Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Глава 9
БІОСИГНАЛИ В УРОЛОГІЇ ТА НЕФРОЛОГІЇ
9.1. Базові відомості про сечовивідну систему людини
9.1.1. Сеча
Сеча — це продукт виділення хребетних тварин і людини, який утворюється в нирках. Виділяють первинну і вторинну (кінцеву) сечу. Первинна сеча утворюється внаслі док фільтрації плазми крові в ниркових клубочках і не має високомолекулярних білків формених елементів. Вторинна сеча утворюється в ниркових канальцях внаслідок зворотного всмоктування (реабсорбції) води, глюкози, натрію, калію, кальцію та інших речовин. Головну роль у реабсорбції грає ва зопресин. Сеча людини містить близько 96% води, 1,5% неор ганічних речовин (хлористий натрій, калій, сульфати, фос фати та ін.), 2,5% органічних речовин (сечовина, сечова кис лота та ін.). Щільність сечовини — від 1,010 до 1,025 г/см3; рН — від 4,8 до 8 (реакція від кислої до слабокислої). За добу людина виділяє від 1,2 до 1,6 л сечі. Аналіз сечі використовують при діагностиці багатьох захворювань.
9.1.2. Нирки
Нирки — це орган сечовиділення. Тканина нирки роз діляється на дві зони — коркова та мозкова речовини. Мозкова речовина утворює піраміди (рис. 9.1), а над ними і між ними розташовані шари коркової речовини — ниркові стовпи. Широка основа кожної піраміди підімкнена до коркової речовини, а закруглена вузька вершина — нир ковий сосок — поверну та до малої ниркової миски. Миска відкри вається у велику нир кову миску, з якої сеча надходить до ниркової миски. Головною струк турно-функціональною одиницею нирки є нефрон (рис. 9.2).
Рис. 9.1. Схема сечової системи людини (праву нирку дано у розтині): надпочечник (1); коркова речовина (2); піраміда (3); мала миска (4); велика миска (5); лоханка (6); сечовід (7); нижня пола вена (8); сечовипускальний канал (9); ниркові артерії та вени (10); ліва нирка (11); аорта (12); підвздошні артерія та вена (13); сечовий міхур (14)
Нирки (рис. 9.3) приймають участь у підтриманні сталої кон центрації речовини у рідинах внутрішнього середовища, об'єму, іон ного складу, кислотно-лужної рівноваги цих рідин. Нирки забезпечують виведення з організму кінцевих продуктів азотистого обміну, чужерідних та ток сичних речовин, над лишку органічних речовин (вуглеводів, амінокислот, вітамінів і т. ін.). Нирки приймають участь в обміні білків, розщеплю ючи до амінокислот профільтровані білки та поліпептиди. Вони відіграють велику роль у метаболізмі ліпідів та вуглеводів.
Рис. 9.2. Схема нефрона: клубочок (1); проксимальний зви вистий канальчик (2); спадаюча частина петлі Гентлє (3); висхідна частина петлі Гентлє (4); дистальний звивистий канальчик (5); збиральні трубки (6). У круж ках зображено будову епітелію в різних частинах нефрона
Рис. 9.3. Нирка людини: коркова речовина (1); мозкова ре човина (2); ниркові сосочки (3); ниркові стовпи (4); капсула нирки (5); малі ниркові миски (6); сечо від (7); ниркова миска (8); ниркова вена (9); ниркова артерія (10); велика ниркова миска (11)
9.1.3. Нефрон
Нефрон — це базова багатофункціональна одиниця нирок у хребетних тварин та у людини. Нефрон починається капсу лою Шумлянського-Боумена, яка покриває клубочок капілярів у мальпігієвому тільці. Від боуменової капсули відходять ниркові канальці. Клітинки клубочкових нефронів спеціалі зовані у зв'язку з виконанням ними в процесі сечоутворення різних функцій. Профільтрована крізь стінку капсули Шум лянського-Боумена рідина надходить до просвіту нефрона, в канальцях реабсорбуються різні неорганічні та органічні речовини, вода, проходить секреція деяких чужерідних речовин, калію і т. ін. Утво рена кінцева сеча надходить по сечоводам до сечового міхура.
9.1.4. Сечоводи
Сечоводи — це трубчасті протоки нирок (рис. 9.3), які служать для відведення з останніх сечі. Вони розташо вані на задній стінці черевної порожнини з обох боків від хребта. Довжина кожного се човоду у середньому ста новить 30 — 35 см, діаметр — 7 — 9 мм у найширшій час тині. Внутрішня поверхня се човоду покрита слизовою оболонкою, утвореною бага тошаровим перехідним епіте лієм. Ззовні знаходиться пухка з'єднувальна тканина. Гладкі м'язи сечоводу забез печують посування сечі у сечовий міхур при довіль ному положенні тіла. Рухи сечі забезпечуються пери стальтичними скороченнями сечоводу. Ці скорочення починаються з боку нирки.
9.1.5. Сечовий міхур
Сечовий міхур — це по рожнистий непарний м'язовий орган, в якому накопичується сеча перед її періодичним виділенням з організму. Сечовий міхур відкривається у сечовипускальний канал. У стінці сечового міхура знаходять ся три шари гладких м'язових волокон (середній шар волокон утворює сфінктер). При скороченні цих м'язових волокон і проходить сечовипускання. Клітини слизової оболонки сечо вого міхура можуть реабсорбувати солі натрію, секрету вати іони Н+
9.1.6. Сфінктер
Сфінктер (від грецького «стискати») — стискач, кільце подібний (круговий) м'яз, що звужує і закриває при скоро ченні певний природний зовнішій отвір (ротовий, задньо-прохідний і т. ін) або місце переходу від одного віддділу труб частого порожнинного органа до другого (наприклад, із шлун ка та жовчного протоку до дванадцятипалої кишки і із сечового міхура до сечовипускального каналу).
У даній главі під сфінктером завжди будемо розуміти сфінктер сечового міхура.
9.1.7. Сечовипускальний канал
Сечовипускальний канал — це кінцевий відділ сечовивід них шляхів хребетних тварин і людини, який має форму трубки. Стінка сечовипускального каналу складається із внутрішньої слизової, м'язової та з'єднувально-тканинної обо лонок. Слизова оболонка містить залози. Довжина сечовипус кального каналу чоловіків становить близько 20 см діаметром 7 мм. Він починається від сечового міхура, проходить крізь передстательну залозу і входить до губчастого тіла статевого члена, відкриваючись на вершині його голівки отвором. У чоловіків сечовипускальний канал призначений для виділення сечі та сперми: в нього відкриваються вустя сем'явивідних протоків та передстательної залози. У жінок сечовипус кальний канал значно коротший, ніж у чоловіків (близько 5 см) і має майже прямий хід.
9.1.8. Сечовипускання (диурез)
Сечовипускання — це процес періодичного виділення сечі з організму. Воно проходить по мірі наповнення міхура сечею внаслідок скорочення його м'язів і розслаблення сфінктерів. Регулюється нервовими центрами спинного та головного мозку.
9.2. Діагностичні методи в урології
Для уролога най більше значення мають результати досліджень сечі біохімічними лабо раторіями. Крім того, ви користовують манометрично-протокові вимі рювання (рис. 9.4). За сновниками цього на прямку урології були Дрейк (у 1948 році він описав методику урофло-уметрії) та Глізон (Gleason), який проводив вимірювання тиску в урології вже у 1962 році.
Рис. 9.4. Схема вимірювання урет рального тискового профілю
9.2.1. Уродинамічні вимірювання
Завданням уродинамічних вимірювань є вимірювання тиску (і його часових змін) у визначених областях уродинамічної системи. Тиск в урології досі, як правило, вимірюють у водяних сантиметрах (см Н20 — висота еквівалентного водя ного стовпця), хоча ще з 1963 року міжнародна система одиниць Сі цього не дозволяє.
Для переводу вірне просте співвідношення 1 мм Н20 = 9,80665 Па.
Тиск внутрішньочеревний Pabd (інтраабдомінальний) вимі рюють у прямій кишці (rectum) або у жінок іноді в матці. Цей тиск викликаний дією черевної порожнини на сечовий міхур. Зчитувач тиску або розміщений у балоні (який забезпечує передачу тиску з ректальної (прямої кишки) стінки), або за нурений у рідину, введену до прямої кишки.
Для урологічної діагностики важливо визначати також тиск усередині сечового міхура Pvec (інтравезикулярний тиск). Цей тиск із зростанням об'єму сечі усередині сечового міхура зрос тає, особливо після перевищення об'єму сечі 400 — 500 мл. За уважимо, що ще у 1897 році Moceo (Mosso) та Пелікані вимірювали тиск у сечовому міхурі в залежності від його об'єму.
Для об'єктивного аналізу в уродинаміці часто використову ють цитометрограму, яка графічно відображає зв'язок між тиском сфінктера Pdet та об'ємом сечі у міхурі. Задачею цисто-метрії є визначення того, чи має місце контракція (скорочення м'язів) та чи достатня вона для повного випорожнення сечо вого міхура. Після закінчення випускання сечі пацієнту крізь сечову трубку до міхура вводять катетер, з другого боку якого підключено насос. Через катетер заповнюють сечовий міхур і в залежності від об'єму рідини, введеної до катетера, вимірюють інтравезикулярний тиск. По закінченні катетер виводять.
Типову цистометричну криву наведено на рис. 9.5. В ініціальній (початковій) фазі І тиск зростає до значення спокою приблизно 2 —8 см Н20. У середній фазі тиск (до до сягнення об'ємної ємності міхура) залишається майже без змін. У фазі II значення тиску не повинне перевищувати 15 см Н20. З подальшим введенням рідини (сечі) у фазі III (ева куаційна фаза) тиск у міхурі швидко зростає (пацієнт все сильніше відчуває необхідність випускання сечі). Якщо має місце раптове збільшення тиску при наповненні сечового міхура значно меншою кількістю рідини, ніж його нор мальний об'єм (наприклад, 150 мл), це є ознакою неста більності міхура. У таких випадках звичайно відбува ється неконтрольоване випо рожнення міхура.
Рис. 9.5. Залежність тиску сечо вого міхура від об'єму сечі
За цистометричними вимі рюваннями визначають єм ність сечового міхура, чут ливість до наповнення (тобто об'єм, при якому пацієнт відчуває потребу випорожнення) та здатність міхура скорочуватися. Нормальна ємність міхура становить 350 — 500 мл. Зменшення ємності часто пов'язане з інфекцією або з нетриманням (інконтиненцією) сечі. Збільшена ємність міхура є також проявом багатьох процесів, наприклад, обструкції (непрохідності) або мегалоцистії (запалення). Вимірювання самої ємності сечового міхура не має для діагностики великого значення, якщо одно часно не зчитують інтравезикулярний тиск, оскільки, як збільшена, так і зменшена ємність при нормальному інтравезикулярному тиску не є значущим симптомом жодного патологічного стану. Якщо ж, наприклад, виміряний підвищений інтравезикулярний тиск має місце разом із змен шеною ємністю (гіпертонічний міхур) або, навпаки, змен шений тиск разом із збільшеною ємністю (гіпотонічний міхур), то результати вимірювань можна вважати за симптоми патологічного процесу.
Оскільки за рахунок впливу гідродинамічних сил на дні се чового міхура тиск більший, ніж у його верхній частині, вимірювання тиску катетером з насосом (та динамометром) залежить від глибини введення катетера. Тому раніше в діагностиці існувало поняття стандартного рівня (відносно стінки міхура). Але часто дуже важко оцінити положення ка тетера усередині міхура (або неможливо встановити вказаний стандартний рівень). Тому з 1988 року визначають опорний ге ометричний рівень за позицією зовнішньої частини вимі рювача.
Для об'єктивної оцінки заповнення сечового міхура базові дані урометричних вимірювань отримують двома каналами. З різниці двох виміряних тисків Pves та Pabd знаходять тиск м'язового шару сечового міхура Pdet (detrusor pressure)
Pdet= Pves - Pabd* (9.1)
Приклади часових залежностей згаданих тисків наведені на рис. 9.6, а, б, в. Діаграма стабільного сечового міхура наведе на на рис. 9.6, а. У випадку нестабільного міхура (рис. 9.6, б) при намаганнях пацієнта зусиллями волі припинити виток сечі мають місце контракції м'язів детрусора (м'язів сечового міхура).
Рис. 9.6. Типова залежність тисків Pves , Pabd та сечового міхура від часу
Іноді в клінічній практиці використо вують інші види тиску (для верхніх уродинамічних шля хів). Це може бути, наприклад, тиск між мискою нирки і сечовим міхуром.
Для випорож нення міхура важ ливим є уретраль ний тиск Рига (ви мірюється тисковим давачем, розміще ним у балоні, стінки якого прилягають до стінок сечоводу). Функціональна дов жина уретри ста новить 2 — 5 см, а у жінок після менопа-узи зменшується. Нагадаємо, що ви мірювання тиску та кого виду ввів у практику у 1962 році Глісон.
Щоб сеча пройшла крізь уретру, уретральний тиск повинен мати певне найменше (порогове) значення. Навпаки, функцію замикання уретри характеризує максимальний уретральний тиск Рres
Pres = Pura, max - Pves (9.2)
Цей збитковий тиск Рге5 сечовід спроможний витримати так, що не буде витікання сечі. Якщо Pres > 0, жодне витікання сечі відсутнє. Уретра внаслідок своєї еластичності може коро котерміново стримувати (наприклад, під час кашлю) і більший тиск, ніж Р . Максимальний тиск Pura, max у молодих жінок більше, ніж у чоловіків (табл. 9.1), причому з віком для обох статей він зменшується.
Таблиця 9.1. Залежність максимального уретрального тиску Pura, max від віку
|
Вік, років |
Чоловіки (тиск, см Н2О) |
Жінки (тиск, см Н2О) |
|
до 25 |
85 |
90 |
|
25-44 |
79 |
82 |
|
45-64 |
75 |
74 |
|
> 65 |
71 |
65 |
При ряді урологічних захворювань велике діагностичне значення має вимірювання уретральних тискових профілів. Для їх реалізації звичайно використовують методи перфузії. До сечової трубки вводять трубку пристрою, яка має один кінець закритий, а інший підімкнений до насоса, який боковим отвором вводить до уретри рідину. Рідина насосом вводиться зі сталою швидкістю (близько 1—2 мл/хв) і виходить бо ковим отвором трубки в уретру, де їй перешкоджає опір, за лежний від тиску уретральної стінки у даному місці (місці цього отвору). Цей тиск вимірюють сенсором, гідравлічно підімкненим до цієї інфузійної системи. Чим більший тиск уретральної стінки, тим складніше проходити рідині, що вводиться, боковим отвором, і тим вищий тиск вимірює сенсор. У цьому полягає базовий принцип перфузійного вимірювання уретрального тиску.
Вимірювальна трубка зв'язана з механічною системою, яка поступово її посуває вздовж сечоводу із швидкістю близько 1—2 мм/с. Цим способом вимірюють уретральний тиск вздовж усього сечоводу. Графічне відображення .сечового тиску вздовж сечоводу називають уретральним тисковим профілем.
Схематично такий профіль наведений на рис. 9.7. Для жінок і чоловіків наведені приклади (обидва в нормі) на рис. 9.7, а, 6. При профілометри уретрального тиску зви чайно визначають:
максимальний уретральний тиск;
максимальний уретральний тиск замкнення;
функціональну довжину уретри;
повну довжину урет ри.
Максимальний урет ральний тиск визна чають за максимумом уретрального профілю, максимальний урет ральний тиск замикання обчислюють як різницю максимального урет рального тиску в сечо воді та тиску в сечовому міхурі. Цей тиск відоб ражає спроможність уретри заборонити ви ток сечі з міхура. Функціональна дов жина уретри — це дов жина її сегмента, в якому уретральний тиск перевищує тиск сфінк тера. Повна довжина уретри є сумою функ ціональної довжини і тієї частини, на якій має місце перехід від тиску в уретрі до атмосферного тиску (повна довжина уретри не має діагностичного значення).
Точність і повторюваність результатів цих інвазивних вимірювальних методик залежить від розмірів і механічних властивостей катетерів та іншого технічного забезпечення про цесу вимірювань. Для пацієнтів менший ризик забезпечують інші методи вимірювань, наприклад, відеоцистометрія. При відеоцистометрії сечовий міхур наповнюють відповідним радіонуклідом, і при наступному аналізі сцинтиграми можна об'єктивно оцінити активність внутрішнього сфінктера. Аналогічно, в сучасній урології знаходять застосування ульт развукові методи досліджень [9.1].
Рис. 9.7. Уретральні тискові профілі жінки (а) та чоловіка (б) у нормі
Крім статичної профілометрії уретрального тиску в урологічних клініках часто проводять профілометрію стресову. Під час досліджень вимагають, щоб пацієнт закашляв. Далі вимірюють коефіцієнт передачі тиску від черева до уретри (як різницю зміни інтрауретрального тиску і зміни інтравезикулярного тиску під час стресового стимулу, тобто кашлю).
9.2.2. Вимірювання потоків (урофлоуметрія)
Метою урофлоуметрії є визначення часової залежності потоку сечі при її виділенні. Звичайно вимірюють швидкість потоку 0 і загальний об'єм виділеної сечі. Визначають на ступні параметри:
швидкість потоку Q — визначена кількість сечі, що про тікає у даному місці за одиницю часу (звичайно в мілілітрах за секунду);
час потоку — часовий інтервал, в якому швидкість потоку не менша, ніж 2 мл/с;
максимальна швидкість потоку в часовому інтервалі, не меншому, ніж 1 с (звичайно максимальна швидкість дося гається в першій третині часу течії сечі (міксії));
довжина часового інтервалу від початку міксії до максимуму швидкості потоку;
середня швидкість току сечі;
загальний виділений об'єм сечі.
Приклади флоуметричних кривих наведено на рис. 9.8 [9.2, 9.3]. Часову залежність швидкості току звичайно ви мірюють ззовні (має місце затримка 0,5—1 с у порівнянні до швидкості відтоку із сечового міхура). У лікарській практиці використовують різні методи вимірювання швидкості току сечі.
Часто використовують єм нісний метод (із зростанням об'єму сечі збільшується ємність конденсатора), іноді методика вимірювання маси (пацієнт виділяє сечу до зважуваної посудини), а також зву ковий метод (оцінюють часову залежність інтенсивності звуку, викликаного падаючим потоком сечі). В одній пльзенській клініці вже кілька років для вимірювань використовують обертний диск, швидкість обертання якого залежить від величини падаючого струму сечі. При цьому зручно вимі рювати цю швидкість електричними методами.
Рис. 9.8. Урофлоуметричні криві:
норма (а) для середньої швид кості 23 мл/с; обструктивний характер кривої простатиків (б) для середньої швидкості 6 мл/с; обструктивний характер кривої при звуженні сечової трубки (в) для середньої швидкості 7,3 мл/с
Для шерегу урологічних захворювань велике діагностичне значення має форма урофлоуметричної кривої. Непатологічна урофлоуметрична крива є неперервною з відносно стрімким підйомом. Спадаюча частина є, навпаки, повільнішою. Непатологічна урофлоуметрична крива не має також виразних осциляцій. Максимальна швидкість потоку досягається в першій третині загального часу току. При коливальному ха рактері швидкості потоку урофлоуметрична крива може мати форму неперервної лінії з декількома локальними мак симумами (при цьому швидкість потоку ніколи не зменшується нижче 2 мл/с — коливальний неперервний потік). Якщо ж урофлоуграма розпадається на кілька самостійних процесів (з перервами), тоді має місце коливальний перервний потік. Кілька кривих для випадків патологічних захворювань наве дено на рис. 9.9, а, б з відповідним позначенням урологічного захворювання. Переважна більшість цих випадків викликана перешкодами у сечових шляхах:
а) обструкція вивідних шляхів (пухлини, поліпи, абсцес, оваріальна кіста);
б) збільшення простати у чоловіків, що призводить до тиску та звуження сечової трубки;
в) нейрологічні захворювання, коли порушується ко ординація між детрусором (м'язами сечового міхура) та м'язами сечової трубки;
г) втрата функції детрусора;
д) вагітність.
Для повноти переліку причин захворювань додамо, що Існують деякі вроджені вади, які призводять до нетримання сечі (на щастя, відносно прості і звичайно діагностовані та ліковані в дитинстві) [9.4, 9.5].
Згадані вже об'єктивні урофлоу-метричні методи де які урологи допов нюють Ваттовим фактором (WF). Цей параметр опи сують в одиницях потужності на оди ничну площу (ват на міліметр квад ратний або мікроват на міліметр квад ратний). Чисельно Ваттів фактор при близно дорівнює інтравезикулярному тиску при нульовій швидкості потоку сечі.
9.2.3- Електпроуретпрограма (ЕУГ)
Активність сечо воду також прояв ляється у виникненні слабкого елект ричного поля. Для одержання діагнос тичного інформа тивного результату аналізу цього елект ричного поля слід збирати дані з різних ділянок сечоводу. Shafik [9.6] при триканальному зчитуванні ЕУГ (на правому сечоводі — в його верхній, середній та нижній частинах) використовував уніполярні Ag/AgCl електроди діаметром 0,8 мм. Опорний електрод розміщено у нижній частині сечових шляхів. Сигнали від кожного електрода зчитувалися протягом 30 хвилин і були фільтровані смуговим фільтром із смугою від 0,01 до 0,5 Гц (фільтр першого порядку з кру тизною АЧХ 6 дБ/октаву).
Рис. 9.9. Приклади патологічних урофлоуметричних профілів:
а) у жінок; б) у чоловіків
Піонер у цих вимірюваннях — єгиптянин Shafik — роз різнює в ЕУГ дві базові складові: повільні хвилі (pacesetter potencial) та потенціал дії [9.7].
Повільні хвилі — неперервні негативні, мають велику амп літуду (до 1 мВ) з частотами від 4,8 до 8,8 коливань/хв. Се редня частота має значення (6,9±1,3) коливань/хв. Амплітуди повільної хвилі лежать у діапазоні від 0,5 до 0,9 мВ, швид кість ведення уретрою дорівнює 4,2 — 7,4 см/с ((5,9±1,2) см/с).
Фізіологічна функція повільних хвиль досі не була визна чена урологами [9.8].
Потенціали дії — перервні та асоційовані з інтрауретральним тиском.
9.2.4. Викликана електпроспінограма (ЕЕСГ)
При операціях в області дна черевної порожнини може мати місце пошкодження нервів, що може призвести до ослаб лення уретрального сфінктера і наступної інконтиненції (мимовільного виділення сечі). Іншими причинами захворю вання можуть бути транспортні аварії, травми під час спор тивних ігор тощо. Саме в цих випадках велике значення має викликана електроспінограма, яка відображає роботу до рсальних нервових шляхів [9.9].
9.2.5. Уродинамічна електроміограма (УЕМГ)
За допомогою голкоподібних (або поверхневих) електродів можна зчитувати також електроміограми різних м'язів урологічного апарата (в першу чергу, м'язів зовнішнього сфінктера). Ясно, що такі УЕМГ явно залежать від функ ціонального стану (наповнення або випорожнення міхура).
Для зчитування УЕМГ виробляють голки з Ag/AgCl для одноразового використання (наприклад, з позначкою 1512M/1512F), які для чоловіків мають довжину 3,8 см, а для жінок — 2,5 см. Відповідні передпідсилювачі та адаптери для зчитування УЕМГ виробляють декілька фірм. УЕМГ часто є важливою складовою поліграфічних методів в урології [9.10-9.12].
Прояви електричної активності м'язів уретри вивчав, на приклад, Кобаяші (Kobayashi). УЕМГ м'язів черевного дна використовують, у першу чергу, для оцінки порушень м'язів стінки сечового міхура і сфінктера уретри. Кардус (Curdus) ще у 1963 році почав використовувати УЕМГ при об'єктивній оцінці інконтиненції. Оскільки в наш час на порушення функцій нижнього сечового тракту в цивілізованих країнах хворіє більш, ніж 20% усіх жінок, об'єктивній діагностиці у цій області приділяється велика увага. Оскільки ця хвороба соціально та фінансово є дуже важливою, вже у 1971 році виникла Міжнародна асоціація інконтиненції. Внаслідок частішої появи інконтиненції у жінок (статистично захворю вання жінок у віці від 34 до 54 років на 30 — 34% частіші, ніж у чоловіків (рис. 9.10)) виникла міждисциплінарна наука урогінекологія. Широко відома Міжнародна урогінекологічна організація — International Urogynaecological Association [9.13-9.15].
І
Крім ургентної інконтиненції сечі (неконтрольоване ви ділення сечі при на явності необхідності сечовиділення) ча стіше зустрічається стресова інконтиненція. В останньо му випадку йдеться про виток сечі під час кашлю, чихання, сміху і т. ін. Інкон-тиненцією сечі хво ріють пацієнти з неурологічними хворобами (90% хворих — на розсіяний склероз). Електричній активності ниркових мисок присвячені численні праці. УЕМГ експериментально зчитують також у деяких тварин [9.16].
Рис. 9.10. Відносна ймовірність появи інконтиненції (неконтрольованого витікання сечі) у чоловіків та жінок у залежності від віку
9.2.6. Електровезикулограма (ЕВеГ)
Електричну активність м'яза сечового міхура характеризує електровезикулограма. Результати своїх вимірювань і аналізу цих вимірювань для пацієнтів з пухлинами простати публікував Shafik [9.17 — 9.24]. Ця проста і неінвазивна техніка досліджень може бути використована при діагностиці і лікуванні різних урологічних захворювань.
9.2.7. Реографічні методи в урології та нефрології
Імпедансні вимірювання в області низу черева людини знайшли застосування і в урології [9.15]. Найбільше значення має імпедансний аналіз під час гемодіалізу. Особливо цікаві результати дають багаточастотні методи MFBIA (Multifrequen-су Bio-Electrical Impedance Analysis). Збуджувальні електроди розміщують на руці та нозі. На електрод подають струм 0,35 мА. Імпеданс вимірюють на 496 частотах (між 4 та 1012 Гц).
9.2.8. Перспективи використання вимірювання одно-вимірних сигналів в урології
Розглянуті методи урологічних досліджень складають лише частину методів, що їх використовують у наш час. Крім того, перспективними вважають не поодинокі вимірювання, а поліграфічні дослідження, тобто використання одночасно декількох з розглянутих вище методів (рис. 9.11, 9.12). Су часні уродинамічні системи дозволяють реалізувати такі методи.
Ряд уродинамічних методів використовує при зчитуванні різноманітні катетери. Питанню надійності таких вимірювань (тобто оцінка, чи саме заведення катетера впливає на одержані дані) присвячені роботи Тесс'є та Шика (J. Tessier, Е. Schick) [9.1]. З них, наприклад, видно, що при введенні катетера у чоловіків зменшується як максимальна, так і середня швид кість потоку сечі, а у жінок зменшується лише максимальна швидкість (в той час як середня швидкість залишається незмінною). Загальний виведений об'єм у жінок при цьому зменшується, а у чоловіків залишається незмінним.
Рис. 9.11. Загальна схема об'єктивної діагностики урологічних
Шляхів
Слід зазначити, що інженери-дослідники часто фізіологічні процеси (дуже важливі для життєдіяльності) намагаються описати за допомогою різних математичних моделей. На жаль, і в тих випадках, коли немає повних або точних даних. До того ж сучасні медичні відомості часто не дають можливості утворення точного уявлення про процеси, що проходять у да ному органі. Ясно, що результати аналізу таких математичний моделей не можуть призвести до висновків, які б сприяли диференційній діагностиці. Тому першочерговим завданням медиків разом з інженерами є розробка методик зчитування та обробки низькорівневих зашумлених сигналів.
Рис. 9.12. Схема поліграфічних вимірювань у чоловіків
9.3. Використання систем відображення в урології та нефрології
В сучасній урології широкого розповсюдження набули такі методи отримання медичних діагностичних зображень, як рентгенографія (та рентгеноскопія), рентгенівська комп'ютер на томографія, ультразвукові дослідження, системи ядерного магнітного резонансу і т. ін. [9.25].
На первинному рівні діагностики домінуючу роль мають рентгенівські дослідження, хоча вони вже починають витіснятися іншими методами — в першу чергу — ультразву ковими. Проте при наявності різноманітних систем відоб раження найбільш перспективною вважають поліграфію (тобто застосування кількох методів відображення одночасно).
Нижче розглянемо (як приклад) декілька із захворювань, Діагностика яких можлива з використанням відповідних Систем відображення (візуалізації).
9.3.1. Хвороба сечокам'яна
Ця хвороба характеризується утворенням в нирковій паренхимі або в мисках конкрементів, сформованих із скла дових частин сечі. Це головний і найчастіший із проявів сечокам'яної хвороби.
Рентгенівські дослідження дозволяють встановити наяв ність каменя, його форму, розміри, локалізацію, а також дес труктивні зміни в нирках, викликані цим каменем. Розміри каменів можуть бути різними: від мікролитів до величезних, які заповнюють усю мискову порожнину. Камені мають різну форму. їх розпізнання на знімку залежить від розмірів, хі мічного складу та локалізації каменя. Найбільш інтенсивне зображення дають оксалати, далі йдуть камені змішаного скла ду та фосфати. Оксалати мають шилоподібні, фестончасті кон тури. Коралоподібні камені найчастіше комплектні, але мо жуть бути з прошарками, як і інші конкременти змішаного складу. Іноді вони досягають величезних розмірів. Близько 10% каменів з низькою атомною масою (урати, білкові, цистинові, ксантинові) на рентгенограмі дають слабку тінь або їх зовсім не видно («невидимі камені»). Такі камені можна визначити за допомогою рентгенівської поздовжньої томог рафії, ретроградної пневмопієлографії та урографії. Тоді на урограмі на фоні газу з'являється додаткова тінь, а на фоні контрастної рідини — дефект наповнення. Оскільки при сечокам'яній хворобі часто конкременти спонтанно виходять з мискової системи, вони можуть визначатися вздовж шляху се човоду (можуть затримуватися над одним з його анатомічних звужень). При частковому перекритті сечоводу каменем має місце розширення вищої від перекриття частини та миски (пієлоуретеректазія). Під час ниркової коліки на уретрограмі виявляється збільшена нирка з підсиленим нефрографічним ефектом без контрастування чашечної системи та сечоточника — велика біла нирка із збереженою функцією. При досить довгій повній блокаді каменем (більше 3 — 4 тижнів) функція нирки внаслідок атрофії ниркової паренхими змен шується і може повністю втратитися. У таких випадках при відсутності каменя на знімках і сумнівах у діагнозі проводять ретрографну пієлоуретрографію з рідкою контрастною речовиною або киснем.
Рентгенівська комп'ютерна томографія дозволяє діагно стувати невидимі при традиційних рентгенологічних методах камені нирок та сечоводів, обчислювати їх розміри, до сліджувати структуру, співвідношення з паренхимою та мисковим апаратом. Ділянки підвищеної щільності в проекції сечового тракту слід розцінювати як камені нирок та сечоточників. Рентгенонегативні камені мають 60 — 400 одиниць Хаунсфілда.
Ультразвукові дослідження. При них камінь визначають як округлу або овальну структуру високої щільності. При інтерпретації УЗ-картини слід пам'ятати, що камені в мисках та овапнені сосочки мають практично однаковий вигляд. Мискова система внаслідок її нерівності і різного розташуван ня малих чашечок по відношенню до фронту розповсюдження УЗ-хвилі візуалізується у вигляді чередування більш яскравих ділянок, які деякі дослідники розглядають як конкременти у порівнянні до менш яскравих.
Діагноз нефролитіазу не викликає сумнівів, якщо позаду від каменя визначається послаблення інтенсивності або виникає акустична тінь, поява якої обумовлена повним відбиттям УЗ-хвилі від його щільних структур. Звичайно цей акустичний феномен виникає у тих випадках, коли товщина каменя ста новить або перевищує 0,5 — 0,6 см. Невеликі камені частіше розташовані в паренхимі нирки у безпосередній близькості від місця їх первинного утворення, тобто в області сосочків, у той час як великі — звичайно локалізовані у мисковій системі.
Найлегше виявити коралоподібні камені, оскільки вони мають великі розміри і займають більшу частину мискової системи. На сканограмі їх визначають як чітко контуровані ехо-иозитивні утворення, позаду від яких спостерігають акустичний ефект ослаблення або виникає акустична тінь. Але у деяких випадках при подовжньому скануванні (у зв'язку з тим, що коралоподібний камінь часто має неправильну форму) може створюватися уява про наявність декількох окремих каменів. Для того, щоб визначити кількість каменів, слід давач пристрою, що працює в реальному масштабі часу, розмістити над проекцією центра нирки перпендикулярно до її поздов жньої осі. Далі, поступово змінюючи кут нахилу давача, слід намагатися просканувати нирку по всій довжині — від верхнь ого полюса до нижнього. Відсутність розриву у виявленому щільному утворенні буде свідчити про єдиний коралоподібний камінь.
Мінімальна товщина каменя, розміщеного у нирці, що його можна розпізнати на ехограмі, становить 1,5 — 2 мм. Якщо ж миска розширена і камінь знаходиться у зваженому стані, то його можна виявити навіть у випадку, коли його товщина менша 1,5 мм.
Незважаючи на високу роздільну здатність сучасних УЗ-систем відображення, візуалізація невеликих каменів ста новить певну проблему. Це обумовлено тим, що при УЗ-відображенні вони мають акустичну щільність, близьку до мискових структур. Тому камені завтовшки навіть 0,5 см у деяких випадках залишаються нерозпізнаними. Але візуаліза ція невеликих каменів можлива при зміні режиму роботи УЗ-пристрою. Зменшення інтенсивності УЗ-випромінювання про водять майже до повного зникнення на образі ниркових струк тур. Далі проводять поперечне та поздовжнє сканування. Поява у цих умовах невеликих чітких ехопозитивних утворень свідчить про наявність каменів. Подібно до каменів відобра жаються металеві уламки, що знаходяться у нирці внаслідок вогнепального ураження.
9.3.2. Камені сечового міхура
Ці камені можуть бути первинними (тобто утвореними у міхурі) або вторинними, що спустилися у міхур з верхніх сечових шляхів.
Рентгенівські дослідження в більшості випадків дозволя ють знайти тіні конкрементів розміром 0,5 — 5 см і більше. Інтенсивність тіні різна і залежить від вмісту солі кальцію. Деякі камені (урати, цистини) не дають тіні. Такі камені зна ходять при цистографії з контрастною речовиною невеликої концентрації (5 — 10%).
Рентгенівська комп'ютерна томографія не показана.
Ультразвукові дослідження — камінь характеризується наявністю у порожнині сечового міхура округлої щільної ехо-структури, за якою розташована «акустична тінь».
9.3.3. Камені сечоводу
Вони завжди є при нефролітіазі.
Рентгенівські дослідження — на обзорній рентгенограмі камені дають тінь конкремента або інородного тіла. При урографії камені утворюють дефект наповнення.
Рентгенівська томографія — не показана.
Ультразвукові дослідження — діагностика відносно склад на. Це зумовлено невеликим діаметром сечоводів, а також наявністю газу у кишечнику, який є перешкодою для розпов сюдження ультразвуку. В нормі фрагменти сечоводу можуть бути виявлені тільки у худих пацієнтів і при відсутності газів у кишечнику. Візуалізація значно полегшується, якщо діаметр сечоводу становить 1 см і більше. При цьому розширений сечовід можна визначити при дослідженнях з боку передньої черевної стінки і зі спини. Якщо камінь розташований у нижньому відділі сечоводу на відстані 4 — 5 см від його устя, то при заповненому сечовому міхурі його можна виявити майже в усіх дослідженнях за характерними для нього ехографічними ознаками. При більш високому розташуванні камінь виявляють, якщо позаду від нього виникає акустична тінь і спостерігається значне розширення сечоводу. У деяких випадках при скануванні можна виявити камені, що не дають акустичної тіні. Цьому сприяє розширений сечовід. До інших непрямих ознак наявності каменя у сечоводі слід віднести розширення чашечок, особливо при динамічних дослідженнях.
Найбільші складності викликає діагностика каменів, розта шованих в інтрамуральному відділі сечоводу. Це має місце як при цитоскопії, так і при рентгенівських дослідженнях.
9.3.4. Цистит
Цистит — це запалення слизової оболонки сечового міхура. Розрізняють цистит гострий і хронічний. Гострий цистит про являється частим, хворобливим сечовипусканням.
Рентгенівські дослідження. При цистографії хронічний не специфічний цистит характеризований утовщенням стінки міхура та складок слизової оболонки, зменшенням ємності, підвищенням тонусу, функціональними порушеннями гирла се човоду та задньої уретри. Чим виразніший набряк — тим товща стінка міхура. Якщо набряк слизової оболонки супро воджується утворенням бульбашок (булезний цистит), то кон тури порожнини сечового міхура будуть хвилеподібними. При вогнищевому циститі, який супроводжує гострий везикуліт або простатит, визначають локальне утовщення стінки сечового міхура з грубим рельєфом слизової оболонки, що вигинається в його просвіт. Якщо цистит виразкового характеру, то на рельєфі слизової оболонки виявляють контрастні плями.
Ультразвукові дослідження не дозволяють одержати не обхідну інформацію.
Подальші приклади відповідних урологічних захворювань та їх діагностики візуалізацією можна знайти у спеціальній медичній літературі, наприклад, [9.26].
Література до глави 9
9.1. Tessier J., Schick Е. Urethral Instrumentation Affect Uroflow-metry Measurements.- BJU 68.- 1990.- P. 138-143.
9.2. Randall N. J. A new uroflowmeter for routine clinical use // Biomed. Eng.- Mb 1.- V. 10.- 1975, Jan.- P. 21-24.
9.3> Kondo A., Mitsuya #., Torii H. Computer analysis of micturi tion parameters and accuracy of uroflowmeter // Urol. Int.— Mb 5.— V. 33.- 1978.- P. 337-344.
9U. Sirok M. B. Interpretation of urinary flow rates // Urol. Clin. North. Am.- № З - V. 17.- 1990, Aug.- P. 537-542.
9.5. Sonke G. S. et al. Low reproducibility of maximum urinary flow rate determined by portable flowmetry // Neurol. Urodyn. — № 3,-V. 18.- 1998.- P. 183-191.
9.6. Shafik A. Electroureterogram: human study of the electromec hanical activity of the ureter // Urology.— Mb 5.— V. 48.— 1996, Nov.- P. 696-699.
9.7. Shafik A. Electroureterogram in the obstructed ureter and vesi coureteral reflux // J. Surg. Res.- Mb 2.- V. 65.- 1996, Oct. -P. 145-148.
9.8. Malatinsy E. et al. Standard electroureterogram // Urology. — Mb 6.- V. 8.- 1969, Nov. P. 353-355.
9.9. Cardozo L., Khullar V. Urinary incontinance in adult women // Prescribes Journal.- Mb 4.- V. 34.- P. 134-141.
9.10. Tojo S. et al. Ureteral function after the surgery of cervis can cer from thé standpoint of the electromiographyof the ureter // Sanfu-jinka No Jissai.- Mb 9.- V. 19.- 1970, Sept.- P. 934-939.
9.11. Palace J., Chandiramani V. A., Fowler C. J. Value of sphin cter electromyography in the diagnosis of multiple system atrophy // Muscle Nerve.- Mb 11.- V. 20.- 1997, Nov.- P. 1396-1403.
9.12. Tsuchida S. et al. Sinchronized recording of electroureterogram //Tohoku J. Exp. Med.- Mb 1.- V. 89.- 1966, May.- P. 85-93.
БІОСИГНАЛИ В УРОЛОГІЇ ТА НЕФРОЛОГІЇ
11
9.13. Zmrhal J. Obory gynekologie a urologie spolu souviseji // Le-karske listy — priioha Zdravotnickych novin.— 1998 — C. 48.
9.14. Olsen A. L.f Benson J. Т., McClellan E. Urethral sphincter needle electromyography in women: comparison of periurethral and tran svaginal approaches // Neurol. Urodyn.— Mb 5.— V. 17.— 1998.— P. 531-535.
9.15. Roshani H. et al. A study of ureteric peristalsis using a single catheter to record EMG, impedance and pressure changes // Tech. Urol.- Mb 1.- V. 5.- 1999, Mar.- P. 61-66.
9.16. Kawamura S. et al. Action potential of the intramural ureter In the dog // Urol. Int.- Mb 1.- V. 47.- 1991.- P. 31-35.
9.17. Shafik A. Electrovesicography in benign prostatic hyperplasia // Arch. Androl.- Mb 3.- V. 33.- 1994, Nov.- P. 201-207.
9.18. Shafik A. Electrovesicogram in the neurologic bladder // J. In vest. Surg.- Mb 6.- V. 9.- 1996, Nov.- P. 481-486.
9.19. Kuznik B. L, Rusiaev V., Mishchenko V. P. Electrovasogram and emission of tissue coagulation factors out of the vascular wall / Dokl. Akad. Nauk SSSR.- Mb 2,- V. 182.- 1968, Sept.- P. 480-482.
9.20. Shafik A. Electrovasogram: a canine study of electromechanical activity of the vas deferens // Urology. — Mb 5. — V. 46. — 1995, Nov. — P. 692 696.
9.21. Shafik A. Electrovasogram in normal and vasectomized men and patients with obstructive azospermia and absent vas deferens // Arch. Androl.- Mb 1.- V. 36.- 1996, Jan.- P. 67-69.
9.22. Shafik A. Electrovasogram in patients with obstructive azos permia and absent vas deferens // World J. Urol.— Mb 6.— V. 14.— 1996.- P. 393-396.
9.23. Shafik A. Electrorectography in chronic proctitis // World J. Surg.- Mb 5.- V. 17.- 1993, Sep.- P. 675-679.
9.24. Shafik A. Electrorectography in chronic constipation // World J. Surg.- Mb 5.- V. 19.- 1995, Sep.- P. 772-775.
9.25. Абакумов В. Г., Рибін О. І., Сватош Й., Синєкоп Ю. С. Системи відображення в медицині.— К.: ВЕК+, 1999.— 320 с.
9.26. Михайлов А. Н. Руководство по медицинской визуали зации. — Минск: Вышейшая школа, 1996.— 507 с.