Background: Hemodynamic alterations in the spermatic vein are implicated in infertility among patients with varicocele (VC). Contrast-enhanced ultrasound (CEUS), a powerful tool for hemodynamic analysis, remains unexplored for VC. This study aimed to demonstrate the feasibility of using CEUS to evaluate spermatic vein hemodynamics in patients with VC and establish a clear correlation between specific hemodynamic patterns and impaired semen parameters. This study included 165 patients with left-sided VC and 50 healthy volunteers. All participants underwent CEUS of the spermatic veins, along with maximum venous diameter and testicular volume measurements and serum sex hormone levels and routine semen analyses. The sperm DNA fragmentation index was measured in 146 patients with VC and 37 healthy controls.
Results: The analyses revealed four distinct blood flow patterns of the spermatic vein: steady flow, intermittent stasis, intermittent reflux, and filling defect. In healthy spermatic veins, the predominant blood flow patterns included steady flow and intermittent stasis. Spermatic veins with VC exhibited a significant increase in the intermittent reflux and filling defect patterns, with the proportion rising as the clinical grade increased. The four patterns were further grouped into the "steady flow & intermittent stasis" and "intermittent reflux & filling defect" patterns for logistic regression analyses; the intermittent reflux & filling defect pattern was revealed as an independent risk factor for impaired sperm concentration, total sperm counts, progressive motility, morphology, and DNA fragmentation index.
Conclusions: This study validated the feasibility of CEUS for assessing the hemodynamics of the spermatic vein and established the intermittent reflux & filling defect pattern as an independent predictor of impaired semen parameters.
RéSUMé : CONTEXTE: Des altérations hémodynamiques de la veine spermatique sont impliquées dans l’infertilité chez les patients porteurs de varicocèle. L’échographie avec produit de contraste (EPC), un outil puissant pour l’analyse hémodynamique, reste inexplorée pour la varicocèle. Cette étude visait à démontrer la faisabilité de l’utilisation de l’EPC pour évaluer l’hémodynamique de la veine spermatique en présence de varicocèle, et à établir une nette corrélation entre des modèles hémodynamiques spécifiques et l’altération des paramètres du sperme. Cette étude a porté sur 165 patients porteurs d’une varicocèle du côté gauche et sur 50 volontaires sains. Chez tous les participants, ont été réalisés une EPC des veines spermatiques, ainsi que des mesures du diamètre veineux maximal et du volume testiculaire, des taux sériques d’hormones sexuelles, et des analyses spermatiques de routine. L’indice de fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes a été mesuré chez 146 des patients porteurs de varicocèle et chez 37 des témoins. RéSULTATS: Les analyses ont révélé quatre schémas de flux sanguin distincts de la veine spermatique : flux régulier, stase intermittente, reflux intermittent et défaut de remplissage. Dans les veines spermatiques saines, les schémas de flux sanguin prédominants comprenaient un flux régulier et une stase intermittente. Les veines spermatiques avec varicocèle ont montré une augmentation significative des schémas de reflux intermittent et de défaut de remplissage, la proportion augmentant à mesure que le grade clinique augmentait. Les quatre schémas ont ensuite été regroupés en deux catégories : les modèles « flux constant et stase intermittente » et « reflux intermittent et défaut de remplissage » pour les analyses de régression logistique. Le modèle « reflux intermittent et défaut de remplissage » s’est révélé être un facteur de risque indépendant de l’altération de la concentration de spermatozoïdes, du nombre total de spermatozoïdes, de la motilité progressive et de la morphologie des spermatozoïdes, ainsi que de l’indice de fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes. CONCLUSIONS: Cette étude a validé la faisabilité de l’échographie avec produit de contraste (EPC) pour évaluer l’hémodynamique de la veine spermatique ; et elle a mis en évidence le modèle « reflux intermittent et défaut de remplissage » comme prédicteur indépendant de l’altération des paramètres du sperme.
Keywords: Contrast-enhanced ultrasound; Hemodynamics; Male infertility; Varicocele.
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