使用主观视觉垂直范式对卷平面中的静态视觉感知的评估

摘要

重力感知通常由头部直立位置的主观视觉垂直决定。滚动平面的头部倾斜处额外评估为 ± 15° 和 ± 30°，可确保增加信息含量，以检测受损的视力感知。

摘要

前庭疾病是医学上最常见的综合征之一。近年来，引进了新的前庭诊断系统，允许在临床环境中检查所有半圆形管道。负责感知线性加速度和重力感知的骨质系统的评估方法在临床使用中要少得多。测量重力感知有几种实验方法。最常用的方法是主观视觉垂直的确定。这通常是用头部直立的位置测量的。本文介绍了一种用于测试卷平面中的骨脂函数的评估方法。主观视觉垂直在头部直立位置测量，在滚动平面中头部倾角为 ±15° 和 ± 30°。这种扩展的功能范式是一种易于执行的奥托利思功能临床测试，可确保增加信息含量，用于检测受损的认知。

引言

奥托利丝功能损伤可能由外设以及中央前庭条件¹引起。外周前庭病因包括梅尼埃氏病、迷宫性梗死以及优劣前庭内膜炎。中枢骨骼功能障碍可能发生在从脑干到前庭皮层³的中枢骨骼通路的病变中。²此外，减少的耳李丝反射也发现在小脑疾病^4。虽然一些标准化方法，如热力测试或视频头脉冲测试，可用于半圆管功能的评估，但没有标准化的临床测量方法进行重力估计和垂直感知^5。

由于卵石负责线性加速度的感知，因此原则上可以通过记录所谓的转译前目反射（t-VOR）来测量线性加速度。然而，这需要使用特殊和复杂的设备，如平行摆动或线性雪橇^44，6。6为了评估单侧囊和心形功能，开发了一种特定的离中心离心试验，可在具有特定旋转^{椅系统的平衡}实验室中临床使用。当从旋转轴上取代头部 3.5⁄4 厘米时，偏心定位的 utricle 会由由此产生的离心力单方面刺激。在此范式中，通过测量结果的眼部扭转或主观的视觉垂直 （SVV） 来确定该范例的骨力函数。然而，这个程序也需要精密的设备，该方法仍然显示SVV和眼扭转评估⁷的敏感性有限。通过眼动记录可以进一步量化奥托利思功能。评估可以在水平或线性加速度中完成，也可以在滚动平面的头部或身体倾斜过程中进行，并应用三维视频摄影。后者允许确定眼部挫伤。该方法的临床应用也受到限制，由于其灵敏度低^8。身体垂直感（即，我觉得我的身体与真正的垂直对齐的感觉）可以通过所谓的主观姿势垂直来评估。在这个实验任务中，患者坐在电动云台的椅子上，要求指示他们何时进入和退出直立位置，同时在俯仰或滚动平面上倾斜 15°。该技术的缺点是，它不仅是其精心的实验方法，而且它测量了奥托利丝和身体自体感知信号^9。前庭唤起肌原性潜能（VEMPs）是否是各种临床疾病中肌瘤功能的有用的临床筛查工具，仍有争议的^{10，11。10,}

视觉任务是目前最常用的临床测量功能的方法，可以通过主观视觉垂直（SVV）12的测量来评估。¹²从精确的生理角度来看，SVV并非仅对骨力功能的直接测试，因为 SVV 是多个信息源（重力、感知和视觉信息可用时）之间的权重的结果。然而，为了快速临床使用，这种SVV任务，即所谓的桶测试，已经开发了¹³个，特别是用于紧急设置，能够立即检测急性干扰的可感知性。更精确和标准化的过程包括让观察者将灯条或杆与估计垂直杆对齐。在黑暗中测试的健康个体在直立的位置，偏差被限制在 ± 2° 从地球垂直¹⁴。利用SVV任务，迄今在各种神经系统疾病（如中风^15、16,16或帕金森病^17）中评估了肝功能。此外，在^18、19,19或双边前庭病变²⁰例中，以及在良性痉挛性位置性腺体²¹型患者中，也报告了SVV感知受损。

我们在此介绍了一种改进的 SVV 评估方法，该方法不仅测量 SVV 估计，不仅在直立位置，而且在滚动平面中以 ± 15° 和 ± 30° 头部倾斜。该范式增加了检测肝赤字和SVV系统倾斜的信息内容。

方案

这项研究经维也纳医科大学道德委员会批准，并根据《赫尔辛基宣言》中的道德标准进行。在研究之前，所有患者和对照组都签署了知情同意书。

1. 将病人安装在椅子上

1. 双目执行测量。将患者安装在带靠背和头部固定单元的稳定椅子上。后者将患者的头部保持在稳定且定义的位置，由弹性头带和 U 形头枕组成，使用粘合带相互固定。将椅子放在可可穿衣服的客舱中，以便在黑暗中评估 SVV。
2. 通过将头枕沿连接到椅子靠背的角计刻度对齐，将头枕置于所需的倾角（0°、±15° 或 ± 30°） 中。在实验开始时，在亚初级高度时调整头枕在0°倾角。
3. 将弹性头带放在患者头部，用螺钉固定在背部。确保头带在病人的额头上的位置不要太低，以免损害眼睛的活力。
4. 将胶带（头带和头枕）相互连接。这可确保头部与座椅上的头枕保持最佳固定。

2. 安装 SVV 装置

1. 通过固定装置将 SVV 单元安装在患者前面的椅子上（图 1a）。SVV 装置由连接到斗杆的 LED 灯杆组成，允许在患者前方定位。光条的位置可以通过连接的电位计在滚动平面中调整。
2. 确保 SVV 装置牢固固定，且灯条的定位与患者头部完全相反，与患者眼睛处于相同水平。
3. 将 SVV 装置连接到椅子下方的电气连接。
4. 将电位计放在患者的左手上，并指导他们如何执行 SVV 设置。站在患者面前时，如有必要，再次调整灯条的位置，以确保其沿冠状平面的位置。
5. 读取 SVV 单元背面的测距仪上与真实垂直的 SVV 偏差。测角仪包含 20° 的角度显示，间隔 2°，并配备了一个红外摄像机放置在 3 厘米的显示前，允许在完全黑暗下连续采集数据（图 1b，1c）。
6. 在继续下一步之前，请检查屏幕上的可见性。角度显示的红外图像传输到机舱外的屏幕，确保患者的 SVV 估计值可以连续收集，而无需在测试之间打开机舱门，从而防止视觉重定向。

3. 视觉控制下的校准

1. 相对于绝对垂直（在每个 SVV 任务之前用作起始位置），将灯条向右或向左倾斜 30°，并要求患者将其调整到视觉控制下的垂直位置。这有助于自我校准患者，并检查患者的超运动能力。
2. 如果患者确认显示的 SVV 位置，请将其与实际垂直位置进行比较。
3. 如果患者的设置明显偏离实际垂直，请再次检查 SVV 单元的正交位置。偏差 [1] 可容忍，以确认完整的透视电机功能。

4. 在中性头位置设置 SVV

1. 打开检查协议以同时输入 SVV 估计值。该协议允许在实验期间记录测量值，并随机确定 SVV 任务是从 [30°] 还是 -30° 起始位置执行。
2. 关闭舱门，使患者在整个实验中完全处于黑暗之中。通过对讲机检查患者是否能够很好地理解说明。现在请患者将灯条倾斜到起始位置:右侧或左侧 30°（根据协议进行随机化，图 1d）。
3. 等待 15 s 后，指示患者从起始位置调整灯条，直到达到主观垂直。患者没有时间压力，仍可随时校正设置位置。患者通过对讲系统口头确认设置。
4. 输入协议中以度表示的显示屏上显示的倾斜角度。根据定义，用加号标记顺时针角度偏差，用负标记逆时针偏差。总共让患者在 6 次刀中调整 SVV，从而随机将 [30° 的起始位置。
5. 在中性头部位置完成试验后，在滚动平面中头部倾斜进行测试。每个患者的倾斜方向序列（-30°、-15°、[15]和+30°）也是随机的。

5. 带头部倾斜的 SVV 设置

1. 通过断开粘合带，撤消初始头部固定。
2. 松开头枕，并根据协议调整倾斜位置:右侧或左侧 15° 或 30°。确保头枕与安装在座椅靠背上的测角仪的相应角度完全对齐。将头枕牢固地固定在此位置。
3. 用弹性头带固定患者的头部。确保此头部倾斜对患者是可以容忍的，并根据需要调整头枕的高度。指示患者在试验期间保持头部位置。
4. 关闭舱门，像在中性头位置一样执行试验。
5. 试验完成后，根据协议给出的随机头部倾斜位置，解开头枕并调整头枕。
6. 再次关闭客舱门并执行相同的程序，直到记录所有头部倾斜的所有 SVV 设置。

结果

SVV 评估使用旋转椅系统 （图1a）进行，该系统包括可倾斜的头枕和可调 LED 灯条。SVV 调整是通过光柱背面的测光仪显示屏的红外摄像机录制的（图 1b）。使用的设备和测试协议与此处介绍的测试方法完全一致。

SVV测量在13名健康个体中进行，平均年龄为52.8岁。性别分布为69.2%的女性和30.8%的男性。他们没有前庭疾病史，在前庭和眼部运动功能测试中表现出正常结果，包括评估自发性眼动或自发性腺体， 评估凝视调用的奈司桃体（在[25]），水平和垂直囊肿（±5-20°），平滑追求眼动（在0.1，0.2和0.4Hz），VOR增益检查与正弦旋转椅测试（在0.04，0.08和0.32赫兹）和VOR抑制测试（在0.04Hz）。评估了 SVV 从 0° 头部位置的实际垂直方向的绝对倾斜（图 2），并显示 SVV 中位数为 1.33（95% CI 0 到 3.00），这与文献中报告的值相关。

讨论

SVV 是一种确保垂直感的方法。它是集成了多种信息的结果。前庭系统在这种感知中至关重要，它表明，任何级别的前庭信息通路的病变都会导致SVV错误。

SVV在头部直立位置的测量现在被认为是记录骨力功能的临床标准方法。然而，这种方法受到低灵敏度的阻碍，因为健康个体在黑暗中的SVV偏差被限制在地球垂直¹⁴的±2°。先前的实验研究表明，在前面平面上倾斜头部会增加SVV测试²³的灵敏度。已经发表了几份报告，内容涉及头部倾斜对正常受试者SVV估计的影响，证实了反应的可变性较高，因此，在这一范式中，在辅助评估方面，可能具有较高的灵敏度。这种动态方法是否肯定也提高了对奥托利特函数检测的灵敏度，还有待直接方法比较证实。然而，这些以前的实验研究都没有使用标准化的规程应用头部倾斜，范围从7°到20°，30°，35°，甚至45°在滚动平面^{24，25，26，27，25,26}

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
可调节塑料测角仪板 7.87 英寸 x 7.87 英寸，（标记倾斜角度为 0°C;、15°C 和 30°C）	自制	6	用于固定在靠背上，并用于沿给定的倾斜角度（0°、15°、30°）调整颈托
背面带可调节螺丝的松紧头带	Micromedical Technologies Inc	4	改装，附上胶粘带
高清液晶显示屏，1366 x 768p 分辨率，19 英寸	飞利浦	5	用于监控机舱外的 SVV 调整（红外摄像机录制）
主观视觉垂直设置，包括红外摄像机（黑/白，分辨率 0.25 度;）	Micromedical Technologies Inc	2
Sytem 2000 （带离心机的旋转前庭椅系统）	Micromedical Technologies Inc.， 10 Kemp Dr.， Chatham， IL 62629-9769 美国	1
可倾斜头枕	Micromedical Technologies Inc	3	改装表带