Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1. Современные аспекты лечения уролитиаза 10
1.2. Краткая история возникновения и развития контактной литотрипсии 12
1.3. Типы литотриптеров и физико-технические основы применения контактной уретеролитотрипсии 16
1.4. Осложнения контактной уретеролитотрипсии 23
1.5. Особенности макро - микроскопического строения и морфометрических параметров различных частей мочеточников взрослых людей 29
1.6. Биомеханические свойства органов и тканей - основа для
математического и компьютерного моделирования
в медицине 34
ГЛАВА 2. Объекты, материал и методы исследования 39
2.1. Объекты и материал исследования 39
2.1.1. Материал экспериментальной части исследования 39
2.1.2. Клиническая характеристика больных 41
2.2. Методы реализации задач исследования 49
2.2.1. Исследование биомеханических свойств мочеточников 52
2.2.2. Гистологическое исследование мочеточников до деформирования и на стадиях растяжения 56
2.2.3. Исследование размеров, строения, химического состава и механических свойств мочевых камней 58
2.2.4. Методы статистической обработки 59
2.2.5. Методы математического и компьютерного моделирования контактной пневматической уретеролитотрипсии 61
2.2.6. Методика проведения пневматической контактной уретеролитотрипсии 65
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований 68
3.1. Индивидуальная, возрастная изменчивость и половой диморфизм макро-микроморфометрических параметров различных уровней мочеточников 68
3.2. Индивидуальная, возрастная изменчивость и половой диморфизм биомеханических свойств различных уровней мочеточников при продольной деформации 79
3.3. Индивидуальная, возрастная изменчивость и половой диморфизм биомеханических свойств различных уровней мочеточника при поперечной деформации 98
3.4. Корреляционный,и регрессионный анализ взаимосвязи морфобиомеханических параметров мочеточников 106
3.5. Прочностные свойства уролитов различного химического состава 109
3.6. Математическое и компьютерное моделирование пневматической контактной уретеролитотрипсии 115
3.7. Анализ результатов лечения больных уретеролитиазом методом пневматической контактной уретеролитотрипсии в группах сравнения 127
ГЛАВА 4. Заключение 142
Выводы 152
Практические рекомендации 154
Литература
- Типы литотриптеров и физико-технические основы применения контактной уретеролитотрипсии
- Гистологическое исследование мочеточников до деформирования и на стадиях растяжения
- Методы математического и компьютерного моделирования контактной пневматической уретеролитотрипсии
- Корреляционный,и регрессионный анализ взаимосвязи морфобиомеханических параметров мочеточников
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. За последние десятилетия в результате внедрения инновационных технологий в медицину изменились подходы к диагностике и лечению большинства заболеваний органов и систем человека. Урология как клиническая дисциплина представляет собой один из ярких примеров, когда в результате внедрения новых технологий произошло не просто улучшение методов лечения ряда заболеваний, а буквально переворот, повлекший за собой разработку принципиально новой лечебно-диагностической тактики в отношении большинства урологических заболеваний, в том числе и мочекаменной болезни (Мартов А.Г., Лопаткин Н.А., 2005).
Мочекаменная болезнь носит эндемический характер и занимает одно из ведущих мест в структуре урологической патологии. Около 5-10% всего населения Европы страдают уролитиазом. Ежегодный уровень первичной заболеваемости составляет 0,1% (Трапезникова М.Ф., Дутов В.В., 1998). В России заболеваемость уролитиазом достигает в среднем 35-40% всех урологических заболеваний. В структуре операций, выполняемых на органах мочеполовой системы в России, вмешательства по поводу мочекаменной болезни составляют около 20% (Даренков А.Ф., Дзеранов Н.К., 2005).
Увеличение заболеваемости уролитиазом значительно повышает социальные затраты на его лечение. Расходы на амбулаторное и стационарное лечение больных мочекаменной болезнью и связанных с ней осложнений составляют значительную и ежегодно возрастающую часть бюджета многих стран. Снижение производительности труда и потеря трудоспособности из-за заболеваемости уролитиазом также являются серьезной проблемой. Все это послужило побудительным мотивом к поиску принципиально новых подходов к лечению (Лопаткин Н.А., 1995; Борисов В.В., 2004).
До последнего времени это заболевание лечилось преимущественно путем открытой, нередко повторной и травматичной операции, требующей определенного хирургического опыта и нередко сопровождающейся
5 развитием осложнений. Лечение требовало длительного нахождения пациентов в стационаре и продолжительной реабилитации больных (Dretler S.P. etal., 1995).
В настоящее время освоены и продолжают разрабатываться новые оперативные пособия, позволяющие в большинстве случаев избежать открытой операции, и, не меняя фундаментальных принципов и основ лечения, достичь того же результата, но со значительно меньшим риском для органа и больного. Одной из перспективных методик лечения уретеролитиаза является контактная литотрипсия, основанная на фрагментации конкремента путем его контактного разрушения (Сергиенко Н.Ф., Кучиц С.Ф., Шаплыгин Л.В., и др., 2002).
Существует несколько типов контактных литотриптеров: электрогидравлический, лазерный, ультразвуковой, пневматический. Различие их заключается в источнике и физико-механических параметрах генерируемой ударной волны. «Золотым стандартом» контактной уретеролитотрипсии относительно эффективности и безопасности признан метод пневматической литотрипсии (Олефир Ю.В., Авдейчук Ю.И., Акименко М.Ю. и др., 2004). Однако в ходе накопления опыта и анализа отдаленных результатов лечения уретеролитиаза путем контактной деструкции выявлено, что частота интраоперационных осложнений травматического и механического характера достаточно высока. Общий процент подобных осложнений достигает 10%. Сюда относятся -баллистический удар (3%), образование гематомы (3%), перфорацию мочеточника (1%), надрыв (2%), разрыв стенки и полный отрыв мочеточника (1%) (Marberger М., Fitzpatrick J.M., Jenkins A.D., et al., 1998; 2004). По данным исследования зарубежных коллег, отмечено, что частота осложнений зависит от размера конкремента и уровня его локализации. Так, при размере камня до 5 мм осложнения встречаются в единичных случаях. С увеличением диаметра конкремента частота интраоперационных осложнений существенно увеличивается (Erhard А., 2001; Netto N.R., 2003; Zanetti G., 2004).
Эндоскопическая уретеролитотрипсия, наряду с разрушением конкремента, должна обеспечивать минимальное травматическое воздействие на стенку мочеточника. Однако, при одних и тех же условиях у ряда пациентов все же возникают вышеуказанные осложнения, причина которых, с учетом индивидуализации выбора мощности литотриптера, в зависимости от биомеханических свойств различных уровней мочеточника, прочности камня и его химического состава у больных различных возрастных групп не рассматривалась в литературе до настоящего времени.
В связи с вышеизложенным, актуальным является комплексное изучение морфобиомеханических параметров мочеточников на разных уровнях, прочностных свойств и химического состава уролитов у пациентов различного возраста и пола с целью научного обоснования выбора оптимального режима и способа контактной литотрипсии для прогнозирования и предупреждения интраоперационных осложнений.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Клинически и экспериментально обосновать выбор оптимального способа контактной пневматической уретеролитотрипсии с учетом морфобиомеханических свойств различных уровней мочеточника, прочности, размера, химического состава и уровня локализации конкремента, у пациентов различного возраста и пола.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:
Изучить макро- и микроскопические особенности строения различных уровней правого и левого мочеточников взрослых людей различного пола и возраста.
Дать качественную и количественную характеристику деформативно-прочностных свойств различных уровней мочеточника при продольной и поперечной растягивающих деформациях у взрослых людей различного пола и возраста с учетом парности органа.
Исследовать прочностные свойства уролитов различного химического состава при одноосной сжимающей деформации.
Выявить характер корреляционных и регрессионных взаимоотношений между морфометрическими характеристиками и биомеханическими свойствами мочеточников взрослых людей.
С помощью математического и компьютерного моделирования определить оптимальные параметры мощности ударной волны для контактной пневматической уретеролитотрипсии у пациентов различного возраста с учетом локализации, размеров и химического состава конкрементов.
Провести сравнительный анализ результатов лечения больных уретеролитиазом методом пневматической контактной литотрипсии с использованием разработанной методики индивидуализации выбора оптимальных параметров мощности литотриптера и традиционной методики.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Впервые проведено комплексное изучение макро- и микроскопических. особенностей строения и деформативно-прочностных свойств мочеточников взрослых людей с учетом анатомического уровня, полового диморфизмаэ билатеральных различий и возраста. Изучены прочностные свойства конкрементов различного химического состава.
Установлен ряд статистически значимых корреляционных зависимостей морфологических свойств стенки мочеточника и его деформативно-прочностных свойств.
Не имеют аналогов полученные на основании корреляционного и регрессионного анализов уравнения парных и множественных регрессий для расчета основных биомеханических параметров мочеточников взрослых людей.
Создана математическая и трехмерная компьютерная модель мочеточника с конкрементом и смоделирован процесс виртуальной пневматической уретеролитотрипсии.
Разработаны экспертно-консультативные таблицы, в которой представлены оптимальные параметры мощности пневматического литотриптера наиболее эффективные для фрагментации конкремента и наименее травматичные для стенки мочеточника с учетом пола, возраста субъекта, размера, химического состава и локализации конкремента.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Полученные данные о макро-микроскопическом строении, размерных характеристиках и деформативно-прочностных свойствах различных уровней мочеточника с учетом возрастной изменчивости у взрослых людей различного пола необходимых для индивидуализации выбора способа и режима мощности контактного литотриптера, а также для морфобиомеханического обоснования предельно допустимой тракции мочеточника при выполнении реконструктивно-пластических оперативных вмешательств.
Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедр урологии, анатомии человека, топографической анатомии и оперативной хирургии, лучевой диагностики и лучевой терапии ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ Росздрава» при изучении разделов «Мочеполовой аппарат», «Оперативные вмешательства в урологии» и «Лучевые методы диагностики в урологии».
Материалы диссертации используются в лечебной деятельности урологических отделений клиники урологии Клинической больницы № 3 ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ Росздрава», ГУЗ «Областная клиническая больница», ММУ «Городская клиническая больница № 8» (г. Саратов). Полученные данные о корреляционных взаимоотношениях, билатеральных, возрастных и половых особенностях морфобиомеханических характеристик мочеточников используются для математического моделирования и создания
9 биомоделей уродинамики в норме и при патологии на кафедре математической теории упругости и биомеханики ГОУ ВПО Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
Макро - микроскопические характеристики (наружный и внутренний диаметры, толщина стенки, гистологическое строение) и биомеханические свойства (общая прочность, предел прочности, модуль Юнга, абсолютная и относительная деформации) мочеточников неодинаковы на его различных уровнях и имеют возрастные различия.
Математическая и компьютерная модели контактной пневматической уретеролитотрипсии, включающие комплексную оценку деформативно-прочностных свойств различных уровней мочеточников, прочности, химического состава, размеров и уровня локализации конкремента в мочеточнике с учетом возраста и пола пациента, позволяют определить оптимальные параметры длительности импульса и мощности литотриптера индивидуально для каждого больного.
Типы литотриптеров и физико-технические основы применения контактной уретеролитотрипсии
Все существующие в настоящее время контактные литотриптеры можно разделить на 2 группы — механические с жестким или полужестким проводником энергии и ударно-волновые гибкие литотриптеры. Каждый из видов литотриптеров имеет свои преимущества и недостатки (Комяков Б.К., Гулиев Б.Г., Попов СВ., 2004).
К механическим относятся ультразвуковой, пневматический и комбинированный литотриптеры. Эти методы литотрипсии характеризуются тем, что энергия, необходимая для фрагментации конкремента создается вне человеческого организма и затем передается только по жесткому или полужесткому проводнику к поверхности камня (Дзеранов Н.К., 2003).
К ударно-волновым относятся электрогидравлические, электроимпульсный и лазерные литотриптеры. Принципом возникновения ударной волны является образование плазмы путем нагревания жидкости до наступления ионизации. Последующее расширение плазмы со сверхзвуковой скоростью приводит к образованию ударной волны (Егоров В.В., 1996).
Немаловажным фактором, приводящим к дезинтеграции конкремента, является образование кавитационных пузырьков, следующих за плазмой, которые во время своего расширения создают эффект сжатия, а в последующем — разрежения, тем самым формируют ударную волну, распространяющуюся во всех направлениях (Канн Я.Д., 1996). Разница между 2 видами ударно-волновых литотриптеров связана с плотностью потока энергии, а также с размерами кавитационных пузырьков. При электрогидравлической литотрипсии с энергией 1000 мДж независимо от расположения наконечника размеры кавитационных пузырьков могут достигать до 1,3 см в диаметре, что приводит к разрывам стенки мочеточника (Олефир Ю.В., 1998). Преимуществом ударно-волновых литотриптеров является возможность использования гибких эндоскопов (Семенов Б.В., Кузьменко В.В., 2000).
Несомненный интерес представляют сообщения о новых видах аппаратов для контактной литотрипсии, находящихся на стадии экспериментальной разработки, таких как электромеханический импактор и Брауновский пневматический импактор, совмещающих в себе преимущества механических и ударно-волновых видов литотриптеров (Мартов А.Г., 2003). 1. Электрогидравлический литотриптер.
Сущность метода заключается в преобразовании электрической энергии в механическую без посредства промежуточных механических звеньев с высоким коэффициентом полезного действия. При возникновении внутри объема жидкости, специально сформированного импульсного электрического (искрового, кистевого и других форм) разряда, находящегося в открытом либо закрытом сосуде, возникает сверхвысокое гидравлическое давление, способное совершать полезную механическую работу (Юткин Л.А., 1955).
Электрогидравлический литотриптер состоит из зонда, импульсного генератора и ножной педали. Зонд представляет собой металлическую основу, на которую наложен в два слоя изоляционный материал, между которыми находится еще один металлический слой. Гибкие зонды могут быть различных размеров и используются как в жестких, так и в гибких уретероскопах. Электрический разряд передается на зонд, на кончике которого возникает искра. Образующееся тепло в пространстве, окружающем кончик зонда, создает кавитационные пузырьки, которые формируют ударную волну, распространяющуюся во всех направлениях.
Преимущества: позволяют эффективно дробить все виды мочевых камней, даже самые твердые, состоящие из цистина, мочевой кислоты и оксалата кальция моногидрата, метод является высокоинтенсивным с коротким периодом процедуры.
Недостатки: наиболее травматичен, высока вероятность деструкции окружающих тканей, является опасными в отношении повреждения оптических элементов эндоскопа. Накопленный опыт разрушающего воздействия электрогидравлической волны позволил выявить тепловое воздействие электрогидравлического разряда на ткани в радиусе до 5 мм. Это не позволяет обеспечить сохранение целостности мочеточника из-за небольшого его диаметра и малого количества жидкости, окружающей конкремент в мочеточнике во время электрогидравлической литотрипсии (Теодорович О.В., 2003).
2. Ультразвуковой литотриптер.
Аппарат представляет собой генератор энергии, источник ультразвука и стержень, образующий сонотрод. В комплект также входит аспирационная установка, набор манипуляторов для захвата и удаления фрагментов камня. В ручке сонотрода находится пьезокерамический элемент, который преобразует электрическую энергию в ультразвуковую волну с частотой 23000 — 27000 Гц. Зонд диаметром 10-12F проводится через рабочий канал жесткого уретероскопа. Ультразвуковые волны распространяются по полому металлическому стержню и на его кончике трансформируются в длинно-продольную синусоидальную вибрацию сонотрода. При соприкосновении вибрирующего кончика с поверхностью камня, последний начинает разрушаться. Только после непосредственного контакта сонотрода с поверхностью камня производится его ультразвуковое дезинтегрирование. Инструментальный канал является одновременно и каналом для прохождения промывной жидкости. Центральный канал сонотрода соединен с отсосом, который позволяет эвакуировать промывную жидкость и мелкие осколки раздробленного конкремента. В инструменте жидкость циркулирует со скоростью до 50 мл/с, что предотвращает перегревание инструмента и защищает окружающие ткани от термической травмы.
Гистологическое исследование мочеточников до деформирования и на стадиях растяжения
Гистологические исследования выполнены на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ Росздрава» (заведующая лабораторией - д.м.н., профессор Н.Б. Захарова). Гистоархитектоника стенки верхней, средней и нижней третей мочеточника изучалась на гистологических препаратах, окрашенных по Вейгерту, Ван Гизон и гематоксилином-эозином. С целью повышения качества и долговечности гистологических препаратов использовали в качестве среды для заключения и одновременного просветления гистологических срезов полистирол.
Для изучения характера влияния растягивающей деформации на стенку мочеточника изготавливали гистологические препараты из образцов до и после деформирования. С этой целью мы использовали способ и устройство для механической фиксации образца in situ на определенной стадии заданной деформации на разрывной машине (Николенко В.Н., Калмин О.В., 1990).
После захвата образца, он иссекался с внешних сторон зажимов и помещался вместе с ними в фиксирующую жидкость (рис. 12).
Фиксацию экспериментального материала проводили в 10% забуференном формалине по Лилли, в течение 24 часов с последующей промывкой в проточной воде. После фиксации материал обезвоживался. Затем из образца вырезалась центральная между зажимами часть, с целью исключения артефактов, связанных с краевым раздавливанием ткани, и заливалась в парафин. Из парафиновых блоков на микротоме изготавливали срезы толщиной 5-7 мкм. После депарафинизации срезы окрашивали по Вейгерту, Ван-Гизон и гематоксилином-эозином.
Размеры конкрементов измерялись с помощью электронного штангенциркуля. С помощью весов «Mettler» (точность измерения 10 5) определялась масса конкрементов, объем - способом погружения в воду мерных сосудов.
Качественный состав камня определяли методом оптической кристаллографии с использованием поляризационной микроскопии, а также путем проведения классических методов химического анализа. Использовался поляризационный микроскоп «MICROS MS-300» (Австрия), включающий вращающийся столик, осветитель, тубус, линзу Бертрана, окуляры, поляризатор и анализатор. В основе метода лежит эффект двойного лучепреломления плоско поляризованного света при прохождении его через оптически неоднородные кристаллы, что позволяет производить определение структуры камня.
Перед началом исследования конкремент тщательно промывали водой и скальпелем делали соскоб с различных участков его поверхности. Полученный материал помещали между стеклами и сильно сжимали, чтобы получить порошок с размерами зерен около 0,02 мм. Затем полученный порошок наносили вместе с иммерсионной жидкостью на предметное стекло.
Исследовали препарат в поляризованном свете, при этом вращали столик так, чтобы плоскость поляризованного света совпадала с одной из осей индикатррісьі.
Эксперименты по изучению механических свойств уролитов при одноосной сжимающей деформации проводились на машине «TiraTest 28005». Скорость движения траверзов была постоянной и составляла 5 мм/мин.
Все полученные количественные данные обрабатывали вариационно-статистическим методом с использованием пакета прикладных программ «Statistica-6» (Statsoft, 2005), «SPSS-15», «Statplus 2005» и Microsoft Excel Office-2007 Windows-Vista Ultimate.
Для изучавшихся параметров определяли минимальное (Min) и максимальное (Мах) значения, среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (т), среднее квадратическое отклонение (s), коэффициент вариации (Cv,%).
Все совокупности вариант подвергали предварительной обработке на присутствие «выскакивающих вариант» по формуле Н.А. Плохинского (1970): где: Т - критерии выпада; V - выделяющееся значения признака; М, а — средняя и сигма для группы, включающей артефакт; Ts - стандартное значение критерия выпада.
Нормальность распределения оценивали по величине асимметрии (As) и эксцессы (Ех) и показателей их достоверности Т и Тех, принимая за нормальное распределение, если Т и Тех были 2. Кроме этого, для оценки нормальности использовали критерии Колмогорова-Смирнова, Lilliefors, Shapiro-Wilk s (West), а также применяли графический способ оценки нормальности распределения (Лакин Г.Ф., 1990).
Для определения достоверности разности средних величин использовали параметрические (построенные на основании параметров данной совокупности и представляющие функции этих параметров) и непараметрические статистические критерии достоверности (представляющие собой функции, зависящие непосредственно от вариант данной совокупности с их частотами). Параметрические критерии (t-критерий Стьюдента и F-критерий Фишера) применяли для параметров совокупностей, распределяемых по нормальному закону, с учетом оценки равенства генеральных дисперсий; непараметрические - (критерии серии Вальда-Вольфовица, U-критерий Манна-Уитни и двухвыборочный критерий Колмогорова-Смирнова) при отличиях распределений признака от нормального вида (Лакин Г.Ф., 1990).
Методы математического и компьютерного моделирования контактной пневматической уретеролитотрипсии
Длина мочеточника у взрослых людей варьирует от 24,0 до 32,5 см, составляя среднем 28,15+0,37 см (n=204; s=l,89 см; Cv=6,7%). У мужчин этот параметр на 0,85 см (3,1%) меньше, чем у женщин и составляет 27,77+0,52 см и 28,62±0,50 см, соответственно (р 0,05). Билатеральные различия не достигают статистической значимости (р 0,05): средняя длина правого мочеточника - 28,19+0,39 см (п=102, А=23,0-32,0 см, s=l,98 см, Cv =7,0%), левого - 28,12+0,40 мм (п=102; А=24,0-32,5 см; s=2,04 см; Cv =7,3%). В возрастном аспекте длина мочеточника изменяется неравномерно (табл. 16, рис. 14).
В 1-м периоде зрелого возраста она составляет в среднем 28,72±0,35 см, во 2-м - 28,0±0,56 см, в пожилом - 27,27±0,76 см, в старческом -28,63±0,32 см. Длина мочеточника статистически достоверно уменьшается от 1-го периода зрелого возраста к пожилому (р 0,05), а затем увеличивается к старческому возрасту (р 0,05).
Наружный диаметр мочеточника у взрослых людей усреднено без учета половых, возрастных, билатеральных различий и анатомо-топографического уровня колеблется от 4,33 до 9,50 мм и в среднем равен 6,28±0,20 мм (n=204; s=l,03 мм; Cv=16,4%). У мужчин этот параметр на 0,67 мм (8,3%) больше, чем у женщин и составляет 6,54±0,31 мм и 6,04±0,26 мм, соответственно (р 0,05). Билатеральные различия незначительны - средний диаметр правого мочеточника равен 6,27±0,25 мм (п=102, А-4,0-9,67 мм, s=l,26 мм, Cv=20,0%), левого - 6,28±0,20 мм (п=102; А=4,67-9,67 мм; s=l,04 MM;CV=16,5%)(P 0,05).
Диаметр мочеточника на различных уровнях имеет неодинаковую величину, достоверно увеличиваясь от верхней к нижней трети (р 0,05) (табл. 17, рис. 15).
В 1-м периоде зрелого возраста он составляет в среднем 6,24+0,47 мм, во 2-м - 6,5+0,43 мм, в пожилом - 6,40+0,40 мм, в старческом - 5,88+0,14 мм. Во 2-м периоде, по сравнению с 1-м периодом зрелого возраста, наружный диаметр увеличивается на 0,26 мм (3,8%) (р 0,05). В пожилом возрасте, по сравнению со 2-м периодом зрелого возраста, он уменьшается на 0,10 мм (1,7%) (р 0,05). В старческом, по сравнению с пожилым диаметр уменьшается на 0,52 мм (8,8%) (р 0,05).
Толщина стенки мочеточника у взрослых людей без учета половых, возрастных, билатеральных различий и анатомо-топографического уровня варьирует от 0,06 мм до 0,43 мм, составляя в среднем 0,24+0,02 мм (п=204; s=0,08 мм; Cv=34,8%). У мужчин этот параметр на 0,03 мм (13,0%) больше, чем у женщин (р 0,05), и составляет 0,26+0,02 мм и 0,23+0,02 мм, соответственно. Ее билатеральные различия не выражены. Так, средняя толщина правого мочеточника составляет 0,24+0,02 мм (п=102; А=0,06-0,51 мм; s=0,10 мм; Cv =30,5%), левого - 0,23+0,02 мм (п=102; А=0,06-0,39 мм; s=0,08 мм; Cv=35,2%) (р 0,05).
В 1-м периоде зрелого возраста она составляет в среднем 0,20+0,03 мм, во 2-м - 0,23+0,04 мм, в пожилом - 0,29+0,03 мм, в старческом - 0,23+0,02 мм. Толщина стенки мочеточника во 2-м периоде, по сравнению с 1-м периодом зрелого возраста, увеличивается на 0,03 мм (15,0%) (р 0,05); в пожилом возрасте, по сравнению со 2-м периодом зрелого возраста, на 0,06 мм (26,0%) (р 0,01); в старческом, по сравнению с пожилым возрастом она уменьшается на 0,06 мм (26,0%) (р 0,001). Эти изменения в основном связаны с изменением толщины мышечной оболочки его стенки (рис. 19-22).
Гистотопометрическое исследование показало, что мышечная оболочка стенки мочеточника у людей первого периода зрелого возраста составляет 65,0% всей ее толщины и в дальнейшем увеличивается, достигая у людей второго периода зрелого возраста 70,0%. Возрастные изменения соединительной ткани стенки мочеточника начинают проявляться с пожилого возраста и выражаются в основном в сглаживании волнистости коллагеновых волокон и утолщении эластических. В пожилом и старческом возрасте отмечается перераспределение удельного соотношения структурных компонентов стенки мочеточника. Уменьшается доля мышечной ткани до 42,0-45,0%, собственной пластинки слизистой оболочки с 21,0 до 19,0% и адвентиции с 34,0 до 30,0%.
В исследовании выявлены гистотопографические особенности соотношения между мышечной и соединительной тканью в стенке мочеточника. Мышечная ткань превалирует над соединительной, практически на всем протяжении мочеточника, особенно в передней стенке. Причем ее увеличение происходит в направлении от лоханки к мочевому пузырю. Соединительная ткань преобладает в латеральных частях стенки мочеточника, особенно в верхней и частично в средней его третях.
Относительно большее развитие соединительнотканных структур в указанных отделах, по-видимому, частично уравновешивает гидростатическое давление высоты почки над мочевым пузырем. Исходя из этого, можно заключить, что функциональная нагрузка на стенку мочеточника неодинакова и возрастает по мере его приближения к мочевому пузырю.
Диаметр просвета мочеточника у взрослых людей усреднено без учета половых, возрастных, билатеральных различий и анатомо-топографического уровня колеблется от 3,90 до 8,92 мм и в среднем равен 5,77±0,19 мм (п=204; s=0,97 мм; Cv=16,7%). У мужчин этот параметр на 0,36 мм (10,5%) больше, чем у женщин (р 0,05), и составляет 5,95±0,29 мм и 5,59±0,25 мм соответственно.
Корреляционный,и регрессионный анализ взаимосвязи морфобиомеханических параметров мочеточников
Исследование показало, что между морфометрическими характеристиками и деформативно-прочностными свойствами мочеточников имеется различная по форме, силе и направлению корреляционная связь.
1. Прямая, сильная, линейная по форме корреляционная связь между наружным диаметром и диаметром просвета мочеточника (г=+0,96), максимальной и относительной деформацией мочеточника (г=+0,95).
2. Обратная, сильная, линейная по форме корреляционная связь между длиной мочеточника, толщиной стенки и пределом прочности (г=-0,80 и г=-0,90, соответственно).
3. Прямая, линейная связь умеренной силы между возрастом и пределом прочности стенки мочеточника (г=+0,41), относительной деформацией и общей прочностью стенки мочеточника (г=+0,37), пределом прочности стенки мочеточника и модулем Юнга (г=+0,59).
4. Обратная, линейная, умеренная связь между возрастом и общей прочностью стенки мочеточника (г=-0,32), между наружным диаметром и пределом прочности стенки мочеточника (r=-0,32), а также между общей прочностью и толщиной стенки мочеточника (г= 0,35) (табл. 38):
На основе только статистически значимых корреляций нами рассчитаны регрессионные уравнения, с помощью которых по морфометрическим данным и с учетом возраста субъекта можно рассчитать ряд биомеханических параметров мочеточников взрослых мужчин и женщин. 1) Для определения предела прочности (у{) по возрасту субъекта получены следующее уравнение (1.1):
Таким образом, нами получены регрессионные уравнения, с помощью которых по морфометрическим данным и возрасту субъекта можно рассчитать ряд биомеханических параметров мочеточников взрослых мужчин и женщин. Результаты определения биомеханических параметров на основании полученных регрессионных уравнений и непосредственно на нативном материале совпали в среднем в 81% случаев (коэффициент детерминации колеблется от 0,72 до 0,89, в среднем - 0,81). Это позволит нам рекомендовать их к использованию в клинической практике.
Размеры конкрементов варьировали от 0,5 до 1,2 см, в среднем составляя 0,85 см (п=36).
При изучении прочностных свойств мочевых камней учитывались только продольные деформации, поперечными деформациями пренебрегали, поэтому коэффициент Пуассона для конкремента принимался равным нулю (рис.46).
Вычисление модуля Юнга для конкрементов проводили на основе следствия из теоремы Бетти. На конкремент воздействовали двумя системами нагрузок {Р1 , /„,}, {Р2 , fni), которые вызывали соответственно внутри перемещения {и ,}, {и ,}, тогда работа сил первой системой на окончательных перемещениях, вызываемых второй системой сил, равнялась работе сил второй системы на окончательных перемещениях, вызываемых первой системой сил:
В результате проведенного эксперимента и математических расчетов, определены механические свойства основных мочевых камней (табл. 39).
Исследование показало, что общая прочность уролитов варьирует от 48 Н до 85 Н и составляет в среднем 70,1±2,67 Н (n=36; s=8,26 Н; Cv=22,8%). Общая прочность камней преимущественно уратного состава в среднем достигает 80±2,17 Н (п=12), оксалатного - 85±1,39 Н (п=12), фосфатного -55±3,44Н(п=12).
Модуль Юнга уролитов варьирует от 4,7 Н/мм2 до 15,2 Н/мм2 и составляет в среднем 12,0±2,03 Н/мм2 (n=36; s=4,24 Н/мм2; Cv =18,3%). Модуль Юнга камней преимущественно уратного состава в среднем равен 14,3±1,09 Н/мм2 (п=12), оксалатного - 14,б±1,04 Н/мм2 (п=12), фосфатного -7,3±2,08 Н/мм2 (п=12).
Плотность уролитов варьирует от 1530 кг/м до 2595 кг/м в среднем равна 2093±2,03 кг/м3 (n=20; s=4,24 Н/м2; Cv =18,3%). Плотность камней преимущественно уратного состава составляет в среднем - 2156±2,17 кг/м (п=12), оксалатного - 2595±2,22 кг/м3 (п=12), фосфатного - 1530±3,83 кг/м3 (п=12).
Уратные камни большей частью по форме шаровидные, обычно гладкие, цвет их от жёлто-серого до тёмно-красно-коричневого. Они плотные и достаточно прочные. Графическая регистрация зависимости «нагрузка-деформация» для камня уратного типа фиксирует периодичность, свидетельствующую о колебаниях прочностных характеристик при переходе от одной концентрической зоны к другой (рис. 47).
