近日，首都医科大学附属北京同仁医院王宁利教授团队联合中国航天员科研训练中心李莹辉教授团队在Nature合作期刊npj Microgravity 发表题为“Quantitative ultrasound image assessment of the optic nerve subarachnoid space during 90-day head-down tilt bed rest“的研究论文。研究结果显示长期模拟失重可引起视神经鞘重塑，便携B超测量球后视神经蛛网膜下腔面积可作为监测航天飞行相关神经-眼综合征（SANS）发生发展的无创测量工具。

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首都医科大学附属北京同仁医院谢媛、傅楹迪为共同第一作者，首都医科大学附属北京同仁医院王宁利教授及中国航天员科研训练中心李莹辉教授为共同通讯作者。

研究内容

失重是航天飞行中特有的环境之一，由于人类一直生活在地球表面的重力环境下，人体的生理组织结构和生理机能已经适应了重力环境，所以当航天员进入空间轨道的微重力环境后，会发生一系列生理改变。国际空间站报道16~35%航天员发生视功能及眼部结构改变，如视盘水肿、远视漂移、视力下降等，称为航天飞行相关的神经-眼综合征(spaceflight-associated neuro-ocular syndrome ,SANS)，但其机制尚不明确。

视神经受到眼压和脑脊液压力双重作用，既往有研究发现发生SANS者返回后即刻腰穿颅内压仅为正常范围的高线。这可能有两个原因，首先由于缺乏可靠便携测量方法，仅能在飞行前后测量。另外，视神经是颅神经延续，颅内脑脊液与视神经鞘内脑脊液体积悬殊，因此长期失重体液转移至颅内，更易通过调节而适应。而视神经鞘内脑脊液增多则相对适应性弱，使得视神经鞘内脑脊液压力（optic nerve sheath pressure ,ONSP）增加，从而引起视神经鞘重塑扩张，因此我们提出测量视神经鞘改变可能是监测SANS发生发展的敏感指标。

既往已有研究团队利用MRI与经眶B超测量球后3mm视神经鞘直径评估失重环境ONSP改变，但由于机械指数及探头不一致、视神经鞘边界定义不清等导致结果不一致。本课题组克服以往研究不足，首先提出便携式经眶B超球后视神经鞘面积（the optic nerve subarachnoid space area，ONSSA)规范量化方法（图1），其组内一致性及组间一致性达到0.86(0.79,0.90)；0.95(0.92,0.96) 。

图1.视神经鞘深度及各组织层定义

深度起点为视盘与玻璃体视网膜界面交界处（红色倒三角）；两侧白色高信号区为蛛网膜下腔，黄色五角星围绕处即为球后3-5mm视神经鞘面积。

同时本研究纳入36 名男性志愿者，平均年龄 32.4(±5)岁，均严格完成了经典模拟失重模型90 天头低位卧床实验。研究发现头低位30天、60天、90天较平卧位球后3mm视神经鞘直径（图2a）、视神经蛛网膜下腔宽度(图2b)均增宽；视神经蛛网膜下腔面积扩张(图2d)，平均增加值分别为 0.44 mm2(95% CI: 0.13 -0.76 mm2，p = 0.001)、0.45 mm2(95% CI: 0.15- 0.75 mm2，p = 0.001)和 0.46 mm2(95% CI: 0.15 ー 0.76 mm2，p < 0.001)。以上参数在后恢复第2天ONSSA 立即恢复到基线水平。视神经在整个头低位期间均未增粗(图2c)。

图2. 头低位卧床30,60,90天和平卧位 2,7,14,30,90,180天志愿者视神经鞘复合体的变化

误差线表示平均值的 95% 置信区间。“ *”和 “ #”分别代表视盘后 3mm 和 5mm 处的 ONSD (a)、 OND (b)和 ONSSW (c) ，与后恢复180 天(R+ 180)相比显著增加。“ &”表示视盘后3-5mm的ONSSA (d)与R+ 180 相比显著增加。ONSD：视神经鞘直径， OND：视神经直径，ONSSW：视神经蛛网膜下腔宽度， ONSSA：视神经蛛网膜下腔横截面积。

图3. 视神经蛛网膜下腔面积在视盘后3-5mm (白色阴影区)的代表性图像

与平卧位 (d，h)比较，ONSSA在头低位30天 (a，e)、60天 (b，f)、90天(c，g) ONSSA 扩张。上图和下图分别表示右眼和左眼ONSSA。

研究结论

本研究提出了便携式经眶B超测量球后视神经鞘复合体的规范测量方法。通过前瞻性研究发现长期模拟失重引起球后视神经鞘持续扩张，提示长期失重体液头向转移可引起视神经鞘重塑、ONSP增高。便携式经眶B超测量ONSSA，提供了一种无创、便携、高分辨率的监测视神经鞘重塑及ONSP方法，目前已应用于我国空间站6次飞行任务中，为保障航天员视觉健康奠定基础，同时还可在临床中用于眼颅压力相关眼病发生、发展及治疗效果的随访。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38233425/