CN109805946A - 一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于排尿尿动力学领域，涉及一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，该方法以Rmin＝0.5H为下尿路梗阻临界阻力值，尿道阻力Rmin＜0.5H为下尿路无梗阻，Rmin≥0.5H为下尿路梗阻；其中H为尿道阻力R的阻力单位。本发明方法将下尿路梗阻程度的判别转化为尿道阻力的测定，而尿道阻力是尿道阻碍尿液流动的物理量，相当于将下尿路梗阻程度进行了定量考量。

Description

一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法

技术领域

本发明属于排尿尿动力学领域，涉及一种尿路梗阻程度的判别方法，尤其涉及一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法。

背景技术

人体下尿路梗阻是尿道病变所致，膀胱内压力升高，使膀胱壁以及膀胱排尿功能出现一系列改变，在临床上常常表现为进行性排尿因难，表现为尿线细小，排尿无力，排尿滴沥，淋漓不尽，分段排尿，进而出现尿潴留及充盈性尿失禁，长期下尿路梗阻亦可导致两侧肾积水及肾功能不全。因此，下尿路梗阻的准确判别对提高对下尿路梗阻患者的诊断与治疗效果具有临床意义。

尿道阻力R特指尿道阻碍尿液流动的物理量，其内在关键因素是尿流态Re、尿道管径r或尿道腔F值、尿道长度L，其外在表现形式是排尿时尿道入口与出口的尿道两端压力差Pdif，也就是膀胱压Pves与尿道外口的出口压P_O的差值，与尿液在这段尿道中流动的尿流率Q平方的比值，即R＝Pdif/Q²。尿道阻力R以及压力差Pdif的排尿功率Ndif是排尿尿动力学中的核心内在因素，通过其內在因素在排尿的外在形式上表达压力差Pdif与流率Q的匹配组合。各种下尿路排尿功能障碍疾病都有着内在因素并表现在排尿的形式上，通过排尿尿动力学测定的各参数数据，充分反映本疾病病种的排尿状况。

以往对尿道阻力没有明确的概念和定义，当一个人排尿时，此人的尿道阻力R和排尿功率Ndif决定了其排尿结果，例如，下尿路梗阻表现为高的尿道阻力R，因此，使用尿道阻力R进行下尿路梗阻的诊断及鉴别成为近年来排尿尿动力学领域研究的重要进展之一。

发明内容

即针对现有技术，本发明提出了一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，用于判别下尿路梗阻的程度，为下尿路梗阻的诊断治疗提供依据。

为实现上述目的，本发明采用了下列的设计结构以及设计方案。

一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，所述判别下尿路梗阻程度的方法为，以Rmin＝0.5H为下尿路梗阻临界阻力值，尿道阻力Rmin＜0.5H为下尿路无梗阻，Rmin≥0.5H为下尿路梗阻；其中H为尿道阻力R的阻力单位。

进一步地，所述判别下尿路梗阻程度的方法为，当0.5H≤尿道阻力Rmin<1.0H，为下尿路轻度梗阻，当1.0H≦尿道阻力Rmin<3.0H，为下尿路中度梗阻；当尿道阻力Rmin≧3.0H，为下尿路重度梗阻。

进一步地，所述尿道阻力Rmin＝Pdif/Qmax²，其中Pdif为排尿时膀胱压Pves与尿道外口的出口压P_O的差值，Qmax为尿液在该段尿道中流动的最大尿流率值。

进一步地，所述Pdif＝Pw＝258π³LQ²/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]，即所述尿道阻力Rmin＝258π³L/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]，其中Pw为膀胱压Pves驱动尿液流动经尿道所消耗的压力值，L为尿道段长度，F为尿线F值，指人体排尿时的尿线截面周长毫米数，Q为尿液在该段尿道中流动的最大尿流率值。

进一步地，所述尿线F值的测定方法为首先动态捕获人体排尿时的尿线，记录整个排尿过程的尿线数据，同时在人体排尿时的尿线旁放置尿线F值尺子；然后通过该人体排尿时的尿线与所述尿线F值尺子之间的对比，获得该人体排尿时的尿线在所述尿线F值尺子中对应的F值；最后，计算获取该人体排尿时的尿线F值；所述尿线F值尺子由若干粗细不一的柱状物组成，不同粗细的柱状物代表不同的尿线F值大小，包括3F、4F、5F、6F、8F、10F、12F、14F、16F和18F，所述F是所述柱状物截面的周长毫米mm数值；尿线F值计算方法为X＝kD·F/d，其中，k为系数，F为尿线F值尺子中对应的值，d为尿线F值尺子中对应值的直径动态捕获数值，D为人体排尿时的尿线直径动态捕获数值。

进一步地，所述人体排尿时的尿线为人体排尿时的柱状尿线部位，所述柱状尿线部位的确定方法为：根据尿流液喷出尿道外囗的尿线三维观察情况，在尿流液刚出尿道外囗时，尿线呈纵面的扁平形状，之后尿线旋转至呈横面的扁平形状，纵面的扁平形状与横面的扁平形状之间的尿线距离外1/3点处，相当于柱状尿线部位。

进一步地，通过数码摄像机或照相机动态捕获人体排尿时的柱状尿线部位。

进一步地，所述尿道段长度L为15cm。

进一步地，所述F＝10dπ＝20rπ，其中d为在排尿时的尿线截面直径厘米cm数，r为在排尿时的尿线截面半径厘米cm数。

本发明提出的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，将下尿路梗阻程度的判别转化为尿道阻力的测定，而尿道阻力是因尿道病变造成阻碍尿液流动的物理量，相当于将下尿路梗阻程度进行了定量考量。同时本发明提出了尿道阻力的测定关键，在人体排尿处于最大尿流率Qmax时，加减流率压±Pa＝0，此时膀胱压Pves与尿道外口的出口压P_O的差值Pdif与膀胱压Pves驱动尿液流动经尿道所消耗的压力值Pw相等，而Pw＝258π³LQ²/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]，其中，L为尿道段长度，F为尿道腔大小数值，L和F都是纯粹的尺寸测量，可见，此时整个尿道阻力的测定转化为了最大尿流率Qmax的测定。

同时，本发明针对尿线F值大小的测量也提出了一种新的测量方法，该方法利用数码摄像技术，采用摄像或者连续拍照的方式动态捕获人体排尿过程的尿线，并以尿线旁放置的尿线F值尺子作为参照计算获取尿线F值。人体在排尿时，尿线F值为尿线截面圆的周长毫米值。尿线F值在尿道外口形成其截面为圆形或椭圆形，或散射状的不规则截面，可根据具体的情况进行计算尿线F值。而测量的关键在于准确找出尿线F值的采集部位，也就是准确捕获人体排尿过程的柱状尿线部位，该柱状尿线部位应根据尿流液喷出尿道外口的尿线三维观察。根据观察，人体排尿时，在尿流液刚出尿道外囗时，尿线呈纵面的扁平形状，之后尿线旋转至呈横面的扁平形状，纵面的扁平形状与横面的扁平形状之间会交集成柱状尿线，因此，本发明采用数码相机摄像动态捕获此柱状尿线部位，并在尿线旁放置尿线F值尺子进行对比，进而计算获取尿线F值。通过该方法，捕获到某时刻下某处的柱状尿线部位，可计算出该时刻下该处的尿线F值，从而可计算出该处在整个排尿过程中的尿线F值；同时可同时捕获某时刻下整个尿线的柱状尿线部位，从而可计算出该时刻下尿线的全部尿线F值，这样就可应用计算机软件绘制动态尿线F值曲线，其中Fmax意义最大。

本发明与现有技术相比，明确了尿道阻力的概念和定义，将以往需要依靠AG列线图以及AG数值定性、无量化判断的下尿路梗阻，转化为通过纯粹的尿道阻力计算值判断下尿路梗阻，实现了通过数字化、定量化的度量衡单位去衡量下尿路梗阻的程度，为下尿路梗阻的诊断及鉴别提供科学依据。本发明测量参数具有非侵入性，实现排尿尿动力学测定的化繁为简，去侵便捷，概定明确，精准实用。

附图说明

图1是本发明中排尿各参数曲线在排尿时间段的表达示意图。

图2是本发明方法中测量尿线F大小数值所采用的尿线F值尺子结构示意图。

图3是实施例3中测量尿线F大小数值的状态图。

图4是本发明压力差-流率-功率-阻力-尿线综合判别图。

其中，图中标记为：1-尿线；2-数码摄像机；3-尿线F值尺子。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1所示，在排尿过程中，尿道阻力每时每刻都在变化，随着时间的推移，首先由t₁～t₂时段的高阻力向最小阻力Rmin递减，然后由t₂～t₃时段的最小阻力Rmin向高阻力递增。

在最大尿流率Qmax时，尿道阻力R最小，最小尿道阻力Rmin的运算方法为Rmin1＝Pdif/Qmax²。

压力差Pdif是在排尿期膀胱压Pves与尿道出口压Po的差值Pves-Po，用数学式表达为Pdif＝Pves-Po，在运算排尿过程的尿道阻力时，其只与压力差Pves-Po之间发生关系。

由于排尿是尿液呈紊流封闭状态下在尿道内流动，那么将符合流体力学Blasius′方程规律，尿液在膀胱压力Pves推动下沿尿道全程紊流状态下流动并消耗部分膀胱压力称之尿道消耗压Pw，加之加减流率压±Pa的消耗,剩余的膀胱压力在尿道外口转换为尿道外口的出口压Po。

尿道消耗压Pw＝258π³LQ²/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]，该式由Blasius′方程推导得出。Pw＝[0.316/(2Q/πηr)^0.25]·(L/2r)·[Q²/(2π²r⁴·980)]……(1)为Blasius′方程，由于半经r＝F/20π,尿粘滞系数η为0.008泊，L为尿道段长度，F为尿道腔大小值。经数学整理Pw＝258π³LQ²/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]。

当在最大尿流率Qmax时，加/减流率压Pa＝0，此时，压力差Pdif＝尿道消耗压力Pw。而此时Pw＝258π³LQ²/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]，因此，此时Pdif＝Pw＝258π³LQ²/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]。L为尿道段长度，F为尿道腔大小数值，指排尿尿道腔断面的周长毫米数，F＝r20π，r为在排尿时的尿道腔截面半径厘米cm数。

因此，当在最大尿流率Qmax时，最小尿道阻力Rmin＝Rmin1＝Rmin2，其中Rmin1＝Pdif/Qmax²，Rmin2＝258π³L/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]。单位均为H。R＝Pw/Q²的阻力单位与R＝(0.316/Re^0.25)·(L/2r)·[1/(2π²r⁴·980)]的阻力单位一致，用cmH₂O·ml^-2·sec²或cm^-5·sec²表示，简称H。

当Rmin≧0.5H为梗阻，需治疗；Rmin<0.5H为非梗阻；Rmin＝0.5H为梗阻临界阻力值。

实施例2

如表1所示，为在相同最大尿流率Qmax、尿线F值、压力差Pdif下，通过两种方法分别计算得到的Rmin结果。

例如，其中Rmin1＝Pdif/Qmax²，Rmin2＝258π³L/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]，入当Qmax＝3.5，尿线F值＝4.5，压力差Pdif＝100时，计算Rmin1＝Pdif/Qmax²＝100/3.5²＝8.163H，而Rmin2＝258π³L/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]＝258π³×15/[(5000×3.5/4.5)^0.25×4.5⁵]＝8.2346H。

可见，Rmin1与Rmin2存在一定的误差，但是试验证明，该误差在可接受范围内。

表1

实施例3

在本发明中，创造性地提出了一种测量尿线F值的方法。如图2所示为所述的尿线F值尺子，所述尿线F值尺子由若干粗细不一的柱状物组成，不同粗细的柱状物代表不同的尿线F值大小，包括3F、4F、5F、6F、8F、10F、12F、14F、16F和18F，其中，F为所述柱状物截面的周长毫米mm数值。

测量尿线F值的状态如图3所示，人体排尿形成尿线1，在尿线1的旁边间隔3cm设置尿线F值尺子3，同时设置数码摄像机2用于动态捕获人体排尿过程中形成的尿线1和尿线F值尺子3。

尿线F值X＝kD·F/d，其中，k为系数，F为尿线F值尺子中对应的值，d为尿线F值尺子中对应值的直径动态捕获数值，D为人体排尿时的尿线直径动态捕获数值。

因为摄像捕获的尿线F值与尿线F值尺子3有成像差异，也就是说远小近大存在差异值，因此需要系数调整。本实施例中，数码摄像机2与尿线F值尺子3的尺面距离约25cm，由于尿线1与尿线F值尺子3之间有3cm的距离，也就是尿线1比尿线F值尺子3间隔数码摄像机2近了3cm，这样造成近大、远小的差异，尿线F值会增大造成失真。因此，使用一个校正系数k校正。

其中k值计算方法为，使用两个尿线F值尺子，使其间距3cm距离放置，在上述数码摄像机2的摄像距离25cm条件下摄像，分别取前后两个尿线F值尺子的18F的直径d₁与D₂，k＝d₁/D₂。

通常人体排尿刚好为滴状时，尿线F值视为3F，人体排尿刚好成细线状时，尿线F值视为4F。在人体排尿量为150～400ml，并且在最大尿流率Q时，一般梗阻临界尿线F值为7.7F，即大约8F，相应的Qmax约为10～12ml/s。通过计算对比，通过本发明方法获得的尿线F值符合上述经验值。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，仍然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，所述判别下尿路梗阻程度的方法为，以Rmin＝0.5H为下尿路梗阻临界阻力值，尿道阻力Rmin＜0.5H为下尿路无梗阻，Rmin≥0.5H为下尿路梗阻；其中H为尿道阻力R的阻力单位。

2.根据权利要求1所述的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，所述判别下尿路梗阻程度的方法为，当0.5H≤尿道阻力Rmin<1.0H，为下尿路轻度梗阻，当1.0H≦尿道阻力Rmin<3.0H，为下尿路中度梗阻；当尿道阻力Rmin≧3.0H，为下尿路重度梗阻。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，所述尿道阻力Rmin＝Pdif/Qmax²，其中Pdif为排尿时膀胱压Pves与尿道外口的出口压P_O的差值，Qmax为尿液在该段尿道中流动的最大尿流率值。

4.根据权利要求3所述的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，所述Pdif＝Pw＝258π³LQ²/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]，即所述尿道阻力Rmin＝258π³L/[(5000Q/F)^0.25·F⁵]，其中Pw为膀胱压Pves驱动尿液流动经尿道所消耗的压力值，L为尿道段长度，F为尿线F值，指人体排尿时的尿线截面周长毫米数，Q为尿液在该段尿道中流动的最大尿流率值。

5.根据权利要求4所述的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，所述尿线F值的测定方法为首先动态捕获人体排尿时的尿线，记录整个排尿过程的尿线数据，同时在人体排尿时的尿线旁放置尿线F值尺子；然后通过该人体排尿时的尿线与所述尿线F值尺子之间的对比，获得该人体排尿时的尿线在所述尿线F值尺子中对应的F值；最后，计算获取该人体排尿时的尿线F值；所述尿线F值尺子由若干粗细不一的柱状物组成，不同粗细的柱状物代表不同的尿线F值大小，包括3F、4F、5F、6F、8F、10F、12F、14F、16F和18F，所述F是所述柱状物截面的周长毫米mm数值；尿线F值计算方法为X＝k D·F/d，其中，k为系数，F为尿线F值尺子中对应的值，d为尿线F值尺子中对应值的直径动态捕获数值，D为人体排尿时的尿线直径动态捕获数值。

6.根据权利要求5所述的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，所述人体排尿时的尿线为人体排尿时的柱状尿线部位，所述柱状尿线部位的确定方法为：根据尿流液喷出尿道外囗的尿线三维观察情况，在尿流液刚出尿道外囗时，尿线呈纵面的扁平形状，之后尿线旋转至呈横面的扁平形状，纵面的扁平形状与横面的扁平形状之间的尿线距离外1/3点处，相当于柱状尿线部位。

7.根据权利要求6所述的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，通过数码摄像机或照相机动态捕获人体排尿时的柱状尿线部位。

8.根据权利要求4所述的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，所述尿道段长度L为15cm。

9.根据权利要求4所述的一种应用尿道阻力测定判别下尿路梗阻程度的方法，其特征在于，所述F＝10dπ＝20rπ，其中d为在排尿时的尿线截面直径厘米cm数，r为在排尿时的尿线截面半径厘米cm数。