專利名稱：一種膀胱儲(chǔ)尿排尿生理過程的模擬和分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種能夠模擬膀胱 及其周圍器官并通過控制監(jiān)測(cè)尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)來對(duì)膀胱儲(chǔ)尿排尿生理過程進(jìn)行定 量分析的裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)，泌尿系統(tǒng)疾病在中老年人群中發(fā)生率極高，其中下尿i 各疾病占 了很大的比重。這些患者經(jīng)受著身體和精神上的雙重痛苦，比如，對(duì)于長(zhǎng)期臥 床的尿失禁患者，由于不能自主排尿，會(huì)帶來生活上的很多不便，并引發(fā)一系 列并發(fā)癥。醫(yī)院對(duì)泌尿系統(tǒng)疾病患者會(huì)做一系列尿動(dòng)力學(xué)分析，如膀胱的順應(yīng) 性、排尿期的尿流率、膀胱內(nèi)壓力、腹腔內(nèi)壓力等。其中，膀胱容積是泌尿科 臨床應(yīng)用的重要參數(shù)，反映的是膀胱內(nèi)的尿量。若能測(cè)得患者的膀胱容積即膀 胱內(nèi)的尿量，即可作為為患者放尿的科學(xué)依據(jù)。
對(duì)于膀胱容積的測(cè)量，目前多采用超聲波無創(chuàng)監(jiān)測(cè)。如何評(píng)價(jià)超聲測(cè)容裝 置測(cè)量的準(zhǔn)確性，僅通過臨床實(shí)驗(yàn)很難判斷，因?yàn)榛颊叩陌螂兹莘e并不容易精
確測(cè)定，只能通過排尿量和殘余尿量求和得到，而殘余尿量低于20mL時(shí)，幾 乎很難檢測(cè)到。
臨床上檢測(cè)尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)使用的尿動(dòng)力學(xué)分析儀只能通過自帶的校準(zhǔn)系統(tǒng) 進(jìn)行筒單校準(zhǔn)，但校準(zhǔn)方式單一，且精度較差，并沒有專門的儀器為其進(jìn)行校 準(zhǔn)。
另外，目前在治療晚期膀胱癌時(shí)會(huì)對(duì)患者作全膀切除，之后必須尿流改道， 而尿流改道的主要方法是用人工膀胱來代替原有膀胱的功能。受技術(shù)的限制， 目前最常用的人工膀胱用硅橡膠制成，能夠?qū)崿F(xiàn)膀胱的儲(chǔ)尿排尿功能。但沒有 一種快速有效的評(píng)價(jià)裝置對(duì)人工膀胱的性能做出科學(xué)評(píng)價(jià)。
由于個(gè)體差異性及人的特性，臨床上不能清晰地對(duì)引起泌尿系統(tǒng)疾病的因 素進(jìn)行定量的測(cè)量分析，對(duì)一些特殊病癥的發(fā)生機(jī)理不能清楚得再現(xiàn)，對(duì)一些 可能有效的治療措施也不能直接在人體上試驗(yàn)。
因此，在本領(lǐng)域迫切需要一種裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能中的一項(xiàng)或多項(xiàng)-能夠?qū)Π螂變?chǔ)尿期和排尿期進(jìn)行全程纟莫擬；
-通過控制和監(jiān)測(cè)各項(xiàng)相關(guān)尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行定量分析；
-通過與超聲容量監(jiān)測(cè)儀、尿動(dòng)力學(xué)分析儀等儀器得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比， 從而作為這些儀器的評(píng)價(jià)和/或校準(zhǔn)工具，并對(duì)可能51起誤差的因素做出科學(xué)解 釋；
-可以作為人工膀胱功能性評(píng)價(jià)的工具。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前超聲測(cè)容儀測(cè)量的誤差性不能做出科學(xué)解釋及人工膀胱的功 能性不能得到有效評(píng)估等問題，本發(fā)明提供了一種能夠較真實(shí)地模擬膀胱儲(chǔ)尿
排尿生理過程并對(duì)其尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行定量分析的裝置，該裝置
-能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)人工膀胱的順應(yīng)性、尿流率、膀胱內(nèi)壓力、盆腔內(nèi)壓力等 尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而可以用于模擬泌尿系統(tǒng)的一些疾病；
-能夠精確控制儲(chǔ)尿排尿過程中人工膀胱的容積變化，從而作為超聲測(cè)容 裝置的評(píng)價(jià)工具；
-可以用于校準(zhǔn)尿動(dòng)力學(xué)分析儀；
-可以用于評(píng)價(jià)人工膀胱的性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種模擬和分析膀胱及周圍器官的生理過 程的膀胱模擬和分析裝置，用于對(duì)膀胱儲(chǔ)尿排尿生理過程的模擬和分析，其特 4正在于包4舌
一個(gè)盆腔水槽，
設(shè)置在所述盆腔水槽中的一個(gè)人工膀胱，其包括一個(gè)可伸縮材料制成的有 一定容積的空嚢腔，用于實(shí)現(xiàn)膀胱的儲(chǔ)尿功能；
人工尿道，其包括與所述人工膀胱相密閉連通的管子，
設(shè)置在所述人工尿道接所述人工膀胱的一端的一個(gè)流量控制閥，用于控制 排液的開始與停止及流量大小，
與所述盆腔水槽相密閉連通的 一個(gè)加壓水槽，
與所述加壓水槽相密閉連通的一個(gè)充氣球，用于通過向所述加壓水槽內(nèi)充 氣而對(duì)所述加壓水槽進(jìn)行加壓。
所述人工膀胱包括通過膀胱測(cè)壓導(dǎo)管與一個(gè)膀胱內(nèi)壓傳感器相連的一個(gè) 測(cè)壓入口、通過灌注導(dǎo)管與所述灌注裝置的出水口相連的一個(gè)灌注管入口和與 所述人工尿道的一個(gè)尿道出口 。
6所述人工膀胱可以由伸縮性良好的硅膠膜制成，其容積在0 1000mL范圍 內(nèi)可變，充盈狀態(tài)下為卵J求形，所述測(cè)壓入口與所述灌注管入口位于所述人工 膀胱的上端，所述尿道出口位于所述人工膀胱的下端。
所述人工尿道可以由軟管制成。
擠壓裝置，設(shè)置在所述盆腔水槽內(nèi)并能與所述人工膀胱發(fā)生擠壓作用，用 于模擬膀胱周圍組織對(duì)膀胱的作用。
所述擠壓裝置進(jìn)一步包括用于模擬人體下腹壁肌肉和軟組織造成的擠壓效 果和超聲衰減的水枕頭、用于模擬子宮對(duì)膀胱的擠壓的橡膠水嚢、用于模擬肌 肉對(duì)膀胱的擠壓的海綿。
灌注裝置，用于實(shí)現(xiàn)微量、定量抽液和輸液并實(shí)時(shí)顯示灌注進(jìn)入膀胱的液 體量，其帶有一個(gè)抽液口和輸液口。
所述灌注裝置包括一個(gè)蠕動(dòng)泵和泵管，泵管的兩端分別為抽液口和輸液口 ， 抽液口與尿液回收裝置相連，輸液口一端與人工膀胱的灌注入口相連，可以實(shí)
現(xiàn)抽取回收裝置內(nèi)的液體并灌注進(jìn)入膀胱內(nèi)，同時(shí)能夠顯示灌注的液體量。在 人工尿道的流量控制閥關(guān)閉的情況下，蠕動(dòng)泵輸入膀胱的液體體積即為膀胱容 積。
回收裝置，用于作為向膀胱灌注的液體儲(chǔ)備容器，并收集經(jīng)所述人工尿道 排出的液體。
其中所述回收裝置為一個(gè)開口容器，分別與所述人工尿道的一端和所述灌 注裝置的抽液口相連。
流量測(cè)量裝置，其輸入端連接所述人工尿道且其輸出端連接所述回收裝置。
所述流量測(cè)量裝置是電磁流量計(jì)，安裝在人工尿道流量控制閥的后端，用 于實(shí)時(shí)測(cè)量顯示尿道中尿液的流量及流速。
測(cè)壓裝置，用于實(shí)時(shí)測(cè)量膀胱內(nèi)部和盆腔水槽內(nèi)部的壓力，并通過計(jì)算機(jī)
顯TF。
所述盆腔水槽帶有用于使所述膀胱內(nèi)壓測(cè)壓導(dǎo)管通過的一個(gè)測(cè)壓導(dǎo)管入 口、用于使所述盆腔內(nèi)壓測(cè)壓導(dǎo)管通過的一個(gè)測(cè)壓導(dǎo)管入口、用于使所述灌注 導(dǎo)管通過的一個(gè)膀胱灌注口 、用于向所述盆腔水槽內(nèi)灌注液體的一個(gè)水槽內(nèi)液 體灌注口 、 一個(gè)排液口和為^r測(cè):探頭預(yù)留的至少一個(gè)纟笨頭口 。
所述加壓水槽裝有占其部分容積的液體，用于通過所述充氣球向所述加壓 水槽內(nèi)充氣壓迫液體進(jìn)入盆腔水槽，從而對(duì)膀胱施加外力，模擬逼尿肌的主動(dòng) 收縮，實(shí)現(xiàn)對(duì)排尿過程的模擬控制。
所述測(cè)壓裝置，測(cè)壓導(dǎo)管分別伸入人工膀胱內(nèi)部和盆腔水槽內(nèi)部，通過液 體耦合將壓力傳至壓力傳感器，然后通過信號(hào)處理在計(jì)算機(jī)上顯示壓力值。其中用于模擬尿液的液體可以是從自來水、生理鹽水和密度與尿液相當(dāng)?shù)?其它液體中選出的一種。
本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明設(shè)計(jì)的人工膀胱幾何特征與無擠壓情況下的真實(shí)膀胱一致，且伸縮 性好，可以實(shí)現(xiàn)膀胱容積隨液體容量實(shí)時(shí)改變的特性?？梢阅M膀胱外周組織 的擠壓作用和膀胱逼尿肌的作用，且膀胱儲(chǔ)尿排尿的過程與生理狀況近似。另 外，可以較好地定量分析膀胱容積、膀胱內(nèi)壓力、盆腔內(nèi)壓力、尿流率、膀胱 順應(yīng)性等尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
由此可見，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)膀胱儲(chǔ)尿排尿生理過程進(jìn)行較為真實(shí)的模擬， 并可以控制監(jiān)測(cè)相關(guān)尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)，得到實(shí)時(shí)的膀胱容積數(shù)值及其它參數(shù)特征。 可以與超聲測(cè)容儀、尿動(dòng)力學(xué)分析儀等儀器得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，作為評(píng)價(jià)工 具，并對(duì)引起誤差的因素做出科學(xué)解釋。另外，可以用其它類型的人工膀胱替 換裝置中的人工膀胱，用于檢測(cè)人工膀胱的性能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的膀胱模擬/分析裝置的前視圖。
圖2是圖1所示裝置的后視圖。
圖3是圖1所示裝置中的盆腔水槽的內(nèi)部示意圖。
圖4A和圖4B是如圖1所示裝置中的擠壓模型的右視和主視的剖視圖。 圖5A和圖5B是如圖1所示裝置中的盆腔水槽蓋子的透視圖。 圖6是如圖3所示裝置中的人工膀胱的透視圖。
附圖標(biāo)號(hào)說明
盆腔水槽1、盆腔水槽右壁開口 2、盆腔水槽前壁開口 3、盆腔水槽后壁開 口 4、盆腔水槽左壁開口 5、盆腔水槽灌注口 6、盆腔水槽排水口 7、密閉水槽8、 密閉水槽進(jìn)水口 9、充氣球10、灌注裝置11、流量控制閥12、流量測(cè)量裝置13、 回收裝置14、壓力傳感器15、壓力傳感器16、連通筒17、人工膀胱18、人工 尿道19、盆腔內(nèi)壓測(cè)壓導(dǎo)管20、膀胱灌注管21、膀胱內(nèi)壓測(cè)壓導(dǎo)管22、水枕 23、橡膠水嚢24、海綿25、灌注裝置抽水口 26、灌注裝置出水口 27、有孔蓋 子28、無孔蓋子29、膀胱灌注入口 30、膀胱測(cè)壓入口 31、膀胱出口3具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
8在如圖1至圖3所示的本發(fā)明實(shí)施例中，泌尿系統(tǒng)模型包括人工膀胱18, 人工尿道19,盆腔水槽l， ^橋壓裝置23、 24、 25，回收裝置14。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，人工膀胱18是一個(gè)由硅膠制成的空嚢腔，其幾 何形狀和尺寸可以根據(jù)膀胱的解剖模型(可以經(jīng)個(gè)案三維掃描測(cè)量得到)確定。 在一種具體的制作梯:作中，用玻璃吹制成體積約為300mL的膀胱^f莫型，然后在 模型內(nèi)表面覆蓋一層液態(tài)硅膠，烘干后敲碎外模即可得到里面的一層硅膠膜。 人工膀胱18充盈狀態(tài)下為卵球形，有一定的伸縮性，膀胱的容積即為膀胱內(nèi)液 體的體積，容積范圍為0 1000mL。如圖6所示，人工膀胱有兩個(gè)入口，分別為 灌注入口 30和測(cè)壓入口 31和一個(gè)出口 32。灌注入口 30與膀胱灌注管21相連， 測(cè)壓入口 31通過測(cè)壓導(dǎo)管22與測(cè)膀胱內(nèi)壓的壓力傳感器16相連，出口 32與 人工尿道19連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，人工尿道19由乳膠或塑料軟管制成，直徑為例 如4~7mm。根據(jù)性別的不同，模擬的男性尿道長(zhǎng)度為例如15 20cm，女性為例 如8 10cm，尿道19接膀胱18的一端設(shè)有流量控制閥12,控制排尿的開始、停
止、流量和流速o
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，盆腔水槽1包括可充滿液體的密閉水槽(水槽 材料可以是有機(jī)玻璃)，其被適當(dāng)設(shè)置以保證超聲在其中的衰減與在人體肌肉和
脂肪中衰減相當(dāng)。水槽有若干個(gè)開口，包括水槽內(nèi)液體灌注口6、排水口 7、膀 胱灌注口 27等。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，水槽1的四個(gè)側(cè)面分別有一個(gè) 開口2、 3、 4、 5,可用于作為更換內(nèi)部裝置的入口。開口2、 3、 4、 5可以用帶 螺紋的無孔蓋子29 (如圖5B所示)密封，也可以替換成中央留有小孔的蓋子 28(如圖5A所示)，蓋子中央的小孔為放置超聲探頭等預(yù)留，也可作為測(cè)壓導(dǎo) 管的入口。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖4所示，擠壓裝置包括一個(gè)或多個(gè)厚度為 諸如3 6cm的小水枕23,其之一被放置在膀胱18與水槽1的前壁之間，用于 模擬人體下腹壁肌肉和軟組織造成的擠壓效果和超聲衰減。 一個(gè)厚度諸如約為
5cm的水枕23被放置在膀胱18下側(cè)，用于保證膀胱的膨脹方向以左右和上方 為主。在模擬女性膀胱時(shí)，可以將一個(gè)橡膠水嚢24放置在膀胱18后側(cè)，以模 擬子宮對(duì)膀胱的擠壓。充水海綿25被放置在膀胱18左右兩側(cè)，用于才莫擬肌肉 對(duì)膀胱的擠壓。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖1和圖2所示，回收裝置14為一個(gè)盛有液 體的開口容器，分別與灌注裝置11的抽液口 26和人工尿道19的末端相連，可 以作為灌注裝置11的抽液儲(chǔ)備，并接收尿道19排出的液體，可以使液體循環(huán) 使用。在如圖1、圖2和圖3所示的本發(fā)明實(shí)施例中，控制、監(jiān)測(cè)并顯示尿動(dòng)力學(xué) 參數(shù)的裝置包括加壓裝置8、 10，灌注裝置ll,壓力測(cè)量裝置15、 16、 20、 22， 流量測(cè)量裝置13。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，加壓裝置包括一個(gè)充氣球IO和一個(gè)與盆腔水槽 1連通的密閉水槽8，充氣球10向密閉水槽8內(nèi)充氣，將密閉水槽8內(nèi)的液體 壓入盆腔水槽l，從而對(duì)膀胱18施加外力，模擬逼尿肌的主動(dòng)收縮，實(shí)現(xiàn)對(duì)排 尿過程的控制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，灌注裝置11可以包括一個(gè)蠕動(dòng)泵，用于實(shí)現(xiàn)微 量、定量抽液和輸液，具體可以通過蠕動(dòng)泵準(zhǔn)確計(jì)量并實(shí)時(shí)顯示灌注進(jìn)入膀胱 18的液體量。灌注裝置11的蠕動(dòng)泵的抽液口 26與回收裝置14相連，回收裝置 14內(nèi)儲(chǔ)存有一定量的液體，輸液口 27與膀胱的灌注入口 30相連，向膀胱18內(nèi) 輸送液體。灌注裝置11的蠕動(dòng)泵的數(shù)據(jù)可以傳送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄分析。 在尿道流量控制閥12關(guān)閉的情況下，蠕動(dòng)泵輸入膀胱18的液體量即為膀胱容 積。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，流量測(cè)量裝置13可包括一個(gè)流量計(jì)，用于定量 測(cè)量尿道排出的液體流量并通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示，該流量計(jì)的輸入端接尿道19， 輸出端接回收裝置14。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，壓力測(cè)量裝置15、 16、 20、 22用于實(shí)現(xiàn)對(duì)盆腔 內(nèi)壓力和膀胱內(nèi)壓力的連續(xù)、精確測(cè)量，其中，測(cè)壓導(dǎo)管20、 22的一端分別插 入盆腔水槽1和人工膀胱18內(nèi)，另一端與壓力傳感器15、 16相連，壓力傳感 器15、 16可將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為微弱電信號(hào)并經(jīng)放大通道放大，再經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 (A/D)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、顯示。
實(shí)施例1對(duì)膀胱儲(chǔ)尿排尿過程的模擬
本裝置可用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)膀胱儲(chǔ)尿排尿過程的模擬。使用時(shí)先通過盆腔水槽1 的灌注口 6向盆腔水槽1內(nèi)灌注液體直至充滿，然后密封灌注口 6。向加壓裝置 的密閉水槽8內(nèi)灌注液體至水槽容積的3/4。關(guān)閉人工尿道19的流量控制閥12， 開啟蠕動(dòng)泵11，以30mL/min的速度向人工膀胱18內(nèi)灌注液體，并記錄灌注 時(shí)間及液體量。當(dāng)灌注容量為500mL時(shí)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵ll。此過程中可利用壓力 傳感器15、 16實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膀胱內(nèi)壓和盆腔內(nèi)壓，灌注速度可以通過設(shè)定蠕動(dòng)泵參 數(shù)改變。開啟尿道的流量控制閥12,通過充氣球10向密閉水槽8內(nèi)充氣施加壓 力，觀測(cè)壓力測(cè)量裝置使膀胱內(nèi)壓維持60~120cm H20壓力范圍內(nèi)(1 cm H20壓 力等于0.098kPa)，記錄開始排尿的時(shí)間，并實(shí)時(shí)記錄流量計(jì)13讀數(shù)。中間過 程可以調(diào)節(jié)尿道流量控制閥12，控制不同的尿流率。當(dāng)膀胱18內(nèi)液體容積少于
1050mL時(shí)，關(guān)閉尿道流量控制閥12，同時(shí)停止計(jì)時(shí)。才艮據(jù)灌注液體量和排出液體 量，可以得到膀胱的實(shí)時(shí)精確容積。同時(shí)可根據(jù)排尿量、膀胱容積壓力變化等 數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算顯示尿流率、膀胱順應(yīng)性等尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
實(shí)施例2對(duì)超聲測(cè)容儀測(cè)量準(zhǔn)確性的評(píng)價(jià)
本裝置可用于對(duì)超聲測(cè)容儀測(cè)量準(zhǔn)確性的評(píng)價(jià)。由于超聲測(cè)容儀針對(duì)不同 狀態(tài)下的膀胱使用同樣的計(jì)算公式，因此可靠性較差。如果能將不同病癥情況 下的膀胱形態(tài)分為幾個(gè)大類，用本裝置進(jìn)行測(cè)試，再適用于不同的計(jì)算公式， 則可以使準(zhǔn)確性大大提高。
實(shí)施步驟關(guān)閉尿道流量控制閥12,開啟蠕動(dòng)泵ll，以30mL/min的速度 向膀胱18內(nèi)灌注液體，并記錄灌注時(shí)間及實(shí)時(shí)灌注量。當(dāng)灌注容量為200mL 時(shí)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵ll。將超聲測(cè)容儀的超聲探頭通過盆腔水槽1前方開孔的蓋子 28與盆腔水槽1內(nèi)的液體接觸，對(duì)膀胱18的容積進(jìn)^f亍實(shí)時(shí)測(cè)量。同時(shí)記錄壓力 測(cè)量傳感器15、 16的測(cè)量數(shù)值。比較超聲測(cè)容儀的測(cè)量結(jié)果和實(shí)際測(cè)量的膀胱 容量。灌注容量每增加50mL,重復(fù)上述"t喿作，直至灌注容量達(dá)到600mL。灌注 速度可以通過設(shè)定蠕動(dòng)泵11自行調(diào)整。
開啟尿道19的流量控制閥12,通過充氣球10向密閉水槽8內(nèi)加壓，可以 控制不同程度的膀胱內(nèi)壓和盆腔內(nèi)壓，從而使膀胱18收縮。調(diào)節(jié)尿道流量控制 閥12,可以控制不同的尿流率。通過蠕動(dòng)泵輸入量(已知)與尿道流量計(jì)13檢 測(cè)到的排出量相減，得到膀胱18的實(shí)時(shí)容積準(zhǔn)確值。與超聲測(cè)容儀的測(cè)量結(jié)果 比較，經(jīng)過分析便可得知不同時(shí)段超聲膀胱容積測(cè)量的準(zhǔn)確性。
實(shí)施例3對(duì)尿動(dòng)力學(xué)分析儀的校準(zhǔn)
尿動(dòng)力學(xué)分析儀是專門用于下尿路排尿功能障礙的檢查儀器，目前廣泛應(yīng) 用于臨床檢測(cè)。本裝置可以對(duì)尿動(dòng)力學(xué)分析儀尿流率、壓力/容積測(cè)定、排尿時(shí) 壓力/尿流率測(cè)定等參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。將尿動(dòng)力學(xué)分析儀的測(cè)壓導(dǎo)管插入膀胱18, 將分析儀測(cè)尿流率的裝置入口與本裝置的人工尿道19的末端相連接，用分析儀 的灌注泵替換本裝置的蠕動(dòng)泵11。關(guān)閉尿道流量控制閥12,向膀胱18內(nèi)定量 灌注400mL液體，分別用尿動(dòng)力學(xué)分析儀和本裝置的壓力測(cè)量傳感器15、 16 測(cè)定膀胱內(nèi)壓力，得出兩組數(shù)值。開啟尿道流量控制閥12,用尿動(dòng)力學(xué)分析儀 和本裝置同時(shí)測(cè)量尿流率。因?yàn)楸狙b置使用了精密度更高的壓力傳感器和電磁 流量計(jì)，因此通過兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可以對(duì)尿動(dòng)力學(xué)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
實(shí)施例4 測(cè)試人工膀胱性能將人工膀胱18安裝在本發(fā)明的模擬裝置內(nèi)，膀胱的灌注入口 30、測(cè)壓入口 31分別與膀胱灌注管21、膀胱內(nèi)壓測(cè)壓導(dǎo)管22相連，人工膀胱18的出口 32 與尿道19相連。開啟灌注裝置11的蠕動(dòng)泵，向人工膀胱18內(nèi)灌注液體至500mL, 灌注過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膀胱內(nèi)壓的變化，通過壓力/容積值可判斷人工膀胱18的順 應(yīng)性。打開尿道流量控制閥12,對(duì)人工膀胱18施加外力使其收縮，控制一定的 尿流率，監(jiān)測(cè)膀胱內(nèi)壓和盆腔內(nèi)壓變化，并實(shí)時(shí)記錄膀胱的容積變化，從而可 判斷膀胱的收縮能力和順應(yīng)能力，用于評(píng)價(jià)膀胱的性能。
實(shí)施例5模擬分析某些特殊病癥情況下的膀胱生理狀態(tài)
本裝置可模擬某些特殊病癥情況下的膀胱生理狀態(tài)。如尿道狹窄造成的膀 胱尿道障礙及膀胱內(nèi)壓過高造成的壓力性尿失禁等。
實(shí)施步驟關(guān)閉人工尿道19的流量控制閥12，開啟蠕動(dòng)泵11,以30mL/min 的速度向人工膀胱18內(nèi)灌注液體。當(dāng)灌注容量為500mL時(shí)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵11。 利用壓力測(cè)量傳感器15、 16監(jiān)測(cè)人工膀胱18的內(nèi)壓和盆腔水槽1的內(nèi)壓，可 得到膀胱18的順應(yīng)性的指標(biāo)。開啟尿道的流量控制閥12,調(diào)節(jié)尿道流量控制閥 12使尿流量變小，通過充氣球10向水槽8內(nèi)充氣施加壓力，觀測(cè)壓力測(cè)量傳感 器15、 16使膀胱內(nèi)壓維持在高壓狀態(tài)，如150cmH2O左右(lcmH20壓力等于 0.098kPa),記錄開始排尿的時(shí)間，并實(shí)時(shí)記錄流量計(jì)13讀數(shù)。可才艮據(jù)排尿量、 膀胱容積變化等數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算顯示尿流率等尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。 凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模擬膀胱及其周圍器官并分析膀胱儲(chǔ)尿排尿生理過程的裝置，用于對(duì)膀胱儲(chǔ)尿排尿生理過程的模擬和分析，其特征在于包括一個(gè)盆腔水槽(1)，設(shè)置在所述盆腔水槽(1)中的一個(gè)人工膀胱(18)，其包括一個(gè)可伸縮材料制成的有一定容積的空囊腔，用于實(shí)現(xiàn)膀胱的儲(chǔ)尿功能，人工尿道(19)，其包括與所述人工膀胱(18)相密閉連通的管子，設(shè)置在所述人工尿道接所述人工膀胱的一端的一個(gè)流量控制閥(12)，用于控制排液的開始與停止及流量大小，與所述盆腔水槽(1)相密閉連通的一個(gè)加壓水槽(8)，與所述加壓水槽(8)相密閉連通的一個(gè)充氣球(10)，用于通過向所述加壓水槽(8)內(nèi)充氣而對(duì)所述加壓水槽(8)內(nèi)液體進(jìn)行加壓。
2、 如權(quán)利要求1所述的膀胱模擬和分析裝置，其特征在于進(jìn)一步包括 設(shè)置在所述盆腔水槽(1)內(nèi)并能與所述人工膀胱發(fā)生相互擠壓作用的擠壓裝置(23, 24, 25 ),用于模擬膀胱周圍組織對(duì)膀胱的支持和擠壓作用。
3、 如權(quán)利要求2所述的膀胱模擬和分析裝置，其特征在于進(jìn)一步包括 回收裝置(14)，用于作為向膀胱灌注的液體儲(chǔ)備容器，并收集經(jīng)所述人工尿道(19)排出的液體，灌注裝置(ll),其帶有一個(gè)抽液口 (26),其中所述回收裝置(14)分別與所述人工尿道(19)的一端和所述抽液口 (26)相連。
4、 如權(quán)利要求3所述的膀胱模擬和分析裝置，其特征在于 所述灌注裝置(11)包括一個(gè)蠕動(dòng)泵或其它滿足灌注要求的泵， 所述擠壓裝置(23, 24, 25 )進(jìn)一步包括用于模擬人體下腹壁肌肉和軟組織造成的擠壓效果和超聲衰減的水枕頭(23)、用于模擬子宮對(duì)膀胱的擠壓的橡 膠水嚢(24)、用于模擬肌肉對(duì)膀胱的擠壓的海綿(25),所述膀胱模擬和分析裝置進(jìn)一步包括 一個(gè)流量計(jì)(13)，其輸入端連接所 述人工尿道(19)且其輸出端連接所述回收裝置(14)。
5、 如權(quán)利要求4所述的膀胱模擬和分析裝置，其特征在于所述人工膀胱包括通過膀胱測(cè)壓導(dǎo)管(22)與一個(gè)膀胱內(nèi)壓傳感器(16) 相連的一個(gè)測(cè)壓入口 (31)、通過灌注導(dǎo)管(21)與所述灌注裝置(11)的出水 口 (27)相連的一個(gè)灌注入口 (30)和與所述人工尿道(19)的相連的一個(gè)尿 道出口 (32)。
6. 如權(quán)利要求5所述的膀胱模擬和分析裝置，其特征在于 所述人工膀胱由伸縮性良好的硅膠膜或其它類似特性的材料制成，其容積在0 1000mL范圍內(nèi)可變，充盈狀態(tài)下為卵I^形，所述測(cè)壓入口 (31)與所述 灌注入口 (30)位于所述人工膀胱的上端，所述尿道出口 (32)位于所述人工 膀胱的下端，所述人工尿道由軟管制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的膀胱模擬和分析裝置，其特征在于所述盆腔水槽 (1)帶有用于使所述膀胱內(nèi)壓測(cè)壓導(dǎo)管(22)通過的一個(gè)測(cè)壓導(dǎo)管入口、用于使所述盆腔內(nèi)壓測(cè)壓導(dǎo)管(20)通過的一個(gè)測(cè)壓導(dǎo)管入口、用于使所述灌注 導(dǎo)管(21)通過的一個(gè)膀胱灌注口、用于向所述盆腔水槽(1)內(nèi)灌注液體的一 個(gè)水槽內(nèi)液體灌注口 (6)、 一個(gè)排液口 (7)和為檢測(cè)探頭預(yù)留的至少一個(gè)探頭 cr 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬裝置，其特征在于所述橡膠水嚢(24)被放置在所述人工膀胱的后側(cè)，用于模擬子宮對(duì)膀胱 從后側(cè)的擠壓效果；所述水才允頭(23)被放置在所述人工膀胱前側(cè)和下側(cè)，用于一莫擬膀胱前側(cè) 和下側(cè)的肌肉和軟組織等器官對(duì)膀胱的支持、擠壓作用，以及在超聲測(cè)容時(shí)膀 胱前側(cè)的肌肉和軟組織聲學(xué)特性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；所述海綿(25)被放置在所述人工膀胱左右兩側(cè)，從而可以利用其彈性隨 膀胱的變化而伸縮，從而造成不同程度的擠壓，所述回收裝置(14)為一個(gè)開口容器，所述加壓水槽(8)裝有占其部分容積的液體，用于通過所述充氣球(10) 向所述加壓水槽(10 )內(nèi)充氣壓迫液體進(jìn)入盆腔水槽(1 )，從而對(duì)膀胱(18 ) 施加外力，而模擬逼尿肌的主動(dòng)收縮，實(shí)現(xiàn)對(duì)排尿過程的模擬控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬裝置，所述灌注裝置(11)的抽水口 (26) 一端與尿液回收裝置(14)相連，出水口 (27) —端通過導(dǎo)管(21)與人工膀胱(18)的灌注入口 (30)相連，以抽取回收裝置(14)內(nèi)的液體并灌注進(jìn)入 膀胱(18)內(nèi)，同時(shí)能夠顯示灌注的液體量，所述測(cè)壓裝置中，測(cè)壓導(dǎo)管(22、 20)分別伸入人工膀胱(18)內(nèi)部和盆 腔水槽(1)內(nèi)部，通過液體耦合將壓力傳至壓力傳感器(16)和(15),然后 通過信號(hào)處理在計(jì)算機(jī)上顯示壓力值。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬裝置，所述流量計(jì)(13 )安裝在人工尿道(19 ) 流量控制閥(12)的后端，用于實(shí)時(shí)測(cè)量顯示尿道中尿液的流量及流速，其中用于模擬尿液的液體可以是從自來水、生理鹽水和密度與尿液相當(dāng)?shù)?其它液體中選出的一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種針對(duì)膀胱儲(chǔ)尿排尿生理過程的模擬和分析裝置，包括人工膀胱，用于模擬膀胱隨液體容量改變體積的特性并實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)尿功能；人工尿道，作為膀胱內(nèi)液體排出的通道；盆腔水槽，作為容納膀胱等器官的環(huán)境；擠壓裝置，用于模擬膀胱外圍器官對(duì)膀胱產(chǎn)生的擠壓；加壓裝置，用于模擬膀胱逼尿肌的收縮從而實(shí)現(xiàn)膀胱的排尿功能；灌注裝置，用于準(zhǔn)確計(jì)量并實(shí)時(shí)顯示灌注進(jìn)入膀胱的液體量；尿液回收裝置，用于作為灌注裝置抽液的液體儲(chǔ)備，并收集由尿道排出的液體，便于循環(huán)利用；測(cè)壓裝置，用于實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示膀胱內(nèi)壓和盆腔內(nèi)壓；流量計(jì)量裝置，用于實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示經(jīng)過尿道的液體流量。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)人工膀胱的儲(chǔ)尿及排尿生理過程，并通過控制和監(jiān)測(cè)膀胱容積、尿流率、膀胱內(nèi)壓、盆腔內(nèi)壓、膀胱順應(yīng)性等尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)此生理過程進(jìn)行分析，可以作為超聲測(cè)容儀，尿動(dòng)力學(xué)分析儀等儀器的有效評(píng)價(jià)和校準(zhǔn)工具，并能夠測(cè)試人工膀胱的性能。
文檔編號(hào)A61B5/20GK101664313SQ200910083658
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者萌 張, 李德玉, 李立峰, 樊瑜波, 牛海軍, 王喜太, 放 蒲, 朕 蔡, 鐘進(jìn)榮, 馬鳳領(lǐng) 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)