Современный математический анализ суточных рН-грамм пищевода

Г.А. Яковлев

Средние величины широко применяются в повседневной работе медицинских работников, например, для оценки состояния здоровья человека путем анализа физиологических, биохимических параметров организма (уровня артериального давления, частоты сердечных сокращений, температуры тела, уровня биохимических показателей, содержания гормонов и т. д.). В медицинской практике наиболее часто используются следующие средние величины: мода, медиана, средняя арифметическая. Реже применяются другие средние величины: средняя геометрическая; средняя квадратическая (при определении среднего диаметра среза клеток, результатов накожных иммунологических проб) и др.

Так, зарубежные гастроэнтерологи Savarino V., Mela G.S., Zentilin P. et al. [1] в 1996г для оценки среднего уровня кислотности использовали среднее арифметическое значение измеренных значений рН для трех различных временных интервалов: за сутки; ночь и день. Средние значения рН за сутки составляли для групп здоровых людей и больных ЯБДК соответственно 1,9±0,4 (1,5-2,3) и 1,6±0,5 (1,1-2,1). Ранее гастроэнтерологи Wagner S., Gladziwa U., Gebel M. et al. в 1991г [2] и Merki H.S., Fimmel C.J., Walt R.P. et al. в 1988г [3] оценивали средние значения рН по медиане значений рН и медиане концентраций ионов водорода за сутки и другие интервалы времени.

Отечественные гастроэнтерологи [4-6] для оценки средней кислотности кратковременных и суточных рН-грамм ЖКТ человека также применяли медиану рН и среднеарифметическое значение рН. Кроме того, в качестве критерия оценки средней кислотности рН-грамм они применяли индекс агрессивности, то есть среднеквадратичную величину рН [4-6]. Индекс агрессивности среды суммарный рассчитывался для всех точек рН-граммы и только для пищевода.

Следует отметить, что отечественные гастроэнтерологи Геллер Л.И., Геллер А.Л., Орликов Г.А., Витань В.Я., Вайнштейн С.Г., Златкина А.Р. с соавторами и другие известные российские гастроэнтерологи в своих публикациях в 1977-1988 годах поясняли врачам, что среднеарифметическая величина всех значений рН рН-граммы не может быть использована в качестве меры (критерия) кислотности желудочно-кишечного тракта, поскольку при его расчете игнорируется логарифмическая зависимость рН от концентрации положительных ионов водорода H+ [7,8].

В работах [7,8] нами было подтверждено, что практическим врачам (гастроэнтерологам, хирургам) нельзя применять среднее (арифметическое) значение рН, медиану рН, индекс агрессивности рН в качестве критериев оценки средней кислотности при анализе суточных рН-грамм верхних отделов ЖКТ (пищевода, тела желудка, кардии, антрума и др.). Вместо указанных неправильных критериев отечественным гастроэнтерологам для оценки средней кислотности суточной рН-граммы желудка или пищевода следует применять рН, вычисленный по средней концентрации положительных ионов водорода H+ [8].

Roman S, Gyawali CP, Savarino E, et al. [9] предложили считать общий процент времени с pH<4 (далее - АЕТ) в пищеводе на 5 см выше нижнего пищеводного сфинктера (НПС) более 6% надежным доказательством наличия патологических гастроэзофагеальных рефлюксов (ГЭР); АЕТ менее 4% надежным доказательством нормальных (физиологических) ГЭР, а значения АЕТ от 4% до 6% зоной неопределенного диагноза.

В экспертном заключении в области физиологической оценки и диагностики ГЭРБ Savarino E, Bredenoord AJ, Fox M, et al. [10] подтверждено, что пороговые величины АЕТ (АЕТ<4,0; АЕТ>6,0) согласованы и для pH-метрии и для pH-импедансометрии. Величины между ними (АЕТ ≥4,0÷≤6,0) считаются пограничными, требующими дополнительных клинических или физиологических доказательств для подтверждения или опровержения диагноза ГЭРБ. Отмечено, что время закисления пищевода AET является статистически более достоверным и воспроизводимым, чем ранее широко использовавшийся составной показатель DeMeester.

Gyawali CP, Kahrilas PJ, Savarino E, et al. [11] считают, что надежным решающим доказательством наличия патологических ГЭР является обнаруженное при суточной рН-метрии или рН-импедансометрии пищевода длительное закисление в пищеводе на 5 см выше НПС: AET>6%. Гастроэнтерологи [11] считают АЕТ<4% и число ГЭР менее 40 достаточными доказательствами против патологических ГЭР.

По мнению итальянских гастроэнтерологов Frazzoni L, Frazzoni M, de Bortoli N, et al. [12], АЕТ более 3,2% и число ГЭР за сутки более 48 указывают на аномальный (патологический) уровень ГЭР.

Видно, что предложенные авторами работ [9, 10, 11, 12] критерии оценки и диагностики патологических и нормальных ГЭР, а именно: граничные уровни общего АЕТ (< 4,0%; > 6,0%; > 3,2%) и число ГЭР (< 40; > 48) различаются.
Для оценки «кислых» ГЭР авторы работы [13] использовали ранее общепринятые показатели DeMeester и общий процент времени с рН<4,0. Критерием выявления патологического ГЭР являлось обнаружение более 46 эпизодов кислых рефлюксов и (или) АЕТ в дистальном отделе пищевода в течение 1 часа и более во время суточного мониторирования.

Понятно, что повреждение слизистой оболочки пищевода во многом определяется значением рН желудочного содержимого, забрасываемого в пищевод. Именно положительные ионы водорода H+ (протоны) являются основным повреждающим агентом рефлюктата, причем их способность оказывать повреждающее действие зависит и от времени воздействия и от концентрации ионов водорода H+, то есть от рН.

Информация, полученная при 24-х часовой рН-метрии, позволяет точно определять время, в течение которого слизистая оболочка пищевода подвергается воздействию соляной кислоты, и среднесуточные концентрации положительных ионов водорода H+ всех кислых ГЭР с рН от 0,8 до 4,0.

Поэтому без учета времени воздействия и фактической кислотности (среднесуточной концентрации положительных ионов водорода H+) всех кислых ГЭР с рН<4,0 в интервалах кислотности (рН): 0,8≤рН<1,0; 1,0≤рН<2,0; 2,0≤рН<3,0; 3,0≤рН<4,0 общего АЕТ пищевода предложенные зарубежными гастроэнтерологами критерии типа DeMeester, числа циклов ГЭР, АЕТ>6%, АЕТ>3,2%, АЕТ<4,0%, не могут являться достаточно надежными и решающими доказательствами наличия патологических и нормальных ГЭР.

Поясним это на конкретных примерах анализа суточных рН-грамм пищевода.

При анализе суточной рН-граммы пищевода (на 5 см выше НПС) пациента И. (рис. 1)

установлено, что составной показатель DeMeester равен 24,61; общий АЕТ равен 8,2%; число кислых ГЭР равно 105. А при анализе суточной рН-граммы пищевода (на 5 см выше НПС) пациента Д. (рис. 2) установлено, что составной показатель DeMeester равен 26,82; общий АЕТ равен 6,7%; число кислых ГЭР равно 80.

Рис. 1 Суточная рН-грамма пищевода пациента И., 55 лет

При сравнении указанных критериев двух рН-грамм видно, что показатель DeMeester 26,82 для пищевода пациента Д. превышает показатель DeMeester 24,61 для пищевода пациента И. на 2,21, несмотря на то, что общий АЕТ 6,7% и число ГЭР=80 за сутки для пищевода пациента Д. (рис. 2) меньше общего АЕТ 8,4% и числа кислых ГЭР=105 за сутки в пищеводе пациента И. Кроме того, среднесуточный уровень кислотности для кислых ГЭР с рН менее 4,0, забрасываемых в пищевод пациента И.(рис. 1), равный 10 ммоль/л (рН=2,0), превышает среднесуточный уровень кислотности для кислых ГЭР с рН менее 4,0, забрасываемых в пищевод пациента Д.(рис. 2), равный 2,5 ммоль/л (рН=2,6), в 4 раза.

Рис. 2 Суточная рН-грамма пищевода пациента Д., 23 года

Значения АЕТ, средних уровней рН, среднесуточных концентраций положительных ионов водорода H+ всех кислых ГЭР в интервалах кислотности (рН): 1,0≤рН<2,0; 2,0≤рН<3,0; 3,0≤рН<4,0 равны соответственно для пациента И. (рис. 1): 2,1%, 2,6%, 3,5%; 1,4; 2,3; 3,3; 39,8 ммоль/л; 5,0 ммоль/л; 0,5 ммоль/л и для пациента Д. (рис.2): 0,5%; 1,4%; 4,8%; 1,7; 2,3; 3,5; 19,95 ммоль/л; 5,0 ммоль/л; 0,32 ммоль/л.

Для оценки повреждающей способности кислого рефлюктата рассчитаем сумму произведений среднесуточных кислотностей и времени его воздействия на слизистую пищевода пациента И.: 2,1% х 39,8 ммоль/л + 2,6% х 5 ммоль/л + 3,5% х 0,5 ммоль/л = 98,3 ммоль/л х % и пищевода пациента Д. : 0,5% х 19,95 ммоль/л + 1,4% х 5 ммоль/л + 4,8% х 0,32 ммоль/л = 18,5 ммоль/л х %.

Повреждающая способность кислых ГЭР с рН менее 4,0 на слизистую пищевода пациента И., равная 98,3 ммоль/л х%, превышает в 5,3 раза повреждающую способность кислых ГЭР с рН менее 4,0, равную 18,5 ммоль/л х %. При этом обобщенный показатель DeMeester (24,61) пищевода пациента И. меньше обобщенного показателя DeMeester (26,82) пищевода пациента Д. на 2,21.

Среднесуточные кислотности (рН) пищеводов пациента И. и пациента Д., вычисленные по среднесуточным концентрациям положительных ионов водорода H+, равны соответственно 0,794 ммоль/л (рН=3,1) и 0,158 ммоль/л (рН=3,8). То есть средняя кислотность за сутки в пищеводе пациента И. превышает в 5 раз среднюю кислотность за сутки в пищеводе пациента Д.

Таким образом, нами установлено, что при расчете показателей АЕТ и DeMeester не учитывается фактическая кислотность кислых ГЭР с рН менее 4,0 в интервалах кислотности (рН): 0,8≤рН<1,0; 1,0≤рН<2,0; 2,0≤рН<3,0; 3,0≤рН<4,0. Поэтому показатели АЕТ и DeMeester не могут являться достаточно надежными и решающими доказательствами наличия патологических и нормальных ГЭР.

Список литературы

1. Savarino V., Mela G.S., Zentilin P. et al. Circadian gastric acidity in Helicobacter pylori positive ulcer patients with and without gastric metaplasia in the duodenum, Gut 1996; 39: 508-512.
2. Wagner S., Gladziwa U., Gebel M. et al. Circadian pattern of intragastric acidity in duodenal ulcer patients: a study of variations in relation to ulcer activity, Gut,1991,32,1104-1109.
3. Merki H.S., Fimmel C.J., Walt R.P. et al. Pattern of 24 hour intragastric acidity in active duodenal ulcer disease and in healthy controls, Gut, 1988, 29, 1583-1587.
4. Рапопорт С.И., Лакшин А.А. и др. рН-метрия пищевода и желудка при заболеваниях верхних отделов пищеварительного тракта / Под ред. академика РАМН Ф.И. Комарова. – М.: ИД МЕДПРАКТИКА-М.–2005.–208с.
5. Силуянов С.В., Ступин В.А., Смирнова Г.О. и др. Диагностические критерии внутрижелудочной многоканальной рН-метрии // Здравоохранение и медицинская техника. – 2005. – № 10. – с. 32–35.
6. Математический анализ компьютерных рН-грамм верхних отделов желудочно- кишечного тракта, 2009 06 26 analyz ph.pdf, сайт GastroScan.ru.
7. Яковлев Г.А. Основы зондовой рН-метрии для гастроэнтерологии, -М.: ИД «Медпрактика-М», 2016, 144 с.
8. Яковлев Г.А.,. Кайбышева В.О., Никонов Е.Л., Мишулин Л.Е., Федоров Е.Д., Шаповальянц С.Г. Суточная pH-метрия пищевода и желудка: ошибки интерпретации данных и их клиническое значение // журнал «Доказательная гастроэнтерология», 2018, том 7, №3,с.11-17.
9. Roman S, Gyawali CP, Savarino E, et al. Ambulatory reflux monitoring for diagnosis of gastro-esophageal reflux disease: Update of the Porto consensus and recommendations from an international consensus group // Neurogastroenterol Motil.2017;29:e13067.
10. Savarino E, Bredenoord AJ, Fox M, et al. Expert consensus document: Advances in the physiological assessment and diagnosis of GERD // Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017 Nov;14(11):665-676.
11. Gyawali CP, Kahrilas PJ, Savarino E, et al. Modern diagnosis of GERD: the Lyon Consensus Gut Published Online First: 03 February 2018. doi: 10.1136/gutjnl-2017-314722.
12. Frazzoni L, Frazzoni M, de Bortoli N, et al. Critical appraisal of Rome IV criteria: hypersensitive esophagus does belong to gastroesophageal reflux disease spectrum. Ann Gastroenterol. 2018 Jan-Feb; 31(1): 1–7.
13. Апенченко Ю.С., Гнусаев С.Ф., Розов Д.Н. и др. Течение бронхиальной астмы в сочетании с ГЭРБ у детей // Вестник новых медицинских технологий. 2018. Т. 25. № 3. С. 7–14.