專利名稱：用于尿動(dòng)力學(xué)分析的方法和設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及近紅外光譜學(xué)(NIRS)領(lǐng)域及其在泌尿?qū)W領(lǐng)域中的應(yīng)用，更特別地，本發(fā)明涉及膀胱尿動(dòng)力學(xué)以及與排泄功能異常相關(guān)病癥的診斷。
2.相關(guān)技術(shù)的描述排泄功能異常影響著超過50％的人口。用于了解膀胱是如何發(fā)揮功能的主要工具是測試膀胱的尿動(dòng)力學(xué)。尿動(dòng)力學(xué)可測量膀胱容量，在充盈時(shí)，膀胱是否有正常感覺，以及當(dāng)患者/個(gè)體排泄時(shí)，膀胱是否以適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度收縮。尿動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)也可告知我們患者是否有膀胱梗阻或是否有漏尿現(xiàn)象(失禁-非自愿泄漏)，然后在指出是哪種類型的泄漏。尿動(dòng)力學(xué)確實(shí)能夠診斷膀胱的多種潛在問題。其也用于隨后的治療策略的實(shí)施以證實(shí)該策略的成功或失敗。常規(guī)的尿動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)由三個(gè)組分組成-非侵入的尿流(其提供關(guān)于膀胱排空作用的信息)、膀胱內(nèi)壓測量圖(其提供關(guān)于膀胱充盈時(shí)的信息)以及壓力流研究(其提供關(guān)于膀胱排空作用的附加信息)。
為了實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的尿動(dòng)力學(xué)，要求患者在受試時(shí)膀胱是充滿的。要求該患者排泄在標(biāo)尺上，該標(biāo)尺可給出患者的排泄速度有多快以及排泄總量。然后，將兩個(gè)導(dǎo)管定位，一個(gè)在膀胱內(nèi)及一個(gè)在直腸內(nèi)。從這點(diǎn)之前，該實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上是侵入的。此外，所述導(dǎo)管在尿道中的存在是公知的致混淆因素，這是因?yàn)樗鰧?dǎo)管自身可引起對(duì)排泄的梗阻，其可刺激膀胱引起錯(cuò)誤的收縮，和/或具有包括出血和感染的副作用。
對(duì)泌尿科醫(yī)生有用的是對(duì)膀胱肌本身的收縮強(qiáng)度進(jìn)行直接測量。為了做到這一點(diǎn)，可將導(dǎo)管放入直腸內(nèi)，并將其與測量腹壓的壓力傳感器連接。將第二根導(dǎo)管通過尿道放入膀胱中心，也將其與壓力傳感器連接。公知的是膀胱中心的壓力是腹壓加上膀胱肌自身產(chǎn)生的壓力。因此，可以間接地計(jì)算由膀胱肌產(chǎn)生的壓力。但是，常規(guī)的尿動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)并未提供對(duì)膀胱肌活動(dòng)性的直接測量。當(dāng)沒有使用導(dǎo)管對(duì)尿流進(jìn)行測量時(shí)，這個(gè)缺陷是顯而易見的。標(biāo)尺上的排泄的尿量提供了關(guān)于尿量排泄有多快的示蹤。這稱為“非侵入的尿流”。但是，使用尿流實(shí)驗(yàn)并不能記錄來自膀胱肌的信息。無力的膀胱肌和膀胱肌肉壁上有高壓的梗阻膀胱都可以產(chǎn)生具有降低流速的流涎型(dribbling)尿線。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了測量膀胱功能或尿動(dòng)力學(xué)的非侵入方法。本發(fā)明公開的非侵入技術(shù)可與傳統(tǒng)的侵入的和非侵入的尿動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)協(xié)力實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明一方面，提供了在具有膀胱的動(dòng)物中監(jiān)測膀胱功能的方法，其中該方法包括將光發(fā)射器和光檢測器定位在鄰近動(dòng)物膀胱處；用所述光發(fā)射器在所述膀胱發(fā)射光并用所述光檢測器檢測光；以及收集在膀胱活動(dòng)時(shí)檢測光的代表性數(shù)據(jù)，從而提供膀胱功能的指征。其中將光發(fā)射并檢測一段時(shí)間，因此在此時(shí)段內(nèi)所述數(shù)據(jù)代表了膀胱功能。也可定位在鄰近所述動(dòng)物膀胱的動(dòng)物皮膚上。所述光可以是近紅外的(NIR)，所述發(fā)射器可以是近紅外光譜(NIRS)發(fā)射器，所述檢測器可以是NIRS檢測器且所述數(shù)據(jù)可以是NIRS數(shù)據(jù)。所述光可以是相干光(coherentlight)。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了在具有膀胱的動(dòng)物中監(jiān)測膀胱功能的方法，其中該方法包括將近紅外光譜(NIRS)發(fā)射器和NIRS檢測器定位在鄰近動(dòng)物膀胱處；使用在動(dòng)物膀胱處的NIRS發(fā)射器發(fā)射近紅外(NIR)光，同時(shí)用NIRS檢測器檢測NIR光；以及收集在膀胱活動(dòng)時(shí)檢測到得NIR光的代表性NIR數(shù)據(jù)，從而提供膀胱功能的指征?？啥ㄎ辉卩徑谒鰟?dòng)物膀胱的動(dòng)物皮膚上。所述近紅外(NIR)光可以是相干光。
所述方法可包括超聲定位或可選擇地通過將NIRS發(fā)射器和NIRS檢測器放置在所述動(dòng)物恥骨聯(lián)合的10mm頭側(cè)來定位，特別地，其中所述動(dòng)物是成年人。
超聲波定位可包括將來自傳感器的超聲能傳送；以及接收反射的超聲能從而確定動(dòng)物膀胱位置的步驟。
所述方法可包括大約在750-950納米(nm)范圍內(nèi)發(fā)射的NIR光。
所述NIR光還可限于760-920nm?？蛇x擇地，該NIR光可介于770-910nm或780-900nm或790-890nm之間。
例如，可將所收集的NIRS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理從而提供氧合血紅蛋白(HbO2)；脫氧血紅蛋白(Hb)；氧化的細(xì)胞色素a、a3；還原的細(xì)胞色素a、a3；細(xì)胞色素C氧化酶的氧化減還原形式oxidized minus reduced forms(Cyt)或其它發(fā)色團(tuán)中的一種或多種在所述動(dòng)物水平的指征變化的信息。
所述方法還可包括定位，其包括用光屏障保護(hù)所述NIRS發(fā)射器和NIRS檢測器，從而把環(huán)境光排除在外，以免干擾NIRS數(shù)據(jù)的收集。
所述方法還可包括在動(dòng)物膀胱處發(fā)射NIR光之前衰減所發(fā)射的NIR光，由此所述衰減作用常用于彌補(bǔ)所述動(dòng)物的物理參數(shù)中的變化。衰減作用可通過過濾所發(fā)射的NIR光來完成。此外，所述NIR光的過濾可用濾池來實(shí)現(xiàn)，所述濾池具有可選擇的可變密度的濾光器，其可操作地增加濾光器發(fā)射的NIR光。
所述方法還可包括在收集NIRS數(shù)據(jù)的同時(shí)或不同時(shí)獲得所述動(dòng)物膀胱參數(shù)的超聲波測量。
所述方法還可包括所述NIRS發(fā)射器和所述NIRS檢測器的定位，使該NIRS發(fā)射器和該NIRS檢測器間隔15-90mm。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了光屏蔽設(shè)備，其包括不透光的屏蔽體，其具有發(fā)射器孔、檢測器孔和超聲波探測器孔，其中所述發(fā)射器孔、檢測孔和超聲波探測器孔允許接近動(dòng)物皮膚上的確定區(qū)域，所述光屏蔽設(shè)備應(yīng)用于該區(qū)域；發(fā)射器固定器，其可操作地將NIRS發(fā)射器保持在所述發(fā)射器孔內(nèi)，使得所述NIRS發(fā)射器的位置接近動(dòng)物皮膚上的發(fā)射表面，其中該發(fā)射器固定器通過該發(fā)射器孔，可操作地減少環(huán)境光對(duì)動(dòng)物皮膚表面的干擾；以及檢測器固定器，其可操作地將NIRS檢測器保持在所述檢測器孔內(nèi)并與所述NIRS發(fā)射器有間隔，使得所述NIRS檢測器的位置接近動(dòng)物皮膚上的探測表面，其中該檢測器固定器可操作地減少環(huán)境光通過該檢測器孔對(duì)動(dòng)物皮膚表面的干擾。所述設(shè)備還可包括具有開和關(guān)位置的超聲波探測器閉合(ultrasound probe closure)，所述超聲波孔閉合可操作性地允許超聲波探測器在開的位置通過所述光屏蔽設(shè)備接近動(dòng)物皮膚，并且在關(guān)的位置時(shí)，其通過所述超聲波探測器孔可操作地減少環(huán)境光對(duì)動(dòng)物皮膚表面的污染。所述光屏蔽設(shè)備還可包含附接系統(tǒng)，其可操作地將所述光屏蔽保持在遠(yuǎn)離所述動(dòng)物皮膚的位置。例如，所述附接系統(tǒng)可選自尿布、可調(diào)節(jié)的帶子、可調(diào)節(jié)的皮帶系統(tǒng)、粘性膠水、膠帶、靜電荷、真空吸氣和受力標(biāo)記系統(tǒng)。所述設(shè)備也可包含接頭電纜維持系統(tǒng)。
所述光屏蔽設(shè)備也可以被限定尺寸，使得所述發(fā)射器孔遠(yuǎn)離所述檢測器孔，從而使所述NIRS發(fā)射器與所述NIRS檢測器分開大約15-90mm。可選擇地，所述間隔可介于25-80mm或35-70mm或45-60mm之間。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，為了使用本發(fā)明所述的方法，提供了用于衰減所發(fā)射的NIR光的過濾設(shè)備。該過濾設(shè)備可包括濾池，所述濾池包含多個(gè)可變密度的濾光器以及選擇系統(tǒng)，所述可變密度濾光器可操作地增加對(duì)從所述總的未濾過的輸出照明發(fā)射出的NIR光進(jìn)行過濾，由此可將一個(gè)或多個(gè)所述多個(gè)可變密度濾光器被定位于所發(fā)射出的NIR光的光程上。
所述過濾設(shè)備也可包括一系列的可滑動(dòng)的濾光器，其具有過濾位置和非過濾位置，且其中的選擇系統(tǒng)包含傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置可操作地將一個(gè)或多個(gè)所述多個(gè)的可變密度濾光器選擇性地滑動(dòng)至所述過濾位置或所述非過濾位置。
可將所述多個(gè)的可變密度濾光器以增量來步進(jìn)，所述增量選自1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％和10％總的未濾過的輸出照明。可選擇地，可將所述多個(gè)可變密度濾光器以總的未濾過的輸出照明的5％或6％或7％的增量來步進(jìn)。
根據(jù)以下本發(fā)明特定實(shí)施方案的說明和附圖，本領(lǐng)域所屬普通技術(shù)人員能夠顯而易見地理解本發(fā)明的其它方面和特征。
附圖簡要說明在說明本發(fā)明實(shí)施方案的附圖中，


圖1A所示為所述光屏蔽設(shè)備實(shí)施方案的底視平面圖。
圖1B所示為圖1A所示的實(shí)施方案的頂視平面圖。
圖1C所示為圖1B所示的實(shí)施方案沿c線剖開的剖面?zhèn)纫晥D。
圖2A所示為所述過濾設(shè)備實(shí)施方案的正視圖。
圖2B所示為圖2A所示的實(shí)施方案的頂視平面圖。
圖2C所示為圖2B所示的實(shí)施方案沿c線剖開的剖面?zhèn)纫晥D。
圖3A所示為21號(hào)患者尿流的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示82歲老年男性患者的低于正常范圍內(nèi)的逼尿肌過分活動(dòng)和排泄壓，該患者患有心絞痛和II型糖尿病史，并患有尿頻、x3夜尿癥以及前列腺肥大(BPH)。
圖3B所示為25號(hào)患者尿流的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示62歲老年女性患者的正常尿流、逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁和正常壓流，該患者患有尿急頻繁和尿急失禁史。
圖4A所示為26號(hào)患者尿流的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示67歲老年女性患者的正常尿流和逼尿肌過分活動(dòng)，該患者患有尿頻、尿急和失禁史。
圖4B所示為27號(hào)患者尿流的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示72歲老年男性患者的神經(jīng)原型膀胱障礙，該患者患有脊髓損傷史。
圖5A所示為28號(hào)患者尿流的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示34歲女性患者的延長但幾乎正常的尿流，該患者患有尿頻、間質(zhì)性膀胱炎，且無失禁史。
圖5B所示為30號(hào)患者尿流的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示30歲女性患者的緩慢開始的尿流，該患者患有尿急、尿頻和一些失禁史。
圖6A所示為21號(hào)患者仰臥時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示82歲老年男性患者因?yàn)楣Ｗ瓒哂械褪湛s壓與低流速，該患者患有心絞痛和II型糖尿病史，并患有尿頻、夜尿癥x3及前列腺肥大(BPH)。
圖6B所示為22號(hào)患者仰臥時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示65歲老年男性患者的高收縮壓與低流速，該患者患有梗阻和尿急失禁。
圖7A所示為23號(hào)患者仰臥時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示55歲老年男性患者的逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁、高收縮壓和梗阻，該患者患有減少的流速、尿頻、排泄后流涎。
圖7B所示為24號(hào)患者仰臥時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示65歲男性患者的非自愿的逼尿肌收縮，該患者患有非自愿的逼尿肌收縮和溢流性尿失禁。
圖8A所示為25號(hào)患者仰臥時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示62歲老年女性患者的正常尿流、逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁和正常的亞流，該患者患有尿急頻繁和尿急失禁史。
圖8B所示為26號(hào)患者仰臥時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示67歲老年女性患者的正常尿流和逼尿肌過分活動(dòng)，該患者患有尿頻、尿急和失禁史，但無壓迫性尿失禁。
圖9A所示為21號(hào)患者坐姿時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示82歲老年男性患者不良的肌順應(yīng)性，該患者患有心絞痛和II型糖尿病史，患有尿頻、x3夜尿癥和前列腺肥大(BPH)。
圖9B所示為23號(hào)患者坐姿時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示55歲老年男性患者的逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁、高收縮壓和梗阻，該患者患有減少的流速。尿頻和排泄后流涎。
圖10A所示為24號(hào)患者坐姿時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示65歲男性患者的非自愿的逼尿肌收縮，該患者患有非自愿的逼尿肌收縮和溢流性尿失禁。
圖10B所示為25號(hào)患者坐姿時(shí)CMG的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，其顯示62歲老年女性患者的正常尿流、逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁和正常壓流，該患者有尿急頻繁和尿急失禁史。
圖11A所示為1號(hào)志愿者尿流的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，第一次實(shí)驗(yàn)顯示50歲老年女性志愿者正常的膀胱功能，該患者身體健康，無泌尿?qū)W疾病。
圖11B所示為1號(hào)志愿者尿流的尿動(dòng)力學(xué)示蹤，第二次實(shí)驗(yàn)顯示50歲老年女性志愿者正常的膀胱功能，該患者身體健康，無泌尿?qū)W疾病。
詳細(xì)說明常見方法和設(shè)備(1)尿動(dòng)力學(xué)應(yīng)用Laborie排泄機(jī)能檢查儀實(shí)施尿動(dòng)力學(xué)分析。尿動(dòng)力學(xué)由3個(gè)亞成分組成。該標(biāo)準(zhǔn)方案用于以下描述的所有患者。
A.尿流所述患者到達(dá)實(shí)驗(yàn)室時(shí)其膀胱呈充滿狀態(tài)。男性患者呈站姿以及女性患者呈坐姿時(shí)，實(shí)施非侵入的尿流實(shí)驗(yàn)。該患者自發(fā)地、盡可能地排空膀胱。然后將導(dǎo)管插入至膀胱內(nèi)，將剩余的尿排干并測定其體積。
B.充盈期膀胱內(nèi)壓測量圖(CMG)將8Fr兩倍流明的尿動(dòng)力學(xué)導(dǎo)管、尿動(dòng)力學(xué)的帶氣囊直腸導(dǎo)管以及EMG會(huì)陰前導(dǎo)物以標(biāo)準(zhǔn)方式放置。該患者是仰臥的。將無菌的室溫的水以與個(gè)體的膀胱狀態(tài)一致的速率，用Laborie泵灌注。要求患者指出“第一感覺”、“尿急”的感覺和“能力”，這些術(shù)語的定義與國際自制協(xié)會(huì)(International Continence Society)的定義一致。
“第一感覺”或“第一次想進(jìn)行排泄”定義為正常的排泄需要，并被描述為使所述個(gè)體在下一次適合時(shí)再進(jìn)行排泄的感覺，但是如果需要的話可延遲排泄。強(qiáng)烈的排泄欲望定義為不會(huì)害怕滲漏時(shí)持續(xù)的排泄欲望。反之，“尿急”定義為欲進(jìn)行排泄的強(qiáng)烈需要，并伴隨著滲漏恐懼或疼痛恐懼。術(shù)語“能力”必須定量化。在具有正常感覺的患者中，最大膀胱內(nèi)壓測量能力是所述個(gè)體感到其不能再延遲排泄時(shí)的體積。當(dāng)缺乏感覺時(shí)不能以相同的術(shù)語定義最大膀胱內(nèi)壓測量能力，并且其體積是由臨床醫(yī)生決定終止充盈的容積。在括約肌機(jī)能不全時(shí)，最大膀胱內(nèi)壓測量能力可通過尿道的閉塞，例如通過Foley導(dǎo)尿管顯著地增加?！肮δ苄园螂啄芰Α被蚺判沟娜莘e是更相關(guān)的，并可通過頻率/體積圖(泌尿日志)進(jìn)行評(píng)價(jià)?！白畲?麻醉的)膀胱能力”是在深度全身或脊柱/硬膜外麻醉，規(guī)定流體的溫度、充盈壓及充盈時(shí)間條件下，充盈后測量的容積。
在測量能力時(shí)，所述膀胱由注射器經(jīng)導(dǎo)尿管被排空，并且用電子尿動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)桌/椅將所述患者轉(zhuǎn)換成坐姿。以相同的灌輸速度重復(fù)膀胱的充盈，再次記錄膀胱感覺的指征，但是當(dāng)最大容量時(shí)，要求該患者自發(fā)排泄。(這是該研究的壓力流段的開始。)并不是所有的實(shí)驗(yàn)室以兩種體位(仰臥的和站立的)實(shí)行該充盈期膀胱內(nèi)壓測量圖。但是，這樣的做法具有完整性，因?yàn)楸娝苤诎螂壮溆瘯r(shí)，患者體位的變化能暴露某些病理問題。
C.壓力流在適當(dāng)位置上有導(dǎo)尿管、直腸氣囊和EMG前導(dǎo)物的患者被要求自發(fā)地排泄在流量計(jì)內(nèi)。這產(chǎn)生了壓力流示蹤。當(dāng)繪制壓力流研究圖時(shí)，應(yīng)用Abrams-Griffiths列線圖以指明梗阻流區(qū)和非梗阻流區(qū)。在標(biāo)準(zhǔn)的尿動(dòng)力學(xué)示蹤中，，逼尿肌壓力(pdet)值是膀胱內(nèi)由膀胱肌引起的壓力反射，并且可以通過從膀胱壓(pves)中減去腹壓(pabd)來進(jìn)行計(jì)算。Pves是在膀胱內(nèi)用導(dǎo)管測量的壓力，該導(dǎo)管被特別地設(shè)計(jì)以監(jiān)測尿道中的壓力。所獲得的壓力信息是通過腹部內(nèi)容物施加在膀胱上的壓力，膀胱中任何尿液的重量或壓力和逼尿肌施加在尿液上的力的組合。靜壓通常指的是在空膀胱內(nèi)的壓力，并可隨體位而改變。正常的膀胱靜壓可在8-40cmH2O之間變化，這依賴于研究過程中的特別的患者和體位。Pabd是通過將特殊的導(dǎo)管放置在直腸內(nèi)或陰道內(nèi)來測量的。腹壓信息是重要的，這是因?yàn)榘螂装诟骨坏牡撞?，且將在膀胱?nèi)發(fā)生的壓力和活動(dòng)分開至關(guān)重要。所述逼尿肌壓力是通過從所述pves中減去所述pabd來計(jì)算出來的相減壓力。壓力流示蹤顯示為波形，這表示在CMG過程中在膀胱內(nèi)發(fā)生的真實(shí)活動(dòng)。腹部的應(yīng)變、氣體以及腹部內(nèi)容物的重量可產(chǎn)生假象，該假象可通過從來自膀胱內(nèi)導(dǎo)尿管的處理過的信息中除去。
(2)近紅外光譜學(xué)(NIRS)A.常用的NIRS尿動(dòng)力學(xué)方法NIRS設(shè)備是從濱松光子學(xué)KK(325-6 Sunayama-Cho，濱松市，430-8587日本)商業(yè)獲得的。本方法是應(yīng)用來自濱松光子學(xué)設(shè)備公司的NIRO-300TM近紅外分光光度計(jì)完成的。該NIRO-300TM具有適合尿動(dòng)力學(xué)分析的數(shù)據(jù)收集間隔并且能夠測量細(xì)胞色素c氧化酶，其為NIRS在泌尿?qū)W應(yīng)用中的重要組分。例如，用于NIRS的發(fā)射器可選自濾過白光的、直接帶隙(direct-gap)鎵鋁砷(GaAlAs)半導(dǎo)激光器，和/或發(fā)光二極管(即iRED)。所述白光源可以是氙燈或鹵素?zé)?，且其過濾組分通常由在每個(gè)片段中都包含特定過濾波長的分段的旋轉(zhuǎn)圓盤組成。所述白光源的優(yōu)點(diǎn)在于可提供大量的波長。GaAlAs激光器的紅外線發(fā)射范圍是特定的，且可通過調(diào)節(jié)縫隙的寬度來提供唯一的波長-所述激光器受脈沖作用從而使多種波長被連續(xù)地同步化。激光器的優(yōu)勢在于其具有充分的功率輸出以完成顯著的組織深度穿透。iRED′s是由直接互相接觸的陽性的和陰性的半導(dǎo)體材料以及為了獲得特定波長而選擇的界面接合組成的。iRED′s具有輸入功率要求低、效率高但發(fā)熱性小以及使用壽命長的優(yōu)勢。在需要不同的發(fā)射時(shí)，可使用單一光源來產(chǎn)生多種紅外發(fā)射，或者可使用一系列的分離的激光器來產(chǎn)生多種紅外發(fā)射。本發(fā)明所用的“光”指的是電磁輻射。所用的涉及“光”(即相干光)的相干性是激光的特性，且其源于受激發(fā)射過程以提供放大。公共激發(fā)源觸發(fā)發(fā)射，其提供了導(dǎo)致發(fā)射光子的放大光，所述光子是“同步的”且彼此具有確定的相態(tài)關(guān)系。在本說明書中以時(shí)間相干性和空間相干性的術(shù)語對(duì)相干性進(jìn)行描述。
所述NIRO-300TM近紅外分光光度計(jì)連續(xù)地發(fā)射在760-920納米范圍內(nèi)的、四種波長的近紅外光光子的門控納秒脈沖。當(dāng)所發(fā)射的光子被氧合血紅蛋白(HbO2)和脫氧血紅蛋白(Hb)的濃度變化，以及通過氧化減還原形細(xì)胞色素C氧化酶、也稱為線粒體細(xì)胞色素a，a3(Cyt)的銅部分的凈差異變化所吸收時(shí)，其可檢測光強(qiáng)度的損失。此外，NIRS還可檢測氧合肌紅蛋白(MbO2)；以及脫氧肌紅蛋白(Mb)。但是，在760-920nm范圍內(nèi)，Mb和MbO2的光譜不能與Hb和HbO2區(qū)別開來。所述血紅蛋白數(shù)據(jù)提供了關(guān)于氧向組織傳遞的洞察力，而所述細(xì)胞色素?cái)?shù)據(jù)則說明所述組織是否利用了所傳遞的氧。在所述的泌尿?qū)W設(shè)計(jì)情況中，主要的設(shè)計(jì)要求是以比1秒間隔更快的速度收集和報(bào)告數(shù)據(jù)。這是必需的，因?yàn)樵诎螂椎某錆M和排泄過程中可發(fā)生快速變化。
由NIRS發(fā)射器和NIRS檢測器組成的NIRS光極可外用地安置在膀胱上。NIRS光極的放置可以使所述NIRS發(fā)射器沿著任何冠狀面、箭矢面、橫平面或?qū)敲?、或后面或前面、左面或右面、尾部或頭部、或相對(duì)任何平面任意地接近NIRS檢測器。NIRS光極的放置可選擇地使所述NIRS發(fā)射器在所述NIRS檢測器的反面。例如，可將一光極放置在所述動(dòng)物的前面并將另一個(gè)放在后面，或者可將一光極可放在左面而將另一個(gè)放在右面。通常，發(fā)射器和檢測器的方位可以是水平的(左向右)，垂直的(尾部向頭部)、或任意的，這依賴于欲被監(jiān)測的所述動(dòng)物/患者的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和年齡。光極的定位通常要求接近所述個(gè)體的膀胱。本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本設(shè)備和本方法可應(yīng)用于任何有膀胱的動(dòng)物。
考慮到例如通常將其放置在成人中線處恥骨聯(lián)合的大約10mm的頭側(cè)，NIRS光極(NIRS發(fā)射器和NIRS檢測器)的放置和方位可相對(duì)于膀胱的物理位置來確定，或者通過膀胱的超聲探測或其它本領(lǐng)域公知的探測法來確定。
NIRS發(fā)射器和NIRS檢測器的間隔(其中所述排列是“鄰近的”)通常是從中心到中心約為15-90mm?？蛇x擇地，所述間隔可以是25-80mm或35-70mm或40-60mm或35-55mm之間。但是，可根據(jù)所用的激光功率來調(diào)整間隔。例如，如果使用1mW激光功率，則大約間隔35-55mm時(shí)就可收集可靠的NIRS數(shù)據(jù)。通常，如果激光功率增加，則需要更大的間隔，這是因?yàn)榇┩傅纳疃雀?，以及隨后由折射的光子返回的更寬的基礎(chǔ)。但是，增加的激光功率對(duì)組織可能有危險(xiǎn)。同樣地，較小的激光功率產(chǎn)生較窄的間隔，但是穿透深度較淺。但是，如果激光功率太低，則所述光無法充分地穿透過皮膚厚度來檢測膀胱。
脈沖持續(xù)時(shí)間和頻率是技術(shù)限制的，NIRS要求多個(gè)波長的光從而在數(shù)學(xué)上解決多重發(fā)色團(tuán)的問題(即X未知的X方程式)。雖然激光器可用于發(fā)射離散波長，但是光子探測器卻能夠檢測所有的無論波長是多少的光。因此，NIRS工程學(xué)應(yīng)用脈沖激光器，使得到達(dá)所述檢測器的脈沖可被計(jì)時(shí)，從而與來自多種激光器的脈沖時(shí)序相關(guān)聯(lián)(每波長一種激光，就像每發(fā)色團(tuán)一種激光)。所述激光器的脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖頻率(作為組合)必須具有充分的“關(guān)”階段從而使發(fā)射之間沒有交迭，同樣也有充分的“開”階段以允許所述光子穿過到達(dá)所述檢測器。當(dāng)激光器數(shù)目增加時(shí)，則有更大的誤時(shí)危險(xiǎn)。幸運(yùn)地，光速實(shí)際上非?？?，脈沖持續(xù)時(shí)間/頻率通常是容易匹配的，使得即使應(yīng)用許多個(gè)激光器，而不是所述NIRO-300TM僅使用的4個(gè)激光器，也很少有交迭的危險(xiǎn)。通常，很少需要更改脈沖持續(xù)時(shí)間或頻率。監(jiān)測的分辨度通常隨激光器數(shù)量的增加而增加。除了具有3個(gè)用于3個(gè)發(fā)色團(tuán)(即Hb，HbO2和Cyt)的激光器外，所述NIRO-300TM使用4個(gè)激光器，多余的一個(gè)提供更好的分辨度。
只要存在陽光和人造光，所述NIRS光照檢測器就不能區(qū)別入射的NIRS發(fā)射光和周圍的背景光，因此必須屏蔽所述患者皮膚的發(fā)射和檢測表面以遮擋周圍光線。
如上所述，可用超聲完成所述光屏蔽、NIRS發(fā)射器和NIRS檢測器的定位，由此用超聲波探測器定位個(gè)體的膀胱。此外，可應(yīng)用超聲波來提供膀胱內(nèi)尿容量的指征。排尿前后的超聲容量讀數(shù)可用來測定所述膀胱內(nèi)可能未排泄的殘余尿量。超聲是優(yōu)選的測量方法，這是因?yàn)槠淇梢栽谄つw表面非侵入地，而不是通過導(dǎo)管插入來測量。
一旦定位后，所述光屏蔽可用粘性的膠帶固定。可選擇的附接裝置選自尿布、可調(diào)整的帶子、可調(diào)整的皮帶系統(tǒng)、粘性膠水、靜電荷，真空抽吸和受力標(biāo)記系統(tǒng)或其它本領(lǐng)域公知的系統(tǒng)。所選擇的附接裝置可能依賴于欲收集數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間和數(shù)據(jù)收集的類型(即臨床使用情況或家庭監(jiān)測)。
對(duì)于家庭監(jiān)測或在護(hù)理室中的長期監(jiān)測，所述NIRS設(shè)備可制成便攜式，使得個(gè)體能夠長期地穿戴該設(shè)備或攜帶該設(shè)備從而監(jiān)測膀胱的充盈和排泄。所述光極和光屏蔽可用帶子來保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，并將所述激光器、電源、控制部件和?shù)據(jù)記錄設(shè)備裝在背包內(nèi)。
在尿流之前開始收集NIRS數(shù)據(jù)，并將所述收集貫穿對(duì)每個(gè)患者的全部研究。在尿流開始之前，開始收集所述NIRS數(shù)據(jù)是重要的。目前的尿動(dòng)力學(xué)方法，通常允許只從尿液擊中所述標(biāo)尺的那一時(shí)刻起開始收集數(shù)據(jù)。對(duì)于所述NIRS，可記錄關(guān)于膀胱收縮的數(shù)據(jù)，膀胱收縮是在排泄之前發(fā)生的。在所述CMG過程中，將結(jié)果標(biāo)示器同時(shí)放置在所述NIRS和Laborie數(shù)據(jù)流內(nèi)來表明開始注入、膀胱感覺、膀胱容量和所述患者體位的任何變化。
要求在尿動(dòng)力學(xué)門診部接受NIRS監(jiān)測的患者從家到達(dá)時(shí)，其膀胱是適當(dāng)充滿的，在所述監(jiān)測過程中，患者隨后排空膀胱?？蛇x擇地，可將導(dǎo)尿管經(jīng)由尿道進(jìn)入膀胱，并且在NIRS監(jiān)測所述膀胱的填充時(shí)用其灌注無菌鹽水。用于NIRS監(jiān)測的程序通常首先從所述患者平躺在簡易小床上開始，同時(shí)便攜式超聲流量計(jì)放在其腹部上以鑒定膀胱的位置。將所述的合并照明的NIRS粘性光屏蔽和檢測探測器粘附在由所述超聲設(shè)備識(shí)別的區(qū)域內(nèi)皮膚表面上。然后通過反復(fù)的過程，校準(zhǔn)所述NIRS裝置以解決背景場強(qiáng)、皮膚顏色和組織密度，該反復(fù)的過程可要求加入光學(xué)衰減中等密度濾光片以解決所述患者的特征性物理參數(shù)(即體重、皮膚色素沉著、皮膚厚度、膀胱大小、逼尿肌厚度、以前的盆腔手術(shù)、肥胖、恥骨弓上的脂肪墊、組織含水量)。校準(zhǔn)后，所述患者仰臥地躺數(shù)分鐘，足以確定已獲得穩(wěn)定的排泄前的基線監(jiān)測水平。給定穩(wěn)定的基線后，NIRS以1-10Hz間隔繼續(xù)監(jiān)測，同時(shí)所述患者排空膀胱至泌尿科醫(yī)生稱為尿流計(jì)的收集室，其可設(shè)計(jì)成所述的簡易小床或獨(dú)立的尿流計(jì)。
可將所述收集室數(shù)字化地接到評(píng)價(jià)排出流速和瞬間排泄容量的非NIRS系統(tǒng)。來自所述尿流計(jì)的這些參數(shù)通常由男性站著或坐著以及女性坐著完成?？蛇x擇地，所述的NIRS氧化監(jiān)測及非NIRS尿排出/容量監(jiān)測可由患者坐在便攜式便桶完成。在排泄開始時(shí)，所述患者大聲說他/她正開始排尿，并通過觸發(fā)器瞬間接通所述NIRS裝置，將該事件標(biāo)記在所述NIRS數(shù)據(jù)流中。一旦該患者感覺其膀胱排空，他大聲說出并將該事件同樣地標(biāo)記在所述NIRS數(shù)據(jù)流中。在第二次事件后，NIRS繼續(xù)監(jiān)測數(shù)分鐘，足以確定已建立了穩(wěn)定的排泄后基線水平?？蛇x擇地，需要記錄自主應(yīng)答時(shí)，所述NIRS設(shè)備上事件標(biāo)示器的遙控觸發(fā)器可允許所述患者切換所述事件標(biāo)示器。所述事件標(biāo)示器的患者自我觸發(fā)器在泌尿檢查中是重要的，這是因?yàn)樗龌颊叩囊庾R(shí)是失禁的關(guān)鍵組分如果在充盈期間需要監(jiān)測所述診斷，則可在無需注意NIRS監(jiān)測的情況下將標(biāo)準(zhǔn)的尿動(dòng)力學(xué)注入/壓力導(dǎo)尿管以常規(guī)方式安裝。用于充滿的膀胱的上述相同NIRS步驟也適用于通過所述導(dǎo)尿管充盈的空膀胱。某些泌尿?qū)W檢查可能要求經(jīng)由所述導(dǎo)尿管的連續(xù)充盈和排空，且這些可以以所述的相同NIRS方式實(shí)施。監(jiān)測完成后，將所述NIRS光屏蔽從所述患者身上除去，并將所收集的數(shù)據(jù)傳送至用于后期分析、顯示格式和主觀解釋的軟件包。
(3)光屏蔽設(shè)備對(duì)于本發(fā)明所述的泌尿?qū)W檢查，目前的NIRS環(huán)境光屏蔽意欲放置在所述患者的前額，很不適合定位在膀胱上。泌尿科醫(yī)生使用超聲波檢查法來評(píng)估膀胱壁厚度、橫截面積和保留體積，但是其難以與NIRS結(jié)合應(yīng)用，這是因?yàn)槟壳翱捎糜诔Ｒ?guī)NIRS應(yīng)用的光屏蔽將來自接近皮膚表面的超聲波堵塞。如果所述超聲操作先于所述NIRS屏蔽應(yīng)用進(jìn)行，則所述超聲屏障凝膠的殘余物可使所述NIRS屏蔽上的粘性變?nèi)?。變?nèi)醯钠帘坞S后可在所述NIRS接線電纜的重力下，從所述患者身上剝離，導(dǎo)致環(huán)境光的泄漏，破壞了所述NIRS校準(zhǔn)，使得所述數(shù)據(jù)收集被削弱。而且，處理所述NIRS屏蔽板，以使所述發(fā)射器和檢測器連同作為附屬物的兩面膠帶一起，安裝在所述患者的皮膚上是相當(dāng)麻煩的，并且耽誤了在所述泌尿臨床診斷中患者的時(shí)間流。本發(fā)明提供了NIRS光屏蔽，其使同時(shí)進(jìn)行NIRS和超聲波檢查法變得容易，并減少了環(huán)境光泄漏的可能性。但是，在不需要使用超聲探測器的情況下，也可應(yīng)用沒有用于超聲結(jié)構(gòu)的光屏蔽。在不使用超聲的情況下，可應(yīng)用尿道導(dǎo)管來測量所述余尿。
通常，NIRS環(huán)境光屏蔽是根據(jù)以下原則設(shè)計(jì)的即所述屏蔽必須足夠柔韌從而符合彎曲的、硬的頭骨表面，因此要求粘合劑能確保適合度和邊緣密封性，且防止滑脫。而且所述屏蔽板意欲用于嬰兒和無意識(shí)患者，他們?cè)陂L期的腦部觀察過程中可能是不安靜的，在應(yīng)用適用性不良的光屏蔽時(shí)，他們的不安趨勢可能會(huì)引起所述數(shù)據(jù)流中的移動(dòng)假象。但是，在NIRS泌尿?qū)W應(yīng)用中，采樣時(shí)間通常是簡短的(除家庭監(jiān)測之外)，假如是柔軟的腹部結(jié)構(gòu)，則適合度和滑脫不是問題，可設(shè)計(jì)過大的屏蔽來包圍腹部，使得無需關(guān)注邊緣的密封性。所述患者可以通過手壓、通過穿戴合并尿布的所述屏蔽、通過重量帶將所述屏蔽保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，或通過戴“絨毛和粘溝”可調(diào)節(jié)帶約束所述屏蔽。這樣的選擇因此可消除需要和由應(yīng)用粘合劑引起的延遲。
優(yōu)選的NIRS光屏蔽設(shè)備可由不透明的屏蔽體構(gòu)成，所述屏蔽體是由一次性泡沫簾子制成的，其中所述屏蔽體具有用于超聲波的孔和固定器(發(fā)射器和檢測器)或用于裝備所述NIR發(fā)射器和NIR監(jiān)測器終端的固定夾。
可選擇地，所述光屏蔽可具有三維構(gòu)型從而適于特殊的應(yīng)用并且適合所述患者的尺寸，無論是嬰兒，兒童，少年或成人。然而，用于嬰兒的光屏蔽可被設(shè)計(jì)成蓋住整個(gè)腰部，如果前部和后部都暴露于環(huán)境光，或者如果所述患者仰臥時(shí)，蓋住整個(gè)腹部。對(duì)成人而言，可使用的最小的光屏障為160mm×160mm，更大尺寸的屏蔽是優(yōu)選的。環(huán)境光的強(qiáng)度是確定屏蔽尺寸的最重要因素。在可以使用NIRS的外科設(shè)置中，強(qiáng)烈的高架光使得擬被檢測的全部區(qū)域都被覆蓋，而不是僅僅依靠所述光屏蔽本身。在有陽光或其它環(huán)境光存在的泌尿?qū)WNIRS監(jiān)測中，也需要類似的策略。對(duì)光屏蔽的替換是在暗室中進(jìn)行監(jiān)測。
所述光屏蔽具有發(fā)射器孔，從而允許所發(fā)射的NIR光從所述傳導(dǎo)纖維光束或NIRS發(fā)射器發(fā)射出來并進(jìn)入到所述組織中。所述光屏蔽還具有一個(gè)探測器孔，從而允許所反射的光子從所述組織發(fā)射出來并撞擊到常規(guī)光電二極管收集陣列或NIR檢測器的表面上。此外，所述光屏蔽還有一個(gè)超聲波探測器孔，穿過該孔可放置超聲波探測器，從而允許在所述皮膚表面上的屏蔽能夠定位于所檢測的膀胱的中部。所述光屏蔽設(shè)備可包括檢測器固定夾或檢測器固定器，從而將所述光電二極管陣列終端或NIRS檢測器固定或保持在所述光屏蔽上。所述光屏蔽還可以具有發(fā)射器固定夾或發(fā)射器固定器，從而固定或保持所述光纖束發(fā)射棱鏡或NIRS發(fā)射器。所述光屏蔽還可具有柔軟的、鉸接的、翼片的或其他超聲探測器閉合，以在所述超聲探測器不在的時(shí)候?qū)⑺龀暱追忾]，從而降低環(huán)境光干擾。所述光屏蔽還可以具有接口電纜保持裝置，其可以采用旨在約束接口電纜從所述光電二極管(NIRS檢測器)和發(fā)射(NIRS發(fā)射器)終端延伸出來的反向鞍形脊形式。本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到所述光屏蔽和相關(guān)組件可由任意的光阻斷或不透明材料制成，例如木頭、橡膠、金屬箔或含有布料的橡膠等等。還應(yīng)意識(shí)到可采用任意附加裝置將所述屏蔽原位保持住，所述裝置選自液體或機(jī)械裝置，靜電荷，超聲波屏障凝膠，真空抽吸，膠水或膠帶，皮帶或受力標(biāo)記系統(tǒng)等等。
在操作過程中，所述光屏蔽設(shè)備可從封閉的包裝中移出，所述超聲波探測器的頸部可放置穿過所述屏蔽的超聲波探測器孔。所述超聲波探測器可隨后移動(dòng)至下腹部上方從而定位和測量所述未觸碰過的膀胱。在所述光屏蔽位于所述患者膀胱上方并保持在所述皮膚表面的位置時(shí)，所述超聲探測器可在所述測量位置上方隨后保持不動(dòng)。然后，可以移動(dòng)超聲波探測器并將其設(shè)置在旁邊。此后可以通過多種附接裝置將光屏蔽附接到皮膚表面。在光屏蔽設(shè)置在適當(dāng)位置后，NIRS檢測器和NIRS發(fā)射器終端可被附接到它們各自的光屏蔽表面上的固定器或者固定夾。然后，可以關(guān)閉超聲孔蓋并開始NIRS分析，同時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)/衰減和隨后的數(shù)據(jù)收集。在NIRS分析的過程中的任何時(shí)間，光檢測可以暫停，光屏蔽的超聲探測器孔可以打開，并且可在不干擾屏蔽設(shè)置的情況下進(jìn)行超聲探測器的測量。在數(shù)據(jù)收集完成后，可以將NIRS發(fā)射器和檢測器(以及在仰臥情況下的重力帶)從環(huán)境光屏蔽上去除，并且繼而可以將所述屏蔽從患者身上去除并丟棄。
在存在陽光和人造光的情況下，通常用于NIRS器件的光電二極管或NIRS檢測器和照明檢測器的光子計(jì)數(shù)管不能區(qū)分NIRS發(fā)射和由環(huán)境背景光所產(chǎn)生的發(fā)射，由此屏蔽個(gè)體皮膚的發(fā)射和檢測表面以及個(gè)體皮膚上施加有光屏蔽設(shè)備的區(qū)域是十分重要的。
所述光屏蔽設(shè)備也可用于通過不透明的光屏蔽本體內(nèi)的發(fā)射器和檢測器孔的定位，將NIRS發(fā)射器設(shè)置在距NIRS檢測器一定距離處。NIRS發(fā)射器和NIRS檢測器的中心間隔通?？蔀?5-90mm?？蛇x地，所述間隔可以為25-80mm或35-70mm或40-60mm或35-55mm。然而，根據(jù)所用的激光器功率的大小，可以調(diào)整所述間隔。例如，如果使用功率為1mW的激光器，則在35-55mm的間隔下可收集得到可靠的NIRS數(shù)據(jù)。通常，如果激光功率增加，則需要更大的間隔，這是因?yàn)榇┩傅纳疃雀?，以及隨后由折射的光子返回產(chǎn)生的更寬的基礎(chǔ)。同樣地，較小的激光功率產(chǎn)生較窄的間隔，同時(shí)穿透深度較淺。但是，如果激光功率太低，則所述光無法充分地穿透過皮膚厚度來檢測膀胱，而如果激光功率過高，則可能會(huì)對(duì)組織產(chǎn)生危害。
(4)過濾裝置通常對(duì)臨床使用的近紅外分光光度計(jì)(NIRS)進(jìn)行最優(yōu)化，以進(jìn)行腦組織氧化監(jiān)測，并且NIRS輸出照明具有足夠的功率，從而使得光子可通過完整的人類皮膚、腦骨以及大腦皮層的厚度，并且使得折射的近紅外(NIR)光的光子能夠重新出現(xiàn)在皮膚表面以進(jìn)行檢測。在光子以不可預(yù)知的入射角與可折射表面相撞時(shí)，會(huì)偶然發(fā)生NIR光的折射。因此，重新出現(xiàn)在皮膚表面的光子具有環(huán)繞初始的組織進(jìn)入點(diǎn)的很大的漫射區(qū)域。少數(shù)重新出現(xiàn)的光子將到達(dá)接近初始進(jìn)入點(diǎn)的位置，而少數(shù)光子將到達(dá)距離初始點(diǎn)極遠(yuǎn)的位置；然而，大多數(shù)光子將到達(dá)這些極限值之間的最佳強(qiáng)度中間區(qū)域。NIRS光子檢測器需要設(shè)置在具有最佳強(qiáng)度的重新出現(xiàn)光子的區(qū)域之內(nèi)。通過改變光纖束發(fā)射終端(NIRS發(fā)射器)與光電二極管檢測器陣列終端(NIRS檢測器)之間的機(jī)械間隔，或者通過減弱發(fā)射光以固定兩個(gè)終端的間隔可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在NIRS校準(zhǔn)相位中，對(duì)輸出和輸入照明的信號(hào)比進(jìn)行估計(jì)，從而確定所述檢測器的位置是否為最佳。
如果有大的表面面積可用于腦NIRS檢測的，則固定或可變的終端間隔都可用于并適用于臨床需求。然而，在監(jiān)測膀胱尺寸與照明功率的比率時(shí)，通常會(huì)在膀胱周邊外側(cè)產(chǎn)生最佳的重新出現(xiàn)區(qū)域，因此必須減弱照明功率從而產(chǎn)生較窄的NIRS終端間隔。用于衰減的常用裝置是使NIRS發(fā)射在進(jìn)入組織之前通過光學(xué)中等密度濾光片。所需的衰減程度可根據(jù)體重、皮膚色素沉著、皮膚厚度、膀胱尺寸以及逼尿肌厚度而隨著患者不同。為了提供所述可變性，需要多種中等密度濾光片，因?yàn)镹IRS激光器照明功率本身是難以調(diào)整的(除非替換整個(gè)激光器系列)。
通常是通過將多個(gè)濾光器穿入NIRS光纖束的裝置內(nèi)來實(shí)現(xiàn)光學(xué)衰減。但這是一項(xiàng)繁重的工作，因?yàn)槠湫枰磸?fù)的排除過程以達(dá)到正確的濾光密度。為了避免由穿入、取出、再穿入不確定的濾光器的結(jié)合所導(dǎo)致的拖延，本發(fā)明引入一組容納在濾光器腔室中的滑動(dòng)濾光板，所述濾光器腔室附接至從NIRS激光器或者NIRS激光器序列通向NIRS發(fā)射器光纖電纜。
濾光器腔室可以具有四個(gè)濾光板，其中各個(gè)濾光板由不透明承載盤組成。所述承載盤可具有兩個(gè)周邊槽口，在與裝有彈簧的、尖端為圓形的對(duì)中桿的凸起接合時(shí)，所述槽口可作為定位阻擋。承載盤還可具有光學(xué)中等密度濾光片以及通光孔?？梢栽诔休d盤的最靠近孔的圓形端連接接合推動(dòng)桿或者致動(dòng)器。使桿返回的所加載的彈簧可以與承載盤的最靠近濾光器的圓形端相連接。在使用中，可以抵靠使桿返回的彈簧拉力推動(dòng)接合桿，通過對(duì)中桿滑入對(duì)準(zhǔn)槽口的觸覺和聲音來確定選擇濾光器還是通光孔。在所述腔室中，濾光器承載盤可與導(dǎo)光溝道對(duì)準(zhǔn)。所述溝道可使得在由必需的承載盤間隔所導(dǎo)致的范圍內(nèi)的光子泄漏最小化，所述的承載盤間隔為足以使得使用者可通過一個(gè)手指啟動(dòng)單個(gè)承載盤。所述腔室可在腔室的一端與激光器照明界面直接連接；并在腔室的另一端與光纖束(NIRS發(fā)射器)螺紋連接。
每個(gè)濾光板可包括階梯濾光片和通光孔。舉例來說，在4個(gè)濾光板中的階梯濾光片可帶來等于未濾光輸出照明總量6％的增量。第一濾光板具有6％的濾光器。第二濾光板具有12％的濾光器。第三濾光板具有18％的濾光器。第四濾光板具有24％的濾光器。通過選擇濾光器和通光孔的組合，可以實(shí)現(xiàn)范圍在輸出照明總量0％到72％的12步漸進(jìn)的衰減。可選地，所述4濾光板系統(tǒng)可以由5％的階梯濾光片組成以實(shí)現(xiàn)從0％到60％的12步衰減，以及由4％的階梯濾光片組成以實(shí)現(xiàn)范圍為0％到48％的衰減?？蛇x地，3濾光板的系統(tǒng)將允許8級(jí)的衰減，衰減范圍為從0％至以下范圍的任意一個(gè)，即6％階梯濾光片中的48％、7％階梯濾光片中的56％、8％階梯濾光片中的64％、或者9％階梯濾光片中的72％。
通過將承載盤接合器和返回推桿替換為通過階梯濾光片的所有可能組合與軟件算法循環(huán)結(jié)合的微型的螺紋蝸桿傳動(dòng)電機(jī)、以及通過暫停(其基于對(duì)可接受的衰減水平的選擇)也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)衰減?？蛇x地，所述衰減裝置可以隨意地放置在可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上以選擇所需的濾光器設(shè)定。
作為衰減的一種選擇，可以將多個(gè)激光器合并入適于動(dòng)物的物理參數(shù)范圍的單個(gè)裝置。
附圖的簡要描述參照?qǐng)D1A，其中示出了由10表示的根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案的裝置。圖1A示出了將放置到患者皮膚上的朝向皮膚與設(shè)備接口表面界面的光屏蔽設(shè)備的視圖。不透明的體屏蔽部分由12表示，所述不透明的體屏蔽部分12限定有三個(gè)孔，發(fā)射器孔14、檢測器孔16以及超聲探測器孔18。這些孔使得可以可以接觸到在待施加光屏蔽設(shè)備的主體皮膚上限定區(qū)域。圖1B是朝向與圖1A中所示的皮膚接口表面相反的表面的實(shí)施方案的視圖。該光屏蔽設(shè)備仍由10表示，不透明的屏蔽體由12表示，發(fā)射器孔由14表示，發(fā)射器固定器由24表示。檢測器孔由16表示，檢測器固定器由26表示。與圖1A不同的是，圖1B示出了設(shè)置在超聲波探測器孔18(未示出)內(nèi)的超聲波探測器閉合20。圖1B還示出了由22表示的接口電纜溝道。
參照?qǐng)D1C，其為沿著圖1B中的剖面線c獲得的穿過圖1B設(shè)備的側(cè)面剖視圖。在剖視圖中，不透明的屏蔽體由12表示，而由不透明的屏蔽體限定出的發(fā)射器孔由14表示，發(fā)射器固定器由24表示。類似地，而由不透明的屏蔽體限定出的檢測器孔由16表示，檢測器固定器由26表示。該剖視圖中還示出了超聲波探測器閉合20，其安裝在由不透明體12限定出的超聲波探測器孔內(nèi)。
操作超聲波探測器(未示出)可由不透明屏蔽體12限定出的超聲波探測器孔18插入，并且用于將光屏蔽設(shè)備放置在患者的膀胱上。一旦放置完成后，可將超聲波探測器從光屏蔽設(shè)備上移開，并且將光屏蔽固定在合適的位置。一旦被置于適當(dāng)?shù)奈恢茫暡ㄌ綔y器閉合20即可被插入到超聲波探測器孔18內(nèi)，以減小環(huán)境光對(duì)NIRS測量的干擾。然而，超聲波探測器閉合20可被定期移動(dòng)從而進(jìn)行超聲波探測。例如，在NIRS監(jiān)測過程中確定膀胱的體積。發(fā)射器(未示出)可被插入由不透明的屏蔽體12限定出的發(fā)射器孔14，并且可由發(fā)射器固定器24固定，從而將發(fā)射器保持在相對(duì)于光屏蔽設(shè)備合適的位置。類似地，檢測器(未示出)可被設(shè)置在由不透明的屏蔽體12限定出的檢測器孔16內(nèi)，并且由檢測器固定器26固定在合適的位置。一旦發(fā)射器和檢測器被設(shè)置在光屏蔽設(shè)備內(nèi)，發(fā)射器將開始朝著膀胱發(fā)射NIRS光，隨后檢測器進(jìn)行檢測。
參照?qǐng)D2A，其中示出了由100表示的根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的設(shè)備。圖2A示出了濾池102和選擇裝置104、106、108和110的側(cè)視圖。還示出了進(jìn)入濾池102的入射光導(dǎo)引裝置112和輸出光導(dǎo)引裝置114。
圖2B中示出了圖2A過濾設(shè)備的頂視圖。其中仍然標(biāo)出了濾池102和入射光導(dǎo)引裝置112。參照?qǐng)D2C，其中示出了沿著圖2B中的線c獲取的所述過濾設(shè)備的剖視圖。入射光導(dǎo)引裝置112和輸出光導(dǎo)引裝置114位于濾池102相對(duì)的兩端。光導(dǎo)引裝置被示出為穿過濾池并且與濾光器致動(dòng)桿128、130、132和134分別相交，各個(gè)致動(dòng)桿分別從選擇裝置104、106、108和110偏移。各個(gè)致動(dòng)桿具有過濾和非過濾位置，120、122、124位置上有過濾器而126為非過濾位置。
操作從112到位置114的進(jìn)入光導(dǎo)引裝置的光穿過由100表示的過濾裝置，特別是穿過濾池102?？赏ㄟ^相應(yīng)的選擇裝置(104、106、108和110)對(duì)致動(dòng)桿(128、130、132和134)進(jìn)行致動(dòng)，從而通過一個(gè)或多個(gè)濾光器(120、122、124和126)在穿過光導(dǎo)引裝置的光從位置112到達(dá)位置114的傳輸路徑中可選擇地定位濾光器?？蛇x地，一個(gè)或多個(gè)所述濾光器可通過所述相同的選擇裝置脫開，從而將所述濾光器從所述光傳輸路徑上移除。
膀胱和排尿功能紊亂本發(fā)明的監(jiān)測膀胱功能(膀胱尿動(dòng)力監(jiān)測)的方法可特別用于涉及膀胱和排尿功能紊亂的病癥診斷中。涉及膀胱和排尿功能紊亂病癥的原因各異，而目前尿動(dòng)力測定的局限也會(huì)使得診斷相互混淆。膀胱和排尿功能紊亂可能是膀胱本身的一種或多種結(jié)構(gòu)或生理上異常的結(jié)果，或者是尿路(上泌尿道和下泌尿道)其他功能紊亂的指征。
患有下泌尿道功能紊亂(LUTD)的患者可能患有膀胱、膀胱頸、前列腺和尿道以及供應(yīng)該區(qū)域的任意血管和神經(jīng)的功能紊亂。此外，患有LUTD的患者可能會(huì)具有如ABRAMS P等人所定義的(Neurourology andUrodynamics(2002)21167-168)下泌尿道癥狀(LUTS)，在此將其全文引用作為參考?；加猩厦谀虻拦δ芪蓙y的患者可能在腎臟和輸尿管以及供應(yīng)該區(qū)域的任意血管和神經(jīng)的功能紊亂。上泌尿道功能紊亂還可以包括從腎臟到膀胱的尿液的生理性運(yùn)輸。患有上泌尿道功能紊亂的患者可能會(huì)具有與該區(qū)域相關(guān)的癥狀。在測定患者體內(nèi)導(dǎo)致上泌尿道和下泌尿道功能紊亂的原因中，患者的膀胱監(jiān)測至關(guān)重要。
可適用本發(fā)明所述NIRS監(jiān)測方法進(jìn)行診斷或輔助診斷的排尿功能紊亂的類型可以是任意下泌尿道功能紊亂或上泌尿道功能紊亂，或者是選自下列的國際自制協(xié)會(huì)接受的定義失禁降低的控制尿流的能力-非自愿尿流出。
因懷孕的失禁懷孕后的膀胱控制問題。
兒童的失禁在兒童中降低的控制尿流的能力或無法控制尿流的能力。
痙攣性膀胱或反射性膀胱具有尿急或未抑制逼尿肌收縮的失禁-不能承受正常尿量的膀胱，或由不能適當(dāng)排空的膀胱，因此其中總是保留了一些尿液。另一種這樣的情況是激惹的或不穩(wěn)定的膀胱，其可以告知大腦當(dāng)僅僅是部分充滿時(shí)就需要排空膀胱。
缺乏張力的膀胱或肌肉松弛的膀胱這樣的狀態(tài)發(fā)生在膀胱“惰性”且不能排空的時(shí)候。膀胱充盈的信息不再被感知，且膀胱過于充滿，這導(dǎo)致了膀胱肌肉的伸展和衰弱。這可以導(dǎo)致過充盈和過流量失禁，其具有一定的頻率，尿急以及泄露或排尿遲疑。當(dāng)尿液過量或返回(回流)至腎臟時(shí)，會(huì)存在應(yīng)該考慮的感染風(fēng)險(xiǎn)，這可以導(dǎo)致長期的損傷。
協(xié)同失調(diào)的膀胱(括約肌協(xié)同失調(diào))也稱為“矛盾的膀胱”，由于膀胱和括約肌不再相互協(xié)調(diào)行使功能，它們的作用是不協(xié)調(diào)的。膀胱可收縮至排空，但括約肌也收縮來保存尿液，或者膀胱和括約肌都松弛。癥狀包括尿急和之后的排尿遲疑、泄露或失禁?；加袇f(xié)同失調(diào)的一個(gè)重要問題就是如果膀胱收縮而括約肌卻沒有打開允許膀胱排空，那么會(huì)有尿液回流至腎臟中。
括約肌機(jī)能不全皮質(zhì)脊髓束中斷會(huì)干擾尿流的主動(dòng)中斷(使用外部括約肌)。交感神經(jīng)性去神經(jīng)會(huì)干擾中部括約肌。不完全的膀胱排空。
膀胱括約肌協(xié)同失調(diào)通常因?yàn)榉亲栽副颇蚣∈湛s導(dǎo)致失禁。有時(shí)外部括約肌與膀胱同時(shí)收縮，看起來就像膀胱出口阻塞。(較小的排尿量，較高的排尿后殘留量)。
逼尿肌的(神經(jīng)性)無反射/低反射逼尿肌無反射是不能產(chǎn)生收縮的膀胱。逼尿肌反射亢進(jìn)定義為通常在較低量時(shí)候出現(xiàn)的非自愿逼尿肌收縮。這可以產(chǎn)生尿急或欲望性尿失禁的癥狀。
尿潴留膀胱排空問題。急性尿潴留是突然性的不能排尿，會(huì)引起疼痛和不適。其原因可包括泌尿系統(tǒng)的阻塞，壓迫或神經(jīng)問題。慢性尿潴留是指持續(xù)存在的不完全排空之后的尿液殘留。慢性尿潴留的常見原因是膀胱肌功能不全，神經(jīng)損傷或尿路阻塞。
膀胱刺瘤在膀胱上的良性腫瘤。
膀胱突出癥其發(fā)生于當(dāng)婦女膀胱和陰道之間的壁變薄并使得膀胱墜入陰道時(shí)。這樣的情況可導(dǎo)致不適和膀胱排空的問題。在一些婦女中，下墜的膀胱伸長了進(jìn)入尿道的開口，導(dǎo)致當(dāng)婦女在咳嗽、打噴嚏、笑或者進(jìn)行任意可向所述膀胱施壓的活動(dòng)的時(shí)候引起尿液滲漏。因此，膀胱從其正常位置的下墜會(huì)引起兩種問題-不希望的尿液滲漏和膀胱的不完全排空。
膀胱炎膀胱感染或炎癥。
間質(zhì)性膀胱炎是一種慢性膀胱病癥，也稱為疼痛性膀胱綜合征和頻發(fā)性尿急-排尿困難綜合征。在這種病癥中，膀胱壁變得昂奮和激惹。所述炎癥可以導(dǎo)致膀胱的疤痕和硬化，降低膀胱容量，微小出血和在極少數(shù)情況下膀胱內(nèi)面的潰瘍。
自身免疫間質(zhì)性膀胱炎自身免疫膀胱炎癥。
神經(jīng)原性膀胱控制膀胱和排尿的神經(jīng)有問題。所述神經(jīng)從大腦到膀胱肌肉傳遞信息告知其收縮或松弛。在神經(jīng)原性膀胱中，估計(jì)傳遞這些信息的神經(jīng)不能正常工作。
激惹/疼痛的膀胱激惹膀胱的癥狀基本上和間質(zhì)性膀胱炎的癥狀相同。膀胱鏡檢查和活組織檢查結(jié)果說明了沒有間質(zhì)性膀胱炎膀胱的特征性小球(點(diǎn)出血)的非特異性炎癥。
膀胱癌膀胱的癌癥。
尿結(jié)石尿路或膀胱中的石頭。
膀胱頸阻塞是導(dǎo)致泌尿紊亂的原因，其是由排尿時(shí)膀胱頸(出口)的狹窄或阻塞造成的。
尿床兒童或成人的夜間排尿(尿失禁的一種形式，在睡眠時(shí)排出)。
膀胱輸尿管回流尿液通常是沿一個(gè)方向流動(dòng)-從腎臟下行，通過稱為輸尿管的管道到達(dá)膀胱。膀胱輸尿管回流是尿液從膀胱返回輸尿管的異常尿流。
尿道感染通常是細(xì)菌的泌尿系統(tǒng)感染。
尿道感染(兒童)兒童中的泌尿系統(tǒng)感染。
用于下述實(shí)施例中的一般方法以下說明的NIRS監(jiān)測是使用NIRO-300TM，在激光功率為1mW，脈沖持續(xù)時(shí)間為100納秒，脈沖頻率為2kHz，從中部到中部的檢測器/發(fā)射期間隔為50mm時(shí)得到的。
NIRS/尿流示蹤NIRS示蹤涉及在排尿之前，過程中和完成之后個(gè)體的生理變化(即逼尿肌收縮)。NIRS示蹤中的變化與膀胱的逼尿肌和相關(guān)管路和神經(jīng)的預(yù)期生理改變是一致的。而且，從患有膀胱功能障礙的個(gè)體獲得的示蹤在具有正常膀胱功能的個(gè)體和具有不同功能障礙的個(gè)體之間明顯不同。例如，患有神經(jīng)性膀胱(即圖4B)的個(gè)體與患有前列腺肥大導(dǎo)致阻塞(即圖3A)的個(gè)體的示蹤截然不同。常規(guī)的尿動(dòng)力學(xué)分析是基于個(gè)體排出的壓力流和重量(尿流)。常規(guī)的方法不能直接測量膀胱功能，且經(jīng)常受限于所提供的信息。例如，眾所周知尿流示蹤是由所述液流直接到達(dá)紀(jì)錄表面的排出尿液重量的紀(jì)錄延遲所限制的。
梗阻的膀胱當(dāng)最大流速和平均流速都低于正常范圍時(shí)，這可能是因?yàn)橹T如前列腺肥大的梗阻或因?yàn)榘螂准∽陨淼妮^弱收縮導(dǎo)致的。在不使用導(dǎo)管來證明壓力流曲線(pdet)的情況下，就不可能對(duì)弱流的原因做出評(píng)價(jià)。在標(biāo)準(zhǔn)尿流曲線中，直到患者開始排尿才能獲得信息，且所述pdet值的測定是侵入性的。當(dāng)給出尿流速率(ml/秒)，也稱為“尿流”的標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤與本發(fā)明所述的對(duì)患者進(jìn)行的具有延長和完全間斷尿流曲線的NIRS示蹤相接近時(shí)，無需采取侵入性方法就可以獲得有用的信息。
NIRS示蹤在尿液出現(xiàn)(排出)前就提供了數(shù)據(jù)，還提供了所述NIRS數(shù)據(jù)在所述標(biāo)準(zhǔn)尿流曲線中并不明顯時(shí)發(fā)生的改變。在排尿前15秒左右的階段，Cyt進(jìn)一步氧化，說明由于胞內(nèi)氧氣需要的可用電子比例大于確保重新供給的底物所提供的電子，導(dǎo)致了膀胱壁細(xì)胞需要的能量增加。在這種以分子水平增加質(zhì)子泵入來提高能量產(chǎn)生的階段下，出現(xiàn)了相對(duì)氧氣成比例，底物比例缺乏的情況，其通?？杀豢醋鰿yt的拋物線，說明凈氧化還原狀態(tài)改變的減速速率。與此同時(shí)，HbO2，Hb和HbSum也有所降低，說明由于逼尿肌收縮引起排尿帶來的少量血液排出而導(dǎo)致的血液體積減少。在這一階段，血液的減少通常都降低了供Cyt使用的氧氣量，從而限制并隨后逆轉(zhuǎn)了凈氧化還原狀態(tài)中的變化。
當(dāng)排尿開始時(shí)，通常HbO2，Hb和HbSum都有顯著的升高，說明內(nèi)部壓力的降低允許血管充盈，從而導(dǎo)致血液量的上升。所升高的血液量旨在提供足量的游離氧氣來阻止Cyt變化并帶來了在底物電子供給和氧氣與質(zhì)子結(jié)合(H2O)的平衡。逐漸地，在NIRS血紅蛋白參數(shù)中的速率變化減緩說明了較小直徑血管充盈級(jí)聯(lián)反應(yīng)的幾乎沒有進(jìn)展。這可能是因?yàn)楸颇蚣埩Φ脑黾?，其在?zhǔn)備另外的逼尿肌收縮過程中關(guān)閉了輸尿管括約肌(由此停止了尿流)。
當(dāng)因?yàn)殚g斷的尿流而導(dǎo)致所述尿流暫時(shí)停止時(shí)而在標(biāo)準(zhǔn)尿流中沒有測量值時(shí)，在物理上能見到更多的尿之前，當(dāng)肌肉收縮時(shí)，HbO2，Hb和HbSum參數(shù)都會(huì)降低。因此，Cyt臨時(shí)變成更高的氧化狀態(tài)，其能最終分解。
所述患者還有尿流，且當(dāng)此時(shí)膀胱中的尿量降低時(shí)，因松弛的組織在膀胱壁內(nèi)延伸導(dǎo)致血管充盈，NIRS血紅蛋白參數(shù)再次出現(xiàn)了升高。在同一階段，Cyt的氧化還原狀態(tài)由于大部分Cyt分子保留了電子而逐漸變得更加還原，盡管有大量充足的氧氣可用來傳遞，由此說明比所述收縮階段的能量需求(ATP合成)更低。
由于患者的膀胱繼續(xù)排空，在所述膀胱壁中的血液量繼續(xù)增加，此時(shí)盡管從所述尿流數(shù)據(jù)不能得到更多的信息，但所述NIRS數(shù)據(jù)繼續(xù)表明膀胱壁內(nèi)的生理測量值。當(dāng)膀胱完成收縮且處于更松弛的狀態(tài)時(shí)，由于逐漸地小血管繼續(xù)松弛并變得充盈，膀胱肌肉壁中的血液能會(huì)持續(xù)增加。這種級(jí)聯(lián)反映出了大血管和小血管的貢獻(xiàn)差異，因?yàn)椴煌难苤睆骄哂胁煌睦s肌順應(yīng)性，因此不能同時(shí)打開至足以同時(shí)儲(chǔ)存血流。就如同以上所述地，Cyt水平繼續(xù)說明較低的能量需求。
所觀察到的NIRS模式變化是生理性合理的，并說明了典型的膀胱組織順應(yīng)性。而常規(guī)的尿流分析只能確認(rèn)延長的，間斷的尿流。
正常的膀胱正常的尿動(dòng)力示蹤說明在沒有殘留體積情況下的150-1000cc排尿量的正常尿流。NIRS說明，當(dāng)要進(jìn)行排尿時(shí)，血液量會(huì)隨逼尿肌的松弛而增加。一旦峰流量產(chǎn)生，就會(huì)有輕微的逼尿肌收縮來保持所述峰流量，之后會(huì)有延長的逐漸增加的逼尿肌收縮直到排尿完成。后者的收縮與以相同幅度用來維持峰流量的收縮相比要更輕柔一些，但卻需要雙倍的持續(xù)時(shí)間來達(dá)到所改變的幅度。
實(shí)施例NIRS/尿流/壓力示蹤圖3A-尿流患者21號(hào)(逼尿肌過分活動(dòng)以及低于正常范圍的排泄壓的例子)82歲老年男性患者，有心絞痛和II型糖尿病史，并患有尿頻、三級(jí)(x3)夜尿癥以及前列腺肥大(BPH)。該患者未接受過針對(duì)與膀胱治療的醫(yī)療處理。
在圖的底部所示為標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤，并由所述“尿流”示蹤代表?；颊甙螂走_(dá)到充滿。該患者具有延長的和完全間斷的尿流曲線。最大流速和平均流速都低于正常范圍。這可能是因?yàn)橹T如前列腺肥大的梗阻或因?yàn)榘螂准∽陨淼妮^弱收縮導(dǎo)致的。在不使用導(dǎo)管來證明壓力流曲線的情況下，就不可能對(duì)弱流做出評(píng)價(jià)。然而，利用NIRS示蹤，可以獲得測定所述弱流原因的非侵入式裝置。所述總排尿量是121cc。通過導(dǎo)管測得的殘留尿液的體積是65cc。直到所述患者開始排尿的所述標(biāo)準(zhǔn)尿流曲線的B點(diǎn)之前，不能獲得信息。
所述NIRS示蹤還對(duì)相同患者尿液出現(xiàn)(B點(diǎn))前15秒進(jìn)行了說明，在所述標(biāo)準(zhǔn)尿流曲線中所述NIRS數(shù)據(jù)不明顯(從A到B)的地方，有變化發(fā)生。在這15秒的階段，Cyt被進(jìn)一步氧化，說明膀胱壁細(xì)胞需要的能量增加，該增加是由于胞內(nèi)氧氣需要的可用電子比例大于確保重新供給的底物所提供的電子。在這種以分子水平增加質(zhì)子泵入來升高能量產(chǎn)生的階段下，出現(xiàn)了底物比例相對(duì)氧氣比例缺乏的情況，其通常可被看作Cyt的拋物線，說明在凈氧化還原狀態(tài)改變的減速速率。與此同時(shí)，HbO2，Hb和HbSum也有所降低，說明由于逼尿肌收縮引起排尿帶來的少量血液排出而導(dǎo)致的血液體積減少。在這一階段，血液的減少通常都降低了供Cyt使用的氧氣的量，從而限制并隨后逆轉(zhuǎn)了凈氧化還原狀態(tài)中的變化，其從B點(diǎn)之后立即發(fā)生的變化可見。
當(dāng)在B點(diǎn)開始排尿時(shí)，通常Hb、HbO2和HbSum都有顯著得升高，說明內(nèi)部壓力的降低允許血管充盈，從而導(dǎo)致血液量的增加(B點(diǎn)到C點(diǎn))。所升高的血液量旨在提供足量的游離氧氣來阻止Cyt變化(明顯的在B點(diǎn)之后立即發(fā)生)并帶來了在底物電子供給和氧氣與質(zhì)子結(jié)合(H2O)的平衡。在B點(diǎn)和C點(diǎn)的中間，NIRS血紅蛋白參數(shù)中速率變化的減緩說明了較低直徑血管充盈級(jí)聯(lián)的幾乎沒有進(jìn)展。這可能是因?yàn)楸颇蚣埩Φ脑黾?，其在?zhǔn)備另外的逼尿肌收縮過程中關(guān)閉了尿道括約肌(由此阻斷了尿流)。
在C點(diǎn)和D點(diǎn)之間，因?yàn)槟蛄鲿簳r(shí)停止，所以在標(biāo)準(zhǔn)尿流中沒有測量值。然而，類似于上面描述的從A點(diǎn)到B點(diǎn)的情況，在D點(diǎn)物理性的觀察到尿液之前，當(dāng)肌肉收縮時(shí)，在C點(diǎn)到D點(diǎn)，HbO2，Hb和HbSum參數(shù)都會(huì)降低。與此同時(shí)，Cyt臨時(shí)變成更高的氧化狀態(tài)，其會(huì)與上述的B點(diǎn)上相同的方式分解。
所述患者在D點(diǎn)和E點(diǎn)之間還有尿流，且當(dāng)此時(shí)膀胱中的尿量降低時(shí)，在松弛的組織在膀胱壁內(nèi)延伸之后的血管充盈中，NIRS血紅蛋白參數(shù)中再次出現(xiàn)了升高。在同一階段，Cyt的氧化還原狀態(tài)由于更多的Cyt分子保留了電子而逐漸變得更加還原，盡管有更多充足的氧氣可用來傳遞，由此說明比所述收縮階段(C點(diǎn)到D點(diǎn))的能量要求(ATP合成)更低。
由于患者的膀胱在E點(diǎn)至F點(diǎn)之間繼續(xù)排空，當(dāng)所述NIRS數(shù)據(jù)繼續(xù)表明膀胱壁內(nèi)的生理測量值時(shí)，在所述膀胱壁中的血液量持續(xù)增加，盡管從所述尿流數(shù)據(jù)不能得到更多的信息。我們假設(shè)在這一時(shí)期，當(dāng)膀胱完成收縮且處于更放松的狀態(tài)時(shí)，由于逐漸地小血管連續(xù)松弛并變得充盈，膀胱肌肉壁中的血液能會(huì)持續(xù)增加。這種級(jí)聯(lián)反映出了大血管和小血管的貢獻(xiàn)差異，因?yàn)椴煌难苤睆骄哂胁煌睦s肌順應(yīng)性，因此不能同時(shí)打開至足以同時(shí)儲(chǔ)存血流。就如同以上所述階段(D點(diǎn)到E點(diǎn))，Cyt水平繼續(xù)說明較低的能量需求。
在該患者所觀察到的NIRS模式變化是生理性合理的，并說明了典型的膀胱組織順應(yīng)性。NIRS說明肌肉收縮能量需求是正常的約10％，并且需要正常持續(xù)時(shí)間的兩倍來啟動(dòng)排尿。NIRS還說明在排尿過程中肌肉收縮/放松不能維持，由此導(dǎo)致了間斷的尿流。而常規(guī)的尿流分析只能確認(rèn)延長的，間斷的尿流。
圖3B-尿流患者25號(hào)(正常尿流、逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁和正常壓流的例子)62歲老年女性患者，患有尿急頻繁和尿急失禁史。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明所述患者具有延長的尿流曲線。總排尿量為360cc。然后用導(dǎo)管從所述患者體內(nèi)移出殘留的55cc尿液。
NIRS說明從A點(diǎn)到B點(diǎn)，當(dāng)肌肉收縮且血液被壓出膀胱壁時(shí)，HbO2，Hb和HbSum也有所降低。Cyt進(jìn)一步被氧化，說明肌肉使用了更多的氧氣來滿足啟動(dòng)尿流的收縮的能量需求。在C點(diǎn)，開始排尿，伴隨著成比例的血液量(HbO2，Hb和HbSum)的逐漸增加以及Cyt的逐漸還原，說明了膀胱壁的松弛。在D點(diǎn)和E點(diǎn)之間，血液量明顯增加，似乎是反映了膀胱隨著血流返回的整體的松弛。在D點(diǎn)和E點(diǎn)之間，Cyt也被進(jìn)一步還原，這支持了膀胱肌松弛的預(yù)測。在E點(diǎn)和F點(diǎn)之間，NIRS繼續(xù)收集膀胱狀態(tài)的數(shù)據(jù)，盡管標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力不能獲得任何其他的信息。在所述患者身上觀察到的NIRS模式的變化具有生理合理性，并且說明了典型的膀胱組織順應(yīng)性。在峰流階段中，逼尿肌張力一直保持不變，然后在排尿完成的過程中逐漸降低，并且在排尿完成后快速松弛。
圖4A-尿流患者26號(hào)(正常尿流和逼尿肌過分活動(dòng)的例子)患者為67歲老年女性，患有尿頻、尿急和失禁(非壓迫性失禁)史。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明這是正常的女性尿流。所述患者具有正常形狀的尿流曲線。最大流量為22cc/秒，平均為10cc/秒?？偱拍蛄繛?11cc，殘留量為45cc。
NIRS說明從A點(diǎn)到B點(diǎn)，當(dāng)逼尿肌收縮準(zhǔn)備排尿時(shí)，HbO2，Hb和HbSum有所降低，且Cyt的凈氧化還原狀態(tài)有所增加。在B點(diǎn)，開始排尿，伴隨著膀胱肌的松弛血液量有所上升。在C點(diǎn)和D點(diǎn)之間，開始試圖排空剩余尿液的努力，當(dāng)肌肉收縮時(shí)血液量降低，伴隨著能量需求Cyt也進(jìn)一步被氧化(更加緩慢，但類似于在A點(diǎn)到B點(diǎn)觀察的情況)。在D點(diǎn)，膀胱是排空的，隨即標(biāo)準(zhǔn)尿流數(shù)據(jù)停止。NIRS數(shù)據(jù)繼續(xù)，并且表現(xiàn)出當(dāng)膀胱肌松弛時(shí)的血液量增加。當(dāng)所述能量需求降低時(shí)，Cyt也變得少許更加還原。
在所述患者身上觀察到的NIRS模式的變化具有生理合理性，并且說明了典型的膀胱組織順應(yīng)性。一旦排尿開始了6秒之后，逼尿肌張力就會(huì)升高并持續(xù)到尿流的峰值，然后繼續(xù)逐漸輕微升高直到膀胱排空為止。
圖4B-尿流患者27號(hào)(神經(jīng)原性膀胱的例子)患者為72歲老年男性，患有脊髓損傷史。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明最大流量為7cc/秒，平均流量為4cc/秒?？偱拍蛄繛?4cc，殘留量為100cc。
NIRS說明數(shù)據(jù)收集比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)設(shè)置更加不光滑。膀胱可能正在痙攣。然而，典型的NIRS排空模式仍然比較明顯。在A點(diǎn)到B點(diǎn)之間，患者正在試圖開始排尿，當(dāng)所述肌肉收縮時(shí)，血液量(HbO2，Hb和HbSum)有所降低，并且當(dāng)能量需求升高時(shí)，Cyt進(jìn)一步被氧化。在B點(diǎn)，開始少量排尿。與在該點(diǎn)血液量升高的其他患者不同，因該患者主動(dòng)收縮膀胱肌，血液量持續(xù)降低。在B點(diǎn)和C點(diǎn)之間，有一個(gè)小幅上升的階段，這有可能涉及短時(shí)間的松弛。在C點(diǎn)之前，當(dāng)所述患者指示完成的時(shí)候，因膀胱肌松弛，血液量升高并且Cyt變得更加還原。
在所述患者身上觀察到的NIRS模式的變化是生理性合理的，并且說明了與較好的改變速率對(duì)應(yīng)的良好的組織順應(yīng)性。逼尿肌能量需求是正常的25％并且比正常的發(fā)展慢1.6倍。受到輕微升高的逼尿肌收縮，尿流的起始增強(qiáng)，所述收縮一直持續(xù)到尿流的峰值，然后在尿流停止的放松之前，還有簡短的收縮增加，同時(shí)在某些殘留的尿量排出之前，還有再次的延長的收縮增加，此后逼尿肌放松，不再進(jìn)行排尿。
圖5A-尿流患者28號(hào)(延長(但幾乎正常的)尿流的例子)患者是34歲女性，患有尿頻、間質(zhì)性膀胱炎史，無失禁史。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明這是合理的尿流。最大流量為14cc/秒，平均流量為9cc/秒。排尿量為212cc，殘留量為5cc。
NIRS說明從A點(diǎn)到B點(diǎn)，當(dāng)膀胱肌放松時(shí)，血量(HbSum，Hb，HbO2)急劇升高，并且當(dāng)對(duì)肌肉的能量需求降低時(shí)，Cyt變得更加還原。在B點(diǎn)D點(diǎn)之間，有幾個(gè)波說明了肌肉收縮和松弛的循環(huán)。盡管Hb一直在變化，與其他患者相比其變化幅度是降低的。當(dāng)排尿完成后，血液量繼續(xù)逐漸升高，Cyt先變得更加氧化然后變得更加還原。與其他患者相比，Cyt的變化模式有約10秒的滯后。在整個(gè)過程中，Cyt的變化幅度更大。這可能反映出病理學(xué)的差異。
在所述患者身上觀察到的NIRS模式的變化具有生理合理性，并且說明了典型的膀胱組織順應(yīng)性。一旦出現(xiàn)了尿流峰，逼尿肌收縮就會(huì)恢復(fù)，并且在持續(xù)的排尿過程中保持穩(wěn)定。由于膀胱接近排空，會(huì)出現(xiàn)短暫持續(xù)的進(jìn)一步收縮，然后一旦膀胱排空就會(huì)放松。
圖5B-尿流患者30號(hào)(緩慢開始尿流的例子)患者是30歲女性，患有尿急、尿頻和一些失禁史。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明所述患者具有延長的尿流曲線。最大流量為17cc/秒，平均流量為9cc/秒?？偱拍蛄繛?69cc，殘留量為50cc。
NIRS說明其變化模式基本上與其他人不同。在A點(diǎn)到B點(diǎn)之間，在尿流開始之前，HbO2有少量升高。由于尿流在B點(diǎn)和C點(diǎn)之間有所上升，HbO2的更快速地升高。在整個(gè)過程中，Hb的量基本沒有變化。Cyt的氧化水平也有相應(yīng)的小幅增加，這再次顯示出與沒有尿急的患者的區(qū)別。在C點(diǎn)D點(diǎn)之間，膀胱肌表現(xiàn)出放松，并且伴有Hbsum的升高，以及較低的Hb的升高。在D點(diǎn)，在排尿停止之后，出現(xiàn)了Hbsum的降低，反映了最終的主動(dòng)收縮以試圖排盡殘尿。然而，Cyt變得更加還原。這有可能反映了病理狀態(tài)，其中氧的供應(yīng)與需求并不平衡，這可能是靜脈血管以前損傷的結(jié)果。
在所述患者身上觀察到的NIRS模式的變化是生理性合理的，并且說明了與變化幅度相應(yīng)的典型的膀胱組織順應(yīng)性。NIRS說明了在沒有使用逼尿肌收縮時(shí)的被動(dòng)排尿，盡管在峰尿流之前也有一些收縮；還說明了為了減少殘留尿液的零星滲漏，一旦排尿結(jié)束時(shí)逼尿肌更明顯的收縮。
仰臥充盈膀胱內(nèi)壓測量圖(CMG)圖6A-仰臥患者21號(hào)(因?yàn)楣Ｗ瓒哂械土魉俚牡褪湛s壓的例子)患者為82歲老年男性，患有心絞痛和II型糖尿病史，并患有尿頻、三級(jí)夜尿癥及前列腺肥大(BPH)。沒有接受過針對(duì)于膀胱的醫(yī)學(xué)治療。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤給出了PDet，其反映的是由膀胱肌引起的膀胱壓力，說明在經(jīng)過時(shí)間為22時(shí)，正好在患者指示感覺到膀胱充盈之前，出現(xiàn)了不穩(wěn)定的膀胱收縮(PDet的峰值)，這樣的收縮之后自發(fā)消失。之后的短暫時(shí)間內(nèi)，所述患者感覺到了尿急，膀胱壓力開始增加，患者指示在“說充滿”的那一點(diǎn)上膀胱處于最大容量。
NIRS說明因?yàn)榘螂滓呀?jīng)充滿，所以HbO2有所上升而Hb則有所下降。在不穩(wěn)定的膀胱收縮之后，在所述患者意識(shí)到充滿之前，會(huì)有一段穩(wěn)定的時(shí)候。在這一點(diǎn)上，HbO2會(huì)有小幅劇烈上升。超過這一點(diǎn)，HbO2就會(huì)下降，在患者報(bào)告感覺到尿急之后其下降的速率會(huì)發(fā)生變化。需要注意的是，在所述患者感覺到充滿和尿急的這一點(diǎn)時(shí)會(huì)有一個(gè)短暫的平臺(tái)期。當(dāng)所述患者說明他已經(jīng)充滿時(shí)，HbO2會(huì)保持穩(wěn)定。當(dāng)膀胱壁伸展變薄以容納更大的容量時(shí)，Hb會(huì)有相應(yīng)的降低。
圖6B-仰臥患者22號(hào)(因?yàn)楣Ｗ瓒哂械土魉俚母呤湛s壓的例子)患者為65歲老年男性，患有梗阻和尿急失禁。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明所述患者患有尿急，所述PDet圖譜說明存在逼尿肌過分活性。
NIRS說明因?yàn)榘螂组_始充滿，所以HbO2和Hbsum都有輕微下降。在整個(gè)這一階段中，Hb都保持恒定。在HbO2和Hbsum都保持穩(wěn)定的那一點(diǎn)患者會(huì)意識(shí)到充滿，同時(shí)Cyt進(jìn)一步被還原。所述患者感到尿急并開始非主動(dòng)泄漏(尿急失禁)。由于滲漏導(dǎo)致的膀胱壓力降低，所述患者開始試圖對(duì)抗非主動(dòng)泄漏從而憋住尿液。HbO2和Hbsum返回到基線。在對(duì)泄漏忍住幾秒鐘之后，所述患者通過導(dǎo)管活動(dòng)排尿，這一嘗試降低了膀胱壁中的血液量，同時(shí)Cyt變得更加氧化，說明了能量的消耗。HbO2和Hbsum急劇下降，Hb也下降。當(dāng)所述患者對(duì)抗泄漏忍住尿液時(shí)，逼尿肌壓力(PDet)也降低。當(dāng)PDet達(dá)到平臺(tái)且HbO2和Hbsum返回到基線時(shí)，Cyt也逐漸返回到基線。
圖7A-仰臥患者23號(hào)(逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁、高收縮壓和梗阻的例子)患者為55歲老年男性，患有降低的流速、尿頻、排泄后流涎。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明在正常范圍內(nèi)的充盈時(shí)，逼尿肌壓力有明顯逐級(jí)的增加。在患者指示其處于直到在壓力約90cm H2O時(shí)看到了滲漏的容量時(shí)，逼尿肌壓力快速升高，。
NIRS說明從開充盈到感覺充盈，Hb，HbO2和Hbsum都逐漸下降而Cyt的氧化則逐漸增加。在所述患者指示感覺充滿之后，HbO2和Hbsum迅速下降，并且繼續(xù)快速下降直到所述患者指示已達(dá)到容量為止。有意思的是，在該患者中，在其指示感到尿急的那一點(diǎn)上沒有值得記錄的數(shù)據(jù)。在該患者指示達(dá)到容量稍后，HbO2和Hbsum突然升高而Cyt則繼續(xù)變得更加氧化。在整個(gè)階段中，Hb都在明顯逐漸降低。Hb恰在容量到達(dá)后隨HbO2的升高而開始升高，提示血量的突然升高。在滲漏開始之前，Cyt變得更加還原，說明了肌肉所需能量的降低。當(dāng)PDet以凈氧化降低(HbO2降低而Hb升高)返回到基線時(shí)，Hbsum和Cyt也返回到基線。
圖7B-仰臥患者24號(hào)(非自愿逼尿肌收縮的例子)患者為65歲老年男性，患有非自愿的逼尿肌收縮和溢流性尿失禁。所述患者在173cc時(shí)第一次可能有感覺，但從來沒有達(dá)到尿急或容量的感覺，盡管膀胱中有500cc(最大安全灌注限度)。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明在PDet中看到的膀胱痙攣，是在逼尿肌間歇地收縮和放松時(shí)，HbO2中的NIRS變化反映出來的，所述間歇地收縮和松弛可以將血液壓縮出肌肉并隨后允許血液返回到肌肉。
NIRS總的看來，當(dāng)PDet和膀胱容積隨著充滿而增加時(shí)，膀胱肌肉中的血液量下降，與膀胱壁的變薄一致且隨后導(dǎo)致了血管的變窄。在整個(gè)過程中，Cyt逐漸增加氧化，而Hb保持恒定。我們假設(shè)這說明了可能的電子傳遞級(jí)聯(lián)，因?yàn)槿狈Φ孜?因?yàn)榘螂撞⒉粌?chǔ)存底物)。
圖8A-仰臥患者25號(hào)(正常尿流、逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁和正常壓力流的例子)患者為62歲老年女性，患有尿急頻繁和尿急失禁史。
NIRS說明在整個(gè)充盈過程中，在任何NIRS參數(shù)中都沒有顯著變化。當(dāng)所述患者坐直時(shí)才會(huì)發(fā)生變化，但這可能是假象，因?yàn)楫?dāng)患者改變姿勢時(shí)，膀胱也會(huì)改變形狀和位置。當(dāng)所述患者不得已通過導(dǎo)管滲漏(失禁)時(shí)，HbO2和Hbsum降低而Hb保持不變。Cyt一開始變得更加還原，然后變得穩(wěn)定。當(dāng)排尿要完成時(shí)，膀胱放松，血液量升高。滲漏之后，逼尿肌壓力開始再次升高，伴隨著這樣的升高，血液量再次降低。
圖8B-仰臥患者26號(hào)(正常尿流和逼尿肌過分活動(dòng)的例子)患者為67歲老年女性，患有尿頻、尿急和失禁(不是壓迫性尿失禁)史。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明在充盈過程中逼尿肌壓力是靜止的，除了在第一次壓迫之后逼尿肌壓力有微小增加。
NIRS說明在整個(gè)過程中氧化參數(shù)都是穩(wěn)定的。這是一個(gè)接近正常的患者。然而，當(dāng)逼尿肌的壓力升高時(shí)，血液量會(huì)有小幅降低。在一次收縮(逼尿肌壓力升高)后，血液量會(huì)返回到基線。這種小幅改變可以說明膀胱壁厚度的微小變化，或者與該患者血管有順應(yīng)性。所述患者并未達(dá)到“容量”。
CMG坐位與壓力流圖9A-坐立的患者21號(hào)(不良肌順應(yīng)性的例子)患者為82歲老年男性，患有心絞痛和II型糖尿病史，并患有尿頻、3級(jí)夜尿癥和前列腺肥大(BPH)。沒有接受過針對(duì)于膀胱的醫(yī)學(xué)治療。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明壓力流研究在“開始排尿”點(diǎn)啟動(dòng)。在所述患者中，在返回到接近基線之前，PDet一開始升高至差不多110cmH2O。
NIRS說明當(dāng)膀胱收縮時(shí)，HbO2，Hb和Hbsum突然迅速降低。隨后的HbO2和Hb的升高說明了松弛，然后是伴隨HbO2降低的又一次收縮。然而，Hb開始逐漸升高，說明肌肉開始松弛。在膀胱幾乎排空的時(shí)候可以見到幾次較小的膀胱/收縮循環(huán)。Cyt一開始變得更加還原，然后變得穩(wěn)定，與收縮的起始能量需求相一致。
圖9B-坐立的患者23號(hào)(逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁、高收縮壓和梗阻的例子)患者為55歲老年男性，患有降低的流速、尿頻、排泄后流涎。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明在所述患者感到第一次急迫之后，出現(xiàn)了逼尿肌過分活動(dòng)和顯著的壓力升高。所述患者不能抑制膀胱收縮，于是開始排尿。在這個(gè)時(shí)候，出現(xiàn)了伴隨排尿的一致的膀胱壓力下降。
NIRS說明在整個(gè)研究過程中，HbO2都在逐漸降低，直到PDet返回到近于患者開始感到尿急的水平為止，然后血液量保持不變。當(dāng)充盈停止時(shí)，Cyt開始變得更加還原，在排尿開始時(shí)變得穩(wěn)定。在排尿開始后不久Hb開始升高。
圖10A-坐立的患者24號(hào)(非自愿逼尿肌收縮的例子)患者為65歲老年男性，患有非自愿的逼尿肌收縮和溢流性尿失禁。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明在坐姿的重復(fù)CMG再次證明了較弱的膀胱感覺。
NIRS說明當(dāng)所述患者試圖排尿時(shí)，沒有顯著的逼尿肌收縮，然后所述患者試圖通過腹部收縮進(jìn)行排尿。這在較平坦的Pdet線中有所反映，當(dāng)他試圖迫使尿液排出(“推動(dòng)”)時(shí)，可以通過NIRS注意到腹部收縮的明顯增加。沒有看到實(shí)際的尿流。在所述收縮過程中，在NIRS中有間斷的升高和降低(虛線的方框)，可能反映出了來自腹部收縮的壓力對(duì)逼尿肌中血液量的影響效果。當(dāng)所述患者實(shí)際排尿時(shí)，在逼尿肌中的血液量急劇升高，并且Cyt的氧化水平也有增加，說明了增加的能量需求。當(dāng)迫切進(jìn)行排尿的過程過后，NIRS數(shù)據(jù)返回至基線。
圖10B-坐立的患者25號(hào)(正常尿流、逼尿肌過分活動(dòng)、尿急失禁和正常壓力流的例子)患者為62歲老年女性，患有尿急頻繁和尿急失禁史。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明在所述CMG的充盈階段中，Pdet是相對(duì)靜止的。當(dāng)以20cm H2O進(jìn)行排尿時(shí)，逼尿肌主動(dòng)收縮。所述壓力流曲線處于正常范圍。
NIRS說明在整個(gè)充盈過程中，NIRS數(shù)據(jù)幾乎沒有變化，除了在逼尿肌的小幅收縮之前血液量會(huì)少量增加，然后當(dāng)膀胱充滿且膀胱壁變薄時(shí)，血液量逐漸降低。當(dāng)充盈停止時(shí)，血液量會(huì)小幅增加直到開始主動(dòng)收縮的排尿?yàn)橹?。我們可以看到?dāng)所述收縮松弛時(shí)，血液量會(huì)再次升高，并且在膀胱排空后繼續(xù)增加。
非病理性病例圖11A-尿流1號(hào)志愿者，第一次試驗(yàn)(正常的例子)患者為50歲老年女性，身體健康，無泌尿?qū)W疾病。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明了370cc排尿量的正常尿流，沒有殘留尿液。
NIRS說明，從A點(diǎn)到B點(diǎn)，當(dāng)開始排尿時(shí)，伴隨著逼尿肌的松弛血液量會(huì)增加。一旦峰流產(chǎn)生，在A點(diǎn)和B點(diǎn)的中間會(huì)有輕微的逼尿肌收縮從而將所述峰流維持到B點(diǎn)，之后會(huì)有延長的逐漸增加的逼尿肌收縮，直到在C點(diǎn)完成排尿。后者的收縮比用于維持峰流的收縮要溫柔，所述收縮程度相同，但需要兩倍的持續(xù)時(shí)間來到達(dá)所述改變程度。在排尿完成后一分鐘，可見簡短的松弛脈沖(D點(diǎn))。
圖11B-尿流1號(hào)志愿者，第二次試驗(yàn)(正常的例子)患者為50歲老年女性，身體健康，無泌尿?qū)W疾病。
所述標(biāo)準(zhǔn)尿動(dòng)力示蹤說明了342cc排尿量的正常尿流，沒有殘留尿液。
NIRS說明，從A點(diǎn)到B點(diǎn)，逼尿肌中的血液量增加，說明逼尿肌和括約肌的放松，從而導(dǎo)致了沒有逼尿肌收縮的被動(dòng)排尿。就在B點(diǎn)之前，當(dāng)排尿開始時(shí)，血液量開始降低，說明逼尿肌的部分收縮。在B點(diǎn)之后，收縮變得更加強(qiáng)烈，排尿到達(dá)峰流。這之后有幾次較小的收縮，因此所述患者感覺到排空，然后再次主動(dòng)收縮從而確定排空。隨后的收縮類似于正常的排尿后有節(jié)奏的收縮。
盡管對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施方案進(jìn)行描述和說明，但這些實(shí)施方案也僅作為對(duì)本發(fā)明的說明，而并不應(yīng)該對(duì)所附權(quán)利要求教導(dǎo)的發(fā)明進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.在具有膀胱的動(dòng)物中監(jiān)測膀胱功能的方法，所述方法包括(a)將光發(fā)射器和光檢測器定位在鄰近動(dòng)物膀胱處；(b)用所述光發(fā)射器在所述膀胱發(fā)射光并用所述光檢測器檢測光；以及(c)收集在膀胱活動(dòng)時(shí)檢測光的代表性數(shù)據(jù)，從而提供膀胱功能的指征。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光是近紅外的(NIR)，所述光發(fā)射器是近紅外光譜(NIRS)發(fā)射器，所述檢測器是NIRS檢測器且所述數(shù)據(jù)是NIRS數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述檢測器定位于鄰近所述動(dòng)物膀胱的動(dòng)物皮膚上。
4.如權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述光是相干光。
5.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述定位是由超聲波完成的。
6.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述定位位于所述動(dòng)物恥骨聯(lián)合的10mm頭側(cè)且其中所述動(dòng)物是成年人。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述超聲波定位包括(a)從轉(zhuǎn)換器發(fā)射超聲波能量；及(b)接收所反射的超聲波能量從而測定所述動(dòng)物膀胱的位置。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所發(fā)射的NIR光介于750-790納米。
9.如權(quán)利要求2-8中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所收集的NIRS數(shù)據(jù)是氧和血紅蛋白(HbO2)；脫氧血紅蛋白(Hb)；氧化細(xì)胞色素a，a3；還原細(xì)胞色素a，a3；細(xì)胞色素C氧化酶的氧化減還原形式(Cyt)的一種或多種在所述動(dòng)物中的水平的指征。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述定位包括用光屏障保護(hù)所述NIRS發(fā)射器和所述NIRS檢測器，從而防止環(huán)境光干擾NIRS數(shù)據(jù)的收集。
11.如權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求所述的方法，其中還包括在所述膀胱處發(fā)射光之前弱化所發(fā)射的光，由此所述弱化能適于補(bǔ)償所述動(dòng)物物理參數(shù)的變化。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述弱化是通過過濾所發(fā)射出的光實(shí)現(xiàn)的。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述光的過濾是用可操作地增加過濾所所發(fā)射光，具有可選擇的可變密度濾光器的濾池實(shí)現(xiàn)的。
14.如權(quán)利要求1-13中任一權(quán)利要求所述的方法，還包括獲得所述動(dòng)物膀胱參數(shù)的超聲波測定。
15.如權(quán)利要求1-14中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述光發(fā)射器和所述光檢測器的定位使得所述光發(fā)射器和所述光檢測器的間隔為約15-90mm。
16.光屏蔽設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)不透明的屏蔽體，其具有發(fā)射器孔，檢測器孔和超聲波探測器孔，其中所述發(fā)射器孔，檢測器孔和超聲波探測器孔允許接近動(dòng)物皮膚上的限定區(qū)域，所述光屏蔽設(shè)備應(yīng)用于所述限定區(qū)域(b)發(fā)射器固定器，其可操作地將NIRS發(fā)射器保持在所述發(fā)射器孔之內(nèi)從而使得所述NIRS發(fā)射器的位置接近所述動(dòng)物皮膚上的發(fā)射表面，其中所述發(fā)射器固定器可操作地降低所述發(fā)射表面環(huán)境光的干擾；及(c)檢測器固定器，其可操作地將NIRS檢測器保持在所述檢測器孔之內(nèi)并與所述NIRS發(fā)射器分隔，從而使得所述NIRS檢測器的位置接近所述動(dòng)物皮膚上的檢測區(qū)域，其中所述檢測器固定器可操作地降低所述發(fā)射表面周圍的光干擾。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，還包括具有開關(guān)位置的超聲波探測器閉合，所述超聲波探測器閉合可操作地允許超聲波探測器在開的位置接近所述動(dòng)物皮膚上的超聲波表面，并且在所述關(guān)的位置可操作地降低所述超聲波表面周圍的光干擾。
18.如權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，還包括可操作地將所述光屏蔽保持在遠(yuǎn)離所述動(dòng)物皮膚的附接裝置。
19.如權(quán)利要求16-18任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述附接裝置選自尿布，可調(diào)節(jié)的帶子，可調(diào)節(jié)的皮帶系統(tǒng)，粘性膠水，膠帶，靜電荷，真空抽吸和受力標(biāo)記系統(tǒng)。
20.如權(quán)利要求16-19任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括接口電纜維持裝置。
21.如權(quán)利要求16-20任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述發(fā)射孔與所述檢測器孔間隔從而使得所述NIRS發(fā)射器與所述NIRS檢測器的間隔為約15-90mm。
22.對(duì)由近紅外光發(fā)射器發(fā)射出的NIR光進(jìn)行弱化的過濾設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)濾池，所述濾池包括多個(gè)可變密度濾光器，可操作地增加對(duì)從所述總的未過濾的輸出照明發(fā)射出的NIR光進(jìn)行過濾；及(b)選擇裝置，由此可將一個(gè)或多個(gè)所述多個(gè)可變密度濾光器定位于所發(fā)射出的NIR光的光程上。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述濾池包括一系列具有過濾位置和非過濾位置的可滑動(dòng)的濾光器，且其中所述選擇裝置包括傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置可操作地將一個(gè)或多個(gè)所述多數(shù)的可變密度濾光器選擇性地滑動(dòng)至所述過濾位置或所述非過濾位置。
24.如權(quán)利要求22或23所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)可變密度濾光器的步進(jìn)增量選自所述總的未過濾輸出照明的1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％和10％。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)可變密度濾光器的步進(jìn)增量為所述總未過濾輸出照明的6％。
26.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)可變密度濾光器的步進(jìn)增量為所述總未過濾輸出照明的7％。
27.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)可變密度濾光器的步進(jìn)增量為所述總未過濾輸出照明的5％。
全文摘要
本發(fā)明提供了在具有膀胱的動(dòng)物中監(jiān)測膀胱功能的方法，所述方法包括在鄰近所述動(dòng)物膀胱的所述動(dòng)物皮膚上放置光發(fā)射器和光檢測器，用所述發(fā)射器在所述膀胱發(fā)射光并用所述光檢測器檢測光，以及收集在膀胱具有活性期間代表檢測光的數(shù)據(jù)，從而提供膀胱功能的指征。本發(fā)明還提供了用于近紅外光譜(NIRS)膀胱監(jiān)測的光屏蔽設(shè)備和過濾設(shè)備。
文檔編號(hào)G01N21/31GK1867294SQ200480030274
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者林恩·斯托瑟斯, 羅伊·E·加尼翁, 安德魯·J·麥克納布 申請(qǐng)人:不列顛哥倫比亞大學(xué)