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前庭性晕厥:临床特点和发病机制

 素问镜听 2023-09-13
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       前庭性晕厥是由眩晕引起的血流动力学改变导致晕厥的一种情况。本研究调查了前庭性晕厥的临床和实验室检查结果,并试图完善我们对这一新疾病实体机制的认识。

· 摘要 ·

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方法:

本研究回顾性分析2017年1月至2021年12月53例(女性33例,中位数年龄63岁[四分位数间距54 - 71岁])前庭性晕厥患者。为了解释前庭性晕厥的发生机制,我们将速度储存模型引入由前庭-交感反射和压力反射组成的双反射通路,并预测了心血管反应。

02

结果:

20名患者(37.7%)有多种前庭晕厥症状,7名患者(13.2%)有可能危及生命。梅尼埃病(20.8%)和良性阵发性位置性眩晕(9.4%)是最常见的前庭基础疾病。前庭功能检查异常包括颈性前庭诱发肌源性电位受损(57.5%)和头脉冲试验阳性(31.0%)。19.5%的患者出现体位性低血压。血脂异常(30.2%)和高血压(28.3%)是常见的内科合并症。结合脑干和小脑的速度储存回路功能的双重反射途径表明,前庭性晕厥是一种神经介导的反射性晕厥,与眩晕期间突然的血流动力学变化有关。这种变化可以是如前所述的,由错误的向下惯性线索触发的动脉性高血压,也可以是由错误的向上惯性线索引起的低血压。

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结论:

前庭性晕厥与各种前庭疾病有关,需要仔细评估和干预,以防止反复跌倒和严重损伤。

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前言

       前庭系统与压力反射通路一起,在维持运动中的心血管内环境平衡方面起着重要作用。前庭核复合体尾部的神经元,包括前庭下侧核和前庭内侧核,通过与脑干自主神经核的各种联系来调节交感神经活动。考虑到刺激特性(头部运动)和100-200毫秒的短时程动作,这种前庭驱动反射以前馈方式调节自主活动。相反,压力反射系统以反馈机制控制自主活动。

      最近的研究引入了前庭性晕厥( vestibular syncope )的概念,前庭性晕厥是指由于眩晕发作引起的晕厥。其多发生于梅尼埃病发作时,归因于发作期错误的耳石的信息,可能影响心血管系统。在我们之前的研究中,我们认为前庭性晕厥是神经介导性晕厥的一种形式,并将其机制解释为由于非生理性前庭刺激(眩晕发作)导致的前庭-交感反射和压力反射系统协同失调引起的血压过度升高。相应地,前庭性晕厥可能与其他前庭疾病相关,但其临床特征和与潜在疾病的关系仍有待阐明。

       在本研究中,我们调查了前庭性晕厥的临床特征,包括患者的人口学特征、潜在的前庭疾病和听性前庭功能状态。此外,我们通过增加眩晕引起的除发作性高血压以外的血流动力学改变,完善了前庭性晕厥的发生机制。

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方法

1.研究人口与评估

       我们分析了2017年1月至2021年12月收治的  53例患者,这些患者报告有一次或多次晕厥发作,与发作性眩晕发作有密切的时间关系,并在晕厥前后出现发作性或持续性的头晕和失衡。我们不包括已知的心功能障碍导致心输出量降低、癫痫发作或其他涉及自主神经系统的退行性神经疾病的患者,如多系统萎缩或脊髓小脑性共济失调。

       我们采用了一种多层次的诊断方法来评估潜在的前庭疾病。主要诊断为诱发晕厥的前庭功能障碍,次要诊断为与原发疾病相关或与晕厥发作前后持续性头晕有关的前庭功能障碍。梅尼埃病、前庭阵发症、良性阵发性位置性眩晕、前庭性偏头痛和持续性姿势-知觉性头晕的诊断均按国际前庭疾病分类标准进行。但梅尼埃病、前庭阵发症和前庭性偏头痛不符合诊断标准的病例被归类为单一发作性眩晕或不明原因的复发性发作性眩晕。

       对于愿意接受头晕评估的患者,选择性地使用三维(3D)视频眼震、视频头脉冲试验(video-HITs )、颈肌和眼肌前庭诱发肌源性电位(VEMPs)、主动立位血压、倾斜试验和纯音测听等方法评估听力和前庭功能。对于主动立位血压测试,我们测量了仰卧位休息3分钟以及站立后1分钟、3分钟和5分钟的基线血压和心率。主动血压测试和倾斜试验的异常定义为收缩压和舒张压分别下降至少20和10mmHg,心率每分钟增加30次以上。

2.基于速度-存储模型的机理

       为了解释眩晕引起的心血管变化最终导致晕厥,我们将速度存储回路整合到控制心血管稳态的双重反射通路(压力感受性反射和前庭交感反射)中。然后,我们通过在眩晕发作时速度存储回路中产生的惯性线索来预测与晕厥相关的心血管反应。前庭性晕厥的机制在讨论部分进行了描述,我们的速度储存回路模型和心血管稳态的双重神经反射机制的细节如下图1。

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1:前庭性晕厥的发病机制示意图。

(A)心血管稳态的双神经反射通路。前庭交感神经反射有一个较短的潜伏期(100-200毫秒),并以前馈的方式运作。来自半规管和耳石的头部位置信息在速度存储(VS)电路中进一步细化,然后传递到控制心血管张力的脑干自主神经核。值得注意的是,眩晕发作(紫色框)可以改变前庭-交感神经反射的张力,而不改变姿势。相比之下,由心脏和主要血管的血压变化激活的压力反射,有相对较长的潜伏期(1-2秒),并使用反馈策略。(B)VS模型表明,错误的旋转线索和错误的向下惯性都可以产生一个向下的惯性线索(左列)。在这种情况下,前庭-交感神经反射增加了交感神经外流,以抵消向上运动时的前负荷和血压下降。然而,由于眩晕发作引起向下惯性而没有实际的体液移位,交感神经活动的增加可能导致突然发作性高血压。因此,压力反射增加了副交感神经流量,进而导致低血压,最终在某些情况下导致晕厥。相反,当VS回路产生一个向上的惯性线索(右柱)时,前庭-交感神经反射减少交感神经流出,以补偿与实际运动相关的体液变化。然而,由于眩晕期间体液保持不变,可能会出现发作性低血压(一种众所周知的反射性晕厥的原因)。

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结果

1.前庭晕厥的特点:从病例中学习

      一位72岁男性患者,有高血压和血脂异常,持续头晕和反复晕厥。他报告说,头晕持续了10年,最初的特征是间歇性漂浮感觉,每年持续大约1到2周,但最近几个月持续了一整天。此外,他报告说,每隔3个月有一次持续1-2小时的强烈旋转感觉,经常导致向右侧跌倒。伴随头晕发生,他还逐渐出现左侧听力丧失和耳鸣。第一次晕厥发生在9个月前,与起床时旋转性眩晕有关,导致右侧锁骨骨折。四个月后,他在人行横道上行走时失去了知觉,就在跌倒了2-3秒后,他立即恢复了知觉,但走出人行横道后不久又失去了知觉。晕厥后,飘浮、摇摆的感觉变得更强烈,并持续了一整天。

      在神经系统检查中,既没有自发性也没有凝视透发性眼球震颤。摇头和位置动作均未引起眼动异常,床旁水平头脉冲试验正常。在平衡测试中,他的身体向右摇摆。双臂和双腿的肢体协调正常。对其进行了多次动态心电监护、经胸超声心动图、脑电图及头颅磁共振成像(MRI)和颈动脉造影检查。然而,没有发现引起持续头晕和晕厥的原因。立位血压测试显示,血压边缘收缩压下降至123~103 mmHg,但无症状。在video-HITs中,左、右后半规管的增益分别降至0.57和0.58。其他通道增益正常,但video–HITs显示水平通道存在非同步小幅度矫正扫视。双温试验显示左侧半规管轻瘫77%。颈肌VEMPs均正常,但双眼VEMPs均缺如。纯音测听示左侧重度感音神经性耳聋(65dB)。听-前庭功能测试结果如图2所示。诊断为梅尼埃病伴眩晕相关综合征后,继续口服氢氯噻嗪12.5mg/d和倍他司汀48mg/d。随访2年,患者无再发晕厥、再发眩晕或跌倒。

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2:举例说明病例的临床发现。

(A)在视频头脉冲试验中,左、右后半规管的增益(眼球总旋转度数与头部总旋转度数的比值)分别为0.57和0.58。此外,在水平和后半规管头脉冲试验中,还存在不同步的小振幅校正扫视。(B)双温试验及纯音测听示左侧半规管轻瘫77%,左侧感音神经性耳聋严重。(C)颈性前庭诱发肌源性电位正常,但眼性前庭诱发肌源性电位缺失。

2.基线特征

      表1总结了53名入选患者的研究结果。中位年龄为63岁(四分位数范围=54-71岁),其中33人(62.3%)为女性。约半数患者有前庭功能障碍以外的内科合并症(n=27,50.9%);最常见的合并症是血脂异常(30.2%),其次是高血压(28.3%)和糖尿病(13.2%)。28例(52.8%)患者服用了可能影响心血管系统的药物,依次为:β-受体阻滞剂(26.4%)、钙通道阻滞剂(20.7%)、利尿剂(16.9%)、血管紧张素II受体拮抗剂(9.4%)和α-受体阻滞剂(5.6%)。27例(50.9%)和23例(42.5%)患者分别接受了经胸超声心动图和24小时动态心电图监测,但无一例出现二尖瓣或主动脉瓣狭窄、心力衰竭、病态窦房结综合征、房室性快速性心律失常或传导阻滞等引起晕厥的严重心脏疾病。

表1 基线特征

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注:数值为中位数(用四分位数间距表示)或数字(年龄百分数,%)。V-HIT、视频头脉冲测试;VEMP,即前庭诱发肌源性电位。53例患者中,4例未行前庭功能检查,分母为49。在所有测试的评估中,有6项是正常的;因此,分子数为43。

       33例(62.3%)患者为单次晕厥的发作,其余20例(37.7%)患者为多次发作。所有患者均在眩晕发作后数十秒内出现晕厥。7例(13.2%)患者因晕厥导致明显损伤,其中3例合并颅内出血,吸入性肺炎、股骨颈骨折、锁骨骨折、肩峰骨折各1例。

      主要诊断为梅尼埃病11例(20.8% ),良性阵发性位置性眩晕5例(9.4 %),前庭阵发症、前庭神经鞘瘤、迷路震荡、炎性多发性脑神经病各1例。其余患者中,23例(43.4%)为不明原因复发性发作性眩晕,10例(18.9%)为不明原因单发性发作性眩晕。与原发疾病相关的次要诊断为持续性姿势知觉性头晕(PPPD)的患者有30例(56.6%)。2例有梅尼埃病,1例有良性阵发性位置性眩晕和迷路脑震荡。

3.前庭功能和立位血压测试

      42例接受V-HITs的患者中,4例(9.5%)存在异常增益,表现为较大的矫正眼跳。9例(21.4%)表现为高于参考值(>0.8)的增益,但在V-HITs中出现了隐蔽的矫正扫视,提示以前的病理对半规管功能的代偿。在40例颈肌VEMPs患者中,23例(57.5%)出现异常,其中单侧异常15例,双侧异常8例。35例患者中4例(11.4%)存在眼部VEMPs异常,其中3例为单侧,1例为双侧。总体而言,87.8 %的患者前庭功能检查至少有1项异常,其中以颈部VEMPs异常最常见。41例接受立位血压检测的患者中,仅有8例(19.5%)出现明显的血压下降或心率增快。(图3)

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3:前庭性晕厥患者直立位血压测试。

(A)箱形图(上排)显示仰卧位时的收缩压、舒张压和脉率,以及5分钟立位试验时的最低收缩压、舒张压和最高脉率。(B)条形图(下排)显示了5分钟立位试验中收缩压、舒张压和脉率变化的分布。每个地块中的垂直红色点线表示参考值的边界,紫色填充框代表异常值的患者数量。DBP、舒张压;PR,脉率;SBP、收缩压。

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讨论

1.我们总结了前庭性晕厥的临床特征

       我们主要观察的是前庭性晕厥患者存在各种前庭功能障碍。许多患者存在前庭功能异常,但不足以解释特定的前庭疾病。部分患者直立位血压检查异常,但对显著的血流动力学改变普遍不敏感。此外,相当一部分患者存在明显的晕厥相关损伤。

       以前,梅尼埃病的发作被认为是通过产生错误的耳石的信息来诱发前庭性晕厥。然而,在最近的一项研究中,我们详细阐述了一种理论,该理论提出了一种机制,即在中枢前庭系统中预测的假性向下惯性干扰了参与心血管稳态的神经反射的相互作用;这种现象被称为前庭交感神经反射和压力反射之间的协同失调。

       此外,前庭中枢系统的假性向下惯性被证明是由错误的耳石线索和错误的半规管线索引起的。通过这一机制,前庭性晕厥可以在任何前庭疾病的发作过程中发生。事实上,我们的研究显示了前庭疾病的广谱性,从梅尼埃病到良性阵发性位置性眩晕和其他涉及前庭系统的疾病。此外,超过一半的患者(62.3%)有单次或多次发作的眩晕发作,不符合特定前庭疾病的标准。因此,结合我们先前的建议,我们的研究认为前庭性晕厥不应被视为一种仅限于梅尼埃病的院外事件;相反,它可能是各种前庭疾病的主要临床表现,导致半规管、耳石器或两者兼有的功能障碍。

       有趣的是,病因不明的患者比例是不可忽略的,可能是由于发作间期或发作后评估的局限性以及研究设计只接受了明确的诊断。然而,在确诊的患者中,病因不明的患者很可能患有良性阵发性位置性眩晕或梅尼埃病的早期。事实上,众所周知,耳石功能障碍在这两种疾病中经常受损。我们研究结果中VEMPs异常的高频率可以进一步支持这一观点。虽然我们在不同的前庭疾病中观察到前庭性晕厥,但这些发现可能提示,眩晕发作期间晕厥的风险在各种前庭疾病中并不是一致的,但在涉及耳石的前庭疾病中,晕厥的风险更高。

       在我们的观察中,约13%的患者出现了与前庭性晕厥相关的严重并发症,包括颅内出血、肢体骨折和溺水。这些并发症可严重影响患者的生活质量,甚至危及生命。约40%的患者晕厥发生多次,晕厥多次发作的患者受伤的风险明显增加。此外,与其他引起晕厥的神经介导(反射性)晕厥不同,53例患者中有30例诊断为持续性姿势感知性头晕(PPPD)。尽管PPPD是与引起晕厥的原发性前庭疾病相关的继发性疾病,但这一发现表明,超过一半的患者在晕厥后持续患有持续性头晕。这些观察强调需要识别、评估和管理与前庭疾病相关的晕厥患者,这可能会减少发作性眩晕发作,控制持续性眩晕,并防止进一步晕厥和相关损伤。

2.我们如何在临床实践中诊断前庭性晕厥?

     在我们的研究中,前庭功能检测结果显示,87.8 %的患者存在一种或多种异常。根据我们提出的机制,一半以上的患者有耳石器障碍相关头部线性加速度的功能受损。此外,约三分之一的患者有半规管功能受损。然而,这些异常不能作为前庭晕厥患者的特征,因为它们通常存在于没有晕厥发作的前庭疾病患者中。直立位血压检查对前庭性晕厥的诊断似乎并不敏感,尽管有少数患者存在明显的血流动力学改变。然而矛盾的是,这些发现可能反映了与发作性眩晕发作相关的前庭性晕厥的特征。在大多数发作性神经病变中,发作具有不可预测性,发作间期或静息期的评估具有有限的诊断敏感性,因此需要重复的多模态测试。因此,与其他发作性疾病一样,我们认为前庭性晕厥的诊断依赖于对晕厥发作及相关前庭症状的详细访谈。了解前庭性晕厥的发生机制也是至关重要的。

3.我们简要介绍了前庭性晕厥的发生机制

       前庭-交感反射感知空间中的重力和头部运动,然后主要调节交感神经活动以抵消体内血液分布的变化。当头部向上运动(例如站立)时,血液瞬间转移到下肢和四肢,导致心脏前负荷和血压下降。在这种情况下,与头部运动相关的前庭信号增加了交感神经的输出。当头部向下运动(例如坐位)时,血液瞬间被泵向上半身,增加了前负荷和血压。前庭信号降低交感神经张力,从而使正常血压状态恢复。这种前庭交感反射是快速但不精确的,因为它是通过前馈开环系统实现的前庭自主神经反应。因此,即使在正常情况下,压力反射的补充作用也是必不可少的。然而,眩晕(即虚假的运动线索)期间的前庭信号并不能反映实际的头部运动和体内血液变化,前庭-交感反射的结果将是不准确的。例如,随着假性向下惯性的发展,交感神经活性增加会引起高血压。当压力感受器反射过度时,随之而来的压力感受性反射引起副交感神经过度兴奋,进而可引起严重的低血压和晕厥。正如我们先前提及的那样,伴随着动脉高血压,可能会发生突然的低血压。当假性向上惯性发展时,交感神经活性降低,进而导致低血压和晕厥,而压力感受性反射没有迅速降低。基于这一神经机制,几种易感因素,如神经、心脏或肾脏疾病、抗高血压药物和营养条件,决定了前庭疾病患者在眩晕发作期间晕厥的易感性。眩晕引起的恶心和呕吐是前庭-自主神经相互作用的另一种结果,也可能通过增加副交感神经输出本身或通过激活压力感受器反射来促进晕厥。

       最后,应注意前庭中枢系统的作用。小脑结节/蚓垂与双侧前庭神经核形成一个神经回路,称为速度储存回路,负责从不准确的半规管信号中提炼旋转线索,并将从耳石传递的重力惯性加速度分类为恒定的重力加速度和瞬时惯性加速度。为了保证前庭-交感神经反射的正常进行,对重力和惯性加速度的准确估计是必不可少的,这取决于速度存储回路和外周前庭系统的功能保真度。速度存储回路的参与得到了速度存储模型的支持,在速度存储模型中,当出现不与重力轴对齐的错误旋转线索时,可能会出现错误的向下惯性线索。这种情况容易发生在良性阵发性位置性眩晕、旋转性眩晕梅尼埃病,或前庭下神经炎。因此,结合之前的报道,我们对前庭性晕厥患者在良性阵发性位置性眩晕发作时的观察可能会强化速度储存回路在产生前庭-交感神经反射中的作用。此外,我们在这里提出的机制也可以部分解释小脑和脑干受累的神经系统疾病患者的体位性低血压或高血压,如多系统萎缩和帕金森综合征,其中速度存储回路不恰当的惯性估计会导致双重反射机制的不一致。

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结论

       综上所述,我们发现前庭性晕厥可以发生在各种前庭疾病的患者身上。晕厥在眩晕发作的背景下需要仔细的评估,因为处理潜在的前庭疾病可以减轻眩晕和头晕,并可能防止进一步的晕厥。鉴于其发作性和缺乏标准的诊断测试,前庭性晕厥的诊断主要是基于对晕厥发生的背景的访谈。此外,了解速度储存回路和前庭交感反射在维持心血管内环境平衡中的作用也是很有帮助的。需要进行更多患者和更详细设计的研究来评估前庭性晕厥。

参考文献:

Kwon H, Kwon E, Kim HJ, Choi JY, Kim JS. Vestibular syncope: clinical characteristics and mechanism. Ann Clin Transl Neurol. 2022;9(10):1616-1625. doi: 10.1002/acn3.51661.

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