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目的:探讨在睾丸扭转术中应用彩色多普勒(CDU Color Doppler Ultrasonography)和超声造影(CEUS Contrast-Enhanced Ultrasonography)判断缺血睾丸活力的价值。方法:1.动物模型制作选取56只体重约2.0-2.5kg健康雄性新西兰大白兔,随机分7组,进行动物实验:(1)正常对照组(n=8),(2)假手术组(n=8),(3)0.5h组(n=8),(4)1.5h组(n=8),(5)3h组(n=8),(6)6h组(n=8),(7)12h组(n=8)。采用水合氯醛灌肠和戊巴比妥静注联合麻醉,正常对照组不作任何手术处理;假手术组无菌条件下在距左侧阴囊上方1cm处,将皮肤切开,钝性分离并游离精索,暴露精索10min后,切口关闭缝合;0.5h, 1.5h,3h ,6h ,和12h组分别游离精索后,用动脉夹将精索完全夹闭,彩色多普勒显示左侧睾丸无血流信号,然后将切口缝合,夹闭精索连同动脉夹埋置皮下,分别计时0.5h, 1.5h,3h ,6h ,和12h,制成5组左侧睾丸缺血(扭转)模型。CDU及CEUS检查时,戊巴比妥耳缘静脉注射麻醉,彩超检测睾丸内无血流信号,证实缺血模型制作成功,剪开缝线,将动脉夹移除,温生理盐水纱布湿敷10min后,依次行CDU、CEUS检查及睾丸出血试验(TBT Testicular Bleeding Test)。2.CDU、CEUS使用GE Vivid7彩超仪,9L变频线阵浅表探头,分别观察并记录双侧睾丸的形态,实质回声,取睾丸最大纵切面,测量睾丸的上下径(A)、前后径(B)及左右径(C),计算睾丸体积V=A*B*C*π/4*0.9;观察并记录双侧睾丸实质及包膜血流信号(连续观察取睾丸血流显示最丰富的一幅记录保存),分别计算左右睾丸彩色血流显示面积百分比r(r=血流显示面积/睾丸最大纵切面面积),并计算左右睾丸彩色血流显示面积百分率之比R(R=r左/r右)。仪器调至小血管造影模式,造影参数频率3.2/6.4MHz,MI 0.10, TIs 0.0。探头垂直固定于左侧睾丸的最大纵切面,经兔耳缘静脉快速团注SonoVue,剂量0.2ml/kg,紧接1ml生理盐水快速注射。团注造影剂同时启动超声仪器内置计时器,观察并存储睾丸造影灌注图像。灌注结果按照完全均匀灌注、完全不均匀灌注、灌注缺损和无灌注进行分类:完全均匀灌注,睾丸实质内造影剂弥漫性充填,回声分布均匀;完全不均匀灌注,睾丸实质内造影剂弥漫性充填,回声分布不均匀;灌注缺损,睾丸实质内出现局部没有灌注的区域;无灌注,睾丸实质内完全没有造影剂的灌注。选取整个睾丸纵切面为感兴趣区,绘制时间-强度曲线(TICs Time-Intensity Curves),对灌注参数到达时间(AT Ariving Time)、达峰时间(TTP Time to Peak intensity)和峰值增强值(⊿PI Peak Intensity)进行统计学分析。3睾丸出血试验和睾丸病理形态学及超微细胞结构观察各实验组睾丸造影后,阴囊皮肤纵行切开,打开鞘膜腔,在睾丸白膜作长约5mm,深达睾丸髓质楔形切口,观察创口10分钟内是否有充分出血。按照Arda出血试验分级标准,将观察结果分为3级:Ⅰ级,充分出血,即在切取活体标本时创口出血或渗血;Ⅱ级,不充分出血,即睾丸被切开后并无立即出血,但在10分钟以内开始出血;Ⅲ级,不出血,即在10分钟之内无出血或渗血。观察并记录缺血睾丸温盐水湿敷前后的大体外观颜色变化;取各组左侧睾丸组织常规制作HE染色光镜及透视电镜标本,倒置显微镜和透视电镜对睾丸组织病理及细胞超微结构进行观察。4.数据收集及统计学分析实验保存的所有灰阶图像及超声造影图像均由两名高年资超声医师评价,包括二维灰阶回声的均匀性以及造影图像的分类,其中造影结果评价后分为4类:完全均匀灌注,完全不均匀灌注,灌注缺损及无灌注。左右睾丸血流显示面积及睾丸切面面积均采用Image-Pro Plus 5.0专业计算机图像处理软件测量,重复测量3次取平均值。采用SAS V 8.1统计软件包进行统计学分析,根据采集数据采用配对资料两样本均数比较的t检验,完全随机设计资料的非参数统计(Kruskal-Wallis H),完全随机设计资料的方差分析及双向有序资料的x2检验,计量数据结果用算术均数±标准差( x±s)表示。结果:1.动物模型制作5组兔睾丸缺血模型通过动脉夹将左侧精索完全夹闭,彩超检测睾丸内无血流供应,动脉夹移除前彩色多普勒再次检测睾丸内均无血流信号,证实模型制作成功,本实验睾丸缺血模型制作成功率100%(40/40)。2. CDU、CEUS正常组左侧睾丸体积大小为0.62±0.102(mm3),假手术组左侧睾丸体积大小为0.63±0.069(mm3),组内比较两组均无显著差异(P=0.251和0.381>0.05),各缺血组左侧睾丸体积较右侧明显增大, 0.5h、1.5h、3h、6h和12h组左侧睾丸体积大小分别为1.09±0.184(mm3)、1.23±0.099(mm3)、1.28±0.280(mm3)、1.12±0.092(mm3)和1.14±0.141(mm3),组内比较差异均有显著统计学意义(各组P<0.0001),正常组、假手术组、0.5h组和1.5h组睾丸呈均匀细小等回声,3h组、6h组和12h组睾丸回声不均匀,局部出现低回声,随缺血时间延长,低回声范围逐渐扩大;正常组及对照组左右睾丸血流显示面积百分率比值R比较差异无统计学意义,R值分别为1.00±0.185、1.04±0.196,0.5h、1.5h、3h、6h和12h组R值分别为1.57±0.193、1.67±0.175、0.74±0.267、0.54±0.100和0,差异有显著统计学意义(F=110.22,P<0.0001,SNK法两两比较)。实验组0.5h及1.5h组各8例均为完全均匀灌注,与正常对照组及假手术组灌注模式相同,3h组8例均为完全不均匀灌注,6h组7例为灌注缺损,1例无灌注,12h组8例全部为无灌注,差异有显著统计学意义( x2=43.0487,P<0.0001)。TICs分析结果:正常对照组、假手术组、0.5h、1.5h、3h和6h组AT值分别为4.1±0.83(s)、4.5±0.76(s)、6.3±1.04(s)、8.3±2.12(s)、12.1±3.91(s)和20.7±6.32(s)( x 2=50.0846,P<0.0001);PPT分别为9.5±0.76(s)、10.4±1.41(s)、14.3±2.76(s)、22.4±3.96(s)、36.8±4.40(s)、50.0±3.11(s) ( x 2=52.7090,P<0.0001);⊿PI分别为4.1±0.83(dB)、7.5±1.27(dB)、7.5±1.26(dB),4.9±0.90(dB)、3.9±0.65(dB)和1.81±0.88(dB)(F=83.73,P <0.0001),12h组8例均为无灌注,⊿PI降为0(dB)。3.睾丸出血试验、大体及光镜病理和超微细胞结构形态学观察按照Arda等三级评分标准对睾丸出血试验结果进行分级:正常对照组、假手术组、0.5h组、1.5h组各8例均为Ⅰ级,3h组8例均为Ⅱ级,6h组4例为Ⅱ级,4例为Ⅲ级,12h组2例为Ⅱ级,6例为Ⅲ级( x2 =42.6357,P<0.0001)。正常对照组和假手术组睾丸均呈卵圆形,色泽粉红,睾丸包膜表面及引带可见丰富小血管。切开白膜达深部髓质,可见粉红的活动性出血。各缺血组睾丸体积增大,失去正常形态,呈弯钩状或球形,颜色发黑。0.5h组和1.5h组温敷后颜色转变为粉红色;3h组和6h组温敷后颜色逐渐由暗黑色转为暗红色;12h组睾丸外观颜色发黑,温敷后颜色未变化。正常对照组、假手术组、0.5h和1.5h组光镜睾丸生精小管上皮及间质细胞结构变化轻微甚至无改变,间质血管轻度充血,电镜观察滑面内质网轻度扩张,线粒体轻度水肿或无变化;3h组光镜下部分小管内皮细胞脱落,间质明显充血,部分红细胞溢出小血管,电镜观察细胞核染色质呈颗粒状聚集,并可见染色质边集,间质小血管内可见血小板粘附、聚集;6h组光镜下小管上皮大部脱落,部分与基膜完全分离,管腔闭塞,部分精曲小管管壁破裂,精子及脱落上皮细胞溢出管腔,间质内可见片状出血,电镜观察滑面内质网及线粒体高度水肿扩张,部分细胞器溶解,细胞核固缩,部分核膜破裂;12h组镜下组织大片状出血,仅见生精小管轮廓,电镜下细胞核碎裂,细胞器溶解消失。主要结论:CDU和CEUS对于缺血睾丸再灌注后血流检测敏感,可用于睾丸扭转术中判断睾丸血供、预测睾丸活力,对于外科手术决定保留或切除扭转睾丸具有重要指导意义和实用价值。