Manoscan肛肠高分辨率测压系统中压力漂移的影响因素及临床意义

摘要

背景：压力漂移是由室温和体温的差异引起的，它降低了Manoscan高分辨率压力测量系统的压力测量精度。我们的目的是在肛门直肠高分辨率压力测量期间评估压力漂移。

方法：定义为拔除导管后立即测量的残余压力，计算每个传感器的压力漂移，并用3根高分辨率压力测量导管记录454个肛肠连续研究中所有12个传感器的压力漂移平均值。评估压力漂移与研究持续时间、先前使用导管次数以及研究期间峰值和平均压力暴露之间的关系。在76项研究中，使用软件算法（热补偿）对局部放电的校正进行了评估，其中最远的传感器在体外。

主要成果：不同的传感器和不同的导管之间的局部放电是不同的。平均压力漂移（7.3±在较长时间的研究中，或当传感器暴露于更高的压力时，较新导管的0.2毫米汞柱）明显更高。这些因素共同解释了81%的总体压力漂移方差。热补偿后，在研究期间，最远端传感器的未校正平均压力漂移为2.5–5 mm Hg。纠正这一点改变了76项研究中8项研究中至少1项肛肠参数的解释（例如，异常而非正常）。

结论与推论：在肛管直肠高分辨率压力测量期间，压力漂移随着导管的使用而下降，对于较新的导管，当传感器暴露在较高的压力下，以及对于较长时间的研究，压力漂移更大。虽然局部放电用热补偿算法进行了部分校正，但对解释的影响不大。

肛管直肠测压用于诊断排便障碍和识别大便失禁（FI）中的肛门无力。虽然高分辨率压力测量导管提供更好的空间分辨率，但ManoscanTM 高分辨率压力测量导管记录的压力随时间而变化。尽管压力漂移（压力漂移）归因于校准导管时的温度（即室温）和体温之间的差异，但恒温水浴中的体外实验和食管高分辨率压力测量的体内研究观察到漂移随时间线性增加。此外，当研究结束时导管从体内取出时，软件算法（“热补偿”）不会纠正压力漂移。未修正的压力漂移降低压力测量的准确性。本研究的目的是评估肛门直肠高分辨率压力测量期间的压力漂移，影响压力漂移的因素，以及热补偿算法。

材料和方法

实验设计

梅奥诊所的机构审查委员会批准了这项研究。在2013年8月至2014年8月期间，所有连续的482项临床肛肠高分辨率压力测量研究均由一名经过培训、经验丰富的注册护士使用3根随机选择的Manoscan 360（Medtronics Inc，Shorewood，MN）导管（无一次性卫生套）进行。所有导管都得到了适当的维护，并且在2年的保修期内使用了不到200次。在静止时、三次挤压操作期间以及直肠扩张前和扩张期间模拟排空操作期间评估压力。

排除22项患者未提供研究授权的研究和6项记录不包括导管从肛门直肠取出时间的研究，剩下454项进行分析。如前所述，压力漂移定义为拔管后立即测量残余压力；理论上这应该是大气压力（图1）。此时，进行了热补偿。该补偿从传感器的整个活体记录中均匀地减去每个传感器的测量瞬时压力（图1）。这些残余压力和每个研究的整个压力数据集被保存为美国信息交换标准代码（ASCII）文件，并导出到Microsoft Excel（华盛顿州的Microsoft公司）。

图1影响总压差的因素

在这项研究中，通过传感器的平均压力漂移与（a）先前使用导管的次数成反比，并与（B）通过传感器的平均压力暴露、（C）研究时间和（D）通过传感器的峰值压力暴露直接相关。

在76项研究中，在整个研究过程中，最远端的传感器位于肛门外。热补偿后，该传感器应记录0毫米汞柱的压力。此传感器偏离0 mm Hg的值反映了部分未校正或残余压力漂移。该残余压力漂移应用于所有传感器，以及该调整对以下肛门直肠参数（即静止和挤压时的肛门压力）和排空期间的以下措施（即排空期间的肛门压力、肛门松弛、直肠压力增加）的解释的影响，直肠肛管梯度）为正常或异常。

统计分析

用Spe肛管直肠测压an相关系数单变量评价压力漂移与导管使用次数、每个传感器记录的平均和峰值压力以及每次研究的持续时间之间的关系。多变量自回归误差模型中包含显著的预测因子。数据汇总为平均值±除非另有说明。

结果

测压研究持续8.8±0.1分钟。在445项（98%）的研究中，总体压力漂移呈阳性，并且在80%的研究中大于5毫米汞柱，这超过了1-2毫米汞柱的报告准确度。所有传感器的总压力漂移平均值为7.3±0.2毫米汞柱。然而，对于单个传感器，压力漂移范围为−16至+26毫米汞柱。对于每个研究中漂移最大的传感器，所有研究中的压力漂移为12.3±0.2毫米汞柱。

总体压力漂移与使用次数呈负相关，与传感器暴露的平均和峰值压力以及研究持续时间直接相关（图1）。除研究持续时间外，所有其他变量仍然显著，并解释了多变量模型中总体压力漂移的81%方差（表1）。该模型表明，每次研究后，压力漂移平均下降0.05毫米汞柱。这意味着100次使用后平均减少5毫米汞柱，这是每根导管保证200次使用量的50%。压力漂移通常在传感器5和6中最高（数据未显示）。

表1 压力漂移相关因素的单变量和多变量分析

a阿斯帕曼（Spe肛管直肠测压an）相关系数; b 结果变量为总压差；所有值均为回归系数; c与导管1比较

*P<.05, **P<.001

在76项研究中，在整个研究过程中，最远端的传感器位于肛门外，该传感器记录的未校正压力漂移（即使在热补偿后）的中位数分布在2.5到5毫米汞柱之间（图2）。76例患者中有8例纠正了残余压力漂移，其中3例静止时肛门压力正常而不是高，4例挤压时肛门压力低而不是正常，1例排空时肛门压力正常而不是高。

图2 研究中最后一个传感器记录的压力分布，在整个研究期间，最后一个传感器被证实在体外（N=76）即使在热补偿后，25%以上的研究中记录的压力大于5毫米汞柱。

讨论

有4个主要观察结果。首先，用Manoscan导管记录的肛门直肠压力随时间推移而漂移。虽然所有传感器的整体压力漂移相对较小，但对于单个传感器，压力漂移的范围为−16至+26毫米汞柱。其次，导管中不同传感器之间以及导管中同一传感器的压力漂移值也不同。近80%的测量导管漂移可由以下因素按数量级解释：先前使用导管的次数、研究期间导管暴露的平均压力和研究持续时间。值得注意的是，随着导管使用量的增加，压力漂移显著降低，这与Babaei等人（5）提出的“磨合”效应一致。第三，基于软件的热补偿算法只能部分补偿压力漂移。第四，这种算法对压力漂移的不完全校正很少改变诊断的解释。

除了导致压力漂移的预测变量（因素）的微小差异外，这些发现与食管高分辨率压力测量期间的压力漂移非常相似（5）。事实上，这些预测变量对压力漂移的贡献在食管和肛肠中是相当的。传感器位置（即食管上括约肌或下括约肌、食管或胃）在肛肠中的相关性较小。在高分辨率压力测量导管中，压力影响构成传感器元件的两个电容器之间的距离（个人通信，美敦力公司）。当导管插入体内时，由于室温和体温之间的温差，这两个电容器之间的空气膨胀，从而影响导管记录的压力。两种成分导致压力漂移，即直接成分，可能归因于室温和体温之间的温差，当导管插入肛门直肠时立即发生；以及第二个组成部分，即在研究过程中，随着时间的推移，压力漂移增加。

高分辨率压力测量导管每周在37℃水浴中校准。该过程确定了传感器性能随时间变化的主要差异。每次研究前，导管都要在加压室中校准。最后，在研究结束时，当导管从体内取出时，进行热补偿。此功能指示软件将该点设置为零压力。在整个研究过程中，从每个传感器中扣除应用算法后导管记录的压力与0 mm Hg（大气压）之间的偏移或差值。这假设热驱动偏移发生在将导管引入体内后的短时间内，并解释了为什么算法偏向于在研究结束时充分校正压力漂移，而在研究开始时过度校正压力漂移。最远端传感器记录的热补偿压力超出了报告的性能界限(±在76%的研究中，小于50%的研究持续时间为2毫米汞柱。该传感器可能没有暴露在室温下，因为附近的空气可能吸收了臀部辐射的热量。由于其他传感器在研究期间没有暴露在大气压力下，因此无法评估这些传感器的热补偿算法的准确性。然而，假设从最远端传感器获得的残余压力漂移也可以应用于其他传感器，76项研究中有8项的临床解释会改变。

这些发现为压力漂移的可能机制提供了一些见解。由于压力漂移随着导管使用的增加而下降，因此磨损不太可能导致压力漂移。导管暴露于体内较高压力时，压力漂移更大。然而，由于导管暴露的峰值压力和研究持续时间的影响很小，将导管暴露在高压下的操作（例如，在放置或移除期间，或手动压力）不太可能显著影响导管漂移。不同传感器的压力漂移并不一致，这表明除了温度和使用之外还有其他影响。​

关键信息

与食管高分辨率测压（高分辨率压力测量）类似，在肛肠高分辨率压力测量期间，压力漂移部分是由导管校准温度（室温）和体温之间的差异造成的。

整体压力漂移，即所有传感器的平均值为7.3±0.2毫米汞柱。使用次数、传感器暴露的平均压力和峰值压力以及研究持续时间解释了81%的总体压力漂移变异。

即使经过热补偿，在整个研究期间，传感器记录的大气压力的平均分布在2.5到5毫米汞柱之间；理想情况下，这应该是0毫米汞柱。在76项研究中的8项中，压力漂移的部分矫正可能改变了在挤压和排空期间静止时直肠肛管压力的临床表现。

致谢

资助：本研究由美国国立卫生研究院拨款R01 DK078924资助。

本文章发表在《神经胃肠动力》2016年9月；28(9): 1433–1437.

Parthasarathy G, McMaster J, Feuerhak K, et al. Determinants and clinical impact of pressure drift in manoscan anorectal high resolution manometry system. Neurogastroenterol Motil. 2016 Sep;28(9):1433-7.