在实验大鼠模型中使用超声估计睾丸扭转的发生时间

ZOY

目的
我们的目的是记录睾丸扭转后大鼠模型睾丸超声和组织学变化的开始时间。

方法

将 25 只 Sprague-Dawley 大鼠分为四组。所有动物均接受术前多普勒超声检查。第 1 组、第 2 组和第 3 组分别接受了持续 72、24 和 6 小时的睾丸单侧手术扭转。第 4 组进行了假手术。术后 6、24、48 和 72 小时对动物进行多普勒超声检查。在每组指定的最后时间点进行组织学检查。

结果

扭转后，随着时间的推移，附睾头部增大和精索增厚。基于超声尺寸，附睾体积的比率在扭转后随时间增加（p = 0.002）。与对照睾丸相比，扭转睾丸在 6 小时时平均增重 0.27 克，但在 72 小时时平均减重 0.22 克（P=0.006）。扭转后 6 小时即注意到睾丸回声纹理的变化，但此后没有一致的回声纹理变化模式。组织学上，扭转后 6 小时可见活的小管，而在 72 小时发现广泛的出血性坏死。

结论

在评估睾丸扭转时，多普勒超声上附睾的扩大率和精索的增厚可能有助于确定立即手术的紧迫性。睾丸回声的变化可能不是发病时间的可靠指标。

介绍

睾丸扭转是儿童和年轻人中最常见的泌尿外科急症，18 岁以下的患者尤其容易发生睾丸丢失，因为阴囊疼痛发作后医学评估的中位延迟为 20 小时。在这些患者中，报告的阴囊疼痛发作时间已被用作确定是否需要立即手术和睾丸抢救预后的一个因素。早在睾丸扭转发生后 4 小时就可能对睾丸造成不可逆的缺血性损伤。因此，对于所有睾丸扭转病例，建议在症状出现后 24 小时内进行紧急手术探查。然而，睾丸扭转的发病时间很难仅通过病史来确定，因为在多达 50% 的患者中发现它是不准确的。
超声检查，包括常规的灰度和彩色多普勒成像，已成为评估阴囊急性状况的重要诊断工具，因为它具有广泛的可用性、无创性以及在诊断睾丸扭转和睾丸扭转方面的出色准确性（>95%）睾丸缺血。一些超声特征被认为是诊断扭转的可靠标志。精索“漩涡征”是指在腹股沟外环或阴囊内出现突然螺旋扭曲的精索，被认为对扭转具有高度诊断性。睾丸或附睾肿大、不均匀的实质回声、多余的精索和受累睾丸的水平位置也与扭转有关。

在以前的研究中，研究人员已经描述了使用大鼠模型来识别睾丸扭转的超声和病理特征。低回声、不均匀的睾丸和减少的睾丸内血流被认为是扭转后睾丸无法存活的预测因素。然而，用于估计扭转发作时间的超声和组织学特征尚未完全阐明。本研究的目的是评估多普勒超声检查和组织学特征的特定发现对估计睾丸扭转开始时间和预测单侧睾丸扭转动物模型中睾丸活力的有用性。


材料和方法

25 只成年雄性 Sprague-Dawley 大鼠 (250-390 g) 从大学动物饲养场获得。这些动物可以自由获得颗粒食物和水，并被安置在温度和光线控制的房间内。实验方案的批准是从南加州大学的机构动物护理和使用委员会获得的。

手术扭转

所有外科手术均在吸入异氟醚（1%-2%）诱导的麻醉下进行。通过外侧阴囊切口在左侧睾丸上进行睾丸扭转。通过切口输送左侧睾丸，将左侧睾丸逆时针旋转 720°，并用 4-0 polyglactin 缝合线将扭转的睾丸固定在阴囊外侧壁上，从而产生睾丸扭转。右侧半阴囊保持完整，以便右侧睾丸可以作为对照。在假手术中，左侧睾丸通过切口递送，无扭转。每次手术干预后，使用 4-0 polyglactin 缝合线暂时关闭切口。

将动物随机分成四组。所有动物均接受术前阴囊超声检查。第1组（72小时扭转）行手术扭转，术后0、6、24、48、72小时行阴囊超声检查。第2组（24小时扭转）行手术扭转，术后0小时、6小时、24小时行阴囊超声检查。第3组（6小时扭转）进行手术扭转，然后在术后0小时和6小时进行阴囊超声检查。4组（对照组）进行假手术，术后0、24、48、72小时行阴囊超声检查。在每组的最后时间点，进行睾丸和附睾的整体收获。

成像技术

使用 Acuson Sequoia 512 超声系统（Acuson，Mountain View，CA，USA）通过吸入异氟烷（1%-2%）诱导麻醉进行成像。使用 7.0-14.0 MHz 线性相控阵换能器（15L8 型，Acuson）的常规灰度阴囊超声检查，随后立即进行彩色多普勒成像，由超声技术人员在儿科放射科医生的监督下进行。常规在纵向和横向平面进行成像，并记录每个睾丸和附睾头部的尺寸（图1）。睾丸体积计算为（高×长×宽×π/6）。

图。1。手术组（A、B）和对照组（C、D）中具有代表性的纵向超声检查。多普勒超声灰阶显示手术组 (A, B) 中睾丸 (A) 和附睾尺寸 (B) 的测量值。在大鼠睾丸和附睾的纵向视图上测量头尾长度（距离编号 1）和前后长度（距离编号 2），以计算附睾与睾丸的体积比。

组织学检查

将睾丸标本称重并包埋在石蜡块中。在 5 μm 处获得切片并用苏木精和伊红染色。病理学家在光学显微镜下以不知情的方式计数活小管的组织学变化和睾丸中的坏死区域。

统计分析

配对 t 检验用于比较扭转和对侧对照之间的睾丸重量、附睾和睾丸体积比。组时间相互作用的方差分析 (ANOVA) 与大鼠作为随机效应和时间作为重复测量的 F 检验（使用裂区 ANOVA 计算和平方）用于比较附睾和睾丸体积。体积计算为长×宽×高的乘积。<0.05 的 P 值被认为表明具有统计学意义。

结果

所有睾丸在术前均经彩色多普勒成像证实有睾丸内动脉血流的证据。在手术扭转开始后立即在所有扭转的睾丸中注意到彩色多普勒成像中没有睾丸内动脉血流。此外，彩色多普勒成像证实了正常对照睾丸以及假手术组睾丸中存在睾丸内动脉血流。

随着扭转时间的增加，附睾头部明显不均匀、肿块样增大和精索增厚，但在第 4 组中没有。根据超声尺寸，附睾体积的增大比（扭转的比扭转 6 小时后，附睾体积与对照附睾体积的比为 1.94（95% 置信区间 [CI]，1.59 至 2.36）（图 2）。扭转 72 小时后，该比率增加到 3.11（95% CI，2.18 至 4.42）。总体 P 值为 0.002。

图 2。超声检查附睾体积比[左（扭转）/右（控制）]。根据超声尺寸，附睾体积的扩大率在扭转后随时间增加。

与对照睾丸相比，扭转的睾丸在扭转 6 小时后平均增重 0.27 g（95% CI，0.06 到 0.48），但平均减重 0.22 g（95% CI，0.07 到 0.36） ) 扭转 72 小时后（图 3）。总体 P 值为 0.006。

图 3。睾丸重量的平均差异[左（扭转）-右（控制）]。扭转的睾丸在扭转 6 小时后体重平均增加，但在扭转 72 小时后体重平均减轻。

超声检查，在手术前，所有睾丸都被注意到具有均匀的、中等水平的、均匀的回声，这与在人类中发现的超声特征相似。在扭转的睾丸中，在完全扭转后 6 小时就注意到超声改变，包括高回声和不均匀的回声纹理。然而，在扭转 72 小时后，大部分扭转的睾丸出现异质性，有明显的高回声或低回声。随着时间的推移，没有发现一致的回声纹理变化模式。

根据超声测量的尺寸，在扭转的 72 小时内，扭转睾丸和对照睾丸之间的睾丸体积没有统计学上的显着差异（图 4）。总体 P 值为 0.074。

图 4。超声检查睾丸体积比[左（扭转）/右（控制）]。根据超声测量的尺寸，在扭转的 72 小时内测量到扭转睾丸和对照睾丸之间的睾丸体积没有统计学上的显着差异。

组织学上，在扭转6小时后始终可见具有细胞间水肿和弥漫性间质充血和出血的活小管，而在扭转72小时后始终发现广泛的出血性坏死（图5）。

图 5。组织学幻灯片。A. 在对照组中观察到正常的小管形成。B. 扭转6小时后观察到有细胞间水肿和弥漫性间质充血和出血的活肾小管。C. 扭转 24 小时后睾丸活力显着降低。D. 扭转 72 小时后发现大面积出血性坏死（AD，H&E，×10）。

讨论

及时评估和治疗对于挽救睾丸扭转后的睾丸功能和避免睾丸丢失至关重要。特纳和布朗之前在动物模型中表明，较长时间的睾丸扭转与睾丸损伤增加有关。据报道，在临床环境中，如果手术在出现后 6 小时内进行，睾丸挽救率几乎为 100%，而手术推迟到 12 小时后，睾丸挽救率低于 20% 。巴奇等人。 表明 50% 的睾丸扭转患者（尽管在 4 小时内发生扭转）可能会在未来出现睾丸外分泌功能下降。35% 的睾丸扭转患者在早期或晚期随访检查中也发现了异常的促卵泡激素和抑制素 B 水平。除了患侧睾丸丢失的可能性外，先前的研究表明，对侧睾丸也可能受到影响。这可能会导致未来对受影响患者的荷尔蒙水平、性功能和生育状况产生后遗症。

已知症状出现和扭转之间的时间和脐带扭曲的程度是早期抢救睾丸的两个最重要的决定因素。然而，在急诊室就诊时，临床医生很难确定睾丸扭转的发病时间，因为临床病史通常不可靠。出于后勤原因，对于每种急性阴囊疼痛的表现，立即手术可能并不可行，因此准确评估扭转后的时间可以帮助外科医生评估手术的紧迫性。

灰度或彩色多普勒超声检查是一种有效的成像工具，用于评估涉及阴囊的急性疾病，例如睾丸扭转。卡尔法等人。报道说，精索扭曲的存在是睾丸扭转的高度敏感和特异性迹象。Prando 表明，没有可检测到的动脉和静脉睾丸流量的弥漫性低回声睾丸是急性睾丸缺血的诊断特征。据报道，彩色多普勒超声诊断扭转非常准确，灵敏度为 63.6%-100%，特异性为 97%-100%。然而，关于超声特征与扭转持续时间的关联知之甚少。

以前未充分利用的阴囊超声特征，即附睾增大率，可能会提供额外的重要临床信息，这些信息可以使用当前可用的超声设备轻松获得。在这项研究中，大约 3 的附睾增大率——意味着受累侧的附睾比对照侧的附睾大 3 倍——与较长时间的睾丸扭转相关，并且与组织学评估中无法存活的睾丸相关. 较低的增大率与较短的睾丸扭转时间和可行的睾丸有关。这一发现与之前的报告一致，该报告显示绝大多数睾丸扭转患者在超声检查中显示附睾体积增大和高回声。加林娜等人。还关注扭转患者附睾的异常配置、大小和移位位置，并建议仔细超声评估附睾可能有助于诊断睾丸扭转。

我们早在完全扭转后 6 小时就证明了睾丸的高回声和异质性，但没有发现超过 6 小时的回声纹理变化的一致模式，而之前的一项研究发现，术前异质实质回声纹理表明晚期扭转和睾丸无法存活。在早期使用超声诊断涉及阴囊的急性疾病时，局灶性高回声被认为是慢性扭转的证据。目前，人们认为扭转的睾丸可能因水肿而出现低回声或因出血而出现高回声。梁等人。 在他们的回顾性研究中报告说，尽管在扭转的情况下，超声检查中的异质性睾丸很常见（80% 的病例中存在），但异质性并不是坏死的良好预测指标。我们的结果还显示了扭转后随时间推移出现的各种回声模式，这与之前的报道一致。值得注意的是，在睾丸扭转 6 小时后，我们的动物模型中睾丸的组织学评估显示有存活的小管。因此，我们也建议临床医生不应仅依靠回声来诊断睾丸扭转。

这项研究有几个局限性。首先，在这项研究中，扭转睾丸的组织学评估是基于病理学家的阅读，而不是基于使用分级系统的客观评估。我们的结果不是使用分级系统来评估小管和生发细胞，而是更多地关注宏观和几何变化，例如随着时间的推移扭转睾丸的重量和体积。因此，我们的结果对扭转后生殖细胞和精子发生变化的影响是有限的。其次，虽然我们的结果与先前描述睾丸扭转患者附睾超声变化的研究一致，，当这些发现与组织学发现相关联时，这些发现将更有意义，并最终与受影响睾丸的真正长期功能相关联。因此，我们承认需要进一步的研究来确定基于超声检查结果的附睾增大率的临床效用。

睾丸萎缩是睾丸扭转后的主要问题。在一项荟萃分析中，平均晚期睾丸丢失率接近 50%。然而，只有少数研究报道了扭转后睾丸萎缩的发生。在实验性大鼠扭转模型中，即使是 3 小时的扭转也会导致一定程度的睾丸和附睾萎缩，从而导致精子活力和浓度降低。萨巴等人。 表明睾丸重量不受扭转 1 或 2 小时或扭转后 24 小时的影响。然而，他们发现扭转后和扭转后 1 周时睾丸重量减少了 45%。在我们的研究中，我们通过测量睾丸重量证明了睾丸萎缩，与对照组的睾丸重量相比，睾丸重量早在 72 小时就下降了。因为扭转睾丸的对侧睾丸的体积和组织学特征也受到影响，我们认识到扭转睾丸和对侧睾丸之间的体积比较对于证明睾丸萎缩的急性期并不是最佳的。

睾丸扭转。

在评估阴囊的急性情况时，以前未充分利用的超声特征，即附睾的扩大率，可能有助于估计睾丸扭转的发作时间。在临床环境中，这些信息可能有助于确定立即手术的紧迫性和睾丸抢救的预后。睾丸回声结构的变化似乎不是精索扭转发作时间的可靠指标。