评估健康成年人中基于虚拟现实的主观视觉垂直（VR-SVV）稳定测量所需的试验次数

《Journal of Imaging》：Evaluating the Number of Trials for Stable Virtual Reality-Based Subjective Visual Vertical Measurement in Healthy Adults

　　

基于虚拟现实的主观视觉垂直（VR-SVV）作为一种潜在解决方案，已引起关注，以克服传统SVV测试中设备相关的局限性。本研究在健康成年人中，使用VR-SVV评估了垂直感知的测试-重测信度（test-retest reliability）和稳定评估所需的足够试验次数（trial number）。参与者完成10次VR-SVV试验，并在一周后重复评估。计算了SVV方向（SVV orientation）和SVV变异性（SVV variability）。采用组内相关系数（ICC [1,2]）、测量标准误（SEM）和95%置信水平的最小可检测变化（MDC₉₅）评估测试-重测信度。通过将较少试验的结果与全部10次试验的结果进行比较，考察稳定评估所需的最小试验次数。SVV方向和变异性分别为-0.14°和0.79°。ICC、SEM和MDC₉₅分别为0.62、0.64°和1.76°。未发生不良事件。6-9次试验得出的SVV指标与10次试验得出的结果差异小于10%。VR-SVV可行，并表现出中等程度的测试-重测信度。6次试验可能足以进行实际的垂直感知评估。

**论文解读：基于虚拟现实的主观视觉垂直测量在健康成年人中的试验次数评估**

**研究背景与问题**

主观视觉垂直（SVV）测试是评估视觉-前庭感知的重要工具，要求个体在没有外部视觉线索的情况下将一条杆对准感知的垂直方向。传统SVV测试需要专用设备或暗室，限制了其广泛应用。近年来，基于虚拟现实（VR）的SVV（VR-SVV）因便携性和灵活性而受到关注，已用于多发性硬化症、帕金森病、前庭性偏头痛及跌倒老年人等患者的垂直感知异常研究。然而，VR-SVV的方法学差异较大，尤其是在试验次数方面缺乏共识。传统SVV测试中推荐的试验次数为6-10次，但实际使用范围从2次到30次不等，而VR-SVV测试尚无相关证据。由于垂直感知受到多感觉整合（前庭、体感、视觉）及心理认知状态的影响，单次试验间存在变异性，且VR-SVV使用头戴式显示器（HMD）呈现双目图像，与传统单屏SVV存在本质差异。因此，为支持VR-SVV的广泛应用，需要建立可靠的测量流程和足够的试验次数。本研究旨在评估VR-SVV的测试-重测信度，并探讨稳定评估垂直感知所需的试验次数。该论文发表在《Journal of Imaging》上。

**主要关键技术方法**

研究人员采用单中心前瞻性观察研究设计，使用第一代Oculus Quest HMD（Facebook Technologies, LLC., Menlo Park, CA, USA）和定制开发的VR-SVV应用程序（Wide Soft Design Co., Ltd., Kobe, Japan）。系统在黑色背景的灰色圆内显示白色杆，参与者通过Oculus Touch无线控制器旋转杆至感知垂直，并通过转头确认。杆倾斜角度以0.1°增量测量，旋转速度约3.6°/s。样本来自2020年11月至2025年11月在Jichi Medical University Hospital康复中心招募的健康成年人，纳入标准为年龄≥18岁、正常或矫正视力、无前庭或神经系统疾病史、日常生活完全独立；排除标准包括当前头晕/头痛、肌肉骨骼限制站立、怀孕、斜颈或躯干畸形。共纳入48名参与者（24男24女，平均年龄30.6±7.1岁）。所有参与者完成10次试验，一周后重复测试。统计分析使用SPSS和EZR，计算ICC（基于单向随机效应模型）、SEM、MDC₉₅，并通过Bland-Altman方法评估一致性。

**研究结果**

**3.1 SVV方向与变异性**
测试中，SVV方向为-0.14°（男性0.03°，女性-0.31°，p=0.31），SVV变异性为0.79°（男性0.70°，女性0.89°，p=0.51）。重测中，SVV方向为0.11°（男性0.15°，女性0.08°，p=0.79），SVV变异性为0.69°（男性0.60°，女性0.78°，p=0.79）。测试中97.9%（47/48）的参与者SVV方向在参考范围±2.5°内，1名女性参与者为-2.6°；重测中100%在范围内。Bland-Altman分析显示97.9%的测量差值在95%一致性界限（LOA）内，平均偏差为-0.26°，无显著系统偏差。SVV方向与变异性与年龄无显著关联。

**3.2 测试-重测信度**
总体ICC为0.62（男性0.67，女性0.59），属于中等信度。SEM为0.64°（男性0.55°，女性0.69°），MDC₉₅为1.76°（男性1.53°，女性1.92°）。随着试验次数从1次增加到10次，SVV变异性、ICC、SEM和MDC₉₅在早期试验中变化显著，并逐渐趋于稳定。

**3.3 试验次数对指标稳定性的影响**
以10次试验为参考，当使用6次试验时，SVV方向的相对差异为6.24%，其余SVV指标（SVV变异性、ICC、SEM、MDC₉₅）的相对差异均在5%以内。从7次试验起，所有SVV指标的相对差异均小于5%。线性回归分析显示试验次数与SVV方向无显著关联（β=0.008，p=0.866，R2=0.000），表明无系统漂移。

**讨论与结论**

讨论部分指出，本研究使用的VR-SVV系统在直立姿势下安全可行，无不良事件发生。与既往文献中12种VR-SVV系统相比，本研究中的SVV方向在群体水平上均位于±2.5°参考范围内，个体水平上97.9%的参与者在此范围内，与既往研究（86.7%-90%）一致。Bland-Altman分析中本研究97.9%的测量点在LOA内，优于既往报告的93.1%-95.2%。本研究的SEM（0.64°）低于既往报告的0.90°-1.39°，MDC₉₅（1.76°）处于既往报告的最低端（1.76°-3.85°）。ICC值（0.62）介于既往报告范围（0.38-0.85）之间，但未达到良好水平，这可能与样本同质性高（个体间变异小）有关，因为ICC反映的是组间方差与总方差的比值。在试验次数方面，Piscicelli等人曾提出6次试验足以用于卒中患者，但推荐非选择性卒中患者使用10次试验。本研究结果支持6次试验即可获得与10次试验相对差异小于5%的稳定指标，与Piscicelli等人的建议一致。此外，探索性分析显示女性参与者的SVV变异性、SEM和MDC₉₅较大，ICC较低，但本研究未设计为检验性别差异，且既往研究未发现显著统计学差异，可能源于VR系统的瞳距设计偏向男性标准、女性更易发生晕动病以及空间策略差异等因素。

**研究结论**
研究人员在健康成年人中的发现支持了Piscicelli等人先前提出的6-10次试验范围。VR-SVV有望增进对姿势控制和重力感知机制的理解。其解释还需仔细考虑垂直感知固有的变异性。