液態(tài)和氣態(tài)測壓傳導系統(tǒng)在尿動力學檢查應用中的差異

常 冉，張 鵬

(首都醫(yī)科大學附屬北京朝陽醫(yī)院泌尿外科，北京 100020)

尿動力學是研究尿液在膀胱-尿道中儲存和排出的科學。研究目的是重現(xiàn)患者的臨床癥狀并通過識別導致下尿路功能障礙的因素量化病理生理過程，提供病理生理學解釋，了解臨床意義[1]。尿動力學研究(urodynamic studies,UDS)是測量膀胱-尿道各項功能相關(guān)壓力的侵入性測試[2]，用于評估患者下尿路儲尿及排尿功能改變。

迄今為止，有4種壓力傳感技術(shù)臨床應用于尿動力檢查：液態(tài)測壓傳導系統(tǒng)(water-filled catheters,WFC)使用水作為傳導介質(zhì);氣態(tài)測壓傳導系統(tǒng)(air-charged catheters,ACC) 使用壓縮空氣作為傳導介質(zhì);光纖和微探針傳感器二者則都使用電子傳感介質(zhì)。其中只有WFC和ACC采用一次性導管。WFC的標準及應用模式已經(jīng)得到了廣泛的認可，與之相比ACC較新，雖然技術(shù)標準尚未完全統(tǒng)一，但因其具有操作簡便，感染率較低等優(yōu)勢，在臨床中也已經(jīng)得到廣泛的應用和進一步的普及[3]。

用于尿動力學檢查的ACC系統(tǒng)在20世紀70年代首次被引入，與WFC系統(tǒng)相比，其操作步驟更加簡單。90年代，T-DOC系統(tǒng)獲得了專利，近年在國內(nèi)外眾多醫(yī)療機構(gòu)開始應用并普及。然而，目前學術(shù)界廣泛認可并應用的國際尿控協(xié)會(International Continence Society,ICS)尿動力操作標準，是以WFC及其配套的外部傳感器系統(tǒng)為基礎逐步建立的[4-6]。目前，ACC在臨床使用中，仍借用 WFC的理論數(shù)值及操作標準流程，尚無基于ACC的理論數(shù)值和標準操作流程。本文通過文獻復習，歸納總結(jié)ACC和WFC的差異及其原因，為今后臨床應用提供根據(jù)。

1 WFC與ACC系統(tǒng)設備差異

1.1 設備差異感壓結(jié)構(gòu)和傳導壓力是WFC和ACC系統(tǒng)之間的最大差別。WFC通過導管頂端的側(cè)孔測量膀胱內(nèi)壓、尿道壓和直腸壓力(腹壓)，壓力通過充滿導管測壓腔內(nèi)的生理鹽水傳導[7]。ACC通過圍繞聚乙烯導管頂端的微型充氣球囊，感受體內(nèi)不同位置的壓力，由導管測壓腔內(nèi)的壓縮空氣將體內(nèi)壓力傳遞至外部特制的換能器，換能器在體外將壓力信號轉(zhuǎn)化為電腦可識別的信號進行測定[8]。

由于WFC的感壓結(jié)構(gòu)和傳導介質(zhì)，尖端測定的體內(nèi)壓力需通過充滿液體的管腔進行傳導至體外測壓裝置，因此在壓力測定、傳導過程中，如果傳導管路中存在氣泡、打折、堵塞等情況，就會明顯影響壓力傳導的精確度，需要及時進行贗像分析及調(diào)整，ICS基于WFC管路結(jié)構(gòu)特點制定了詳盡的贗像分析流程，而ACC通過導管內(nèi)壓縮空氣傳導體內(nèi)的壓力數(shù)值，不會出現(xiàn)類似于WFC系統(tǒng)的不同介質(zhì)之間傳導(如氣泡等)導致的贗像，因此在WFC中存在影響壓力傳導的問題，在ACC中很少出現(xiàn)，體現(xiàn)在測壓過程中，ACC系統(tǒng)贗像分析和糾正的過程和次數(shù)就會明顯減少，從而使得整個檢查的操作過程大大簡化。導管尖端及傳感器之間的位置差異導致的靜水壓變化也是WFC設備調(diào)零及校準中需要考慮的影響因素之一。但在ACC系統(tǒng)內(nèi)，導管長度內(nèi)的極少量壓縮空氣的質(zhì)量可忽略不計，因此ACC的外部傳感器和導管尖端的相對位置的不同，就不會引起外部傳感器和ACC導管尖端所測壓力之間產(chǎn)生變化，這也從測壓原理方面為操作過程的簡化提供了保障。

ACC目前仍存在一定的設備缺陷，如導管尖端氣囊的材料不同導致氣囊順應性不同，膀胱內(nèi)測壓導管氣囊的充氣量無統(tǒng)一標準，設備內(nèi)氣體體積、響應頻率，導管柔韌性及導管和設備間空氣泄露的問題等，在臨床中尿動力檢查中的不同方面應用ACC，還需要制定相關(guān)的設備及實踐標準[8]。

1.2 設備校準及調(diào)零方法差異ICS建議，在尿動力學檢查中，系統(tǒng)需在檢查開始前人工設置零點壓力，通常零點值約定為大氣壓，并需要進行定期校準[9]。校準過程中，需要將導管尖端及傳感器分別暴露于數(shù)值不同的準確壓力，使用制造商設計的程序或設備，進行定期重復校準。

因傳導介質(zhì)及感壓結(jié)構(gòu)的不同，ACC和WFC在校準方法上也有一些不同[9]：WFC在傳感器上方固定后，將導管升高到一定高度，通過不同高度的水位壓力差值進行校準。ACC通過將導管球囊浸沒在一柱蒸餾水中的不同深度，記錄水位高度，分別于0、20和30 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)進行校準[10]。

ICS 1999年頒布的尿動力學質(zhì)量控制標準中規(guī)定，檢查開始前需以大氣壓下恥骨聯(lián)合上緣水平作為壓力零參考平面[11]。WFC為保持零參考平面不變，需要將外部傳感器始終放置在恥骨聯(lián)合上緣水平，并應該隨患者動作變化調(diào)整其高度[8]。上文已述：因為ACC導管內(nèi)極少量的壓縮空氣質(zhì)量可以忽略不計，ACC外部傳感器同導管尖端無論在任何位置上，兩點所測得的壓力的差值均可以忽略不計，即ACC外部傳感器的壓力測量值不依賴于導管尖端在膀胱中的相對位置，因此理論上ACC外部的傳感器就可以在體外任一水平面作為其檢查前的零參考面，而不是必須將零參考面固定在恥骨聯(lián)合水平面，這樣從原理上符合ICS的調(diào)零準則，因此ACC操作較WFC更加簡便[12-15]。

2 壓力-流率測定

壓力-流率測定是研究儲尿期與排尿期的膀胱尿道功能，以便對下尿路功能障礙疾病進行診斷及有效治療的重要輔助研究方法[16-18]。

2.1 充盈期膀胱測壓差異DIGESU等[19]發(fā)現(xiàn)，在儲尿期，與WFC相比，ACC所測得腹壓和膀胱內(nèi)壓較高，而逼尿肌壓較低，結(jié)果有顯著差異。而在GAMMIE[20]的試驗中，研究了不同體位(仰臥位、坐位、立位)下WFC及ACC的數(shù)據(jù)變化及差異。結(jié)果示W(wǎng)FC靜息壓力值隨患者體位由仰臥到立位呈增大趨勢，而ACC不同體位下測得逼尿肌壓力無顯著變化，但各壓力值均較WFC高。兩系統(tǒng)充盈期逼尿肌壓力值無顯著差異。兩實驗結(jié)果不同，可能因為實驗中同時納入多種下尿路癥狀，如壓力性尿失禁、逼尿肌過度活動、和逼尿肌活動低下，且因?qū)嶒炘O計，肛門內(nèi)同時置入ACC和WFC直腸測壓管會導致腹壓誤差。

有研究者評估了WFC和ACC系統(tǒng)在膀胱充盈不同時期的壓力變化，以及排尿期逼尿肌最大收縮壓力[21]。結(jié)果顯示：當膀胱容量大于50 mL時，不同膀胱容量下，用WFC或ACC得到的儲尿期壓力值和排尿期最大逼尿肌壓力差異較小，測量值相關(guān)性好。但該研究的不足是僅納入了女性患者，樣本量較少，樣本類型單一。

張建忠等[14]通過在充盈期膀胱測壓中置入改良后的氣態(tài)測壓導管同步獲得并對比了ACC及WFC數(shù)據(jù)，認為ACC與WFC雖然在儲尿期時測量膀胱內(nèi)壓數(shù)據(jù)有差異，但無臨床意義，而排尿期時兩種方法在判斷膀胱出口梗阻及逼尿肌力量等方面的數(shù)據(jù)無統(tǒng)計學差異，具有很好的診斷一致性。

鄧函等[22]對兩測壓系統(tǒng)在臨床中所得的大量真實世界結(jié)果進行了綜合數(shù)據(jù)分析對比，發(fā)現(xiàn)ACC與WFC測定的各壓力值和信號模式不完全一致,因此不能互換使用。但其研究為對不同患者分別進行ACC與WFC測定，兩種方法各自匯總數(shù)據(jù)后分析并進行對比，并不是在同一患者進行兩方法同步測定，因此不同病因、患者的檢查過程的差異等都可能對研究結(jié)果有所影響。

2.2 快速變化信號差異咳嗽和Valsava動作在UDS中是一種快速變化的信號。準確測量快速變化時膀胱壓力值如腹壓漏點壓(abdominal leak point pressures,ALPP)，有助于在臨床中輔助診斷壓力性尿失禁等疾病。兩系統(tǒng)傳壓介質(zhì)的流體物理學差異，WFC為低阻尼系統(tǒng)，而ACC為過阻尼信號，這種區(qū)別可能對壓力快速變化時的記錄有影響[23]。

SHENG等[10]研究發(fā)現(xiàn)， Valsava動作時WFC和ACC測量的平均ALPP呈高度線性相關(guān)，且兩種系統(tǒng)所測得的數(shù)據(jù)差異在臨床上無顯著性差異。與此相反，咳嗽動作時，兩種方法測量的平均ALPP存在顯著差異，WFC測量的ALPP平均值明顯高于ACC測量值，其原因可能為ACC頻率響應值低于WFC，易丟失快速壓力變化信號。

而GAMMIE等[20]發(fā)現(xiàn) Valsalva動作時兩種方法測量的數(shù)據(jù)有顯著差異。WFC測量所得的ALPP平均值高于ACC測量的平均值，但兩者所得ALPP相比均沒有統(tǒng)計學顯著差異，與SHENG等[10]的實驗結(jié)果差異較大，這可能因為他們在尿動力學實驗中同時對比WFC及ACC測量壓力值，采用不同實驗設計導致的。

張建忠等[14]的研究中對兩系統(tǒng)在患者咳嗽時的快速變化壓力測量進行了同步對比，結(jié)果顯示兩系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)雖然有顯著差異，但有良好的線性相關(guān)關(guān)系，考慮與測壓導管感壓結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。

目前雖有許多研究對比了ACC與WFC的異同，但結(jié)果不盡相同。壓力-流率檢查需要留置體內(nèi)導管，若需要同時對比則會對臨床尿動力裝置進行一定的改裝，故不同研究結(jié)果的影響因素較多，這是臨床選擇應用不同系統(tǒng)進行尿動力檢查時，必須考慮的因素。在GAMMIE[20]的試驗中，為同時測量WFC與ACC值，應用了雙導管法進行尿動力學實驗，即在尿道中同時置入WFC及ACC導管，該方法符合ICS尿動力學技術(shù)規(guī)范(Good Urodynamic Practices,GUP)[26]。SHENG[10]及TIMOTHY[21]則是于膀胱內(nèi)置入ACC測壓導管，在其灌注通道通過旋轉(zhuǎn)三通轉(zhuǎn)向閥，完成灌注及測量WFC壓力的功能(三通閥法)。鄺兆進等[27]通過對大鼠膀胱壓力測定，發(fā)現(xiàn)雙導管法和三通閥法測壓數(shù)據(jù)有差異。張鵬等[28]認為，尿道內(nèi)導管直徑會對尿動力學檢查的結(jié)果產(chǎn)生影響，尿道內(nèi)置 F7測壓導管可影響最大尿流率測定值，尿道內(nèi)雙導管法比對兩種測壓系統(tǒng)的差異的方法有產(chǎn)生較大誤差的可能。

3 尿道壓力測定

尿道壓力測定是對不同部位的尿道壓力進行測量并記錄。臨床尿動力檢查中，可以通過尿道壓力描記(urethral pressure profilometry，UPP)通過連續(xù)測量尿道壓力，評估患者尿道功能，如功能尿道長度(functional urethral length,FUL)及最大尿道閉合壓力(maximum urethral closure pressure,MUCP)等，了解下尿路的功能和機制[29]。

1969年，BROWN等[30]使用食管測壓管用于UPP測量，是目前唯一有UPP應用標準的導管。WFC的尿道壓力測定主要是通過導管尖端的側(cè)孔，以恒定的速度灌注加壓液體，通過外力以恒定速度向外牽拉導管，使外部感受器記錄側(cè)孔所經(jīng)過尿道壁的壓力。雖然臨床中，經(jīng)驗豐富的醫(yī)師可以根據(jù)經(jīng)驗保持勻速而穩(wěn)定的牽拉，但無法保證尿道內(nèi)的WFC導管不發(fā)生旋轉(zhuǎn)及彎折，往往會產(chǎn)生不易分辨的誤差，故測壓結(jié)果重復性差，既往尿道壓結(jié)果很難在臨床中起到有效診斷的目的，臨床應用較少。

ACC尖端為均勻充氣的球囊，通過固定速度的牽拉，持續(xù)記錄通過的尿道壁與氣囊之間的作用力，不用外加液體灌注及考慮導管旋轉(zhuǎn)等問題，操作相對簡單易行。POLLAK等[31]發(fā)現(xiàn)，ACC和微電子傳感系統(tǒng)兩者測量的MUCP有高度一致性，而FUL結(jié)果存在差異，他們認為ACC測量尿道壓力的準確性較高，然而該實驗缺乏隨機性設計，統(tǒng)計學方法也存在爭議。隨后，ZEHNDER等[32]完善了實驗和統(tǒng)計方法，認為ACC系統(tǒng)和微電子傳感系統(tǒng)在UPP中準確性相同，但ACC系統(tǒng)通常讀數(shù)較高，可能是由于其氣囊與尿道壁的相互作用力。但目前，有關(guān)于ACC應用于尿道壓力測量的相關(guān)特性研究較少，更缺乏與WFC之間的對比及轉(zhuǎn)換研究，雖然ACC系統(tǒng)在臨床中應用更具有優(yōu)勢，但因缺乏相應文獻結(jié)果支持，也需要更大規(guī)模臨床應用以制定ACC的典型值范圍及診斷標準。

鄧函等[22]在對大量WFC和ACC測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析后得出，尿道壓測定中,ACC尿道閉合壓及最大尿道閉合壓明顯高于WFC，差異有統(tǒng)計學意義，可能與ACC導管感壓氣囊較WFC側(cè)孔感壓面積增大有關(guān)。趙海濤等[24]比較了WFC和ACC在UPP中的差異，其研究結(jié)果顯示ACC所測得MUCP高于WFC，有顯著性差異；FUL低于WFC測量值，兩種系統(tǒng)所得測量值的差異，大于臨床要求，有顯著性差異，可能是由于導管尖端結(jié)構(gòu)以及壓力傳導介質(zhì)不同導致。同時，該研究入組患者均因神經(jīng)源性膀胱長期尿道置管，這可能影響尿道閉合功能，還需要更多的數(shù)據(jù)加以證實。

4 安全性

UDS作為一種侵入性檢查，檢查后可能導致尿路感染，尿動力學檢查后尿路感染的發(fā)生與尿動力學檢查操作的不規(guī)范有關(guān)，例如不正確的無菌操作、完成檢查程序后沒有及時更換污染部件等[33]。WFC系統(tǒng)使用中需要在測壓導管中填充液體，容易滋生細菌，故臨床操作中為避免污染液體進入膀胱，增加泌尿系感染風險，WFC的設備連接管需要及時更換。而ACC導管為空氣介質(zhì)，測壓管路和灌注管路完全隔離、互不影響，因此完成檢查后只需要單獨更換測壓導管即可，簡化尿動力操作的同時，既減少醫(yī)療費用的支出，有減小了感染并發(fā)癥的發(fā)生概率[34]。學者也研究了ACC在兒科患者中的安全性[35]，證明ACC對兒科患者安全有效。28例患者研究期間未發(fā)生不良事件，ACC較WFC使用簡便，穩(wěn)定性高，偽影更少，但實驗納入數(shù)據(jù)量較少，需要進一步研究。

5 小 結(jié)

WFC系統(tǒng)是目前公認的標準測壓系統(tǒng)，目前業(yè)界通用的UDS檢查流程、標準值范圍、贗像分析及糾正等都是基于WFC系統(tǒng)開發(fā)的，但是WFC系統(tǒng)也存在著操作復雜、容易感染、贗像糾正復雜等缺點。ACC系統(tǒng)在符合ICS體外調(diào)零基本原則的基礎上，具有操作簡便、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、感染率低等優(yōu)勢，近15年來越來越多的中心開始使用。但其測量結(jié)果尚無業(yè)界公認的一致標準，不同中心測量結(jié)果存在差異，不同疾病診斷標準也待進一步研究，尚需更大規(guī)模的研究數(shù)據(jù)確定其范圍及疾病模型。在進行臨床及科研工作時，ACC和WFC之間壓力結(jié)果是否可以進行轉(zhuǎn)換，以及ACC與WFC差異的原因還需進一步研究及臨床驗證。在未來的尿動力學研究中，通過研究進一步比較ACC與WFC的差異性與優(yōu)劣，明確ACC典型值及操作標準，則可以在臨床尿動力檢查中，選擇更適于臨床操作及診斷的尿動力系統(tǒng)，為臨床下尿路疾病的診察及治療提供有效工具。