一种新型虚拟现实杆与盘测验评估视觉依赖性的有效性、可靠性与精确度

为什么我们的“正上方”感觉很重要

无需思考就能保持直立是大脑的静默奇迹之一。为了保持平衡，我们不断融合视觉、内耳感受以及肌肉和关节的反馈。当这一系统出现问题时，像超市过道或繁忙街道这样的日常场景就可能引发头晕或不稳。本研究探讨了一种新的测量方式——使用虚拟现实（VR）——来评估我们在感知直立时对视觉的依赖程度，并检验这种高科技方法是否足够准确和一致，以帮助有平衡问题的人群，包括关节过度活动者。

用于复杂感觉的简单测验

研究人员常用一种经典方法称为杆与盘测验来研究平衡。受试者注视前方的一根直线（“杆”），背景是一片点阵。有时点阵静止，有时点阵旋转，欺骗视觉使人感觉自己倾斜。任务很简单：旋转杆直到它感觉完全垂直。背景运动对被试答案的影响越大，说明其视觉依赖性越高，也就是在感受直立时更依赖视觉而非内耳或躯体感觉。高度的视觉依赖与头晕、跌倒以及扰乱平衡的疾病有关联。

把实验室搬进头戴设备

传统的杆与盘测验通常在受控的实验室里用台式电脑运行，这使其难以在床边、空间有限的门诊或家庭中使用。研究团队开发了该测验的VR版本，在轻便的独立头戴设备上运行。戴上头显后，受试者再次看到被点阵包围的杆，点阵可以静止或旋转。他们用手柄调整杆直到感觉垂直。VR 有几个吸引人的优点：它能模拟与电脑版相同的观看距离，更容易在不同头位下使用，并且最终可以作为数字医疗的一部分支持远程评估。

将 VR 与传统标准进行对比

研究招募了30名成年人，其中一半有症状性关节过度活动——这类情况常与平衡欠佳和频繁跌倒相关。所有人都完成了传统电脑版和新VR版两种测验，在三种头位下进行：正向、向左转45度和向右转45度。研究团队提出了三个问题。第一，两种方法在视觉依赖评分上是否相似？第二，健康受试者若在一周后重复同一测验，得分是否大致相同（重测信度）？第三，得分发生多小的变化我们可以信赖为真实变化，而非测量噪声？

数据真正告诉我们的是什么

总体而言，VR 与电脑测验之间的相关性仅为弱到中等。换言之，在电脑上表现出较高视觉依赖的人，并不总是在VR上呈现相同程度的依赖，只有在头向左转时，这两者的匹配稍好一些。当健康参与者在一周后重复测验时，VR版的得分在两次之间波动较大。即便是作为参考广泛使用的电脑测验，其重复性也只有从差到中等。然而，两种系统在另一层面上都相当精确：角度上的随机误差较小。电脑测验上，略超1度的变化很可能代表真实改变；而VR约为2度。包括关节过度活动者在内的参与者普遍耐受VR 良好，报告的晕动症程度较低。

这对患者和临床医生意味着什么

研究表明，基于VR的杆与盘测验是可行的，并大致反映了与传统电脑版相同的直立感知基础，但尚不能直接替代现有方法。对于平衡系统相对正常的人，两种方法都难以给出完全一致的分数，且当前VR工具噪声略大。与此同时，误差的实际幅度很小——小于健康人和严重平衡障碍患者之间通常观察到的差异。眼下，临床与研究工作者应对小幅得分变化持谨慎态度，关注变化是否足够大才具有意义。通过进一步改进，尤其是在平衡障碍更明显的人群中，VR 测验有望成为将复杂平衡评估从实验室带到日常护理中的实用手段。

引用: Wang, Y., Alexander, C.M. & Strutton, P.H. Validity, reliability and precision of a novel virtual reality rod and disk test to assess visual dependence. Sci Rep 16, 14627 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45536-8

关键词: 视觉依赖, 虚拟现实, 平衡障碍, 主观视觉垂直, 关节过度活动