前庭频率特性与前庭功能检查研究进展
听力学及言语疾病杂志2009年第17卷第6期
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?-前庭医学秀
前庭频率特性与前庭功能检查研究进展
马燕1
【中图分类号】R764.3
综述郑亿庆1区永康1审校
【文献标识码】A【文章编号】1006—7299(2009)06一0543一03
目前,前庭和耳蜗在分子及细胞水平,如传人动力学应答、突触传递、传出机制等方面均体现出明显一致性。但是前庭频率特性与耳蜗频率特性有所不同,目前未能像耳蜗一样在微观上进行定位。1前庭系统频率特性
1906年RobertBarany发明温差反应检查,外周前庭检
查白此开始。1969年Peters首次提出半规管系统具有正弦刺激频率函数的传递特性,并给出频率相对应的增益和相位频带图。频带图中的增益是指壶腹脊偏移相对于头动峰值之比,相位是指两者时程之比。在最佳刺激频率(0.012~27Hz)范围内,随着刺激频率增加,增益维持恒定,而相位降低;当低于最佳刺激频率最低值0.012Hz时,随着刺激频率降低。增益降低,相位呈非线性增高;但在高于最佳刺激频率
最高值27Hz时,随着刺激频率增加,增益、相位均随之降低。
前庭系统频率特性研究分别从宏观力学、微观力学、纳
米力学三方面进行。在宏观力学方面,Highstein[11研究半规管的流体动力学得出,半规管的最佳频率范围在0.012与
27
Hz之间。预测:从力学上来说,在两点最佳角频率之间,
微管中流动的内淋巴液的粘稠度与头部角加速度相结合,产生与头动角速度成比例的脊顶偏移,从而导致反应恒定。当低于较低角频率时,由于嵴帽的劲度即抵抗偏移能力较大,内淋巴液与头动角速度不成比例,从而导致反应减弱}当高于较高角频率时,由于淋巴管中狭窄部分(动能最大)内淋巴惯性,同理导致反应减弱。
在微观力学方面,一般认为毛细胞柬运动是由壶腹嵴顶运动产生。Cotton[23报道毛细胞机械能、相互间静电作用及壶腹嵴的力学联系都共同影响微观力学,其中结构非均一性如粘多糖、孔隙率是影响毛细胞机械能的原因,而孔隙率可能是导致前庭极端的低频反应和前庭适应性的原因。壶腹的形态结构利于将壶腹嵴顶偏移转化为毛细胞束偏移,毛细胞最大偏移强度可能在壶腹嵴顶中间,即前庭感觉上皮细胞和嵴帽之间。但是,偏移并不是导致毛细胞传导的关键因
素,关键因素是邻近毛细胞柬之间的剪应力。剪应力的主要
功能是开放传导通道。从而推测最大剪应力是在接近前庭感觉上皮表面,即毛细胞束所在位置,这表明毛细胞柬可能导致了最大剪应力,提示在壶腹嵴毛细胞表面剪应力是非均一分配的。HighsteinL3】报道在高频刺激时。壶腹微观力学导致了相位即毛细胞束运动和嵴顶偏移之间转换的频率依赖性,在宏观力学方面可能表现是毛细胞柬区域性反应不同。
1
中山大学附属第二医院耳鼻咽喉科(广州
510120)
万方数据
在纳米力学方面,RicciⅢ报道毛细胞束嵴顶连接和传导通道开放,均与肌球蛋白适应相关。给予低频的重力惯性合力刺激时,肌球蛋白适应支配毛细胞束主动运动,从而产生嵴顶偏移,在一定范围内两者呈线性关系。在给予高频刺激时,钙离子通道开放是支配毛细胞束运动主导机制,推测钙离子通道可能是前庭感受高频刺激的部位。肌球蛋白机制称之为适应。钙离子通道称之为快适应,这两种适应机制又负反馈于微观力学。
Carey[5]认为,前庭频率是指刺激的头动经过傅里叶变换(FFT)后转换成前庭刺激频率,其原理是将半规管内淋巴管视为完全粘附于颞骨并随之移动,即膜迷路与颞骨同步化,从而可将头动经过傅里叶变换转换成前庭刺激频率。
Dianne[6]认为前庭内侧核神经元具有频率依赖性,在1
~10Hz头旋转范围内,初级突触传递与前庭内侧核神经元
在前庭通路上均有滤波频率的功能。
前庭频率特性目前还没有定论,可能指通过不同频率刺激前庭,经傅里叶变换转换为前庭刺激频率,来反映前庭的频率特性。由于前庭可能是一种按一定频率接收信息传入器官或是中枢处理的频率选择性,从而导致前庭器官的频率特性。
目前,针对前庭功能检查技术的频率均是指通过傅里叶变换转换成头动运动的前庭刺激频率。相关临床检查技术研究逐步开展,其中低频的冷热试验、中频的转椅试验、摆头试验已经在临床广泛应用。相对而言。高频和超高频范围的前庭功能检查刚刚起步。而目前前庭频率客观检查主要是针对前庭眼动反射通路,即不同频率刺激半规管后,通过观察和记录眼动情况来判断前庭功能、受损侧别甚至具体到某个半规管。以下主要是针对与频率相关的前庭功能检查做一概述。
2临床相关前庭频率检查
2.1超低频检查——冷热试验(caloric
test,CT)
检查频率为0.002~0.004Hz[”。用于检测水平半规管功能。以冷热水或空气为刺激源,根据“热升冷降”的物理原理促使内淋巴产生流动,流向(兴奋)或远离(抑制)半规管壶腹嵴而产生刺激耳的同侧或对侧方向眼震。由于垂直半规管距离外耳道相对较远,受到的冷热刺激强度较低,所以冷热试验主要检测水平半规管功能并判断单侧前庭功能。Nicolas[8]认为冷热试验导致持续的内淋巴流动,产生相当于头动的低频低速刺激,在正常头动[是前庭眼动反射(vestib—
reflect,VOR)最接近生理刺激]产生的内淋巴流动
范围之外。分析参数:半规管轻瘫(canalparesis。CP)及优势
preponderance,DP)。
ulaocular
偏向(derextional
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JournalofAudiologyandSpeechPathology2009.Vol17.No.6
Molinat。1对69例确诊为良性阵发性位置性眩晕(benign
paroxysmalpositional
vertigo,BPPV)的患者复位后CP值分
析,以眩晕和眼震消失为复位成功标准,复位效果差异在有CP和无CP的患者中无统计学意义,即CP值大小与复位效果关系不大。该研究提示BPPV可能与前庭超低频受损关
系不大,也可能是BPPV患者的前庭功能受损较小。
冷热试验是临床最常用、最重要的前庭功能检查,同时又是目前有效的评价单侧迷路低频受损情况的技术手段。2.2中频检查——转椅试验(rotatory
test)
一般检测频率为0.01~o.64HzC”,检测水平半规管功能,是诊断双侧前庭功能低下的重要检查手段。原理是双侧外半规管处于水平位,头与转椅同步顺时针旋转,右侧半规管内淋巴液由于惰性而流向壶腹。左侧半规管内的内淋巴离开壶腹(刺激是双侧的),根据Eward定律,终顶向椭圆囊方向倾倒。对右外半规管是强刺激,出现快相向右的水平眼震。Kerr等[1们学者认为转椅试验刺激双侧迷路,前庭眼动反应来自于两侧的壶腹嵴,其结果反应的是整个前庭系统功能,从而对一侧前庭功能低下的诊断意义不大。
Matta[川对24例正常人检测正弦谐波加速试验(sinu-
soidal
harmonicacceleration
test,SHAT)结果显示,警觉状
态下增益在检测频率范围内均高于非警觉状态,提示前庭频率敏感性与中枢状态相关。Gianoli[12]对25例慢性化脓性中耳炎患者进行CT和SHAT分析,结果,CP值示单侧减弱或双侧减弱的患者有80%SHAT异常,而伴眩晕的患者中仅有48%SHAT异常,提示慢性化脓性中耳炎患者CT与SHAT有较高的相关性,内耳前庭可能有超低频和中频功能受损。SHAT与冷热试验一致性增加了前庭功能检查的准
确性。
SHAT刺激小,患者易接受,尤其是对不配合冷热试验的儿童患者,可精确控制刺激,准确测量前庭眼反射,对于双侧前庭系统的功能状态评价有重要意义。
2.3高频检查
2.3.1前庭自旋转试验(vestibular
autorototiontest,VAT)
检测频率为2~6Hz[7],接近于人体日常活动的频率(O.5~5Hz),可检测水平和垂直方向的高频动眼反射,有利
于发现前庭系统病变及评定高频区的损伤侧别。分析指标:水平和垂直的增益、相位、非对称性。增益主要用于判断病变在中枢还是外周。相位用于评价前庭系统是否有病变,非对称性评价前庭损伤的侧别,实际应用效果差。
Saadatfl引用VAT检测了梅尼埃病急性期患者,发现2~6Hz范围内的垂直VOR增益显著增高,而高频垂直相位
却延迟显著降低,为解释梅尼埃病急性期患者对日常活动经常发生较快的垂直头动非常敏感提供了一定依据。Perez[m报道30例鼓室注射庆大霉素治疗梅尼埃病的患者。治疗前水平和垂直的增益及相位正常,治疗一周后,水平和垂直的增益及相位都降低,且水平和垂直的相位主要在震动频率2
~3.7Hz处显著降低,提示庆大霉素治疗梅尼埃病可能损害前庭的高频。
但VAT也有其应用缺点:一是VAT需要受试者主动摇头。任何被动的作用如面肌收缩、咬牙等都会影响结果;二是前庭的高频功能个体问差异较大,VAT检测结果需与病
万方数据
史及其它检查结果相结合方可做出正确诊断。
2.3.2头脉冲试验(headimpulsetest。H1T)
2004年Highstein等¨钉明确指出20世纪末前庭医学最突出的发展之一是高频的头脉冲试验的产生。检测频率为
2~5Hz,是采用一种短暂、被动、受检者不可预测、高角加速度(4000。/s2)、低幅度(10。~20。)的头快转运动(120。~
180。/s),是在三对半规管平面分别进行有效高频刺激。该试验需要高频摄像头采集眼动和头动图像,便于分析及提高
灵敏度。
Beynon[16]对150例前庭功能障碍患者进行HIT和CP值比较,发现HIT总体特异度为100%,总体灵敏度只有34%,但对于严重半规管麻痹患者的灵敏度却高达87.5%,表明HlT对单侧半规管完全麻痹有较高的灵敏度,而对轻度和中度半规管麻痹检出率较低。CP值大于75%时,前庭超低频和高频具有良好的相关性,可能均有不同程度受损。
Aw等c173运用HIT检查33例急性单侧外周前庭神经病患
者,结果29例为无听力损失的典型前庭神经炎患者,其中21例为单一的外半规管功能缺失或外半规管及上半规管功能同时缺失,与选择性前庭上神经受累相符合;8例为三个
半规管功能均缺失,提示前庭上及前庭下神经均受累,4例
伴有同侧听力损失的前庭神经炎患者。其中2例冷热试验正常但HIT显示单一的后半规管功能缺失,提示为选择性前庭下神经功能丧失。该研究提示:①可通过HIT判断半规管进而推测前庭神经受损情况;②前庭神经元炎多选择性影响前庭上神经且伴有前庭高频受损。
HlT为单个或多个半规管同时受损的诊断和治疗提供有效信息,但有两个缺点:一是现象刺激持续时间和反应时间太短。需要专门的高频摄像头;二是对轻度和中度半规管
功能障碍灵敏度很低,结果假阴性比较多,需结合病史和其
他检查方能做出正确的临床诊断。
2.4超高频检查——震动诱发眼震试验(vibration
induced
nystagmustest,VIN)
检查频率主要在100Hzt7]左右,是检测单侧外周前庭
功能障碍的有效方法。在乳突或胸锁乳突肌给予】00Hz的
震动,通过视频眼震图进行眼震的观察和记录。Parkd驯对
22名正常人和19名前庭神经炎患者进行VIN检测,正常受试者慢相方向(眼震慢相角速度1.7。/s~1.9。Is)指向震动侧,震动侧别的方向优势有统计学意义,而前庭神经炎患者
VIN的慢相指向患侧,与震动侧别无关。
MicheF”3检查了300例眩晕患者,发现单侧前庭功能障
碍患者VIN的诱出率为85%。摇头眼震(head
shakingnys—
tagmus。HSN)的诱出率只有34%;Ohki[2叩对100例单侧外
周前庭功能障碍的患者进行VIN、HSN、CT检查,6o.%出现
VIN,43%出现HSN,在冷热试验CP>50%的患者中有
90%(39/43)出现VIN,CP<20%的患者中仅有18%(4/22)
出现VIN.提示:①VIN对单侧外周前庭病变有较高的灵敏度和特异度;②VIN与CP值大于50%具有良好相关性,提示CP大于50%时前庭超低频和超高频功能均有受损。
VIN是检测单侧前庭功能障碍的简捷方法,但主要有
两个原因导致其在临床应用受限:一是检测尚未标准化.具
体机制尚未完全明确;二是没有大规模多中心的标准化VIN
听力学及言语疾病杂志2009年第17卷第6期
诊断结果。3展望
前庭系统结构和功能都非常复杂,只通过一、二种检查方法难以对前庭功能状态做出准确判断,对于同一种外周前庭疾病,不同频率前庭功能检查结果有可能不一致,一方面可能与前庭损伤部位和受损程度有关,与受损部位相匹配的
频率检查结果可能表现为阳性,而非检查受损部位的前庭功
能检查结果可能表现为阴性,例如:如果仅有垂直半规管受损,冷热试验结果可能是阴性;另一方面检测结果尚未标准
化,分析技术尚未完善。因此,在检查结果可疑、难以确定或
与临床观察不符时应复查,采用动态综合分析的方法。可以有效地评定前庭功能状态。虽然现在部分检查已可在宏观上定位、定量。但由于结果仍受多种因素影响,因lfii前庭功能检查还没有真正作到简便,快捷、定侧、定位。分析前庭系统检查结果只有结合临床病史,才能对前庭系统状态做出准确评定,从而做出正确的诊断。目前。前庭频率尚未在微观领域如前庭毛细胞上具体定位,与疾病间的联系还需进行大量
的研究。
(致谢:感谢空军航空医学研究所于立身教授对本文给
予的指导!)
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(2008一08—28收稿)
(本文编辑李翠娥)