消化道測壓技術的發展

　　消化道動力功能主要包括消化道蠕動、消化道通過時間、消化道電活動、消化道括約肌運動等，科學家為獲得消化道動力功能參數進行了不懈的努力，其中最具有代表性的是消化道測壓技術。
　　消化道為中空器官，消化道平滑肌不斷進行收縮與舒張運動，收縮時局部壓力上升，而舒張時局部壓力下降，這種變化在括約肌更為明顯，如果能準確地將壓力變化的機械信號記錄下來，分析比較健康人與不同疾病患者的差異，就可以幫助診斷消化道動力障礙性疾病。
　　隨著消化道測壓技術的發展，對消化道動力功能的認識己從離體動物的觀察發展到人體的實踐，從實驗室研究到臨床探索，從簡易的現象記錄到多點壓力參數的獲取，更是發展到採用24-36個導聯較為全面地瞭解某部分消化道動力特徵。消化道測壓技術的發展，不但體現了科學發展的艱辛，更體現了人類對科學的執著追求，對科學思維的建立也有非常大的幫助。
　　早在1877年，Gowers記錄肛管靜息壓力並首次發現直腸擴張後肛管鬆弛。1883年，Hugo Kronecker和他的學生Samuel James Meltzer將2個橡膠氣囊連於馬利氏氣鼓（一種氣體壓力傳導裝置）上，然後由該學生吞下氣囊，使一個位於咽部，另一個位於食管的任何位置，記錄吞嚥過程中食管壓力的變化情況，當時記錄到食團經過球囊時壓迫球囊造成的壓力輕度升高和由於吞嚥後肌肉收縮引起的食管壓力變化，該實驗即為人類歷史上的首次食管測壓。
　　1948年，Charles F Code採用注水的多腔導管及氣囊記錄了食管的蠕動。1950年，Gauer和Gienapp採用微型電磁壓力傳感器（Gauer傳感器）來研究食管壓力，這種傳感器擺脫了以水為測壓媒介，但有較強的熱依賴性，因此限制了其在臨床上的應用。
　　1956年，Code等採用側孔導管在胃食管連接處記錄到了一個高壓帶，並將其稱為胃食管括約肌（gastroesophageal sphincter），這是首次觀察到胃食管連接部存在壓力帶。1973年，Waldeck等採用水灌注4側孔導管進行測壓，水灌注系統大致包括測壓導管、針筒式灌注泵（syringe pump灌注系統）及連接二者的壓力感受裝置。
　　在灌注泵的一定壓力支持下，測壓導管的側孔以一定的速度緩慢出水，導管位於食管腔內，具有一定壓力的食管壁作用於出水孔，出水受到一定的阻力，此阻力傳到壓力感受器上被感知，從而間接測得了相應食管壁的壓力。將測壓導管（灌注速度5 mL/min）以6 mm/s的速度從胃內向外緩慢牽拉，記錄下食管括約肌（low esophageal sphincter,LES）的壓力，並得出牽拉技術測量LES壓力優於靜態測量的結論。
　　Dodds等在1975年進行了快速牽拉測量LES壓力，指出了“快速牽拉”的優越性。由於呼吸和吞嚥的影響，LES的移動使測壓孔與LES間存在相對位移，位移會導致LES壓力測定的不準確性。
　　針對這一現象，Dent等在1976年發明了“袖套”（ sleeve）技術，袖套可以測量LES全長的壓力，從而消除位移的影響，但臨床使用時發現袖套技術對局部括約肌壓力變化的敏感度比較低，無法準確反映LES的變化規律，甚至出現錯誤。而針筒式灌注泵灌注速度快（5 mL/min或以上），該系統的高順應性可以導致後期灌注速率的微小減緩，帶來測壓結果的偏差。
　　1977年，水灌注測壓系統經過改進，誕生了液壓毛細管灌注系統（hydraulic capillary infusion system），灌注速度降至0.6 mL/min或更低，提供更精確的數據。除灌注系統的進步，測壓導管也從最初的4側孔導管發展到了6側孔及8側孔導管。到20世紀80年代，標準測壓技術較為成熟，形成液壓毛細管灌注系統、6-8側孔測壓導管和動態牽拉技術，得出了食管壓力線性圖。
　　20世紀70至80年代，固態測壓系統開始出現，最初為固態變應片測壓導管，之後又發展了固態電容測壓導管。至90年代，消化道測壓史發生重大變革，在壓力圖形顯示上，Clouse和Staiano從地形圖的形態獲取靈感，共同開發了時空圖（spatio-temporal plot）顯像模式。該方法將傳統的線性圖轉為立體圖，生動、形象地同時反映出了測壓時間、導管上壓力感受裝置位置及相應各處的壓力，從而使測壓結果的判讀變得更加直觀明瞭。
　　20世紀末21世紀初，高分辨率測壓系統（high resolution manometry,HRM）的誕生在測壓發展史上具有里程碑意義。以高分辨率食管測壓為例，根據食管HRM的導管和測壓原理分為21-36通道的水灌注HRM和測壓通道高達33-36通道的固態HRM.間距≤2 cm的通道實現了從咽部到胃的全程通道分佈，可以在插管後一步到位，無需牽拉，使食管測壓變得快速且高效。同時HRM的圖像顯示方法採用了“時空圖”的模式，從而能簡潔、直觀、細緻、高效、真實地檢測食管動力狀態。
　　測壓技術的進步並未止步於單純的HRM,在開發了HRM以後，又相繼開發了高分辨阻抗測壓技術 （ high-resolution impedance manometry,HRIM）和三維（three-dimensional）-HRM的技術。前者將阻抗技術與高分辨率測壓技術結合，在高分辨率食管測壓導管上嵌入阻抗電極，從而能在測壓的同時監測食管腔內阻抗的變化，來觀察和判斷如食團清除狀況、噯氣、反流等情況。
　　後者基於固態HRM導管上密集的測壓點及計算機軟件重建與處理，得到立體的三維食管或肛管的動力圖像，既可清晰表現食管或肛管的立體解剖，又可展現出相應結構的動力特點，實現了動力測定與解剖定位同時滿足的目標。
　　從最初的測壓探索到現在，時間過去了100多年，消化道測壓技術得到了快速的發展。測壓實現了從部分結構測壓到全消化道測壓，目前的測壓技術不僅可以滿足食管、直腸肛管測壓的需求，而且依賴於內鏡等技術的發展，更具備了胃、小腸測壓（十二指腸空腸迴腸測壓）、Oddi括約肌測壓及結腸測壓的能力。
　　測壓數據從粗略到精細，測壓過程從繁瑣到簡潔，結果判讀從複雜到直觀，經過初步訓練的動力專業醫師即可較快、較好掌握，筆者個人的感受是“睜開你的眼睛，你就能看到測壓的結果”.消化道測壓的實用性、可操作性、精細度和信息量的提升在科研和臨床上均具有重大意義。