阐明尿果腔在低压下的高顺应性机制
医学物理
2025-01-20 v1
摘要
尿果腔在充盈过程中具有的高顺应性对于其正常功能至关重要，使其能够在最小的横膜压力变化下容纳显著的容积增加。本研究旨在通过分析无前处理状态下从完全排空到完全充盈的外源性尿果腔填充过程，阐明这一现象背后的物理机制。研究采用三种互补成像模式。采用分辨率为10.8 μm的高分辨率微型CT扫描，生成尿果腔腔隅的详细三维重建，显示充盈后尿果腔容积增加了62倍。对完整尿果腔的压力-容积研究描绘了三个填充机械阶段：初始高顺应性阶段、过渡阶段以及最终高压阶段。虽然此前的研究推测小型黏膜褶皱（450 μm）负责高顺应性阶段，但多光子显微镜（MPM）对排空尿果腔 dome 的检测显示，这些大褶皱的尺寸是这些褶皱的一个数量级更大。尿果腔在充盈过程中的成像显示，这些大尺度褶皱的平整化负责初始高顺应性阶段的容积增加。充盈和排空状态下尿果腔腔隅的三维重建显示，其高排空效率为97.13%。MPM成像结果表明，dome 中的大尺度褶皱通过驱动尿液向尿果腔出口，使其实现高排空率。这些见解对于尿果腔生物力学模型以及理解因尿果腔出口阻塞或年龄相关功能障碍等疾病条件下尿果腔功能变化至关重要。
引用
@article{arxiv.2501.10312,
title = {Elucidating the high compliance mechanism by which the urinary bladder fills under low pressures},
author = {Fatemeh Azari and Anne M. Robertson and Yasutaka Tobe and Paul N. Watton and Lori A. Birder and Naoki Yoshimura and Kanako Matsuoka and Christopher Hardin and Simon Watkins},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.10312},
year = {2025}
}