بررسي بي‌اختياري استرسي ادرار در زنان با استفاده از روش‌هاي محاسباتي و داده‌هاي باليني

Investigating Stress Urinary Incontinence in Women Using Computational Methods and Clinical Data

بي‌اختياري استرسي ادرار، خروج غيرارادي ادرار از پيشابراه بعلت افزايش فشار شكمي در غياب انقباض مثانه است كه منجر به افزايش فشار مثانه‌اي به بيش از مقدار فشار پيشابراهي مي‌شود. زنان ميانسال بيشترين قشر در بيماران مبتلا به اين عارضه هستند. عليرغم آمار بالاي بيماران مبتلا به اين بيماري، اطلاعات بسيار اندكي در مورد مكانيك و نحوه عملكرد آن از لحاظ نظري وجود دارد. هدف پژوهش جاري، ايجاد يك مدل محاسباتي از مثانه و پيشابراه تحت يك فشار خارجي (همانند يك عطسه) است كه بتواند به كمك روش‌هاي عددي المان محدود و تكنيك‌هاي برهمكنش سيال-جامد به بررسي اين عارضه بپردازد. در ايجاد اين مدل، خواص مكانيكي اعمال شده به ديواره مثانه و پيشابراه و همچنين شرايط مرزي بافت‌هاي حمايت‌كننده از اهميت بسيار زيادي برخوردار هستند. نوآوري اين طرح نسبت به طرح‌هاي مشابه، استفاده از روش صريح در حل عددي و توجه بيشتر به ارتباط باليني در قياس با نگرش صرف مهندسي به موضوع است. نتايج نشان مي‌دهد كه دقت فشار پيش‌بيني شده در مركز مثانه براي مدلي كه از مدل ماده غيرخطي (هايپرالاستيك) استفاده مي‌كند نسبت به مدل خطي (الاستيك) به طور قابل توجهي بيشتر است. نتايج مدل‌هاي محاسباتي حاكي از آن است كه مي‌توان با استفاده از روش‌هاي عددي و ساده‌سازي فيزيك سامانه‌هاي زيستي همانند دستگاه ادراري تحتاني، نتايج آزمايشگاهي را در محيط مجازي با هدف شناخت ساز و كارهاي پاتولوژيكي مجددا توليد كرد.

Stress urinary incontinence (SUI) is characterized by the involuntary transurethral leakage of urine caused by increase in abdominal pressure in the lack of adequate bladder contraction that raises the vesical pressure to level that exceeds urethral pressure . Adult women are most commonly affected by SUI which is believed to be caused in part by injuries to the pelvic floor sustained during childbirth . Despite the large number of women affected by SUI , little is known about the mechanisms associated with the maintenance of urinary continence in women . The work in this research focuses on studying the behavior of the bladder and the dynamics of the urine during increase in abdominal pressure like a cough . The computational model is developed by using the Finite Elements Method (FEM) and Fluid-structure interaction (FSI) techniques. The results show good accordance between the clinical data and predicted values of the computational models. Simulated pressure is more accurate in the model in which non-linear material properties are utilized. The results of the computational methods indicate that by using numerical techniques and simplification of the physics of biological systems, clinical data are repeatable in virtual environment in order to investigate pathological mechanisms.