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摘要

评估胃肠道(GI)已经变得至关重要，因为它提供了重要的临床信息，特别是对糖尿病和老年患者。因此，各种方法被研究和应用，从不同的角度分析胃肠道。这些评估包括内窥镜、超声、磁共振成像(MRI)、闪烁成像和各种生物磁性技术。评估帮助诊断胃疾病的两个参数是胃运动和排空。本研究讨论了用于评估GI缺乏电离辐射的三种不同技术:MRI、超声和胃磁图。每一种方法得到的结果被提及和比较，以确定其可行性和潜力，作为补充临床诊断试验。这三种可供选择的胃肠病学评估技术仍然不是常规的临床程序，也不为胃肠疾病患者所知。作者认为，这些可以给服务提供者和患者本身带来好处

关键字

胃肠道系统，蠕动，胃排空。

介绍

胃是一个J形器官，其功能是储存食物，分泌各种酶和粘液，使其肠内含量增加并产生胃液。随后，胃液通过胃平滑肌的收缩与储存的食物混合。这种混合过程的结果被称为食糜，然后进入十二指肠，在小肠中继续消化。此外，这些功能，如胃排空和胃运动，最常用的观察和评估方法是闪烁成像，这是目前的金标准[1]。然而，这种技术的一些缺点包括需要高剂量的电离辐射，并且由于只能分析胃的单一投影，因此由于视野有限，可能会对胃内容物进行错误计算。

胃肠评估的非电离技术

有一些非侵入性的方法可以替代闪烁成像来评估胃肠道功能。其中包括超声、磁共振成像(MRI)、胃电图(EGG)和胃磁图(MGG)的评估。后两者分别用于获得生物电和生物磁分析。

就目前所知，首次测量人类受试者的生物磁场是在Baule和McFee(1963)的开创性工作中报道的[2]，他们记录了人类心脏的磁场。生物磁分析是一种非侵入性的选择，当寻找提取有关器官功能的信息。特别是，胃排空率的评估，可以通过生物磁技术来研究，被用作几种胃肠道疾病的指标，如功能性消化不良[3,4]，糖尿病性胃轻瘫[5]等。

胃电图(EGG)技术是通过电极记录胃电活动。这些电极可以放置在腹部或浆膜壁上(浆膜电胃)。在[3]中，对功能性消化不良患者进行了胃磁图(MGG)测量。通过对每位患者重复测量三次，每周一次，对胃的机械活动进行评估，可以评估胃排空半时间的可重复性。MGG是测定胃排空半衰期的合适方法。需要强调的是，这种生物磁方式对于胃肠病学研究来说是一种简单的非侵入性技术，使其成为一种可行的方法，也可以用于怀孕期间的女性，因为在此过程中缺乏电离辐射。

胃运动的生物电和生物磁分析建立了胃肠疾病与胃电活动异常之间的关系[7]。众所周知，调节胃蠕动运动的电活动发生在胃平滑肌。这种胃肌电活动周期为20s，频率为50mhz，在皮肤表面产生0.1 mV的电势[8]，从而在腹部周围产生约几个皮特斯拉的磁场。该磁场模型显示胃平滑肌上的电流密度约为50 mA/m2，表明EGG和MGG是研究胃排空率的可行方法。值得注意的是，磁信号受组织电导率的影响比电信号小。这两种技术的信号分析主要是在频域通过快速傅立叶变换(FFT)或经过调整的频谱分析发展起来的。然而，FFT分析需要长持续时间的信号，导致低频不准确，这就是为什么自适应方法或自回归估计可以提供更高的精度。

另一种间接评估胃排空的技术是超声[9]。评估胃壁运动，尽管同时测量胃近端和远端是复杂的，但这种方法也可以研究药物或疾病对胃运动的影响[10]。磁共振成像(MRI)是另一种可同时记录胃运动和排空的方法[11,12,13]。此外，MRI和超声图像都可以通过造影剂增强，有助于确定胃排空率等生理功能。最常见的造影剂包括非顺磁造影剂，如油乳剂或基于钆的造影剂(GD-DOTA)[14]，以及一些天然造影剂。

Magnetogastrography

MGG通过磁力计记录由胃电活动产生的磁场。特别地，在不需要磁屏蔽室的情况下，采用一套亥姆霍兹线圈和磁通门传感器来获取MGG信号。

已经制定了一项方案来进行MGG测试，并规定患者必须摄入事先经过验证的半固体食物[15]，例如鸡蛋和一片三明治面包，其中预先稀释了3克磁铁矿颗粒(直径从55 μm到125 μm)。进食半小时后，沿亥姆霍兹线圈系统的轴线将患者置于仰卧位，以确保胃最接近传感器[16]。一系列测量在90分钟内完成，每个测量都包括通过一系列磁脉冲磁化磁铁矿颗粒。这些是由整个线圈系统的电容器组放电产生的，产生一个32 mT的脉冲磁场。这个磁场足以让胃像磁铁一样运动五分钟。数据采集一般在LabVIEW中进行，每15分钟重复一次[17]，总时间为90分钟。

通过测量健康男性和女性[16]以及功能性消化不良患者[2]来评估MGG的可重复性。此外，还研究了压力、焦虑、抑郁等情绪对胃排空半程时间和肠转运时间的影响[17]。这些情绪会增加胃排空时间，特别是在消化不良患者中，压力是排空延迟的最佳指标。

各种Bland Altman分析将MGG与金标准闪烁法进行了比较，并显示了两者之间的相关性。结果显示，70%的测量值在标准偏差范围内。此外，获得的信度大于0.80，灵敏度为0.67[18,19]。

MGG评估胃排空的一半时间，使其成为分析胃轻瘫患者(包括糖尿病患者)和健康人的理想技术。它不需要电离辐射就能做到这一点，不像金标准——闪烁成像。因此，通过MGG评估胃肠功能使其成为诊断胃运动功能障碍的临床相关工具[20,21]。然而，需要对摄入的磁铁矿颗粒的同化[15]以及人体对这些颗粒的吸收进行更多的研究，以排除任何健康风险。

胃肠系统的磁共振成像

核磁共振成像获得的图像本质上是水的分布图。不同组织中的水密度波动可通过控制T1、T2和/或通过静脉注射或口服造影剂来补偿。因此，MRI被提出用于研究功能性胃疾病，其优点是不需要口服插管和缺乏电离辐射，为无创评估胃运动和排空提供了有力的工具。尽管MRI目前是一种主要的临床成像方式，但它作为治疗胃肠道疾病的替代方法的应用是相对较新的，仍然存在争议。

目前，核磁共振成像仪广泛使用，并不断升级，但胃肠道图像的空间分辨率并没有显著提高。此外，由于肠蠕动、呼吸和心脏流动以及缺乏适当的口服造影剂等问题，MRI在GI评估中的应用受到限制[22]。因此，为了增强胃肠道图像，口服胃肠道MRI造影剂被采用，表明消化分布均匀，造影剂不受pH值影响，无毒，无蠕动刺激，价格合理[22]。由于Gd-DOTA在胃环境中的稳定性，大多数作者都使用了它。此外，由于Gd-DOTA不易被胃肠道吸收，因此它与液体和固体的粘附性都相对较好，是造影剂的绝佳选择[13]。此外，通过采用某些MRI技术(快速和标准)，蠕动不再是MRI伪影，能够完整地表征胃的体积和胃蠕动，具有足够的时间和空间分辨率[23]。

Feinleet al。，指出磁共振成像已被广泛用于研究胃生理学和相关疾病。在大多数情况下，禁食后将患者置于MRI扫描仪上(1.5 T或更高，轻微升高30°-45°)，如图1所示。此外，MRI已经从一种评估健康人胃功能的替代方法发展成为一种也可用于研究功能性消化不良患者以及其他功能性GI疾病的药物作用的方法。各种研究和小型诊所已经尝试了这种诊断技术，已经证明核磁共振成像可以评估胃运动和排空。

图1所示。患者在MRI扫描仪上的体位评估胃生理[12]。

在Zwart-2010的工作中，进行了3D扫描来分析胃排空。在这种情况下，胃通过1.5 T MRI机器进行0.5至1.0 cm的切口，包括在总体积采集中。在获得健康患者系扣图像的方案中，也用于获得添加口服造影剂的图像，需要进行更多的比较研究。

磁共振肠造影已被证明在不使用电离辐射的情况下，在确定扩展[24]、疾病活动性和任何并发症的存在方面发挥着至关重要的作用。这项技术特别适合于评估克罗恩病，主要表现在年轻人中。

总的来说，通过使用正确的口服造影剂，利用T1和T2的松弛时间，MRI对胃肠道的研究有很大的用处。此外，它的主要优点包括更好地分析水肿液和粘膜下层的组织对比，多平面能力，多参数分析，获得功能信息(运动，灌注，扩散)的机会，以及它的非侵入性(非电离辐射)。

胃肠系统超声检查

长期以来，人们一直认为消化道不适合超声检查，尽管20世纪70年代首次有研究表明超声检查肠道的潜在有效性[25]。事实上，壁层和组织学并不完全匹配，由此产生的超声图像不是“组织”，而是由不同界面和混响伪影的分辨率产生的[26]。尽管如此，使用高频探头和造影剂进行的测量显示更薄的壁增厚[27]。

超声检查是一种无创、廉价的诊断检查，与超声检查相比具有良好的观察者间一致性[28]，可提供有关胃运动大多数参数的实时结构和功能信息[29]。高达50%的糖尿病患者胃排空发生改变，临床症状的预测价值较低[30]。一些研究已经确定，在正常禁食期后，胃中仍存在固体颗粒[31]，但临床实践并未表明风险增加。[32]。传统上，胃排空延迟一直是术前需要考虑的一个重要因素，甚至在择期手术之前也是如此，但最近的研究表明，肥胖患者通常术前胃容量正常[33]。Antipina MN、Sukhorukov GB[34]的研究也描述了其他应用，如利用磁场、超声波或光等物理影响来给药的可能性。

一般来说，不需要对患者进行特殊的准备。然而，检查前禁食一段时间可以减少胃和小肠中的液体和空气，从而获得更好的图像质量[35]。消化系统是淀粉样变最常见的侵犯部位之一，据报道，大约50- 70%的病例会影响胃肠道[36]。

讨论

胃肠道生理学是非常有趣的，因为它增加了对系统紊乱和病理的认识。特别是，为了诊断功能性消化不良，人们对胃运动和排空率进行了大量的研究和分析。尽管由于消化系统的复杂性，这些可能受到几个参数的影响，但摄入食物的物理和化学性质以及由自主电生理系统调节的蠕动运动对胃的运动和排空率起着重要作用。这些因素已被用于进一步开发不使用电离辐射的评估技术，不像金标准:闪烁成像。此外，可以根据患者的需要调整替代方法。例如，不能忍受MRI的幽闭恐惧症患者可以选择通过超声波或MGG进行测试。值得注意的是，最后一种方法仍处于测试阶段，尽管到目前为止的研究已经证明，生物磁分析揭示了胃生理学的重要信息。因此，MRI和超声是最适合进行胃运动和排空分析的技术，可以补充其他研究，进一步改善胃肠道疾病的临床诊断和预后。

致谢

作者感谢DAIP-2016/5923对该项目的部分资助。

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