临床高分辨率测压研究的技术因素和差异
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导管上升率可以达到以千计的毫米汞柱/秒,尽管大多数记录系统没有数字化和记录数据来
利用这些特性。应用水灌注测压导管记录压力,必须调整液体静压力,且需要灌注抵消压力,
使水流通过导管。正确使用水灌注测压,比固态测压需要更多的技术和培训,可能有更多的
技术问题和局限性。硅胶材料的水灌注测压导管可以使用高压灭菌法达到完全灭菌,由于直
临床高分辨率测压研究的技术因素和差异
关键词:导管 高分辨率测压 灌注泵 压力传感器 固态测压导管 电容电极
高分辨率测压系统(High Resolution Manometry)英文缩写:HRM,是在经典的胃肠
动力测压基础发展而来。与已经在临床广泛使用的 8 通道测压技术相比较,至少有以下优点:
• 导管测压点覆盖全部食管或肛管,至少还有1通道测压点在胃内
在产品宣传中常常讲 432 个测压点是什么?每个通道有 12 个电容片, (36 通道 x 12 电容片 = 432 点),而一个通道只有一条曲线,所得到的值是加权平均而来。
每个通道的 12 个传感点只是外环的小电容片,电容有两种主要类型,即非电解电容和 电解电容。非电解电容是不分极性的,连接在电路中无需区分正负极。如陶瓷电容、云母电 容。而电解电容是分极性的,使用时必须严格区分正负极。但是电解电容很不稳定,受温度、 湿度、通过物等其它物理参数的影响很大。美国 Given Sierra 公司采用的是电解电容,这就 是为什么每次使用前除了必须进行压力校准之外,当导管插入患者体内还必须再进行 5 分钟 的温度校正,使电容元件适应温度、湿度环境,在检查之后还需要进行温度和压力补偿。
以下用更详细的技术对比,试图清晰地说明两种方法的不同之处,应该理解为不同的三 种方法,因为应该把微晶片固态传感器导管和电容电极导管区分开来。不能统称为固态测压。
生产厂家 系统描述: 机型 系统组成
整机功能
水灌注测量法和固态.电容导管测量法技术比较
荷兰 MMS 公司
荷兰 MMS 公司
美国 Given Sierra 公司
不呈线性关系 很好
获得的压力数值是大气 没有任何影响因素,获取 压的增加值,没有任何影 的是压力的绝对值 响因素 只需与大气压进行置零, 不需要校准,更不需要进 不需要校准,检查后不需 行任何补偿 要进行任何补偿和校正
硅胶材质,顺应性好,重 顺应性稍差,导管有金属
量轻,对括约肌刺激性压导管材质
压力数值获得的方法 压力和传感器线性关系 对压力快速变化的反应 (咽喉部) 影响因素 校准和数据补偿
测压导管顺应性和患者 耐受性 导管消毒方法
同步记录(22 通道压力 +8-12 通道阻抗)、奥 迪氏括约肌和胆总管测 压(3 通道)、胃窦幽门 十二指肠小肠高分辨率 测压(23 通道)、全结 肠高分辨率测压(23 通 道)、影像胃肠动力学系 统(吞咽研究和排便研 究)、频谱胃电图(6 通 道胃电图记录)、生物反 馈应用、盆底肌电图神经 电生理 100%硅胶材质
12通道肛门直肠电容电极导管
一次性电容电极导管保护膜套装
ManoScan 360 A100主机也是由Konigsberg公司代加工。下图可见:Given Sierra 仪器的
主机和导管都是另外一家公司生产,红圈内清楚地标明Assembled by Konigsberg。
美国 Given Sierra 公司采用了美国 Konigsberg 公司研究生产的一种制造成本相对低很 多,用电容元件(Capacitive elements )取代微晶片固态压力传感器,同时采用美国 Konigsberg 公司的连接方式,即采用. 6 个纵向和 6 个横向构成一组的连接方式,这就是所 谓的 6x6=36 通道。在导管使用有两个连接器,一行六条导线,一列六条导线。避免了像 固态传感器导管必须使用与通道数相同的导线,这样使导管的直径较固态传感器导管要细一 些,导管变细的结果是以牺牲部分采样率和降低频率响应为代价。请参见下方图示:
同步记录(36 通道压力 +12-18 通道阻抗)、奥 迪氏括约肌和胆总管测 压(3 通道),没有其它 功能,生物反馈和胃电图 购买其它厂家的产品或 销售套牌产品。
电解电容传感器 (Capacitance electrode)镶嵌在医用 纤维材料,中央有刚性材 料支撑 通过计算电容片的变形 程度换算压力
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固态导管测压方法:压力传感器安装在测压导管内,在导管的压力传感器位置测量压力, 随之获得动态响应。固态导管容易设置和使用,但是也容易损坏,而且患者的舒适性不好, 不仅价格昂贵,而且比水灌注导管的寿命短的多。由于该传感器(指SSI电容电极传感器) 的电特性随温度而变化,需要温度补偿,因此需要(被要求)标准和更规范的测压操作。某 些固态测压系统,须使用一次性的导管保护套,可以减少复杂的导管消毒过程。其它的固态 测压导管必须根据当地的消毒规定和制造商的说明进行消毒,然而,固态导管不能使用高温 和高压以达到灭菌消毒。对固态高分辨率测压的重复性进行的研究,发现是可以接受的。
外置压力传感器将压力 信号直接读取数字压力 数值 呈线性关系 稍差
同步记录(36 通道压力 +12 通道阻抗)、奥迪氏 括约肌和胆总管测压(3 通道),其它项目需要另 购 MMS 公司同一厂家的 主机和系统
蓝宝石压力传感器 (Micro-tip sensors)镶嵌 在医用塑性材料上
导管上的内置压力传感 器直接读取数字压力数 值 呈线性关系 非常好
隔离电源和原厂推车
车
食管高分辨率测压(22 食管高分辨率测压(36 食管高分辨率测压(36
通道)、肛门直肠高分辨 通道)、肛门直肠高分辨 通道)、肛门直肠高分辨
率测压(20 通道),食 率测压(12 通道)、食 率测压(12 通道)、食
管高分辨率测压和阻抗 管高分辨率测压和阻抗 管高分辨率测压和阻抗
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电容电极的电容元件: 电容元件相对微晶片固态压力传感器要便宜许多,它是由两个金属片构成。如果外环和 内环接触,电容量将发生变化,用这一变化来反映压力,所得的压力值不是测量到的压力, 是通过电容电极片的变形程度换算压力,因为电容电极没有压力线性关系,偏移明显,所以 每次检测前对导管必须进行校准!校准的目的是把不能归位的电容电极片设为零,当电极导 管使用 200 次时,电极片的变形幅度已经小到不能容忍,所以必须更换新导管。 下图可见棕黄色中的一条一条颜色更深的就是电容,被宣传为测压点
固态导管-连接模块和系统
高分辨率食管测压导管(环状)
高分辨率食管测压-阻抗测量导管
水灌注测压方法:一个包含若干通道的硅胶测压导管,在电子灌注泵的驱动下灌注蒸馏
水,每个通道在测压管的不同位置设置测压点,压力经导管内腔的水流传导到外置压力传感
器。因此,水灌注测压导管更便宜、更灵活,比大多数固态导管更纤细,但是设置相对比较
微量水灌注测压系统微晶片固态传感器导管测压系统电容电极导管测压系统机型solargisolargimanoscan360a100系统组成主机2436通道压力放大器微量精准灌注泵硅胶测压导管安全隔离电源和原厂推车主机固态测压导管连接组件固态测压导管安全隔离电源和原厂推车主机电容电极连接组件电容电极测压导管安全隔离电源和原厂推车整机功能食管高分辨率测压22通道肛门直肠高分辨率测压20通道食管高分辨率测压和阻抗食管高分辨率测压36通道肛门直肠高分辨率测压12通道食管高分辨率测压和阻抗食管高分辨率测压36通道肛门直肠高分辨率测压12通道食管高分辨率测压和阻抗6同步记录22通道压力812通道阻抗奥迪氏括约肌和胆总管测压3通道胃窦幽门十二指肠小肠高分辨率测压23通道全结肠高分辨率测压23通道影像胃肠动力学系统吞咽研究和排便研究频谱胃电图6通道胃电图记录生物反馈应用盆底肌电图神经电生理同步记录36通道压力12通道阻抗奥迪氏括约肌和胆总管测压3通道其它项目需要另购mms公司同一厂家的主机和系统同步记录36通道压力1218通道阻抗奥迪氏括约肌和胆总管测压3通道没有其它功能生物反馈和胃电图购买其它厂家的产品或销售套牌产品
压方法,两种方法可以整合在一套系统;2、美国Given Sierra公司,在中国称SSI公司,因
为早已被以色列Given公司收购,应该叫以色列Given Sierra公司,很快会被日本富士胶片
收购。电极导管采用电容传感器电极;3、美国Sandhill公司,只有微晶片固态传感器导管。
三、固态和水灌注测压导管的特性:
• 导管测压点覆盖全部肛管,至少有2通道测压点在直肠内.
• 同一时间显示全部食管或肛门直肠的压力,包括1通道胃内压.或2通道直肠压
• 插入导管的同时,显示测压点位置,检查中无需牵拉导管,检查时间缩短到10分钟
• 结合Clouse绘图使判读更形象和容易,降低了使用者的操作和分析技术难度
一.测压通道数:目前在临床常用的有:1、微量
径更细,更灵活,更会被儿科采用。然而,已经有直径2.75毫米的固态导管可以用于儿童了
(MMS公司可以供应6Fr直径的微晶片固态测压导管)。
根据所使用的技术,多种传感器应用于高分辨率测压导管。水灌注导管有单向传感器(测
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压的侧孔),而固态传感器可以是单向或环状,环状传感器可以得到平均压力,而不是单向 的压力。尽管一些结构的原因,导致压力测量存在径向不对称(UES和LES),环状测压较之 单向测压的生理学和临床意义还没有被肯定,环状测压可以从径向非对称结构记录可重复的 数据,如食管括约肌,似乎更合理。然而,对于食管体或许就没有意义。从咽部一直到胃的 连续测量压力和完整地记录数据,测压导管的记录点必须覆盖30厘米的大部分区域,某些情 况(如:由于贲门失弛缓症所致食管扩张)可能无法同时测量整个区域,丢失来自上食管括 约肌的测量数据(这不是一般的临床研究中存在的问题),在这种情况下,这些数据是相关 的, 重复的吞咽可能需要导管重新定位,使传感器放置在适当的位置以避免记录数据丢失。
精确水灌注测压方法,高分辨率食管测压系统22通道
-36通道,高分辨率肛门直肠测压20通道;2、微晶
片固态传感器导管测压方法,高分辨率食管测压系统
36通道,高分辨率肛门直肠测压9-12通道;3、电容
传感器电极导管测压方法,高分辨率食管测压系统36
通道,高分辨率肛门直肠测压12通道。
二.主要生产厂家:1、荷兰MMS公司,具有水灌注测压方法和微晶片固态传感器导管测
区分,而目前临床使用的固态传感器测压导管,实际有两种完全不同的材质、不同的物理特
性和测量计算方法。由Unisensor公司生产的微晶片固态传感器测压导管种类齐全,有侧向
和环状测压,测压通道从16通道至36通道,同时兼备8-12通道阻抗(食管),9-12通道(肛
门直肠),导管直径从6Fr-14Fr。可供选择的范围很广。美国Sandhill公司和荷兰MMS公司
小,对检查结果影响小, 重,对括约肌刺激,压力
患者咽喉部不适感较轻。 数据有一定影响
环氧乙烷
酶洗和常规消毒
受温度影响很大,受电极 通过物性质影响
检查前进行压力校准,导 管插入人体后电容电极 需要适应体内温度变化 5 分钟,然后吞咽 5 毫升 37 摄氏度水 5 次,让电 极记忆水的性质,检查之 后再次进行温度补偿和 校正,如果某些通道无法 校正和补偿则关掉该通 道(即抹除相应通道的数 据) 顺应性稍差,导管有金属 电容电极,较硬较重,对 括约肌刺激,压力数据有 一定影响 不能耐受任何方式消毒, 必须每次使用前安装一
固态导管测压
水灌注导管测压
导管成本
高
低
准备
易
费时
压力传感器
内置在导管内
外置
高压灭菌
不能
可以
压力上升率
很高
中等
Technical aspects of clinical high-resolution manometry studies A. J. Bredenoord1, G. S Hebbard2,3 Article first published online: 16 JAN 2012
微量水灌注测压系统
微晶片固态传感器导管 电容电极导管测压系统
测压系统
Solar GI
Solar GI
ManoScan 360 A100
主机、24-36 通道压力 主机、固态测压导管连接 主机、电容电极连接组
放大器、微量精准灌注 组件,固态测压导管、安 件,电容电极测压导管、
泵,硅胶测压导管、安全 全隔离电源和原厂推车 安全隔离电源和原厂推
费时,正确使用的技术要求高。此外,水灌注系统动力学性能的几个数量级小于固态系统,
在测量压力的快速变化时的相关性(如咽/上食管括约肌依赖系统的物理技术和精确性(如
灌注速率,管腔留有气泡),频率响应不如固态测压,可以用 “上升率”判断。可能难以
达到400毫米汞柱的上升率,不利于准确记录高压收缩及快速变化的压力 。相比之下,固态
微量精确水灌注系统
22-36通道食管高分辨率测压硅胶导管 食管高分辨率测压和阻抗硅胶导管
带有球囊自动充气功能的精确灌注泵,只需选择检查内 分隔板固定导管每4个一组 系统自动控制进行匹配,自动冲洗洁净管路
22-36通道快插板仅需2秒完成 导管连接,导管和快插板一起消毒
所谓“固态传感器测压导管”的概念是以导管外观形状而统称,以与水灌注的硅胶导管
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均采用Unisensor公司生产的微晶片固态传感器测压导管,但是由于主系统和放大器的技术 不同,在实际应用中仍然有很大区别。
另一个使用电容电极作为传感器的电极导管由美国Konigsberg公司代加工,专门用于美 国Given Sierra公司的 ManoScan 360 A100主机系统.
36通道食管电容电极导管