摘要：目的探究内外括约肌失协同对下尿路器官组织应力和尿液流速的影响。方法基于火棉胶切片对下尿路器官组织进行几何模型重建,并建立含有肌肉主动力的下尿路有限元模型;通过流固耦合仿真,模拟排尿末期内外括约肌均正常收缩、均丧失主动力和单独丧失主动力4种情况下组织应力和尿流速率变化。结果内外括约肌正常收缩尿道应力变化和临床测得的尿道压力变化趋势相同。与正常收缩情况比较,内括约肌单独丧失主动力,内括约肌和前列腺位置尿道应力分别降低33.6%、13.8%,且此位置尿液流速也降低。外括约肌单独丧失主动力,外括约肌和外尿道位置尿道应力分别降低59.5%、24.03%,而内外括约肌均丧失主动力,内括约肌、前列腺、外括约肌和外尿道位置尿道应力分别降低38.77%、18.6%、63.58%、29.74%,且相对应位置的流速也降低。结论内外括约肌失协同导致下尿路组织应力和尿液流速的差异性变化。研究结果可为手术治疗因括约肌引起的尿失禁提供理论依据。

摘要：目的通过有限元分析方法,探索不同形态的膀胱内前列腺突出(intravesical prostatic protrusion,IPP)对排尿过程的影响。方法基于1例前列腺中叶和双侧叶突入膀胱的良性前列腺增生患者MRI图像,重建其下尿路有限元模型(模型3)。通过图像修改突出部分,构建双侧叶突出模型(模型1)和中叶突出模型(模型2)。结合有限元分析软件进行双向流固耦合仿真分析,比较3种模型的前列腺尿道形变和流体动力学参数。结果排尿过程中,模型3前列腺尿道角减小的程度最大,其次是模型2。模型3中的液体压强损失最严重。在每种膀胱内压下,模型1的流体速度大于其他模型,模型3的最大流率低于其他模型。在相同的膀胱出口截面积,模型3的最大流率低于其他模型,且增加膀胱出口截面积会进一步扩大这一差距。结论与具有相同IPP长度但只有中叶突出或只有双侧叶突出的患者相比,中叶和双侧叶均突出的患者具有更大的尿道阻力和更小的最大尿流率。评估IPP不仅要测量其长度,还要注意IPP形态。

摘要：男性原发性膀胱颈梗阻发病率高,而现有尿动力学检查方法具有侵入性,且易造成误诊或漏诊。因此为构建男性下尿路非侵入式生物力学检测系统,本文基于正常男性下尿路火棉胶切片图像构建出下尿路有限元模型,并模拟真实排尿环境,进行流固耦合仿真分析。通过对比下尿路临床试验数据与仿真结果,验证了下尿路有限元模型的有效性。本文进一步对下尿路变形、应力与尿流速率等参数进行了分析,结果表明正常男性下尿路模型中膜部括约肌处米塞斯应力与壁面切应力均达到峰值,并且与膀胱压力曲线的峰值在时间上有1 s左右的尿流延迟,模型还原度良好。本文的研究结果为进一步开展对下尿路梗阻模型膀胱压、尿流率等尿动力学的响应机理研究奠定了基础,可为非侵入式生物力学检测系统的研发提供理论依据。

摘要：男性下尿路的控尿功能由内外括约肌实现,为了研究内外括约肌主动力作用下尿道压力分布,建立一种包含肌肉主动力的下尿路生物力学仿真模型.下尿路几何模型由中年男性人体火棉胶切片图像重建;肌肉模型由被动非线性黏弹性实体单元和Hill主动单元共节点耦合.对内外括约肌模型在主动力作用下进行主动收缩的生物力学仿真计算.结果表明:仿真得到最大尿道压力在临床测量的值域内,该模型可以用在下尿路流固耦合分析中,为研究尿失禁成因提供理论依据.