超聲及超聲彈性成像在兒童睪丸疾病中的應用進展

郭峻梅，高虹，易欣，李雪嬌，左瓊，韓文彬，高鵬，藥晗

(昆明醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院超聲科，昆明 650228)

睪丸是男性性特征的標志，也是孕育下一代最重要的器官之一。睪丸是非常脆弱的器官，稍有不慎，極易發(fā)生病變，常見的睪丸病變包括睪丸炎、附睪炎以及精索靜脈曲張等。兒童一旦發(fā)生睪丸病變，將嚴重影響其生長發(fā)育和生活質量。因此，提高兒童睪丸疾病的早期診斷顯得尤為重要。隨著現(xiàn)代超聲儀器及應用軟件的不斷更新升級，傳統(tǒng)二維超聲、彩色多普勒超聲技術在兒童睪丸疾病的診斷和治療方面得到了廣泛應用。超聲彈性成像(ultrasonic elastography，UE)是近年發(fā)展起來的新型超聲診斷技術，不僅可以發(fā)現(xiàn)和確定病變位置，還有助于鑒別病變性質。UE技術拓展了超聲診斷范圍，越來越多的學者研究UE在兒童睪丸疾病中的相關作用。UE的概念于1991年首次由Ophir等[1]提出，其原理是通過收集被檢組織受壓前后反射的射頻信號，借助相關的體外方法進一步確定組織性質，同時分析信號之間的硬度差異，以傳統(tǒng)超聲成像為基礎，反映出病變大小及內部結構，獲得組織的硬度信息，并對某些組織病變做出推斷。UE是繼A型、B型、D型和M型之后的E型超聲模式[2]。UE包括靜態(tài)應變彈性成像、聲輻射應力彈性成像和剪切波彈性成像[3]?，F(xiàn)就UE技術在兒童睪丸疾病中的應用進展予以綜述。

1 超聲和UE

超聲因可以發(fā)現(xiàn)大量臨床門診陰性或X線檢查陰性的微小病變，且具有實時顯示、對人體無害、操作簡單、重復性好以及價格低等優(yōu)勢深受臨床歡迎，已成為心臟、血管、睪丸、乳腺、肝臟等機體部位最常用的一種檢查技術。超聲是利用超聲波經物體反射后會產生變化，且該變化與物體的形狀特性有關(如液性結構一般為無回聲暗區(qū)、實質性結構為回聲強弱不等)，進而根據(jù)反射波來確定物體的外形。超聲成像模型一般分為A型、B型、C型、D型和E型5種。其中，睪丸超聲主要包括B型和E型兩種，B型(灰階超聲)的特點是分辨率高、二維斷面圖像和實時顯示，可以發(fā)現(xiàn)大量臨床門診陰性或X線檢查陰性的微小病變，以病理為金標準，睪丸癌診斷率較高，但B型超聲易受到氣體彈性系數(shù)的影響，對惡性腫瘤組織和良性腫瘤圖像顯示模糊不清，鑒別效果較差[4]。E型(彈性成像)是根據(jù)不同組織間彈性系數(shù)不同以及在受到外部壓力后組織變形程度不同，將其轉化為彩色圖像信號，提供組織硬度信息的成像，彌補了常規(guī)超聲的不足，可更生動地顯示和定位病變[5]。

UE的分類主要包括靜態(tài)應變成像、聲輻射力脈沖應變成像和剪切波成像技術等。靜態(tài)應變成像是利用準靜態(tài)(如手動/探頭壓迫或心血管/呼吸運動)誘發(fā)組織形變/應變，然后通過測量組織形變/應變程度進行成像，顯示感興趣區(qū)內應變的分布，應變是組織硬度的相對指標，會隨施壓的變化而改變[3]。根據(jù)不同的壓力方法，UE可分為輔助應變彈性成像和聲學應變彈性成像。聲輻射力脈沖應變成像包括聲觸診彈性成像和聲觸診量化彈性成像，UE的特點是無需手動壓縮，借助相應設備發(fā)出低頻脈沖，收集相應病變組織中產生的剪切波信號，最后通過聲觸診彈性成像生成的圖像形式和聲觸診量化彈性成像生成的數(shù)字綜合評估組織的硬度[6-7]。剪切波成像技術在臨床應用中主要包括瞬態(tài)彈性成像、單點剪切波成像和多維剪切波彈性成像(shear-wave elastography，SWE)。單點剪切波成像和動態(tài)二維實時SWE主要經探頭發(fā)出聚焦推力脈沖，如所測組織發(fā)生縱向變形，可以測量出橫向傳播的剪切波，最后經彈性模量的彩色編碼圖反映出組織的絕對硬度，組織硬度與傳播速度成正比[8-9]。二維SWE可以實時測定病變中心與周圍不同區(qū)域的彈性值，間接地反映組織不同的病理狀態(tài)，為臨床鑒別診斷提供依據(jù)。SWE技術降低了聚焦超聲的能量，并基于傳統(tǒng)的二維圖像形成彈性圖像，以不同的顏色來識別感興趣區(qū)域中彈性模量的分布狀態(tài)，定量地檢測特定區(qū)域中的彈性模量；與靜態(tài)/準靜態(tài)UE相比，剪切波彈性成像的優(yōu)勢在于可重復性好、較為客觀，測量出的楊氏模量可反映所測區(qū)域的硬度信息，楊氏模量值越大，組織越硬[10]。

2 兒童睪丸疾病常規(guī)超聲診斷

2.1兒童睪丸腫瘤的超聲特點 睪丸腫瘤在兒童中發(fā)病較為少見，發(fā)病率為1%～2%[11]。兒童睪丸和(或)附睪腫瘤以無痛性陰囊腫塊為主要臨床表現(xiàn)，腫瘤生長緩慢且硬實[12]。常規(guī)超聲能檢查到睪丸腫瘤的大小、回聲性質、是否伴鈣化以及彩色血流情況等。國外指南提出將超聲作為睪丸腫瘤首選的輔助檢查[13]，超聲對睪丸腫瘤的靈敏度可達96.6%[14]。在兒童出生后及青少年期，睪丸腫瘤發(fā)病率將出現(xiàn)兩個高峰[15]。惡性腫瘤在0～4歲兒童中常見，良性腫瘤在5～12歲兒童中常見[16]。嬰幼兒睪丸腫瘤主要為生殖細胞腫瘤、卵黃囊腫瘤和畸胎瘤[17]。其中，卵黃囊腫瘤超聲檢查時可見睪丸內中等回聲實性較均勻的包塊，或中心區(qū)域略微不規(guī)則的低回聲區(qū)域，偶見單個或多個小囊性壞死區(qū)域；睪丸內多為實性較均勻的腫塊，呈中等回聲，或腫塊中心可見不規(guī)則稍低回聲，亦偶見單發(fā)或多發(fā)的小囊性變壞死區(qū)；睪丸血供豐富，患側存正常組織內血流信號相對患側顯著增多；畸胎瘤超聲檢查見腫塊回聲呈混雜不均，可為囊性、實性和(或)鈣化任意組成的回聲腫塊，不規(guī)則鈣化是畸胎瘤特征之一[18]。另外，淋巴瘤和白血病也可累及睪丸，睪丸表現(xiàn)為彌漫均勻性增大，實質內回聲減低，或呈現(xiàn)出低回聲或混合回聲，但兩者又略有區(qū)別：白血病者的睪丸實質內病灶回聲大多粗糙尚均勻，附睪呈結節(jié)狀或團塊狀腫大，實質回聲粗糙不均；淋巴瘤者的睪丸實質表現(xiàn)為低回聲，接近無回聲，睪丸旁組織受到腫瘤浸潤，與腫瘤融合低回聲團塊；神經母細胞瘤睪丸轉移較罕見，其超聲特征為在睪丸實質內可見邊界清楚低回聲腫塊，或表現(xiàn)為陰囊內腫塊，累及睪丸實質[19]。隱睪腫瘤在臨床上極為罕見，是睪丸腫瘤的特殊類型；腫塊位于腹股溝區(qū)，但該側無睪丸組織則不難提示隱睪腫瘤[20]。

2.2兒童睪丸、附睪炎的超聲特點 急性附睪炎和睪丸炎是陰囊疾病中常見的炎癥性疾病，通常繼發(fā)于尿路感染。急性附睪炎在嬰幼兒中較少見，隨著年齡的增長，發(fā)病率逐漸增加[14]。大多數(shù)兒童的附睪和睪丸炎發(fā)生在6～12歲，伴有全身感染、外傷和先天性解剖異常，超聲可見患側的附睪頭腫大或附睪尾及附睪體部腫大，不均勻回聲，血流供應豐富；當病變累及睪丸致其腫大時，睪丸實質回聲不均，鞘膜及被膜可增厚，鞘膜腔內有少量液體[19]。

2.3兒童睪丸微石癥的超聲特點 睪丸微小結石(testicular microlithiasis，TM)是一種良性病變，體檢或偶然通過超聲檢查發(fā)現(xiàn)[21]，臨床上無癥狀。TM是由分布在睪丸曲細精管中的鈣化灶形成的病變，鈣化灶直徑多小于3 mm[22]。TM的病因尚不清楚，與其相關的包括局部損害、遺傳、感染及環(huán)境因素等，TM常伴發(fā)男性不育、隱睪癥、睪丸腫瘤、睪丸附睪炎、睪丸或睪丸附件扭轉以及睪丸鞘膜積液等[23]。1970年，Priebe和Garret[24]首次報道了TM的發(fā)現(xiàn)。Doherty等[25]描述了TM二維超聲的聲像圖特征。TM可分為兩型：①經典型，又可細分為3個亞級，Ⅰ級為睪丸組織每個切面可見微石數(shù)5～10個；Ⅱ級為睪丸組織每個切面可見微石數(shù)11～20個；Ⅲ級為睪丸組織每個切面可見微石數(shù)20～100個。②充滿型：睪丸組織表現(xiàn)為每個切面微石數(shù)>100或微石面積占睪丸面積的80%以上[26]。牛之彬等[22]在研究兒童TM病因時發(fā)現(xiàn)并無明顯的致病因素，超聲波表現(xiàn)呈多樣性，微石可雙側或單側存在，且呈均勻彌散分布或者局限散在分布，最終得出，兒童TM在青春期前很少發(fā)生睪丸腫瘤。

2.4兒童睪丸扭轉的超聲特點 睪丸扭轉也稱為精索扭轉，是泌尿外科疾病中的急癥。據(jù)國外文獻報道，睪丸扭轉占陰囊急診的35%～40%[27]，由睪丸和精索本身的異常解剖結構或活動引起。睪丸扭轉可導致睪丸急性缺血和壞死[28]。新生兒期和青春期前是睪丸扭轉發(fā)病高峰期，大多數(shù)睪丸扭轉發(fā)生在單側，且左側較右側略多，約2%為雙側睪丸扭轉[14]。睪丸扭轉若在5 h內臨床復位，獲救率為83%；若在10 h內臨床復位，獲救率為70%；10 h以上臨床復位者，獲救率為20%[19]。高頻彩色多普勒超聲作為睪丸扭轉的首選輔助檢查，可及早為臨床醫(yī)師明確診斷，為急診手術復位贏得寶貴時間。超聲以睪丸的形態(tài)大小、所處位置、軸向變化、實質回聲以及有無彩色血流信號等作為主要診斷依據(jù)，早期表現(xiàn)為靜脈血流阻斷，但動脈仍有血流灌注，睪丸實質內尚能探及彩色血流信號；中期表現(xiàn)為血管完全阻塞，睪丸實質內無彩色血流信號；晚期被膜處可有血管增生及新生血管形成，但不能滿足睪丸實質血供，因此可出現(xiàn)睪丸組織壞死[29]。隱睪癥并睪丸扭轉是一種特殊類型的睪丸扭轉，臨床多見患側腹股溝區(qū)疼痛、腫塊，聲像圖顯示同側陰囊空虛，腹股溝區(qū)探及實質腫塊，或者隱睪睪丸實質內無血流信號、周圍組織充血水腫[30]。

2.5兒童睪丸隱睪的超聲特點 隱睪癥是指兒童的先天性陰囊內無睪丸，包括睪丸功能不全、滑動睪丸、睪丸收縮、睪丸移位和睪丸缺陷[31]。在胚胎時期，睪丸位于腰部的腹膜外并隨胚胎發(fā)育逐漸下降到陰囊內，由于某種原因阻礙睪丸下降，致使睪丸停留在腹腔內或腹股溝區(qū)而形成隱睪。在早產兒中，隱睪發(fā)病率約為30%，新生兒的發(fā)病率為3.4%～5.8%，1歲左右幼兒的發(fā)病率約為0.66%[32]。隱睪發(fā)病率可隨生長發(fā)育而逐漸降低，在出生后睪丸仍可繼續(xù)下降，但6個月齡后繼續(xù)下降的概率顯著降低[14]。70%的隱睪癥睪丸位于腹股溝，20%隱睪癥睪丸位于腹膜后，5%隱睪癥睪丸位于陰囊或其他罕見部位上方，大部分單側隱睪癥出現(xiàn)在右側[33]。二維超聲檢查顯示，在腹股溝區(qū)或腹腔內探及睪丸組織回聲，必要時應注意與腸管鑒別[19]。隱睪癥主要以手術治療為主，超聲對隱睪的診斷及定位以及臨床手術方案制定，特別是臨床醫(yī)師難以觸及的隱睪癥的手術治療，均具有重要的指導意義。

3 UE在兒童附睪和睪丸疾病診斷及治療中的應用

3.1正常睪丸的UE 臨床醫(yī)師在對睪丸的觸診中可獲得睪丸硬度，多依賴于主觀感覺和臨床經驗，睪丸位置淺表，易漏診及誤診。UE提供了一種確定睪丸組織相對硬度的新方法。邱少東等[34]通過總結聲像圖特征發(fā)現(xiàn)，在睪丸實質周邊可見紅色周邊帶，邊緣區(qū)域則以藍色為主，實質中心區(qū)域以綠色為主；中心區(qū)域綠色可能與睪丸實質中等彈性有關，而邊緣藍色與睪丸實質靠近鞘膜張力增加有關。

3.2兒童睪丸腫瘤的UE UE是評估病變剛度的客觀方法，它可以用于評估選定感興趣區(qū)域中不同組織的相對硬度。通常情況下，惡性病變的質地較良性病變更硬，因此UE是一種新型的可用于判斷睪丸病變良、惡性的超聲技術[35]。丁高峰和張盛敏[36]對41例(2～76歲)睪丸腫塊患者進行UE檢查，依據(jù)睪丸病變區(qū)的顏色將UE分為Ⅰ～Ⅴ級，Ⅰ、Ⅱ級為良性腫物可能性大，Ⅲ～Ⅴ級為惡性腫物的可能性較大，其中，惡性腫物的彈性分級大部分在Ⅲ級及以上，并將UE分級≥Ⅲ級作為診斷睪丸惡性病變最佳cut-off值。郭良云等[37]采用UE 5分法對53例61個睪丸結節(jié)進行評價及與病理對照分析，最后得出，惡性腫瘤彈性差、硬度大，良性腫瘤彈性好、質地軟；同時認為UE對睪丸病變硬度評價的評分尚不統(tǒng)一完善，主觀性較大，而UE應變率比值法可反映睪丸及周邊組織的硬度差異，能較為客觀地判斷病灶硬度，其鑒定睪丸良、惡性結節(jié)的準確度、靈敏度和特異度分別為86.9%、84.2%和91.3%，為睪丸結節(jié)良、惡性的診斷提供了新的依據(jù)。

3.3兒童附睪、睪丸炎的UE 急性附睪睪丸炎是泌尿外科的常見病，多發(fā)于青壯年。應用SWE技術對睪丸進行彈性測量，可評價睪丸炎的治療效果，指導臨床醫(yī)師治療。黃崑等[38]通過觀察急性睪丸炎患者的二維SWE，結果發(fā)現(xiàn)，于治療前及治療后的第1、3和6個月測得的睪丸彈性模量值分別為(73.70±2.56) kPa、(69.02±1.43) kPa、(34.54±1.87) kPa和(17.75±1.07) kPa，兩組治療前和治療后1個月的睪丸彈性模量值比較差異無統(tǒng)計學意義，提示睪丸組織硬度逐漸減小、變軟至恢復正常，反映了睪丸炎發(fā)生、發(fā)展及恢復的過程。

邱少東等[39]應用UE觀察常規(guī)抗感染治療的急性附睪炎患者2周后附睪的硬度，結果表明，睪丸實質和附睪尾部腫塊的應變率比值由(8.87±2.16)變?yōu)?1.24±0.11)；隨著炎癥的控制，附睪逐漸軟化，抗感染治療后與初診時附睪清道夫受體的差異有統(tǒng)計學意義；UE檢查發(fā)現(xiàn)臨床癥狀消失，治愈2周后，少數(shù)患者伴有附睪尾部腫塊，硬度與睪丸實質相似，應警惕急性變慢性附睪炎；同時，接受臨床治療的附睪炎患者睪丸與正常睪丸UE相似，可見紅色的外圍區(qū)域，邊緣區(qū)域以藍色為主，中心區(qū)域以綠色為主。

3.4TM患兒的UE 邱少東等[40]通過分析10例TM患兒及50例健康對照者在睪丸組織硬度、均勻程度及UE聲像圖表現(xiàn)方面的差異，結果發(fā)現(xiàn)，兩組UE均表現(xiàn)為紅色周邊帶、藍色邊緣區(qū)域和綠色中心區(qū)域；同時，睪丸中的微小鈣化呈現(xiàn)出點狀強回聲，而非點狀藍色回聲；由此推測，可能是由于體積過小的鈣化灶致使現(xiàn)有的UE技術尚無法準確獲取其硬度信息，此外，鈣化灶在受外力后所發(fā)生的彈性形變能力顯著小于睪丸實質，現(xiàn)有的UE技術尚不能對這類微小形變進行準確編碼。因此，UE在定量分析TM患者微小病變的硬度方面存在一定的局限性。但SWE檢查能明確TM的分級，為TM患兒遠期隨訪、客觀評價轉歸提供重要參考價值。

3.5兒童睪丸扭轉的UE 睪丸扭轉是兒童睪丸疾病中最緊急的一種，占全部睪丸疾病的35%～40%[40]。隨著超聲技術的發(fā)展，SWE技術因簡單、快捷已成為診斷睪丸扭轉的首選輔助技術。張?zhí)炝x等[41]利用SWE技術對68例睪丸扭轉患者(睪丸扭轉后壞死組40例、睪丸扭轉術后復活組28例)進行觀察，結果發(fā)現(xiàn)，睪丸扭轉后壞死組的睪丸模量值顯著高于睪丸扭轉后復活組。由于睪丸對缺血非常敏感，因此早期睪丸扭轉可并發(fā)血供障礙，其硬度增加、質地變硬，若能及時臨床復位，可有效改善血供，使其硬度變小甚至恢復到大致正常范圍內。因此，SWE技術不僅可為急性睪丸扭轉患者診斷及治療方式的選擇提供依據(jù)，還可對術后睪丸功能的恢復狀況進行有效評估。

4 小 結

UE技術可對睪丸病變進行準確評價，特別是睪丸腫瘤良、惡性診斷方面，同時，還可以顯示和量化組織彈性。通過睪丸、附睪組織彈性硬度值的改變，不僅可為臨床醫(yī)師做出診斷提供依據(jù)，而且可顯著減少臨床醫(yī)療誤診率，提高治療效果。然而，UE技術還存在一些不足，如操作者的主觀性大，睪丸包膜會引起多重反射，而反射信號在睪丸包膜周邊疊加可產生較硬的偽像[33]。因此，隨著UE儀器的不斷升級更新，操作者能夠不斷積累經驗，結合傳統(tǒng)二維超聲，更好地拓寬兒童陰囊內疾病的診治、鑒別診斷途徑。因此，UE具有廣闊的發(fā)展前景。