE)技术能否判断睾丸生精功能受损严重程度。

1 资料与方法

1.1 一般资料 将2019年1月—2019年8月中南大学湘雅三医院泌尿生殖科收治的72例男性不育患者纳入研究，排除输精通道异常者。依据2010年WHO诊断标准[7]采集精液样本：对每名受试者在禁欲超过72 h后采集精液，间隔14天以上重复2次，并在采集1 h内分析结果。根据精液检测结果将患者分为无精组和少弱精组。无精组38例，年龄20～40岁，平均(33.6±9.1)岁；少弱精组34例，年龄21～39岁，平均(32.7±7.9)岁。选取同时段33名精液检测正常者作为对照组，年龄19～42岁，平均(32.7±16.3)岁。对全部研究对象行常规超声检查，并检测性激素。本研究获得中南大学湘雅三医院伦理委员会批准，研究对象均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 选择Simens Acuson S3000彩色多普勒仪，9L4浅表探头，配置声脉冲重复频率(acoustic radiation force impulse imaging, ARFI)声触诊定量成像(virtual touch imaging quantification, VTIQ)分析软件。嘱受试者仰卧，充分暴露阴囊，并以右手提起阴茎皮肤贴近腹壁，固定阴囊使之呈自然状态。首先以常规超声测量双侧睾丸长、宽、高最大径线，按“长×宽×高×0.523”计算每侧睾丸体积(testicular volume, TV)，去两侧睾丸体积平均值，按其大小将睾丸分成3组：第1组为TV<10 ml；第2组TV 10～15 ml；第3组TV >15 ml。切换至VTIQ模式，探头涂适量耦合剂，以探头本身重量轻触阴囊皮肤，无其他人为加压。先调至“质控模式图”，绿色图像质量最优，蓝色其次，红色最末。在质控图呈均匀绿色时旋至“速度模式图”，避开睾丸门及大血管，分别测量两侧睾丸最大切面的上、中、下极共6个点的剪切波速度(shear wave velocity, SWV)，尽量保持采样点深度一致，重复测量3次，取平均值。以SWVmax-SWVmin为每侧睾丸的SWV极差。摒弃图像显示为“X.XX m/s”的采样点数据，仅对有具体数值的数据进行分析。

1.3 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。计量资料以±s表示，以单因素方差分析进行多组间比较，采用Duncan多重比较检验比较两组间差异；以Pearson相关分析法分析变量间相关性：│r│≥0.8高度相关性, 0.5≤│r│<0.8中度相关性，0.3≤│r│<0.5低度相关性，0<│r│<0.3弱相关。以受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线评估SWV的诊断效能。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 无精组TV[(9.34±4.36)ml]明显低于其余2组(P均<0.05)，少弱精组[(11.82±3.73)ml]与对照组[(12.00±3.86)ml]差异无统计学意义(P>0.05)。3组间年龄差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 3组年龄与睾丸体积资料分析(±s)

表1 3组年龄与睾丸体积资料分析(±s)

组别年龄(岁)TV(ml)无精组33.6±9.19.34±4.36∗#少弱精组32.7±7.911.82±3.73对照组32.7±16.312.00±3.86F值0.043.15P值0.960.04

注：*：与少弱精组比较P<0.05；#：与对照组比较P<0.05

2.2 VTIQ结果分析 无精组SWV及SWV极差显著高于其余2组(P均<0.05)，少弱精组与对照组差异无统计学意义(P>0.05)。见表2、3和图1。

表2 3组VTIQ采样点数分析(个)

表3 3组VTIQ检测结果(m/s，±s)

表3 3组VTIQ检测结果(m/s，±s)

组别SWVSWV极差无精组2.32±0.99∗#2.33±1.64∗#少弱精组1.63±0.241.15±0.80对照组1.66±0.441.38±0.69F值8.646.82P值0.010.02

注：*：与少弱精组比较P<0.05；#：与对照组比较P<0.05

图1 采用SWE技术测量SWV A～C.分别显示对照组(30岁)、少弱精组(30岁)、无精组(30岁)左侧睾丸最大切面上、中、下共6个采样点的SWV值及其深度

2.3 TV与SWV、SWV极差比较 TV<10 ml睾丸的SWV明显高于TV≥10 ml者(P均<0.05)。全部210个睾丸的测值见表4。

表4 不同TV与VTIQ检测结果(±s)

表4 不同TV与VTIQ检测结果(±s)

TV(ml)睾丸(个)TV均值(ml)SWV(m/s)SWV极差(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 各组变量相关性分析 SWV与TV(r=-0.42，P<0.05)呈低度负相关。SWV极差与TV呈弱相关(r=-0.19，P>0.05)。年龄与TV、SWV均呈弱相关(r=-0.09，P>0.05；r=-0.15，P>0.05)。

2.5 ROC曲线分析 依据无精组和对照组SWV值构建ROC曲线，SWV为1.73 m/s时，其95%CI为(0.74,0.95)，曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.84，敏感度和特异度分别为89.41%和76.53%；依据无精组和对照组SWV极差值构建ROC曲线，SWV极差为1.54 m/s时，其95%CI为(0.62,0.88)，AUC为0.75，敏感度和特异度分别为68.10%和73.03%；见图2。

图2 无精症组与对照组的SWV及SWV极差值构建的ROC曲线

3 讨论

D'ANASTASI等[8]发现SWV与组织硬度呈正相关。最近一项动物实验[9]表明，SWE技术能定性和定量评估睾丸组织硬度，可从各方面评估生精障碍。张天义等[10]认为睾丸生精功能障碍与生精细胞凋亡、非生精细胞增殖导致的曲细精管管腔狭窄等病理变化有关，可导致TV减小、睾丸组织硬度增加。本研究结果表明，TV减小、睾丸硬度增加与生精功能降低、精子数量减少等呈正相关，与张小英等[11]研究结果一致。

YAVUZ等[12]发现TV与睾丸生精功能具有显著正相关，但未能进一步细化分析。本研究结果表明，TV<10 ml睾丸的SWV显著增高，精液质量明显异常，睾丸生精功能严重受损，与刘新贵等[13]研究结果一致，提示SWV显著升高与TV减小、生精功能严重受损等有关。

HERWIG等[14]认为，超声造影剂在睾丸各个区域微血管灌注的差异与精子发生相关，睾丸微灌注差异越明显，提示睾丸实质分布越不均匀。本研究发现睾丸组织异质性增加时睾丸生精功能下降，睾丸SWV极差增大，这或许是无精组SWV极差明显高于其余2组的原因。

本研究的不足：样本量不足，需扩大样本量进一步深入研究；睾丸形态近似椭球体，本研究选取睾丸最大切面的上、中、下极的6个点采样进行测量，所得SWV极差是6个点的“最大值”与“最小值”之差，存在一定取样偏差；共进行3 780次采样点测量，在其中151个采样点(占3.99%)未获得SWV数值，且均出自无精症组(占无精症组采样点数量的11.04%，151/1 368)，其余2组各采样点均成功获得SWV数值。分析采样点不能获取具体SWV数值而显示为“X.XX m/s”的可能原因[15]：①在某些组织区域，ARFI激励脉冲可能无法产生能被系统捕捉识别的足够强的剪切波信号；②成像时运动伪像导致信噪比很低，系统软件无法识别；③进行性睾丸退化引起的区域组织学变化导致局部组织硬度不均匀，超过机器测量量程。

综上所述，本研究结果初步表明，无精症患者睾丸组织硬度明显增高，且组织异质性明显增加；SWE技术可为判断睾丸生精功能严重受损提供客观影像学依据，有助于减少不必要的有创操作及提高有创活检阳性率，具有较高临床价值。