可监测pH 值的新型胃管在体外胃液pH 值监测中的可靠性评价

桑素娟，李丽楠，刘丽萍，高 娜，程艳爽

1 解放军医学院，北京 100853；2 解放军总医院第一医学中心肝胆胰外科医学部，北京 100853；3 解放军总医院第一医学中心普通外科，北京 100853

胃液pH 值的监测可用于预防应激性溃疡、评估抗酸治疗的疗效和预测鼻胃管位置[1-4]。临床中用于胃液pH 值监测的工具包括pH 试纸、手持pH 计和实验室pH 计。其中，实验室pH 计被认为是胃液pH 值监测的金标准[3]。但以上方法均需要通过胃管抽吸胃内容物进行胃液pH 值的测试[3,5-6]。然而，经胃管回抽到胃液的成功率为31%～99%，在难以获取胃液时则无法进行pH 值的测试，且反复回抽胃液容易对操作者造成潜在的体液暴露[7-9]。目前，pH 值的持续监测需要置入pH 电极导管系统。而该系统成本高且功能单一，因此临床使用率较低[10-12]。重症和大手术后患者常需要留置胃管用于鼻饲或胃肠减压[13-15]，为此本课题组设计研发了一种可同时进行pH 监测和鼻饲/胃肠减压功能的新型胃管(以下简称新型胃管)。本研究通过比较新型胃管与实验室pH 计对胃抽吸物pH 值的测量结果并分析其相关性和一致性，以评价新型胃管测量胃液pH 值的准确性和可靠性。

对象与方法

1 研究对象 2022年9月1日-10月30日收住解放军总医院第一医学中心肝胆外科和普通外科病区留置胃管的腹部择期手术患者。纳入标准：(1)年龄≥18 岁；(2)胃管留置目的为胃肠减压；(3)预计置管超过24 h；(4)签署知情同意书。排除标准：(1)管道放置在空肠或十二指肠；(2)留置胃管的同时留置空肠营养管；(3)回抽无法获得胃液。本研究方案已由解放军总医院医学伦理委员会批准，伦理审批编号：S2022-213-01。

2 样本量计算 根据样本量的估算公式：N=及相关研究[3,16]，两组的均值之差(µ1−µ2)为0.9，合并标准差(s)为2.1，两种方法的相关性(ρ)为0.75，重复次数(n)为2，设定检验水准(α)为0.05、把握度(β)为0.8，双侧检验，得出每组胃液样本量(N)为64 例，两组共需128 例。

3 材料与设备 实验室 pH 计：型号为雷兹PHS-3C，上海仪电科学股份有限公司，pH 精度为0.01。新型胃管(图1)：型号为JSGT-1，重庆金山科技集团，pH 精度为0.1(优于临床常用的pH 测试工具)。新型胃管尖端封装以锑电极为指示电极、Ag/AgCl 电极为参比电极的pH 传感器，近端通过USB 数据线与记录仪进行连接，记录仪可实时显示被测液体的pH 值。两种设备均在使用前以标准缓冲溶液校准。控制测试环境温度为(25±2)℃。

图1 新型胃管(型号JSGT-1)Fig.1 New gastric tube (model JSGT-1)

4 检测方法 经过培训的注册护士在早8：00 前向纳入研究的患者解释并取得知情同意后，使用20 mL 注射器通过胃管回抽胃液5～10 mL，收集于采样管中，每例患者每天采集1 次胃液，直至胃管被拔除。胃液pH 值的测试在胃液收集完成后30 min 内完成。测试时，先由1 名研究者通过新型胃管完成所有胃液pH 值的测试，再由另外1 名研究者通过实验室pH 计进行pH 值的测试和读取。每份胃液样本均通过两种方法分别测量1 次。

新型胃管测量胃液pH 方法：将新型胃管的1 cm尖端擦拭干净后浸入胃液样本中，记录数据记录仪中所显示的数字。实验室pH 计测量胃液pH 方法：将实验室pH 计的球泡擦拭干净后浸入胃液样品中，记录屏幕所显示的数字。本研究中胃液标本的收集、采样管的编码工作由临床护士完成，pH 值的测试和读取由两名熟悉本研究方案并掌握两种检测方法的研究者完成。测试前研究者均不知晓样本来源患者的任何信息。

5 分组及分析指标 pH=4 是判断抑酸治疗效果和胃管位置的分界点，pH=7 是判断胃液酸碱状态的分界点[7,17]。因此，以实验室pH 计所测得pH 值为标准将所有数据分为3 组：pH≤4 组、4＜pH＜7 组和pH≥7 组。比较两种方法所测pH 值及其在各分组中的差异、相关性和一致性。

6 统计学方法 使用SPSS 26.0 软件进行数据分析。本研究所涉及的计量资料均符合正态分布或近似正态分布，以±s表示。分别使用配对样本t检验、计量资料的等效性/非劣性检验、Pearson相关、Bland-Altman 一致性分析，对两种工具所测胃液pH 值的差异、相关性和一致性进行分析。使用GraphPad Prism 9.4.1 软件制作图形。

结 果

1 纳入研究对象的临床资料 本研究共检测了51 例患者的214 个胃液样本。其中男性30 例(58.8%)，年龄(59.98±10.96)岁。胃管使用时间1～27 d，平均4.27 d。接受肝胆手术的患者15 例(29.4%)，胃食管手术13 例(25.5%)，结直肠手术5 例(9.8%)、胰十二指肠手术15 例(29.4%)。49 例(96.1%)患者使用抑酸药，以奥美拉唑为主(43 例，84.3%)。见表1。

表1 患者的临床资料Tab.1 Clinical data about the patients

2 两种工具所测胃液pH 值的比较 差异检验结果：按不同的pH 值区间分别进行新型胃管与实验室pH 计所测胃液pH 值差异比较(配对t检验)，结果显示各区间的pH 值差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表2。等效/非劣效检验结果：按统计专家和临床人员会商结果，取等效界值为0.1 pH(pH≤4 区间，为相对较窄的区间)或0.2 pH(其他区间或整个区间，为相对较宽的区间)，取检验水准为α/2=0.05/2=0.025(单侧检验)，结果显示各个区间里，新型胃管测试结果(pH 值)均非劣或等效于实验室pH 计测试结果(P＜0.025)，见表3。

表2 新型胃管与实验室pH 计所测胃液pH 值的比较——差异检验结果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 新型胃管与实验室pH 计所测胃液pH 值的比较——等效/非劣效检验结果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 两种工具所测胃液pH 值的相关性 新型胃管与实验室pH 计所测胃液pH 值在pH≤4 组、4＜pH＜7 组、pH≥7 组中的Pearson 相关系数分别为0.901、0.874、0.564(P＜0.001)。见图2。

图2 新型胃管与实验室pH 计所测pH 值的相关性Fig.2 Correlation between the new gastric tube and the pH value measured by the laboratory pH meter

4 两种工具所测胃液pH 值的一致性 新型胃管与实验室pH 计所测胃液pH 值在pH≤4 组、4＜pH＜7 组、pH≥7 组中测量胃液pH 值的Bland-Altman 分析图见图3，由图可见各分组中分别有4.76%(2/42)、2%(2/100)、2.78%(2/72)的点在一致限LoAs 以外，均未超出临床容许范围，两种工具的一致性较好。相关参数见表4。

表4 Bland-Altman 分析参数Tab.4 Parameters of Bland-Altman analysis

图3 两种工具在不同分组中所测胃液pH 值的Bland-Altman 分析图图中的上下2 条细虚线分别表示LoA 的上下限，中间细虚线表示差值的平均数，中间粗虚线表示差值平均数为0。上下两侧的深实线分别为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

讨 论

简单准确地测量胃液pH 值对胃肠功能的监测和胃管位置的确认起到非常重要的作用[18]。本研究所设计研发的新型胃管可同时进行pH 监测和鼻饲/胃肠减压。其优势包括：(1)减少置入胃内的导管数量，提高患者的舒适度；(2)能够在不处理胃内容物的情况下获得测量结果，避免医务人员发生体液暴露；(3)易于测量，能够获得持续动态的pH 读数；(4)即使在胃内容物不足的情况下也能测量pH 值。该新型胃管经置管完成后可直接通过数据记录仪显示pH 值读数，操作简单，易于掌握。

本研究纳入了51 例患者的214 个胃液样本，评价了新型胃管测量胃液pH 值的可靠性。结果发现，新型胃管与实验室pH 计所测量的胃液pH 值在总体上和各分组中均无统计学差异(P＞0.05)，两种设备测试结果为非劣效或等效(P＜0.025)。其原因可能为本研究所研制的新型胃管封装的pH 传感器以锑电极为指示电极。虽然锑电极的精度低于以玻璃电极为指示电极的pH 计[19]，但由于金属锑电极具有很强的温度效应且没有固定的理论公式[20]，本研究中与新型胃管通过USB 接口连接的数据记录仪可自动完成温度补偿，从而较为准确地反映其真实值。但该研究结果与Eisenberg 等[21]的研究结果不一致，该研究中使用探针测量的平均pH 值显著低于同时抽吸胃液测量的pH 值(P＜0.001)，分析其原因可能与该研究中所选择的参照工具为pH 试纸有关，且该研究中两种方法所测试的胃液样本来源不一致，探针法直接测试探针尖端所在位置的pH 值，而pH 试纸法测试通过回抽法获得的胃液样本，而该样本可能受到了胃管中抑酸剂(经胃管给药)的影响，导致两种方法所测pH 值有显著差异。而本研究所测样本均为经胃管回抽同一样本，保证了两种方法所测胃液样本的一致性。

在Pearson 相关性分析中，两种方法所测pH 值的相关性高(r=0.955)，但当pH≥7 时两种方法所测pH 值的相关系数为0.564，显著低于其他两个亚组的相关系数0.901 和0.874，说明新型胃管对碱性胃液pH 值测定相关性较低，可能是因为金属锑电极在碱性溶液中测量误差较大[22]。因此对酸性液体pH 值的准确性优于碱性液体。尽管如此，由于该新型胃管用于预防高危患者发生应激性溃疡时的研究节点为4 或4～6[2,23]，而当用于胃管尖端位置确认时，通常以4 或5.5 作为胃管是否在胃内的截断点[24-25]，因此该新型胃管在碱性环境下相对较大的误差并不影响该新型胃管在胃液pH 监测中的临床应用。下一步我们将对该胃管进行进一步的调试，以提高该新型胃管在不同酸碱环境中测试pH 值的准确性。

由于配对检验和相关性分析不能同时兼顾随机误差与系统误差。而Bland-Altman 分析法在考虑随机误差和系统误差的同时还能结合专业意义进行判断，并且简单、直观、易解释，是用于评价测量方法一致性的标准方法[26-27]。因此，本研究进一步对研究数据进行了Bland-Altman 分析。根据临床相关经验及文献将容许误差设置为0.88[28]。两种测量方法在各亚组中一致限(LoAs)的95%CI范围均小于(差值的平均值±0.88)时，则认为两种测量方法的一致性良好[29-30]。本研究结果显示新型胃管和实验室pH 计所测pH 值的平均差异为-0.06～0.05，差异的绝对值平均为0.04。结果略高于Tjon 等[3]的研究中手持pH 计与实验型pH计之间的平均差值0.03。说明新型胃管测量胃液pH 值的平均误差略高于手持pH 计。可能与手持pH 计与实验室pH 计的设计原理类似有关。但3 个亚组的大部分数据均分布在95%一致性界限范围内，超出LoAs 的发生率为 2%～4.76%，均在5%的可接受限度之内，且两种方法所测的pH 值差值在各亚组中的LoAs 的95%CI的上下限均未超出其临床容许范围，提示新型胃管与实验室pH 计有较好的一致性，是测量胃液pH 值的可靠方法。

综上所述，本研究结果显示，新型胃管与实验室pH 计所测胃液pH 值较为接近，一致性好，尤其在酸性环境中。因此，我们初步认为本课题组研发的可监测pH 值的新型胃管在测量胃液pH 值时有较高的准确性和可靠性。然而，本研究选取的均为择期手术需要胃肠减压的患者，可能存在选择偏倚。下一步我们将对该胃管进行调试后进行进一步的临床应用研究，以更好地服务于临床。

作者贡献桑素娟：设计研究，数据采集，对数据进行分析和解释，撰写初稿；李丽楠：数据采集，对数据进行分析和解释；刘丽萍：数据采集；高娜：数据采集；程艳爽：设计研究，监督研究的实施，修改并审阅手稿最终版本。所有作者均阅读并修改了本手稿。

利益冲突所有作者声明无利益冲突。

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