前庭神经炎患者虚拟现实辅助主观垂直水平视觉研究

赵东 姜子刚

秦皇岛市第一医院耳科

前庭耳石器官的主要功能是感知人体的直线加速运动和重力，该器官使正常人在失去视觉参照的情况下仍存在对重力垂直线及重力水平线的判断知觉[1]。临床上可以通过主观垂直视觉（subjective visual vertical,SVV）和主观水平视觉(subjective visual horizontal,SVH)试验来判断双侧耳石器功能是否对称[2]。前庭神经炎(vestibular neuritis,VN)是由于一侧前庭神经感染导致的单侧前庭功能减低，该病会导致患者患侧耳石器功能下降和产生向一侧倾斜感[3]。既往有一些学者报道了正常人或前庭神经炎患者主观垂直和水平视觉的结果有关研究，多为依靠自研的简易仪器或眼科眼底检查设备完成[4,5]，缺乏商品化设备。近年来虚拟现实（VR）技术逐渐应用于前庭医学，出现了基于虚拟现实技术的主观垂直水平视觉测试方法，本文对46例单侧前庭神经炎患者进行基于VR技术辅助的主观垂直视觉和主观水平视觉检查结果进行分析，以为临床的诊疗及对前庭功能康复的评估提供依据。

1 资料和方法

1.1 资料

45名无眩晕的健康自愿者作为健康对照组，男21人，女24人，年龄17-67岁，平均37.22±11.97岁。2018年12月-2020年1月在秦皇岛市第一医院耳科就诊的诊断为单侧急性前庭神经炎的46例患者作为VN组，其中男性28例，女性18例，年龄25-74岁，平均46.93±15.07岁。VN患者发病时间在1-20天，平均4.83±4.05天。VN诊断符合以下标准：①单次发作的持续性眩晕（发作时间＞24小时）；②指向健侧的自发性眼震，符合Alexander定律，固视抑制（+）；③无听力损伤等耳蜗病变症状；④温度试验和视频头脉冲试验均存在一侧半规管功能减低；⑤发病48小时后头颅MRI-DWI未见异常，不伴有中枢神经疾病症状，排除其他眩晕疾病。

1.2 主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检查

所有受试者均接受基于VR技术的SVV和SVH测试，检查由经过专业培训的同一名康复治疗技师完成，检查设备为上海由庚医疗器械有限公司生产的ZT-VNG-I型VR眼镜及其配套的SVV、SVH软件。

1.2.1 SVV检查：①准备工作：为受试者讲解如何配合，给受试者佩戴VR眼镜后，检查者通过计算机可以实时监控患者头位，保持受试者头位在左右和俯仰上均在±2°以内。受试者自动进入全黑的暗环境，可在镜中看见一串由黄色圆点组成的光带。检查者通过VR眼镜的调节旋钮调节瞳距和屈光使受试者能看清黄色光带。②测试方法：黄色光带的初始角度由计算机软件随机设置，受试者通过蓝牙链接的控制杆调节黄色光带的角度，逐步达到自己认为完全垂直于地面。共进行7次测试，头2次为练习，后5次计入结果内。计算机分别记录5次测试中受试者所认为的主观垂直线与VR眼镜自身陀螺仪的重力基准线夹角，右偏记录为（+），左偏记录为（-），计算5次测试的平均值。

1.2.2 SVH检查：准备工作同SVV检查相同。测试方法：黄色光带的初始角度由计算机软件随机设置，受试者通过蓝牙链接的控制杆调节黄色光带的角度，逐步达到自己认为完全平行于地面。共进行7次测试，头2次为练习，后5次计入结果内。计算机分别记录5次测试中受试者所认为的主观水平线与VR眼镜自身陀螺仪的水平基准线夹角，右偏（顺时针偏斜）记录为（+），左偏（逆时针偏斜）记录为（-），计算5次测试的平均值。

1.3 统计学处理

采用SPSS22.0统计软件对各项指标进行统计学分析，计量资料以±s表示，计数资料以率表示。采用2个独立样本t检验比较健康对照组与VN组SVV、SVH测试结果偏斜角度有无差异；采用卡方检验比较比较VN组内SVV与SVH测试异常率有无差异；VN组内SVV与SVH角度偏斜值相关性数值采用pearson积差相关分析；VN组病程天数与SVV、SVH角度相关性采用pearson积差相关分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

健康对照组SVV结果为68.9%（31/45）偏右，95%可信区间值为1.012-1.530°；31.1%（14/45）偏左，95%可信区间值为0.746-1.511°。健康对照组SVH结果为75.6%（34/45）偏右，95%可信区间值为1.037-1.593°；24.4%（11/45）偏左，95%可信区间值为0.740-1.514°。结合参考文献[6]和本研究结果，确定本研究的SVV、SVH正常参考范围为±2°。

VN组SVV试验异常率为91.3%（42/46）,SVH试验异常率为89.1%（41/46），异常者偏斜方向与VN病变侧别均为同侧。VN组SVV与SVH异常率二者无统计学差异（χ2=0.000，P＞0.05）。VN组SVV绝对值高于健康对照组（t=8.741,P＜0.01）,SVV右侧偏斜值高于健康对照组（t=5.849,P＜0.01）,SVV左侧偏斜值高于健康对照组（t=6.412,P＜0.01）；VN组SVH绝对值高于健康对照组（t=8.772,P＜0.01）,SVH右侧偏斜值高于健康对照组（t=6.400,P＜0.01）,SVH左侧偏斜值高于健康对照组（t=6.017,P＜0.01）（表1）。

表1 VN组与健康对照组SVV、SVH试验结果对比Table 1 Comparison of SVV and SVH experiment results between VN groupand healthy control group

根据Pearson相关性分析结果，SVV偏斜角度与SVH偏斜角度之间存在非常显著相关关系（r=0.827,P＜0.01），呈正相关（图 1）。病程天数与是SVV偏斜角度无相关关系（r=-0.263,P＞0.05）（图2）；病程天数与SVH偏斜角度之间存在相关关系（r=-0.322,P＜0.05），呈负相关（图3）。

图1 VN组SVV与SVH偏斜角度相关性Fig.1 Correlation of tilting angles between SVV and SVH for VN group

图2 VN组病程与SVV偏斜角度相关性Fig.2 Correlation between course of disease and the tilting angle of SVV for VN group

图3 VN组病程与SVH偏斜角度相关性Fig.3 Correlation between course of disease and the tilting angle of SVH for VN group

3 讨论

前庭功能检查包括半规管功能测评和耳石器功能测评。相对于半规管功能评测手段的多样化，耳石器功能评测手段相对较少。在耳石器功能评测中，前庭诱发肌源性电位（VEMPs）受到的关注度相对较高，而主观垂直-水平视觉检查则较少受到关注。根据既往研究，正常人在头部中立位，无视觉参考的前提下，可以将一条直线调整为垂直或水平状态，范围在±2或3°以内[2,6]。其机制为双侧耳石器内重力感受器输入到前庭神经核团的信息一致，再通过传导通路控制眼球肌肉保持眼球正立并在视网膜成像，形成主观垂直或水平视觉。本研究中健康对照组的SVV、SVH试验结果与此前研究一致，提示±2°可以作为SVV、SVH正常范围；本研究也提示正常人的SVV与SVH结果偏向右侧较多，此前也有学者报道这一现象[6]，但具体原因尚需探讨。

本研究发现在VN患者中，SVV和SVH的异常率都很高，且异常患者偏斜的方向均与VN病变侧别一致。前庭神经炎患者由于两侧半规管静息电位的不对称，会产生指向健侧的自发性眼震[7]。与此同时由于一侧耳石器功能减低，会导致双侧耳石器功能不对称，双侧耳石器传入中枢信息不对称通过前庭眼反射通路引起静态眼位扭转：一只眼球向上内旋升高，另一只眼球向下外旋降低，两眼高低不同，不在一个水平上（双侧视乳头不在同一水平线）[4]，使患者发生无法准确感知主观视觉垂直线和水平线的现象。

本研究发现虽然VN组极少数患者仅存在SVV或SVH单项检查异常，但SVV和SVH异常率无统计学差异；同时本研究发现VN患者SVV与SVH试验的偏斜角度有非常显著相关关系。上述发现均提示SVV与SVH试验的靶器官损伤程度具有同步性。同时本研究结果显示，VN患者的病程天数与SVV偏斜角度不存在相关关系，但与SVH偏斜角度存在相关关系。笔者推测其原因有两点：①不同VN患者耳石器损伤程度轻重不一样；②VN组样本数量较少。韩国学者Kim曾定期随访5l例前庭神经炎患者，跟踪观察SVV结果，初次测试异常率为94%(48／51)，6周后 SVV 异常率下降为 25%[8]。一般认为SVV和SVH是反应耳石器静态代偿的指标，但每一位VN患者耳石器损伤程度、可逆性和代偿进展各异，并且SVV、SVH偏斜数值存在动态变化。这些都决定了病程与SVV、SVH关系的复杂性，提示我们思考SVV与SVH在前庭传导通路与机制上存在差别？SVV与SVH的代偿速度是否不同步？SVV与SVH测试能否完全相互代替？SVV与SVH是否像cVEMP与oVEMP存在互补关系？这些问题仍需进一步探讨和研究。

1970年国外学者Friedmann发现单侧前庭功能减低的患者，会表现对为重力感出现偏差，此后SVV和SVH检查逐渐用于评估前庭耳石器功能[9]。国内吴子明等2004年设计制造了主观垂直视觉检查仪并用于外周前庭功能减低患者的研究[6]。此后又有多名学者报道了正常人SVV、SVH试验和单侧外周前庭疾病的SVV和SVH试验结果[10,11]。但总体来看，SVV和SVH试验并未得到关注和普及。在SVV、SVH试验中，视觉参考与受试者头部位置对SVV和SVH结果影响较大。既往的消除视觉参考方法包括：在暗室中进行检查，以及用水桶或穹隆限制受试者的视野，尽量降低视觉参考。但其均存在一定的限制：在暗室中主观重力线为荧光棒或发光柱，这些发光体不可避免也会使暗室存在一定光亮进而影响受试者。水桶或穹隆也无法100%消除视觉参考。VR技术使得完全消除受试者视觉参考成为可能，受试者佩戴VR眼镜后，视觉完全和外界隔离，仅能观察到光带。另外，受试者头部姿态对检查结果也会有一定影响[12]，此前的一些简易设备，缺乏头位角度监测，本研究所使用的VR眼镜内置的陀螺仪可以精确感知受试者头位是否居中，保持水平和俯仰角在±2°范围内，确保检查结果的准确性。此外VR设备其还具有患者可以随身佩戴，不受姿势影响等优点；与旋转椅联合进行不同头位角度、单边离心SVV试验等。我们将进一步探讨积累VN患者数据，并探讨VN患者在不同头位下以及单边离心状态下SVV的结果。