军事飞行员感觉整合试验检测方法及参考值

欧阳汤鹏，徐先荣，翟丽红

1 空军特色医学中心 航空航天眩晕诊疗研究中心，北京 100142；2 海军青岛特勤疗养中心，山东青岛 266000

良好的空间定向能力是飞行安全的重要保证。空间定向活动是由视觉(visual sense，VIS)、前庭觉(vestibular sense，VEST)、本体觉(somatosensory sense，SOM)及感觉通道传来的空间信息最终经过中枢整合形成[1-2]。随着我军战斗机性能逐步提升，对飞行员的空间定向能力要求越来越高。因此，准确判定飞行员的空间定向能力至关重要。目前针对飞行员的前庭功能评估方法有温度试验、旋转试验、视频头脉冲试验、主观垂直视觉、主观水平视觉、前庭肌源性诱发电位等[3-4]。这些检查仅单一评估半规管或耳石器功能，并不能评估飞行员综合运用视觉、前庭觉及本体觉信息维持姿态稳定的能力。感觉整合试验(sensory organization test，SOT)能够检测受试者能否有效利用视觉、前庭觉及本体觉的输入信息从而维持姿态稳定的能力，并能识别姿态维持障碍来源于哪种感觉系统[5-6]。该试验具有独特的临床价值，弥补了当前军事飞行员前庭功能检查的空白。本研究旨在建立军事飞行员SOT 的规范检测方法及标准值常模，为飞行学员选拔、飞行人员航空医学鉴定及前庭功能受损飞行员康复评定提供依据。

对象和方法

1 研究对象 受试者为142 名健康男性歼击机飞行员，年龄22 ～ 38(28.5±5.1)岁，飞行时间(632±495) h。所有受检者视力、听力正常，主诉无眩晕、头晕、前庭-视觉症状及姿势等前庭系统症状，无神经、骨骼肌肉系统疾病。受检者在检查前48 h内禁止服用兴奋或抑制中枢神经系统药物，检查前向每名受检者说明检查方法并签署知情同意书。

2 测试设备 检测仪器为美国Natus 公司生产的动态姿态平衡仪，主要部件包括一个可移动的、内含力传感器的测力板和一个可移动的视景。软件版本为Neurocom Smart Equitest。

3 测试前准备 1)准确测量受试者身高(受试者在测力板上站立的位置及SOT 检测过程中测力板和视景随从摆动的幅度均与受试者身高有关[7])。2)安全带的连接：按照受试者的体型选择大小合适的安全背心(S、M、L)，并正确系好安全带。将安全带的肩带连接在头部上方的栏杆。3)固定受试者双脚位置：受试者站在测力板上，面向视景。受试者每只脚的内踝应正位于测力板上的中心水平线上方，并根据以下原则确立跟骨的位置。身高76 ～ 140 cm 者对应S 线，身高141 ～ 165 cm 者对应M 线，身高166 ～ 203 cm 者对应L 线。测试时受试者光脚或者穿袜子均可。但是各实验室应该统一标准。本试验中所有受试者均穿袜子进行SOT。

4 SOT 测试方法 动态平衡仪可通过受试者睁眼/闭眼、测力板稳定/随动、视景稳定/随动的不同组合，提供6 种不同的环境状态(CON 1 ～ 6)(表1)。SOT 测试要求受试者依次在这6 种不同环境状态下尽量保持重心稳定，每种条件重复测试3 次，每次测试持续20 s。每次测试完毕计算机自动计算平衡得分。测试过程中，如果受检者出现倾倒、手扶支撑物、闭眼条件下睁眼等情形，则视为“跌倒”，平衡分计为“0”。

表1 SOT 6 种感觉状态Tab. 1 Six different sensory conditions of SOT

5 平衡得分计算方法 平衡分(equilibrium score, ES)是对每种状态下的重心变化或姿态不稳的量化值，其计算方法基于人体能保持重心稳定时的最大前后摇摆角度为12.5°，通过比较每次测试时受试者前后晃动的最大角度范围与理论最大角度的差异计算平衡得分。

计算公式为：ES=[1-(θmax-θmin)/12.5]×100(θmax指在测试过程中受检者向前最大晃动角度，θmin是向后最大晃动角度)。

ES 值由仪器自动计算得出，得分越高表示受试者重心越稳定[8]。100 分表示无摆动，近100 分表示摆动很小，0 分表示失去平衡摔倒。每种条件平衡得分取3 次测试得分平均值。综合平衡分(composite equilibrium score，COM) 通 过 计 算6 个条件的加权平均分值得出。

6 感觉分析值计算方法分别按照本体觉=条件2/条件1，视觉=条件4/条件1，前庭觉=条件5/条件1，视觉依赖(visual preference，PREF)=(条件3+6)/(条件2+5)，计算本体觉、视觉、前庭觉和视觉依赖得分。

7 统计学方法 采用SPSS18.0软件进行统计分析。飞行员每种条件下的平衡得分、COM 值、SOM 值、VIS 值及PREF 值进行正态分布检验，按-x-1.64 s计算正常参考值范围下限。

结 果

1 6 种不同感觉状态条件的平衡分及综合平衡分142 名健康飞行员条件1 ～ 6 下的平衡得分平均值分 别 为94.79±2.18、93.99±2.10、92.41±3.08、87.08±4.95、75.44±7.21、68.16±10.09，COM 平均值为82.66±4.07。数据符合正态分布，按-x-1.64 s计算，条件1 ～ 6 正常参考值低限分别为91 分、91 分、87 分、79 分、64 分、52 分，COM 正 常 值低限为76 分(仪器自带参考值分别为90 分、85 分、86 分、70 分、52 分、48 分、70 分)。见表2。

2 感觉分析值 142 名健康飞行员SOM、VIS、VEST、PREF 感 觉 分 析 值 分 别 为99.18±2.47、91.89±5.26、79.61±7.63、94.83±5.58， 数 据 符合正态分布，按-x-1.64 s 计算，正常参考值低限分别为95 分、83 分、67 分、86 分(仪器自带参考值分别为90 分、74 分、55 分、86 分)。见表3。

表2 142 名飞行员不同感觉状态条件下平衡分及综合平衡分Tab. 2 Equilibrium score for each trial and composite equilibrium score of 142 pilots

表3 142 名飞行员感觉分析值Tab. 3 Sensory analysis of 142 pilots

讨 论

人体姿势的平衡是大脑接受来自“平衡三联”(本体觉、视觉、前庭觉)的信息并整合分析的结果。感觉整合的过程，即大脑选择可靠的感觉输入信息并依赖其保持平衡的过程。如果感觉整合能力发生异常，即使本体觉、视觉、前庭觉的输入信息均正常，人体仍可能发生平衡障碍[9-10]。所以，感觉整合能力的评价是人体平衡功能评价的重要环节。军事飞行员从事各种专业活动时，都需要保持人体姿态稳定，只有始终保持人体姿态稳定，飞行员才能够顺利展开作战活动。当前针对飞行员检查主要关注其前庭功能，包括半规管和耳石器两部分，而军事飞行员人体姿态控制一直以来缺少相应的检测手段[11]。直到1996 年NeuroCom 公司研制出EquiTest 系列动态平衡检查设备，为检查动态姿态平衡和前庭康复奠定了基础。其中，SOT 由Nashner 创始，提出感觉整合是指中枢选择并组合相适宜的感觉信息过程[12]。即中枢神经系统对空间感觉输入信息的整合是通过视觉、前庭觉及本体觉三种感觉信息接收和输入相关空间感觉信息，经各级中枢神经系统依据各种感觉系统的生理特性、内在空间姿态表象和所需适应的空间信息进行选择、比较，综合形成体位和体态的空间知觉，这一过程也称为动态姿态控制的感觉重建[13-14]。然而，目前国内普遍使用的NeuronCom 生产的动态平衡仪，其SOT 正常值范围是根据检测112 名20 ～ 59 岁普通健康美国人群得出。由于人种差异及军事飞行员职业特殊性，设备提供的SOT 正常值范围并不能准确判断我军军事飞行员姿态控制能力，国内缺乏相关领域的研究。因此，本课题组收集了142 名健康军事飞行员SOT 检查结果，分析得出了我国军事飞行员SOT 参考值范围。

据研究，当站立面稳定时，人体使用“平衡三联”的比例为70%本体觉、20%前庭觉、10%视觉，当站立面晃动时，人体使用“平衡三联”的比例调整为60%前庭觉、30%视觉、10%本体觉。SOT 测试时，条件1 平衡得分作为基准值[15]。条件2 主要反映受试者利用本体感觉系统维持姿态稳定的能力，此时机体接收双脚与支撑平面反压力信息，以及四肢与身体其他部分的关系。感受器分布于肌腱、关节、皮肤等处接收触压信息的感受小体或感觉末梢，感知下肢与支撑平面的位置以及躯体相对于重力的位置。本体觉在支撑平面稳定时对姿态稳定和平衡贡献最大，当支撑平面不稳时反应最敏感最迅速[16]。本研究条件1、2 的正常值低限均高于仪器提供正常值低限，SOM值相比仪器提供正常值低限也提高，提示飞行员利用本体觉维持姿态稳定的能力更高。可能与飞行员群体相对年轻，本体觉反应普遍灵敏有关。

条件4 时，主要反映受试者使用视觉维持姿态稳定的能力。视觉系统的感受器接收中心和外周视野信息。主要反映头部相对于外界环境位置变化及头部相对于周围物体运动，明确是由头相对于重力方向倾斜使耳石器官发出的信息，还是由于头做线性运动引起耳石器官发出的信息[17]。视觉的敏感性低于本体觉。在视觉环境稳定，而支撑面不坚实或晃动时机体主要依赖视觉信息控制姿态平衡和稳定。本研究条件4 的正常值低限高于仪器提供正常值低限，VIS 值相比仪器提供正常值低限也提高，提示飞行员利用视觉维持姿态稳定的能力更高。这也与飞行员群体视力比普通人群高的结论相符。

条件5 时，主要反映前庭觉维持姿态稳定的能力。前庭觉系统的感受器为耳石器和半规管壶腹嵴，耳石器主要感受头部直线加速度运动刺激，半规管壶腹嵴感受头部角加速度刺激。向中枢提供重力方向和绕三轴向(垂直、横向和纵向)的旋转、翻转和滚转运动的信息。识别相对于重力和惯性力的头的空间位置信息及头部相对于自身运动的空间信息。当姿态平衡受到干扰时前庭觉反应快，但敏感性低[18]。本研究条件5 的正常值低限高于仪器提供正常值低限，VEST 值相比仪器提供正常值低限也提高，提示飞行员利用前庭觉维持姿态稳定的能力更高。这可能与飞行员医学选拔的高标准和职业生涯中不断的前庭功能锻炼有关。飞行学员招飞体检时已将前庭功能明显低下的志愿者淘汰，符合体检标准的飞行学员在其职业生涯起始就开始前庭功能锻炼，因此飞行员的前庭觉功能相对较强。

条件3、6 是分别相对于条件2、5 设置的，主要为了对比受试者在睁眼但视觉环境不稳定条件下与闭眼条件的平衡能力。通过计算(CON3+CON6)与(CON2+CON5) 的比值，得出PREF 分值。当PREF 分值低于正常值时，代表受试者过度依赖视觉信息保持平衡。即使机体接受的视觉信息不正确，受检者仍然依靠视觉维持平衡，提示受检者中枢神经系统受累所致[19]。本研究条件PREF 的正常值低限与仪器提供正常值低限相等，提示飞行员在睁眼但视觉环境不稳定条件下与闭眼条件的平衡能力于普通人无差异。

综上所述，SOT 可综合评估飞行员利用视觉、前庭觉及本体觉的输入信息从而维持姿态稳定的能力，并能识别姿态维持障碍来源于那种感觉系统。相比现行针对飞行员的前庭功能检查只能单一评估耳石器或某个半规管功能，甚至仅能检测非生活中常用频段，SOT 优势明显。本研究建立了我国军事飞行员SOT 正常值，为飞行人员前庭功能的医学鉴定提供了参考依据。