正常人膀胱逼尿肌厚度及剪切波弹性值与膀胱容量的关系

刘敏薇,徐盼,周爱云,张妍,郭素萍,张诚,刘娟

(南昌大学第一附属医院,南昌330006)

膀胱逼尿肌承担膀胱的重要生理功能，逼尿肌的收缩压迫膀胱内尿液从尿道排出[1]。膀胱疾病如糖尿病性膀胱病(DCP)等可引起逼尿肌中组织学成分的改变，引起逼尿肌厚度(DWT)及硬度的改变。尿动力学检查是对膀胱尿道功能障碍进行客观评价的重要手段，但该检查费时、有创且费用相对较高[2]。研究发现，膀胱DWT可评价膀胱功能障碍，超声因其无创、简便、经济等优势被认为是测量DWT的一项重要检查。剪切波弹性成像(SWE)是目前较为先进的弹性成像技术，通过该技术，可获得组织的SWE值，即其软硬程度[3, 4]。膀胱逼尿肌的弹性主要来源于其中结缔组织比例。研究表明，膀胱功能障碍相关的病理改变可引起膀胱逼尿肌中结缔组织比例升高，使得逼尿肌硬度增加，顺应性减小等[5]。因此，对于正常膀胱DWT和弹性模量值的探究有重要意义。本研究旨在通过测量正常健康人不同膀胱容量(BC)时膀胱DWT及SWE值，探讨膀胱DWT及SWE值与BC的关系，建立正常人DWT及其SWE值，为临床研究膀胱逼尿肌功能异常提供前期基础与依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年6～12月于南昌大学第一附属医院超声科行泌尿系统超声检查的177例健康志愿者，年龄16～54(36±5)岁,均排除泌尿系统感染、泌尿系统手术史、骨盆骨折病史、神经功能异常及糖尿病病史等。 所有志愿者入选前应用超声诊断仪测定膀胱残余尿 (BRU)<10 mL。

1.2 BC、DWT及其SWE值测定 选用法国SuperSonic Imagine 公司的Aixplorer超声诊断仪，配备SWE功能，SL10-2宽频线阵探头，探头频率为2～10 MHz。所有超声检查均由同一位具有3年以上工作经验且熟练掌握弹性成像操作技术的超声医师完成，所有志愿者排空膀胱后饮水500～1 000 mL，然后每隔约20 min用超声仪自带软件测定BC，并通过BC将志愿者分为以下几个等级：1级<100 mL，2级100～199 mL，3级200～299 mL，4级300～399 mL，5级>400 mL。将超声探头置于耻骨上，调节仪器各参数以清晰显示膀胱壁，后开启ZOOM键放大膀胱壁以清晰显示膀胱壁的三层结构：浆膜层、肌层及黏膜层。选取膀胱壁的3个不同位置，分别测定膀胱壁肌层厚度，最后取平均值。二维超声清晰显示膀胱前壁逼尿肌后启动SWE模式。图像优化选择“Pen”模式。嘱受试者放松、均匀呼吸，探头不加压，声束方向尽量与逼尿肌垂直，对选中段逼尿肌进行纵切面及横切面的的SWE成像，受试者屏气静置4 s使图像稳定后，定帧存图，合格SWE图像的标准：色彩充填完整均匀、呈油画样，无马赛克样彩色斑点[6]。利用超声仪器提供的定量测量工具Q-BOX 选取感兴趣区(ROI) (直径为1.5～2.5 mm，如果直径过大超出DWT范围则选用Q-BOX 自由描记) 测量弹性值，单位选择kPa值。纵切和横切各重复3次测量，分别记录纵切和横切下逼尿肌的平均值。

2 结果

2.1 逼尿肌二维成像及弹性成像结果 因肥胖、呼吸配合差等难以完成二维成像及SWE共21例，最终成功完成逼尿肌的二维成像和SWE 156例，成功率约88.14%。BC 1级38例，其中男15例、女23例，年龄(36.47±14.51)岁；2级34例，男17例、女17例，年龄(37.68±12.11)岁；3级30例，男16例、女14例，年龄(34.33±13.84)岁；4级26例，男12例、女14例，年龄(36.69±10.37)岁；5级28例，男12例、女16例，年龄(35.75±13.11)岁。所测受试者年龄、性别符合正态分布，DWT、SWE值均符合非正态分布，BC各等级者年龄、性别差异无统计学意义(P均>0.05),同级BC者中逼尿肌纵切、横切SWE值比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，不同级别者DWT及逼尿肌横切和纵切的SWE值差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表1。

表1 BC各级别者DWT、逼尿肌纵切、横切弹性值比较[M(P25，P75)]

2.2 相关性分析 DWT与BC呈负相关(R2=0.744，F=166.667,P<0．01)，随着BC增加，DWT下降速度越小，DWT越趋于稳定。横切平均SWE值与BC呈正相关(R2=0.702，F=203.352，P<0．01)，随着BC增加，横切波弹性值的增加速度越大。纵切平均SWE值与BC呈正相关(R2=0.655，F=164.395，P<0．01)，随着BC增加，纵切波弹性值的增加速度越大。

3 讨论

膀胱功能障碍包括排尿功能障碍和储存尿液功能障碍[7],引起膀胱功能障碍常见的病因有前列腺增生、脊髓损伤、糖尿病等。近年来，糖尿病患病率逐年提高，而其常见的并发症是糖尿病性膀胱病。研究发现，糖尿病早期，为了保持膀胱功能正常，膀胱壁会进行重塑，表现为肥大、扩张、收缩力和顺应性增加、膀胱壁构成成分比例改变等[8]。糖尿病进展期，膀胱功能失代偿，膀胱逼尿肌收缩力及顺应性降低，出现残余尿增多、尿频尿急等症状。王东文等[9]通过动物实验证明，糖尿病可引起膀胱逼尿肌兴奋性改变，最终出现逼尿肌收缩力降低。

DWT超声测量是一项无创、简便的检查，能客观定量评价逼尿肌代偿性增厚程度,可用来评价早期的膀胱壁改变情况。Blatt等[10]发现,在同一个体中，膀胱前壁、后壁、侧壁、三角区及顶壁，厚度均相同。当检测膀胱后壁时，测量误差增加，而测得的膀胱前壁厚度与活检相比无统计学差异，故通常将膀胱前壁作为测量DWT的部位。然而，DWT的超声检查在临床并未得到广泛开展，可能原因是逼尿肌的测量结果，在不同研究方法中、不同的BC间、不同的超声探头频率时均有差异，这些数据难以得到统一评价。前期诸多学者通过研究证明，正常逼尿肌的厚度受BC的影响。Khullar等[11]发现，当膀胱容量为0～50 mL时，膀胱DWT趋于稳定。然而，Oelke等[12]发现,当膀胱容量达到250 mL或为其充盈度50%时，DWT才开始出现下降，到达最大膀胱充盈量时保持稳定。朱红军等[13]发现，BC从45～260 mL时，DWT减少明显，而BC>260 mL后，DWT改变平缓。本研究将志愿者通过BC分组，依次分为5个等级。通过曲线回归分析发现，随着BC增大，DWT逐渐减小，此与既往研究结果一致，且当BC越大时，DWT下降速度越小，DWT越趋于稳定。如经直肠及阴道测量DWT时，可使患者膀胱容量控制在50 mL以内，因此时DWT趋于稳定，获取的图像清晰。而采取经腹壁观察时，考虑到膀胱充盈不佳时膀胱壁显示不清晰，可建议患者膀胱保持充盈状态，这样可确保获得的DWT较为稳定。本研究所选取的志愿者中无法获取准确数据约占11.96%，主要原因为超声检查易受到患者体型、腹腔气体干扰等，使得无法获取清晰的二维图像及SWE值。操作中我们发现，通过探头增加腹壁压力时会压迫膀胱前壁使得DWT减小和弹性模量值增加，因此测量时需控制使用探头时的力道，避免影响膀胱前壁DWT和弹性模量值的测量。

SWE是现今影像学研究领域的热点内容,不仅在解剖学图像的基础上可提供关于组织硬度的信息，对于判断病理性质改变亦有重要的参考价值[14]。膀胱逼尿肌的弹性力可确保膀胱功能在各个排尿期间正常行使。膀胱逼尿肌的弹性改变会导致膀胱功能障碍，从而出现残余尿增加、尿频、尿急等下尿路症状。研究[15]发现，膀胱功能障碍患者中逼尿肌的结缔组织构成百分比会上升，结果使得逼尿肌的弹性改变，因此逼尿肌的弹性改变可为评价膀胱功能障碍提供依据。目前关于SWE在膀胱应用的报道少见，Sturm等[16]最先将剪切波弹性成像技术应用于膀胱方向，他们在膀胱充盈度分别为0、25%、50%、75%、100%时测得膀胱前壁及后壁的逼尿肌剪切波速度(SWS)，发现SWS与实验测得的膀胱内压力存在正相关关系，且随着BC的增加，顺应性小的膀胱前壁逼尿肌的SWS始终大于顺应性大的膀胱前壁逼尿肌，证实膀胱内压力或膀胱壁顺应性改变时，逼尿肌的SWS不同，进一步说明SWE在评价膀胱功能障碍方面有重要意义。SWE技术可直观显示逼尿肌在不同压力状态下(即不同膀胱充盈量)的对抗能力(即硬度)，可直接反映逼尿肌在不同排尿周期中功能状态。了解正常膀胱逼尿肌弹性模量及厚度可为下一步研究病理状态下膀胱如糖尿病性膀胱病等的逼尿肌弹性奠定基础。本研究发现，随着BC的增加，膀胱逼尿肌的SWE值逐渐增大，且增加速度越大，说明当正常逼尿肌受到的压力越大时，其对抗压力的能力也越大，因此时其弹性模量值(硬度)显著增加。在5个不同BC等级中纵切和横切逼尿肌时弹性模量值比较差异有统计学意义，且同级BC时纵切逼尿肌弹性模量值大于横切弹性模量值，差异有统计学意义,这可能与逼尿肌的结构组成特点相关。研究[17]发现，人类逼尿肌是由直径较大的平滑肌细胞交织排列的相对紧密的肌肉束，各束之间自由交叉、从一个平面到另一个平面，形成波浪网状走形的结构特点。

综上所述，正常人群中DWT及弹性模量值随BC的改变而变化，随着BC的增加，DWT呈减小趋势，逼尿肌弹性模量值呈增加趋势，BC越大，DWT越稳定，逼尿肌SWE值增加速度越大。通过测量正常健康人不同BC时膀胱DWT及SWE值，建立正常人DWT及其SWE值，可为临床研究膀胱逼尿肌功能异常提供前期基础与依据。本研究的局限：①积累样本时间短、样本量偏小，所获结果有待于扩大样本量加以精确；②逼尿肌测量值易受探头加压的影响，操作不当可致数据偏倚；③逼尿肌为一层很薄的肌肉，SWE模式下选取的感兴趣区可能个别包含了部分膀胱壁黏膜层，引起个别逼尿肌弹性模量值的不准确。