暈動(dòng)病生理指標(biāo)評估與治療方法研究進(jìn)展

沈振乾任甜甜王瑤王勇軍

1天津工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（天津 300387）

2天津市北辰醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（天津 300387）

暈動(dòng)病，又稱運(yùn)動(dòng)病，最早由Irwin在1881年提出，主要癥狀包括腸胃不適、定向障礙、頭暈?zāi)垦５萚1]。作為一種常見的癥候群，暈動(dòng)病可能發(fā)生于任何年齡段，發(fā)病程度受運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境、個(gè)體敏感性等影響。只要在足夠的刺激下，每個(gè)人都可能產(chǎn)生眩暈[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界范圍內(nèi)約有?的暈動(dòng)病易感者[3]。暈動(dòng)病給人們的生活帶來諸多不便，及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)并治療有助于避免潛在的嚴(yán)重后果。近年來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于航天員以及車船駕駛員的專業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域，在帶來強(qiáng)烈沉浸感的同時(shí)，也容易誘發(fā)暈動(dòng)病。研究發(fā)現(xiàn)暴露在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境1小時(shí)后，88%的用戶會出現(xiàn)各種暈動(dòng)病癥狀，71%的用戶會感到惡心，近50%的用戶因難以忍受而提前終止實(shí)驗(yàn)[4]。積極開展暈動(dòng)病研究，對提高人們出行質(zhì)量以及推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

1 發(fā)病機(jī)制與影響因素

暈動(dòng)病的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及生理、心理等多個(gè)方面，目前沒有一種機(jī)制可以準(zhǔn)確而全面的解釋暈動(dòng)病的所有癥狀，以下幾種是普遍被人理解和接受的理論。

1.1 感覺沖突學(xué)說

感覺沖突學(xué)說是被人們普遍接受的一種說法，最早由Reason等人提出，是暈動(dòng)病研究機(jī)制的基石[5]。該學(xué)說指出暈動(dòng)病不是孤立的前庭現(xiàn)象，強(qiáng)調(diào)感覺器官所接受信息間的矛盾，認(rèn)為前庭—視覺—本體覺信息間的矛盾是誘發(fā)暈動(dòng)病的重要原因。當(dāng)前庭、視覺、本體覺傳入的信息間發(fā)生沖突時(shí)，導(dǎo)致感覺器官接受信息間的矛盾，造成前庭功能紊亂從而誘發(fā)暈動(dòng)病[6]。感官?zèng)_突學(xué)說也存在一些缺陷，因?yàn)樗鼰o法確定什么情況下這種沖突會導(dǎo)致暈動(dòng)病，因此無法解釋存在沖突卻沒有誘發(fā)暈動(dòng)病的情況和非沖突情況下的暈動(dòng)病[7]。

1.2 神經(jīng)不匹配學(xué)說

神經(jīng)不匹配學(xué)說由感覺沖突學(xué)說發(fā)展而來，是解釋暈動(dòng)病機(jī)制的核心理論。該學(xué)說認(rèn)為，中樞神經(jīng)會對以往的運(yùn)動(dòng)刺激進(jìn)行記憶，當(dāng)真實(shí)的運(yùn)動(dòng)情況與神經(jīng)存儲的信號不一致時(shí)，便會誘發(fā)暈動(dòng)病[8]。神經(jīng)不匹配的類型分為視覺與前庭信號不匹配，半規(guī)管與耳石器不匹配兩種[9]。視覺與前庭信號不匹配包括兩種情況：第一種是視覺刺激和前庭刺激同時(shí)存在，傳輸中樞的信號矛盾導(dǎo)致的不匹配；另一種是視覺信號和與之匹配的前庭信號只存在一種。同樣半規(guī)管與耳石器不匹配也包括兩種情況：一是半規(guī)管信號和耳石器信號同時(shí)存在，兩者向中樞傳遞的信號產(chǎn)生了矛盾；二是半規(guī)管和耳石器信號只存在一種。

1.3 耳石失重假說

耳石失重假說認(rèn)為部分人存在雙側(cè)耳石膜重量不相等的情況，這種情況導(dǎo)致傳入中樞信息的不對稱[10]。在地球引力下，身體適應(yīng)了這種不對稱的刺激，不會產(chǎn)生任何不適，當(dāng)身體處于失重環(huán)境下，耳石會失去了重力的作用，中樞難以適應(yīng)半規(guī)管興奮性增強(qiáng)，這時(shí)頭部輕微的運(yùn)動(dòng)都可能誘發(fā)暈動(dòng)病[11]。

1.4 其他影響因素

除生理因素外，心理因素、濕熱環(huán)境對暈動(dòng)病也有影響，恐懼、焦慮都可能增加暈動(dòng)病的易感性[12]。劉鎮(zhèn)等人研究發(fā)現(xiàn)艦艇部隊(duì)暈動(dòng)病發(fā)生率高于島礁部隊(duì)，這與官兵的心理壓力有關(guān)[13]。濕熱環(huán)境下外周感受器靈敏度較低，導(dǎo)致暈動(dòng)病發(fā)生率與嚴(yán)重程度更高[14]。

2 生理指標(biāo)評估

暈動(dòng)病涉及腸胃、中樞神經(jīng)和自主神經(jīng)三大系統(tǒng)[15]，準(zhǔn)確評估暈動(dòng)病至關(guān)重要。問卷調(diào)查法具有填答方便、調(diào)查結(jié)果便于統(tǒng)計(jì)處理與分析等優(yōu)點(diǎn)，因此很多研究采用問卷調(diào)查法評估暈動(dòng)病[16]，但是該方法具有很強(qiáng)的主觀性，且不能實(shí)時(shí)反映暈動(dòng)病的程度[17]，因此需要對客觀指標(biāo)進(jìn)行分析。生理信號作為生理狀態(tài)最直接的反映，可以準(zhǔn)確反映人體狀況。以下將對幾種生理指標(biāo)在暈動(dòng)病評估中的應(yīng)用展開論述。

2.1 眼動(dòng)數(shù)據(jù)

眼睛與大腦聯(lián)系密切，眼部運(yùn)動(dòng)一直是暈動(dòng)病研究的熱點(diǎn)。暈動(dòng)病中眼球震顫是由于視動(dòng)性刺激和前庭刺激引起，突發(fā)性眼球震顫是研究暈動(dòng)病的關(guān)鍵[18]。Lee通過用戶的眼球運(yùn)動(dòng)來預(yù)測虛擬現(xiàn)實(shí)下暈動(dòng)病易感性，結(jié)果較以往更加精確[19]。Ebenholtz提出的眼動(dòng)理論認(rèn)為，特定環(huán)境下異常的眼球運(yùn)動(dòng)刺激了腦干中暈動(dòng)病的相關(guān)核團(tuán)，因此阻斷眼外肌的信號傳入可預(yù)防暈動(dòng)病[20]。Guo等的研究表明視覺誘導(dǎo)暈動(dòng)病患者中視動(dòng)后眼震的發(fā)病率約為70%，視覺誘導(dǎo)暈動(dòng)病的易感性與視動(dòng)后眼震慢相速度衰減的時(shí)間顯著相關(guān)[21]。

2.2 腦電數(shù)據(jù)

腦電作為暈動(dòng)病的檢測指標(biāo)之一，可以準(zhǔn)確反映認(rèn)知狀態(tài)的變化。Krokos等在利用獨(dú)立成分分析和頻譜圖研究虛擬現(xiàn)實(shí)下暈動(dòng)病時(shí)，表明α頻段頻譜功率的增加與虛擬現(xiàn)實(shí)下暈動(dòng)病相關(guān)[22]；Lin等發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)中暈動(dòng)病程度增強(qiáng)時(shí)，γ波的能量也表現(xiàn)為增強(qiáng)[23]；徐苗在研究腦電對視覺誘導(dǎo)暈動(dòng)癥的評估時(shí)指出正常情況下的重心頻率大于暈動(dòng)病狀態(tài)下的重心頻率[24]；趙蕾蕾等人在研究虛擬現(xiàn)實(shí)自動(dòng)駕駛模式中的暈動(dòng)病中表示，暈動(dòng)病發(fā)生時(shí)，頂葉區(qū)、枕葉區(qū)與初級運(yùn)動(dòng)區(qū)腦電波頻率波動(dòng)明顯，θ波功率譜密度的重心頻率的增加可用來評估暈動(dòng)病[25]；Chen等研究發(fā)現(xiàn)theta和beta波段節(jié)律的提升與暈動(dòng)病有關(guān)[26]。

2.3 胃電與皮電數(shù)據(jù)

人體電信號包含大量的情感變化，當(dāng)身體不同的感官受到刺激時(shí)，會導(dǎo)致體內(nèi)多個(gè)部位的電流發(fā)生變化。Gruden等研究表明暈動(dòng)病伴隨著胃電圖振幅、主頻率和高功率譜密度百分比的增加與功率譜密度波峰的降低[27]。部分研究表示暈動(dòng)病發(fā)生時(shí)內(nèi)分泌變化引起皮膚出汗量增加，導(dǎo)致皮膚電位活動(dòng)的變化[28]。也有研究表示，將皮電活動(dòng)作為一種實(shí)時(shí)測量的指標(biāo)不具有說服力，反而更傾向于出汗率與眩暈的關(guān)系的研究[29]。

2.4 其他生理變化

暈動(dòng)病發(fā)生時(shí)，很多人會下意識地做一些動(dòng)作，如深呼吸、用手捂嘴、擦拭額頭等。這些現(xiàn)象也可以作為參考[30]。此外，暈動(dòng)病還伴隨著呼吸、血壓、心率等變化，由于這些生理指標(biāo)個(gè)體差異性大、易受環(huán)境影響，導(dǎo)致參考價(jià)值相對較低。

3 治療方法

目前，還沒有絕對有效的暈動(dòng)病治療方法，治療的主要目的是緩解暈動(dòng)病的癥狀。下面將對暈動(dòng)病的治療方法進(jìn)行闡述。

3.1 藥物治療

藥物治療暈動(dòng)病是最常見和便捷的方式，對于經(jīng)常性暈車、暈船的情況，可提前使用藥物進(jìn)行預(yù)防。治療暈動(dòng)病的藥物主要有前庭抑制劑和止吐藥兩種，前庭抑制劑主要有抗膽堿能藥（消旋山莨菪酸堿）、抗組胺藥（苯海拉明、異丙嗪）和苯二氮卓類（阿普唑侖）三種，止吐藥包括胃復(fù)安、甲氯嗪等[31]。藥物治療見效快，卻可能引起頭暈?zāi)垦?、記憶障礙和出現(xiàn)幻覺等副作用[32]。對于治療暈動(dòng)病比較有效的中樞抗膽堿能和抗組胺藥物，卻對精神方面有一定影響，因此限制了該藥在駕駛員、飛行員和海軍船員等特殊行業(yè)的使用[33]。

聯(lián)合用藥可以發(fā)揮不同藥物的協(xié)同作用，同時(shí)在很大程度上降低了藥物的副作用，治療效果顯著。Estrada等的研究表明，聯(lián)用異丙嗪與咖啡因不僅可以緩解暈機(jī)病，還降低了藥物副作用[34]。研究一種安全有效、副作用小的藥物是目前暈動(dòng)病治療的一個(gè)熱點(diǎn)。

3.2 行為治療

行為治療是為緩解患者癥狀的一類心理治療技術(shù)的總稱，具有針對性強(qiáng)、效果明顯的優(yōu)點(diǎn)。暈動(dòng)病并不完全是一種器質(zhì)性的疾病，它與患者的心理密切相關(guān)，過度的焦慮、擔(dān)憂、恐懼等都可能加重病情[35]。晏丹等也指出伴有心血管代謝疾病的眩暈或頭暈患者的嚴(yán)重程度與抑郁程度相關(guān)[36]。

行為治療對預(yù)防與緩解暈動(dòng)病具有很好的效果，在接受高強(qiáng)度的前庭功能訓(xùn)練后，短時(shí)間內(nèi)具有很好的暈動(dòng)病防治效果[37]。暈動(dòng)病敏感性受試者在接受強(qiáng)度刺激前庭功能的訓(xùn)練后，87.80%受試者暈動(dòng)病敏感性降低[38]。暈車病敏感者在接受前庭功能的訓(xùn)練后，患病程度明顯降低，且效果優(yōu)于部分藥物治療[39]。航空學(xué)校學(xué)生在接受電動(dòng)轉(zhuǎn)椅前庭功能訓(xùn)練后，暈動(dòng)病的評級均有不同程度改善[40]；在接受虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)針對暈動(dòng)病的訓(xùn)練后，受試者癥狀明顯減輕，且效果至少可維持14天[41]。放松的心理狀態(tài)與舒適的環(huán)境有助于緩解4D電影中的暈動(dòng)病[42]。有的放矢的行為治療對緩解暈動(dòng)病效果明顯，然而行為治療是一個(gè)長期過程，一般用于航天、航海等特定領(lǐng)域。

3.3 微電流刺激

3.3.1 微電流刺激內(nèi)耳前庭

暈動(dòng)病是人體平衡系統(tǒng)紊亂的體現(xiàn)，耳內(nèi)前庭是人體平衡系統(tǒng)重要組成部分，微電流刺激前庭可影響身體的平衡感[43]，抑制前庭活動(dòng)能緩解惡心的癥狀[44]。Byrne等表示微電流刺激耳內(nèi)前庭，受試者平衡感會受影響，在一定程度上表現(xiàn)出微電流刺激對治療暈動(dòng)病有一定的作用[45]。

3.3.2 微電流刺激大腦

Quadeer Arshad博士表示微電流刺激大腦可以阻斷人耳控制平衡區(qū)信息傳遞，從而治療暈動(dòng)病[2]。Arshad博士的團(tuán)隊(duì)還研究了微電流刺激大腦皮層對暈動(dòng)病的影響，將20名經(jīng)歷“嘔吐椅”后產(chǎn)生暈動(dòng)癥的志愿者，分別接受經(jīng)顱直流電流刺激和模擬治療。結(jié)果表明，對比第一次產(chǎn)生眩暈的時(shí)間，接受電刺激的志愿者再次產(chǎn)生眩暈的時(shí)間延長了207秒，而接受模擬治療的志愿者再次產(chǎn)生眩暈的時(shí)間比第一次還縮短了57秒。目前并未發(fā)現(xiàn)微電流刺激法有任何副作用，反而可以克服藥物治療產(chǎn)生困倦的副作用。

3.3.3 微電流刺激手腕

Jenkintown等[46]的專利描述了一種通過微電流刺激手腕緩解暈動(dòng)病的裝置，該裝置通過電極與正中神經(jīng)的接觸傳遞刺激信號來緩解不適。防眩暈手環(huán)體積小、便攜性好，適用于緩解暈車、暈機(jī)、暈屏等各種場景下的暈動(dòng)病，它通過感受特定生理參數(shù)的變化判斷用戶身體狀況，并進(jìn)行干預(yù)。當(dāng)身體感到眩暈、惡心等不適時(shí)，手環(huán)會發(fā)出特定頻率的低頻脈沖刺激手腕正中神經(jīng)，向大腦發(fā)出信號來阻止嘔吐。

3.4 其他治療方法

除上述治療方式外，還有一些暈動(dòng)病治療方法，比如：將生姜貼于肚臍處可緩解暈車；電針刺激可以緩解暈動(dòng)病癥狀[47]；集中視力在遠(yuǎn)處不動(dòng)的物體上，可減少視覺誘發(fā)的暈動(dòng)癥。

4 結(jié)論

綜上所述，在暈動(dòng)病生理指標(biāo)評估方面，眼電、腦電和胃電具有很大參考價(jià)值。在暈動(dòng)病治療方面，聯(lián)合用藥的方法為未來開發(fā)效果好、副作用小的新型暈動(dòng)病治療藥物奠定了基礎(chǔ)。行為治療法對特定環(huán)境下的暈動(dòng)癥治療效果明顯，尤其在航空航天、航海領(lǐng)域具有很大發(fā)展空間。微電流刺激法在虛擬現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域既能保證體驗(yàn)者身臨其境的沉浸感，又能達(dá)到緩解暈動(dòng)病的目的，具有很好的發(fā)展前景。