Aw S T, Haslwanter T, Halmagyi G M, Curthoys I S, Yavor R A, Todd M J
Neurology Department, Royal Prince Alfred Hospital, Sydney, Camperdown, NSW, Australia.
J Neurophysiol. 1996 Dec;76(6):4009-20. doi: 10.1152/jn.1996.76.6.4009.
在12名正常受试者进行高加速度头部旋转(头部“脉冲”)期间,对人体三维角前庭眼反射(VOR)的运动学进行了研究。头部脉冲是一种被动、不可预测的高加速度(3000 - 4000度/s²)头部旋转,在横滚、俯仰或偏航方向上约为10 - 20度,受试者处于直立位置并注视固定目标时施加。头部和眼睛的旋转通过双搜索线圈测量,并表示为旋转向量。这两篇论文中的第一篇描述了VOR三维输入 - 输出运动学的向量分析,作为时域中的两个指标:大小和方向。
大小表示为速度增益(G),方向表示为偏差角(δ)。G定义为眼速度大小(眼速)与头速度大小(头速)的比值。δ定义为眼旋转轴在三维空间中与头旋转轴完美对齐时的瞬时角度偏差。当头旋转轴与眼旋转轴完美对齐且眼速度方向与头速度方向相反时,δ = 0。头和眼旋转轴之间的偏差方向由两个空间偏差角表征,它们是δ在与头旋转轴相交的两个正交坐标平面上的投影。
计算了横滚、俯仰和偏航方向头部脉冲的G的时间序列。在脉冲开始后80毫秒(即接近头部速度峰值),横滚脉冲的G值为0.72±0.07(逆时针)和0.75±0.07(顺时针),俯仰脉冲为0.97±0.05(向上)和1.10±0.09(向下),偏航脉冲为0.95±0.06(向右)和1.01±0.07(向左)(平均值±95%置信区间)。
在横滚、俯仰和偏航脉冲期间,眼旋转轴与头旋转轴良好对齐:δ几乎保持在约5 - 10度恒定,因此空间偏差角≤5度。横滚脉冲的δ为9.6±3.1(逆时针)和9.0±2.6(顺时针),俯仰脉冲为5.7±1.6(向上)和6.1±1.9(向下),偏航脉冲为6.2±2.2(向右)和7.9±1.5(向左)(平均值±95%置信区间)。
VOR增益(γ)是G与cos(δ)的乘积。由于正常受试者中δ较小,γ与G无显著差异。在脉冲开始后80毫秒,横滚脉冲的γ为0.70±0.08(逆时针)和0.74±0.07(顺时针),俯仰脉冲为0.97±0.05(向上)和1.09±0.09(向下),偏航脉冲为0.94±0.06(向右)和1.00±0.07(向左)(平均值±95%置信区间)。
用延迟偏移法估计的VOR潜伏期,横滚脉冲为10.3±1.9(标准差)毫秒,俯仰脉冲为7.6±2.8(标准差)毫秒,并为7.5±2.9(标准差)毫秒。
我们得出结论,正常的VOR产生的眼旋转在方向和速度上几乎完全补偿,但仅在偏航和俯仰脉冲期间。在横滚脉冲期间,眼旋转在方向上良好对齐,但速度慢约30%。