(一)发病原因
已知Duane综合征是一种先天性眼球运动障碍性疾病，但其确切病因不明，无论何类型均不能用单一原因来解释。
(二)发病机制
1.解剖结构异常 即肌肉、筋膜发育异常。眼外肌及其筋膜的纤维化的原因可能是先天发育异常，也可能是生后肌肉鞘内出血(如产伤)后机化所致。
(1)外直肌为无弹性的纤维带所代替，故不能外转。内转时，内直肌收缩而外直肌不能相应地松弛，因而引起眼球向后退缩和睑裂变窄。
(2)肌肉附着点异常。Spicer发现1例上、下直肌附着点偏内，接近内直肌，Bahr发现1例内直肌附着点距角膜缘12mm。国内有人报道2例Duane综合征患者的内直肌上端距角膜缘分别为4.0mm和3.5mm，显著靠前;外直肌肌止端距角膜缘均为7.5mm，明显远离角膜缘。Tracher-Callins则认为是眼球筋膜与眼眶筋膜间的韧带缺损。Gobin在67例Duane综合征手术中，发现23例有异常纤维条索、肌肉附着点异常及内直肌纤维变性，并认为内直肌弹性差是造成外转受限的原因。可以应用纤维化的原因解释其临床特点。内直肌收缩时，由于外直肌为纤维条索所代替，致使不能同时弛缓，造成二者一齐牵拉眼球向眶内退缩，而睑裂缩小乃是由于眼球后退、眼睑失去支持的结果。但手术中并未发现所有的病例都有纤维化改变，因而不能解释所有病例，而且也无法解释眼球后退时的上转与下转现象。
(3)眶尖与球壁间有异常纤维带连接，限制了眼球的运动。
2.周围神经支配异常 近年来，肌电图(EMG)的研究认为病眼外直肌的异常神经支配是所有Duane眼球后退综合征的病因，并用以解释其全部临床表现。
Breinin用EMG研究此综合征发现病眼受第Ⅲ神经的异常支配，当其内转时内、外、上、下直肌及下斜肌同时有神经冲动，以致引起这些肌肉的共同收缩，而上、下直肌的作用可以互相抵消，下斜肌的作用使眼球内转时合并上转。眼球后退的解释是，当内直肌收缩时，外直肌也同时收缩，以致牵拉眼球向眶内退缩，上、下睑因失去支持而使睑裂变小。因此，此综合征的一系列体征皆可用神经的异常支配(错位神经供给)来解释。国内于秀浚用EMG检查Ⅰ型时发现，在外直肌外转时EMG波幅只100??V，当病眼内转时，外直肌却有较强的收缩放电，波幅达280??V，说明当第Ⅲ脑神经支配的内直肌兴奋收缩时，外直肌也兴奋收缩，下斜肌也有兴奋，故使眼球上转。治疗时将下斜肌切断后，病眼内转时上转症状消失。同时检查31例Ⅱ型本综合征病例，发现内、外直肌皆有200??V的放电，说明第Ⅲ脑神经也异常地支配了外直肌，致使病眼内转时外直肌也放电，且放电强度与内直肌相等。另外，本综合征患者的临床病理解剖也支持神经支配异常学说。Hotch-kiss对确诊的双侧眼球后退综合征患者进行临床病理研究，发现双侧均无展神经核及神经;而在眶内睫状神经节处动眼神经分为两支，其中一支再分成小支，有几个小支进入外直肌的下方内侧。由动眼神经支配的外直肌局部显示出健全的肌肉束，其余部分呈纤维变性。还有人在尸检中发现本征患者无展神经及展神经核发育不全。关于眼球后退综合征内转眼急速上转和急速下转的机制近年来已被澄清，经EMG证明，内直肌和上直肌之间存在异常的神经支配，引起内转时上转，然而它不能解释内转眼位时合并下转的现象。最近有些学者指出，眼球试图内转时，内、外直肌同时兴奋。引起紧张的外直肌在眼球上滑动，致使内转时产生急速上转和急速下转现象。Simonsz用CT扫描进一步证实眼球向上和向下注视时，水平直肌没有明显的垂直运动，而是外直肌在眼球上滑动。Magoon等人为证实这一发现，对眼球后退综合征患者的垂直直肌和下斜肌内注射利多卡因，观察发现对眼球的急速上转和急速下转没有限制作用，然而，当注射外直肌后，急速上转和急速下转现象消失(图1，2)。
3.中枢神经异常 近年来一些作者应用眼电图(EOG)、眼震电图(ENG)对眼球后退综合征患者的扫视运动、跟踪运动，视动性眼震和前庭-眼反射进行检查，证实本征可能为脑神经系统运动中枢机制异常所致。Gourdeau等对5例单侧Ⅰ型患者用EOG进行眼运动定量检查发现，病眼和健眼有异常的扫视速度，4只病眼的3只前庭-眼反射、视动性眼震有显著的不对称。因而提示本征原发于脑神经系统的异常。
国内有人应用ENG对6例(Ⅰ型5例、Ⅲ型1例)单侧眼球后退综合征检查发现垂直扫视两眼对称，水平扫视病眼幅度小于健眼，且病眼的全部及健眼的4/6出现视测障碍，这是一种有价值的中枢征候，临床上应考虑小脑及脑干的病变。水平、垂直跟踪运动均紊乱，而垂直跟踪为双侧枕叶控制，说明双侧枕叶均有异常。视动性眼震和前庭-眼反射在正常情况下，当转鼓与转椅向右和向左转时引出对称的右向相和左向相眼震，本征病眼有不对称的视动性眼震和前庭-眼反射。关于中枢异常的确切定位尚不清楚，有人认为是核上性损害，Huber则指出这种核上性缺陷位于内侧纵束连接处，亦有人认为是脑桥的缺陷。Gourodeau等认为是运动前庭结构的脑神经系统异常，并提出对前庭核、内侧纵束和旁中脑桥网状结构作进一步的病理研究是必要的。有人指出这种发育缺陷可能与发生学和环境有关，可能与母体在孕期前几个月接触一种能造成婴儿畸形的镇静剂有关。
4.遗传 约有10%的患者有家族史，其遗传方式为常染色体显性遗传，曾有人报道一家3代5人患此病，但大部分病例为散发性。文献中报道眼球后退综合征患者的染色体有异常，较多为16和22号染色体有改变。除眼部异常外，可伴有身体其他系统的先天畸形，如牵牛花综合征、小眼球、视神经发育不全、宽眶距等。
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