一、研究目的和主要研究内容（800字以内）

研究目的：1、建立膀胱静水压和膀胱-输尿管返流的动态模型和关系；2、探讨膀胱-输尿管返流的相关机制；3、研发一种智能防堵型膀胱引流管；4、新型智能防堵型膀胱引流管临床应用及安全性评价。

主要研究内容：1、通过建立动物实验模型，应用影像学监测方法，明确膀胱静水压和膀胱-输尿管返流的动态关系；再采用统计学方法，建立相应的数据模型，研究膀胱-输尿管返流的相关机制。2、设计智能型膀胱引流管的结构模型。基本思路为：将现有的一次性膀胱造瘘管或者双腔导尿管加以改进，在引流管的前端加压力传感器当压力传感器感受到膀胱内压变化时，通过线路传导至体外，诱发报警或自动开关装置，使其具备一定的智慧功能，能够自动排尿（详见专利说明书）。进一步，为解决引流管容易堵塞的问题，设计了一种防堵型导尿管，将相关技术应用于该产品。再进一步，为解决引流尿液不能形成尿流和残余尿问题，再设计为密闭式负压容器，引流尿液时形成尿流，产生冲刷作用，以减少尿盐沉积和残余尿。3、联合相关的制造企业制造出相应产品实物。。4、开展动物实验，验证使用效果；开展产品调校和改进工作5、若条件容许，进一步尝试应用于临床，包括神经源性膀胱，尿潴留等，其确切疗效，适应症及安全性等问题。

二、研究背景和依据（国内外研究现状、发展趋势、必要性、新颖性、创新点、研究意义）

研究现状：神经源性膀胱和尿路梗阻患者的管道管理一直是泌尿外科的一个常见问题。脊柱疾病，外伤，糖尿病，肌肉萎缩等多种疾病常常并发神经原性膀胱，尿道狭窄，前列腺增生，膀胱颈梗阻等下尿路梗阻性疾病导致排尿困难，在临床上都很常见。采用长期使用膀胱造瘘管引流尿液或者自家间歇性清洁导尿是目前临床上常用的解决方案。常有的膀胱造瘘管是双腔引流管。当患者的尿液达到一定量或者定时，手工打开阀门将尿液排出体外。

根据我们在临床上的观察，很多神经原性膀胱或者下尿路梗阻长期置管患者晚期死于继发性的肾功能衰竭、慢性尿路感染等疾病。长期带管，对生活质量也有较大影响。

长期带管患者如果采用间歇性放尿法，而不是无开关的长期自行流出，一方面可以使膀胱间断舒张和收缩，使膀胱逼尿肌不至于废用性萎缩；另一方面通过尿液的冲刷作用，减少尿路感染的发生。

探讨其可能的可能原因主要有几点：1、膀胱高压导致膀胱-输尿管返流。当膀胱内压力处于一定范围内时，输尿管自身的抗反流机制可防止尿液返流，一般认为，膀胱内压小于40cmH₂O为安全范围，若膀胱内压大于40cmH₂O，则可能会导致膀胱-输尿管返流，长期的膀胱-输尿管返流可以引起上尿路感染、肾功能衰竭。因此，膀胱内压一直以来都是泌尿外科医生关注的热点问题。膀胱的正常生理功能是低压排尿，但神经原性膀胱患者膀胱感觉功能丧失，容易导致排尿不及时，膀胱即使过度充盈，患者也无感觉。膀胱内压过高可能导致膀胱-输尿管返流所致。文献报道，膀胱内压以＜40cmH₂O为安全范围，若膀胱内压大于40cmH₂O，则可能会导致膀胱输尿管-返流，膀胱过度充盈也会导致膀胱逼尿肌的损害。但是针对膀胱-输尿管返流的理论基础，目前研究尚较少，并无明确的实验研究数据，所述的膀胱内压理论是推导所得，其确切机制尚不清楚。我们推测可能还和膀胱输尿管的去神经化，逼尿肌变性，慢性感染等有关。2、正常的膀胱舒缩功能丧失，在带管状态下，没有了正常的排尿功能，膀胱周期性舒张和收缩功能丧失，长期使膀胱逼尿肌发生废用性萎缩，最终膀胱挛缩，膀胱容量缩小，最终导致膀胱高压。长期带管患者如果采用间歇性放尿法，而不是无开关的长期自行流出，一方面可以使膀胱间断舒张和收缩，使膀胱逼尿肌不至于废用性萎缩；另一方面有助于患者排尿反射的建立。3、引流管长期留置，随着时间的延长，细菌的沉积物，尿盐的结晶都会在引流管腔内沉积，长期会导致引流管引流不畅，结石形成等。4、缺乏尿流的冲刷作用，引流管固然可以起到引流尿液的作用，但不像正常的排尿功能，可以冲刷尿路。理论和实践均证明，尿流的冲刷作用对预防和控制泌尿道感染，均有重要的作用。5、理论上，在正常的排尿状态下，膀胱无残余尿。但引流管存在死角，引流尿液永远都存在残余尿，就会发生尿盐沉积和成为细菌生长的培养基。

发展趋势：精准医疗和人工智能领域是当今的热点，怎样将医学各领域最先进的理论知识和临床专科的实践经验结合到一起，分别加以有机整合，使之更加符合患者疾病的治疗体系，是工艺技术发展到今天，迫切需要解决的问题。所以，国内外的泌尿外科专家们致力于探索新技术，能够为该类患者的长期生存或提高生活质量努力。

必要性：中国人口基数大，目前正步入人口老龄化社会，基于各种原因导致存在排尿困难症状的患者数量多，有相当一部分患者需要长期留置引流管。目前临床上常用的弗氏双腔引流管不具备压力监测和自动控制功能，而且许多长期留置引流管的患者经常出现引流管堵塞现象，这两种情况都会影响患者的诊疗体验，危害患者的健康。

新颖性：1、针对以上存在的问题，笔者设计(专利号:ZL201820033808.3)一种带压力感受器的膀胱引流管；2、防堵型导尿管(专利申请号: 201920514927.5)的设计减少尿管堵塞；3、密闭式负压集尿器，引流尿液时通过吸引作用形成尿流，产生冲刷作用，并且减少尿盐沉积和残余尿。4、上述设计专门用于长期使用膀胱尿道引流管患者的处理，以提高患者的生活质量，降低远期并发症的发生。5、通过建立动物实验模型的方法，结合影像学监测方法，探讨建立膀胱静水压和膀胱-输尿管返流的动态关系，再采用统计学方法，建立相应的数据模型，进一步探讨膀胱-输尿管返流的相关机制。6、联合相关企业完成智能防堵型膀胱引流管的制作；7、建立相关的动物实验研究模型，探讨动物实验的效果的基础研究；8、若条件容许，进一步尝试应用于临床，探讨其疗效，适应症及安全性等问题。（梳理出3点创新点）

研究意义：大量的神经源性膀胱和下尿路梗阻患者需要长期使用引流管，膀胱静水压和膀胱-输尿管返流的动态关系尚不明确，若能够结合工业科技技术，成功研发出一种智能防堵型膀胱引流管，并进一步探讨其效果及安全性，其社会效益及经济效益不言而喻。

三、研究方法、技术路线、计划进度和阶段目标

研究方法：本研究拟分为4部分，尝试研发一种智能防堵型膀胱引流管和探讨新型智能型膀胱引流管临床应用的疗效及安全性。

1、尝试建立动物实验模型，结合影像学监测方法，探讨建立膀胱静水压和膀胱-输尿管返流的动态关系，再采用统计学方法，建立相应的数据模型，进一步探讨膀胱-输尿管返流的相关机制。拟取小型猪或狗，在麻醉状态下建立膀胱静水压模型，在影像学监测下，观察不同的膀胱静水压状态下膀胱-输尿管返流情况，将返流情况根据返流的造影剂位置分为I、II、III三度，记录相关数据，再用统计学方法，如Logistic回归分析法建立数据模型，探讨相关因素与膀胱-输尿管返流的关系。

2、专利申请：(专利号:ZL201820033808.3)一种带压力感受器的膀胱引流管；(专利申请号:ZL201920514927.5)防堵型导尿管。

3、通过产学研结合的方法，联合相关的制造企业，按照上述设计思路，制造出相应产品实物，并不断改进。

4、体外动物实验研究：再采用体外动物实验的方法，用新鲜健康离体猪膀胱模拟人神经源性膀胱，在体外建立膀胱造瘘模型，进行实验室研究。将制作的智能防堵型膀胱引流管置入膀胱，通过灌注膀胱，是膀胱内压不断增加，观察膀胱内压智能防堵型膀胱引流管工作情况？并在实验过程中不断改进完善。

5、若条件容许，可进一步尝试临床研究，探索应用于神经源性膀胱，尿潴留等患者的确切疗效，适应症及安全性等问题。

计划进度及阶段目标：

2019年8月-2019年12月  查阅有关文献，完成课题设计，项目申报等前期准备工作，着手寻找合适的合作厂家，尝试制造出相应的引流管实物。

2020年1月-2020年3月   开始预实验，不断完善，调校引流管实物，使之具备初步的功能。

2020年3月-2020年9月   建立动物实验模型，采用活体动物，结合影像学监测方法，观察静水压和膀胱-输尿管返流的动态关系。

2020年9月-2020年12月   按照设计方案不断完善智能防堵型膀胱引流管，逐步成型完备。再建立体外膀胱造瘘模型，按照原研究方案完成研究。

2021年1月-2021年6月   完成实验室研究及通过初步的临床应用，病例积累及分析、总结经验，收集数据，发表学术论文。

2021年6月-2021年12月    课题结题及验收。

四、已具备的条件（包括前期研究工作、实验室设备、实验动物和动物实验、信息资料等）

     一、研究基础：1、本研究项目有很大的患者人群基数，若能成功，受益人群全国每年至少预计在百万人次以上，而且，随着老龄化的到来，此数目还会增加；2、我们已经完成了部分专利申请的工作，思路清晰，已经和一些厂家做了联系，表现出明显的合作兴趣和意向；3、我们团队有相应的研究经验，临床专科工作者有丰富的经验，了解患者在治疗和康复过程中存在的问题，能够提出针对性的方案，再能够和相关的工程技术人员联合，相信能够碰撞出火花；4、我们的团队成员年龄老中青结合，职称结构涵盖了高中初级，专业结构以专科医师为主联合影像等基础学科，适合多学科研究；5、我院自身是三级乙等综合性医院，具有相当规模，本科室是成都市重点专科建设项目，各项基础设施相对完备，还由成都市第二人民医院托管支持，可依托三甲医院的设备和技术优势；有相应的电子数据库等信息资源，能够满足信息资源的需求。

二、前期的研究状况：已获授权专利1项，一种带压力感受器的膀胱引流管(专利号:ZL201820033808.3)；已获受理专利1项防堵型导尿管(专利申请号: 201920514927.5)的设计减少尿管堵塞；2、已完成密闭式负压集尿器的设计思路，计划下一步亦申请相关专利。本研究思路目前正在和一些引流管厂家进行对接，寻找能够生产合适型号的传感器厂家，有很多厂家可以生产，技术难度应该不大，但仍然存在一些细节问题需要解决。

五、预期目标、成果应用前景、社会效益

预期目标：申请国家实用新型专利，发表学术论文、完成研究报告，技术推广。

成果应用前景：由于神经源性膀胱，膀胱颈梗阻等多种原因导致的排尿困难，有许多患者需要长期使用膀胱引流管。多种原因包括外伤，糖尿病，神经系统病变等，最终可能导致神经源性膀胱，目前，暂未见神经源性膀胱发病率和多少患者需要长期带管的统计，但是，该类患者临床上很常见。而且，该类患者的管道需专业护理及定期更换（一般每月更换一次），需耗费大量的人力，物力和财力，而且，护理过程中存在感染、堵塞、损伤、肾功能衰竭等问题，还不一定有好的预后。若能够对膀胱引流管方面有所创新，使之具备一定的自动化和智慧功能，可以预见其临床应用前景十分广阔。

社会效益：解决临床实际问题，为保障患者的康复保驾护航，为患者健康努力，社会效益显著。

六、申报单位和已经拟采取的保障措施（人、财、物、管理）及配套条件安排情况