Slutsatser och framtida arbete

Det har visats att urinledaren inte fungerar som en sinusformad peristaltisk pump av den typ som beskrivs i . Det har dock visats att det är möjligt att utifrån en mer allmän analys hitta en form för urinledaren som kan ge urometrogram som stämmer väl överens med observationerna. I en sådan analys är urinledarens form också förenlig med observationerna. Det har också visats hur sådana storheter som det maximala tryck som registreras, urinflödeshastigheten samt frekvensen och hastigheten hos den kontraktila vågen är sammankopplade. Detta förklarar varför korrelationer med två av dessa storheter inte är möjliga om inte alla andra relevanta storheter kontrolleras.

Utifrån den diskussion som presenterats i de föregående avsnitten är det nu möjligt att ge följande redogörelse för händelserna när vi följer en peristaltisk våg i dess rörelse från njuren till urinblåsan (se fig. 6, där fig. 4b och c har reproducerats separat). Vi kommer att koncentrera oss på en hel våg, som vi för diskussionens skull låter börja och sluta ungefär i mitten av urinbassängen. Låt oss nu anta att vi har en kateter placerad vid axeln på station A när den peristaltiska vågen rör sig nedåt. Låt oss börja mäta tiden när spetsen på katetern som registrerar trycket befinner sig vid punkten O, när ett stoppur visar noll. Låt oss sedan observera vad som händer när urinledaren rör sig nedåt. Vid punkt O och tidpunkt noll är det tryck som registreras vilotrycket. Med tiden rör sig urinledaren i den riktning som visas av pilarna, men trycket förblir oförändrat tills tvärsnittet B kommer till O. Detta är det ögonblick då början på allvarlig ocklusion inträffar. När punkt B rör sig förbi katetern vid punkt O stiger trycket ganska snabbt för att bli maximalt vid station C. Därefter sjunker det snabbt och blir nästan lika stort som vilotrycket när lumen har nått sin minsta diameter vid punkt D. Därefter slappnar urinledaren av och trycket förblir lika stort som vilotrycket. Av fig. 6 kan man observera att punkten för maximalt tryck känns långt efter det att urinpölen har passerat, och detta är ett teoretiskt resultat som endast noggrann samtidig registrering av tryck och geometri kan styrka.* För att vara mer exakt, enligt fig. 6 är tiden mellan punkterna B och C cirka 4 sekunder; tiden mellan C och D är cirka 2 sekunder.

Fig. 6. Den här figuren är samma som fig. 4b och c men med olika notationer för att visa sambandet mellan ureterns kinematiska och vätskemekaniska beteende.

Det faktum att den minsta diametern hos den ockluderade uretern teoretiskt sett befanns vara ungefär 150 av ureterns genomsnittliga storlek (t.ex. 0.05 mm), när vi vet att katetern är betydligt större (en kateter av typen French 3 har en diameter på ungefär 1 mm), är ingen anledning att tvivla på denna modell eftersom, som förklarats ovan, storleken 0,05 mm inte är den faktiska fysiska diametern på urinledaren vid den punkt där den maximala ocklusionen sker, utan snarare en ekvivalent hydraulisk diameter som ger samma motstånd med den faktiska mer komplicerade sjöstjärnformade urinledarkonfigurationen. I denna teoretiska modell är urinledaren fuktad överallt, men det är tydligt att mängden urin i det nästan ockluderade tvärsnittet mellan B och D är mycket liten jämfört med mängden i huvudurinbassängen. Det är därför ett säkert antagande att varje peristaltisk våg överför den mängd urin som finns i varje bassäng. Det är alltså bassängens volym som mängden urinflöde beror på, men när det gäller urometrogrammet är det inte bassängens volym som är viktigast utan ureterns form mellan B och D. Med andra ord spelar ureterns form under den tidiga kontraktionsfasen och den slutliga utvidgningsfasen ingen roll för urometrogrammet, eftersom de tryck som motsvarar dessa punkter är desamma som vilotrycket. Detta är bilden som den framträder ur en vätskemekanisk synvinkel, under förutsättning att vi känner till den peristaltiska vågens kinematiska och geometriska beteende. Det kommer att vara av stort intresse att diskutera detta beteende och dessa fynd med avseende på urinledarens elasticitet, men detta ligger utanför den nuvarande författarens kompetens.

Med ovanstående i åtanke föreslås följande mekanism för överföring av urin, vilket redan föreslogs i . För att urinen ska kunna passera genom den ureterovesiska korsningen är det viktigt att det råder höga tryck i dess närhet. Eftersom vi fann att pmax endast kan kännas lokalt runt en förträngning måste den kontraktila vågen uppträda mycket nära den ureterovesikala korsningen om denna korsning skall fungera i en avlastande kapacitet. När den peristaltiska vågen verkar bort från denna korsning kan ureterns elasticitet ta emot den urin som förflyttas bort från förträngningspunkten utan att det behövs ett betydande tryck vid korsningspunkten. När kontraktionsvågen verkar nära korsningen finns det inte tillräckligt med längd för att elastiskt rymma den mängd urin som förskjuts i distal riktning, och som ett resultat av detta kommer höga tryck att utvecklas för att övervinna motståndet i korsningen.

Det är också uppenbart att tyngdkraften i princip inte behövs för utflödesprocessen. För om vi betraktar en man i uppochnedvänd position kommer följande händelseförlopp att observeras om vi börjar med helt tomma övre urinvägar. När urinen släpps ut från kalcierna till njurbäckenet kommer de kontraktila vågorna att lyfta mycket lite, om ens någon, urin till den ureterovesikala korsningen. När mer urin produceras kommer uretern att fylla sig själv av nödvändighet och då kommer den peristaltiska vågen att verka på det sätt som beskrivits tidigare.

Å andra sidan motsvarar det normala maximala trycket på cirka 25 mm Hg som utvecklas i ett urometrogram ett vattentryck på cirka 33 cm, vilket råkar vara ungefär urinledarens längd . Detta innebär att topptrycket kan upprätthålla, i grova drag, den urinkolonn som finns i en urinledare. Det enda problemet är att det krävs tillräckligt med övertryck vid den ureterovesikala korsningen för att öppna den. Av detta följer att en stor mängd urin i urinledaren inte kommer att passera genom urinblåsan om inte urinledaren kontinuerligt kan utveckla ett topptryck som är betydligt högre än 25 mm Hg, till exempel 75 mm Hg. Å andra sidan skulle biverkningar till följd av den uppochnedvända positionen kunna förhindra utvecklingen av så höga tryck.

Vi ska nu undersöka en situation där det råder avsaknad av gravitation. Med tanke på vad som sagts tidigare är det uppenbart att urinledaren förväntas fungera som den gör under normala förhållanden, förutom att det kommer att finnas en tendens till stenbildning eftersom uppehållstiden för samma mängd urin blir längre. Ett bevis på detta är den väletablerade tendensen hos patienter att bilda stenar när de är sängbundna under lång tid. I alla fall, även vid rymdflygning i avsaknad av gravitation, kommer således den mekanism som här föreslås för urinledarens funktion att förbli oförändrad eftersom gravitationen inte är nödvändig för processen, även om avsaknad av den kommer att skapa de nämnda sidoeffekterna.

Det föreliggande arbetet föreslår ett antal experiment. Det mest uppenbara och viktiga är att kombinera urometri med röntgenobservation och samtidigt göra alla nödvändiga registreringar så att alla följande storheter mäts när de varierar med avseende på tid: tryck, lumenets geometri, frekvensvågshastighet hos den peristaltiska vågen och mängden urin som släpps ut. Det kommer således att vara möjligt att kontrollera alla förgreningar av de teorier som presenteras här, förutsatt att denna information tillhandahålls för en mängd olika urinledare och förhållanden. Man bör kunna fastställa en universell matematisk relation för urinledaren som kan vara användbar vid kliniska observationer. Problem med retrograda vågor och reflux är också viktiga, men deras undersökning har redan påbörjats .

Det bör göras ytterligare arbete för att förstå mekanismen för den peristaltiska vågen, som, som man nu allmänt tror, är beroende av den elektrokemiska aktiviteten i uretarmuskeln. Av betydelse kan också vara kopplingen mellan ureterns elasticitet och vätskeflödet i närheten av den ureterovesiska korsningen, ett problem som inte har beaktats här.