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13.胃食管反流病诊断——长时胃食管反流监测方法
张 超 吴继敏 胡志伟 汪忠镐
一、概述
胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease,GERD)是一种常见的疾病,在西方国家的发病率为10%~20%,其年发病率在0.38%~0.45%,在中国的发病率为5.77%~10%。目前,美国胃肠病协会、美国消化内科协会和加拿大共识均提出了GERD为胃内容物反流入食管,引起一系列不适症状和(或)并发症的疾病,其主要的病理生理机制为暂时性食管下端括约肌(lower esophageal sphincter,LES)压力降低或松弛频率增加,无效食管蠕动和食管裂孔疝导致的胃内容物反流入食管,引起典型(反酸、胃灼热)和不典型(慢性咳嗽、哮喘、声嘶)症状。临床上用于诊断GERD的辅助手段包括上消化道内镜检查、上消化道造影、食管测压、质子泵抑制剂(proton pump inhibitors,PPI)试验等,然而上述检查因持续时间受限,不能确保在检查过程中记录到客观反流事件发生,也不能定性病理性反流及反流特点,其诊断价值非常局限,因此自上世纪60年代末,Spencer报道了经食管测酸检测胃食管反流病,而后Johnson与DeMeester等在检测出正常人群食管pH值,并研发出一套异常pH值统计方法的基础上,进行24小时经鼻导管式食管pH监测。而后随着科学技术不断进步,目前已有四种动态24小时监测方法协助诊断胃食管反流病,包括最为经典的经鼻导管式食管24小时pH监测、食管pH胶囊48小时监测、24小时多通道阻抗联合食管pH监测、24小时咽喉反流监测等,本文就上述四种持续性检测手段作以详述。
二、经鼻导管式食管pH监测
经典的经鼻导管式24小时食管pH监测系统的主要组件包括pH传感器的导管和数据记录器。导管根据pH电极质地不同分为玻璃电极与金属锑电极,体外研究发现玻璃电极因能够更快的感受pH值的变化而优于单晶锑电极;根据pH电极传感器位于导管外部或中心不同分为导管内部传感器与外部传感器,外部传感器因其以接触食管表面为参考,因此如果导管位于食管管腔中而未与管壁接触,可能存在一定误差。在动态pH值监测之前,应使用不同的pH值缓冲溶液对pH值进行校准。电极放置食管位置为LES近缘以上5cm处,这个位置是全球共识认定的最佳的深度,以监测远端食管酸暴露,同时防止发生意外导致电极滑倒到胃导致监测失败。因此,经鼻将导管插入食管前需先前确定的LES近缘,将电极放置LES近缘5cm处。虽然几乎所有的实验室都使用这个位置(图13-1A),也有其他中心倾向使用双电极导管(距LES近缘以上5cm和以下10cm),为了同时监测胃内酸度(图13-1B)。插入pH导管并在面部固定导管后让患者尽可能多的记录监测期间日常生活情况:包括记录摄入膳食的时间,立卧位的事件和不同症状发生的时间,最多可设置三种不同症状。在监测24小时完成拔管后同时报告记录情况。通常动态的pH值数据记录为24小时,但最近的数据表明,16小时监测可提供准确的信息,并可提高患者的耐受性。
图13-1 经鼻食管pH监测电极导管放置及监测位置模式图
A.单电极导管;B.双电极导管
在结果分析中,以pH<4为阈值并认定酸性反流事件发生,并符合持续时间>5秒,以及pH恢复至原始pH水平(pH>4.2);而对于部分患者食管持续pH<4的情况,将pH下降1个单位并符合持续时间>4秒,即定义胃食管反流事件。最为传统的Johnson-DeMeester积分法目前同样可适用于MII-pH监测,同样以pH<4.0为阈值,检测酸性胃食管反流事件,获得6个参数明确是否存在GERD,即酸暴露时间百分比(acid exposure time percent,AET)、立/卧位酸暴露时间百分比、酸反流总次数、持续超过5分钟酸反流次数、最长酸暴露时间,而后综合统计,计算DeMeester积分超过14.72分则诊断为酸性GERD。然而由于DeMeester积分法敏感度低,近年来的临床研究对多应用AET作为独立评价因素,以AET>4.2%为作为诊断酸性GERD的标准,提高了诊断的敏感度,但并未降低诊断的特异度。然而,导管式24小时食管pH监测期间,由于活动、饮食等限制,有线导管的定位和固定欠佳,吞咽、运动和睡眠会改变导管的位置和水平,从而使测出pH值不够准确或遗漏重要的反流事件,同时有线导管仅能检测单纯酸性液体反流、对弱酸、非酸及气体反流无检测能力为其主要的限制因素。
三、食管pH胶囊监测
经鼻导管式24小时pH监测会造成咽喉部不适,影响正常饮食和生活习惯,甚至出现难以耐受检查的情况,或者导致检查结果存在假阳性和假阴性等。近年来国外出现的无线食管pH胶囊(Bravo胶囊):在经导管检测的基础上进行改进,将胶囊通过输送装置送达至食管测压检测的食管上括约肌上缘上方5cm处(或胃镜检测鳞柱交接部上方6cm处),并负压吸附固定于食管黏膜上,应用接收器接收信号代替有线信号传输,而胶囊会在3天后与食管黏膜分离,有报道出现的不适症状为胸痛,其发生率仅为1%~2%,因此此项检测技术上并无难度,且能减少患者监测时的痛苦,提高患者依从性。目前国内也已经开发出国产的pH胶囊,可用于临床的有JSPH-1无线pH胶囊监测系统等。
无线pH胶囊监测的时间通常为48小时乃至72小时或更长时间,更好拟合患者在各天相同时间pH值变异率,并且新近研究表明,延长监测时间可增加12.5%的反流事件检出可能性,同时提高5.2%的症状相关性,从而提高诊断准确性。其诊断标准与传统经鼻导管24小时监测相同,是以pH<4认定酸性反流事件发生,同样统计DeMeester积分作为诊断GERD的标准。pH胶囊在GERD的诊断上有其优势,但也有局限,pH胶囊安置于食管下段对更近端的酸反流无效、对气体反流及混合反流无效。其电极的材质决定其对碱反流敏感性较低,且检查价格高、监测时间长,目前并未在国内大量使用。
四、多通道阻抗联合食管pH监测
既往强调酸反流在GERD发病中的意义,将“反酸”作为其最重要的症状。24小时食管pH监测由于能反映食管内pH值的变化而公认为诊断GERD的“金标准”。但随着研究的深入发现部分GERD患者并无反酸症状,更为重要的是,足够的抑酸治疗并不能使部分患者的症状得到满意的改善。进一步的研究发现:酸反流并不是导致GERD反流症状的唯一原因,弱酸及非酸反流甚至碱反流或气体反流等在GERD发病中亦可起到非常重要的作用。因此单纯24小时食管pH监测对非酸反流的诊断非常有限。阻抗技术在食管反流监测中的应用使检测各种物质包括非酸性反流及气体反流成为可能。
阻抗技术是通过检测两个电极之间的电流变化,计算其电阻值推测胃肠腔内存在的液体和(或)气体内容物。在消化道内,气体、消化道管壁、饮用水、唾液、胆汁、胃内容物的阻抗值依次降低。在食管阻抗监测中,以静息状态作为基线,当一个液体食团同时接触到两个相邻的电极环时,测得的阻抗值因食团电离化程度增加而迅速下降,利用食团不同的阻抗特性可以区分液体、气体及气液混合反流,并分析反流相关各种参数和症状相关。从单个阻抗通道而言,食管壁与阻抗通道的接触构成静息状态下的基线阻抗,食团通过阻抗电极位置时,则出现前述相应的阻抗变化(图13-2)。阻抗监测通过与基线阻抗值比较进行统计分析得出相应的胃食管反流事件。
图13-2 单一通道阻抗记录食团通过食管过程模式图
目前对GERD分类是依据胃镜下是否存在食管黏膜损伤:分为糜烂性胃食管反流病(erosive reflux disease,ERD)和非糜烂性胃食管反流病(nonerosive reflux disease,NERD)。与ERD患者相比,NERD患者具有正常LES的压力,高pH值、低酸反流事件、高非酸反流事件,同时食管裂孔疝发病率较低。传统pH监测很难对其进行诊断,而将阻抗技术与传统食管pH联合,所开发的多通道阻抗-pH(MII-pH)监测系统可以检测酸性,弱酸性和弱碱性反流,同时区分液体,气体和混合反流。更重要的是MII-pH能够特异检测非酸反流事件,尤其有助于NERD诊断,并可能成为检测胃食管反流的必要辅助检查和诊断GERD的“金标准”。MII-pH在临床中均为连续监测24小时,而根据阻抗监测范围不同可分为单纯食管监测(6MII-1pH)、胃食管监测(6MII-2pH)和高位食管和咽部监测(4MII-1pH/2MII-1pH)。以最经典的6MII-1pH的ZepHr记录仪和Bioview分析软件(Sandhill Scientific Inc.,USA)为例,即包括便携式数据记录仪及具有8个阻抗电极和1个pH电极的阻抗pH导管:阻抗电极分别位于距导管顶端2、4、6、8、10、14、16和18cm处,pH电极位于距LES上缘5cm处。操作方法即经食管测压确定LES上缘,经鼻孔将电极插入中,并连续记录24小时位于LES上3、5、7、9、15和17cm处的阻抗变化以及LES上5cm处的pH值变化(图13-3),过程中要求患者做准确的生活和相关症状事件的时间记录。
图13-3 MII-pH导管电极放置位置模式图
连续多个阻抗电极依次由远及近分布在食管全程,则能够动态监测食管内容物的运动过程和趋势,通过阻抗先后变化顺序可鉴别吞咽与反流过程(图13-4)。结合pH电极检测结果定义酸性(<4)、弱酸性(4~7)、弱碱性(>7)反流;又根据不同阻抗值分为气体反流、液体反流、气液混合反流。目前对液体反流标准定义较为统一,即在食管远心端连续至少两个阻抗通道逆行出现阻抗值下降超过50%为液体反流;气体反流标准主要以两个相邻的阻抗通道中同时迅速(>3kΩ/s)出现阻抗值>3~5kΩ,或迅速出现单一个通道的阻抗值>7kΩ,气液混合反流为在液体反流过程中发生气体反流或气体反流在液体反流前的瞬间发生。目前异常的阻抗结果诊断GERD的条件为:①近端阻抗电极检测总胃食管反流事件超过73次;②监测期间临床症状与胃食管反流事件直接相关,即症状指数(symptom index,SI)或症状相关概率(symptom association probability,SAP)大于参考值(下文详述),两者任一符合即可诊断。食团暴露时间百分比(bolus exposure time,BET)超过1.4%时,对食管动力异常也存在一定诊断价值,需进行食管测压检查。
美国胃肠协会于2006年通过蒙特利尔定义将GERD界定为任何胃内容物反流引起不适的症状或并发症,因此,临床症状与胃食管反流事件相关也可作为诊断GERD的间接指标。为确切可靠的评价两者的相关性,则要求患者在MII-pH监测的时限内准确的记录像关症状,结合阻抗或pH监测到的胃食管反流事件,计算症状相关参数SI与SAP。SI计算方法为胃食管反流事件发生时出现的症状次数占该症状次数的百分比;SAP是将24小时的MII-pH以2分钟时间窗为一组,以每组是否存在胃食管反流事件、临床症状作为统计依据,以统计得出的频数制成2×2表(表13-1),应用χ 2检验(统计方法依照Fisher’s exact test)计算胃食管反流事件的出现对临床症状产生的影响有无统计学差异( P<0.05),SAP=1- P( P为反流事件和临床症状不相关的概率)即为胃食管反流事件与临床症状相关概率。临床上以SI>50%或SAP>95%作为诊断为症状相关性的可靠指标,依据ROMEⅢ标准,当AET在正常范围时,SI和SAP阳性可作为NERD的诊断标准。此外,症状敏感指数(symptom sensitivityIndex,SSI)定义为有症状的胃食管反流事件的占所有胃食管反流事件的百分率,当该值>20%时,作为症状相关性的另一指标,但临床研究中不及SI、SAP常用。症状相关性指标可独立应用于单纯测酸及MII-pH监测,因MII-pH同时监测食管pH值与阻抗值,因此出具相关性指标报告应注明结果是通过pH或阻抗分析得出。
图13-4 多通道阻抗监测吞咽和反流过程
表13-1 症状相关性指标计算方法及参考值
五、咽喉反流监测
然而对于除外反酸、胃灼热的GERD的其他非典型症状,尤其是上呼吸道症状,如声嘶、咽痛、咽异物感,慢性咳嗽,喉痉挛等严重影响GERD患者的生活质量。上述症状也可以归因于咽喉反流(laryngopharyngeal reflux,LPR)即反流位置过高,导致反流物刺激食管气管交接的咽喉部产生一系列咽喉和上呼吸道症状。由于难以监测高位反流事件发生,同时在症状出现时难以与LPR建立明确的关系,因此,目前对于LPR的病例的诊断和治疗尤其困难。美国Restech公司于近年推出了24小时咽喉pH检测系统(Dx-pH recorder),其设计将电极探针放置于咽部,可以直接检测咽喉部的酸暴露情况,因此被视为LPR的诊断最佳证据(图13-5)。其电极探针不同其他传统pH检测,设计能够直接检测出咽喉部酸性的雾化物,而无须电极连续接触体液或组织,且电极为泪滴形状,以避免因失去与黏膜接触导致失水干燥传感异常或黏液和食物在传感器上的蓄积。
图13-5 Dx-pH咽喉反流检测系统
A.咽喉检测器;B.探针放置位置;C.咽喉检测记录仪
对于咽喉反流检测的结果分析,以pH<4.0为阈值标准在胃食管反流诊断方面得到广泛认可,但由于咽部黏膜缺乏食管黏膜的保护机制,更易受到酸性反流物质的损伤,有学者建议将阈值设定为pH<5.0,进一步根据体位不同,分别设定直立位阈值为pH<5.5,平卧位阈值为pH<5.0。Dx-pH检测系统中的统计软件自动分析达到阈值的时间百分比、反流次数、最长反流发作的持续时间以及症状相关性分析等,最后进行综合计算RYAN评分,以直立位超过9.41分、平卧位超过6.81分为咽喉反流的诊断标准。
pH监测是咽喉反流疾病的一个客观、有效的诊断方法,但由于一些非酸性反流物质的存在,一些pH监测阴性的患者也不能除外咽喉反流。同时有报道Dx-pH的检测结果与MII-pH结果并不一致,故pH监测能否作为咽喉反流诊断的金标准尚值得商榷。
六、高位反流与咽部症状
近年来研究发现32%~84%的哮喘患者存在异常反酸,而约50%的哮喘患者具有反流症状,而且也有研究发现慢性咳嗽与GER事件相关,尤其是对婴幼儿的慢性咳嗽诊断GERD阳性率更高。由于咽部是呼吸道、上消化道的共同通路,咽部两者的解剖位置相邻,据此,其病理生理机制可能为胃食管反流事件导致误吸的支气管收缩到气管,以及通过酸对食管或上部气道刺激介导了呼吸道症状;相反,哮喘相关的支气管收缩可引起咽部压力异常引起胃食管反流,同时过度充气增加了腹部和胸部之间的压力梯度导致LES疝入胸腔,导致屏障功能消失引起胃食管反流。然而在2009年《新英格兰杂志》上发表一篇“埃索美拉唑治疗难治性哮喘的有效性性分析”对412例无消化道症状的难治性哮喘患者进行随机、双盲、前瞻性的药物实验,发现PPI对难治性哮喘并无明显作用,然而其结果显示尽管这些患者并无反流相关消化道症状,但其中40%的患者经24小时pH监测诊断GERD。因此,可能存在除酸反流的因素之外的其他因素参与呼吸道症状过程,高位反流(距LES上方15cm以上)极有可能作为GERD呼吸道症状的重要因素,目前文献报道高位反流次数以超过31次为GER异常。而咽喉反流检测和MII-pH能够直接检测高位反流,对此类GERD非典型症状的相关性进行临床诊断和研究具有独特优势。但是其操作仍需要24小时放置检测导管,改变患者咽部生理,对症状的发生产生一定影响,我中心进行MII-pH监测发现,患者24小时症状发生较非监测时部分症状发生次数明显降低(咳嗽,胸闷气短、喘息、反酸等),而部分症状持续出现(咽部异物,恶心、胸闷等),导致结果存在部分偏倚,同时导管放置时间最长不超过24小时。
以上多种动态24小时胃食管反流监测方法是目前胃食管反流病的重要检查方法,为临床医生对胃食管反流病乃至咽喉反流的诊断提供了重要依据。但由于仪器本身的固有局限性和人们对胃食管反流病认识有待深入,故对于检测仪器的改进、操作规范、数据分析、标准定制、以及对检查结果的理解仍需要大量的工作去进行完善,从而同时提高该方法对胃食管反流检查的敏感性和特异性。
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