Ultrasonography של בוגרים זכר בדרכי השתן עבור בדיקות פונקציונליות השתן
Summary
אנו מתארים את השימוש באולטרסאונד בתדר גבוה עם הדמיה בניגוד כשיטה למדוד את עוצמת השלפוחית, עובי הקיר שלפוחית השתן, שמני מהירות, נפח ריק, משך הריק, וקוטר השופכה. אסטרטגיה זו ניתן להשתמש כדי להעריך את תפקוד המעיים ויעילות הטיפול בדגמי העכבר השונים של תפקוד בדרכי השתן התחתון (LUTD).
Abstract
השכיחות של היפרפלזיה שפיר קליני הערמונית (BPH) ותסמינים בדרכי השתן התחתונה (LUTS) הוא הולך וגובר בשל הזדקנות האוכלוסייה, וכתוצאה מכך כלכלית ואיכות משמעותית של החיים נטל. מודלים מסוגים שונים של העכבר ומדגמים אחרים פותחו כדי ליצור מחדש היבטים מגוונים של מחלה זו מרובת עצרת; עם זאת, שיטות כדי לכמת את תפקוד השתן באופן מדויק ואת האפקטיביות של אפשרויות טיפוליות חדשות חסרות. כאן, אנו מתארים שיטה שניתן להשתמש בה כדי למדוד את עוצמת השלפוחית ואת עובי הקיר, מהירות השתן, נפח החלל ומשך הריק, וקוטר השופכה. זה יאפשר הערכה של התקדמות המחלה ויעילות הטיפול לאורך זמן. ושלפוחית השתן הייתה. מדמיין באולטרסאונד לדימות שאינו ניגודיות, תמונה תלת-ממדית נלקחה משלפוחית השתן כדי לחשב את עוצמת הקול ולהעריך את הצורה; עובי הקיר שלפוחית השתן נמדד מתמונה זו. עבור הדמיה מוגברת לעומת זאת, קטטר הוצב דרך כיפת שלפוחית השתן באמצעות מחט של 27 מחובר מזרק על ידי PE50 אבובים. בתוך שלפוחית השתן התרחשה מנת משכל של 0.5 מ ל בשלפוחית השתן. קוטר האורטאראל נקבע בנקודת המבט של החלון לדוגמה של מהירות דופלר במהלך האירוע הראשון של הבוצמה. מהירות נמדדת עבור כל אירוע אחר מניב קצב זרימה. לסיכום, אולטרסאונד תדר גבוה הוכיחה להיות שיטה יעילה להערכת שלפוחית השתן מדידות השופכה במהלך תפקוד השתן בעכברים. טכניקה זו עשויה להועיל להערכת טיפולים חדשניים עבור BPH/LUTS בהגדרה ניסויית.
Introduction
היפרפלזיה שפירה של הערמונית (bph) היא מחלה המתפתחת אצל גברים כפי שהם בגיל ומשפיע כמעט 90% של גברים מעל 80 שנים של גיל1,2. למרות ההתפתחות של bph קשורה בדרך כלל עם הזדקנות, גורמים אחרים כולל השמנה תסמונת מטבולית יכול להוביל bph בגברים צעירים יחסית3,4. גברים רבים עם BPH לפתח תסמינים בדרכי השתן התחתונות (LUTS) כי להקטין באופן משמעותי את איכות החיים שלהם, וכמה סיבוכים ניסיון שעשויים לכלול דימום, זיהום, חסימה לשקע שלפוחית (BOO), אבני שלפוחית השתן, ואת אי ספיקת כליות. עלות הטיפול ב-bph חורגת $4,000,000,000 שנתי5,6,7. האבחון של LUTS נגרמת על ידי BPH בדרך כלל מסתמך על השימוש במדד AUA סימפטום (AUA) ציון, uroflowmetry והערכה של גודל הערמונית8. האטיולוגיה של BPH/LUTS הוא מורכב ורב עצרת, ופיתוח מחלות והתקדמות היתה קשורה עם היפרפלזיה הערמונית (שגשומה), השרירים החלקה שרירים, פיברוזיס. הטיפולים הנוכחיים כוללים את השימוש ב-α-אדרררגיות חוסמי כדי לווסת את טונוס השריר החלק בתוך שלפוחית השתן והערמונית כדי להקל LUTS ו/או 5α-רדוקטאז מעכבי כדי להקטין את מטבוליזם האנדרוגן ולהקטין את גודל הערמונית. מודלים מחלה טובה יותר, murine ואחרים, כדי לאפשר מחקר מדויק של ההשפעות של גורמים סיבתי מגוונת וטיפולית בתהליך זה המחלה לאורך זמן הוא רצוי מאוד9.
מודלים מכרסמים השתמשו בהרחבה כדי ללמוד אורודינמיקה; עם זאת, רוב המחקרים מתמקדים מיקרוטוריזציה נשית ומחלה10. על מנת לבחון באופן מלא את כל ההיבטים של LUTS זכר, מודלים מכרסמים פותחו והשתמשו כדי ללמוד היבטים שונים של BPH כולל שינויים התפשטות הסלולר, השריר חלק פונקציה, התצהיר קולגן, ודלקת11, מיכל בן 12 , מיכל בן 13 , 14. עם זאת, מכרסמים ואנטומיה הערמונית האנושית שונים. בעוד הערמונית האנושית היא קומפקטית ומקורה על ידי שכבה מרוכזת fiרומטוזיס, הערמונית מכרסם הוא לובלי; ואת ההבדלים הללו לסבך השוואות ישירות של התקדמות המחלה ויעילות הטיפול. בנוסף, מתקשים LUTS להעריך עכברים, שכן לא ניתן למדוד במישרין את הטרחה. במקום זאת, השיטות הנוכחיות לחקר מחלות מתאם תכונות היסטולוגית עם תכונות פיזיולוגיות (כלומר, עוצמת שלפוחית השתן ועובי הקיר עם uroflowmetry, הריק ספוט assays ונתוני נקודת הקצה cystometry) השווים את רמת השתן תפקוד בין מודל bph לבין חיות בקרה12,15,16,17,18. תכונות פיסיולוגיים מוערכים לעתים קרובות כנקודות קצה של נמק שלאחר המוות, וקיימת אי-יכולת בתוך אותה חיה כדי להתבונן ב-BOO בכל הזמן. לאחרונה, זיהינו תת חלוקה של השופכה האגן (השופכה הערמונית) שם שתלים הורמונים אקסוגניים לגרום היצרות המבוססת על הערכות נמק שלאחר המוות12. השיטות הנוכחיות אינן מתירות את הישירות, בvivo הצרת השופכה בזמן הווצמה.
אולטרסאונד היא טכניקה לא פולשנית אבחון והערכה כי בהצלחה בשימוש במודלים אחרים מחלות. הוא משמש לכמת נפח איברים ולהעריך את זרימת כלי הדם19,20,21. אולטרסאונד משמש גם כדי להמחיש ולהנחות מיקרוזריקות, המאפשר זריקות ממוקדות של תאי גזע או תרופות אחרות, וכלה להעריך את התפקוד הסיסטולי ואת הלב הדיאסטולי.
פרוטוקול זה מתאר את השימוש באולטרסאונד בתדר גבוה כדי להעריך אנטומיה בדרכי השתן התחתונות ולהעריך את הפיזיולוגיה של השתן בעכברים מורדם. אנו מתארים את השימוש באולטרסאונד למדידת נפח שלפוחית השתן ואת עובי הקיר. אנו גם לתאר את השימוש בחדות לעומת אולטרסאונד למדוד מהירות שתן, שתן נפח, משך הריק, ואת קוטר השופכה. השימוש באולטרסאונד מספק הבנה מקיפה יותר של מערכת השתן התחתונה בvivo, קובע כיצד המחלה משנה פונקציה רגילה של הווצמה, ומעניקה לנו את הכלים כדי להעריך טוב יותר את האפקטיביות של אפשרויות טיפוליות חדשות. כיום, פרוטוקול הדימות שאינו בניגוד הוא אי-מסוף, בעוד פרוטוקול הדימות המשופר בחדות הנוכחי הוא פרוצדורת מסוף.
Protocol
Representative Results
Discussion
טכניקות נוכחיות להערכת דרכי השתן התחתון של מכרסמים מוגבלים על ידי היכולת שלהם ישירות לתאם שינויים בפיזיולוגיה ולבצמה עם שינויים היסטולוגיה הערמונית הסוגר התקדמות המחלה. במקום הריק האומר וuroflowmetry ניתן להשתמש כדי להעריך את אירועי הטלת השתן הספונטנית במכרסמים, וניתן להשתמש בטכניקות אלה כד?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
היינו רוצים להודות לאמילי ריצ’קה, לקריסטן אוטלסמן ולמעבדת הריקה על עזרתם בגידול בעלי חיים ובמשוב על כתב היד הזה. היינו רוצים להודות NIDDK ו-ארני עבור התמיכה הפיננסית שלהם למחקרים אלה: U54 DK104310 (מלחמה, ריבה, PCM, CMV, דב), R01 ES001332 (מלחמה, CMV), K12 DK100022 (TTL, AR-A, DH). התוכן הוא האחריות הבלעדית של המחברים ואינו מייצג את ההשקפות הרשמיות של ה-NIH.
Materials
| 21mm Clear Tubing | Supera Anesthesia Innov | 301-150 | |
| 27 gauge needle | BD | Z192376 | |
| 4 port Manifold | Supera Anesthesia Innov | RES536 | |
| DEFINITY | Lantheus Medical Imaging | DE4 | |
| F/AIR Canister | Supera Anesthesia Innov | 80120 | |
| Graefe forceps (Serrated, Straight) | F.S.T. | 11050-10 | |
| Inlet/Outlet Fittings | Supera Anesthesia Innov | VAP203/4 | |
| Isoflurane | Midwest Vet Supply | 193.33161.3 | |
| Isoflurane Vaporizer | Supera Anesthesia Innov | VAP3000 | |
| MV707 probe | Fujifilm VisualSonics Inc | ||
| Oxygen Flowmeter | Supera Anesthesia Innov | OXY660 | |
| Polyethylene 50 tubing | BD | 427516 | |
| Pressure Reg/Gauge | Supera Anesthesia Innov | OXY508 | |
| Rebreathing Circuits | Supera Anesthesia Innov | CIR529 | |
| Small Mice Nose Cone | Supera Anesthesia Inov | ACC526 | |
| Sterile saline | Midwest Vet Supply | 193.74504.3 | NaCl 0.9%, Injectable |
| Straight Sharp/Blunt Scissors | Fine Scientific Tools (F.S.T) | 14054-13 | |
| Syringe | BD | 309646 | 5mL |
| Vevo 770 | Fujifilm VisualSonics Inc | ||
| VIALMIX | Lantheus Medical Imaging | VMIX |
References
- Kirby, R. S. The natural history of benign prostatic hyperplasia: what have we learned in the last decade. Urology. 5, 3-6 (2000).
- Berry, S. J., Coffey, D. S., Walsh, P. C., Ewing, L. L. The development of human benign prostatic hyperplasia with age. Journal of Urology. 132 (3), 474-479 (1984).
- Lotti, F., et al. Elevated body mass index correlates with higher seminal plasma interleukin 8 levels and ultrasonographic abnormalities of the prostate in men attending an andrology clinic for infertility. Journal of Endocrinological Investigation. 34 (10), 336-342 (2011).
- Lotti, F., et al. Metabolic syndrome and prostate abnormalities in male subjects of infertile couples. Asian Journal of Andrology. 16 (2), 295-304 (2014).
- Chute, C. G., et al. The prevalence of prostatism: a population-based survey of urinary symptoms. Journal of Urology. 150 (1), 85-89 (1993).
- Isaacs, J. T., Coffey, D. S. Etiology and disease process of benign prostatic hyperplasia. Prostate Supplemental. 2, 33-50 (1989).
- Kortt, M. A., Bootman, J. L. The economics of benign prostatic hyperplasia treatment: a literature review. Clinical Therapeutics. 18 (6), 1227-1241 (1996).
- Abrams, P., et al. Evaluation and treatment of lower urinary tract symptoms in older men. Journal of Urology. 181 (4), 1779-1787 (2009).
- Roehrborn, C. G. Benign prostatic hyperplasia: an overview. Reviews Urology. 7, 3-14 (2005).
- Andersson, K. E., Soler, R., Fullhase, C. Rodent models for urodynamic investigation. Neurourology and Urodynamics. 30 (5), 636-646 (2011).
- Nicholson, T. M., et al. Estrogen receptor-alpha is a key mediator and therapeutic target for bladder complications of benign prostatic hyperplasia. Journal of Urology. 193 (2), 722-729 (2015).
- Nicholson, T. M., et al. Testosterone and 17beta-estradiol induce glandular prostatic growth, bladder outlet obstruction, and voiding dysfunction in male mice. Endocrinology. 153 (11), 5556-5565 (2012).
- Ricke, W. A., et al. In Utero and Lactational TCDD Exposure Increases Susceptibility to Lower Urinary Tract Dysfunction in Adulthood. Toxicological Sciences. 150 (2), 429-440 (2016).
- Bell-Cohn, A., Mazur, D. J., Hall, C. C., Schaeffer, A. J., Thumbikat, P. Uropathogenic Escherichia coli-Induced Fibrosis, leading to Lower Urinary Tract Symptoms, is associated with Type-2 cytokine signaling. American Journal of Physiology Renal Physiology. , (2019).
- Wegner, K. A., et al. Void spot assay procedural optimization and software for rapid and objective quantification of rodent voiding function, including overlapping urine spots. American Journal of Physiology Renal Physiology. , (2018).
- Bjorling, D. E., et al. Evaluation of voiding assays in mice: impact of genetic strains and sex. American Journal of Physiology Renal Physiology. 308 (12), 1369-1378 (2015).
- Leung, Y. Y., Schwarz, E. M., Silvers, C. R., Messing, E. M., Wood, R. W. Uroflow in murine urethritis. Urology. 64 (2), 378-382 (2004).
- Fry, C. H., et al. Animal models and their use in understanding lower urinary tract dysfunction. Neurourology and Urodynamics. 29 (4), 603-608 (2010).
- Khoo, S. W., Han, D. C. The use of ultrasound in vascular procedures. Surgical Clinics of North America. 91 (1), 173-184 (2011).
- Hunter, L. E., Simpson, J. M. Prenatal screening for structural congenital heart disease. Nature Reviews Cardiology. 11 (6), 323-334 (2014).
- Hammoud, G. M., Ibdah, J. A. Utility of endoscopic ultrasound in patients with portal hypertension. World Journal of Gastroenterology. 20 (39), 14230-14236 (2014).
- Sikes, R. A., Thomsen, S., Petrow, V., Neubauer, B. L., Chung, L. W. Inhibition of experimentally induced mouse prostatic hyperplasia by castration or steroid antagonist administration. Biology of Reproduction. 43 (2), 353-362 (1990).
- Mizoguchi, S., et al. Effects of Estrogen Receptor beta Stimulation in a Rat Model of Non-Bacterial Prostatic Inflammation. Prostate. 77 (7), 803-811 (2017).
- Pandita, R. K., Fujiwara, M., Alm, P., Andersson, K. E. Cystometric evaluation of bladder function in non-anesthetized mice with and without bladder outlet obstruction. Journal of Urology. 164 (4), 1385-1389 (2000).
