眩晕诊治问与答
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4.什么是前庭磁流体动力学刺激?有什么意义?

随着核磁共振(NMR)的广泛应用,在过去几十年间不断地提高静态磁场强度,从而极大地提高了质子共振分辨率,使我们能更清楚地观察细微结构。这个过程同时使我们有机会认识高强度静息磁场对前庭系统的作用,前庭磁流体动力刺激(MVS)将在未来给人类提供前庭功能检测的新篇章。这是前庭领域里的一项重大科研进展。
这个重大科研进展首先是从动物模型开始的。由于NMR扫描仪磁场与MRI扫描仪磁场类似,但磁场更强且入口小,方便使用小动物探索强磁场的作用,同时比医用扫描仪成本低,随手可得以利用。在使用NMR扫描仪观察强磁场的作用时,最初发现老鼠在7T和14T的磁场转圈,转圈的方向取决于磁场的方向。
这引起了科学家的极大兴趣,尤其是与前庭系统的关系。Houpt等人在评估高强度静磁场对前庭系统的作用方面进行了开拓性的研究。研究发现,完整的迷路在其中起重要作用,反应取决于静息磁场而不取决于磁场梯度,效应规模与磁场强度有关。将鼠置于静止性地平面-水平磁场时证实出现水平眼震。在强磁场内处于不同垂直角度时可发现零位置(null positions),即无转圈或无转录因子激活的位置。总之,Houpt等人的研究支持Lorenz力假说。Oman和Young发现的半规管计算模式提示:半规管直径小的动物经受的Lorentz力相当于较大的自然头角加速度,产生了较强的眼震反应。其他研究在动物实验中还提出了磁接受场的理论。经过十多年的努力,MVS对动物前庭系统作用的研究取得巨大进展,并且开始了MVS对人类前庭系统作用的试验研究。
近年来前庭磁流体动力刺激对人前庭系统的作用在美国约翰·霍普金斯大学医学院团队取得了引人注目的结果。研究发现:双侧前庭正常者主要产生水平眼震,说明水平半规管受到刺激。双侧前庭丧失者不出现眼震,说明水平半规管丧失了产生刺激的基础。仅有单侧前庭功能者,眼动类型则提示附近的上半规管嵴顶受到不同刺激,出现垂直成分眼动,这种类型在双侧前庭功能正常者是不明显的,因为双侧正常者两侧间所诱发的动力互相抵消掉了。
这是通过磁流体动力学起作用的。当电流通过在磁场内的富含离子的液体,一种Lorentz力(洛伦兹力)则产生于液体中。Lorentz力的方向与电流和磁场向量垂直。迷路是人体中唯一同时含有产生Lorentz力和探测Lorentz力的因素。前庭传入神经的静息放电是由常速机械-电流传导产生的,是通过富含离子的内淋巴液体流经前庭毛细胞这个传导渠道的。当这个系统进入一个强磁场时,磁场与电流交互反应产生可作用于内淋巴的Lorentz力。迷路在半规管和耳石终末器官的感觉上皮还含有剪切力(shear)传感器。处于强磁场例如7T,内淋巴的正常离子流可在前庭器官产生足够力使内耳力感受器产生位移,从而产生可观察到的眼震。
作为一种新的试验方法,前庭磁流体动力刺激可能产生前庭生理的新认识和新见解。Lorentz力假说取决于磁场向量的方向。这个常量刺激方法提供了一种研究前庭生理学,尤其是前庭适应的新途径。长时MVS(5400秒= 90分钟)产生的常速加速度刺激引发持续性MVS-眼震。眼震具有多个衰减过程(多个时间常数TC):经过多次定点前庭适应过程而停止。由于没有不适,MVS可以进行长时间刺激(远比机械力学条件下旋转引发的流体动力学时间长的刺激),而在传统旋转椅试验条件下病人通常产生很多不适感,不可能长时间旋转病人,因此MVS提供了研究长时常速加速度的长时前庭适应的条件。
在受试者静止不动躺着的时候就可以通过对前庭终末器官施加一种不间断的作用力进行前庭功能检测,不必耐受长时间旋转的种种不适。磁场前庭刺激是一种本质上全新的前庭系统刺激方式,提供了一种类似于常速/加速度的力作用于半规管嵴顶,提供了一种独特方式检测前庭系统。这是近年来前庭领域的重大进展之一。

参考文献

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