一、

背景

当向患者外耳道注入冷、热（相对于体温37°而言）空气或水后，观察到患者会出现有快、慢相的眼震，多为水平向。最早总结并发表上述试验现象（1906年）的是奥地利耳科学家 Bárány。因在前庭系统的生理和病理方面取得的成就， Bárány于1914年获得诺贝尔生理或医学奖，并于1917年进一步提出，由冷热刺激诱发的眼震，其生理机制可能与由冷热引起的淋巴流动对壶腹嵴造成的剪切形变有关。冷热试验的临床测试方法由和于1942年进一步完善，成为了现今能够定量检测前庭外周系统的有效手段。

在对前庭系统神经通路研究得还不是太透彻时，有一种经验性的总结，认为：眼震方向所在的水平面，和受到刺激的半规管所在平面是一致的，例如，如果眼震方向为左向或右向，都是在水平面内，那么一定是同在水平面内的水平半规管受到刺激而诱发的该眼震。动物实验（Böhmer et al. 1996）和人类测试（Aw et al. 1998; et al. 1998）都表明，当给予三个半规管同样的冷热刺激时，水平半规管反应最大，前半规管为水平半规管反应强度的30%，而后半规管仅为水平半规管反应的10%。因此，可以大致认为目前临床上的冷热测试所诱发的眼震，主要来自于水平半规管，测试也主要评估的是水平半规管的功能。

对于冷热刺激能够诱发眼震的生理机制，主要有两种看法，一是认为冷热刺激可形成温度梯度，使内淋巴流动，导致壶腹嵴形变，进而刺激毛细胞兴奋抑制前庭神经；二是认为冷热可直接刺激前庭神经，改变前庭神经的放电率。

二、

测试方法

1

刺激方式

冷热试验可以有多种方式刺激外耳道，从而引起中、内耳的温度变化，包括：冷热水刺激、冷热空气刺激、橡皮气囊刺激。总之，只要能引起内耳温度变化的方式都可以作为刺激源。每种刺激方式各有优缺点，水的比热容较空气大（比热容的概念是，1千克的物质升高1开尔文的温度所需要的热量，结合生活实例，比热容大的物质吸热散热速度慢，因为根据上述定义，需要好多好多好多的热量才能使单位质量的物质升高1度，例如，水比沙子的比热容大，如果白天日照时间一样的话，说明太阳给予的热量相同，假设物质的质量也相同，那么沙子升高的温度多一些，水升高的温度少一些；降温同理。因此才会有沙漠昼夜温差大而海边温差小的现象），稳定性好，但不能对鼓膜穿孔、中耳根治术后的患者使用。

冷热空气操作简单、省时、卫生，是临床上广泛使用的刺激方式，但相同温度的空气比水刺激所诱发的眼震幅度要小，而且吹气时探头深入外耳道的长短会大大影响诱发眼震的大小，探头在外耳道口和贴近鼓膜这两种情况下眼震有显著差异的；另外如果患者中耳为湿耳，当吹热气时（眼震方向与侧别相同）可能会出现吹冷气时的眼震（眼震方向与侧别相反）。

无论是空气还是水刺激，建议刺激时间为40秒，温度为24和50℃，患者全程睁眼，保持眼前黑暗环境。以刺激开始算起，第90秒开始固视抑制，即在黑暗环境中出现一个亮灯，保持10秒。

2

患者体位

通常会让患者躺在与水平面夹角为30°的硬质枕头上，之所以是30°，是因为人体在直立时，水平半规管与水平面呈30°上扬夹角，躺在30°的枕头上相当于从直立位向后躺下60°（图1），此时恰好将水平半规管置于竖直平面内，即重力所在平面。这一点十分关键，水平半规管处于竖直平面内，是冷热试验得以进行的生理基础。

图1

3

冷热试验的生理基础

先来看U型管的模型（图2）。红蓝两种液体同密度同高度（就是同一种液体，为了方便表达用红蓝加以区分），两侧大气压力也相同，那么此时红蓝液体的交界处无压差，因此红蓝液体各自相对静止，不会互相流向对侧（不考虑分子热运动的情况下，其实真实情况没有绝对静止的物体）。如果当蓝色的液体，高度升高（图3）、高度降低（图4）、或突然密度增大或减小（图5），那么红蓝液体交界处的和压强不再为零了，蓝色液体高度升高和密度增大都会导致交界处蓝色液体流向红色液体，而蓝色液体高度降低和密度减小会导致交界处红色液体流向蓝色液体。当红蓝高度或密度再次相等时，重新达到平衡状态后，流动停止。

图2

图3

图4

图5

现在考虑将U型管两开口端合并起来，变成一个闭合的圆环（图6至9），此情景更符合现实做测试的情况。按图1的视线角度从头顶看水平半规管，此时的水平半规管应处于重力平面内，类似于一枚硬币竖直立在桌面上。冷、热刺激经过外耳道、中耳，最终到达中耳内壁上的外半规管凸（外半规管即水平半规管），由此刺激水平半规管中的内淋巴。无论左右耳，中耳内壁的外半规管凸这个冷热刺激点，对于水平半规管而言相当于外侧。以下分别来看左冷、左热、右冷、右热四种情况下，内淋巴是如何运动的。

图6

图7

图8

图9

左冷刺激时，如图6所示，此时按照图1中视线角度去观察左水平半规管，那么图中左侧为外侧，右侧为内侧。当外侧受到冷刺激时，该位置的内淋巴密度会暂时性的增大，这是因为密度的微观定义可理解为，单位体积内所包含的分子个数。在微观层面，分子并非绝对静止不动的，而是在一定范围内做无规则的热运动，温度降低会使分子的热运动降低，单个分子的活动范围减小了，那么单位体积内所包含的分子个数变多，从而密度也就变大了；反之，温度升高会使分子的热运动加剧，单个分子的活动范围变大，单位体积内包含的分子个数就变少，密度也就变小了。因此，左冷刺激会使水平半规管左侧部分的整体密度变大，那么内淋巴就会沿逆时针流动。由于冷刺激只是刺激的一个点，而其他部分的温度均接近体温，刚被冷却的内淋巴离开冷刺激点后很快会恢复到体温温度，密度也恢复原状，所以只要有冷刺激存在（一直吹气或灌水的话），那么这种流动就是源源不断的，内淋巴会一直逆时针流动。这个流动的速度是多少？据估计频率约为0.03Hz，转换为周期为33.3秒内淋巴绕水平半规管转动一圈。

左热刺激时，如图7所示，热刺激会使局部内淋巴的密度变小，那么此时内淋巴的流向为顺时针。

右水平半规管的冷、热刺激如图8、9所示，此时图中的右侧为外侧，原理和左水平半规管相同，右冷刺激时，内淋巴顺时针流动；右热刺激时，内淋巴逆时针流动。

了解了以上冷、热刺激时的内淋巴流动方向，再结合实际的壶腹嵴解剖，就可以理解冷、热刺激对水平半规管中毛细胞的兴奋、抑制机制。图10、11为左、右水平半规管在热刺激下毛细胞的兴奋的场景（冷刺激时内淋巴的流动方向相反）。实际解剖中，椭圆囊是位于水平半规管的内侧的，壶腹嵴中毛细胞上动、静纤毛的排列顺序为动纤毛靠近椭圆囊一侧，当静纤毛倾倒向动纤毛时，毛细胞兴奋；静纤毛远离动纤毛时左冷右热还是右冷左热，毛细胞抑制。结合图10、11可以看出，当给予热刺激时，内淋巴的流动方向都是使静纤毛倾倒向动纤毛的左冷右热还是右冷左热，因此毛细胞兴奋；反之，当给予冷刺激时，内淋巴流动方向与热刺激时相反，会使静纤毛远离动纤毛，因此毛细胞抑制。

总结起来就是，无论侧别，热刺激使该侧兴奋，冷刺激使该侧抑制。兴奋时，眼震方向（即快相方向）和侧别相同；抑制时，眼震方向和侧别相反。因此，左热为左向眼震，左冷为右向眼震，右热为右向眼震，右冷为左向眼震。

图10

图11

三、

结果记录

单次刺激持续时间约为100秒，包括第0至第40秒的刺激，第90至第100秒的固视抑制。一般在刺激开始后第60秒左右眼震到达最大值，因此应选取第60秒附近的眼震（至少10次眼震）作为该次刺激的平均眼震大小，称为最大慢相平均角速度。

记录完4次刺激的最大平均眼震后，利用这4个数值可以计算半规管轻瘫（canal , CP）的不对称比，和优势偏向（ , DP）的不对称比。

影响测试结果的因素包括局部血流和中耳状态。如果外、中、内耳局部血流不畅，例如因疼痛或紧张引起的血管收缩，可能会导致反应减小，但所诱发眼震的持续时间变长。当存在中耳炎或中耳积液时，会影响冷热刺激的传递，会导致反应减小；做过中耳重建手术的患者，其反应会变大，可能是由于较短的热量传递通路。

即使控制了上述影响因素，最大慢相平均角速度眼震的数值仍有很大的个体差异性。据报道（Baloh and , 1990），单次刺激中，正常人的最大慢相角速度可低至5°/s或高达75°/s。另外，镇静剂、前庭抑制剂、β受体阻滞剂、抗癫痫药物、酒精，均可导致冷热试验反应减弱。

四、

结果解读

于1950年首次提出使用半规管轻瘫（canal , CP）和优势偏向（ , DP）指数以定量描述冷热试验的结果。

CP的具体公式如下：

[（右冷+右热）-（左冷+左热）] / （右冷+右热+左冷+左热）

DP的具体公式如下：

[（左冷+右热）-（右冷+左热）] / （右冷+右热+左冷+左热）

大家看到公式不要心烦，可以这样去理解CP和DP。第一，二者的本质是不对称比，那么如何是完全对称？两个事物完全一样且具有镜面关系，就是对称。如果左右完全对称CP、DP值就是0%；完全不对称则是一侧全有，另一侧全无，CP、DP值就是100%。第二，CP描述的是左、右“侧”的不对称情况，DP描述的是左、右“向”的不对称情况，所以CP公式可以简化为：右边减左边再除以4个数之和，DP为：右向减左向再除以4个数之和。

CP和DP的正常值每个机构的说法不一，CP正常值的最大范围为0-25%以内，DP为0-30%以内，各机构还是应大量采样，确定自己的正常值范围。

CP值异常主要反映前庭外周的功能障碍，这种功能障碍可能是源于内淋巴，也可能是源于在传入脑干部位的前庭神经的。

DP值异常的原因尚不明确，有研究（ et al., 2000）对114名DP值异常的而CP值正常且无自发性眼震的患者进行分析，其中39名患者为耳石症，14名为梅尼埃患者，5名为偏头痛性眩晕，仅有5名患者存在中枢性眩晕。作者推测，异常的DP值可能反映一种一过性的、良性的前庭功能障碍。

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