基于激光散斑成像的无损探测技术结合血管灌注的三维重建研究尿道血管在控尿中的作用机制

Research shows urethral vessels involved in the occurrence and development of stress urinary incontinence (SUI). Urethral vascular injury can lead to impaired urinary control, but its anatomical structure and mechanism remains unclear. Therefore, it is a very important to study the anatomy and function of the urethral vessels for its important clinical value. Laser speckle imaging (LSI) and ink vessel perfusion are effective methods for the study of microvessels. In the pre-experiments, applicants found that urethral vessels exists the phenomenon of selective opening using LSI and ink vessel perfusion techniques. Compared with the resting state, there is a significant difference of vascular opening and filling during the stressing state. In addition, preliminary experiments also found that urethral muscles can promote secondary distribution of urethral blood by regular contraction. In order to study the mechanism of urethral vessels in the function of urethral maintaining continence, the project intends to use LSI, vascular perfusion, three-dimensional reconstruction and histology and other methods for in-depth study of hemodynamic, perfusion and anatomic differences in urethral vessels at rest, stress, muscle blockage and geriatric conditions. To clarify the anatomic basis and internal mechanism of the selective opening of the urethral vessels and the secondary distribution of urethral blood due to urethral muscle contraction. To enrich the theory of stress urinary incontinence, provide new ideas and prospects for the prevention and treatment of SUI based on urethral vessels.

研究表明，尿道血管参与了压力性尿失禁（SUI）的发生、发展。尿道血管的损伤会导致控尿功能的削弱，但对其解剖结构和作用机制依然不清。因此，对尿道血管的解剖和功能学研究具有非常重要的临床价值。激光散斑成像技术（LSI）及血管墨汁灌注是研究微血管的有效方法。申请者利用LSI和血管墨汁灌注进行的预实验发现，尿道血管存在选择性开放现象：与静息状态相比，应力状态下尿道血管的开放和充盈程度存在明显差异。此外，预实验还发现尿道肌肉可通过节律性收缩促使尿道血液二次分布。为进一步研究尿道血管在尿道控尿中的机制，本项目拟运用LSI、血管灌注、三维重建及组织学等方法，深入研究尿道血管在静息、应力、肌肉阻断和老年状态下的血流动力学、灌注和解剖差异，阐明尿道血管选择性开放和尿道肌肉促使尿道血液进行二次分布的解剖学基础和内在机制，以丰富压力性尿失禁病因学理论，为基于尿道血管的SUI预防和治疗提供新的思路和前景。

尿道血管参与了压力性尿失禁的发生、发展。但对其解剖结构和作用机制依然不清。因此，对尿道血管的解剖和功能学研究具有非常重要的临床价值。本课题通过采用激光散斑成像技术、血管墨汁灌注、三维重建等方法研究了尿道血管在不同功能状态下血流动力学、灌注和解剖差异。结果显示：尿道壁内血管的形态在尿道的不同节段和同一节段的不同方位呈现出明显差异。尿道黏膜下层内的大囊状血管组织在远段、次远段尿道呈鲜明的极性分布，而在中段尿道其极性分布趋势有所削弱，在近段尿道极性分布现象消失。横纹肌组织是机体内血供最丰富的组织之一，然而在尿道黏膜下层组织内，血管窦的密度远远高于相邻的横纹肌组织，这提示尿道粘膜下血管丛可能不仅仅提供尿道组织内的营养供应，而更可能是控尿功能相关的结构基础。为了进一步明确尿道血管窦与尿道功能的关系，建立了一种新的尿道血管窦测压方法实现了膀胱内压（IBP）、尿道高压段腔内定点压（IUP）和尿道壁内血管窦压（VSP）的同步测定。结果显示静息状态时的IUP总是高于IBP，尿液被控制在膀胱内，从而实现控尿。在应力状态时，IUP总是能够随IBP升高而升高，这使得IUP相对于IBP仍然具有足够的冗余度来保证膀胱尿液不会经尿道流出体外，使得机体不会发生压力性尿失禁。更值得关注的是尿道壁内血管窦压与尿道高压段腔内压存在恒定倍数关系的现象，即静息状态下IUP/VSP为1.86±0.643，而在应力状态下，IUP/VSP为3.08±0.81。本研究中所测定的尿道静脉窦压力是位于尿道远段，被尿道横纹肌包裹的大体积低压仓的压力，该压力被远程传送到尿道高压区段靠近尿道腔的小体积高压仓，从而产生了尿道压力的局部高压现象。相对于静息状态而言，应力状态时横纹肌的收缩改变了大体积低压仓和小体积高压仓的体积比例，从而产生了两种状态下IUP/VSP的不同倍数。基于不同功能状态下尿道血管窦开放和压力的差异，以及与尿道内压力的相互关系，说明了尿道血管是尿道内压力形成的关键部分之一，且是通过与尿道内肌肉相互协同而起作用。