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人胃调节的无创测量
免费的
  1. W Schwizer,
  2. 一个Steingotter,
  3. M福克斯,
  4. T这苏珥是,
  5. M Thumshirn,
  6. P Bosiger,
  7. 米炒
  1. 消化病学,苏黎世大学医院和生物医学工程研究所,苏黎世大学和联邦理工学院,瑞士
  1. 通信:
    W Schwizer博士,苏黎世大学医院消化病学,瑞士苏黎世CH-8091;
    gasschwi在{}usz.unizh.ch

摘要

胃调节指的是在进食后胃张力的减弱和顺应性的增强,包括至少两种反应:“接受性放松”,它允许胃在不显著升高胃压的情况下接受体积负荷,以及“适应性放松”,调节胃张力以响应所摄入的食物的特定特性。但是,在测量调节过程方面有相当大的技术困难。目前的标准正压器研究和其他方法,如传统和三维超声,或单光子发射计算机断层扫描有明显的缺点。一种新的磁共振成像技术的发展和验证的初步发现,解决了以前方法的许多缺陷。

  • 胃住宿
  • 磁共振成像
  • 恒压器
  • 超声波
  • 单光子发射计算机断层扫描
  • CNS,中枢神经系统
  • MRI,核磁共振成像
  • SPECT,单光子发射计算机断层扫描
  • POM,位置和方向测量

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总结

胃调节是一个术语,用来描述在进食后胃张力的减弱和顺应性的增加。它至少涉及两种反应:“接受性放松”,即允许胃在不显著升高胃压的情况下接受体积负荷;“适应性放松”,即根据摄入的食物的特定特性调节胃的张力。异常的餐后胃调节发生在几种情况下,可能与功能性消化不良的发病机制有关。但是,在测量调节过程方面有相当大的技术困难。目前的标准正压器研究和其他方法,如传统和三维超声,或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)有明显的缺点。理想的技术应该是非侵入性的,广泛使用的,方便的,可靠的,并且不会使受试者暴露在电离辐射中。它还可以测量胃适应固体和液体食物的反应。还需要区分对食物、胃分泌和空气的反应,并同时监测胃张力、张力、运动、排空和幽门流的变化。新的磁共振成像(MRI)技术正在开发,以满足这些需求中的许多。

介绍

胃调节指的是在进食后胃张力的减弱和顺应性的增加。这些反应为食物提供了一个适当的胃库,使胃容积增加而不升高胃压。Cannon和Lieb是第一个观察到胃膨胀后几秒钟内发生的“接受性放松”现象的人。1Jahnberg随后在进食后又出现了第二种反应(“适应性放松”)。2胃调节也发生在十二指肠膨胀或营养输注的反应。因此,食物在胃内的分布和胃排空率根据摄入的营养物质而变化。脑干反射被认为是调节胃近端在用餐时的放松反应。因此,胃张力(即调节和收缩)是由中枢神经系统(CNS)、迷走神经放电和胃壁反射网络调节的。3.

功能性消化不良时胃调节异常,4,5对于反复腹痛的儿童,6在沉思综合症,7失弛缓性,8gastro-oesophageal返流性疾病,9糖尿病迷走神经病变,迷走神经切断术后。10日,11尽管人们对餐后调节功能受损在功能性消化不良发病机制中可能的病因作用有广泛的兴趣,但针对这一主题的发表研究相对较少。这反映了测量调节过程所面临的相当大的技术困难。目前的标准、气压计研究和其他现有的方法,如传统超声、三维超声和SPECT都有明显的缺点。理想的技术应该是非侵入性的,广泛使用的,方便的,可靠的,并且不会使受试者暴露在电离辐射中。它可以测量胃对固体和液体食物的适应能力,并能够区分食物、分泌物和胃里的空气。胃调节不能孤立于胃张力、胃运动、胃排空或胃幽门流。理想的技术将允许同时评估这些因素。这篇综述总结了测量胃调节的现有方法的优点和局限性,并介绍了一种新的MRI技术的发展和验证的初步发现,该技术解决了以前方法的许多缺陷。

胃恒压器

胃正压器研究是测量胃调节的最佳方法。然而,该技术是侵入性的,涉及到将球囊引入胃底。该气球的最大容积为1.0-1.2升,通过双管腔导管连接到气压调节器上。气压调节器允许气球的等压或等容膨胀,同时持续监测气球内部的体积或压力。这样可以记录胃底或胃窦对各种干预的调节反应。

气压计研究表明,在很大比例的功能性消化不良患者中,尤其是那些有腹胀、膨胀、恶心、早饱和体重减轻等症状的患者,餐后胃调节减少。5,12药物调节健康和消化不良受试者调节反射的潜力也已在气压调节器研究中得到证实。5,13然而,这一过程是侵入性的、不舒服的、难以与固体食物一起使用的,而且它本身可能会改变食物的胃内分布。14该手术的另一个潜在缺点是,由于气球的直接膨胀刺激,胃壁的松弛可能被夸大。尽管有这些限制,气压计是唯一的技术,同时测量胃内压力和容积。然而,这些参数只是胃壁张力和张力的替代标记,这可能是胃感觉最重要的决定因素。15

超声波

胃窦调节的常规超声成像是一种广泛使用的无创方法,也可评估胃排空和胃幽门流。16该技术是有限的事实,评估胃调节是间接的,基于测量胃窦直径。另一个限制是肋缘和腹部空气的存在限制了眼底的视野。胃超声成像也高度依赖于用户。

Berstad在挪威的团队将传统超声与连接在超声探头上的位置和方向测量(POM)设备结合起来。17日,18这项技术显著改善了胃窦和眼底的可视化,并允许图像的三维重建,以提供胃调节的容积评估。但是,三维超声不能区分食物和分泌物,也不能区分胃中的固相和液相。它在技术上有很高的要求,而且POM设备没有广泛使用。

SPECT

SPECT最近被提出作为一种测量胃调节的新技术。19它提供了整个胃容积的评估,并有可能通过胃粘膜的放射成像来评估胃排空。99米tc -过技术酸20 mCi静脉注射,同位素被胃壁细胞和粘膜细胞吸收并排出体外。在10分钟内,可使用双头伽马相机系统进行多轨道动态地形研究。在空腹和餐后都可以获得图像;总成像时间为30分钟。在最初的可行性研究中,观察者内部和观察者之间的差异表明SPECT提供了一个强有力的胃调节指标。19针对胃稳压器的验证研究尚未进行。

SPECT研究表明,与胃底复制后仍有症状的患者(1 / 4)或健康对照(1 / 10)相比,功能性消化不良患者(5 / 9)更易发生调节反射障碍(餐后/空腹总胃容积比<5)。20.

然而,SPECT有很大的局限性。该技术涉及高度暴露于电离辐射,成像只能在注入同位素后相对较短的时间间隔内进行。SPECT不能评估胃内容物。需要对原始数据进行广泛和耗时的分析,以产生胃的跨轴图像,并需要进一步的图像处理来评估胃容积和容纳能力。空间和时间分辨率受到当前技术的限制。

核磁共振成像

MRI可以测量胃运动和排空,最近被提出作为测量胃调节的一种技术。21 -24该技术没有早期方法的许多缺点。它是非侵入性的,不使患者暴露在电离辐射下,允许同时评估胃的解剖、运动和排空,并可以区分摄入的食物、固相和液相、胃分泌和空气。最近的研究验证了该技术,通过显示闪烁成像和MRI所获得的液体和固体食物的胃排空剖面非常一致,21 -23用胃气压计和MRI连续测量餐后胃近端容积。24

该技术已进一步发展为测量餐后胃不同区域的容积,目的是能够评估餐后胃调节。8名健康受试者被分四次进行研究,间隔至少一周。三份500毫升的10%脂内(一种甘油三酯乳剂,主要含有长链脂肪酸;550千卡),20%葡萄糖(400千卡),以及Ensure(蛋白质17%,脂肪30%,碳水化合物53%;375 kcal)灌胃,500 ml 0.9%生理盐水作为体积控制。每餐用500 μM Gd-DOTA(钆四氮环十二烷四乙酸;Dotarem)。患者在MRI扫描仪中仰卧位(1.5特斯拉,Philips Gyroscan ACS NT)。扫描以评估胃的位置和餐前胃容量。采用多切片涡轮自旋回波技术(体素分辨率10 μl)对整个胃进行30秒(30片,厚度5mm)成像。 Imaging was performed during three breath holds to minimise movement artefacts. The 500 ml test meal was then given by perfusion pump through a nasogastric tube at 100 ml/min (five minutes). MRI imaging was performed every three minutes for 15 minutes and then every 10 minutes until 60 minutes had elapsed. Total gastric volume, meal volume, gastric secretions, and swallowed air were identified and outlined on the screen (fig 1).

图1

胃内输注500毫升Ensure 15分钟后经轴磁共振成像。图示胃总容积。餐量被视为白色区域,空气被视为黑色区域。

然后用这些面积的总和乘以切片厚度来确定胃内容物的体积。测定总胃容积,计算餐食量。近端和远端胃区通过画一条与中房成直角的线来确定。研究表明,在立即灌注所有三餐后,500毫升的饭量接近总胃容积(空腹与餐后容积比1:3-6)。胃近端体积增加最大。这大概反映了胃容积增加后接受性放松的反应。随后的扫描显示,这三顿饭之间存在显著差异,我们认为这代表了对不同宏量营养素的不同和具体的适应反应(图2)。

图2

胃内灌注500毫升10%脂内(550千卡)(A), 20%葡萄糖(400千卡)(B)和Ensure(蛋白质17%,脂肪30%,碳水化合物53%;375千卡)(C)。

脂内灌注后,胃总容积和餐食量在前20分钟保持稳定,接近最初的500毫升餐食量。此后,在60分钟的实验中,进食量开始缓慢减少,而总胃容积保持升高。20%葡萄糖输注后,胃总容积保持升高,并基本稳定在进食后立即达到的容积。然而,在同一时期内,餐量稳步下降。在保证输注后,胃容积和餐量排空曲线较餐后初始值呈平行下降趋势。胃液在15分钟内迅速排出。

这些数据代表了第一次直接和无创的测量不同的宏量营养素对胃调节的影响。为了充分解释这些结果,还需要进一步的研究。尽管胃调节与胃排空密切相关,但这两个过程似乎是相互独立控制和调节的。这证实了一个假设,即适应不仅仅包括胃对容积负荷的简单接受性放松,特别是当三种营养餐对胃总容积和胃排空率有明显不同的影响时。

结论

MRI技术已发展用于评估胃调节、胃排空、胃十二指肠和幽门动力,以及胃排空、动力和胃流量之间的关系。MRI为观察营养物质在胃内的分布、分泌和治疗干预提供了一个独特的机会。25胃容积重建是耗时和技术要求高的,但适合的软件目前可用于血管造影术和其他完善的临床MRI技术。

MRI可能代表了神经胃肠病学的未来,允许活体、非侵入性、实时测量人类胃肠功能,包括评估餐后胃调节。

参考文献