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A model is presented that describes the passive properties of the urinary bladder in the collection phase. A black-box approach is used. The system under investigation, which is defined in terms of a pressure-volume relationship, is divided into four subsystems or blocks, namely two geometry blocks, a block describing the time-dependent properties of the bladder wall, and a block describing its length-dependent properties. Models have been developed and tested for each block separately. With regard to geometry, the bladder is described as a thick-walled sphere of constant tissue volume. The time-dependence of the properties of the wall can be explained using a visco-elastic model, and the length dependence of the wall properties is shown to yield elastic moduli which depend biexponentially on strain. Estimates of the value of the parameters involved were obtained from experiments on strips of urinary bladder, obtained from the local slaughterhouse. Combination of the blocks yielded an overall model of the passive properties of the urinary bladder in the collection phase. The model contains 14 parameters. The classical way of investigating the urinary bladder, by filling it slowly and measuring the pressure produced, yields a pseudostatic pressure-volume relationship called a cystometrogram. The model predicts the form of the cystometrogram accurately. However, analysis of a classical cystometrogram enables us to determine only three parameters of our model. A better measurement method is based on stepwise (or almost stepwise) straining of the urinary bladder. One stepwise straining yields eight parameters, provided the initial volume of the bladder is known, and several measurements on one bladder at different strains enable us to determine ten parameters. The results obtained with stepwise straining are compatible with the model.SommaireCet article présente un modèle décrivant les propriétés passives de la vessie durant cette phase de collecte. Une technique genre “boîte noire” est utilisée. Le système étudié, qui est défini en terme d'une relation pression/volume, est divisé en quatre sous-systèmes out blocs à savoir deux blocs géométriques, un bloc décrivant les propriétés des parois de la vessie en fonction du temps et un bloc décrivant les propriétés en fonction de sa longueur. Les modèles ont été mis au point et testés pour chaque bloc séparément. En ce qui concerne la géométrie, la vessie est décrite comme une sphère à parois épaisses dont les tissus ont un volume constant. La dépendance des propriétés de ces parois en fonction du temps peut être expliquée avec un modèle visco-élastique, tandis qu'on peut montrer que la relation entre les propriétés de ces parois et leur longueur correspond à des modules élastiques qui dépendent des tensions de manière biexponentielle. Les valeurs estimées des paramètres en question ont été obtenues à la suite d'expériences réalisées sur des bandes de vessies obtenues auprès de l'abattoir local. La combinaison des blocs a donné un modèle global des propriétés passives de la vessie dans la phase de collecte. Ce modèle contient quatorze paramètres. La manière classique d'étudier la vessie, qui consiste à la remplir lentement et à mesurer la pression obtenue, donne une relation pression/volume pseudo-statique appelée un cystométrogramme. Le modèle prédit précisément la forme du cystométrogramme. Cependant, l'analyse d'un tel cystométrogramme classique ne nous permet de déterminer que trois paramètres de notre modèle. Une meilleure méthode de mesure consiste à mettre sous tension de manière graduelle (ou presque) la vessie. Cela permet d'obtenir huit paramètres, pourvu que le volume initial de la vessie soit connu, et plusieurs mesures sur une vessie à différentes tensions nous permettent de déterminer dix paramètres. Les résultats obtenus avec cette méthode de mise sous tension par étape sont compatibles avec le modèle.ZusammenfassungIn diesem Artikel wird ein Modell dargestellt, das die passiven Eigenschaften der Harnblase in der Sammelphase beschreibt. Es wird eine Blackbox-Methode angewandt. Das zu untersuchende System, das als ein Druckvolumenverhältnis definiert wird, wird in vier Teilsysteme oder Spalten aufgeteilt, d.h., zwei Geometriespalten, eine Spalte, die die zeitabhängigen Eigenschaften der Blasenwand darstellt, und eine Spalte, in der die längenabhängigen Eigenschaften beschrieben werden. Für jede Spalte wurden getrennte Modelle konstruiert und getestet. In bezug auf die Geometrie wird die Blase als dickwandige Sphäre mit konstantem Gewebevolumen beschrieben. Die Zeitabhängigkeit der Wandeigenschaften kann anhand eines visko-elastischen Modells erklärt werden. Die Längenabhängigkeit der Wandeigenschaften erweist sich als Erzeuger elastischer Moduli, die bi-exponentiell von der Belastung abhängig sind. Schätzungen der zugehörigen Parameterwerte erhielt man aus Experimenten nit Streifen der Harnblase, die man vom örtlichen Schlachthof bezogen hatte. Die Kombination der Spalten ergab ein Gesantmodell der passiven Eigenschaften der Harnblase in der Sammelphase. Durch die klassische Untersuchungsmethode der Harnblase, sie langsam zu füllen und den hierdurch erzeugten Druck zu messen, erhält man ein pseudo-statisches Druckvolumenverhältnis, Zystometrogramm genannt. Das Modell ergibt eine genaue Voraussage des Zystometrogramms. Jedoch kann man durch die Analyse des klassischen Zystometrogramms nur drei Parameter unseres Modells bestimmen. Ein besseres Meßverfahren beruht auf der stufenweisen (oder fast stufenweisen) Belastung der Harnblase. Eine stufenweise Belastung ergibt acht Parameter vorausgesetzt, daß das Anfangsvolumen der Blase bekannt ist. Mehrere Messungen an einer Blase bei verschiedenen Belastungen ermöglichen es uns, zehn Parameter zu bestimmen. Die Resultate der stufenweisen Belastung sind mit dem Modell vergleichbar.

Passive properties of the urinary bladder in the collection phase