Универсальный достоверный показатель средних уровней рН пищевода и желудка: рН, вычисленный по средней концентрации ионов H+ рН-граммы

Г.А. Яковлев

Зарубежные гастроэнтерологи [1-4] применяли в 1988-1996 годах для оценки средней кислотности суточной рН-граммы разные показатели. Так, Savarino V., Mela G.S., Zentilin P. et al. [1] для оценки кислотности использовали среднее арифметическое значение измеренных значений рН для трех различных временных интервалов: за 24 часа; ночь (с 20.00 до 07.59) и дневное время (с 08.00 до 19.59). Гастроэнтерологи Wagner S., Gladziwa U., Gebel M. et al. [2] оценивали средние значения рН по медиане значений рН и медиане концентраций ионов водорода за сутки (с 16.00 ч до 16.00 ч) и другие интервалы времени. Merki H.S., Fimmel C.J., Walt R.P. et al. [3] для оценки средней суточной кислотности также использовали медианы концентраций ионов водорода за сутки.

В составной показатель DeMeester, применяемый для диагностики гастроэзофагеальной рефлюксной болезни (ГЭРБ) пищевода, входят 6 показателей [4,5,6]: процент времени экспозиции кислого рефлюктата с рН<4 за сутки (общий AET); процент времени экспозиции кислого рефлюктата при вертикальном положении тела пациента (вертикальный AET); процент времени экспозиции кислого рефлюктата с рН<4 при горизонтальном положении тела пациента (лежачий AET); общее число рефлюксов за сутки; число рефлюксов с pH<4 в течение ≥5 минут и продолжительность самого длинного рефлюкса в минутах. Из шести указанных показателей общий AET считается наиболее воспроизводимым.

Группа зарубежных гастроэнтерологов [5,6] предложила 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. Следует отметить, что зарубежные гастроэнтерологи [1-6] не учитывали фактическую кислотность кислотных и щелочных рефлюксов суточных рН-грамм желудка и пищевода при применении показателей: АЕТ, DeMeester, медианы рН, среднего арифметического значения рН.

Из работ [7,8,9] следует, что в компьютерной программе ацидогастрометров используются различные показатели средней кислотности рН-грамм пищевода, кардии, тела желудка, антрума, дуоденума: среднее значение рН (среднеарифметическая величина рН), индекс агрессивности (среднеквадратичная величина рН), медиана рН, общий АЕТ, DeMeester суточных рН-грамм, Суммарный индекс агрессивности (ИА) среды рассчитывается для всех точек рН-граммы и только для пищевода [8].

В работе [10] сообщается, что хотя суточный мониторинг рН в пищеводе считается «золотым стандартом» в диагностике ГЭРБ, у 8-ми пациентов с ГЭРБ (32%) данные суточного мониторирования в пищеводе были в пределах нормальных значений (норма рН от 6,0 до 7,0). В работах [11,12] также подтверждено, что нередко встречаются больные с изжогой и даже рефлюкс-эзофагитом, у которых показатели суточной рН-метрии находятся в пределах нормальных значений [11,12].
В работе [13] после фиброэзофагогастродуоденоскопического исследования (ФЭГДС) было проведено суточное измерение рН пищевода и желудка с помощью ацидогастрометра «Гастроскан-24» у 120 человек. 1-я группа состояла из 36 человек с наличием патологических ГЭР по данным суточной рН-метрии и отсутствием макроскопических признаков поражения пищевода по результатам ФЭГДС (НЭРБ). Во 2-й группе было 48 человек с наличием патологического ГЭР и эзофагита различной степени выраженности (ГЭРБ), а в 3-й контрольной группе –36 человек, не имеющих патологических ГЭР. Средний возраст пациентов составил 44±3,5 года. Трехэлектродный зонд вводился таким образом, чтобы верхний электрод находился на уровне 5 см выше нижнего пищеводного сфинктера (НПС), средний – на уровне кардии, нижний – в теле желудка. Расшифровку полученных данных авторы работы [13] осуществляли на персональном компьютере с помощью программы «Исток-Система».

Анализ результатов суточной рН-граммы [13] пищевода показал, что среднее (арифметическое) значение рН в пищеводе для обследованных 1-й группы, 2-й группы и 3-группы составляло соответственно: 6,42±0,76; 6,74±0,38 и 6,38±0,21, а обобщенный показатель DeMeester и общий АЕТ были равны 24,23; 36,81, 11,5 и 6,25%, 17,62%, 3,21% соответственно. Таким образом, в работе [13] установлено, что средние значения показателя рН в теле желудка и в пищеводе в сравниваемых группах близки друг к другу и не выходят за рамки нормальных значений.

Васильев Ю. В., Янова О.Б. [14] также установили, что в пищеводе больного обобщенный показатель DeMeester равен 40,52 при норме <14,72, процент времени с рН<4 составляет 15% при норме 4,5%, а величины рН (среднее значение и индекс агрессивности) равны соответственно 5,5 и 5,7, то есть близки к норме. По мнению авторов [14] суточная рН-метрия ошибочно рассматривается во многих публикациях как «золотой стандарт» диагностики ГЭРБ потому, что этот метод не всегда чувствителен.

Сообщаем всем практическим врачам-гастроэнтерологам, что суточная рН-метрия всегда была и будет золотым стандартом диагностики ГЭРБ, НЭРБ, ЯБЖ, ЯБДК и других кислотозависимых болезней человека. Дело не в чувствительности метода суточной рН-метрии, а в применении в компьютерной программе неправильных показателей вычисления средних уровней рН, а именно: среднего (арифметического) значения рН, индекса агрессивности, медианы рН суточных рН-грамм и их отдельных участков (базальный период, день, ночь и др.).

Отечественные гастроэнтерологи Геллер Л.И., Геллер А.Л., Орликов Г.А., Витань В.Я., Вайнштейн С.Г., Златкина А.Р. с соавторами и другие врачи еще в 1977-1988 годах [15,16,17,18] сообщали, что среднеарифметическая величина значений рН не может быть использована в качестве меры (критерия) кислотности желудочно-кишечного тракта, поскольку при его расчете игнорируется логарифмическая зависимость рН от концентрации ионов водорода H+.
Вайнштейн С.Г.[16], Медведев В.Н. с соавторами [19] предлагали для учета логарифмической зависимости рН от концентрации ионов водорода при определении средней величины рН величины рН превращать в концентрации ионов водорода H+, а затем вычислять среднеарифметическую величину этих концентраций и преобразовывать ее в рН.

При анализе более 100 суточных рН-грамм желудка и пищевода было установлено [20-28], что правильными показателями оценки кислотности рефлюктата в желудке и пищеводе при суточной рН-метрии являются средние уровни рН, вычисленные по средним концентрациям ионов H+ суточных рН-грамм отделов ЖКТ: пищевода, кардии, тела желудка, антрума, дуоденума.

Сообщаем всем практическим врачам-гастроэнтерологам, что последние несколько лет в ЗАО НПП «Исток-Система» изготавливаются суточные ацидогастрометры («Гастроскан-24» и др.), компьютерные программы которых позволяют вычислять достоверные средние уровни рН по средним концентрациям ионов H+ суточных рН-грамм отделов ЖКТ: пищевода, кардии, тела желудка, антрума, дуоденума.
Авторами работ [20-28] также было установлено, что такие показатели как среднее значение рН (сумма всех значений рН рН-граммы, делённая на их число), индекс агрессивности (квадратный корень из среднего арифметического квадратов всех значений рН рН-граммы), медиана рН нельзя использовать в качестве показателей оценки кислотности кратковременных и суточных рН-грамм отделов ЖКТ.
Рассмотрим результаты анализа суточных рН-грамм пациентки Ф. (рис.1).

В теле желудка средний рН, вычисленный по средней концентрации ионов H+, равен 2,0, а среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности равны соответственно 4,5; 4,7; 5,1. Средние концентрации катионов водорода, то есть кислотности, составляют для значений рН 2,0; 4,5; 4,7; 5,1 соответственно 0,01 моль/л, 0,000032 моль/л, 0,00002 моль/л, 0,000008 моль/л. Фактическая среднесуточная кислотность, то есть средняя концентрация ионов водорода H+ 0,01 моль/л в теле желудка превышает кислотности, рассчитанные по ошибочным показателям рН: среднему значению рН 4,5, медиане рН 4,7, индексу агрессивности 5,1, в 312,5; 500; 1250 раз соответственно. Процент времени с рН менее 1,6 равен 18,8%.

В кардии желудка средний рН, вычисленный по средней концентрации ионов H+, равен 1,3, а среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности равны соответственно 3,2; 1,3; 4,3.

Рис. 1. Суточные рН-граммы пищевода, кардии и тела желудка пациентки Ф. 27 лет с нормальными ГЭР в пищеводе

Из приведенных выше данных следует, что медиана рН для рН-граммы тела желудка (Рис.1) завысила правильный средний уровень рН 2,0 в 2,35 раза, а в случае рН-граммы кардии указала на правильный средний уровень рН 1,3.
Это обьясняется методом определения медианы. Если медиана нечетного количества чисел в дискретном ряде – это число, записанное посередине, а если медиана четного количества чисел – это среднее арифметическое двух чисел, находящихся посередине ряда рН. Процент времени с рН менее 1,6 для кардии равен 61,3%, поэтому медиана рН «не ошиблась». А процент для времени с рН менее 1,6 в теле равен 18,8%, поэтому медиана в принципе не могла указать правильное среднее значение рН-граммы тела желудка.

В пищеводе показатель DeMeester равен 10,17, а общий АЕТ равен 3,2%.

Средний рН, вычисленный по среднесуточной концентрации ионов H+, в пищеводе равен 3,4 при норме 6,0-7,0 ед. рН, а среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности равны соответственно 5,9; 6,0; 5,9. Фактическая среднесуточная кислотность 0,0004 моль/л в пищеводе превышает кислотности, рассчитанные по показателям рН (среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности) 5,9; 6,0; 5,9, соответственно в 308; 400; 308 раз (Рис. 1). Таким образом, нами установлено, что чувствительность вычисленного по среднесуточной концентрации ионов H+ рН, равного 3,4, к ГЭР с рН менее 4,0 значительно выше чувствительности неправильных показателей: среднего (арифметического) значения рН, медианы рН, индекса агрессивности.

Приведем результаты анализа суточной рН-граммы пациентки С. (рис.2).

В теле желудка средний рН, вычисленный по среднесуточной концентрации ионов H+, равен 1,9, а среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности равны соответственно 3,8; 3,3; 4,5. Средняя концентрация катионов водорода, то есть кислотность, составляет для значений рН 1,9; 3,8; 3,3; 4,5 соответственно 0,0126 моль/л, 0,00016 моль/л, 0,0005 моль/л, 0,000032 моль/л. То есть фактическая среднесуточная кислотность 0,0126 моль/л в теле желудка превышает кислотности, рассчитанные по неправильным показателям рН: среднему значению рН 3,8, медиане рН 3,3, индексу агрессивности 4,5, в 79, 25, 394 раза соответственно.

В кардии желудка средний рН, вычисленный по среднесуточной концентрации ионов H+, равен 1,9, а среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности равны соответственно 3,1; 2,3; 3,6. Фактическая среднесуточная кислотность 0,0126 моль/л в кардии желудка превышает кислотности, рассчитанные по неправильным показателям рН (3,1; 2,3; 3,6), в 16; 2,5; 50 раз соответственно.

В пищеводе показатель DeMeester равен 3,58, а общий АЕТ равен 0,7%.

Средний рН, вычисленный по среднесуточной концентрации ионов H+, в пищеводе равен 4,7 при норме 6,0-7,0 ед. рН, а среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности равны соответственно 6,2; 6,1; 6,2. Фактическая среднесуточная кислотность 0,00002 моль/л в пищеводе превышает кислотности, рассчитанные по ошибочным показателям рН: 6,2; 6,1; 6,2, соответственно в 32; 25; 32 раз.

Рис. 2 Суточные рН-граммы пищевода, кардии и тела желудка пациентки С. 37 лет с нормальными ГЭР в пищеводе

Таким образом, нами установлено, что чувствительность вычисленного по среднесуточной концентрации ионов H+ рН, равного 4,7, к ГЭР с рН менее 4,0 значительно выше чувствительности неправильных показателей: среднего (арифметического) значения рН, медианы рН, индекса агрессивности.

Приведем результаты анализа суточной рН-граммы пациентки Г. (рис.3). В теле желудка средний рН, вычисленный по среднесуточной концентрации ионов H+, равный 1,5, указывает на гиперацидность. Неправильные показатели: среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности равны соответственно 2,7; 1,8; 3,3. Медиана рН указывает на нормацидность, а среднее значение рН и индекс агрессивности – на гипоацидность. Средняя концентрация катионов водорода, то есть кислотность, составляет для значений рН 1,5; 2,7; 1,8; 3,3 соответственно 0,0316 моль/л, 0,002 моль/л, 0,0158 моль/л, 0,0005 моль/л. В кардии желудка средний рН, вычисленный по среднесуточной концентрации ионов H+, равен 1,5, а неправильные показатели: среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности равны соответственно 2,9; 1,8; 3,5.

Рис. 3 Суточные рН-грамма пищевода, кардии и тела желудка пациентки Г. 56 лет с патологическими ГЭР в пищеводе

В пищеводе показатель DeMeester равен 31,85, а общий АЕТ равен 8,4%.

Средний рН в пищеводе, вычисленный по среднесуточной концентрации ионов H+ и равный 3,0, также указывает на патологические ГЭР. А ошибочные показатели: среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности, равные соответственно 5,9; 6,2; 6,0 указывают на нормальные ГЭР. Фактическая среднесуточная кислотность в пищеводе, равная 0,001 моль/л, значительно превышает кислотности (0,00000125моль/л; 0,00000063 моль/л; 0,000001 моль,л), рассчитанные по ошибочным показателям рН (среднее значение рН, медиана рН, индекс агрессивности): 5.9; 6,2; 6,0.

Таким образом, нами установлено, что точность оценки влияния ГЭР с рН<4,0 на среднесуточный рН пищевода с помощью вычисленного по среднесуточной концентрации ионов H+ , существенно выше, чем при использовании неправильных показателей: среднего (арифметического) значения рН, медианы рН, индекса агрессивности.

Кроме того, для пациентки Г. (рис. 3) значения АЕТ для диапазонов кислотности (рН): 0,8≤рН<1,0; 1,0≤рН<2,0; 2,0≤рН<3,0; 3,0≤рН<4,0 равны соответственно 0,023%, 2,3%, 3,2%, 2,8%. Значения средних уровней рН и кислотности в указанных диапазонах кислотности составляют 0,8 ед. рН (0,158 моль/л); 1,5 ед. рН (0,0316 моль/л); 2,3 ед. рН (0,005 моль/л); 3,3 ед. рН (0,0005 моль/л) соответственно. Видно, что кислотность 0,0005 моль/л в диапазоне 3,0≤рН<4,0 меньше в 10 раз кислотности в диапазоне 2,0≤рН<3,0, в 63 раза кислотности в диапазоне 1,0≤рН<2,0 и в 316 раз кислотности в диапазоне 0,8≤рН<1,0. В тоже время следует отметить, что при определении общего АЕТ и показателя DeMeester указанное существенное различие в кислотностях в диапазонах рН: 0,8≤рН<1,0; 1,0≤рН<2,0; 2,0≤рН<3,0; 3,0≤рН<4,0 вообще не учитывается. Поэтому, по нашему мнению, показатели АЕТ и DeMeester не обладают достаточной чувствительностью (точностью) при определении нормальных и патологических ГЭР.

Нами доказано, что среднее значение рН, медиану рН, индекс агрессивности рН нельзя применять практическим врачам (гастроэнтерологам, хирургам) при анализе суточных рН-грамм верхних отделов ЖКТ (пищевода, тела желудка, кардии и др.). Применение в качестве показателя медианы рН для определения среднего уровня рН более 100 суточных рН-грамм желудка и пищевода показало, что для большинства рН-грамм медиана необоснованно завышает средние уровни рН. То есть медиана рН является не универсальным и недостаточно достоверным показателем среднего уровня рН. Среднее арифметическое значение рН и индекс агрессивности практически для всех рН-грамм завышают средние уровни рН, а следовательно, значительно занижают фактическую кислотность.

Поэтому мы рекомендуем всем практическим врачам при анализе результатов суточных рН-грамм верхних отделов пищеварительного тракта применять универсальный и достоверный показатель средних уровней рН пищевода и желудка: рН, вычисленный по средней концентрации ионов H+.

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. De Meester, T.R. Prolonged oesophageal pH-monitoring /T.R. De Meester // Gastrointestinal motility: which test? - Ed. By N.W. Read, Wrightson Biomedical Publishing Ltd, 1989. - P. 41-52.
5. 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.
6. 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.
7. Рапопорт С.И. 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. – 208 с.
8. Математический анализ компьютерных рН-грамм верхних отделов ЖКТ/GastroScan.ru›physician/ph…20090626…ph.pdf.
9. Ракитин А.Б., Ракитин Б.В. Оценка кислотообразующей функции желудка при 24-часовой рН-метрии // V Спец. выст. и Всеросс. конф. «Информационные технологии в медицине – 2004», 16-19 марта 2004, Москва. Тезисы докл. – М.: АРМИТ, 2004. – С. 106-107.
10. Кардашева С.С. Клиника и морфология гастроэзофагеальной рефлюксной болезни в процессе лечения ингибиторами протонной помпы. Автореферат дисс. к.м.н., 14.00.47 - гастроэнтерология. ММА им. И.М. Сеченова, Москва, 2007.
11. Бордин Д.С., Машарова А.А. Диагностика гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и лечение лансопразолом // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2008. – №5.
12. Бордин Д.С., Колбасников С.В. Патогенетические основы развития гастроэзофагеальной рефлюксной болезни. Диагностика и лечение // Вестник семейной медицины. 2013. № 1. С. 30–34.
13. Левченко З.А., Дударенко С.В. Сравнительный анализ результатов суточной рН-метрии при эндоскопически негативной и позитивной формах ГЭРБ // Диагностика, лечение, профилактика неинфекционных болезней человека. 2011. № 2 (39). С. 59–61.
14. Васильев Ю. В., Янова О.Б. Интерпретация результатов ацидификации пищевода и желудка (по данным 24-часовой pH-метрии), Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2011, N 5, с. 75-79.
15. Геллер Л.И., Геллер А.Л. Статистическая оценка результатов внутрижелудочной рН-метрии , Лабораторное дело, 1987, №2, с.31-33.
16. Орликов Г.А., Витинь В.Я. О методологических особенностях атропинового теста, - Терапевтический архив, 1980, №2, с.26-29.
17. Вайнштейн С.Г. О графическом изображении результатов измерения внутрижелудочного рН и методике статистической их обработки., - Казанский медицинский журнал, 1977, №4, с.52-53.
18. Златкина А.Р., Беззубик К.В., Гордева Т.К., Количественная обработка данных рН-метрии желудочно-кишечного тракта — Методические рекомендации, П., Министерство здравоохранения РСФСР, 1988, с. 13.
19. Медведев В.Н., Зеленская Л.М., Орловский В.Ф. и др. Сравнительная оценка секреторной функции желудка, изучаемой зондовым методом и методом интрагастральной рН-метрии, - Клиническая медицина, 1990, т.68, №3, с.89-92.
20. Яковлев Г.А. О выборе метода расчета средней величины кислотности при 24-часовой рН-метрии // 2016, www.gastroscan.ru.
21. Яковлев Г.А. Основы зондовой рН-метрии желудка и пищевода/сайт Medlinks.ru. Москва, 2017.
22. Г.А. Яковлев, О.А. Сторонова, А.С. Трухманов Критерии оценки кислотности в пищеводе/сайт Medlinks.ru. Опубликовано 03-03-2017.
23. Мишулин Л.Е., Никитина Т.В., Яковлев Г.А., Новые диагностические критерии кислотности суточной рН-метрии пищевода/сайт Medlinks.ru. Опубликовано 26-12-2016.
24.Яковлев Г.А. О модернизации интрагастральной и внутрипищеводной рН-метрии для повышения точности диагностики и эффективности лечения больных с кислотозависимыми заболеваниями желудка и пищевода. www.medlinks.ru Гастроэнтерология, проктология. 25-04-2017.
25. Яковлев Г.А. О допустимости применения общепринятых норм базальной кислотности (рН) при оценке результатов суточной рН-метрии желудка и пищевода // Опубликовано 19.06.2017, www/medlinks.ru.
26. Яковлев Г.А. О значимости правильного определения средних рН суточной рН-граммы и ее базального периода для тела желудка при применении общепринятых критериев базальной кислотообразующей функции желудка / www.gastroscan.ru. 2017.
27. Яковлев Г.А. Показатели кислотности (рН) кратковременных (до 2-3 ч) и продолжительных (до 24 ч) рН-грамм желудка и пищевода, повышающие точность диагностики кислотозависимых болезней (ЯБЖ, ЯБДК, ГЭРБ и др.) / www.gastroscan.ru. 2017.
28. Яковлев Г.А. О достоверных показателях кислотности в желудке и пищевода человека // Опубликовано 29.04.2016, www/medlinks.ru.