导声垫在兔睾丸剪切波弹性成像中的应用价值

林云勇 卢文洁 欧阳良艳 李晋 毛林 陈菲 邱少东

广州医科大学附属第二医院超声科，广州 510260

1991 年，Ophir 等［1］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的概念。近年来，超声弹性成像技术受到广泛关注，发展迅速［2-9］。剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）作为超声弹性成像技术之一，可以获得组织局部剪切波速度（shear wave velocity，SWV）的平均值，用于反映组织硬度［10］。尽管如此，由于睾丸位置表浅及超声仪器本身的机械噪声干扰，应用SWE 过程中，离探头较近的睾丸区域容易出现噪声或压力引起的硬度增加伪像均会导致测量误差。据报道，填涂厚耦合剂能够有助于分散来自探头的压力，减少压力伪像［11］。但实际操作过程中，由于探头压力，耦合剂厚度难以维持，加之厚耦合剂容易夹杂气泡，同样会影响图像质量。导声垫是一种固体明胶材料，厚度约7 mm，具备良好的透声性。于航等［12］研究表明，使用导声垫测量正常甲状腺弹性均值与厚耦合剂差异无统计学意义，前者弹性标准差值更小，提示感兴趣区内杨氏模量值离散程度更小。本研究拟通过比较使用导声垫和厚耦合剂辅助测量正常兔睾丸SWV 值，探究导声垫在睾丸剪切波弹性成像中的应用价值。

资料与方法

1.实验动物

2020 年9 月至2021 年4 月期间，选取健康成年雄性新西兰大白兔30 只，共计60 个睾丸，兔龄5～6 个月，体质量（2.52±0.18）kg，由广东省医学实验动物中心提供［合格证号：44411600010573；许可证号：SCXK（粤）2019-0035］。实验兔单笼饲养，饲养温度为22～29℃，相对湿度保持在40%～70%，采光时间为12 h照明与12 h黑暗交替循环。实验兔均自由饮食，实验期间保持饲养室内环境稳定，尽量避免实验受其他因素干扰。实验操作均符合动物伦理学要求，经广州医科大学附属第二医院医学伦理委员会审批通过（2013043）。

2.仪器与方法

采用西门子ACUSON S2000 HELX 彩色超声诊断仪，探头选择线阵探头9L4，频率为4～9 MHz，配备SWE及定量分析功能。超及导声垫（佛山市驷恩科技有限公司）是由固体明胶材料制作而成，形状为圆柱体，规格为90 mm（直径）×7 mm（厚），具备良好的透声性。

使用导声垫或厚耦合剂（厚度与导声垫相当，约7 mm）对正常兔睾丸进行常规超声（灰阶和多普勒超声）及SWE观察，将探头轻置于导声垫或厚耦合剂之上，不施压，取睾丸最大横切面，启动SWE，静置3 s 以上，待图像稳定后冻结，定量测量睾丸最大横切面中心区域SWV 值。在对睾丸进行SWE评估时，设定量程为0～5 m/s，弹性取样框至少包含单侧睾丸及阴囊壁组织，测量取样框大小统一，为机器默认。

上述超声观察均分别由一位初级超声医师（医师A，具有2 年常规超声及SWE 操作经验）、一位高级超声医师（医师B，具有10 年常规超声及SWE 操作经验）独立完成，定量测量睾丸最大横切面中心区域SWV 值，连续重复测量10 次［13］，存储图像。所有超声图像由另外两位经验丰富的超声医师（具有10 年超声诊断经验）进行分析，分歧由一致意见解决，记录SWV 值，分别计算不同观察者10 次测值的均值、标准差及四分位数间距/中位数。

3.统计学方法

用SPSS 18.0软件进行统计学分析，用Shapiro-Wilk 法对各组数据进行正态性检验，计量资料用均数±标准差或中位数（四分位数间距）表示，组间比较采用配对样本t检验，多组比较采用单因素方差分析。计数资料用频数（%）表示，组间比较采用Pearson 卡方检验。用组内相关系数（ICC）评价观察者间定量测量结果的一致性。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结果

1.正常兔睾丸常规超声观察

正常睾丸纵切面呈椭圆形，横切面呈类圆形，双侧对称，实质回声密集、均匀、中等强度，均无鞘膜积液。彩色多普勒显示睾丸内血流信号为星点状或条索状分布，脉冲多普勒显示睾丸内动脉呈低阻波形。

2.正常兔睾丸SWE观察及定量分析

使用导声垫进行正常兔睾丸SWE，睾丸中心区域呈稳定、较均匀的蓝色，其外周区域呈环状、较均匀的绿色，提示正常兔睾丸中心区域软、外周区域较硬（图1A）。而使用厚耦合剂进行正常兔睾丸SWE 时，耦合剂内容易夹杂气泡，离探头较近的区域容易由于压力引起硬度增加伪像，使得睾丸区域弹性图像颜色不均匀（图1B）。

图1 正常兔睾丸SWE图像。A：使用导声垫进行SWE；B：使用厚耦合剂进行SWE

使用导声垫连续重复测量正常兔睾丸最大横切面中心区域SWV 值10 次，其均数、标准差均小于厚耦合剂组［（1.67±0.16）m/s 比（2.46±0.20）m/s、（0.09±0.03）m/s 比（0.22±0.08）m/s］，差异均有统计学意义（t=26.617、12.965，均P＜0.001）。使用导声垫或厚耦合剂连续重复测量正常兔睾丸最大横切面中心区域SWV值10次，全部测值均符合四分位数间距/中位数≤30%［60/60（100.0%）］。使用导声垫连续重复测量正常兔睾丸最大横切面中心区域SWV值10次，以四分位数间距/中位数≤10%为标准，符合该标准的比例高于厚耦合剂组［80.0%（48/60）比23.3%（14/60）］，差异有统计学意义（χ2=38.576，P＜0.001）。

使用导声垫连续重复测量正常兔双侧睾丸最大横切面中心区域SWV 值10 次，分别比较1 次、3 次、5 次、10 次所测得SWV 值的均数［（1.71±0.20）m/s 比（1.69±0.19）m/s 比（1.68±0.17）m/s 比（1.67±0.16）m/s］，差异无统计学意义（F=0.627，P=0.598），见图2A。使用导声垫连续重复测量正常兔双侧睾丸最大横切面中心区域SWV 值3 次，左侧睾丸均值与右侧睾丸比较［（1.66±0.21）m/s 比（1.72±0.16）m/s］，差异无统计学意义（t=-1.658，P=0.108），见图2B。两位不同操作医师（医师A 与医师B）分别使用导声垫连续重复测量正常兔睾丸最大横切面中心区域SWV 值3 次，其一致性较好［ICC=0.823，95%置信区间 0.712～0.892，P＜0.001］。

图2 使用导声垫测量30只正常兔睾丸（60个）最大横切面中心区域SWV值比较。A：使用导声垫连续重复测量正常兔双侧睾丸最大横切面中心区域SWV值10次，分别比较1次、3次、5次、10次所测得SWV值的均值；B：使用导声垫连续重复测量正常兔双侧睾丸最大横切面中心区域SWV值3次，比较其左、右侧均值

讨论

由于睾丸位置表浅及超声仪器本身的机械噪声干扰，应用SWE 过程中，离探头较近的睾丸区域容易出现噪声或者由于压力引起的硬度增加伪像，导致测量误差。于航等［12］研究表明，使用导声垫测量正常甲状腺弹性均值与厚耦合剂差异无统计学意义，前者弹性标准差值更小，提示感兴趣区内杨氏模量值离散程度更小，测值更稳定。

本研究使用导声垫进行正常兔睾丸SWE，睾丸中心区域呈稳定、较均匀的蓝色，其外周区域呈环状、较均匀的绿色，提示正常兔睾丸中心区域软、外周区域较硬，这与其他研究报道正常睾丸在超声弹性成像上呈中心区域软、边缘区域相对较硬的结果一致［14-15］。然而，在临床实践中，使用厚耦合剂进行正常兔睾丸SWE 时，耦合剂内容易夹杂气泡，离探头较近的区域容易由于压力引起硬度增加伪像，使得睾丸区域弹性图像颜色不均匀。因此，我们可以合理地认为导声垫透声好，加之其能有效地分散来自探头的压力、减少压力伪像，可以有效提高图像质量。

目前，关于超声弹性成像质量评估尚无统一标准，在瞬时弹性成像中，一般认为四分位数间距/中位数≤30%为测值可靠，否则认为测值不可靠［16-17］。本研究分别使用导声垫和厚耦合剂进行兔正常睾丸SWE，定量测量睾丸最大横切面中心区域SWV 值，连续重复测量10 次，全部测值均符合四分位数间距/中位数≤30%，即可以认为两种方式辅助测值都是可靠的。另外，参照相关文献，进一步设定四分位数间距/中位数≤10%为标准［18］。这一标准要求10次测值的变异度更小，结果显示导声垫组符合该标准的比例高于厚耦合剂组，差异有统计学意义（P＜0.05）。由此可见，使用导声垫辅助测量正常睾丸SWV 值，测值变异度更小，测值更稳定。

分别使用导声垫和厚耦合剂进行兔正常睾丸SWE，定量测量睾丸最大横切面中心区域SWV 值，连续重复测量10 次，计算其均值和标准差，用标准差评估测值的离散程度，标准差越大，说明测值波动越大，测值的稳定性越差。本研究结果显示，导声垫组均数、标准差均小于厚耦合剂组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。这进一步说明，使用导声垫辅助测量正常睾丸SWV 值，测值更稳定。值得注意的是，使用导声垫辅助测值小于填涂厚耦合剂测值，意味着后续研究如果使用导声垫辅助评价干预前后测值或进行追踪随访比较等，应统一使用导声垫，测值才具有可比性。造成导声垫组测值偏小的原因，可能与以下因素有关：使用导声垫辅助进行正常睾丸SWE，可以更大程度地分散来自探头的压力，减少压力伪像；厚耦合剂容易夹杂气泡。上述两方面因素使得导声垫组SWE更均匀，测值更稳定。

以往研究认为，在SWV测值过程中，连续3次测值取其平均值具有较好的代表性［19-20］。本研究使用导声垫连续重复测量正常兔双侧睾丸最大横切面中心区域SWV值10次，分别比较1 次、3 次、5 次、10 次所测得SWV 值的均值，其差异无统计学意义，这与Huang 等［21］研究结果一致。所以，后续研究若采用导声垫辅助成像，SWV 测值仍可沿用文献报道中连续3 次测值取平均值的方法。另外，使用导声垫辅助连续重复测量正常兔双侧睾丸最大横切面中心区域SWV值3 次，左侧睾丸均值与右侧睾丸的差异无统计学意义，这与Trottmann 等［15］研究结果一致。两位不同操作医师分别使用导声垫连续重复测量正常兔睾丸最大横切面中心区域SWV 值3次，其一致性较好。所以，初级医师经过严格培训后使用导声垫规范进行正常睾丸SWE，其测值可重复性较好，具有可比性。

综上，使用导声垫辅助进行正常睾丸SWE 可以有效地提高图像质量，测值更稳定且具有较好的可重复性。本研究尚存不足，因仅使用7 mm厚度的导声垫进行研究，未来还需进行不同厚度导声垫对成像质量及SWV测值影响的探究。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明林云勇：研究设计与实施、数据采集与分析、文章撰写、统计分析；卢文洁：研究实施、数据采集、文章修改、统计分析；欧阳良艳：数据采集、文章修改；李晋、毛林：数据分析、文章修改；陈菲、邱少东：研究设计、对文章的知识性内容作批评性审阅