正常人膀胱逼尿肌厚度及剪切波彈性值與膀胱容量的關系

劉敏薇,徐盼,周愛云,張妍,郭素萍,張誠,劉娟

(南昌大學第一附屬醫院,南昌330006)

膀胱逼尿肌承擔膀胱的重要生理功能，逼尿肌的收縮壓迫膀胱內尿液從尿道排出[1]。膀胱疾病如糖尿病性膀胱病(DCP)等可引起逼尿肌中組織學成分的改變，引起逼尿肌厚度(DWT)及硬度的改變。尿動力學檢查是對膀胱尿道功能障礙進行客觀評價的重要手段，但該檢查費時、有創且費用相對較高[2]。研究發現，膀胱DWT可評價膀胱功能障礙，超聲因其無創、簡便、經濟等優勢被認為是測量DWT的一項重要檢查。剪切波彈性成像(SWE)是目前較為先進的彈性成像技術，通過該技術，可獲得組織的SWE值，即其軟硬程度[3, 4]。膀胱逼尿肌的彈性主要來源于其中結締組織比例。研究表明，膀胱功能障礙相關的病理改變可引起膀胱逼尿肌中結締組織比例升高，使得逼尿肌硬度增加，順應性減小等[5]。因此，對于正常膀胱DWT和彈性模量值的探究有重要意義。本研究旨在通過測量正常健康人不同膀胱容量(BC)時膀胱DWT及SWE值，探討膀胱DWT及SWE值與BC的關系，建立正常人DWT及其SWE值，為臨床研究膀胱逼尿肌功能異常提供前期基礎與依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2017年6～12月于南昌大學第一附屬醫院超聲科行泌尿系統超聲檢查的177例健康志愿者，年齡16～54(36±5)歲,均排除泌尿系統感染、泌尿系統手術史、骨盆骨折病史、神經功能異常及糖尿病病史等。 所有志愿者入選前應用超聲診斷儀測定膀胱殘余尿 (BRU)<10 mL。

1.2 BC、DWT及其SWE值測定 選用法國SuperSonic Imagine 公司的Aixplorer超聲診斷儀，配備SWE功能，SL10-2寬頻線陣探頭，探頭頻率為2～10 MHz。所有超聲檢查均由同一位具有3年以上工作經驗且熟練掌握彈性成像操作技術的超聲醫師完成，所有志愿者排空膀胱后飲水500～1 000 mL，然后每隔約20 min用超聲儀自帶軟件測定BC，并通過BC將志愿者分為以下幾個等級：1級<100 mL，2級100～199 mL，3級200～299 mL，4級300～399 mL，5級>400 mL。將超聲探頭置于恥骨上，調節儀器各參數以清晰顯示膀胱壁，后開啟ZOOM鍵放大膀胱壁以清晰顯示膀胱壁的三層結構：漿膜層、肌層及黏膜層。選取膀胱壁的3個不同位置，分別測定膀胱壁肌層厚度，最后取平均值。二維超聲清晰顯示膀胱前壁逼尿肌后啟動SWE模式。圖像優化選擇“Pen”模式。囑受試者放松、均勻呼吸，探頭不加壓，聲束方向盡量與逼尿肌垂直，對選中段逼尿肌進行縱切面及橫切面的的SWE成像，受試者屏氣靜置4 s使圖像穩定后，定幀存圖，合格SWE圖像的標準：色彩充填完整均勻、呈油畫樣，無馬賽克樣彩色斑點[6]。利用超聲儀器提供的定量測量工具Q-BOX 選取感興趣區(ROI) (直徑為1.5～2.5 mm，如果直徑過大超出DWT范圍則選用Q-BOX 自由描記) 測量彈性值，單位選擇kPa值。縱切和橫切各重復3次測量，分別記錄縱切和橫切下逼尿肌的平均值。

2 結果

2.1 逼尿肌二維成像及彈性成像結果 因肥胖、呼吸配合差等難以完成二維成像及SWE共21例，最終成功完成逼尿肌的二維成像和SWE 156例，成功率約88.14%。BC 1級38例，其中男15例、女23例，年齡(36.47±14.51)歲；2級34例，男17例、女17例，年齡(37.68±12.11)歲；3級30例，男16例、女14例，年齡(34.33±13.84)歲；4級26例，男12例、女14例，年齡(36.69±10.37)歲；5級28例，男12例、女16例，年齡(35.75±13.11)歲。所測受試者年齡、性別符合正態分布，DWT、SWE值均符合非正態分布，BC各等級者年齡、性別差異無統計學意義(P均>0.05),同級BC者中逼尿肌縱切、橫切SWE值比較差異均有統計學意義(P均<0.05)，不同級別者DWT及逼尿肌橫切和縱切的SWE值差異均有統計學意義(P均<0.05)，見表1。

表1 BC各級別者DWT、逼尿肌縱切、橫切彈性值比較[M(P25，P75)]

2.2 相關性分析 DWT與BC呈負相關(R2=0.744，F=166.667,P<0．01)，隨著BC增加，DWT下降速度越小，DWT越趨于穩定。橫切平均SWE值與BC呈正相關(R2=0.702，F=203.352，P<0．01)，隨著BC增加，橫切波彈性值的增加速度越大。縱切平均SWE值與BC呈正相關(R2=0.655，F=164.395，P<0．01)，隨著BC增加，縱切波彈性值的增加速度越大。

3 討論

膀胱功能障礙包括排尿功能障礙和儲存尿液功能障礙[7],引起膀胱功能障礙常見的病因有前列腺增生、脊髓損傷、糖尿病等。近年來，糖尿病患病率逐年提高，而其常見的并發癥是糖尿病性膀胱病。研究發現，糖尿病早期，為了保持膀胱功能正常，膀胱壁會進行重塑，表現為肥大、擴張、收縮力和順應性增加、膀胱壁構成成分比例改變等[8]。糖尿病進展期，膀胱功能失代償，膀胱逼尿肌收縮力及順應性降低，出現殘余尿增多、尿頻尿急等癥狀。王東文等[9]通過動物實驗證明，糖尿病可引起膀胱逼尿肌興奮性改變，最終出現逼尿肌收縮力降低。

DWT超聲測量是一項無創、簡便的檢查，能客觀定量評價逼尿肌代償性增厚程度,可用來評價早期的膀胱壁改變情況。Blatt等[10]發現,在同一個體中，膀胱前壁、后壁、側壁、三角區及頂壁，厚度均相同。當檢測膀胱后壁時，測量誤差增加，而測得的膀胱前壁厚度與活檢相比無統計學差異，故通常將膀胱前壁作為測量DWT的部位。然而，DWT的超聲檢查在臨床并未得到廣泛開展，可能原因是逼尿肌的測量結果，在不同研究方法中、不同的BC間、不同的超聲探頭頻率時均有差異，這些數據難以得到統一評價。前期諸多學者通過研究證明，正常逼尿肌的厚度受BC的影響。Khullar等[11]發現，當膀胱容量為0～50 mL時，膀胱DWT趨于穩定。然而，Oelke等[12]發現,當膀胱容量達到250 mL或為其充盈度50%時，DWT才開始出現下降，到達最大膀胱充盈量時保持穩定。朱紅軍等[13]發現，BC從45～260 mL時，DWT減少明顯，而BC>260 mL后，DWT改變平緩。本研究將志愿者通過BC分組，依次分為5個等級。通過曲線回歸分析發現，隨著BC增大，DWT逐漸減小，此與既往研究結果一致，且當BC越大時，DWT下降速度越小，DWT越趨于穩定。如經直腸及陰道測量DWT時，可使患者膀胱容量控制在50 mL以內，因此時DWT趨于穩定，獲取的圖像清晰。而采取經腹壁觀察時，考慮到膀胱充盈不佳時膀胱壁顯示不清晰，可建議患者膀胱保持充盈狀態，這樣可確保獲得的DWT較為穩定。本研究所選取的志愿者中無法獲取準確數據約占11.96%，主要原因為超聲檢查易受到患者體型、腹腔氣體干擾等，使得無法獲取清晰的二維圖像及SWE值。操作中我們發現，通過探頭增加腹壁壓力時會壓迫膀胱前壁使得DWT減小和彈性模量值增加，因此測量時需控制使用探頭時的力道，避免影響膀胱前壁DWT和彈性模量值的測量。

SWE是現今影像學研究領域的熱點內容,不僅在解剖學圖像的基礎上可提供關于組織硬度的信息，對于判斷病理性質改變亦有重要的參考價值[14]。膀胱逼尿肌的彈性力可確保膀胱功能在各個排尿期間正常行使。膀胱逼尿肌的彈性改變會導致膀胱功能障礙，從而出現殘余尿增加、尿頻、尿急等下尿路癥狀。研究[15]發現，膀胱功能障礙患者中逼尿肌的結締組織構成百分比會上升，結果使得逼尿肌的彈性改變，因此逼尿肌的彈性改變可為評價膀胱功能障礙提供依據。目前關于SWE在膀胱應用的報道少見，Sturm等[16]最先將剪切波彈性成像技術應用于膀胱方向，他們在膀胱充盈度分別為0、25%、50%、75%、100%時測得膀胱前壁及后壁的逼尿肌剪切波速度(SWS)，發現SWS與實驗測得的膀胱內壓力存在正相關關系，且隨著BC的增加，順應性小的膀胱前壁逼尿肌的SWS始終大于順應性大的膀胱前壁逼尿肌，證實膀胱內壓力或膀胱壁順應性改變時，逼尿肌的SWS不同，進一步說明SWE在評價膀胱功能障礙方面有重要意義。SWE技術可直觀顯示逼尿肌在不同壓力狀態下(即不同膀胱充盈量)的對抗能力(即硬度)，可直接反映逼尿肌在不同排尿周期中功能狀態。了解正常膀胱逼尿肌彈性模量及厚度可為下一步研究病理狀態下膀胱如糖尿病性膀胱病等的逼尿肌彈性奠定基礎。本研究發現，隨著BC的增加，膀胱逼尿肌的SWE值逐漸增大，且增加速度越大，說明當正常逼尿肌受到的壓力越大時，其對抗壓力的能力也越大，因此時其彈性模量值(硬度)顯著增加。在5個不同BC等級中縱切和橫切逼尿肌時彈性模量值比較差異有統計學意義，且同級BC時縱切逼尿肌彈性模量值大于橫切彈性模量值，差異有統計學意義,這可能與逼尿肌的結構組成特點相關。研究[17]發現，人類逼尿肌是由直徑較大的平滑肌細胞交織排列的相對緊密的肌肉束，各束之間自由交叉、從一個平面到另一個平面，形成波浪網狀走形的結構特點。

綜上所述，正常人群中DWT及彈性模量值隨BC的改變而變化，隨著BC的增加，DWT呈減小趨勢，逼尿肌彈性模量值呈增加趨勢，BC越大，DWT越穩定，逼尿肌SWE值增加速度越大。通過測量正常健康人不同BC時膀胱DWT及SWE值，建立正常人DWT及其SWE值，可為臨床研究膀胱逼尿肌功能異常提供前期基礎與依據。本研究的局限：①積累樣本時間短、樣本量偏小，所獲結果有待于擴大樣本量加以精確；②逼尿肌測量值易受探頭加壓的影響，操作不當可致數據偏倚；③逼尿肌為一層很薄的肌肉，SWE模式下選取的感興趣區可能個別包含了部分膀胱壁黏膜層，引起個別逼尿肌彈性模量值的不準確。