一种尿流动力学检测分析方法技术

本发明专利技术公开了一种尿流动力学检测分析方法，包括以下步骤：建立膀胱的弹性元模型；建立尿道模型；保持前尿道与重力方向垂直，记录和测量排尿数据，计算排尿参数；计算弹性元的收缩长度，并进一步计算弹性元的收缩速度和收缩加速度，以弹性元的最大收缩加速度评价逼尿肌收缩功能；通过尿道模型横截面积判断尿道阻力情况，通过最大横截面积判断尿道有无梗阻。本发明专利技术可以完全克服传统有创尿流动力学检查方法对患者所造成的痛苦以及感染的可能，整个分析过程都可以在计算机的帮助下自动进行，其结果清晰明了，便于临床记忆和使用，应用此方法所制成的装置结构简单，维护方便，从而降低医疗费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医疗检测方法，特别是。
技术介绍
尿流动力学是现代医学、生物流体力学、生物流变学的交叉学科，广泛应用于尿路 梗阻、尿失禁和其他尿路功能障碍等诸多疾病的基础研究、诊断、治疗和疗效评价，与泌尿 外科、妇产科、儿科、内分泌科、神经内科、肛肠科等专业密切相关。目前，常规尿流动力学直接测量的指标是膀胱和直肠内压力、尿流率、尿量。最常 用的是有创尿流动力学检查方法插入测压管直接测量膀胱内的压力变化，同时测定尿流 率；恒速牵引恒流灌注的测压管测量尿道各段压力分布情况；利用AG、PQ图进行分析，诊断 疾病。此方法最大限度保证了测量结果与真实情况的拟合度，但检查是在非生理状态下进 行，有可能产生假阳性结果，而且侵入性的检查增加患者痛苦以及感染的机率。除了力学分析外，还有学者从能量的角度进行研究，如排尿过程能量消耗方程 F=9. 79 X IO-2P-L 25X 10_3Q2+9. 8H。由Bernolli粘性液体微元流速方程推导而来的排尿过 程能量消耗方程，取膀胱出口、尿道外口为研究平面，流速的计算是用尿流率除以尿道外口 的横截面(标准的尿道外口横截面积)。但我们知道Bernolli方程反映的是液流中机械能 和其他形式的能量(主要是代表能量损失的热能)间的守恒与转化关系，应用条件是①定 常流动的不可压缩流体，微元流管的形状不随时间而改变；②质量力只有重力，两过水断面 间除了水头损失以外，总流没有能量的输入或输出；③所选取的两过水断面必须是缓变流 断面，但两过水断面间可以是急变流；④总流的流量沿程不变。从希尔定律可以知道，不同 膀胱容量的排尿压力是不同的，也就是说有能量的输入并随时间改变；尿液排泄是以尿道 为运动的边界，尿道的形状会随着时间在排尿过程中发生改变，尿流运动是非定常的，尿流 动力学问题是流体运动与边界变形运动的耦合，适合使用反映液流与边界上作用力之间关 系的动量方程。因此，如果直接将Bernolli粘性液体微元流速方程应用于下尿路尿流动力 学的研究，舍弃其他影响因素，将不能准确反映真实的情况。文献报道了基于光电原理的尿滴分光仪(Drop spectrometer)，调制的光线通过 水平缝隙，再被聚焦到检测的二极管上，消失的光与尿滴通过光幕的阴影有关。高速摄影机 观察可见尿线是由尿滴组成，通过检测脉冲的变化，可以确定每一滴尿液的时间和体积。这 项技术可以检测有无梗阻但不能有效判断接近膀胱的梗阻。类似的还有利用CCD作为检测 光线变化的专利技术。现有技术中，美国专利第5，377，101号，公开了一种用计算机分析尿流率曲线的 方法，将检测的尿流率曲线与标准曲线对比，判断是否有异常。T9tl——排90%尿量的时间， 在尿流率曲线上取5%—95%区间测量。Qm9q——90%尿量的平均尿流率。Tdese——下降曲线 的时间，从最大尿流率开始到95%尿量的时间。W/dt40——评价膀胱在40ml时的收缩速 度。该方法不能充分描述数量相关、复杂、非线性的流体系统，阻力因素有括约肌、前列腺和 远端尿道，而且膀胱和尿道有蠕变性。因为压力和尿流率都是非线性的，所以这种方法还是不能鉴别逼尿肌无力、前列腺增生、尿道狭窄。现有技术中，文献公开了一种基于流体力学测压管原理的套状尿管检查方法和器 械，用阴茎套装的尿管套于阴茎上，夹闭出口后测压管压力上升，当尿流不动时充满尿道的 尿液可作为尿管测量膀胱内的压力。虽然不用插入测压管，但仍有逆行感染的可能。此方 法不能观察尿流全部过程，而且阴茎套的材料特性难以完全一致，检测结果可重复性差。现有技术中，美国专利第5，807，278和5，823，972号，公开了一种利用测血压原理 测量排尿期的压力，将幼儿的血压计袖套套在阴茎上充气，当患者开始排尿后慢慢放气。阴 茎套充气试验排尿开始后以一定的速率对阴茎套充气。阴茎压迫和放松排尿时握紧阴 茎切断尿流3秒，放松时储存在尿道的尿液建立起伏的尿流率。对比尿流率起伏的大小可 以很好地预测流出道的梗阻。充气是会引起阴茎疼痛，而且测量结果受袖套放置位置、大 小、形状和材料特性影响，标准化困难。文献报道通过多普勒估计尿道内的尿流速度。在一小组病例中，发现与侵入性检 查有很好的拟合度，如前列腺梗阻和交界部位(通过速度和流率计算)，尿道前列腺部和膜 部的速率。但实验是在流速大于2ml/s的玻璃管道中检测到的结果，而且处理过程复杂。文献报道利用尿液通过尿道前列腺部时变成紊流产生声音，在会阴部记录声学特 征评价梗阻的程度。在用阴茎套建立的梗阻模型中，发现不同的梗阻程度有不同的声谱。这 种方法对检查环境要求高，数据处理复杂，而且放置在会阴部的探头压迫尿道海绵体，影响 测量结果。文献报道通过测量膀胱的重量和厚度预测男性的梗阻。在膀胱容量为250ml时经 腹B超检测逼尿肌厚度，预测流出道梗阻。此方法不能鉴别广泛小樑、憩室形成，膀胱壁增 厚，膀胱收缩无力的病例。现有技术中，文献公开了一种近红外光谱法检查方法在患者耻骨上放置探头，通 过红外线探知逼尿肌血红蛋白的变化来推测膀胱压力的变化。此仪器价格贵，临床使用效 果有待观察。
技术实现思路
为了克服现有技术使用时，有创检查方法易引起患者疼痛或感染，无创检查方法 不准确、价格贵等不足，本专利技术提供，测量流出尿道外口的尿 液质量、速度，根据拓扑学原理建立膀胱弹性元模型、尿道模型，利用能量守恒定律、流体动 量方程分析膀胱收缩功能、尿道阻力情况，适用于下尿路症状患者检查以及手术、药物疗效 的评价。本专利技术为解决其问题所采用的技术方案是 ，包括以下步骤(1)建立膀胱的弹性元模型将排尿前膀胱内的尿液拓扑成一个球体，膀胱逼尿肌和腹 压的作用看成弹性元的作用，弹性元的模量可随时间、空间改变，根据弹性元模型确定弹性 元长度Z与膀胱尿量a的函数Z =F(a)以及收缩长度ΔΖ与尿流率Q、膀胱尿量a的函数 ΔΖ= ξ (Q, a)；(2)建立尿道模型将尿道视为水平放置的管道，其长度、横截面积随时间发生瞬间改 变，尿液在尿道模型中动量、能量的改变等于尿道对尿液的作用；(3)保持前尿道与重力方向垂直，记录和测量排尿数据，该排尿数据包括排尿原点位 置、排尿高度力、不同时间点t,.上排出尿液的重量Hii、水平位移d,.，计算排尿参数，该排尿参 数包括不同时间点t,.上的尿流率Qi、尿流速度Vim、单位时间排出尿液的动能Ei和尿道模型 横截面积Si ；(4)根据收缩长度ΔΖ与尿流率Q、膀胱尿量a的函数ΔΖ=ξ(Q, a)计算弹性元的收缩 长度△&，并进一步计算弹性元的收缩速度^和收缩加速度，以弹性元的最大收缩加速 度评价逼尿肌收缩功能；(5)通过尿道模型横截面积Si判断尿道阻力情况，通过最大横截面积判断尿道有 无梗阻。本专利技术的有益效果是本专利技术通过外部测量和数学分析的方法对患者尿道的梗阻 情况以及逼尿肌的收缩功能进行评价，其可以完全克服传统有创尿流动力学检查方法对患 者所造成的痛苦以及感染的可能，整个分析过程都可以在计算机的帮助下自动进行，其结 果清晰明了，便于临床记忆和使用，应用此方法所制成的装置结构简单，维护方便，从而降 低医疗费用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明 图1为膀胱出口梗阻男性患者的尿流率图2为膀胱出口梗阻男性患本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尿流动力学检测分析方法，其特征在于包括以下步骤：（１）建立膀胱的弹性元模型：将排尿前膀胱内的尿液拓扑成一个球体，膀胱逼尿肌和腹压的作用看成弹性元的作用，弹性元的模量可随时间、空间改变，根据弹性元模型确定弹性元长度Ｌ与膀胱尿量ａ的函数Ｌ＝Ｆ（ａ）以及收缩长度ΔＬ与尿流率Ｑ、膀胱尿量ａ的函数ΔＬ＝ξ（Ｑ，ａ）；（２）建立尿道模型：将尿道视为水平放置的管道，其长度、横截面积随时间发生瞬间改变，尿液在尿道模型中动量、能量的改变等于尿道对尿液的作用；（３）保持前尿道与重力方向垂直，记录和测量排尿数据，该排尿数据包括排尿原点位置、排尿高度ｈ、不同时间点ｔ↓［ｉ］上排出尿液的重量ｍ↓［ｉ］、水平位移ｄ↓［ｉ］，计算排尿参数，该排尿参数包括不同时间点ｔ↓［ｉ］上的尿流率Ｑ↓［ｉ］、尿流速度ｖ↓［ｕ－ｉ］、单位时间排出尿液的动能Ｅ↓［ｉ］和尿道模型横截面积Ｓ↓［ｉ］；（４）根据收缩长度ΔＬ与尿流率Ｑ、膀胱尿量ａ的函数ΔＬ＝ξ（Ｑ，ａ）计算弹性元的收缩长度ΔＬ↓［ｉ］，并进一步计算弹性元的收缩速度ｖ↓［ｉ］和收缩加速度ａ↓［ｄ－ｉ］，以弹性元的最大收缩加速度ａ↓［ｄ－ｍａｘ］评价逼尿肌收缩功能；（５）通过尿道模型横截面积Ｓ↓［ｉ］判断尿道阻力情况，通过最大横截面积Ｓ↓［ｍａｘ］判断尿道有无梗阻。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈虎，宋波，陈祎，邓惠南，
申请(专利权)人：邓惠南，陈虎，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]