(本文来自上海新华医院)
上海新华医院听力眩晕中心揭秘花样滑冰运动员高速旋转的奥秘
2022年北京冬奥会正在如火如荼地进行当中,这场冰与雪的热恋在万千中华儿女的欢呼中拉开了序幕。速度与激情在冰天雪地里精彩呈现、娓娓道来。滑雪板扬起的缕缕轻烟、冰刀划过的道道弧线,给这个春寒料峭的季节带来融融暖意,与冰川雪地来了一场精彩的对话。
赛场上,谷爱凌完成了四周半转体加两周空翻的1620度国际高等难度,18岁少女凭借着“空中舞蹈”牢牢地将头牌收入囊中。武大靖用较酣畅淋漓的方式,霸气地赢得了短道速滑的比赛。隋文静和韩聪默契配合,蝶化轻羽,腾空旋转,稳稳落地,优美的舞姿炫酷又惊艳。两届世界前列的羽生结旋挑战着4A这颗花滑皇冠上的明珠。
运动员在滑雪场上腾空翻转,在冰面上旋转跳跃,高难度的动作挑战着人类的极限,看似不可完成的旋转却演绎得惟妙惟俏。直立旋转、燕式旋转、躬身旋转……旋转速度之快,姿态变化之多,“冰上芭蕾”,一个有着惊险与优雅的艺术,一场视觉的盛宴。无论动作多复杂,总能在完成高难度旋转后,保持优美滑行。但奇怪的是,在生活中我们即使原地旋转几圈,也会出现头晕,花滑运动员们为什么转不晕?让我们一起了解一下其中的奥秘!
01人体是怎么维持平衡的?
人体的平衡系统主要依赖于视觉系统(眼)、本体感觉系统(肌肉和关节)和前庭系统(耳),其中前庭系统起着重要的作用。我们的内耳中主要有两大器官-耳蜗和前庭。耳蜗主要与听觉有关,而前庭主要感知人体的平衡。当各种原因导致前庭出现异常时,会出现头晕或眩晕。
前庭主要包括三个半规管(上半规管、水平半规管和后半规管)和两个耳石器(椭圆囊、球囊)(图1)。三个半规管主要感受角加速度刺激;耳石器主要感受直线加速度刺激,其中椭圆囊感受垂直方向的直线加速度的刺激,而球囊感受水平方向的直线加速度刺激。三个半规管通过相应的管道与椭圆囊和球囊相通。在每个半规管的一端有一个膨大的部分,称为壶腹部。在壶腹部内有一嵴状结构,叫壶腹嵴(图2),其中有许多前庭毛细胞。在每个前庭毛细胞的顶端有一个动纤毛插入到壶腹嵴帽中(图2),惯性和重力带动动纤毛向两侧摆动,引起前庭毛细胞产生兴奋性或抑制性的电生理反应,并将这种反应以电刺激的方式传递给与毛细胞相连接的前庭传入神经,较终通过前庭传入神经传输到中枢前庭系统,从而维持人体的动态平衡(图3)。球囊位于前庭前下方的球囊隐窝中,其内前壁有一层长圆形的增厚区,称球囊斑;椭圆囊则位于前庭后上部的椭圆囊隐窝中,在椭圆囊上端底部及前壁,有一层卵圆形的增厚区,称椭圆囊班(图4)。在椭圆囊斑和球囊斑内有一重要的结构,叫耳石膜。在耳石膜上有大量的耳石颗粒附着于耳石膜中的胶质中(图5)。前庭毛细胞的纤毛与耳石膜紧密接触,主要用于感受地球引力、直线加速度和离心力,维持身体的姿势和平稳运动。
02我们旋转运动时,为什么会头晕?
前庭毛细胞可以感受头部运动的速度和方向。这些感受器与眼球运动,以及人们对自身在空间中的位置和运动的感知紧密相连。在头部运动过程中,视动系统和前庭系统共同作用使视网膜中心与视觉目标保持一致。例如,如果我们头向右转,眼睛依然要聚焦在正前方的物体,那么眼睛自然会以相同的速度向左移动。这种下意识的反应使我们能够盯住静止的物体。我们的半规管可以感知身体的旋转动作。当人体做旋转运动时,动纤毛向两侧摆动,动纤毛的移动信息将通过前庭神经细胞传递到大脑;当人体停止旋转时,大脑也停止接收前庭细胞的移动信息。但是,由于惯性作用动纤毛无法立即恢复静止,此时大脑接受的是来自前庭系统动纤毛的延误信息-“我还在运动”,但实际上“身体已停止运动”,信息不对称,从而引起眩晕。转圈则更复杂!当我们在旋转过程中移动头部时,眼睛开始向相反的方向移动,但头部在转动360度之前,眼睛就转到极限了。因此,眼睛在旋转过程中会转到一个新的起始位置,而这个动作在旋转的过程中不断重复。当头部旋转诱发这种自动的、重复的眼球运动(称为眼球震颤),我们就会感到头晕或眩晕。
03花滑运动员们为什么不会晕?高速旋转的花样滑冰运动员是如何避免失去平衡的?
靠训练!专业的运动员会采用保持匀速等各种不同策略来防止眩晕。前庭系统中的神经传感器只能感受速度的变化,而无法感知以稳定速度发生的旋转,所以运动员只有在加速旋转和减速旋转时才会感到头晕。滑冰者通过学习用另一种类型的眼球运动来对抗眼球震颤,从而抑制眩晕,这种眼球运动被称为视动性眼震。视动性眼震与眼球震颤的方向相反,使我们能够在头部保持不变的情况下,用眼睛追踪移动的物体,如呼啸而过的火车。当火车的前几节车厢离开视线时,我们的眼睛会跳回到较初的位置,跟随接下来的几节车厢,重复眼球运动。滑冰者可以训练自己在旋转时进行这种相反的眼球运动,以抵消眼球震颤,防止头晕。花滑运动员进行了大量练习,在科学规范的训练基础上让身体处于习惯旋转的状态,可以更轻松地驾驭旋转引起的眩晕感。
运动员们在冰面上翩翩起舞,一个个高难度的旋转、跳跃动作惊艳观众。无论动作多复杂,总能在完成高难度旋转后,保持优美滑行。您现在了解花滑运动员成为“冰上陀螺”的秘诀了吗?
新华医院听力障碍及眩晕诊治中心介绍
上海交通大学医学院附属新华医院听力障碍及眩晕诊治中心是上海市儿童听力障碍诊治中心、中残联及上海市人工耳蜗植入基地、卫健委新生儿听力筛查培训基地、卫健委助听器验配师培训机构、国际听觉与平衡学院(上海站)、新华-渥太华听力言语障碍诊疗中心,是华东地区规模很大、技术 的听力障碍及眩晕诊治中心之一。中心拥有医师5名,其中主任医师3名、主治医师2名,博士4名、博导1名、硕导1名;还有8名技师,其中硕士2名。
中心率先在上海开设听力障碍及眩晕诊治专科门诊,并专门成立了眩晕内科和外科病房以及“眩晕疾病多学科”联合诊疗团队,为各类常见及疑难耳聋、耳鸣及眩晕患者提供多方位、个体化、综合性的诊断和治疗。目前中心拥有国内较完善的听力学及前庭功能检测、诊断和干预康复技术和设备。在婴幼儿及成人的听力疾病诊断及治疗方面,开展了系列的主客观听力学检查和人工助听干预技术,可以满足不同年龄段患者的精细准确诊治。在眩晕疾病诊治方面,相继开展了系列的国内领跑水平的前庭功能检测技术,可以满足各类外周及中枢眩晕疾病的准确诊断及疗效评估。近年来学科发展迅速,致力于听力及前庭功能检测诊断和干预康复技术的规范化,提倡为各类耳聋耳鸣眩晕患者提供多方位、专业化和优质的一条龙模式服务。
优势特色
各类眩晕疾病的内外科综合诊治
各类前庭功能检测技术
婴幼儿全频率段听力测试及评估
成人及儿童各种难治性听力障碍疾病的诊治
人工耳蜗植入的人工听觉技术
婴幼儿及老年人助听器验配
先天性耳聋分子遗传学临床诊断与咨询
新华医院听力眩晕微信平台依托新华医院耳鼻咽喉头颈外科听力障碍及眩晕诊治中心,自2014年开通以来,受到了同行及患者的广泛关注。2018年获得“上海市科学技术委员会科普项目(项目编号:18dz2307400)”资助,影响力得到极大提升,成为兼具科学性、知识性与趣味性的听力眩晕医学领域科普微信公众平台。
开展的各项专业技术
1.系统和全面的听力学检查技术,开展目前国内 、十分优等的各项听力学评估检测方法,如常规纯音及高频纯音听阈测试、声导抗及宽频声导抗测试(WBT)、咽鼓管功能测试(TMM)、言语测听(包括噪声环境下言语测听)、婴幼儿视觉强化测听和游戏测听等行为测听、听性脑干反应(ABR)、骨导ABR、频率特异性ABR(tb-ABR)、耳声发射、多频稳态诱发电位(ASSR)、耳蜗电图(EcochG)、耳蜗微音电位(CM)、皮层听觉诱发电位(CAEP)等。开展侧颅底手术中的听觉监护和耳蜗植入术中的电刺激诱发的听觉脑干反应(EABR)。
2.系统而全面的前庭功能检查,拥有完备和先进的前庭及平衡功能障碍检测系统:包括眼震电/视图、主观垂直/水平试验、冷热实验、视频头脉冲试验(vHIT)、甩头抑制试验(SHIMP)、多种刺激方式(气导声刺激、骨导振动刺激、直流电刺激和Tap刺激)诱发的颈肌和眼肌前庭诱发肌源电位(cVEMP和oVEMP)检查。
3.接受各医疗机构听力筛查未通过的转诊婴幼儿,进行早期诊断、早期干预。精细准确验配婴幼儿助听器,通过听觉言语评估量表、视觉强化测试、游戏测试等手段评估验配效果以达到助听后优等效果。建立了完善的婴幼儿个体化家庭康复指导模式。
4.根据听力状况,为先天性耳聋、人工耳蜗植入前的儿童,以及各种原因导致的听力下降的成人验配及调试助听器,开展专业的老年人助听器验配工作,具备完善的助听器验配后随访制度,通过验配前的听觉言语评估及验配后的声场测试等,为儿童及老年人提供优质周到的听力康复指导和助听器日常维护服务。
5.人工听觉植入前评估和植入术后调机,开展适合不同类型听力损失的人工听觉植入项目,包括人工耳蜗、骨锚式助听器(BAHA)和骨桥(Bone bridge)、中耳植入等植入前听力学综合诊断评估。开展人工耳蜗植入术中客观检测、人工耳蜗植入术后调机。对人工听觉植入患者制订术后系统、个性化的调机方案,对患者分阶段进行效果评估。结合听觉言语评估量表、行为测听等,完善对听觉言语家庭康复的指导。
6.开设耳聋基因诊断与遗传咨询门诊。近年来为逾2000例先天性耳聋患者及其家属提供了耳聋基因诊断、产前诊断及婚育指导,与市科委、卫健委、残联合作,针对上海地区遗传性耳聋不同目标人群分别确定了耳聋基因突变图谱,确立了常见致聋基因筛查和产前诊断的多种策略,建立适应多种样本来源、不同技术特点、多层面检测验证的遗传性耳聋常见致病基因诊断技术体系,为遗传性耳聋的预防和诊断提供了有力的技术保障。
7.制订梅尼埃病序贯性治疗流程、以及个体化综合性的诊治方案,建立“耳内科与耳外科”的联合模式,治疗“难治性梅尼埃病”。
8.建立基于移动互联网的个体化远程指导的前庭康复平台,为患者制定个性化的前庭康复方案,并实时在线进行前庭康复训练指导、定期在线评估及随访,满足各类眩晕患者的前庭康复诊疗。
9.良性阵发性位置性眩晕(BPPV)的诊断和复位,开展BPPV的临床诊断及手法复位治疗;良性阵发性位置性眩晕治疗仪,通过1080P全高清眼震视频采集,记录清晰实时眼震变化,精细准确定位6个半规管耳石情况,并根据病变部位进行典型及难治性耳石的复位治疗,使诊断和治疗更加准确、安全和有效。
10.听觉-口语法(AVT)治疗。上海交通大学医学院附属新华医院听力障碍及眩晕诊治中心于2017年与加拿大渥太华大学合作成立新华-渥太华听觉言语康复诊疗中心,专业化开展先天性耳聋患儿助听器佩戴或人工耳蜗植入后的AVT康复训练。AVT是目前针对听障婴幼儿童非常有效的一种听觉言语康复训练方法,融合了听觉、言语、语言、认知和沟通五大训练元素,注重个体化的、全面的、综合性的言语康复训练,强调婴幼儿早期干预的重要性,遵循以“家庭”为中心的康复指导原则;通过对婴幼儿童早期助听干预后听觉技能的培养和建立,以期获得全面的听觉-言语-语言和认知能力的发展,回归主流社会。
特色门诊
1. 听力眩晕耳鸣特需门诊
时间: 周一上午
地点:上海交通大学医学院附属新华医院急诊12楼
2. 听力眩晕特需门诊
时间: 周一下午
地点:上海交通大学医学院附属新华医院急诊12楼
3.耳聋专病专家门诊
时间: 周二上午
地点:上海交通大学医学院附属新华医院门诊6楼
4. 听力眩晕耳鸣专家门诊
时间: 周三全天、周四上午
地点:上海交通大学医学院附属新华医院门诊6楼
5. 听力眩晕耳鸣专科门诊
时间:周一至周五全天
地点:上海交通大学医学院附属新华医院门诊5楼听力障碍及眩晕诊治中心
6. 先天性耳聋分子遗传学临床诊断与咨询门诊
时间:周三下午
地点:上海交通大学医学院附属新华医院门诊6楼
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原作者人:金玉莲 杨军
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