可監測pH 值的新型胃管在體外胃液pH 值監測中的可靠性評價

桑素娟，李麗楠，劉麗萍，高 娜，程艷爽

1 解放軍醫學院，北京 100853；2 解放軍總醫院第一醫學中心肝膽胰外科醫學部，北京 100853；3 解放軍總醫院第一醫學中心普通外科，北京 100853

胃液pH 值的監測可用于預防應激性潰瘍、評估抗酸治療的療效和預測鼻胃管位置[1-4]。臨床中用于胃液pH 值監測的工具包括pH 試紙、手持pH 計和實驗室pH 計。其中，實驗室pH 計被認為是胃液pH 值監測的金標準[3]。但以上方法均需要通過胃管抽吸胃內容物進行胃液pH 值的測試[3,5-6]。然而，經胃管回抽到胃液的成功率為31%～99%，在難以獲取胃液時則無法進行pH 值的測試，且反復回抽胃液容易對操作者造成潛在的體液暴露[7-9]。目前，pH 值的持續監測需要置入pH 電極導管系統。而該系統成本高且功能單一，因此臨床使用率較低[10-12]。重癥和大手術后患者常需要留置胃管用于鼻飼或胃腸減壓[13-15]，為此本課題組設計研發了一種可同時進行pH 監測和鼻飼/胃腸減壓功能的新型胃管(以下簡稱新型胃管)。本研究通過比較新型胃管與實驗室pH 計對胃抽吸物pH 值的測量結果并分析其相關性和一致性，以評價新型胃管測量胃液pH 值的準確性和可靠性。

對象與方法

1 研究對象 2022年9月1日-10月30日收住解放軍總醫院第一醫學中心肝膽外科和普通外科病區留置胃管的腹部擇期手術患者。納入標準：(1)年齡≥18 歲；(2)胃管留置目的為胃腸減壓；(3)預計置管超過24 h；(4)簽署知情同意書。排除標準：(1)管道放置在空腸或十二指腸；(2)留置胃管的同時留置空腸營養管；(3)回抽無法獲得胃液。本研究方案已由解放軍總醫院醫學倫理委員會批準，倫理審批編號：S2022-213-01。

2 樣本量計算 根據樣本量的估算公式：N=及相關研究[3,16]，兩組的均值之差(μ1?μ2)為0.9，合并標準差(s)為2.1，兩種方法的相關性(ρ)為0.75，重復次數(n)為2，設定檢驗水準(α)為0.05、把握度(β)為0.8，雙側檢驗，得出每組胃液樣本量(N)為64 例，兩組共需128 例。

3 材料與設備 實驗室 pH 計：型號為雷茲PHS-3C，上海儀電科學股份有限公司，pH 精度為0.01。新型胃管(圖1)：型號為JSGT-1，重慶金山科技集團，pH 精度為0.1(優于臨床常用的pH 測試工具)。新型胃管尖端封裝以銻電極為指示電極、Ag/AgCl 電極為參比電極的pH 傳感器，近端通過USB 數據線與記錄儀進行連接，記錄儀可實時顯示被測液體的pH 值。兩種設備均在使用前以標準緩沖溶液校準。控制測試環境溫度為(25±2)℃。

圖1 新型胃管(型號JSGT-1)Fig.1 New gastric tube (model JSGT-1)

4 檢測方法 經過培訓的注冊護士在早8：00 前向納入研究的患者解釋并取得知情同意后，使用20 mL 注射器通過胃管回抽胃液5～10 mL，收集于采樣管中，每例患者每天采集1 次胃液，直至胃管被拔除。胃液pH 值的測試在胃液收集完成后30 min 內完成。測試時，先由1 名研究者通過新型胃管完成所有胃液pH 值的測試，再由另外1 名研究者通過實驗室pH 計進行pH 值的測試和讀取。每份胃液樣本均通過兩種方法分別測量1 次。

新型胃管測量胃液pH 方法：將新型胃管的1 cm尖端擦拭干凈后浸入胃液樣本中，記錄數據記錄儀中所顯示的數字。實驗室pH 計測量胃液pH 方法：將實驗室pH 計的球泡擦拭干凈后浸入胃液樣品中，記錄屏幕所顯示的數字。本研究中胃液標本的收集、采樣管的編碼工作由臨床護士完成，pH 值的測試和讀取由兩名熟悉本研究方案并掌握兩種檢測方法的研究者完成。測試前研究者均不知曉樣本來源患者的任何信息。

5 分組及分析指標 pH=4 是判斷抑酸治療效果和胃管位置的分界點，pH=7 是判斷胃液酸堿狀態的分界點[7,17]。因此，以實驗室pH 計所測得pH 值為標準將所有數據分為3 組：pH≤4 組、4＜pH＜7 組和pH≥7 組。比較兩種方法所測pH 值及其在各分組中的差異、相關性和一致性。

6 統計學方法 使用SPSS 26.0 軟件進行數據分析。本研究所涉及的計量資料均符合正態分布或近似正態分布，以±s表示。分別使用配對樣本t檢驗、計量資料的等效性/非劣性檢驗、Pearson相關、Bland-Altman 一致性分析，對兩種工具所測胃液pH 值的差異、相關性和一致性進行分析。使用GraphPad Prism 9.4.1 軟件制作圖形。

結 果

1 納入研究對象的臨床資料 本研究共檢測了51 例患者的214 個胃液樣本。其中男性30 例(58.8%)，年齡(59.98±10.96)歲。胃管使用時間1～27 d，平均4.27 d。接受肝膽手術的患者15 例(29.4%)，胃食管手術13 例(25.5%)，結直腸手術5 例(9.8%)、胰十二指腸手術15 例(29.4%)。49 例(96.1%)患者使用抑酸藥，以奧美拉唑為主(43 例，84.3%)。見表1。

表1 患者的臨床資料Tab.1 Clinical data about the patients

2 兩種工具所測胃液pH 值的比較 差異檢驗結果：按不同的pH 值區間分別進行新型胃管與實驗室pH 計所測胃液pH 值差異比較(配對t檢驗)，結果顯示各區間的pH 值差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表2。等效/非劣效檢驗結果：按統計專家和臨床人員會商結果，取等效界值為0.1 pH(pH≤4 區間，為相對較窄的區間)或0.2 pH(其他區間或整個區間，為相對較寬的區間)，取檢驗水準為α/2=0.05/2=0.025(單側檢驗)，結果顯示各個區間里，新型胃管測試結果(pH 值)均非劣或等效于實驗室pH 計測試結果(P＜0.025)，見表3。

表2 新型胃管與實驗室pH 計所測胃液pH 值的比較——差異檢驗結果Tab.2 Comparison of gastric juice pH value measured by the new gastric tube and the laboratory pH meter——results of difference test

表3 新型胃管與實驗室pH 計所測胃液pH 值的比較——等效/非劣效檢驗結果Tab.3 Comparison of pH value of gastric juice measured by the new gastric tube and the laboratory pH meter——results of the equivalence/non-inferiority test

3 兩種工具所測胃液pH 值的相關性 新型胃管與實驗室pH 計所測胃液pH 值在pH≤4 組、4＜pH＜7 組、pH≥7 組中的Pearson 相關系數分別為0.901、0.874、0.564(P＜0.001)。見圖2。

圖2 新型胃管與實驗室pH 計所測pH 值的相關性Fig.2 Correlation between the new gastric tube and the pH value measured by the laboratory pH meter

4 兩種工具所測胃液pH 值的一致性 新型胃管與實驗室pH 計所測胃液pH 值在pH≤4 組、4＜pH＜7 組、pH≥7 組中測量胃液pH 值的Bland-Altman 分析圖見圖3，由圖可見各分組中分別有4.76%(2/42)、2%(2/100)、2.78%(2/72)的點在一致限LoAs 以外，均未超出臨床容許范圍，兩種工具的一致性較好。相關參數見表4。

表4 Bland-Altman 分析參數Tab.4 Parameters of Bland-Altman analysis

圖3 兩種工具在不同分組中所測胃液pH 值的Bland-Altman 分析圖圖中的上下2 條細虛線分別表示LoA 的上下限，中間細虛線表示差值的平均數，中間粗虛線表示差值平均數為0。上下兩側的深實線分別為LoAs 上限的95% CI 的上限和LoAs 下限的95% CI 的下限Fig.3 Bland-Altman analysis chart of gastric juice pH measured by two tools in different groups The two thin dashed lines above and below the graph represent the upper and lower limits of the Limits of Agreement (LoA),while the middle thin dashed line represents the average difference.The thick dashed line in the middle represents an average difference of zero.The solid lines on the upper and lower sides represent the upper 95% CI limit for the upper limit of LoAs and the lower 95% CI limit for the lower limit of LoAs

討 論

簡單準確地測量胃液pH 值對胃腸功能的監測和胃管位置的確認起到非常重要的作用[18]。本研究所設計研發的新型胃管可同時進行pH 監測和鼻飼/胃腸減壓。其優勢包括：(1)減少置入胃內的導管數量，提高患者的舒適度；(2)能夠在不處理胃內容物的情況下獲得測量結果，避免醫務人員發生體液暴露；(3)易于測量，能夠獲得持續動態的pH 讀數；(4)即使在胃內容物不足的情況下也能測量pH 值。該新型胃管經置管完成后可直接通過數據記錄儀顯示pH 值讀數，操作簡單，易于掌握。

本研究納入了51 例患者的214 個胃液樣本，評價了新型胃管測量胃液pH 值的可靠性。結果發現，新型胃管與實驗室pH 計所測量的胃液pH 值在總體上和各分組中均無統計學差異(P＞0.05)，兩種設備測試結果為非劣效或等效(P＜0.025)。其原因可能為本研究所研制的新型胃管封裝的pH 傳感器以銻電極為指示電極。雖然銻電極的精度低于以玻璃電極為指示電極的pH 計[19]，但由于金屬銻電極具有很強的溫度效應且沒有固定的理論公式[20]，本研究中與新型胃管通過USB 接口連接的數據記錄儀可自動完成溫度補償，從而較為準確地反映其真實值。但該研究結果與Eisenberg 等[21]的研究結果不一致，該研究中使用探針測量的平均pH 值顯著低于同時抽吸胃液測量的pH 值(P＜0.001)，分析其原因可能與該研究中所選擇的參照工具為pH 試紙有關，且該研究中兩種方法所測試的胃液樣本來源不一致，探針法直接測試探針尖端所在位置的pH 值，而pH 試紙法測試通過回抽法獲得的胃液樣本，而該樣本可能受到了胃管中抑酸劑(經胃管給藥)的影響，導致兩種方法所測pH 值有顯著差異。而本研究所測樣本均為經胃管回抽同一樣本，保證了兩種方法所測胃液樣本的一致性。

在Pearson 相關性分析中，兩種方法所測pH 值的相關性高(r=0.955)，但當pH≥7 時兩種方法所測pH 值的相關系數為0.564，顯著低于其他兩個亞組的相關系數0.901 和0.874，說明新型胃管對堿性胃液pH 值測定相關性較低，可能是因為金屬銻電極在堿性溶液中測量誤差較大[22]。因此對酸性液體pH 值的準確性優于堿性液體。盡管如此，由于該新型胃管用于預防高危患者發生應激性潰瘍時的研究節點為4 或4～6[2,23]，而當用于胃管尖端位置確認時，通常以4 或5.5 作為胃管是否在胃內的截斷點[24-25]，因此該新型胃管在堿性環境下相對較大的誤差并不影響該新型胃管在胃液pH 監測中的臨床應用。下一步我們將對該胃管進行進一步的調試，以提高該新型胃管在不同酸堿環境中測試pH 值的準確性。

由于配對檢驗和相關性分析不能同時兼顧隨機誤差與系統誤差。而Bland-Altman 分析法在考慮隨機誤差和系統誤差的同時還能結合專業意義進行判斷，并且簡單、直觀、易解釋，是用于評價測量方法一致性的標準方法[26-27]。因此，本研究進一步對研究數據進行了Bland-Altman 分析。根據臨床相關經驗及文獻將容許誤差設置為0.88[28]。兩種測量方法在各亞組中一致限(LoAs)的95%CI范圍均小于(差值的平均值±0.88)時，則認為兩種測量方法的一致性良好[29-30]。本研究結果顯示新型胃管和實驗室pH 計所測pH 值的平均差異為-0.06～0.05，差異的絕對值平均為0.04。結果略高于Tjon 等[3]的研究中手持pH 計與實驗型pH計之間的平均差值0.03。說明新型胃管測量胃液pH 值的平均誤差略高于手持pH 計。可能與手持pH 計與實驗室pH 計的設計原理類似有關。但3 個亞組的大部分數據均分布在95%一致性界限范圍內，超出LoAs 的發生率為 2%～4.76%，均在5%的可接受限度之內，且兩種方法所測的pH 值差值在各亞組中的LoAs 的95%CI的上下限均未超出其臨床容許范圍，提示新型胃管與實驗室pH 計有較好的一致性，是測量胃液pH 值的可靠方法。

綜上所述，本研究結果顯示，新型胃管與實驗室pH 計所測胃液pH 值較為接近，一致性好，尤其在酸性環境中。因此，我們初步認為本課題組研發的可監測pH 值的新型胃管在測量胃液pH 值時有較高的準確性和可靠性。然而，本研究選取的均為擇期手術需要胃腸減壓的患者，可能存在選擇偏倚。下一步我們將對該胃管進行調試后進行進一步的臨床應用研究，以更好地服務于臨床。

作者貢獻桑素娟：設計研究，數據采集，對數據進行分析和解釋，撰寫初稿；李麗楠：數據采集，對數據進行分析和解釋；劉麗萍：數據采集；高娜：數據采集；程艷爽：設計研究，監督研究的實施，修改并審閱手稿最終版本。所有作者均閱讀并修改了本手稿。

利益沖突所有作者聲明無利益沖突。

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