Conclusions and Future Work
Wykazano, że moczowód nie funkcjonuje jak sinusoidalna pompa perystaltyczna typu opisanego w . Wykazano jednak, że możliwe jest znalezienie, na podstawie bardziej ogólnej analizy, kształtu moczowodu zdolnego do uzyskania urometrogramów w dobrej zgodności z obserwacjami. Również, w takiej analizie, kształt moczowodu jest zgodny z obserwacjami. Wykazano również, że takie wielkości, jak maksymalne rejestrowane ciśnienie, szybkość przepływu moczu oraz częstotliwość i szybkość fali skurczowej są wzajemnie powiązane. Wyjaśnia to, dlaczego korelacje z jakimikolwiek dwoma z tych wielkości nie są możliwe, jeśli wszystkie inne istotne wielkości nie są kontrolowane.
Z dyskusji przedstawionej w poprzednich rozdziałach można teraz podać następujący opis wydarzeń, gdy śledzimy falę perystaltyczną w jej ruchu od nerki do pęcherza moczowego (patrz ryc. 6, na której ryciny 4b i c zostały odtworzone oddzielnie). Skoncentrujemy się na jednej pełnej fali, która dla dobra dyskusji będzie się zaczynać i kończyć mniej więcej w środku basenu moczowego. Załóżmy teraz, że mamy cewnik umieszczony na osi stacji A, gdy fala perystaltyczna przesuwa się w dół. Zacznijmy mierzyć czas, gdy końcówka cewnika rejestrująca ciśnienie znajdzie się w punkcie O, gdy stoper wskaże zero. Następnie obserwujmy, co dzieje się w miarę przesuwania się moczowodu w dół. W punkcie O i czasie zerowym rejestrowane ciśnienie jest ciśnieniem spoczynkowym. W miarę upływu czasu moczowód przesuwa się w kierunku pokazanym strzałkami, ale ciśnienie pozostaje niezmienione, aż do momentu, gdy przekrój B dotrze do punktu O. Jest to moment, w którym następuje początek poważnej okluzji. Jak punkt B przesuwa się obok cewnika w punkcie O, ciśnienie wzrasta dość szybko, aby osiągnąć maksimum w stacji C; następnie szybko spada i staje się prawie równe ciśnieniu spoczynkowemu, gdy światło osiągnęło swoją minimalną średnicę w punkcie D. Od tego momentu moczowód rozluźnia się, a ciśnienie pozostaje równe ciśnieniu spoczynkowemu. Na ryc. 6 można zauważyć, że punkt maksymalnego ciśnienia jest odczuwalny długo po tym, jak zniknie zbiornik moczu, i jest to teoretyczny wniosek, który może potwierdzić tylko staranna jednoczesna rejestracja ciśnień i geometrii.* Dokładniej, z ryc. 6 wynika, że czas pomiędzy punktami B i C wynosi około 4 s; czas pomiędzy C i D wynosi około 2 s.
Ryc. 6. Ten rysunek jest taki sam jak rys. 4b i c, ale z innymi zapisami, aby pokazać związek między kinematycznym i płynno-mechanicznym zachowaniem moczowodu.
Fakt, że minimalna średnica okludowanego moczowodu została znaleziona teoretycznie, aby być około 150 średniego rozmiaru moczowodu (powiedzmy, 0.05 mm), kiedy wiemy, że cewnik jest znacznie większy (cewnik French 3 ma średnicę w przybliżeniu 1 mm), nie jest powodem do zwątpienia w ten model, ponieważ, jak wyjaśniono powyżej, rozmiar 0,05 mm nie jest rzeczywistą fizyczną średnicą moczowodu w punkcie maksymalnej okluzji; jest to raczej równoważna średnica hydrauliczna, która oferuje ten sam opór z rzeczywistą bardziej skomplikowaną konfiguracją moczowodu w kształcie rozgwiazdy. W tym teoretycznym modelu moczowód jest wszędzie zwilżony, ale jest jasne, że ilość moczu w prawie zatkanym przekroju między B i D jest rzeczywiście bardzo mała w porównaniu z ilością w głównym zbiorniku moczu. Dlatego bezpiecznym założeniem jest stwierdzenie, że każda fala perystaltyczna przenosi ilość moczu znajdującą się w każdym z basenów. Objętość basenu jest więc tą, od której zależy ilość strumienia moczu, ale jeśli chodzi o urometrogram, ważnym czynnikiem nie jest objętość basenu, lecz kształt moczowodu pomiędzy B i D; innymi słowy, kształt moczowodu podczas wczesnej fazy skurczu i końcowej fazy rozszerzania nie odgrywa żadnej roli w urometrogramie, ponieważ ciśnienia odpowiadające w tych punktach są takie same jak ciśnienie spoczynkowe. Taki obraz wyłania się z punktu widzenia mechaniki płynów, przy założeniu, że znamy zachowanie kinematyczne i geometryczne fali perystaltycznej. Bardzo interesujące będzie omówienie tego zachowania i tych ustaleń w odniesieniu do elastyczności moczowodu, ale wykracza to poza kompetencje obecnego autora.
Mając powyższe na uwadze, proponuje się następujący mechanizm przenoszenia moczu, jak już sugerowano w . Aby mocz mógł przejść przez połączenie moczowodowo-pęcherzowe, ważne jest, aby w jego pobliżu występowało wysokie ciśnienie. Ponieważ stwierdziliśmy, że pmax może być odczuwane tylko lokalnie wokół zwężenia, fala skurczowa musi pojawić się bardzo blisko połączenia moczowodowo-pęcherzowego, jeśli to połączenie ma działać w charakterze rozładowującym. Gdy fala perystaltyczna działa z dala od tego połączenia, elastyczność moczowodu jest w stanie pomieścić mocz, który jest przemieszczany z dala od miejsca zwężenia, bez potrzeby stosowania znacznego ciśnienia w miejscu połączenia. Kiedy fala skurczu działa w pobliżu połączenia, nie ma wystarczającej długości, aby pomieścić elastycznie ilość moczu przemieszczoną w kierunku dystalnym, a w rezultacie rozwinie się wysokie ciśnienie, aby pokonać opór połączenia.
Jest również oczywiste, że w zasadzie grawitacja nie jest potrzebna do procesu wypróżniania. Jeśli bowiem weźmiemy pod uwagę człowieka w pozycji odwróconej, to zaczynając od całkowicie pustych górnych dróg moczowych, zaobserwujemy następującą sekwencję zdarzeń. Ponieważ mocz jest odprowadzany z kielichów do miedniczki nerkowej, fale skurczowe uniosą bardzo niewiele moczu, jeśli w ogóle, do połączenia moczowodowo-jelitowego. W miarę wytwarzania większej ilości moczu, moczowód z konieczności wypełni się, a wtedy fala perystaltyczna będzie działać w sposób opisany poprzednio.
Z drugiej strony, normalne maksymalne ciśnienie około 25 mm Hg rozwinięte w urometrogramie odpowiada ciśnieniu wody około 33 cm, co zdarza się mniej więcej na długości moczowodu . Oznacza to, że szczytowe ciśnienie może utrzymać, w przybliżeniu, kolumnę moczu znajdującą się wewnątrz moczowodu. Jedyna przeciwność wynika z faktu, że do otwarcia połączenia moczowodowo-pęcherzowego potrzebny jest odpowiedni nadmiar ciśnienia. Wynika z tego, że duża ilość moczu w moczowodzie nie przejdzie przez pęcherz moczowy, chyba że moczowód jest w stanie w sposób ciągły rozwijać ciśnienie szczytowe znacznie wyższe niż 25 mm Hg, powiedzmy 75 mm Hg. Z drugiej strony, skutki uboczne wynikające z pozycji do góry nogami mogłyby zapobiec rozwojowi tak wysokich ciśnień.
Zbadamy teraz sytuację, w której brak jest grawitacji. W świetle tego, co zostało powiedziane wcześniej, jest oczywiste, że moczowód powinien funkcjonować tak jak w normalnych warunkach, z wyjątkiem tego, że będzie tendencja do tworzenia się kamieni, ponieważ czas przebywania tej samej ilości moczu będzie dłuższy. Dowodem na to jest oferowany w dobrze ugruntowanej tendencji pacjentów do tworzenia kamieni, gdy są one ograniczone do łóżka przez długi czas. Tak więc, we wszystkich przypadkach, nawet w locie kosmicznym przy braku grawitacji, sugerowany tutaj mechanizm funkcjonowania moczowodu pozostanie niezmieniony, ponieważ grawitacja nie jest niezbędna dla tego procesu, chociaż jej brak spowoduje skutki uboczne, o których mowa.
Ta praca sugeruje szereg eksperymentów. Najbardziej oczywistym i najważniejszym z nich jest połączenie urometrii z obserwacją radiograficzną, przy jednoczesnym dokonaniu wszystkich niezbędnych zapisów, tak aby wszystkie następujące wielkości były mierzone jako zmieniające się w odniesieniu do czasu: ciśnienie, geometria światła, prędkość fali perystaltycznej i ilość wydalanego moczu. W ten sposób będzie można, zakładając, że informacje te zostaną dostarczone dla różnych moczowodów i warunków, sprawdzić wszystkie konsekwencje przedstawionych tu teorii. Powinno się udać ustalić uniwersalną zależność matematyczną dla moczowodu, która mogłaby być przydatna w obserwacjach klinicznych. Problemy fal wstecznych i refluksu są również ważne, ale ich badanie już się rozpoczęło .
Dodatkowa praca powinna być wykonana w zrozumieniu mechanizmu fali perystaltycznej, która, jak się obecnie powszechnie uważa, zależy od aktywności elektrochemicznej mięśnia moczowodu. Istotne znaczenie może mieć również sprzężenie elastyczności moczowodu z przepływem płynu w sąsiedztwie połączenia moczowodowo-pęcherzowego, problem, który nie był tu rozpatrywany.
.