Urodynamické metody s měřením tlaku František Záťura, FN a LF UP Olomouc Měření tlaku jako biomedicínské veličiny má v hodnocení funkce dolních močových cest rozhodující význam. Využívá jej více metod. Je základem cystometrie i profilometrie uretry (tlakový profil uretry - UPP). Využíváme jej i u metod s hodnocením tlaku v okamžiku úniku moči při vyšetření stresové inkontinence (Valsalva Leak Point pressure, Abdomninal Leak Point Pressure) i rizika poškození horních močových cest při neurogenním měchýři (Detrusor Leak point Pressure). Rovněž měříme tlaky v horních močových cestách jednoduchou pyelomanometrií nebo metodou dle Whitakera, kde zaznamenáváme současně i tlak v močovém měchýři pro hodnocení transportní schopnosti močovodu. Při sledování funkce močových cest tlak hodnotíme vždy ve vztahu k dalším veličinám. Cystometrie je vztah mezi objemem měchýře a tlakem v měchýři, profilometrie uretry pak vztah tlaku a polohy měřícího prvku (otvor katetru, mikrobalonek či senzor tlaku na katetru) v uretře. Metody hodnotící únik moči sledují tlak v měchýři (VaLsalva Leak point Pressure) při určité náplni či abdominální tlak (ALPP) při úniku moči. Tlak v močovém měchýři, uretře či pánvičce ledviny lze měřit více způsoby, které se liší použitými snímači, způsobem kalibrace a nulování, rizikem kontaminace pacienta infekcí, obtížností přípravy i cenou snímačů. Vždy je vhodné, když je celý měřící řetězec ověřen výrobcem a sestaven tak, aby umožnil přesné měření, nejjednodušší přípravu a minimální riziko metrologických chyb a artefaktů či kontaminace pacienta. Proto existuje celá řada setů, které zahrnují kombinaci tlakového snímače, přívodních hadiček a kohoutů s barevným kódováním dle měřené veličiny, vše v jednom sterilním setu. Stejné barvy mají hadičky, kohouty a pokud možno i křivky na grafu měřícího protokolu. 1
Pro měření v měchýři se zpravidla užívá barva modrá, v uretře červená, v konečníku pro abdominální tlak bílá či černá. Při měření s využitím plynových "Air charged" katetrů pak jsou barvy : Měchýř = zlatá, Uretra = zelená a Rektum = modrá Základní pojmy: Tlakoměr, tenzometr, transducer, tlakové čidlo : převodník biologického tlaku na měřitelný elektrický signál. Zpravidla jde o piezoelektrická, diodová nebo tenzometrická čidla, která mění elektrické parametry (odpor, kapacitu apod.) dle tlaku, který na ně působí. Příprava měřící sestavy (priming): postup, kterým připravíme měřící sestavu tak, že můžeme přesně měřit bez artefaktů a chyb. Je zpravidla uveden k návodu urodynamického přístroje a je vhodné jej dodržovat; pokud se od něj odchýlíme, je třeba nový postup podrobně dokumentovat. Nulování (zeroing): definice nulové hodnoty měřícího rozsahu u měřících sestav, využívajících pro přenos tlaku sloupec kapaliny. Tlak se od této základní hodnoty, zpravidla definované horním okrajem symfýzy, může odchylovat do pozitivních i negativních hodnot a vyjadřuje tak, že v místě čidla je nižší, nebo vyšší tlak než tlak v oblasti symfýzy. Čidla pro měření tlaku (transducery, tlakoměry, manometry či tenzometry). V urodynamice používáme celou řadu tlakových čidel, která se liší nejen technologií výroby, ale i principem přenosu tlaku z měchýře, uretry či konečníku k tlakovému čidlu. 2
V současnosti se rutinně využívají měření: - s využitím katetrů s mikrobalónkem (T-DOC, air charged) a přenosem tlaku vzduchovým sloupcem. Přenos je umožněn zvýšeným tlakem v systému od balonku do snímače, který je součástí přípojného kabelu. Není třeba nulování. - univerzálními tlakovými snímači s přenosem tlaku kapalinou. Snímače jsou primárně určeny pro měření krevních tlaků, proto rozsah měření tlaků je větší a citlivost menší než u specializovaných urodynamických typů. Sestavy vyžadují nulování. - katetrů s mikrosnímačem v těle katetru (MTC, MicroTip), většinou resterilizovatelné. Zde odpadá přenos tlaku, protože jej měříme polovodičovým senzorem přímo v orgánu a po vodiči již jde informace převedená na elektrický signál. Jde o měření absolutního tlaku v místě senzoru, sestavu není třeba nulovat. 1) Měření s měřícím katetrem s mikrobalonkem ( Air charged Catether, Luftkateter) Jedná se o novější technologii, její podíl stále stoupá a ve vyspělých zemích tvoří základní postup měření. Oblíbená je i mezi zdravotními sestrami, protože nastavení přístroje je s ní velmi snadné. Principem měření je přenos tlaku přes malý balónek na měřícím katétru. Odtud se přenáší kapilárou vzduchem do snímače tlaku, integrovaném na kabelu, připojeného do přístroje. Snímač na kabelu obsahuje i zařízení, které před měřením zvýší nafouknutím tlak v měřícím systému a tím umožní přenos tlaku vzduchem s minimální ztrátou. 3
Obr.1 - T-DOC Air charged katétr s mikrobalonkem Výhodou je: - jednoduchá příprava bez nutnosti proplachování a vytěsňování bublinek z tlakového systému, - přesné měření, které nevyžaduje složité nulování a kalibraci, - protože přenos tlaku je přes mikrobalónek, odpadají relativně časté problémy s naléháním otvoru katétru na sliznici a tím způsobené poruchy měření, - prakticky jediná možnost korektního měření profilometrie, protože balonek snímá tlak z celého obvodu uretry, - protože se do pacienta tlakovým systémem nevstřikuje tekutina, nehrozí takové riziko infekce, jako u systému s vodním sloupcem, - ekonomická výhodnost, protože tlakový snímač je součástí kabelu a vyměňují se jen měřící katétry. Obr.2 - senzor na kabelu pro T-DOC katétry 4
Obr. 3 - sestava kabelů s T-DOC senzory pro urodynamická měření Kalibrace: systém je zpravidla nakalibrován z výroby, a během standardního měření ji není třeba provádět. Pro kontrolní kalibraci je dodáváno speciální kalibrační zařízení s těsnicí manžetou kolem katétru a integrovaným tlakoměrem. Nulování: nulování na atmosférický tlak není třeba, protože jde o absolutní hodnoty dané měřící sestavou. Postup měření: měřící katétry T DOC zavedeme do měchýře či rekta a připojíme ke kabelu, zásadně v poloze přepínače snímače na kabelu OPEN,. Před začátkem měření přepneme do polohy Charge a můžeme začít měření. 2) Přenos tlaku z měchýře ke snímači vodním sloupcem. Jedná se prakticky o nejstarší techniku měření. Pracuje na principu spojených nádob. Snímače jsou určeny buď pro jednorázové použití, kdy je tekutina vodního sloupce přímo ve styku se snímací membránou senzoru, nebo pro použití opakované, kde je sterilita zajištěna výměnnou komůrkou, jejíž flexibilní membrána přenáší tlak na nesterilní snímač. 5
Obr.4 - klasický snímač TESLA LDP 160. Šipkou je označena skleněná membrána, na kterou jsou z druhé strany napařeny tenzometry. Snímač nelze dokonale sterilizovat, a proto již není vhodný pro využití v urodynamice. Některé podobné typy (Statham) využívají uzavřenou sterilní jednorázovou komůrku (Dome) s membránou, která přenese tlak na skleněnou membránu trvale používané měřící části. Základní podmínkou měření touto technikou je dokonalý sloupec kapaliny mezi místem snímání tlaku a komůrkou snímače, zajištěný dokonalou náplní měřícího katétru, spojovací hadičky i komůrky snímače sterilní tekutinou. I malá bublina zcela znehodnotí měření, protože plyn je stlačitelný a měření pak zkreslené. Specializované sety využívají tenčí a tužší přípojné hadičky, ze kterých lze bubliny vypudit lépe. Jednorázové snímače pro měření s přenosem tlaku vodním sloupcem mají snímač umístěný v komůrce, která je přímo ve styku s tekutinou přenášející tlak z místa měření. Opakované využití jednorázových snímačů nelze doporučit pro riziko nozokomiální infekce, protože je vzhledem ke konstrukci měřící komůrky nelze bezpečně resterilizovat. Rovněž žádný výrobce negarantuje dlouhodobou stálost metrologických parametrů, i když ze zkušeností s experimentálním měření na fantomech se zdá, že k poruše funkce dochází skokově, kdy snímač měří buď korektně, nebo neměří vůbec. 6
Obr. 5 - jednorázové snímače tlaku (MEDEX) Resterilizovatelné snímače pro přenos tlaku vodním sloupcem prakticky neexistují. Dříve hojně využívané klasické snímače TESLA LMP 160 (obr.1) se skleněnou membránou jako součástí snímače, které byly původně používány opakovaně po desinfekci komůrky a nástavce, již nejsou více než 10 let ve výrobě, protože pouze zvýšená desinfekce nevyhovuje současným požadavkům. Typy tlakových snímačů s přenosem vodním sloupcem pro opakovaná měření mají senzor krytý membránou, která není přímo ve styku s kapalinou. Při měření se používají jednorázové sety s komůrkou, vybavenou rovněž membránou. Ta se nasadí na snímač a protože jsou obě membrány v kontaktu, přenáší tlak do senzoru snímače, který tak není ve styku s tekutinou a tedy ani s pacientem a nemusí být sterilní. Obr. 6 - Snímače tlaku pro stálé použití (MEDEX), šipkami jsou označeny membrány pro přenos tlaku 7
Obr. 7 - Snímače tlaku pro stálé použití (MEDEX) s nasazenými komůrkami pro přenos tlaku na membránu snímače Oba typy snímačů - jednorázové i pro opakovaná měření mají prakticky stejné metrologické vlastnosti a výběr typu závisí na provozu pracoviště a ekonomické rozvaze uživatele. Druhou podmínkou správného měření u přenosu tlaku vodním sloupcem je definování začátku stupnice měření - nuly (zeroing). Tento způsob měření totiž nenabízí absolutní hodnoty tlaku, ale hodnoty relativní,kdy je sice tlak měřen přesně, ale není znám počátek stupnice. Je tedy třeba měření vztáhnout k určité počáteční hladině tlaku, která byla stanovena dohodou jako atmosférický tlak ve výši horního okraje symfýzy. Tlakový systém proto musíme otevřít ve výši horního okraje symfýzy a potvrdit měřícímu přístroji tuto hodnotu jako počátek stupnice měření tlaku. Sety pro měření obsahují kohouty, kterými můžeme tlakový snímač spojit s pacientem nebo otevřít do atmosféry. Můžeme rovněž pohybovat snímači po vertikálním fixačním stojanu a tlak jemně nastavit- zejména při změně polohy symfýzy nemocného při vstávání. 8
3) Měření s měřícím katetrem s mikrosnímačem tlaku (MTC, MicroTip katétr) Čidlo či čidla jsou umístěna přímo na těle měřícího katetru, který je většinou několikrát resterilizovatelný a to až 40x. Obr. 8 - katétr s tenzometrickým čidlem Jeho pořizovací cena je dosud poměrně vysoká, ale při přepočtu na počet vyšetření se naopak jeví příznivě. Je však třeba kalkulovat i náklady na sterilizaci, která se většinou provádí technologií s nízkou teplotou (plazma, plynová sterilizace). Podle počtu senzorů (cystometrie 1, profilometrie 2) se cena katétru pro opakovanou sterilizaci se snímači pohybuje mezi 20.000-40.000 Kč. Princip měření: většinou se jedná o polovodičový tenzometr, pro profilometrie pak jsou na katétru čidla dvě,jedno ke konci katétru a další asi 5 cm vzdálené, abychom mohli snímat současně tlak v měchýři i uretře. Cystometrický katétr má i lumen pro plnění měchýře. Sestava pro měření: měřící katétr s čidlem, přípojný kabel. Není třeba trubiček ani kohoutů, při profilometrii se nepoužívá perfúze. Kalibrace: sestava se kalibruje zpravidla při prvním připojení katétru k přístroji. Nulování:u tohoto systému není třeba nulování, stačí jej provést během kalibrace při prvním připojení k přístroji. 9
Sestava pro měření technikou T-DOC A) pro cystometrii obsahuje (modře trvale využitelné díly): MU 9109 Set pro cystometrické čerpadlo Kanál pro měření tlaku v měchýři P ves : MU 9102 Kabel se snímačem Air Charged T-DOC 9102-2 Katétr Air Charged 2 kanálový (i pro profilometrii), obsahuje kromě dvou měřících balonků i lumen pro plnění měchýře, většinou je jeho uzávěr spojen s drátem, který vyztuží katétr při zavádění a při plnění pro cystometrii se odstraní. Nebo 9102-1 Katétr Air Charged 1 - kanálový rovněž obsahuje druhé lumen s uzávěrem spojeným s drátem, který se před plněním odstraní. Kanál pro abdominální tlak P abd MU 9102 Kabel se snímačem Air Charged T-DOC 9102-1 Katétr Air Charged 1 - kanálový s luminem pro naplnění rekta tekutinou pro lepší přenos tlaku. Sestava pro měření pro Profilometrii P ura obsahuje: MU 9102 Kabel se snímačem Air Charged T-DOC 9102-2 Katetr Air Charged 2 kanálový Není třeba perfúzní set či pumpa nepoužívá se proplachování 10
Sestava pro měření tlaku s přenosem vodním sloupcem jednorázové tlakové snímače Sestava pro cystometrii obsahuje (modře - trvale využitelné díly): MU 9109 Set pro cystometrické čerpadlo Kanál pro měření tlaku v měchýři P ves : MU 9103 Kabel pro jednorázový tlakový snímač MEDEX 9103-1 Transtar set - 3 kusy jednorázových tlakových snímačů MEDEX, každý se dvěma barevně odlišenými kohouty a barevně kódovanou hadičkou. Cystometrický kanál kódovaný modře Měřící katetr pro cystometrii - dva kanálky pro měření tlaku v měchýři a plnění, nebo tři kanálky pro následnou profilometrii uretry Kanál pro abdominální tlak P abd MU 9103 Kabel pro jednorázový tlakový snímač MEDEX Transtar set již obsahuje tlakový snímač s hadičku s kohouty, abdominální kanál kódovaný bíle (kohouty), hadička hnědožlutě Měřící katétr pro rektální tlak, zpravidla s balónkem 11
Sestava pro měření pro Profilometrii P ura obsahuje: MU 9103 Kabel pro jednorázový tlakový snímač MEDEX Transtar set již obsahuje tlakový snímač s hadičku s kohouty, pro profilometrii uretry kanál kódovaný červeně 9109 Y spojka pro profilometrii MU 9109 Set pro cystometrické čerpadlo Měřící katetr pro uretrální tlak, s bočním otvorem. Lze využít i trojkanálový katetr pro kombinaci cystometrie/profilometrie. Perfúze, nezbytná pro perfúzní profilometrii, je zajišťovaná cystometrickou pumpou (Uromic Tango,Samba) nebo redukčním setem a tlakovým rukávem pro přetlakovou infúzi (Uromic Swing) Schéma setu TRANSTAR pro vyšetření jednorázovými snímači tlaku obsahuje 3 jednorázové snímače tlaku s barevně kódovanými kohouty a hadičkami. Dodáván jako sterilní sestava v sáčku. 12
Sestava pro měření tlaku s přenosem vodním sloupcem tlakové snímače pro trvalé využití Sestava pro cystometrii obsahuje (modře - trvale využitelné díly): MU 9109 Set pro cystometrické čerpadlo Kanál pro měření tlaku v měchýři P ves : MU 9104 Kabel pro tlakový snímač MEDEX reusable 9104-1 Tlakový snímač pro opakované použití MEDEX 9104-3 Držák pro snímače MEDEX 9104-2 LOGICAL set - specializovaná sestava se sterilními komůrkami pro přenos 3 tlaků do snímačů Medex s barevně odlišenými hadičkami a kohouty pro jednotlivé kanály Pves, Pabd a Pura pro trvalé snímače tlaku Měřící katetr pro cystometrii - dva kanálky pro měření tlaku v měchýři a plnění,nebo tři kanálky pro následnou profilometrii uretry Kanál pro abdominální tlak P abd MU 9104 Kabel pro tlakový snímač MEDEX reusable 9104-1 Tlakový snímač pro opakované použití MEDEX 9104-3 Držák pro snímače MEDEX 9104-2 LOGICAL set - již obsahuje měřící komůrku pro snímač s hadičku a kohouty, abdominální kanál kódovaný bíle (kohouty), hadička hnědožlutě Měřící katetr pro rektální tlak, zpravidla s balónkem 13
Sestava pro měření pro Profilometrii P ura obsahuje: LOGICAL set již obsahuje měřící komůrku pro snímač s hadičkou a kohouty, pro profilometrii uretry kanál kódovaný červeně 9109 Y spojka pro profilometrii Perfúze, nezbytná pro perfúzní profilometrii, je zajišťovaná cystometrickou pumpou (Uromic Tango,Samba) nebo redukčním setem a tlakovým rukávem pro přetlakovou infúzi (Uromic Swing). Měřící katetr pro uretrální tlak, s bočním otvorem. Lze využít i trojkanálový katetr pro kombinaci cystometrie/profilometrie. Sestava setu LOGICAL slouží pro připojení k trvalým snímačům MEDEX MX 960 Sterilní set obsahuje: - 3 sterilní komůrky s membránou pro přenos tlaku do trvalých snímačů MEDEX. - každá komůrka má připojeny 2 barevně kódované kohouty a rovněž barevně kódovanou hadičku. 14