Development of a bladder flow simulator for visualizing ureteral jet dynamics
Notice bibliographique
Résumé
Ultrasound imaging of ureteral jets provides valuable insights into urogenital health, but its diagnostic capabilities remain limited. The unilateral absence of a ureteral jet often indicates ureteral obstruction, however recent studies also suggest correlations between jet characteristics and conditions such as non-obstructive renal stones, urinary tract infections and other pathologies. Nevertheless, significant variability among patients limits diagnostic reliability. To address these challenges, we developed a physiologically-accurate in vitro simulator of the bladder flow environment, offering a controlled platform for studying ureteral jet dynamics under various pathological conditions.The design of the simulator draws inspiration from existing cardiovascular flow simulators and is divided into three critical components. The first is the development of a bladder model that closely approximates human anatomy. The second is the activation system, which provides precise control over ureteral jet characteristics using high-precision linear motors. The third is the instrumentation system, enabling data collection through ultrasound imaging, particle image velocimetry (PIV) and pressure sensors for real-time analysis.The bladder is modelled as an ellipsoid with average human bladder dimensions and anatomically-accurate placements of the ureterovesical junctions and the urethra. A transparent silicone rubber mold, with elastic modulus similar to that of a human bladder, is created from a soluble 3D-printed polyvinyl alcohol (PVA) model. Two high-precision linear motors reproduce the ureteral jets with independently controlled pulses. These motors provide a positional accuracy of 50 ?m and, when paired with selected syringes, achieve a ureteral jet volume accuracy of ~5 ?L and physiological jet velocities of 50-100 cm/s. Precise motor control allows modulation of jet characteristics, duration, frequency and waveform (monophasic and polyphasic). A hemostasis valve integrated into the urethra provides access for a pressure probe to monitor bladder pressure. The entire system is housed in a transparent plexiglass enclosure, enabling real-time visualization of fluid dynamics through ultrasound modalities and PIV.The in vitro bladder flow simulator is the first to replicate the bladder flow environment with high physiological detail including realistic ureteral jet patterns. Moreover, comprehensive visualization and systematic analysis of bladder flow dynamics is made possible beyond basic ultrasound observations of the ureteral jets. This simulator offers an interesting platform to gain new insights into how various urogenital conditions disrupt normal bladder flow patterns. Its ability to model a wide array of characteristics is expected to enhance our understanding of the coupling between bladder flow and urogenital conditions, and may lead to new diagnostic strategies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».