眩晕诊治问与答
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8.为什么检查眩晕病人时医生总看病人的眼睛?——前庭-眼动反射(VOR)的构成

人们常常纳闷:为什么检查眩晕及平衡功能障碍的疾病时医生总是看病人的眼睛?这是由于位于内耳的前庭终末感受器通过神经传导通路与眼球运动联结起来使前庭刺激经过眼球运动的方式表现出来的缘故。那么,前庭眼动反射是怎样构成的?
人类的前庭反射由三大部分组成:前庭外周感受器、前庭中枢中介、运动传出。根据前庭传出的不同途径,形成三大主要反射:前庭-眼动反射(vestibuloocular reflex,VOR)、前庭 -脊髓反射通路(vestibulo-spinal reflex,VSR)和前庭 -颈反射(vestibulo-collic reflex,VCR)。VOR在运动时维持清晰的视觉,VSR在运动中维持躯体平衡,VCR在运动中维持头位的稳定。这里主要谈一谈VOR:前庭-眼动反射。

前庭外周感受器

前庭外周感受器分为两大部分(图2-1):半规管(semicircular canals)和耳石器(otoliths)。半规管由水平、前和后三对半规管构成,主要感受人体在三维空间的角加速度。耳石器由椭圆囊和球囊构成,主要感受人体在三维空间的线性加速度和静态偏斜。
前庭-眼动反射也由此分为两大类型:①半规管介导的前庭-眼动反射(canalocular reflex),主要接受角加速度的刺激,所以又称角前庭-眼动反射(angular VOR,AVOR)或旋转性前庭-眼动反射(rotational VOR,rVOR);②耳石器介导的前庭-眼动反射(otolith-ocular reflex,OOR),主要接受线性加速度的刺激,所以又称线性前庭 -眼动反射(linear VOR,LVOR,或者translational VOR,tVOR)。
这里主要介绍由半规管介导的前庭-眼动反射,又称AVOR。
图2-1 前庭外周感受器
半规管:前半规管(前垂直半规管),外半规管(水平半规管),后半规管(后垂直半规管);耳石器官:球囊,椭圆囊

半规管介导的前庭-眼动反射(AVOR)

半规管的空间结构特点(图2-2)与其功能密切相关。每侧三个半规管。虽然人体存在较多个体差异,有时不一定完全互相呈垂直关系,但大致有以下规律。
1.每个半规管平面与其他半规管大约呈垂直角。
2.每两个相对应的半规管形成共同平面(coplanar)。
图2-2 半规管共轭旋转平面
每个半规管所处的平面与其他半规管平面大约呈垂直角,每两个相对应的半规管形成共轭平面。左右水平半规管形成一个共同平面(深灰色);左前及右后垂直半规管形成一个共同平面(LARP,黑线);右前及左后垂直半规管形成一个平面(RALP,浅灰色线)
3.6个半规管共形成3个共同平面对(coplanar pairs):水平半规管也称外半规管,左右水平半规管形成一个共同平面(深灰色);左前及右后垂直半规管形成一个共同平面(LARP);右前及左后垂直半规管形成一个共同平面(RALP)。处于同一个旋转平面的半规管称为共轭半规管。
4.半规管平面与眼外肌平面相关(表2-1)。水平半规管传输冲动至作用于水平平面的一对眼外肌(外直肌和内直肌),而垂直半规管传输冲动至作用于垂直平面的两对眼外肌。上直肌及下斜肌产生上视及上旋,下直肌及上斜肌产生下视及下旋。
表2-1 半规管与眼肌的对应关系
共同平面的结构形成两侧前庭半规管之间的协同作用(push-pull)。也就是说,当一侧半规管发生兴奋性冲动时,在同一共同平面上的另一侧相对应的半规管则发生抑制性冲动,使相对应的拮抗肌放松,与兴奋性冲动产生协同作用。
协同作用有三个主要功能:
(1)排除因其他因素影响产生的但与头动无关的冲动。
(2)功能重叠以致当一侧半规管损坏时其功能不会完全丧失,来自同一平面的另一侧半规管可经协同作用维持部分残余功能。
(3)在同一共同平面上的两侧半规管间的协同作用主要存在于低速低频条件下的常速旋转。这种协同作用的存在使病变侧不易确定。因为在任何同一平面旋转时,在同一旋转平面上的两个半规管都会受到刺激:一侧兴奋,另一侧抑制。不过,根据Ewald Ⅱ定律,兴奋性和抑制性不完全相等,抑制受到较多限制。因此这种协同作用在高频高速运动条件下可被打破。在高速高频旋转时,当一侧的兴奋冲动足够大,以致另一侧的抑制也可以达到抑制性冲动超负荷(overload)水平时,例如在动物达到700°/s 2或在人至少达到1000°/s 2加速度时就会产生抑制性中断(inhibitory cutoff),出现抑制性零放电。在这种情况下,只有一侧的半规管发生有效刺激,而另一侧的协同作用消失,这是头脉冲检查可明确地探知病变侧的原因。由于定侧作用明确,可解决传统低频低速旋转无法定侧的问题。
综上所述,VOR是内耳的前庭终末感受器与眼球结构和眼肌效应器之间的连接,眼球运动的表现可以反映前庭终末感受器和神经传导通路的状态。