尿動力分析儀的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

徐 祥，李詠雪，孫志輝，郭 萍，劉海博

尿動力分析儀的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

徐 祥，李詠雪，孫志輝，郭 萍，劉海博

介紹了尿動力分析儀的基本組成、工作原理，分析了尿動力分析儀的發(fā)展現(xiàn)狀，重點研究了尿動力學的發(fā)展和尿動力分析儀的生產(chǎn)及使用情況，并對尿動力分析儀的發(fā)展前景進行了展望，指出了尿動力分析儀將會朝著功能化、信息化、人性化方向發(fā)展，并在泌尿科領域中發(fā)揮越來越重要的作用。

尿動力分析儀；功能障礙；舒適性

0 引言

尿動力分析儀是依據(jù)流體力學和電生理學的基本原理和方法，檢測尿路各部分壓力、流率及肌電活動，從而分析尿路排尿的功能、機理以及排尿功能障礙性疾病的病理、生理學變化，為臨床診療提供客觀依據(jù)的儀器[1]，是評價排尿功能障礙程度、確定障礙分類的重要手段。客觀的尿動力學檢查已逐漸取代泌尿外科的主觀診斷方式，成為一種常規(guī)檢測手段。近年來，隨著人口老齡化加劇，泌尿疾病患者逐漸增多，病情復雜多變，發(fā)病率逐年上升[2]，需借助尿動力分析儀量化相關(guān)的病理生理學參數(shù)確定診療方案。因此，了解尿動力分析儀的組成原理、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，具有十分重要的意義。

1 尿動力分析儀的組成及工作原理

尿動力分析儀通常包括微處理系統(tǒng)（主機）、壓力傳感器、尿流率計、肌電單元（electromyography，EMG）、灌注系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)等，可完成國際尿控協(xié)會（International Continence Society，ICS）規(guī)定的常規(guī)尿動力學檢測項目，包括檢測尿流率、膀胱壓，描記壓力-流率曲線，同步括約肌肌電等[3]。

1.1 微處理系統(tǒng)

微處理系統(tǒng)的軟件平臺有DOS和Windows系統(tǒng)2種。目前，DOS平臺已經(jīng)很少使用。微處理系統(tǒng)主要完成信號的采集、記錄、處理、顯示、打印以及數(shù)據(jù)傳輸、資源共享等。

1.2 壓力傳感器

圖1 壓力-流率曲線示例

1.3 尿流率計

尿流率計主要測量尿流率和排尿量等尿流指標，用于評價下尿路功能的初篩和療效。根據(jù)檢測原理，尿流率計可分為稱重式、電容式和旋轉(zhuǎn)式。最常見的是稱重式和旋轉(zhuǎn)式[3-4]（可參考《尿動力學檢查操作指南（2010版）》）。

1.3.1 稱重式

此種尿流率計采用質(zhì)量-時間測定法，工作原理類似于電子秤。患者排尿至集尿器，隨著尿液質(zhì)量逐漸增加，可得到一條尿液質(zhì)量-時間曲線，進而轉(zhuǎn)化為尿流率曲線。稱重式尿流率計性能穩(wěn)定、價格低，被人們廣泛應用。

1.3.2 旋轉(zhuǎn)式

此種尿流率計通過專用的轉(zhuǎn)盤式集尿器測定尿流率。初始狀態(tài)下，轉(zhuǎn)盤以恒定的流速轉(zhuǎn)動，當患者尿液排入集尿器時，隨著尿液質(zhì)量的增加，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速減慢，系統(tǒng)需加大驅(qū)動電流以維持轉(zhuǎn)速恒定，所增加的驅(qū)動電流與尿流率大小成比例，可轉(zhuǎn)換為尿流率，從而得到一條尿流率曲線。轉(zhuǎn)盤式尿流率計原理簡單、準確性與重復性好，但對轉(zhuǎn)速的恒定性要求較高，且價格昂貴，因此僅有個別廠家采用。

1.4 EMG單元

EMG測定主要記錄參與主動控尿機制的橫紋括約肌去極化時產(chǎn)生的電位，常用的肌電圖電極有針形電極和表面電極2種（如圖2所示）。前者用于記錄單個運動單位肌電電位活動，后者可反映橫紋括約肌的總體活動[4-5]。

割臺撥禾鏈條兩盤齒輪與軸出現(xiàn)鍵槽滾鍵故障，造成軸磨損、撥禾鏈條卡齒，建議安裝時考慮鍵槽與鍵的間隙、材質(zhì)、負荷問題。

圖2 常用的肌電圖電極實物圖

1.5 灌注系統(tǒng)

最常見的尿動力分析儀灌注系統(tǒng)有2種類型[6]：（1）泵灌注方式，該方式自動化程度高，采用流量反饋技術(shù)，流量設置方便，穩(wěn)定速度快；（2）重力灌注方式，水介質(zhì)通過高壓氣袋擠入膀胱，重力泵則根據(jù)每單位時間內(nèi)質(zhì)量的減少計算出灌注速度和灌注量，具有簡單、成本低的優(yōu)點。

1.6 牽引系統(tǒng)

牽引系統(tǒng)是尿動力分析儀必不可少的一部分，主要用來進行尿動力學壓力分布的測量，也可反映（研究）外括約肌之間的聯(lián)動關(guān)系[7]。一般配備的牽引機牽引速度為1～2mm/s，最大牽引距離為30mm。

2 尿動力分析儀的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 我國尿動力學的發(fā)展

我國尿動力學科研及臨床工作起步較晚。20世紀五六十年代，只有北大醫(yī)院和上海醫(yī)科大學附屬華山醫(yī)院等少數(shù)醫(yī)院跟蹤研究。1978年，上海醫(yī)科大學附屬華山醫(yī)院研究并發(fā)表了國人尿流率正常值。20世紀80年代，一些國外的尿動力學著作，如Abrams的《Urodynamics》引入我國。1994年，中華泌尿外科學會尿控學組成立。2002年，制定《膀胱過度活動癥診治指南》。2007年，制定《尿動力學檢查操作指南》。2010年，重新修訂為《尿動力學檢查操作指南（2010版）》。自21世紀以來，我國尿動力學研究快速發(fā)展。目前，尿動力學研究已接近國際先進水平。尿動力學發(fā)展的同時也促進了尿動力分析儀的進步[1]。

2.2 國外的研究現(xiàn)狀

1972年，丹麥丹迪公司研制出第一臺尿動力分析儀。1987年，ICS發(fā)表了尿動力學設備報告，對尿動力學設備提出較為粗略的要求和指標[8]。1998年，加拿大LABORIE公司在摩納哥召開的首屆國際尿失禁咨詢委員會的展覽會上推出了一種無線傳感器，植入膀胱后可將膀胱內(nèi)的壓力變化傳至隨身攜帶的接收器上，標志著無痛膀胱測壓技術(shù)已為期不遠[9]。為確保結(jié)果的準確性，LABORIE公司在研制的設備中特別設置“CART”功能，對導管連接進行自動檢測[10]。2011年8月，英國格拉斯哥舉行ICS年度科學會議研討會，提出修訂尿動力學裝備性能指南的意見。2013年8月，西班牙巴塞羅那的ICS會議研討會上經(jīng)討論形成最后草案。2014年，在ICS標準化指導委員會的支持下，制定了有關(guān)尿動力學設備性能的指南。該指南對尿流率、體積、壓力和肌電圖測量的范圍提供了建議，同時對用戶界面、性能測試和不同技術(shù)影響測量的因素也進行了描述，并由ICS對設備采購、設計要求和性能校準進行擴充[11]。近年來，為解決尿動力儀可靠性和準確性難以評估的缺陷，Werner Schaefer與國內(nèi)學者合作，研究尿動力分析儀質(zhì)量控制并取得一定成效[12]。這種設備硬件的改進、軟件的網(wǎng)絡化發(fā)展、設備研制的規(guī)范、設備質(zhì)量控制的系統(tǒng)化模式，均可作為我國尿動力設備全面發(fā)展的參考。

2.3 國內(nèi)尿動力分析儀的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀80年代初，尿動力檢查儀引入我國。90年代，部分醫(yī)院引入瑞典CTD公司多導程臺式尿動力分析儀。據(jù)不完全統(tǒng)計，20世紀90年代后期全國擁有進口多功能尿動力儀42臺[1]。同時，第三軍醫(yī)大學西南醫(yī)院、首都醫(yī)科大學聯(lián)合研制出SWⅢ型尿動力儀，并在臨床試用。1997年，西南醫(yī)院和成都維信電子科大新技術(shù)有限公司共同研制生產(chǎn)了Nidoc-970尿動力學分析儀，大大降低了尿動力分析儀的購置門檻。隨后臨床及科研院所對尿動力分析儀進行了許多應用性研究。成都電子科技大學分別于2003和2007年做了尿動力分析儀肌電測量電極、測量軟件的改進及USB口尿流率采集顯示程序的研究[13-14]。鄞州第二醫(yī)院于2013年對Laborie尿動力分析儀尿道內(nèi)壓力的穩(wěn)定性進行了改進，使尿道內(nèi)壓力檢查的結(jié)果更加精確[15]。

根據(jù)國家食品藥品監(jiān)督管理總局的公開數(shù)據(jù)庫檢索，目前在我國注冊、可銷售的尿動力儀共計13個生產(chǎn)廠家、28種產(chǎn)品型號。其中，2002年至2009年注冊型號11種，2010年后新注冊產(chǎn)品為17種。2013年，廣州市普東光電科技有限公司生產(chǎn)的Ndly型尿動力分析儀打破了國內(nèi)只有一個廠家生產(chǎn)尿動力分析儀的尷尬局面?？梢钥闯?，近幾年國內(nèi)尿動力分析儀的供求正處于急劇上升的階段。

3 發(fā)展趨勢

尿動力分析儀在泌尿外科領域中有著不可替代

（????）（????）的作用，除了應用于神經(jīng)源性膀胱尿道功能障礙、兒童尿動力學檢查、男性下尿路障礙、老年人逼尿肌不穩(wěn)定等傳統(tǒng)疾病中，在婦科泌尿外科等一些新興學科中也發(fā)揮了重要作用[16]。疾病特征的多樣性、尿動力學技術(shù)與計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，促使尿動力分析儀不斷升級與改進，主要體現(xiàn)在以下3個方面：

（1）功能性。通過模塊化的電路設計和可升級、可擴充的軟件設計，加大整機控制自動化，完善尿動力分析儀功能，也利于設備的維修保養(yǎng)。

（2）隱私性。藍牙技術(shù)因其容量大、功耗低、抗干擾能力強等優(yōu)點，應用于尿動力分析儀具有強大優(yōu)勢。尿動力學檢查過程中，醫(yī)療人員可通過藍牙技術(shù)實時監(jiān)測，避免與患者直接接觸，給患者提供隱私的空間。同時，利用藍牙技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸和資源共享，安全性高，能有效防止患者信息泄漏。

（3）舒適性。采用新技術(shù)、新型生物材料改變設備的性能，如導管的軟硬程度、球囊的強度和柔軟度等，減輕患者的痛苦，提高尿動力分析儀的舒適性。除此之外，設備造型、色彩的合理設計，可增強設備與人的親近感，舒緩患者的緊張情緒，營造舒適放松的氛圍。

可以預測，隨著IC封裝技術(shù)和計算機技術(shù)的提高，未來的尿動力分析儀會朝著功能化、信息化、人性化方向發(fā)展，這不僅需要考慮疾病特征，而且需照顧患者的感受，做到“人-機-環(huán)境”一體化，適應時代的發(fā)展。

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（收稿：2014-10-09 修回：2015-02-22）

Status and trend of urodynamic analyzer

XU Xiang1,LI Yong-xue2,SUN Zhi-hui2,GUO Ping2,LIU Hai-bo1
(1.Department of Biomedical Engineering,the Third Military Medical University,Chongqing 400038,China; 2.Institute for Drug and Instrument Control,Health Department of General Logistics Department,Beijng 100071,China)

The urodynamic analyzer was introduced from the aspects of composition,working principles and present situation.The development of urodynamics was explored,and the manufacture and application of the urodynamic analyzer were studied.The urodynamic analyzer proves to be functional,informatized and human-oriented in the future,and to be important in the field of urology.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（6）：111-112，123]

urodynamic analyzer;dysfunction;comfortability

R318.6；TH776

A

1003-8868（2015）06-0111-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.06.111

軍事醫(yī)學計量科研專項（2011-JL3-013）

徐 祥（1991—），男，主要從事醫(yī)療器械的檢測、維修及相關(guān)方面的研究工作，E-mail:14498771 34@qq.com。

400038重慶，第三軍醫(yī)大學生物醫(yī)學工程系（徐 祥，劉海博）；100071北京，總后衛(wèi)生部藥品儀器檢驗所（李詠雪，孫志輝，郭 萍）

李詠雪，E-mail:yxjlfh@vip.sina.com