三維眼震圖及臨床應(yīng)用

劉瑤 王巍 陳太生

天津市第一中心醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（天津 300192）

天津市耳鼻喉科研究所（天津 300192）

天津市聽覺言語與平衡醫(yī)學(xué)重點實驗室（天津 300192）

天津市醫(yī)學(xué)重點學(xué)科（耳鼻咽喉科學(xué)）（天津 300192）

天津市耳鼻喉質(zhì)量控制中心（天津 300192）

在日常生活中，身體的姿態(tài)、運動及平衡主要通過內(nèi)耳前庭、視覺及本體三大系統(tǒng)共同感知調(diào)節(jié)[1]。而身體在不穩(wěn)定支持面上的各種姿態(tài)變化及運動中，前庭系統(tǒng)占主要權(quán)重[2]。前庭感受器包括三對半規(guī)管和兩對耳石器，感受頭部的靜態(tài)及適宜的動態(tài)信息。

眩暈是臨床常見癥狀之一，患病率為17%至30%[3]，主要源自前庭系統(tǒng)及相關(guān)疾病。眩暈、自發(fā)眼震和平衡障礙既是前庭疾病的典型癥狀體征，也是前庭疾病臨床診療康復(fù)的評價指標，其中眼震是前庭功能測評的主要客觀指標。因此，前庭功能測評是眩暈類疾病診療康復(fù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，眼震分析是前庭功能測評的主要途徑。傳統(tǒng)眼震圖技術(shù)只能記錄分析水平和垂直眼震或眼震的水平和垂直分量，不能記錄扭轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)）眼震，難以全面反映眼震的病生理內(nèi)涵。三維視頻眼震視圖技術(shù)(threedimensional videonystagmograph,3D-VNG)能夠客觀記錄水平、垂直和扭轉(zhuǎn)眼震，可為眼震病生理內(nèi)涵認識提升及臨床前庭外周疾病的精準診療康復(fù)提供支持。本文就眼震檢查技術(shù)發(fā)展、3D-VNG技術(shù)及臨床應(yīng)用情況進行綜述。

1 眼震檢查發(fā)展史

最早的時候，通過裸眼觀察法可檢測到水平、垂直及扭轉(zhuǎn)的眼震，這種最原始的方法能看到的最小眼震幅度為0.5°且易受固視抑制的影響。1928年Frenzel首次介紹了燈泡眼鏡（Leuchtbrille）的眼震檢查技術(shù)，即Frenzel氏眼鏡檢查法，受檢者戴著屈光度為15D-20D的凸透鏡眼鏡在暗室內(nèi)檢查，眼鏡內(nèi)置有小燈泡[4]。檢查時，小燈泡將受檢者的瞳孔照亮，凸透鏡放大瞳孔并阻止視覺固視抑制影響，因此可觀察到弱小眼震。但是無論肉眼直觀還是Frenzel氏眼鏡檢查，都是主觀觀測，不能客觀記錄分析。

1922年Schoff就報道了眼震電圖檢查法（electronystagmography,ENG），直到 1956年瑞典Aschan倡導(dǎo)將其用于臨床[5,6]。眼球角膜帶正電荷、視網(wǎng)膜帶負電荷，ENG的基本原理是通過電極記錄眼球角膜與視網(wǎng)膜的電位差，間接反映眼動軌跡，也稱為眼電圖（electrooculogram,EOG）[7]。ENG只記錄眼球運動的水平和垂直成分，不能描記扭轉(zhuǎn)眼動，難以滿足全面評估眼球運動的臨床需求。直到1963年Robinson[8]介紹了一種電磁鞏膜搜索線圈（scleral search coil）技術(shù)，實現(xiàn)了高分辨率的3D眼震分析[9-13]。該方法將受試者暴露在交變磁場中，根據(jù)受試者眼球運動過程中鞏膜接觸鏡所嵌線圈產(chǎn)生的電壓變化，分別記錄眼球運動及眼震的水平、垂直與扭轉(zhuǎn)相[14，15]。但該技術(shù)需要局部麻醉后將鞏膜搜索線圈半侵入放置在眼球上，操作繁瑣有創(chuàng)、成本高，臨床實用性弱[16]。此外在眼球扭轉(zhuǎn)運動時，線圈可能出現(xiàn)滑動的潛在誤差[17]。由于上述原因鞏膜搜索線圈僅適用于研究，不適合臨床常規(guī)診療。20世紀90年代3D視頻眼震視圖檢查技術(shù)（3D-VNG）的問世，眼球運動的三個組成部分被更精確、簡便的測量。

3D-VNG技術(shù)由紅外攝像頭眼罩、微機技術(shù)的硬件和特殊軟件系統(tǒng)組成，通過攝錄眼球運動、實時顯示眼動圖像、確定人眼位置的水平、垂直和扭轉(zhuǎn)相坐標，每一幀視頻都反映自然虹膜旋轉(zhuǎn)的眼扭轉(zhuǎn)，在PC中心儲存分析檢查數(shù)據(jù)及病人信息[18]。3D-VNG技術(shù)對眼球運動三個正交的平面上測量，滿足前庭-眼反射通路的三維檢查要求，操作簡便非侵入，受試者更易接受；錄像沒有漂移和電生理偽跡，并在檢測環(huán)境不受電磁干擾影響；頭戴VNG眼罩的重量輕，頭部和身體的定位動作完全自由[17]。同時，3D-VNG可在靜態(tài)和動態(tài)下檢測眼球三維運動的特性使其在多種疾病的臨床評定中發(fā)揮巨大作用。

2 3D-VNG的功能和優(yōu)勢

VNG檢查實際上包括兩大部分，一是視眼動系統(tǒng)檢查，又稱為視覺眼動系統(tǒng)檢查；二是前庭眼動系統(tǒng)檢查[19]。VNG可以記錄分析前庭功能檢查中各試驗的眼震及眼動，幫助評定前庭功能是否受損及其定性、定側(cè)和量化評估。

3D-VNG技術(shù)不但有益于提升對眼震及眼動的認知，也使臨床前庭功能測評及眩暈類疾病診斷更加精準[20]。前庭周圍性眼震主要是前庭多感受器尤其是多半規(guī)管損傷后，前庭眼動反射（vestibular-ocular reflex，VOR）再權(quán)重后的綜合向量，可以融合VOR的水平、垂直及扭轉(zhuǎn)分量。3D-VNG對VOR再權(quán)重后眼震綜合向量中各分量的分別記錄分析，可以幫助對前庭多感受器損傷進行定位。如前庭神經(jīng)炎、BPPV及梅尼埃病等，其病變常常涉及單管或多個半規(guī)管，患者呈現(xiàn)出的眼震方向為半規(guī)管信息的綜合向量[21]。而在疾病的診斷中則需要提取半規(guī)管綜合向量的權(quán)重分解。3D-VNG在前庭外周疾病的定位、定管和定側(cè)中體現(xiàn)獨特優(yōu)勢，通過提取水平和垂直相眼震信息到提取水平、垂直和扭轉(zhuǎn)相的眼震信息，實現(xiàn)了對三個半規(guī)管的分別溯源和前庭上下神經(jīng)的評估[7]。因此，3D-VNG技術(shù)更加客觀、精準、簡便地對疾病進行診斷，是前庭功能檢查技術(shù)上的一次提升和飛越。

3 3D-VNG的臨床應(yīng)用

3.1 3D-VNG在BPPV眼震機制中的解析

良性位置性陣發(fā)性眩暈(BPPV)又稱耳石癥，是臨床工作中最常見的前庭疾病，主要以患者頭位或體位發(fā)生變化時短暫的眩暈和眼震為主要特征。后半規(guī)管BPPV發(fā)病率最高，水平半規(guī)管BPPV次之，而前半規(guī)管則非常罕見[22-24]。BPPV的病因比較復(fù)雜，目前仍無定論。目前國際公認的有兩種說法，一是1969年Schuknecht提出的“壺腹嵴帽結(jié)石學(xué)說”[25]，二是1979年Hall提出的“半規(guī)管結(jié)石學(xué)說”[26]。其中，“半規(guī)管結(jié)石學(xué)說”能夠合理地解釋BPPV患者眼震的潛伏期和易疲勞性的特點。

基于BPPV半規(guī)管的生理效應(yīng)，可明確耳石的病變位置。根據(jù)Flourences定律可知眼震平面與受刺激半規(guī)管平面相同，當(dāng)水平半規(guī)管受刺激時產(chǎn)生的是水平性眼震，當(dāng)前/后半規(guī)管受刺激時則產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)性眼震。當(dāng)患者存在水平半規(guī)管管石癥時，通過3D-VNG可觀察到與轉(zhuǎn)頭同向的眼震，眼震強度大的一側(cè)為患側(cè)[27]。當(dāng)患者存在后半規(guī)管管石癥時，通過3D-VNG可觀察到水平相向健側(cè)，垂直相向上的眼震[28]。當(dāng)為右側(cè)半規(guī)管管石癥時均為逆時針扭轉(zhuǎn)的眼震，左側(cè)半規(guī)管管石癥均為順時針扭轉(zhuǎn)相眼震，在3D-VNG上觀察到相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)相。當(dāng)患者存在水平半規(guī)管嵴頂結(jié)石時，通過3D-VNG觀察到與轉(zhuǎn)頭反向的眼震，眼震強度弱的一側(cè)為患側(cè)。因此，根據(jù)3D-VNG三個向量的指示，可對耳石進行定位、定測、定管、定性診斷。同時，在3DVNG的幫助下耳石復(fù)位更加精準。

3.2 3D-VNG在前庭神經(jīng)炎中的解析

前庭神經(jīng)炎(Vestibular Neuritis,VN)是急性前庭綜合征，表現(xiàn)為突發(fā)性眩暈、自發(fā)性眼震，伴惡心、嘔吐等自主神經(jīng)癥狀及向一側(cè)傾倒，無耳蝸癥狀。對于VN的病因還不明確，目前被公認的可能原因主要為局部循環(huán)障礙和單純皰疹病毒（HSV-1）感染[29,30]。在臨床工作中，前庭上神經(jīng)炎最為常見，全前庭神經(jīng)炎次之，前庭下神經(jīng)炎最少[31-33]。前庭上神經(jīng)炎主要累及前半規(guī)管、水平半規(guī)管和橢圓囊的神經(jīng)傳入通路，前庭下神經(jīng)炎主要累及后半規(guī)管和球囊的神經(jīng)傳入通路[33]。基于此病理特點，當(dāng)患有前庭上神經(jīng)炎時，通過3D-VNG觀察到水平指向健側(cè)以及扭轉(zhuǎn)向上的自發(fā)性眼震；前庭下神經(jīng)炎時，3D-VNG觀察到垂直向下且扭轉(zhuǎn)向健側(cè)的自發(fā)性眼震；而全前庭神經(jīng)炎的患者，由于前后半規(guī)管均受損眼震前后抵消，3D-VNG上僅出現(xiàn)水平扭轉(zhuǎn)性的自發(fā)性眼震，常無向上成分[34]。因此，通過詢問病史并結(jié)合3D-VNG技術(shù)，可以幫助VN患者進行定側(cè)、定管診斷，對疾病的治療進程具有指導(dǎo)意義。

4 總結(jié)

隨著攝像機越來越小，圖像分辨率越來越高，采樣頻率越來越高，以及其他技術(shù)特性越來越強，3D-VNG已經(jīng)成為記錄研究眼球運動的最佳手段。3D-VNG技術(shù)優(yōu)點總結(jié)如下：1、3D-VNG通過記錄前庭眼動的三個向量可對生理眼震方向進行深度解析；2、3D-VNG可作為BPPV眼震方向研究的重要手段；3、對于前庭自發(fā)眼震，3D-VNG可對病損半規(guī)管分解溯源；4、眩暈癥狀與前庭內(nèi)在病理溯源，可提升病史查體認知與臨床價值；5、3D-VNG通過對前庭眼震溯源，可指導(dǎo)個性化前庭康復(fù)。

總而言之，3D-VNG在鑒別前庭外周和前庭中樞疾病、建立動態(tài)變化的疾病評估基線、確定前庭系統(tǒng)損傷側(cè)別和程度方面具有重要價值，對制定最有效的治療方案具有指導(dǎo)意義。