甲烷和氫呼氣檢測是了解人體胃腸功能和代謝的一個重要無創檢查方法，也是了解由于腸道微生態變化所導致的疾病的一個有實用價值的方法。

甲烷和氫呼氣檢測的原理

甲烷和氫呼氣檢測之所以可以用于臨床檢驗的基本是基于以下幾個基本要素：

第一、人體的新陳代謝雖然可以產生氫離子，但是不產生分子狀態的氫氣和也不能產生甲烷氣體。我們呼出氣中的甲烷和氫氣全部來自于胃腸道的細菌在酵解碳水化合物過程中產生的代謝產物。

第二、胃腸道產生甲烷和氫氣必須基于兩個最基本的條件，即胃腸道要有碳水化合和可以酵解碳水化合物的細菌，這兩個因素缺一不可。所以可以認為甲烷和氫呼氣主要是反映與胃腸道細菌和胃腸道對碳水化合物消化吸收有關的疾病。

第三、正常情況下，胃腸道細菌酵解碳水化合物后產生包括甲烷和氫在內的氣體，其中大約有14-21%的氣體可以通過腸粘膜屏障進入血液循環，經血液循環到達肺泡，通過氣體交換呼出體外。呼出氣中的甲烷和氫含量很低，在ppm水平。ppm是英文Parts Per Million的縮寫，稱百萬分率，表示百萬分之幾。在某些疾病情況時，腸粘膜的通透性變化，甲烷好氫通過率增加，有報導腸道甲烷和氫的通過率可以達到50%。

第四、正常情況下小腸內的細菌非常少，所以在甲烷和氫呼氣曲線在小腸段呼出的量很少，當小腸內細菌增加時，臨床上稱為小腸細菌過度生長，在小腸段代謝產生的甲烷好氫就會增加，甲烷和氫呼氣曲線會明顯上升。

第五、某些腸道細菌可以利用氫，使2個氫分子與1個碳原子結合生產甲烷。不同的文獻報道，大約有15-35%的人群由于上述原因，在疾病時呼出氣中氫的濃度沒有變化，會出現假陰性結果。中國人大約有65%左右的人群沒有產甲烷的細菌，或只有很少產甲烷的細菌，其呼出其中或者沒有甲烷，或者只有很少量的甲烷。鑒于這兩個因素，現在臨床日益認識到有必要同時測量呼出氣中的甲烷和氫，整合這兩個參數的變化以減少假陰性。

檢測呼氣中的甲烷和氫氣濃度可以采用進口甲烷傳感器TGS6814，TGS6814是催化燃燒式的氣體傳感器,是TGS6812的升級版本。可以檢測100%LEL水平爆炸下限的甲烷氣體，亦可以檢測H2，此傳感器不但具有優異的耐久性與快速響應能力，與此同時,線性輸出與輸出的高度穩定性也是其主要特征。

同時，工采網提供檢測呼出氣中H2、NO、CO2的傳感器，氫氣傳感器H2-AF、一氧化氮傳感器(NO傳感器)NO-B4，紅外CO2傳感器模塊 - NG2-A-1.

氫氣傳感器H2-AF主要參數 ：過載：5000ppm ，響應時間：< 100s ，尺寸：Φ20.2×16.5 ，氫氣檢測范圍：0-2000ppm，靈敏度：12 to 18 nA/ppm氫氣傳感器H2-AF典型應用：氫氣氣體變送器，各種氫氣檢測場合。

一氧化氮傳感器(NO傳感器)NO-B4來檢測呼出氣一氧化氮的含量。NO-B4是高分辨率的NO傳感器，7系大小，可以檢測15ppb的NO氣體，非常適合用于各種NO氣體監測系統和儀器。

NG2-A-1是一種用于測量CO2、CO、CH4、HC和N2O 氣體濃度的創新型氣體傳感器，可自動溫度補償。它可以很方便地按客戶需求集成到現有的測量系統或監測儀器中。它是一種智能傳感器，裝有具備無線傳輸，充電系統，能量回收和傳感器故障診斷功能的原裝芯片。

甲烷和氫呼氣可以檢查的項目

碳水化合物吸收不良：甲烷和氫呼氣試驗可以檢測各種由于先天性或后天性糖類分解酶分泌不足造成的碳水化合物吸收不良。中國人常見的先天性糖類分解酶不足有乳糖酶缺乏導致的乳糖不耐受。不常見，但是傳統方法比較難以診斷的果糖酶缺乏導致的果糖不耐受、蔗糖酶缺乏導致的蔗糖不耐受等，以及山梨醇酶缺乏導致的山梨醇不耐受等。后天性糖類分解酶不足，多由于疾病導致。常見的有由于腹瀉導致的乳糖酶缺乏，慢性胰腺疾病導致的胰淀粉酶缺乏等。檢驗時給受試者服用特定的糖（常用50g糖，兒童根據每kg體重1g計算），當腸道缺乏相應的酶時，小腸不能完全吸收這些糖，那些不能被吸收的糖進入結腸后被細菌酵解產生甲烷和氫，由此可以判斷是否存在酶缺乏。對于由于慢性胰腺疾病導致的胰淀粉酶缺乏，可以服用100g淀粉或米粉，胰淀粉酶缺乏導致小腸不能完全吸收淀粉或米粉，在結腸段出現甲烷和氫呼氣高峰。

小腸細菌過度生長：正常人體小腸部分細菌很少，當服用糖類后盡產生很少的甲烷和氫，基本在基線水平。當小腸有細菌后，可以酵解糖產生甲烷和氫，當氫呼氣值高于基線值12ppm，或者氫氣值加甲烷值高于基線值15ppm時表示小腸內有高于正常數量的細菌，臨床上稱為小腸細菌過度生長（Small Intestinal Bacteria Overgrowth,簡稱SIBO,歐洲常用Small Bowel Bacteria Overgrowth,簡稱SBBO）。用甲烷和氫呼氣檢測小腸細菌過度生長，可以幫助了解腸道微生態的變化，在診斷和治療由于菌群移位和菌群失調導致的疾病方面提供有重要價值的幫助。國內外有大量研究證明腸道菌群失調可以導致人體多個系統的病變。通過檢測小腸細菌過度生長可以打開了解包括糖尿病、心血管、肝臟等疾病的新思路。

口盲時間：即從糖入口到達盲腸的時間，又稱口盲傳輸時間（Orocecal Transit Time, OCTT），用以反映胃腸蠕動速度，檢測多種與胃腸傳輸速度有關的疾病，或者評估某些疾病狀態在胃腸傳輸的功能。常用的方法是在空腹情況下口服一定劑量的人體不能吸收的碳水化合物（臨床常用10-20g乳果糖），每間隔10-30分鐘檢測一次呼出氣中甲烷和氫氣的濃度，當氫呼氣值高于基線值12ppm，或者氫氣值加甲烷值高于基線值15ppm時表示乳果糖進入盲腸，從口服乳果糖到這個節點的時間表示口盲傳輸時間。影響口盲時間的因素較多，不同底物和食物胃腸傳輸速度不一樣，還有鑒別小腸細菌過度生長。

胃酸分泌量：口服足夠劑量的金屬鎂后，它在胃內可與鹽酸產生反應而產生氫分子，經胃粘膜彌散進入血液循環通過呼氣排出。呼氣中氫的排出量與胃內鹽酸的量呈正相關。因此，可以通過檢測呼出氣中氫的濃度幫助了解胃酸分泌功能。國內外在正常人和胃十二指腸潰瘍的病人的研究，均證明用金屬鎂的方法與五肽胃泌素刺激試驗和99mTc胃γ照相法比較都呈現高度的相關性。測量胃酸分泌對胃和十二指腸潰瘍，萎縮性胃炎和胃癌的治療提供有益的幫助。

產甲烷菌的分布：產甲烷菌是一種古老的厭氧菌，廣泛存在于反芻動物的胃，可以分解植物纖維產生能量。在大約三分之一的人群中也發現有兩種產甲烷菌存在。正常情況下，人體產甲烷菌主要存在于降結腸，病理情況下有可能會移位到胃腸道的其它部位。目前關于產甲烷菌對人體生理和病理的機制還不十分清楚，有研究發現，產甲烷菌與肥胖、便秘和結腸癌存在高度的相關性。通過測量呼出氣中甲烷濃度有助于我們更多地了解腸道菌群失調導致的疾病。

審核編輯 黃昊宇