導(dǎo)聲墊在兔睪丸剪切波彈性成像中的應(yīng)用價值

林云勇 盧文潔 歐陽良艷 李晉 毛林 陳菲 邱少東

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲科，廣州 510260

1991 年，Ophir 等［1］根據(jù)不同組織間的彈性模量比聲特性阻抗差大幾個數(shù)量級的原理，首次提出了超聲彈性成像的概念。近年來，超聲彈性成像技術(shù)受到廣泛關(guān)注，發(fā)展迅速［2-9］。剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）作為超聲彈性成像技術(shù)之一，可以獲得組織局部剪切波速度（shear wave velocity，SWV）的平均值，用于反映組織硬度［10］。盡管如此，由于睪丸位置表淺及超聲儀器本身的機(jī)械噪聲干擾，應(yīng)用SWE 過程中，離探頭較近的睪丸區(qū)域容易出現(xiàn)噪聲或壓力引起的硬度增加偽像均會導(dǎo)致測量誤差。據(jù)報道，填涂厚耦合劑能夠有助于分散來自探頭的壓力，減少壓力偽像［11］。但實(shí)際操作過程中，由于探頭壓力，耦合劑厚度難以維持，加之厚耦合劑容易夾雜氣泡，同樣會影響圖像質(zhì)量。導(dǎo)聲墊是一種固體明膠材料，厚度約7 mm，具備良好的透聲性。于航等［12］研究表明，使用導(dǎo)聲墊測量正常甲狀腺彈性均值與厚耦合劑差異無統(tǒng)計學(xué)意義，前者彈性標(biāo)準(zhǔn)差值更小，提示感興趣區(qū)內(nèi)楊氏模量值離散程度更小。本研究擬通過比較使用導(dǎo)聲墊和厚耦合劑輔助測量正常兔睪丸SWV 值，探究導(dǎo)聲墊在睪丸剪切波彈性成像中的應(yīng)用價值。

資料與方法

1.實(shí)驗(yàn)動物

2020 年9 月至2021 年4 月期間，選取健康成年雄性新西蘭大白兔30 只，共計60 個睪丸，兔齡5～6 個月，體質(zhì)量（2.52±0.18）kg，由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供［合格證號：44411600010573；許可證號：SCXK（粵）2019-0035］。實(shí)驗(yàn)兔單籠飼養(yǎng)，飼養(yǎng)溫度為22～29℃，相對濕度保持在40%～70%，采光時間為12 h照明與12 h黑暗交替循環(huán)。實(shí)驗(yàn)兔均自由飲食，實(shí)驗(yàn)期間保持飼養(yǎng)室內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，盡量避免實(shí)驗(yàn)受其他因素干擾。實(shí)驗(yàn)操作均符合動物倫理學(xué)要求，經(jīng)廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批通過（2013043）。

2.儀器與方法

采用西門子ACUSON S2000 HELX 彩色超聲診斷儀，探頭選擇線陣探頭9L4，頻率為4～9 MHz，配備SWE及定量分析功能。超及導(dǎo)聲墊（佛山市駟恩科技有限公司）是由固體明膠材料制作而成，形狀為圓柱體，規(guī)格為90 mm（直徑）×7 mm（厚），具備良好的透聲性。

使用導(dǎo)聲墊或厚耦合劑（厚度與導(dǎo)聲墊相當(dāng)，約7 mm）對正常兔睪丸進(jìn)行常規(guī)超聲（灰階和多普勒超聲）及SWE觀察，將探頭輕置于導(dǎo)聲墊或厚耦合劑之上，不施壓，取睪丸最大橫切面，啟動SWE，靜置3 s 以上，待圖像穩(wěn)定后凍結(jié)，定量測量睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值。在對睪丸進(jìn)行SWE評估時，設(shè)定量程為0～5 m/s，彈性取樣框至少包含單側(cè)睪丸及陰囊壁組織，測量取樣框大小統(tǒng)一，為機(jī)器默認(rèn)。

上述超聲觀察均分別由一位初級超聲醫(yī)師（醫(yī)師A，具有2 年常規(guī)超聲及SWE 操作經(jīng)驗(yàn)）、一位高級超聲醫(yī)師（醫(yī)師B，具有10 年常規(guī)超聲及SWE 操作經(jīng)驗(yàn)）獨(dú)立完成，定量測量睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值，連續(xù)重復(fù)測量10 次［13］，存儲圖像。所有超聲圖像由另外兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲醫(yī)師（具有10 年超聲診斷經(jīng)驗(yàn)）進(jìn)行分析，分歧由一致意見解決，記錄SWV 值，分別計算不同觀察者10 次測值的均值、標(biāo)準(zhǔn)差及四分位數(shù)間距/中位數(shù)。

3.統(tǒng)計學(xué)方法

用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，用Shapiro-Wilk 法對各組數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差或中位數(shù)（四分位數(shù)間距）表示，組間比較采用配對樣本t檢驗(yàn)，多組比較采用單因素方差分析。計數(shù)資料用頻數(shù)（%）表示，組間比較采用Pearson 卡方檢驗(yàn)。用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）評價觀察者間定量測量結(jié)果的一致性。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

1.正常兔睪丸常規(guī)超聲觀察

正常睪丸縱切面呈橢圓形，橫切面呈類圓形，雙側(cè)對稱，實(shí)質(zhì)回聲密集、均勻、中等強(qiáng)度，均無鞘膜積液。彩色多普勒顯示睪丸內(nèi)血流信號為星點(diǎn)狀或條索狀分布，脈沖多普勒顯示睪丸內(nèi)動脈呈低阻波形。

2.正常兔睪丸SWE觀察及定量分析

使用導(dǎo)聲墊進(jìn)行正常兔睪丸SWE，睪丸中心區(qū)域呈穩(wěn)定、較均勻的藍(lán)色，其外周區(qū)域呈環(huán)狀、較均勻的綠色，提示正常兔睪丸中心區(qū)域軟、外周區(qū)域較硬（圖1A）。而使用厚耦合劑進(jìn)行正常兔睪丸SWE 時，耦合劑內(nèi)容易夾雜氣泡，離探頭較近的區(qū)域容易由于壓力引起硬度增加偽像，使得睪丸區(qū)域彈性圖像顏色不均勻（圖1B）。

圖1 正常兔睪丸SWE圖像。A：使用導(dǎo)聲墊進(jìn)行SWE；B：使用厚耦合劑進(jìn)行SWE

使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值10 次，其均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差均小于厚耦合劑組［（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］，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（t=26.617、12.965，均P＜0.001）。使用導(dǎo)聲墊或厚耦合劑連續(xù)重復(fù)測量正常兔睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV值10次，全部測值均符合四分位數(shù)間距/中位數(shù)≤30%［60/60（100.0%）］。使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV值10次，以四分位數(shù)間距/中位數(shù)≤10%為標(biāo)準(zhǔn)，符合該標(biāo)準(zhǔn)的比例高于厚耦合劑組［80.0%（48/60）比23.3%（14/60）］，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=38.576，P＜0.001）。

使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔雙側(cè)睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值10 次，分別比較1 次、3 次、5 次、10 次所測得SWV 值的均數(shù)［（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］，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（F=0.627，P=0.598），見圖2A。使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔雙側(cè)睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值3 次，左側(cè)睪丸均值與右側(cè)睪丸比較［（1.66±0.21）m/s 比（1.72±0.16）m/s］，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=-1.658，P=0.108），見圖2B。兩位不同操作醫(yī)師（醫(yī)師A 與醫(yī)師B）分別使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值3 次，其一致性較好［ICC=0.823，95%置信區(qū)間 0.712～0.892，P＜0.001］。

圖2 使用導(dǎo)聲墊測量30只正常兔睪丸（60個）最大橫切面中心區(qū)域SWV值比較。A：使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔雙側(cè)睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV值10次，分別比較1次、3次、5次、10次所測得SWV值的均值；B：使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔雙側(cè)睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV值3次，比較其左、右側(cè)均值

討論

由于睪丸位置表淺及超聲儀器本身的機(jī)械噪聲干擾，應(yīng)用SWE 過程中，離探頭較近的睪丸區(qū)域容易出現(xiàn)噪聲或者由于壓力引起的硬度增加偽像，導(dǎo)致測量誤差。于航等［12］研究表明，使用導(dǎo)聲墊測量正常甲狀腺彈性均值與厚耦合劑差異無統(tǒng)計學(xué)意義，前者彈性標(biāo)準(zhǔn)差值更小，提示感興趣區(qū)內(nèi)楊氏模量值離散程度更小，測值更穩(wěn)定。

本研究使用導(dǎo)聲墊進(jìn)行正常兔睪丸SWE，睪丸中心區(qū)域呈穩(wěn)定、較均勻的藍(lán)色，其外周區(qū)域呈環(huán)狀、較均勻的綠色，提示正常兔睪丸中心區(qū)域軟、外周區(qū)域較硬，這與其他研究報道正常睪丸在超聲彈性成像上呈中心區(qū)域軟、邊緣區(qū)域相對較硬的結(jié)果一致［14-15］。然而，在臨床實(shí)踐中，使用厚耦合劑進(jìn)行正常兔睪丸SWE 時，耦合劑內(nèi)容易夾雜氣泡，離探頭較近的區(qū)域容易由于壓力引起硬度增加偽像，使得睪丸區(qū)域彈性圖像顏色不均勻。因此，我們可以合理地認(rèn)為導(dǎo)聲墊透聲好，加之其能有效地分散來自探頭的壓力、減少壓力偽像，可以有效提高圖像質(zhì)量。

目前，關(guān)于超聲彈性成像質(zhì)量評估尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在瞬時彈性成像中，一般認(rèn)為四分位數(shù)間距/中位數(shù)≤30%為測值可靠，否則認(rèn)為測值不可靠［16-17］。本研究分別使用導(dǎo)聲墊和厚耦合劑進(jìn)行兔正常睪丸SWE，定量測量睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值，連續(xù)重復(fù)測量10 次，全部測值均符合四分位數(shù)間距/中位數(shù)≤30%，即可以認(rèn)為兩種方式輔助測值都是可靠的。另外，參照相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)一步設(shè)定四分位數(shù)間距/中位數(shù)≤10%為標(biāo)準(zhǔn)［18］。這一標(biāo)準(zhǔn)要求10次測值的變異度更小，結(jié)果顯示導(dǎo)聲墊組符合該標(biāo)準(zhǔn)的比例高于厚耦合劑組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。由此可見，使用導(dǎo)聲墊輔助測量正常睪丸SWV 值，測值變異度更小，測值更穩(wěn)定。

分別使用導(dǎo)聲墊和厚耦合劑進(jìn)行兔正常睪丸SWE，定量測量睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值，連續(xù)重復(fù)測量10 次，計算其均值和標(biāo)準(zhǔn)差，用標(biāo)準(zhǔn)差評估測值的離散程度，標(biāo)準(zhǔn)差越大，說明測值波動越大，測值的穩(wěn)定性越差。本研究結(jié)果顯示，導(dǎo)聲墊組均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差均小于厚耦合劑組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。這進(jìn)一步說明，使用導(dǎo)聲墊輔助測量正常睪丸SWV 值，測值更穩(wěn)定。值得注意的是，使用導(dǎo)聲墊輔助測值小于填涂厚耦合劑測值，意味著后續(xù)研究如果使用導(dǎo)聲墊輔助評價干預(yù)前后測值或進(jìn)行追蹤隨訪比較等，應(yīng)統(tǒng)一使用導(dǎo)聲墊，測值才具有可比性。造成導(dǎo)聲墊組測值偏小的原因，可能與以下因素有關(guān)：使用導(dǎo)聲墊輔助進(jìn)行正常睪丸SWE，可以更大程度地分散來自探頭的壓力，減少壓力偽像；厚耦合劑容易夾雜氣泡。上述兩方面因素使得導(dǎo)聲墊組SWE更均勻，測值更穩(wěn)定。

以往研究認(rèn)為，在SWV測值過程中，連續(xù)3次測值取其平均值具有較好的代表性［19-20］。本研究使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔雙側(cè)睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV值10次，分別比較1 次、3 次、5 次、10 次所測得SWV 值的均值，其差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這與Huang 等［21］研究結(jié)果一致。所以，后續(xù)研究若采用導(dǎo)聲墊輔助成像，SWV 測值仍可沿用文獻(xiàn)報道中連續(xù)3 次測值取平均值的方法。另外，使用導(dǎo)聲墊輔助連續(xù)重復(fù)測量正常兔雙側(cè)睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV值3 次，左側(cè)睪丸均值與右側(cè)睪丸的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這與Trottmann 等［15］研究結(jié)果一致。兩位不同操作醫(yī)師分別使用導(dǎo)聲墊連續(xù)重復(fù)測量正常兔睪丸最大橫切面中心區(qū)域SWV 值3次，其一致性較好。所以，初級醫(yī)師經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)后使用導(dǎo)聲墊規(guī)范進(jìn)行正常睪丸SWE，其測值可重復(fù)性較好，具有可比性。

綜上，使用導(dǎo)聲墊輔助進(jìn)行正常睪丸SWE 可以有效地提高圖像質(zhì)量，測值更穩(wěn)定且具有較好的可重復(fù)性。本研究尚存不足，因僅使用7 mm厚度的導(dǎo)聲墊進(jìn)行研究，未來還需進(jìn)行不同厚度導(dǎo)聲墊對成像質(zhì)量及SWV測值影響的探究。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明林云勇：研究設(shè)計與實(shí)施、數(shù)據(jù)采集與分析、文章撰寫、統(tǒng)計分析；盧文潔：研究實(shí)施、數(shù)據(jù)采集、文章修改、統(tǒng)計分析；歐陽良艷：數(shù)據(jù)采集、文章修改；李晉、毛林：數(shù)據(jù)分析、文章修改；陳菲、邱少東：研究設(shè)計、對文章的知識性內(nèi)容作批評性審閱