图1 下尿路3D模型
Fig.1 3D model of lower urinary tract
A： 冠状面；B： 矢状面；C： 横截面；D： 计算生成的下尿路模型
·临床研究·
【摘要】目的 建立女性压力性尿失禁(stress urinary incontinence, SUI)患者下尿路三维模型，探讨SUI的解剖学发病机制及手术机制。方法 对20例SUI患者重建下尿路三维模型，观察其形态并测量膀胱颈尿道后角、尿道倾斜度、尿道长度、耻骨联合下缘到尿道的水平距离和膀胱容量。结果 下尿路三维模型能够全面显示膀胱形态及尿道走向、下尿路与骨盆的解剖位置关系。经闭孔无张力尿道中段悬吊(tension-free vaginal tape obturate, TVT-O)手术前后，膀胱颈尿道后角(poster urethrovesical angle， PUVA)差异无统计学意义(P=0.068)；尿道倾斜度、尿道长度、耻骨联合下缘到尿道的水平距离、膀胱容量差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 下尿路三维模型的建立能直观、有效地观察并分析SUI患者下尿路形态及解剖位置改变，有助于评价手术疗效、寻找手术失败原因。
【关键词】压力性尿失禁； 下尿路； 计算机三维重建
压力性尿失禁(stress urinary incontinence, SUI)[1]是由于喷嚏、咳嗽等腹内压增高时，压力下传到膀胱，引起膀胱内压力增高，超过尿道闭合压力而引起尿液不自主流出，目前已成为我国中老年女性重要的排尿障碍性疾病。我国成年女性SUI患病率为15.7%，有77.5%的患者受尿失禁症状困扰，这其中28.8%的患者受到中到重度的困扰，且与SUI的严重程度相关[2]。
“吊床假说”和“盆底整体学说”[3]描述了SUI患者在腹压增加时，膀胱颈及尿道的形态和位置的异常改变而出现尿失禁。经闭孔无张力尿道中段悬吊术(tension-free vaginal tape-obturator, TVT-O)为恢复尿道“吊床结构”自然解剖的手术方法[4-5]。目前，根据SUI患者的下尿路解剖变化评估SUI严重程度及评价SUI治疗效果的方法均缺少直观、立体的三维系统。医学重建软件是将CT或MRI扫描数据重建成三维模型，常应用于骨折、肿瘤等疾病。本研究将三维模型重建运用到女性SUI中，建立下尿路三维模型，可更加直观、全面地观察患者下尿路解剖结构的异常，从而比较TVT-O手术前后患者下尿路的解剖结构变化。
1.1 一般资料
选取就诊于同济大学附属同济医院妇产科患者20例，经询问病史、临床表现、压力性尿失禁诱发试验和指压试验均阳性诊断为SUI，排除合并盆底器官脱垂。均取得患者知情同意，通过伦理委员会审批。患者年龄34～71岁，平均年龄(52.2±9.42)岁。从出现症状到就诊的时间为1～10年，平均(4.55±2.39)年。所有患者均顺产，生产次数1～4次，平均(2.15±0.988)次。其中1例3年前因子宫肌瘤而行全子宫切除术后3年。20例患者均在TVT-O术前行下尿路造影后CT扫描，其中2例失访，另18例在术后1个月行下尿路造影后CT扫描复查。
1.2 方法
1.2.1 下尿路造影 患者取平卧位，常规消毒后行导尿术排空膀胱，将含20ml碘佛醇的生理盐水 500ml 导入患者膀胱，当患者感觉有尿意且憋不住时夹闭导尿管。CT扫描结束后，拔出导尿管。
1.2.2 CT扫描 使用16排螺旋CT扫描机平扫，定位于膀胱以上至尿道外口以下，扫描条件： 120kV，220mA，矩阵512×512，拆分层厚1mm，获得dicom格式文件。
1.2.3 计算机处理 在计算机上浏览扫描所得dicom文件，调节窗宽、窗位至下尿路显影最合适位置，另存为BMP文件。使用图像处理软件MIMICS处理BMP文件，调节阈值及分割，有选择地去掉下尿路以外的其他部分。因导尿管将小阴唇撑开，CT扫描图像上可见导尿管周围出现暗区，此处定位为尿道外口。将尿道外口以下部分去除，计算生成并优化下尿路3D模型，见图1。同样方法计算生成骨骼、皮肤3D模型，对患者术前、术后下尿路3D立体动画进行全面的形态学观察。选取最佳观察面，测量膀胱颈尿道后角(即近端尿道与尿道内口沿膀胱基底切线的夹角)、尿道倾斜度(尿道近端轴线与身体垂直线所成的角度)、尿道长度、耻骨联合下缘到尿道的水平距离，见图2。
1.3 统计学处理
使用SPSS 19.0软件对SUI患者TVT-O手术前后三维模型上所测参数： 膀胱容量、膀胱颈尿道后角、尿道倾斜度、下尿路长度、耻骨联合下缘到尿道的水平距离的变化进行配对样本t检验分析。P< 0.05为差异有统计学意义。
图1 下尿路3D模型
Fig.1 3D model of lower urinary tract
A： 冠状面；B： 矢状面；C： 横截面；D： 计算生成的下尿路模型
图2 同下尿路模型不同角度及大小观
Fig.2 Views of lower urinary tract before and after the surgery
A： 患者术前下尿路模型；B： 患者术前下尿路和骨盆关系模型；
C： 患者术后下尿路模型；D： 患者术后下尿路与骨盆关系模型
2.1 TVT-O手术结果评价
术后1个月，根据患者主观感受及体格检查，采用Grouts-Blaivas评分法[6-7]评价手术治疗效果。Grouts-Blaivas评分法结果见表1。评分0分为治愈，1～2分为改善良好1～2分，3～4分为改善中等，5分为改善较差，6分为失败。在20例SUI患者中，有18例复查，治愈者10例，改善良好者7例，1例患者3d后,拔出导尿管，发生尿潴留，继续留置导尿管2d后,自解小便通畅，术后1个月尿失禁较术前好转，Grouts-Blaivas评分2分；1例全子宫切除术后3年的患者，TVT-O术后1个月腹压突然增加，仍有尿失禁，自认为手术效果不佳，Grouts-Blaivas评分为5分，评价为改善较差。
表1 Grouts-Blaivas评分法
Tab.1 Grouts-Blaivas scoring on SUI
项目评分排尿情况 无尿失禁发生0 1～2次尿失禁1 ≥3次尿失禁2尿垫试验 尿垫总质量<8g0 尿垫总质量9～20g1 尿垫总质量≥20g2尿失禁症状 患者认为满意0 患者认为改善1 患者认为失败2
2.2 SUI患者下尿路的形态学特点
结合SUI患者的年龄、既往史等病史资料，从各个角度全面地观看患者的下尿路三维形态，可以直观地看到患者的膀胱底、膀胱颈、尿道等形态学变化： 患者的膀胱颈呈漏斗样改变；所有患者尿道后角均增大；TVT-O手术后，全部患者的膀胱颈尿道后角仍大于正常范围；术后患者尿道中段因悬吊而略微形成弧形；除1名患者尿道轴线明显向前倾斜外，其余患者尿道轴线均向后倾斜。
2.3 TVT-O手术前后下尿道模型的各个指标
测量SUI患者TVT-O手术前后的膀胱容量、膀胱颈尿道后角、尿道倾斜度、尿道长度、耻骨联合下缘到尿道的水平距离。除膀胱颈尿道后角手术前后差异无统计学意义外(P>0.05)，其余指标手术前后差异均有统计学意义(P<0.05)，见表2。
表2 TVT-O手术前后各参数比较
Tab.2 Comparison of morphological parameters before and after TVT-O 
±s)
参数术前术后t值P值膀胱容量/ml 250±47 290±56-5.4490.000膀胱颈尿道后角/(°)158.379±13.195153.894±13.9441.9520.068尿道倾斜度/(°)12.920±13.22119.318±12.072-6.4140.000尿道长度/mm35.752±5.75939.296±7.010-2.9970.008耻骨联合到尿道水平距离/mm18.499±1.74617.529±1.4313.5990.002
正常女性膀胱底呈水平状，膀胱颈关闭且位于耻骨联合中下1/3交接部，不低于耻骨联合下缘与尾骨尖连线，腹压增加时同样如此。正常膀胱颈尿道后角为90°～110°，尿道倾斜度为15°～30°，最大不超过45°，任何体位、任何情况均不能改变这种情况[8]。当腹压增加时，膀胱颈呈直角关闭时，尿道阻力最大，尿道闭合功能最强[9]。而SUI患者由于盆底组织松弛，膀胱颈尿道后角消失，尿道倾斜度增加，膀胱颈的形态由圆盘状变为漏斗状，尿道缩短，当咳嗽、弯腰等情况导致腹压增加时，压力只能传递给膀胱，传到尿道的压力很低，结果导致膀胱内压力大于尿道压力而发生尿失禁。
在本研究中，所有患者膀胱颈尿道后角在术前、术后都>110°。手术疗效评价显示，除1例患者术后评价为尿失禁改善较差，其余均为改善良好或痊愈。文献[10-12]提示，膀胱颈尿道后角在诊断压力性尿失禁和压力性尿失禁分型中有意义，但是在本研究中，患者的膀胱颈尿道后角在术前和术后无显著变化。本研究提示： 膀胱颈尿道后角可能不是尿失禁发生的直接原因，其可能是盆底支持结构变薄弱后的结果；同时也说明“无张力尿道中段悬吊”没有引起膀胱和尿道结合部解剖形态的剧烈变化。
正常女性的尿道轴线向后倾斜，倾斜度为 15°～30°，最大不超过45°。由于SUI患者盆底肌肉松弛，其膀胱底部及尿道近端向后向下移位，会使尿道倾斜度增加，导致压力传导发生改变而发生尿失禁。在本研究中，有2例患者的尿道倾斜不明显，1例患者的尿道向前倾斜，其余患者尿道近端向后倾斜。而对于尿道向前倾斜的患者，观看其下尿路三维模型，由于其手术前后都明显向前倾斜，可能为先天解剖因素所致，但其术后效果理想，说明尿道倾斜不是SUI发生的关键因素。
在本研究中，无论手术前、后，所有患者近端尿道倾斜度均没有超出45°，但是术后尿道倾斜度明显增加。一方面，可能与尿道中段植入吊带相关，TVT-O手术将尿道中段悬吊及术后形成疤痕使尿道中段向前牵拉，以致近端尿道的倾斜度较术前有所增加；另一方面，下尿路中的膀胱是相对活动度较大的结构，因此尿道倾斜度的改变也可能是术后膀胱容量增加，膀胱三角远离耻骨，改变了储尿状态时尿道和身体纵轴的角度。TVT-O手术后，患者膀胱容量显著提高，提示患者的膀胱储尿功能改善，这是控尿得到了改善的间接证据。
SUI患者盆底组织松弛，膀胱颈后下移位而导致尿道缩短，尿道缩短不但相应地功能性尿道缩短，而且整体的尿道闭合压降低。功能性尿道是指尿道压力超过膀胱内压力的尿道长度。尿动力学显示，功能性尿道主要位于尿道近端，故功能性尿道缩短时导致尿道阻力下降，当腹压增加使膀胱内压力大于尿道压而发生尿失禁。在本研究中，术后患者尿道明显增长，一方面认为是由于吊带的悬吊作用导致，另一方面也有可能是由于膀胱储尿量的改变而出现拉伸延长。尿道长度的增加会导致相应功能性尿道增长，且尿道整体的闭合压升高，抗尿失禁作用也相应增强。
耻骨联合下缘到尿道的水平距离，能从一定程度上反映尿道的位置情况。与膀胱的高活动度相对的，女性尿道在阴道前壁和耻骨之间，正常情况下相对活动度较小。本研究发现，术后尿道距离耻骨联合的水平距离明显减少(但其减少的绝对值并不大)。比较SUI患者TVT-O手术前后下尿路与骨盆的组合图形的矢状侧面观，也可见尿道距离耻骨联合下缘的距离缩短，即尿道向前移动。提示在尿道和阴道壁中手术植入吊带还是细微地改变了尿道的解剖形态，原因可能是网片的厚度和新生的疤痕组织将尿道向耻骨方向挤压。
在本研究中，1例患者TVT-O手术后尿失禁改善较差，其为全子宫切除术后3年。TVT-O手术导致各参数改变程度和其余患者各参数改变程度的平均值相当，且此患者术后的各参数与其余患者术后的各参数平均值也无太大差别。但其余患者术后均改善良好或痊愈。将其下尿路三维模型与其余患者下尿路三维模型对比，结果发现： 仅此例患者手术前后膀胱颈均呈明显的漏斗样改变。正常女性的膀胱颈关闭呈圆盘状，仅在排尿时变为开放状态的漏斗样，而SUI患者在腹压增加时膀胱颈呈漏斗状，反映静息时尿道内口松弛，尿道内括约肌功能失调[13]。因此，此例患者术后改善较差的原因可能是由于膀胱颈处的功能失调所致。
本研究表明，下尿路的三维模型能够消除其他组织的影响，直观地了解SUI患者膀胱颈的形态、尿道走向等下尿路的形态、解剖位置变化，通过各个角度测量、比较，有助于更好地理解SUI发病机制中的形态学变化，对进一步探讨SUI的发病机制、诊断和治疗具有一定价值。下尿路三维模型不受患者体位影响、时间限制，弥补了只能在尸体上了解SUI下尿路解剖形态，或是开腹、腹腔镜手术下观察不完全的缺陷，能模拟解剖状态下，立体、全面地观察下尿路的解剖结构，不但能在术前对SUI患者的诊断和手术设计提供参考信息，还能在术后回顾性地对手术效果不理想的患者进行比较分析，有助于进一步研究探讨手术机制及手术失败原因，为提前发现不适合手术的患者、建立SUI诊断模型奠定基础，故具有可行性。
【参考文献】
[1] BROWN J S, NYBERG L M, KUSEK J W, et al. Proceedings of the national institute of diabetes and digestive and kidney diseases international symposium on epidemiologic issues in urinary incontinence in women[J]. Am J Obstet Gynecol, 2003, 188(6)： S77-S88.
[2] 朱兰，陈娟.对美国妇产科医师协会关于“单纯型压力性尿失禁患者的术前评估”指南解读[J].中华妇产科杂志,2015,50(4)： 318-320.
[3] DELANCEY J O. Structural support of the urethra as it relates to stress urinary incontinence： the hammock hypothesis[J]. Am J Obstet Gynecol, 1994,170(6)： 1713-1720.
[4] 李莉，李怀芳，童晓文，等.中重度压力性尿失禁妇女生活质量和手术干预[J].同济大学学报(医学版),2012,33(1)： 100-104.
[5] 童晓文.女性盆底功能障碍性疾病手术治疗的新观念[J].同济大学学报(医学版),2008,29(3)： 1-3.
[6] HAAB F, SANANES S, AMARENCO G, et al. Results of the tension-free vaginal tape procedure for the treatment of type II stress urinary incontinence at a minimum follow up of 1 year[J]. J Urol, 2001,165(1)： 159-162.
[7] 李会兵,方平,孙光，等.经闭孔尿道吊带术治疗女性压力性尿失禁206例临床分析[J].中华泌尿外科杂志,2011,32(5)： 330-332.
[8] 金锡御,宋波.临床尿动力学[M].北京： 人民卫生出版社，2002： 199-200.
[9] DELANCEY J O, TROWBRIDGE E R, MILLER J M, et al. Stress urinary incontinence： relative importance of urethral support and urethral closure pressure[J]. J Urol, 2008,179(6)： 2286-2290.
[10] 汤佩玲，何炼图，汤庆.经会阴超声诊断女性前盆腔功能障碍性疾病的应用价值[J].中华妇幼临床医学杂志(电子版),2016,12(3)： 299-304.
[11] ZHANG X, CHEN Z, SONG X,et al. Application of perineal ultrasound measurement and urodynamic study in the diagnosis and typing of stress urinary incontinence ultrasound and urodynamic study[J]. Urologia， 2013,80(3)： 233-238.
[12] LU J H, LI Q, ZHU H, et al. Diagnosis of stress urinary incontinence using poster urethrovesical angel measured by ultrasonography[J]. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi, 2010,45(5)： 338-341.
[13] PREGAZZI R, SARTORE A, BORTOLI P, et al. Perineal ultrasound evaluation of urethral angle and bladder neck mobility in women with stress urinary incontinence[J]. BJOG, 2002,109(7)： 821-827.
Three-dimensionreconstruction of lower urinary tract in diagnosis and treatment of stress urinary incontinence
【Abstract】Objective To assess the application of three-dimensional reconstructiopm model of lower urinary tract in diagnosis and treatment of stress urinary incontinence (SUI). Methods Three-dimensional model of lower urinary tract was generated in 20 patients before and after tension-free vaginal tape obturate (TVT-O). Poster urethrovesical angle (PUVA), urethral axis of inclination angle, urethra length, distance from pubic symphysis to the tip of coccyx and bladder volume were measured according models. Results There were no significant differences in PUVA (P=0.068) before and after TVT-O, however, there were significant differences in urethral axis of inclination angle, length of urethra, distance from pubic symphysis to the tip of coccyx and bladder volume (P<0.05) before and after operation. Conclusion Three-dimensional reconstruction of lower urinary tract can be used to analysis morphological changes of the lower urinary tract intuitively and effectively, contributing to evaluate the effect of surgery.
【Key words】stress urinary incontinence; lower urinary tract; computerized three-dimensional reconstruction
doi：10.16118/j.1008-0392.2017.03.015
收稿日期：2016-12-13
基金项目：上海市卫生局项目(2011Y059);上海市科委项目(10410700400)
【中图分类号】R 713
【文献标志码】A
【文章编号】1008-0392(2017)03-0076-05