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外周前庭疾病中多维度视频头脉冲试验参数的疾病特异性模式

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DOI:

10.3791/73152

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2026年9月25日

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本研究表征了梅尼埃病(MD)、突发性聋伴前庭功能障碍(SSHL-V)和前庭神经炎(VN)的多维度头脉冲试验(vHIT)特征,并探讨了代偿性扫视与早期高频前庭功能障碍之间的潜在关联,且年龄未产生混杂效应。

摘要

视频头脉冲试验(vHIT)的多维参数——即前庭眼反射(VOR)增益、增益不对称性(GA)和代偿性扫视(CS)——是评估外周前庭功能障碍的核心指标。联合使用vHIT与冷热试验有助于多种眩晕综合征的鉴别诊断。本回顾性研究共纳入310例单侧外周前庭功能障碍的成年患者,其中包括170例梅尼埃病(MD)患者、110例伴眩晕的突发性感觉神经性听力下降(SSHL‑V)患者以及30例前庭神经炎(VN)患者。所有患者均在症状出现后72小时内、任何治疗干预前接受了vHIT和冷热试验。对vHIT参数的分析显示,这三种疾病呈现出不同的损伤模式。梅尼埃病主要表现为水平半规管(SCC)的代偿性扫视异常,而增益降低率较低;伴眩晕的突发性感觉神经性听力下降则表现为多平面损伤,累及水平和后半规管;前庭神经炎则在水平半规管中同时出现VOR增益和代偿性扫视的异常。在VOR增益正常的患者中,大多数半规管的代偿性扫视阳性组其单侧减弱(UW)值显著升高。按年龄分层的分析显示,年龄对VOR增益或代偿性扫视未产生明显的混杂影响。本研究系统描述了三种常见外周前庭疾病的vHIT参数特征,探讨了代偿性扫视与早期高频前庭功能障碍之间可能存在的关联,并分析了这些参数与冷热试验结果之间的关系。

引言

眩晕是一种常见且复杂的临床症状,其中约60%的病例由外周性前庭功能障碍引起1。这些功能障碍源于前庭器官或前庭神经的病理性损害,导致前庭-眼反射(VOR)功能异常。准确评估前庭功能需要联合使用视频头脉冲试验(vHIT)来评价高频VOR功能,以及使用冷热试验来评价低频功能。

梅尼埃病(MD)、伴眩晕的突发性感觉神经性听力损失(SSHL-V)和前庭神经炎(VN)是三种常见的外周性前庭疾病,其潜在的病理生理机制各不相同。MD主要特征为内淋巴积水。已有报道称,尽管MD患者在冷热试验中反应减弱,但其视频头脉冲试验(vHIT)增益值常表现为正常2。然而,尚不清楚内淋巴积水所致的半规管直径改变是否会影响vHIT中补偿性扫视(CS)的发生。SSHL-V主要由内耳微循环障碍或病毒感染引起,同时累及耳蜗和前庭器官;但其半规管受累的模式和范围仍存在争议3,4。VN则是由于前庭神经的选择性炎症所致。Lee等5报道,80.56%的VN患者vHIT增益值正常,而Molnar等6则观察到vHIT与冷热试验结果之间存在同步异常。这些病理生理差异可能导致三种疾病在vHIT参数异常上呈现不同的模式,但目前仍缺乏对这三种疾病多维度vHIT特征的系统性描述。

视频头脉冲试验(vHIT)提供了多种评估半规管功能的参数,包括前庭眼反射增益(G)、增益不对称性(GA)和代偿性扫视(CS)。前庭眼反射增益反映的是直接前庭-眼反射通路的功能,而代偿性扫视则代表由中枢介导的代偿机制。然而,目前大多数已有研究仅以前庭眼反射增益作为唯一的评估指标,导致增益正常但扫视异常的患者常被排除在判断功能异常的标准之外。此外,关于vHIT参数敏感性和特异性的研究报告结果差异较大。一项荟萃分析报告的敏感性为31%–36%,特异性为83%–98%,而另一项研究报道的敏感性为54%–90%,特异性为46%–90%7,8。这种差异可能与评估参数选择及判读标准缺乏统一密切相关。关于前庭眼反射增益的正常范围,不同研究提出的阈值各不相同9,10,11,12,13 。Nicolas 等人建议以>0.6为正常,MacDougall 等人主张>0.7,而 Isaac 与 Alexander 等人则提出>0.8。这些不一致性表明,仅依赖单一增益指标可能不足以全面评估前庭功能。

因此,本研究旨在:(1)探讨三种常见外周性前庭疾病——梅尼埃病(MD)、伴前庭功能障碍的突发性聋(SSHL-V)和前庭神经炎(VN)——在vHIT多维参数(增益G、增益不对称性GA和凝视偏差CS)上的异质性表现模式;(2)评估在vHIT增益正常的患者中,凝视偏差(CS)状态与冷热试验结果之间的关系;(3)分析年龄对vHIT参数可能产生的混杂效应。通过系统分析这些疾病中vHIT参数的模式特征,本研究建立了一个用于临床实践中解读vHIT异常的参考框架,并明确了各参数在不同诊断情境下的应用价值。

方案

本研究经中山大学孙逸仙纪念医院伦理审查委员会批准(编号:SYSKY-2025-572-01)。由于本研究为回顾性研究,书面知情同意书被豁免。

患者选择
回顾性纳入2020年4月至2025年2月期间收治的310例单侧外周性眩晕成年患者。队列中包括137例男性和173例女性,平均年龄为51.05 ± 14.05岁。根据既定的国际诊断标准14,15,16,170例患者诊断为梅尼埃病(MD),110例为伴眩晕的突发性感音神经性听力损失(SSHL-V),30例为前庭神经炎(VN)。其中164例累及左耳,146例累及右耳。

纳入的患者需具有完整的病史记录和全面的临床检查数据,并符合梅尼埃病(MD)、突发性聋伴前庭功能障碍(SSHL-V)或前庭神经炎(VN)的既定诊断标准。若患者病史或检查记录不完整、眩晕诊断不明确或为中枢性眩晕,或在前庭功能检查前24小时内曾接受过影响中枢神经系统兴奋性或抑制功能的药物治疗,则予以排除。

所有患者均在症状发作后72小时内、接受任何治疗前的同一天内完成了冷热试验和视频头脉冲试验(vHIT)。检测前,所有受试者均接受了关于检查目的及所需注意事项的标准化说明。

热量试验
使用红外视频眼震图系统进行热量试验。患者取仰卧位,头部抬高30°,以使外半规管(SCCs)垂直对齐。测试前,使用电动耳镜检查外耳道。系统校准后,佩戴眼罩,随后按照以下顺序依次对每侧耳道用冷空气(24 °C)和热空气(50 °C)进行灌注:右耳冷刺激(RC)、左耳冷刺激(LC)、右耳热刺激(RW)、左耳热刺激(LW)。每次灌注持续60秒,在此期间记录眼震反应。两次灌注之间间隔2–3分钟,且只有在眼震及眩晕症状完全消失后,才开始下一次刺激。

在对应最大冷热刺激反应峰值的10秒时间间隔内测量慢相速度(SPV)。单侧减弱(UW)采用Jongkees公式计算,UW值≥25%被视为异常17。

视频头脉冲试验
采用基于视频眼动图的头脉冲测试系统,结合专用的前庭数据采集与分析软件进行vHIT检查。受试者坐在距离固定视觉目标约1.5 m处,目标位于眼睛水平高度;受试者佩戴轻便护目镜,镜上装有高速视频摄像机和头部运动传感器。根据制造商说明进行标准校准。检查者站在受试者身后,用手稳定其头部,手置于后颈部附近,以尽量减少护目镜的移位。

在目标半规管平面内,以15°–20°的幅度,快速、不可预测且无预警地施加头部脉冲刺激。检测包括对左右外半规管(RL-LL平面)进行水平方向脉冲刺激,以及对右前-左后(RA-LP)和右后-左前(RP-LA)半规管平面进行垂直方向脉冲刺激。头部脉冲刺激的速度为150–300°/s,每个半规管至少采集20次无伪迹的反应。

所评估的vHIT参数包括前庭眼反射(VOR)增益、增益不对称性(GA)以及病理性代偿性扫视(CS)。增益不对称性通过公式 GA = (R − L)/(R + L) 计算,其中 R 和 L 分别代表相应右侧和左侧半规管平面的前庭眼反射(VOR)增益值。异常VOR增益定义为 <0.8 用于外侧半规管 <垂直半规管(前和后)的增益值为0.7。病理性头脉冲抑制失败(CS)定义为:在超过50%的头脉冲试验中出现代偿性扫视,其扫视峰值速度超过相应头动峰值速度的一半,且扫视方向与前庭眼反射(VOR)一致。18. 所有vHIT记录均使用左侧摄像头获取,无论患耳为哪一侧。所有检查均由同一名经验丰富的技术人员完成,该技术人员在数据采集过程中对患者的临床诊断保持盲态。

统计分析
统计分析使用 R 软件(版本 4.2.1)进行。为评估年龄对 vHIT 参数可能产生的混杂效应,根据世界卫生组织的年龄分类标准,将患者分为青年组(18–44 岁,n = 100)、中年组(45–64 岁,n = 154)和老年组(≥65 岁,n = 56)。符合正态分布的连续变量以均值 ± 标准差表示,非正态分布的连续变量以中位数及四分位间距(Q1, Q3)表示。分类变量以频数和百分比 [n (%)] 报告。对于非正态分布的数据,采用 Kruskal-Wallis 检验进行多组间比较;分类变量的比较则使用卡方检验或 Fisher 精确检验。

在每种疾病组内及组间比较中,采用卡方检验和麦克尼马尔检验(McNemar test)比较三个半规管(SCCs)之间增益降低和病理性冷热试验结果(pathological CS)的发生频率。对于前庭眼反射(VOR)增益正常的患者,采用曼-惠特尼U检验(Mann–Whitney U test)比较冷热试验异常(UW)中位数值在CS阳性组与CS阴性组之间的差异。在每种疾病组内分别进行受试者工作特征(ROC)曲线分析,以评估水平半规管VOR增益及右侧-左侧水平半规管增益不对称性(RL-LL GA)对冷热试验UW状态的判别效能。通过约登指数(Youden index)最大化确定最优ROC截断值,并使用德隆检验(DeLong test)比较ROC曲线下面积。构建2×2列联表以评估病理性CS的诊断效能,并采用Clopper–Pearson精确法计算敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值的95%置信区间。所有检验均为双侧检验,以P < 0.05为差异具有统计学意义。采用邦弗罗尼校正(Bonferroni correction)对多重比较进行调整。

结果

基于年龄分层的vHIT参数分析
三个年龄组的基线特征总结于表1。各组间性别分布相似(P = 0.906),而疾病类型分布差异显著(P = 0.0003),其中中年组中梅尼埃病(MD)患者比例较高,年轻组中前庭神经炎(VN)患者比例较高。

vHIT参数的年龄分层分析结果见表2。在水平半规管(SCC)(H = 1.376,P = 0.503)、前半规管(SCC)(H = 3.788,P = 0.150)或后半规管(SCC)(H = 0.145,P = 0.930)中,前庭眼反射(VOR)增益在不同年龄组间均未观察到显著差异。同样,三种半规管的病理性代偿性扫视(CS)发生率在各年龄组之间也无显著差异(所有P > 0.05)。这些结果提示,在该合并队列中,年龄与观察到的vHIT异常无显著关联。

不同疾病组中各年龄组 vHIT 参数的比较
各疾病组内按年龄分层的分析结果总结于表 3。在 MD 和 VN 组中,性别、侧别以及所有 vHIT 参数在不同年龄组间均无显著差异(所有 P > 0.05)。在 SSHL-V 组中,水平半规管的异常凝视成功率(CS)率在三个年龄组间差异显著(P < 0.001),其中中年组显著高于青年组(P = 0.003)和老年组(P = 0.003),呈现非线性分布。其他半规管参数在年龄组间均未观察到与年龄相关的差异(P > 0.05)。SSHL-V 组中水平半规管 CS 异常率的这种年龄相关差异表现为孤立的非线性现象,是所有比较中唯一具有统计学意义的结果,其特征为中年组异常率最高,而青年组和老年组的异常率相对较低。该模式不符合经典混杂因素所预期的单调剂量-反应关系,因此提示这一观察结果可能并非反映了年龄对 vHIT 参数的系统性混杂效应。

各疾病组内不同半规管的前庭眼反射增益降低与代偿性扫视的比较
每个半规管中前庭眼反射(VOR)增益降低和病理性代偿性扫视(CS)的发生频率如图1所示。在梅尼埃病(MD)患者中,外侧半规管的CS阳性率(37.6%)显著高于后侧(17.0%)和前侧(10.0%)半规管(均P < 0.001)。此外,外侧和后侧半规管的CS阳性率均高于相应的VOR增益降低率(外侧:37.6% vs. 10.0%,P < 0.001;后侧:17.0% vs. 5.9%,P < 0.001)。相比之下,三个半规管之间的VOR增益降低发生率差异无统计学意义(P > 0.05)。

在伴有眩晕的突发性感音神经性听力损失(SSHL-V)患者中,水平半规管的前庭眼反射增益降低发生率(20.0%)和冷热试验阳性率(49.0%)均显著高于前半规管(分别为2.7%和8.1%;两者均 P < 0.001)。然而,外半规管与后半规管之间在这两个参数上均无显著差异(分别为16.4%和36.3%; P > 0.05)。此外,外侧(49.0%)、后侧(36.3%)和前侧(8.1%)半规管的交叉刺激(CS)阳性率显著高于相应部位前庭眼反射(VOR)增益降低的发生率(分别为20.0%、16.4%和2.7%; P < 0.001, P < 0.001,以及 P = 0.031).

在前庭神经炎患者中,水平半规管的VOR增益降低发生率(43.3%)和交叉刺激(CS)阳性率(63.3%)均显著高于后半规管(分别为13.3%和16.7%)及前半规管(分别为10.0%和33.3%)(所有P < 0.05)。此外,水平半规管的CS阳性率也显著高于VOR增益降低的发生率(63.3% vs. 43.3%,P = 0.031),前半规管亦如此(33.3% vs. 10.0%,P = 0.039),而在后半规管中两者差异无统计学意义(16.7% vs. 13.3%,P = 1.000)。

三个疾病组间vHIT多维参数的组间比较
vHIT多维参数的组间比较总结见表4。 在水平半规管(lateral SCC)中,前庭神经炎(VN)组的前庭眼反射(VOR)增益降低率显著高于梅尼埃病(MD)组和突发性聋伴眩晕(SSHL-V)组(P < 0.001;P = 0.009),而MD组与SSHL-V组之间无显著差异(P = 0.018)。对于异常矫正性扫视(pathological CS),仅在MD组与VN组之间发现显著差异(P = 0.008)。在水平半规管中,联合参数G + CS显示,VN组与MD组及SSHL-V组均有显著差异(P < 0.001;P = 0.006)。在三个组间,水平半规管的其他参数均未观察到显著差异(P > 0.0167)。

在后半规管中,梅尼埃病(MD)与突发性聋伴前庭功能障碍(SSHL-V)在所有三个参数上均存在显著差异:前庭眼反射增益降低(P = 0.004)、中枢性眼震(CS)异常(P < 0.001)以及增益与CS联合指标(G + CS)异常(P = 0.004)。在梅尼埃病(MD)与前庭神经炎(VN)之间,或在突发性聋伴前庭功能障碍(SSHL-V)与前庭神经炎(VN)之间,后半规管各项参数均未发现显著差异(P > 0.0167)。

在前半规管中,仅在CS亚组内,VN患者的病理性CS发生率显著高于MD和SSHL-V患者(P = 0.002;P = 0.001)。其余所有前半规管参数的两两比较均未达到统计学显著性(P > 0.05 或 P > 0.0167)。

前庭眼反射增益正常患者中,CS阳性组与CS阴性组单侧减弱程度的比较
在前庭眼反射(VOR)增益正常的患者中,CS阳性组与CS阴性组之间的冷热试验单侧减弱(UW)比较如图2所示。在梅尼埃病(MD)患者中,CS阳性组的外半规管UW中位数显著高于CS阴性组 [42.81 (21.91, 63.53) vs. 27.27 (13.23, 47.55)],后半规管 [60.63 (33.50, 70.73) vs. 30.73 (16.88, 55.92)],以及上半规管 [54.23 (38.17, 70.68) vs. 31.25 (16.32, 57.35);所有 P < 0.05]。

同样,在 SSHL-V 患者中,CS 阳性组的后半规管 [46.16 (17.94, 61.97) vs. 22.15 (9.83, 49.37)] 和前半规管 [60.18 (35.12, 84.56) vs. 31.03 (11.36, 55.69)] 的中位 UW 值均显著高于 CS 阴性组(均 P < 0.05)。在前庭神经炎(VN)患者中,CS 阳性组的外半规管 [58.01 (29.79, 71.93) vs. 24.10 (10.92, 33.13)] 和前半规管 [60.37 (51.34, 69.93) vs. 34.06 (23.40, 56.20)] 的中位 UW 值也显著高于 CS 阴性组(均 P < 0.05)。然而,两组之间的后半规管 UW 值差异无统计学意义 [77.03 (77.03, 77.03) vs. 38.98 (23.75, 63.68)](P > 0.05)。

代表性病例见图3。该图展示了一名43岁女性,诊断为SSHVL-V,尽管存在病理性代偿性扫视,其右侧后半规管的前庭-眼反射(VOR)增益仍处于正常范围内。本病例仅用于说明目的,不代表整体研究人群。

各疾病组中vHIT参数识别冷热试验单侧减弱的诊断性能
受试者工作特征(ROC)分析评估了vHIT参数在各疾病组内区分冷热试验单侧减弱的能力。ROC曲线见图4,病理性CS的诊断性能总结于表5。

在梅尼埃病(MD)患者中,水平半规管前庭眼反射(VOR)增益的受试者工作特征曲线下面积(AUC)为0.598(95% 可信区间 [CI]:0.509–0.687,P = 0.034)。由ROC曲线得出的最佳截断值为1.265,对应的敏感度为80.7%,特异度为39.3%。右侧与左侧水平半规管增益不对称性(RL-LL GA)的AUC为0.672(95% CI:0.590–0.754,P < 0.001),其最佳截断值为4.55%,对应敏感度为54.1%,特异度为77.0%(图4A、B)。采用DeLong检验比较两条ROC曲线,结果显示AUC之间的差异无统计学意义(Z = 1.72,P = 0.085)。水平半规管抑制(CS)的敏感度为45.0%(95% CI:36.0%–55.0%),特异度为75.4%(95% CI:62.0%–85.0%),阳性预测值(PPV)为76.6%(95% CI:64.0%–86.0%),阴性预测值(NPV)为43.4%(95% CI:34.0%–53.0%;表5)。

在SSHL-V患者中,水平半规管VOR增益的AUC为0.721(95% CI:0.625–0.816,P < 0.001)。经ROC曲线确定的最佳截断值为0.95,对应的敏感性为47.7%,特异性为95.6%。RL-LL GA的AUC为0.712(95% CI:0.615–0.809,P < 0.001),最佳截断值为8.5%,对应的敏感性为49.2%,特异性为91.1%(图4C,D)。DeLong检验显示两个AUC之间无显著差异(Z = 0.32,P = 0.749)。水平半规管CS的敏感性为61.5%(95% CI:49.0%–73.0%),特异性为68.9%(95% CI:53.0%–81.0%),阳性预测值(PPV)为74.1%(95% CI:60.0%–85.0%),阴性预测值(NPV)为55.4%(95% CI:42.0%–68.0%;表5)。

在前庭神经炎患者中,水平半规管VOR增益的AUC为0.857(95% CI:0.716–0.998,P = 0.005),ROC曲线确定的最佳截断值为0.815,对应的敏感性为60.9%,特异性为100.0%。RL-LL GA的AUC为0.720(95% CI:0.520–0.921,P = 0.082),未达到统计学显著性(图4E、F)。水平半规管CS的敏感性为78.3%(95% CI:56.0%–92.0%),特异性为85.7%(95% CI:42.0%–99.0%),阳性预测值(PPV)为94.7%(95% CI:72.0%–100.0%),阴性预测值(NPV)为54.6%(95% CI:25.0%–82.0%;表5)。

需要注意的是,ROC法得出的截断值与前文定义的VOR增益<0.8的异常阈值不同。预定义的阈值是基于制造商建议和既往文献的临床标准,用于将个体检测结果分类为正常或异常18。相比之下,ROC法得出的截断值是统计学阈值,旨在使约登指数最大化,以区分各疾病组内的冷热试验单侧减弱(UW)状态,并不用于作为临床诊断阈值。

数据可用性:
本研究报道的分析所依据的完整、完全去标识化的原始数据集已作为补充文件1随修订稿一同上传。

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图1各疾病组内不同半规管之间前庭眼反射增益降低及病理性代偿性扫视的比较 比较各疾病组中水平半规管、后半规管和前半规管的前庭-眼反射(VOR)增益降低及病理性代偿性扫视(CS)的发生频率。A梅尼埃病(MD)。B突发性感音神经性耳聋伴眩晕(SSHL-V)。C) 前庭神经炎(VN)。在半规管(SCC)之间以及在每个半规管内比较了降低的前庭眼反射(VOR)增益与交叉刺激(CS)阳性之间的差异。显著性差异以 P 值。 缩写:VOR = 前庭眼反射;CS = 代偿性扫视;SCC = 半规管;MD = 梅尼埃病;SSHL-V = 伴眩晕的突发性感觉神经性听力下降;VN = 前庭神经炎 请点击此处以查看此图的放大版本。

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图2:前庭眼反射增益正常患者中,CS阳性组与CS阴性组的热量试验单侧减弱比较。对前庭眼反射(VOR)增益正常的患者,比较其CS阳性组与CS阴性组之间的热量试验单侧减弱(UW)。UW值以中位数及第一和第三四分位数(Q1, Q3)表示。(A)梅尼埃病(MD)。(B)伴眩晕的突发性感觉神经性听力下降(SSHL-V)。(C)前庭神经炎(VN)。水平线表示中位数,方框表示四分位距,须线表示数据范围。组间统计学差异以P值表示。缩写:UW = 单侧减弱;CS = 补偿性扫视;VOR = 前庭眼反射;MD = 梅尼埃病;SSHL-V = 伴眩晕的突发性感觉神经性听力下降;VN = 前庭神经炎;Q1 = 第一四分位数;Q3 = 第三四分位数。 请点击此处查看本图的放大版本。

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图3:伴有眩晕的突发性感觉神经性听力下降患者的代表性vHIT检查结果。该图为一名43岁女性患者被诊断为伴有眩晕的突发性感觉神经性听力下降(SSHL-V)后获得的代表性视频头脉冲试验(vHIT)记录。右侧后半规管显示出正常的前庭眼反射(VOR)增益,尽管存在病理性代偿性扫视(CS),这表明病理性代偿性扫视可在VOR增益未降低的情况下出现。本图像仅作为代表性示例展示,不代表研究队列的统计学特征。缩写:vHIT = 视频头脉冲试验;VOR = 前庭眼反射;CS = 代偿性扫视;SSHL-V = 伴有眩晕的突发性感觉神经性听力下降。 请点击此处查看此图的放大版本。

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图4:各疾病组中用于识别冷热试验单侧减弱的vHIT参数的受试者工作特征分析。受试者工作特征(ROC)曲线显示了水平半规管(SCC)前庭眼反射(VOR)增益以及右侧-左侧水平半规管增益不对称性(RL-LL GA)在各疾病组内区分冷热试验单侧减弱(UW)状态的性能。(A) 梅尼埃病(MD)中的水平半规管VOR增益。(B) MD中的RL-LL增益不对称性。(C) 伴眩晕的突发性感觉神经性听力损失(SSHL-V)中的水平半规管VOR增益。(D) SSHL-V中的RL-LL增益不对称性。(E) 前庭神经炎(VN)中的水平半规管VOR增益。(F) VN中的RL-LL增益不对称性。最优的ROC衍生截断值通过最大化约登指数确定。 缩写:ROC = 受试者工作特征;AUC = 曲线下面积;VOR = 前庭眼反射;SCC = 半规管;GA = 增益不对称性;RL-LL = 右侧-左侧;UW = 单侧减弱;MD = 梅尼埃病;SSHL-V = 伴眩晕的突发性感觉神经性听力损失;VN = 前庭神经炎。 请点击此处查看该图的放大版本。

特征青年 (18–44 岁, n = 100)中年 (45–64 岁, n = 154)老年 (≥65 岁, n = 56)统计量P 值
性别χ²= 0.1980.906
男性 [n (%)]43 (43.0)70 (45.5)24 (42.9)
女性 [n (%)]57 (57.0)84 (54.5)32 (57.1)
疾病类型χ² = 21.2280.0003
梅尼埃病 [n (%)]40 (40.0)98 (63.6)32 (57.1)
突发性聋-前庭型 [n (%)]41 (41.0)49 (31.8)20 (35.7)
前庭神经炎 [n (%)]19 (19.0)7 (4.5)4 (7.1)

表1:不同年龄组的基线特征。 根据年龄分层的参与者基线人口学和疾病特征,分为年轻组(18–44岁,n = 100)、中年组(45–64岁,n = 154)和老年组(≥65岁,n = 56)。性别和疾病类型分布以数字(百分比)表示,并使用卡方(χ2)检验在各年龄组间进行比较。缩写:MD = 梅尼埃病;SSHL-V = 伴眩晕的突发性感觉神经性听力损失;VN = 前庭神经炎。加粗的P值表示具有统计学意义的差异(P < 0.05)。

参数年轻组 (18–44 岁, n = 100)中年组 (45–64 岁, n = 154)老年组 (≥65 岁, n = 56)统计量P 值
VOR 增益 [中位数 (Q1, Q3)]
水平半规管1.060 (0.875,1.205)1.090 (0.940,1.228)1.130 (0.920,1.272)H = 1.3760.503
后半规管1.140 (0.877,1.312)1.070 (0.883,1.308)1.170 (0.860,1.333)H = 0.1450.93
前半规管1.205 (1.030,1.402)1.170 (0.962,1.380)1.300 (1.040,1.500)H = 3.7880.15
CS 阳性率 [n (%)]
水平半规管43 (43.0)73 (47.4)21 (37.5)χ² = 1.7180.424
后半规管24 (24.0)37 (24.0)13 (23.2)χ² = 0.0160.992
前半规管13 (13.0)18 (11.7)5 (8.9)χ² = 0.5810.748

表2:不同年龄组间vHIT参数的比较。 比较年轻组(18–44岁,n = 100)、中年组(45–64岁,n = 154)和老年组(≥65岁,n = 56)参与者的视频头脉冲试验(vHIT)参数。前庭眼反射(VOR)增益以中位数(第1四分位数,第3四分位数)表示,而补偿性扫视(CS)阳性以例数(百分比)表示。VOR增益采用Kruskal–Wallis检验(H统计量)进行比较,分类变量采用卡方(χ2)检验进行比较。缩写:VOR = 前庭眼反射;vHIT = 视频头脉冲试验;SCC = 半规管;CS = 补偿性扫视;Q1 = 第1四分位数;Q3 = 第3四分位数。统计学显著性定义为P值 < 0.05。

参数青年(18–44岁)中年(45–64岁)老年(≥65岁)统计量P值
MD(N = 170)n = 40n = 98n = 32
性别χ² = 0.2410.887
男性 [n (%)]17 (42.5)46 (46.9)15 (46.9)
女性 [n (%)]23(57.5)52(53.1)17(53.1)
侧别χ² = 0.5030.778
左侧 [n (%)]19(47.5)53(54.1)17(53.1)
右侧 [n (%)]21 (52.5)45 (45.9)15 (46.9)
VOR增益 [中位数 (Q1, Q3)]
水平半规管1.110 (0.975, 1.270)1.155 (0.980, 1.270)1.135 (0.900, 1.275)H = 0.3570.836
后半规管1.155 (0.900, 1.330)1.120 (0.910, 1.400)1.140 (0.875, 1.345)H = 0.1650.921
前半规管1.180 (1.000, 1.360)1.210 (1.030, 1.400)1.315 (1.075, 1.630)H = 3.0890.213
冷热试验阳性率 [n (%)]
水平半规管17 (42.5%)34 (34.7%)13 (40.6%)χ² = 0.8860.642
后半规管8 (20.0%)15 (15.3%)6 (18.8%)χ² = 0.5220.770
前半规管5 (12.5%)9 (9.2%)3 (9.4%)-0.887
SSHL-V(N = 110)n = 41n = 49n = 20
性别
男性 [n (%)]14(34.1)20(40.8)8(40.0)χ² = 0.4550.797
女性 [n (%)]272912
侧别χ² = 2.4300.297
左侧 [n (%)]23(56.1)25(51.0)7(35.0)
右侧 [n (%)]18(43.9)24(49.1)13(65.0)
VOR增益 [中位数 (Q1, Q3)]
水平半规管1.06 (0.94, 1.22)1.04 (0.77, 1.20)1.16 (0.96, 1.25)H = 2.6910.261
后半规管1.14 (0.87, 1.28)1.03 (0.83, 1.23)1.17 (0.78, 1.30)H = 1.8950.388
前半规管1.34 (1.10, 1.47)1.15 (0.94, 1.36)1.29 (0.94, 1.47)H = 4.8110.090
冷热试验阳性率 [n (%)]
水平半规管14 (34.1)35 (71.4)5 (25.0)χ² = 18.092<0.001*
后半规管14 (34.1)21 (42.9)5 (25.0)χ² = 2.0960.351
前半规管2 (4.9)6 (12.2)1 (5.0)-0.379
VN(N = 30)n = 19n = 7n = 4
性别0.421
男性 [n (%)]12 (63.2)4 (57.1)1 (25.0)
女性 [n (%)]7(36.8)3(42.9)3(75.0)
侧别0.284
左侧 [n (%)]11(57.9)5(71.4)4(100.0)
右侧 [n (%)]8 (42.1)2 (28.6)0 (0.0)
VOR增益 [中位数 (Q1, Q3)]
水平半规管0.88 (0.66, 1.06)0.82 (0.44, 1.10)0.79 (0.45, 1.24)H = 0.1510.928
后半规管1.11 (0.76, 1.22)0.89 (0.76, 1.24)1.01 (0.65, 1.39)H = 0.1290.938
前半规管1.14 (0.96, 1.30)0.89 (0.72, 0.95)1.27 (1.13, 1.39)H = 4.5430.103
冷热试验阳性率 [n (%)]
水平半规管12 (63.2)4 (57.1)3 (75.0)-1.000
后半规管2 (10.5)1 (14.3)2 (50.0)-0.185
前半规管6 (31.6)3 (42.9)1 (25.0)-0.859

表3:根据不同疾病类型在各年龄组间vHIT参数的比较。
在梅尼埃病(MD)、伴眩晕的突发性感觉神经性听力下降(SSHL-V)和前庭神经炎(VN)患者中,分别评估了视频头脉冲试验(vHIT)参数的年龄相关差异。每种疾病组的受试者按年龄分为青年组(18–44岁)、中年组(45–64岁)和老年组(≥65岁)。报告了性别、受累侧别、前庭眼反射(VOR)增益以及代偿性扫视(CS)阳性率。VOR增益以中位数(第1四分位数,第3四分位数)表示,分类变量以例数(百分比)表示。连续变量采用Kruskal–Wallis检验(H统计量)进行比较,分类变量则根据情况采用卡方(χ2)检验。缩写:SCC = 半规管;Q1 = 第1四分位数;Q3 = 第3四分位数。P < 0.05 表示差异具有统计学意义。

半规管参数MD(n = 170)SSHL-V(n = 110)VN(n = 30)χ²P
水平半规管[n (%)]G17 (10.0)22 (20.0)13 (43.3)21.57<0.001*
CS64 (37.6)54 (49.0)19 (63.3)8.480.014*
G+CS16 (9.4)21 (19.1)13 (43.3)22.796<0.001*
后半规管[n (%)]G10 (5.9)18 (16.4)4 (13.3)8.2510.016*
CS29 (17.0)40 (36.3)5 (16.7)14.645<0.001*
G+CS8 (4.7)16 (14.6)4 (13.3)8.6170.013*
前半规管[n (%)]G8 (4.7)3 (2.7)3 (10.0)2.9230.232
CS17 (10.0)9 (8.1)10 (33.3)15.481<0.001*
G+CS3 (1.8)3 (2.7)2 (6.7) -0.202

表4:三种疾病组间多维度视频头脉冲试验(vHIT)参数的组间比较。 比较梅尼埃病(MD;n = 170)、伴眩晕的突发性感音神经性耳聋(SSHL-V;n = 110)和前庭神经炎(VN;n = 30)患者中异常的视频头脉冲试验(vHIT)结果。前庭眼反射增益(G)、代偿性扫视(CS)以及增益异常合并代偿性扫视(G + CS)的异常情况,以数量(百分比)形式分别列出外、后和前半规管(SCCs)的数据。根据适用情况,采用卡方(χ2)检验评估组间差异。加粗的P值表示具有统计学显著性差异(P < 0.05)。对所有具有统计学显著性的结果,采用Bonferroni校正进行事后两两比较(校正后α = 0.05/3 = 0.0167)。

疾病 热量试验外半规管 CS (+)外半规管 CS (-)总计
梅尼埃病(MD)单向反应减弱(UW (+))4960109
无单向反应减弱(UW (-))154661
突发性聋伴眩晕(SSHL-V)单向反应减弱(UW (+))402565
无单向反应减弱(UW (-))143145
前庭神经炎(VN)单向反应减弱(UW (+))18523
无单向反应减弱(UW (-))167

表5:前庭疾病患者中冷热试验结果与视频头脉冲试验(vHIT)上水平半规管代偿性扫视之间的关系。 根据梅尼埃病(MD)、伴眩晕的突发性感觉神经性听力下降(SSHL-V)和前庭神经炎(VN)患者在视频头脉冲试验(vHIT)中是否存在病理性的水平半规管代偿性扫视(CS),对其冷热试验结果的分布情况进行总结。UW (+) 表示冷热试验中单侧减弱≥25%,UW (−) 表示单侧减弱<25%。水平半规管CS (+) 表示存在病理性的代偿性扫视,而水平半规管CS (−) 表示代偿性扫视正常。缩写:SCC = 半规管;CS = 代偿性扫视;UW = 单侧减弱。

补充文件 1:原始数据,显示参与者的人口统计学特征、疾病类型、受累侧别、UW (%)、半规管(SCC)增益以及补偿性扫视(CS) 后方、外侧和前庭上半规管的状态。 请点击此处下载该文件。

讨论

本研究纳入了2020年4月至2025年2月期间收治的310例外周性前庭功能障碍患者(包括梅尼埃病、突发性耳聋伴眩晕以及前庭神经炎),其入组时间与同一研究团队此前发表的一项5年回顾性研究(Zhang等,Clin Otolaryngol,2025;入组时间:2018年10月至2024年7月)部分重叠。估计当前队列中约有32.9%的患者与此前研究重合。与之前的研究不同,本研究纳入了在视频头脉冲试验(vHIT)中存在病理性补偿性扫视的患者,而不限制前庭眼反射(VOR)增益值,从而能够评估先前研究中未分析的孤立性中枢代偿(CS)异常。

尽管存在上述重叠,但这两项研究在分析视角和主要发现上存在根本性差异。先前的研究侧重于对单侧热反应减弱的严重程度进行分层,探讨不同单侧减弱水平下头脉冲试验(vHIT)异常的模式及其风险关联。相比之下,本研究采用了按疾病分层的方法,并进行了此前研究中未实施的以下创新性分析:(a)描述三种常见外周前庭疾病中多维度vHIT参数(前庭眼反射增益、增益不对称性及代偿性扫视)的疾病特异性模式;(b)评估前庭眼反射增益正常患者中补偿状态(CS状态)与热反应单侧减弱(caloric UW)之间的关系;(c)评价年龄对vHIT参数可能产生的混杂效应。

因此,尽管这两项研究均基于同一机构的回顾性数据,但本研究通过表征疾病特异性的视频头脉冲试验(vHIT)参数谱型,并探讨补偿性扫视可能与早期高频前庭功能障碍相关这一可能性,做出了独立的贡献。

视频头脉冲试验(vHIT)是一种核心技术,通过提供半规管(SCC)增益、增益不对称性(GA)和代偿性扫视(CS)的定量测量,用于评估高频前庭-眼反射(VOR)功能。以往的研究主要集中在特定前庭疾病中的个别vHIT参数。相比之下,本研究采用统一的检测方案,系统地描述了三种常见外周性前庭疾病中多维度vHIT特征谱。研究结果表明,vHIT异常主要表现为病理性扫视,且在三组疾病中呈现出不同的模式,这可能反映了其潜在病理生理机制的差异。

在梅尼埃病(MD)患者中,水平半规管(SCC)的交叉兴奋(CS)阳性率(37.6%)显著高于后半规管和前半规管(P < 0.001),而前庭眼反射(VOR)增益异常率仅为10.0%。在64例存在病理性CS的患者中,仅有25.0%表现出VOR增益降低。这些结果提示,在MD急性期,高频前庭功能障碍常与正常的水平半规管增益及病理性CS相关。这种模式可能与内淋巴积水有关,后者是MD的标志性病理特征。内淋巴积水可能降低壶腹嵴毛细胞的机械敏感性,而尚未引起可测量的VOR增益下降19。然而,由此导致的前庭功能损害可能足以触发代偿性扫视,作为维持凝视稳定性的中枢机制。在此情况下,CS可作为一种伴随发现,为轻微前庭功能障碍的评估提供超出增益测量之外的额外信息。

伴有眩晕的突发性感音神经性听力损失(SSHL-V)患者表现出水平半规管和后半规管均受累。这种分布模式可能反映了内耳微循环障碍继发的多前庭终器缺血性损伤20。微循环障碍所致的氧化应激可能进一步加重毛细胞损伤,并导致病理性凝集素(CS)增加。因此,在前庭眼反射(VOR)增益下降至传统异常阈值以下之前,CS可能已与前庭功能障碍相关联。

在前庭神经炎(VN)中,水平半规管的交叉兴奋(CS)阳性率达到63.3%,而前庭眼反射(VOR)增益异常率为43.3%。这两项指标均显著高于垂直半规管(P < 0.05)。该模式与前庭神经的选择性炎症或病毒感染,以及水平半规管的解剖学易损性一致21。此类损伤可能导致脱髓鞘和轴突损害,从而显著损害高频VOR功能。在此情况下,中枢代偿可能不足以恢复VOR对称性,导致病理性CS显著增多并伴随增益降低。这种组合表现为增益下降与病理性CS并存的模式,似乎是急性VN的特征性表现。

为了进一步验证组内分析中观察到的疾病特异性模式,对三个疾病组之间的vHIT多维参数进行了直接的成对比较。在水平半规管中,前庭神经炎(VN)组VOR增益降低的发生率显著高于梅尼埃病(MD)组和突发性感音神经性聋伴眩晕(SSHL-V)组(P < 0.0167)。增益与中枢性串扰(G+CS)联合参数在VN组与其他两组之间也显示出显著差异(P < 0.0167),提示水平半规管中增益降低与病理性中枢性串扰的共存可能是急性前庭神经炎的特征性表现。在后半规管中,SSHL-V组VOR增益降低、病理性中枢性串扰以及G+CS联合异常的发生率均显著高于MD组(P < 0.0167),表明后半规管受累可能是区分MD与SSHL-V的关键指标。该结果与组内观察一致,即SSHL-V表现为水平和后半规管的多平面受累,而MD的异常主要局限于水平半规管。在前半规管方面,仅在CS阳性亚组中观察到VN组与其他两组之间的显著差异;然而,鉴于VN组样本量相对较小,该发现尚需进一步验证。

CS阳性组中观察到的较高热量单侧减弱(UW)值进一步支持了病理性凝视逃避(CS)与高频前庭功能障碍之间的关联。尽管生理性“微扫视”可在健康个体中出现,Xu等22已证明这些扫视与前庭疾病中观察到的病理性代偿性扫视存在差异。在本研究中,CS是根据既定的病理性标准进行识别的。周围性前庭功能障碍可能降低半规管(SCC)的反应性并损害前庭眼反射(VOR)的有效性,从而在快速头部运动期间需要代偿性扫视以维持视觉固视。与仅测量增益相比,CS可能对检测高频VOR的动态损害更为敏感,因此可提供关于轻微前庭功能障碍的补充信息。Kabaya等23证明,即使轻度单侧水平半规管功能障碍也可能在视频头脉冲试验(vHIT)期间引发病理性CS。本研究的结果进一步提示,CS也可能反映涉及垂直半规管的功能障碍。因此,在急性梅尼埃病(MD)和早期突发性感音神经性聋伴前庭症状(SSHL-V)患者中,正常VOR增益与病理性CS的共存可能提示存在高频前庭功能障碍,尤其是在传统增益测量值仍处于正常范围时。此外,CS阳性与UW程度升高之间的正相关关系表明,病理性CS可能提供关于热量试验单侧减弱严重程度的补充信息。该观察结果扩展了先前的研究发现,即热量试验UW值至少达到50%可有效预测整体vHIT异常,包括增益降低和病理性CS24。在本研究中,即使在具有轻至中度热量试验单侧减弱的患者中也观察到了病理性CS,提示CS可为不同阶段前庭功能障碍下的高频前庭功能提供热量试验之外的补充信息。

冷热试验被广泛认为是评估低频前庭功能的金标准25。通过热刺激水平半规管-前庭神经通路来评估前庭不对称性,其中单侧减弱(UW)≥25%提示具有临床意义的单侧功能减退17,26。本研究在各疾病组内系统评估了多维度vHIT参数与冷热试验结果之间的关系。在梅尼埃病(MD)患者中,水平半规管VOR增益对冷热试验UW的判别能力有限(AUC = 0.598,P = 0.034),尽管敏感性较高(80.7%),但特异性较低(39.3%)。相比之下,增益不对称性(GA)的AUC更高(0.672,P < 0.001),且特异性改善(77.0%),而异常的凝视增强(CS)达到75.4%的特异性和76.6%的阳性预测值。这些结果提示,在MD中,内淋巴积水可能优先影响低频前庭功能,而高频VOR增益得以保留,此时GA和CS可能比单纯的增益更能反映潜在的前庭功能障碍。因此,联合评估多个vHIT参数可减少对MD患者前庭功能损害的低估。与此解释一致的是,根据ROC曲线确定的最佳增益截断值(1.265)明显高于预设的异常阈值0.8,表明即使VOR增益保持正常,也可能出现冷热试验异常。

在突发性感音神经性聋伴前庭症状(SSHL-V)患者中,前庭眼反射(VOR)增益和凝视诱发性眼震(GA)与冷热试验结果均表现出中等程度的一致性。水平半规管(SCC)增益的受试者工作特征曲线下面积(AUC)为0.721(P < 0.001),特异性较高(95.6%),而GA的AUC为0.712(P < 0.001),特异性为91.1%。尽管VOR增益具有优异的特异性,但其敏感性较低(47.7%)。相比之下,病理性凝视诱发性眼震(CS)的敏感性较高(61.5%),特异性中等(68.9%)。该模式与SSHL-V中CS异常占主导的现象一致,提示在可测量的增益降低出现之前,CS可能已与轻微的前庭功能障碍相关。因此,联合解读VOR增益与CS可能有助于提高对SSHL-V患者的前庭功能评估。受试者工作特征曲线得出的最佳增益截断值为0.95,进一步表明在此类人群中,增益值接近正常范围下限时,可能已伴有冷热试验异常。

在前庭神经炎(VN)患者中,水平半规管前庭眼反射(VOR)增益与冷热试验结果的一致性最强,在受试者工作特征曲线(ROC)确定的最佳截断值0.815时,曲线下面积(AUC)为0.857(P = 0.005),特异性达100%。该结果与VN典型的严重且急性前庭神经损伤特征一致,此类损伤会导致高频VOR增益显著降低。相比之下,凝视稳定性(GA)未达到统计学显著性(AUC = 0.720,P = 0.082),可能是因为严重的单侧前庭功能丧失降低了其鉴别能力。异常的凝视抑制(CS)的敏感性为78.3%,特异性为85.7%,阳性预测值为94.7%。然而,由于VN亚组样本量相对较小(n = 30),这些估计值应谨慎解读,因其导致了较宽的置信区间和较大的不确定性。需要更大规模的研究以获得对该人群诊断效能更精确的估计。值得注意的是,ROC确定的增益截断值0.815接近预设的异常阈值0.8,这与急性VN中观察到的显著增益降低一致。总体而言,VN中增益降低与异常CS的共存可能有助于将该疾病与梅尼埃病(MD)和突发性聋伴前庭功能障碍(SSHL-V)相鉴别。此外,后半规管的选择性受累有助于将SSHL-V与MD区分开来,突显了多参数视频头脉冲试验(vHIT)在周围性前庭疾病鉴别诊断中的重要性。

应承认存在若干局限性。首先,患有前庭神经炎(VN)的患者数量相对较少,可能降低了统计效能,导致诊断性能估计值的置信区间较宽。其次,回顾性横断面设计无法评估前庭功能的时间变化,也无法确定病理性中枢性眼球震颤(CS)是否先于前庭眼反射(VOR)增益的下降。第三,尽管汇总的年龄分析未发现年龄与视频头脉冲试验(vHIT)参数之间存在显著关联,但不同年龄组之间的疾病分布差异显著。因此,不能排除疾病特异性的年龄效应,应在更大样本队列中进一步研究。

综上所述,病理性代偿性扫视在周围性前庭功能障碍中经常被观察到,且提供了超越传统前庭眼反射(VOR)增益测量的补充信息。在三种疾病组中观察到不同的多维vHIT模式:梅尼埃病(MD)主要表现为VOR增益保留但伴有病理性代偿性扫视(CS);突发性聋伴前庭功能障碍(SSHL-V)表现为多个半规管受累,且以代偿性扫视异常为主;前庭神经炎(VN)则表现为VOR增益降低与病理性代偿性扫视同时存在。联合评估VOR增益、增益不对称性及代偿性扫视,可能有助于更准确地表征前庭功能障碍,并在周围性眩晕患者的评估中作为冷热试验的补充手段。

披露

作者声明本文无任何利益冲突。所有作者确认,在整个研究和论文撰写过程中,未使用任何生成式人工智能(AI)或大语言模型(LLM)工具进行数据分析、论文起草、图表生成/制作或结果解释的任何部分。所有展示的数据、文本内容和图形材料均由作者独立完成,未包含任何由人工智能生成的内容。

致谢

本工作由广东省科技计划项目(编号:2014A020212097)和中华医学会临床研究项目(编号:07030480056)资助。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
视频头脉冲试验InteracousticsEyeSeeCam 1.1视频头脉冲试验(vHIT)系统专为前庭眼反射(VOR)的快速、客观定量分析而设计,可用于评估表现为头晕患者的前庭功能障碍。该系统通过高速摄像机实时捕捉头部和眼部运动,评估前庭功能,检测隐性及显性扫视,并支持对全部六个半规管平面进行前庭功能测试。系统配备轻便防滑的眼罩,确保测试准确性与患者舒适性。
视频眼震图系统ZEHNIT Medical TechnologyVertiGoggles-M 系统该系统集成高速红外双目摄像头,即使在黑暗条件下也能实现眼球和头部运动的高精度三维追踪,并支持水平、垂直及扭转方向眼动的实时记录。适用于头晕、眩晕及平衡障碍的诊断评估。具备即插即用的USB连接功能,兼容所有标准的温度刺激试验方案。

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