方 强，雷 炬，樊汝会，王新扬，胡权升，宋炳庆，周占松

一种残余尿快速引流测定装置的研制

方 强，雷 炬，樊汝会，王新扬，胡权升，宋炳庆，周占松

目的：研制一种残余尿引流测定装置，实现对患者膀胱内尿液进行快速引流并准确测定。方法：装置由AT89C51型单片机控制板、直流电动机抽排装置和蓝牙残余尿测定装置3个部分组成。单片机控制板通过控制直流电动机抽排装置的启动将残余尿抽至蓝牙残余尿测定装置，从而实时测量残余尿量并将数据传回单片机，在单片机控制板的数码管上实时显示。结果：经模拟测试，该装置能够将预先装入烧杯中的液体快速抽至蓝牙残余尿测定装置，并在控制板上准确显示。结论：该装置能够快速完成残余尿的引流及测定，若能应用于临床尿动力学检查，可大大减轻操作人员的负担。

残余尿；引流；测定；装置

0 引言

排尿功能障碍性疾病是泌尿外科常见病，尿动力学检查是诊断排尿功能障碍性疾病的重要方法。残余尿是指当排尿结束的瞬间膀胱内残留的尿液量，是排尿功能障碍患者尿动力学评估的重要指标之一[1-3]，目前对于那些残余尿较多的患者尚没有一种较为理想的引流测定方法。为此，我们设计[4]并研制了一种残余尿引流测定装置，有望快速地引流并准确测定患者膀胱内的残余尿量。

1 主要结构和工作原理

1.1 主要结构

如图 1所示，残余尿快速引流测定装置由AT89C51型单片机（micro controller unit，MCU）控制板、蓝牙残余尿测定装置和直流电动机抽排装置3个部分组成。

图1 残余尿快速引流测定装置示意图

1.2 工作原理

单片机控制板通过控制直流电动机的启动将患者膀胱内残余尿抽至蓝牙残余尿测定装置，从而实

时测量残余尿量并将数据传回单片机，最终在控制板的数码管上实时显示残余尿量。整个单片机控制板电路由AT89C51单片机最小系统控制电路（如图2所示）、数码管显示电路（如图3所示）、系统串口通信电路（如图4所示）、系统电源电路（如图5所示）以及独立按键电路（如图6所示）组成。控制逻辑流程如图7所示。

图2 51单片机最小系统控制电路

图3 数码管显示电路

图4 系统串口通信电路

2 测试结果

样机完成后，我们分别对AT89C51单片机的通信、控制逻辑以及残余尿抽排装置的功能进行了测试。

2.1 AT89C51单片机的通信、控制逻辑测试结果

连接电气线路，通电后观察控制板数码管，5 s后按“启动”键，电动机开始工作。在蓝牙残余尿测定装置中依次放入10、100和500 g砝码，单片机数码管上依次显示“0010”、“0110”和 “0610”。取出之前所放砝码，放入1 000 g砝码，数码管显示“1 000”。停放砝码后10 s，电动机自动停转。测试结果表明，AT89C51单片机的通信、控制逻辑测试合格。

图5 系统电源电路

图6 独立按键电路

图7 单片机控制逻辑流程图

2.2 残余尿抽排装置的功能模拟测试结果

装置通电后，数码管显示“0000”，说明单片机控制板与蓝牙残余尿测定装置成功连接。按下“开始”键，控制板与蓝牙残余尿测定装置均完成初始化，数码管显示“0000”。将抽排模块的引流管置入预先装有140 mL自来水的烧杯内，按下“启动”键，直流电动机启动抽排装置，将烧杯内的自来水快速抽入蓝牙残余尿测定装置，控制板数码管实时显示液体量，抽排结束后10 s，电动机自动停转，数码管显示当前残余尿量为“0140”（如图8所示）。测试结果表明，残余尿抽排装置的功能模拟测试合格。

图8 残余尿抽排装置的功能模拟测试

3 讨论

对于那些患有排尿功能障碍性疾病的患者，尤其是良性前列腺增生症、膀胱颈梗阻、神经源性膀胱等以排尿困难为主要症状的患者，膀胱残余尿的测定对于其治疗及预后评估至关重要[5-8]。目前，临床检测残余尿的方法主要有2种：（1）在患者排尿后采用经腹膀胱B超检测残余尿。该方法是根据排尿后膀胱内回声区的大小利用公式计算残余尿，误差较大，常用于单纯的无创自由尿流率检查患者[9-10]。（2）在侵入性尿动力学检查时，通过膀胱测压管将膀胱内的尿液引流至体外再以量筒测量。为了尽量减少膀胱测压管对患者排尿的影响，侵入性尿动力学检查通常使用8F双腔膀胱测压管，该测压管管腔内径很细，自然状态下引流速度缓慢，对于那些残余尿较少的患者，此方法较为准确；然而对于残余尿多或者上尿路积水的患者，由于在引流期间上尿路尿液源源不断流入膀胱，此时不仅残余尿结果不准确，而且耗费检查时间。有鉴于此，本研究设计并试制了一种残余尿快速引流测定装置。经模拟测试，该装置不仅能够快速完成残余尿的引流，并能获得准确的结果。

4 结语

该残余尿引流测定装置若能应用于临床尿动力学检查中，有望获得更为准确的患者残余尿结果，并大大减轻检查人员负担。

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（收稿：2013-03-04 修回：2013-05-27）

Rapid Drainage and Measuring Device for Residual Urine

FANG Qiang1,LEI Ju2,FAN Ru-hui1,WANG Xin-yang2,HU Quan-sheng1,SONG Bing-qing1,ZHOU Zhan-song1
(1.Urological Research Institute of the PLA,Southwest Hospital of the Third Military Medical University,Chongqing 400038,China;2.Chengdu Wearnes UEST New Technology Company Limited,Chengdu 610041,China)

Objective To develop a residual urine drainagemeasuring device in order to ensure the reliability of residualurine resultsand shorten the urodynamic study time.Methods The devicewas composed ofan AT89C51microcontroller controlpanel, a DCmotor pumping unitand a Bluetooth residualurine detection unit.Themicrocontroller control panel started the pumping device to pump residual urine to Bluetooth residual urine detection unit by controlling the direct currentmachinemotor.Re- al-time results of residual urine detected by Bluetooth residual urine detection unitwere sent to themicrocontroller and dis-played on its nixie light.Results Simulated testing showed that the liquid in a beakerwas pumped into the Bluetooth residual urine detection unitand themeasurementswere displayed on thenixie light.Conclusion The device can beused for the drainage and testing of residual urine,and can relief theworkload ofoperatorswhen applied in clinicalurodynamic examination.[Chi－nese Medical Equipment Journal，2014，35（3）：34-36]

residual urine;drainage;measuring；device

R318.6；R197.39

A

1003-8868（2014）03-0034-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.03.034

第三军医大学科技成果转化基金资助项目（2011XXQ001）

专 利：国家发明专利（ZL 200910101540.1）

方 强（1974—），男，博士，副主任技师，主要从事排尿功能障碍性疾病的基础及临床研究方面的工作，E-mail：fangqiang@tmmu.edu.cn。

400038重庆，第三军医大学西南医院全军泌尿外科研究所（方强，樊汝会，胡权升，宋炳庆，周占松）；610041成都，成都维信电子科大新技术有限公司（雷 炬，王新扬）

周占松，E-mail：zhouzhansong@sohu.com