尿动力分析仪的发展现状及趋势分析

2015-10-15 20:30:15来源: 医疗卫生装备
    尿动力分析仪是依据流体力学和电生理学的基本原理和方法,检测尿路各部分压力、流率及肌电活动,从而分析尿路排尿的功能、机理以及排尿功能障碍性疾病的病理、生理学变化,为临床诊疗提供客观依据的仪器,是评价排尿功能障碍程度、确定障碍分类的重要手段。客观的尿动力学检查已逐渐取代泌尿外科的主观诊断方式,成为一种常规检测手段。近年来,随着人口老龄化加剧,泌尿疾病患者逐渐增多,病情复杂多变,发病率逐年上升,需借助尿动力分析仪量化相关的病理生理学参数确定诊疗方案。因此,了解尿动力分析仪的组成原理、发展现状及趋势,具有十分重要的意义。

  尿动力分析仪的组成及工作原理

  尿动力分析仪通常包括微处理系统(主机)、压力传感器、尿流率计、肌电单元(electromyography,EMG)、灌注系统、牵引系统等,可完成国际尿控协会(International Continence Society,ICS)规定的常规尿动力学检测项目,包括检测尿流率、膀胱压,描记压力-流率曲线,同步括约肌肌电等。

  微处理系统的软件平台有DOS和Windows系统2种。目前,DOS平台已经很少使用。微处理系统主要完成信号的采集、记录、处理、显示、打印以及数据传输、资源共享等。

  压力传感器通常用于测量膀胱压和腹压,常与其他参数同步检测,形成压力-流率曲线(如图1所示)、压力-流率-EMG曲线等。尿动力分析仪通过数个内置式精密传感器和外置的压力传感器,将检测出的压力信号转换为电信号,经放大和模/数(A/D)转换后送至计算机。

  尿流率计主要测量尿流率和排尿量等尿流指标,用于评价下尿路功能的初筛和疗效。根据检测原理,尿流率计可分为称重式、电容式和旋转式。最常见的是称重式和旋转式(可参考《尿动力学检查操作指南(2010版)》)。

  称重式此种尿流率计采用质量-时间测定法,工作原理类似于电子秤。患者排尿至集尿器,随着尿液质量逐渐增加,可得到一条尿液质量-时间曲线,进而转化为尿流率曲线。称重式尿流率计性能稳定、价格低,被人们广泛应用。

  旋转式此种尿流率计通过专用的转盘式集尿器测定尿流率。初始状态下,转盘以恒定的流速转动,当患者尿液排入集尿器时,随着尿液质量的增加,转盘转速减慢,系统需加大驱动电流以维持转速恒定,所增加的驱动电流与尿流率大小成比例,可转换为尿流率,从而得到一条尿流率曲线。转盘式尿流率计原理简单、准确性与重复性好,但对转速的恒定性要求较高,且价格昂贵,因此仅有个别厂家采用。

  EMG单元测定主要记录参与主动控尿机制的横纹括约肌去极化时产生的电位,常用的肌电图电极有针形电极和表面电极2种(如图2所示)。前者用于记录单个运动单位肌电电位活动,后者可反映横纹括约肌的总体活动。

  灌注系统最常见的尿动力分析仪灌注系统有2种类型:(1)泵灌注方式,该方式自动化程度高,采用流量反馈技术,流量设置方便,稳定速度快;(2)重力灌注方式,水介质通过高压气袋挤入膀胱,重力泵则根据每单位时间内质量的减少计算出灌注速度和灌注量,具有简单、成本低的优点。

  牵引系统是尿动力分析仪必不可少的一部分,主要用来进行尿动力学压力分布的测量,也可反映(研究)外括约肌之间的联动关系。一般配备的牵引机牵引速度为1~2mm/s,最大牵引距离为30mm。

    尿动力分析仪的发展现状

  我国尿动力学的发展我国尿动力学科研及临床工作起步较晚。20世纪五六十年代,只有北大医院和上海医科大学附属华山医院等少数医院跟踪研究。1978年,上海医科大学附属华山医院研究并发表了国人尿流率正常值。20世纪80年代,一些国外的尿动力学著作,如Abrams的《Urodynamics》引入我国。1994年,中华泌尿外科学会尿控学组成立。2002年,制定《膀胱过度活动症诊治指南》。2007年,制定《尿动力学检查操作指南》。2010年,重新修订为《尿动力学检查操作指南(2010版)》。自21世纪以来,我国尿动力学研究快速发展。目前,尿动力学研究已接近国际先进水平。尿动力学发展的同时也促进了尿动力分析仪的进步。

  国外的研究现状1972年,丹麦丹迪公司研制出第一台尿动力分析仪。1987年,ICS发表了尿动力学设备报告,对尿动力学设备提出较为粗略的要求和指标。1998年,加拿大LABORIE公司在摩纳哥召开的首届国际尿失禁咨询委员会的展览会上推出了一种无线传感器,植入膀胱后可将膀胱内的压力变化传至随身携带的接收器上,标志着无痛膀胱测压技术已为期不远。为确保结果的准确性,LABORIE公司在研制的设备中特别设置“CART”功能,对导管连接进行自动检测。2011年8月,英国格拉斯哥举行ICS年度科学会议研讨会,提出修订尿动力学装备性能指南的意见。2013年8月,西班牙巴塞罗那的ICS会议研讨会上经讨论形成最后草案。2014年,在ICS标准化指导委员会的支持下,制定了有关尿动力学设备性能的指南。该指南对尿流率、体积、压力和肌电图测量的范围提供了建议,同时对用户界面、性能测试和不同技术影响测量的因素也进行了描述,并由ICS对设备采购、设计要求和性能校准进行扩充。近年来,为解决尿动力仪可靠性和准确性难以评估的缺陷,WernerSchaefer与国内学者合作,研究尿动力分析仪质量控制并取得一定成效。这种设备硬件的改进、软件的网络化发展、设备研制的规范、设备质量控制的系统化模式,均可作为我国尿动力设备全面发展的参考。

  国内尿动力分析仪的发展现状20世纪80年代初,尿动力检查仪引入我国。90年代,部分医院引入瑞典CTD公司多导程台式尿动力分析仪。据不完全统计,20世纪90年代后期全国拥有进口多功能尿动力仪42台。同时,第三军医大学西南医院、首都医科大学联合研制出SWⅢ型尿动力仪,并在临床试用。1997年,西南医院和成都维信电子科大新技术有限公司共同研制生产了Nidoc-970尿动力学分析仪,大大降低了尿动力分析仪的购置门槛。随后临床及科研院所对尿动力分析仪进行了许多应用性研究。成都电子科技大学分别于2003和2007年做了尿动力分析仪肌电测量电极、测量软件的改进及USB口尿流率采集显示程序的研究。鄞州第二医院于2013年对Laborie尿动力分析仪尿道内压力的稳定性进行了改进,使尿道内压力检查的结果更加精确。根据国家食品药品监督管理总局的公开数据库检索,目前在我国注册、可销售的尿动力仪共计13个生产厂家、28种产品型号。其中,2002年至2009年注册型号11种,2010年后新注册产品为17种。2013年,广州市普东光电科技有限公司生产的Ndly型尿动力分析仪打破了国内只有一个厂家生产尿动力分析仪的尴尬局面。可以看出,近几年国内尿动力分析仪的供求正处于急剧上升的阶段。

  发展趋势

  尿动力分析仪在泌尿外科领域中有着不可替代的作用,除了应用于神经源性膀胱尿道功能障碍、儿童尿动力学检查、男性下尿路障碍、老年人逼尿肌不稳定等传统疾病中,在妇科泌尿外科等一些新兴学科中也发挥了重要作用。疾病特征的多样性、尿动力学技术与计算机技术的不断发展,促使尿动力分析仪不断升级与改进,主要体现在以下3个方面:

  (1)功能性。通过模块化的电路设计和可升级、可扩充的软件设计,加大整机控制自动化,完善尿动力分析仪功能,也利于设备的维修保养。

  (2)隐私性。蓝牙技术因其容量大、功耗低、抗干扰能力强等优点,应用于尿动力分析仪具有强大优势。尿动力学检查过程中,医疗人员可通过蓝牙技术实时监测,避免与患者直接接触,给患者提供隐私的空间。同时,利用蓝牙技术进行数据传输和资源共享,安全性高,能有效防止患者信息泄漏。

  (3)舒适性。采用新技术、新型生物材料改变设备的性能,如导管的软硬程度、球囊的强度和柔软度等,减轻患者的痛苦,提高尿动力分析仪的舒适性。除此之外,设备造型、色彩的合理设计,可增强设备与人的亲近感,舒缓患者的紧张情绪,营造舒适放松的氛围。可以预测,随着IC封装技术和计算机技术的提高,未来的尿动力分析仪会朝着功能化、信息化、人性化方向发展,这不仅需要考虑疾病特征,而且需照顾患者的感受,做到“人-机-环境”一体化,适应时代的发展。

关键字:动力  分析仪

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2015/1015/article_6108.html
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