Summary
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。
Abstract
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。
Introduction
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。
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Protocol
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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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
- 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。
- 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。
- 将 SVV 装置连接到椅子下方的电气连接。
- 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。
- 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）。
- 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
- 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。
- 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。
- 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
- 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。
- 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）。
- 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。
- 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。
- 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
- 通过断开粘合带，撤消初始头部固定。
- 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。
- 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。
- 关闭舱门，像在中性头位置一样执行试验。
- 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。
- 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。
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Representative Results
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。
在头部倾斜 15° 时，SVV 中位数为 1.66（95% CI，0.34 到 5.34;图2）头部倾斜度为 30° 时对 SVV 的测量得出 SVV 中位数为 5.33（95% CI，0.17 到 9.84;图2。最后，通过更高的头部倾斜角度观察到SVV的偏差和变异性增加，与在动态环境中检测肝损伤的信息含量较高有关。
该方法还用于分析宫颈发育不良（CD）患者的SVV倾斜度。总共对32名患者进行了检测。患者群体的平均年龄为59.0岁，男性为36.7%，女性占63.3%。它们表现出顺时针或逆时针为8.5°的中位习惯性头部偏差。对患者习惯性头部姿势的SVV评估显示，与实际垂直值有重大偏差，中位数为2.65°（95%CI，0.17至7.83;图 3，第二个柱）。与处于习惯性头部姿势（约0°头部倾斜）的健康个体相比，患者的反应显著受损，中差为±1.34°（95%CI，-2.5至-0.33，p=0.017;图3，第一个栏）。
该方法随后也用于后续检查，以评估可能的治疗效果。宫颈肌张力障碍患者用肉毒杆菌毒素（BoNT）治疗，以改善头部姿势，使头部直立。注射BoNT三周后，患者在习惯性头部位置（图3）和头部倾斜30°的SVV估计值与对照组不再有Figure 4不同。对这些结果的详细讨论和解释见前文22。
图 1：实验设置。（a） 旋转椅系统用于 SVV 评估，配备可倾斜的头枕和可调节的 LED 灯条。（b） 灯条背面的测角计以 2° 的间隔覆盖总测量宽度 [20]。SVV 调整通过红外摄像机（测光仪显示屏前的黑匣子）进行记录，允许从舱外采集数据。SVV 在直径为 2 米的完全黑暗的圆柱形舱内，在直立的坐姿中进行评估。在参与者面前，在50厘米的距离，有一个昏暗的灯条，2毫米宽，10厘米长，可以通过电子电机和遥控装置围绕其中点旋转，从而保证在测试对象的中间眼周围进行同轴旋转。所有参与者从 [30° （相对于绝对垂直） 的随机起始位置调整杆六次，以便与感知的重力垂直平行对齐。六项估计数是供进一步分析的。（c） 头枕可向右或向左倾斜 15° 或 30°。通过头带和头枕上的粘接带，患者的头部可以牢固地固定在所需位置。（d） 实验设置安排的原理图。请点击此处查看此图形的较大版本。
图2：SVV在健康个体中倾斜。在健康个体头部倾斜度为 0°、15° 和 30° 时，绝对 SVV 倾斜度。在更高的头部倾斜角度下观察到 SVV 倾斜度的增加。经埃尔塞维尔许可（这个数字已由普拉托-埃尔维施格等人修改，2017年22）。请点击此处查看此图形的较大版本。
图3：注射肉毒杆菌毒素后宫颈肌张力障碍患者SVV倾斜。绝对SVV倾斜程度在健康对照评估，患者患有宫颈肌张力障碍基线（CD基线）和三个星期注射肉毒杆菌毒素（CD周3）在习惯性头部姿势。与对照组（p=0.017）相比，CD患者在基线处的SVV偏差显著增加，但在肉毒杆菌毒素注射后（CD周3）后没有。经埃尔塞维尔许可（这个数字已由普拉托-埃尔维施格等人修改，2017年22）。请点击此处查看此图形的较大版本。
图 4：CD 患者的 SVV 倾斜和头部倾斜期间的控制。在 0° （A）、 15° （B） 和 30° （C） 头部倾斜控制期间的绝对 SVV 倾斜， 在基线 （CD 基线） 处的 CD 患者和注射肉毒杆菌毒素后三周 （CD 周 3） ） 的头部倾斜。与对照组相比，30°头部倾斜基线的CD患者SVV估计显示偏差明显增加，而肉毒杆菌治疗后（CD周3）则不是这样。经埃尔塞维尔许可（这个数字已由普拉托-埃尔维施格等人修改，2017年22）。请点击此处查看此图形的较大版本。
| 患者 | N | 头部倾斜 | SVV 中值 （95% CI） | 在组差异内 | |
| 平均差值（95% CI） | p-值 | ||||
| 控制 | 13 | 0° | 1.33 （0 到 3.00） | 0° vs. 15° ： ± 0.85° （± 2.1 至 0.36） | 0.1525 |
| 15° | 1.66 （0.34 至 5.34） | 15 vs. 30°： ± 2.31° （+ 3.72 至 ± 0.90） | 0.0039* | ||
| 30° | 5.33 （0.17 到 9.84） | 0° vs. 30° ： ± 3.17° （+ 5.39 至 ± 0.94） | 0.009* | ||
表1：健康个体头部位置绝对SVV倾斜和头部位置差异的描述性数据。SVV 以度 （*） 为单位进行测量。统计显著值 （p<0.05） 标有 *。CI：置信区间;N：患者人数;SVV：主观视觉垂直。经埃尔塞维尔许可（此表已由普拉托-埃尔维施格等人修改，2017年22）。
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Discussion
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24，25，26，27，25,26,27因此很难比较结果。24
不同头部倾斜的SVV范式迄今很少应用于中央或周围前庭疾病患者。以前的研究也使用不同的技术，在周围病变患者28，21,21或应用不同的头部倾斜（即，20°或25°）在中心疾病患者，如忽视或前庭偏头痛29，30。,30这些不同的 SVV 确定过程使引入标准化测试程序使测试结果更具可比性是合理的。
与其他测试方法相比，测试协议具有几个优点。首先，它的特点是比线性加速度、离心机或全身倾斜在患者中测量奥托利氏功能的施用性更简单。虽然在研究与实践中努力提高VEMPs的质量，,32但这种方法在临床上仍然对评估卵石损伤11的敏感性较低。因此，目前临床环境中最简单的方法是SVV测量。我们提出的改进技术通过测量不同头部位置（表1）来增加反应的变异性，从而增加信息含量，因为以前关于正常主题的数据也证明了23，27。23,27我们的头部倾斜SVV评估方法和铲斗法都代表了对骨石功能测量的可行技术。虽然铲斗测试13是经过验证的、易于执行的床边测试，但我们的方法提供高灵敏度，但仍需要某些技术设备。Zwergal等人发现，双筒望远镜测量13的SVV偏差为0.9°±0.7°。经过验证的SVV评估技术，无头部倾斜，导致SVV中位数为1.33，0至3.0（95%CI）在健康队列中。在头部倾斜率为 15% 的考核方法下，获得 SVV 中位数为 1.66，中间值为 0.34 至 5.34 （95% CI）。
四个不同头部倾斜角度（即滚面中的[15°和+30]）的测量对患者是可以容忍的，并增加了测试安排中SVV反应的鲁棒性（图2）;因此，该方法也是以更敏感的方式展示干预效果的理想工具，正如我们在对宫颈肌张力障碍患者的肉毒杆菌治疗研究中所展示的那样（图3，4）。此外，通过围绕可视轴旋转的图案的附加投影，还可以扩展该方法，从而确定所谓的动态SVV。
为了正确执行测试方法，在测试过程中应观察一些要点。对于指导和练习，以及检查患者的超电机能力，我们建议患者在视觉控制下进行第一次SVV调整。同样重要的是，在 SVV 设置期间，客舱始终完全关闭，以便患者实际上处于完全黑暗之中，因为任何视觉参考点都会影响设置。头部位置的顺序应始终随机化，在相应的 SVV 调整之前，灯条的起始位置也应随机化。以往试验的经验表明，头部位置的连续变化，例如从 -30° 到 -15°，到 0°、[15] 最后 [30]，导致 SVV 调整中的方向偏差，显然是由于学习效果。先前的研究还表明，长期保留头部倾斜会导致SVV设置的后遗症，从而伪造结果27。因此，建议不要允许在头部位置更改之间延迟过长。
此外，测角仪允许以 2° 间隔进行 [20°] 测量。但是，尽管使用的测角仪显示 2° 间隔，但使用的指针具有非常高的灵敏度，因此还可以记录间隔之间的数值。这允许在外部屏幕上查看时的视觉分辨率为 1°，没有任何问题。1° 的分辨率也反映在所示的代表性测试结果中。
尽管该方法处理简单，但不能或不应该用于某些患者组。这些自然包括严重视力障碍的患者，在颈椎区域有手术固定，或认知或其他神经原因无法充分调整SVV的患者。也不建议宫颈椎间盘脱垂或严重宫颈疼痛综合征的患者服用。患有宫颈肌张力障碍的患者也只能用这种方法在有限范围内进行检查。然而，以前来自我们实验室的研究表明，只要头部倾斜不超过滚面22中30°的角度，这些患者仍然可以接受检查。
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Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
作者没有承认。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Adjustable plastic goniometer board 7,87" x 7,87", (marked tilt angles of 0°, 15° and 30° ) | self-produced | 6 | for fixation at the backrest and for adjustment of neckrest along the given tilt angles (0°,15°,30°) |
| Elastic head band with adjustable screw on the back | Micromedical Technologies Inc | 4 | modified with attached adhesive strap |
| HD LCD display, 1366 x 768p resolution, 19" | Philips | 5 | for monitoring SVV-adjustments outside the cabin (infrared camera recording) |
| Subjective Visual Vertical Set including infrared video camera (black/white, resolution 0,25°) | Micromedical Technologies Inc | 2 | |
| Sytem 2000 (Rotational Vestibular Chair System with Centrifuge) | Micromedical Technologies Inc., 10 Kemp Dr., Chatham, IL 62629-9769 United States | 1 | |
| Tiltable headrest | Micromedical Technologies Inc | 3 | modified with attached adhesive strap |
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