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Research in Vestibular Science > Volume 15(3); 2016 > Article
후반고리관 평면에 대한 비디오 두부충동검사와 경부 전정유발근전위의 비교

Abstract

Objective

Cervical vestibular evoked myogenic potential (cVEMP) is thought to be assessing the function of the saccule and inferior vestibular nerve. Therefore, cVEMP indirectly reflects the function of the posterior semicircular canal. Recently, the video head impulse test (vHIT) is considered as useful clinical tool to detect each semicircular canal dysfunction. Goal of this study was to evaluate and compare the results of cVEMP with posterior canal plane of vHIT (p-vHIT).

Methods

Retrospectively, we compared the results of cVEMP with p-vHIT in 43 patients who visited with dizziness. We analyzed the inter-test agreement of cVEMP with p-vHIT.

Results

Positive asymmetry of cVEMP was present in 37.2% (16/43), and no responses of both ears were identified in 16.3% (7/43). In p-vHIT analysis, unilateral positive was 27.9% (12/43), bilateral positive was 11.6% (5/43) and negative in both sides was 60.5% (26/43). The inter-test agreement between cVEMP and p-vHIT was 75.8% (25/33) as we considered even in lesion side. And, Fleiss’s kappa value showed a fair to good agreement (kappa value=0.559). In bilateral no response group (7 patients) in cVEMP, variable additional information could be obtained using p-vHIT.

Conclusion

cVEMP and p-vHIT showed relatively lower inter-test agreement than expected. But, p-vHIT could be easily performed, and give additional information for differential diagnosis.

서 론

전정성 어지럼의 유병률은 1년에 5% 정도로 알려져 있다[1]. 환자들은 명백한 회전성 어지럼을 경험하며 구역, 구토와 함께 안진이나 보행이상을 보이기도 한다. 이러한 전정성 어지럼을 유발하는 대표적인 전정 질환으로는 메니에르병, 전정신경염, 편두통성 어지럼증, 재발성 전정병증 등이 있다. 전정기관 중 상반고리관, 수평반고리관 및 난형낭(utricle)은 상전정신경의 지배를 받으며 후반고리관과 구형낭(saccule)은 하전정신경이 담당하는 것으로 알려져 있다. 양측의 전정말단에서 유발된 전기적 신호가 중간신경원 및 전정핵을 통해 효과기인 전정안반사(vestibulo-ocular reflex)나 전정척수반사(vestibulo-spinal reflex)로 반영되며 병변은 말단 전정기관부터 전정핵에 이르기까지 어디든 일어날 수 있다[2]. 이러한 환자들의 전정기능의 이상 여부를 평가하는 보편적인 검사법으로는 온도안진검사와 회전의자검사가 있다. 하지만, 이 검사들은 전정기관 중에서 수평반고리관을 자극하여 상전정신경 만을 평가하게 되므로 후반고리관이나 이석기관에 병변이 있는 경우 혹은 하전정신경에 국한된 병변이 있는 경우에는 환자의 질병의 양상을 반영하기 어려운 경우가 있다. 따라서 어지럼증 환자의 진단에 실용적이고 재현성 있는 이석기관과 하전정신경에 대한 평가 및 측별 진단이 가능한 평형기능검사법이 요구되어 왔고, 대표적으로 구형낭의 소리 자극에 대한 반응을 경부 근전위로 측정하는 경부 전정유발근전위(cervical vestibular evoked myogenic potential, cVEMP) 검사법이 많이 이용되고 있다. VEMP는 1992년 Colebatch와 Halmagyi에 의해 처음 기술 되었으며 그 이후 검사의 사용이 증가하여 어지럼증 검사 중 임상적으로 중요한 검사 방법으로 인정 받고 있다[3]. VEMP는 이석기관 및 상⋅하전정신경의 기능을 평가할 수 있는 방법으로 cVEMP와 더불어 외안근 전정유발근전위(ocular vestibular evoked myogenic potential, oVEMP)가 있으며 cVEMP가 전정척수반사를 통하여 구형낭과 하전정신경에 대한 평가가 가능한 반면에 oVEMP에서는 전정안반사를 통하여 난형낭 및 상전정신경에 대한 평가가 가능하다. 임상적으로 cVEMP는 온도안진검사의 결과가 명확하지 않아 병변 부위를 구별하기 어려울 때 이용되어 왔으나[4] cVEMP의 경우 이석기관 중 구형낭과 하전정신경의 기능을 선택적으로 확인할 수 있다는 점에서 연구 및 임상적으로 시행이 확대되고 있다[5-7]. 한편, 최근 들어 세반고리관의 기능을 개별적으로 평가 할 수 있는 전정기능 검사로 두부충동검사(head impulse test, HIT)가 많이 이용되고 있었다. HIT는 Halmagyi와 Curthoys [8]에 의해 처음 보고된 이래, bedside에서 간단히 전정안반사를 평가할 수 있는 유용한 검사 방법으로 시행되고 있으나[9] 최근까지 대부분 특별한 장비 없이 육안으로 관찰하는 방식으로 시행되어 정량적이고 객관적인 측정이 어려운 단점이 있었다. 정량적 계측을 위해서는 주로 연구 목적으로 사용되어 왔던 magnetic search coil이라는 침습적이고 복잡한 검사장비를 필요로 하였으나, 최근 비디오 두부충동검사(video head impulse test, vHIT)의 도입으로 정량적인 계측이 용이해지면서 그 이용이 활발하게 증가하고 있다[10,11]. 본 연구에서는 후반고리관과 하전정신경의 기능 평가를 위해 cVEMP와 후반고리관 평면의 vHIT (posterior semicircular canal plane of vHIT, p-vHIT)를 시행하고 두 검사의 유용성과 검사적 일치도를 비교 분석해보고자 하였다.

대상 및 방법

1. 대상

2013년 5월부터 7월까지, 3개월 동안 본원 이비인후과 어지럼증 클리닉으로 회전성 어지럼을 주소로 내원한 환자 중 cVEMP와 p-vHIT를 모두 시행한 43명을 후향적으로 분석하였다. 배제 기준으로, 중추성 병변의 환자 및 청력 저하를 동반한 환자는 분석에서 제외하였으며, 만성중이염이나 난청 등 이과적 과거력은 없었다.
환자들의 평균나이는 49.3세(범위, 12–69세)였고 남자 18명, 여자 25명이었다. 총 43명의 환자 중, 전정신경염(vestibular neuritis)이 28명(65.1%)으로 가장 많았으며, 메니에르병(Meniere’s disease) 5명(11.6%), 양측성 전정신경병증(bilateral vestibulopathy) 3명(7.0%), 양성 발작성현훈증(benign paroxysmal positional vertigo) 3명(7.0%), 전정성 편두통(vestibular migraine) 4명(9.3%)이었다. cVEMP 및 vHIT이 시행된 시기는 어지럼 발생 이후 전정신경염에서 3.75일(범위, 1–13일), 메니에르병 17.8일(범위, 2–46일), 양측성 전정신경병증 25.3일(범위, 10–45일), 양성발작성현훈증 5일(범위, 4–6일). 전정성 편두통 21.5일(범위, 7–39일)이었다. 메니에르병 환자들의 환측 순음청력역치는 12.7 dB (범위, 5.8–19.2 dB)로 모두 possible 메니에르병으로 진단된 환자들이었다.
전정신경염의 경우 (1) 1일 이상 지속되는 오심 혹은 구토를 동반한 회전성 어지럼; (2) 자발 안진을 보임; (3) 일측의 전정 기능의 저하(caloric test에서 Jongkee’s index 25% 이상의 canal paresis를 보이는 경우) 혹은 일측의 구형낭 또는 하전정신경의 장애(cVEMP에서 양이간 진폭차 비가 50% 이상인 경우); (4) 청력 저하 혹은 신경학적 징후가 없음을 기준으로 진단하였다.
메니에르병의 경우 American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery의 진단 기준에 따라 조직학적으로 확진된 certain 메니에르병, 중추 신경학적 징후를 동반하지 않는 20분 이상 지속되는 2회 이상의 재발성 어지럼, 이충만감, 이명감, 환측의 변독성 청력 손실이 청력검사에서 입증된 경우를 definite 메니에르병, definite과 동일하나 어지럼이 1회만 있는 경우는 probable 메니에르병, 객관적인 청력소실의 증거 없이 반복된 어지럼만 있다거나 주관적인 이과적인 증상이 있는 경우를 possible 메니에르병으로 진단하였다.
양측성 전정신경병증의 경우 온도안진검사에서 양측 각각의 속도가 모두 5o /sec 이하인 경우, 편측 두 수치의 합이 12o /sec 이하인 경우, 혹은 두부 충동검사에서 양측 모두 양성인 경우로 진단하였다.
전정성 편두통의 경우 (1) 5분에서 72시간 동안 지속되는 중등도 이상의 전정성 증상이 5회 이상 발생; (2) International Classification of Headache Disorder의 진단 기준에 따른 편두통의 병력; (3) 두통, photophobia, phonophobia, visual aura 중 1가지 이상의 증상이 전정성 증상의 50% 이상에서 동반; (4) 다른 진단을 배제하여 진단하였다.

2. 검사 방법

1) 경부 전정유발근전위(cervical vestibular evoked myogenic potentials)

cVEMP (Bio-logic, Navigator PRO, San carlos, USA)는 누운 자세에서 반대측으로 고개를 돌린 후 머리를 바닥으로부터 거상하여 흉쇄유돌근에서 측정하였다. 활성전극(+)은 흉쇄유돌근의 중앙 부분에, 비활성전극(–)은 동측 흉골 바깥 부분에, 접지 전극은 이마 가운데에 부착하였다. 95 dB nHL (normal hearing level)에서 500 Hz의 tone burst를 사용하여, p13–n23 complex의 진폭을 확인하였다. 진폭은 청력역치나 연령, 근긴장도 등에 의해 개인별로 절대치가 크게 변동 될 가능성이 있기 때문에 좌우 양쪽의 진폭을 비교한 양이간 진폭차 비(interaural amplitude difference ratio)를 이용하였다. 양이간 진폭차 비가 50% 이상인 경우 혹은 일측의 cVEMP의 진폭이 나타나지 않는 경우 양성, 양이간 진폭차 비가 50% 이하인 경우 음성, 양측의 진폭이 모두 나타나지 않는 경우 양측 무반응으로 판정하였다.
Interaural amplitude difference=Rt AmplitudeLt AmplitudeRt AmplitudeLt Amplitude×100%

2) 비디오 두부충동검사(video head impulse test)

환자들은 어두운 검사실에서 앉은 자세로 전방에 1 m 거리의 고정된 점을 응시 한 후 양측 수직 반고리관의 평면에 대하여 vHIT (ICS Impulse, Otometrics, Taastrup, Denmark)를 시행하였다. 모든 검사는 숙련된 1인의 검사자에 의해 시행되었다. 중앙을 기준으로 양측으로 45º 고개를 돌린 후 right anterior left posterior, left anterior right posterior 평면에 대하여 예측하지 못한 방향으로, 안에서 바깥쪽으로 고개를 돌리는 방법으로(outward HIT), 15º–20º 내로 20회씩 시행하였다(속도 100º–200º /sec, 가속도 2,000º–4,000º/sec). 안구 속도(eye velocity)를 두위 속도(head velocity)로 나누어 이득(gain) 값을 구하였고, 이와 동시에 안구 움직임의 영상을 기록하여 교정성 단속 운동(corrective saccade)의 유무를 확인하였다. 양성 판정 기준은 평균 이득 값이 0.7 이하 이거나, 교정성 단속 운동이 나타나는 경우로 정의하였다. Corrective saccade로는 머리의 움직임이 멈춘 후 발생하는 overt saccade와 함께 머리의 움직임이 멈추기 전에 나타나는 covert saccade를 모두 포함하기로 하였다.

3. 분석 방법

cVEMP와 p-vHIT의 측별 구분에 대한 일치도(inter-test agreement)는 Fleiss’s kappa value를 통해 확인하였다. 또한 cVEMP가 양측 무반응일 경우에, p-vHIT에서는 어떤 결과를 보이는지도 분석하였다.
Fleisss kappa value=Pr (a)Pr (e)1Pr (e)
Pr (a)=전체 환자 군에 대한  검사에서 일치한 결과를 보인 환자 군의 비율.
Pr (e)= 검사가 같은 결과를 나타  확률들의 .
Fleiss는 kappa value가 0.75 이상일 경우 excellent, 0.40–0.75이면 fair to good, 0.40 이하이면 poor inter-test agreement로 구분하였다[12,13].
통계처리는 Windows용 SPSS ver. 18.0 (SPSS Inc. Chicago, IL, USA), STATA ver. 14.0 (STATA Corp LP, College Station, TX, USA) 프로그램을 이용하여 분석하였고 p값이 0.05 미만인 경우를 통계학적으로 유의한 것으로 해석하였다.

결 과

총 43명 중 cVEMP에 양성이 16명, 음성이 20명, 양측 무반응이 7명이었다. 후반고리관 평면에 대한 vHIT (p-vHIT)는 일측 양성이 12명, 양측 양성이 5명, 양측 음성이 26명이었다. 그 중 한 환자의 경우 시행한 cVEMP에서 좌측에서 무반응, 우측에서 진폭이 290.13 uV로 확인되었고, p-vHIT 결과에서 평균 이득 값이 좌측 0.67, 우측 0.88으로 확인되어 좌측 후반고리관의 전정기능장애 혹은 좌측 일측성 하전전신경장애의 전형적인 경우를 확인할 수 있었다(Figure 1). cVEMP 결과에서 양측 무반응 및 p-vHIT에서 양측 양성 결과를 보이는 환자군을 제외하고, 병변의 측별 구분까지 고려한 cVEMP와 p-vHIT의 일치도는 33명 중 25명이 일치하여 75.8%를 보였으나(Table 1), Fleiss’s kappa value를 이용한 두 검사 간의 통계적 일치도는 fair to good의 수준으로 나타났다(kappa value=0.559). 하지만 이 중 cVEMP 양성인 환자 중에서 p-vHIT가 일측 양성으로 나온 환자들에 대한 일치도는 9명 중 8명이 일치하여 88.9%으로 exellent한 일치도를 확인 할 수 있었다(kappa value=0.781) (Table 2). 이 중, overt saccade만 나타나는 경우는 7명으로 평균 이득 값이 0.290, covert saccade만 나타나는 경우는 2명으로 평균 이득 값이 0.465, 둘 다 나타나는 경우는 8명으로 평균 이득 값이 0.470로 나타났다. Covert saccade를 보이는 경우 이득 값이 다소 높은 경향이 있었지만 통계적으로 유의하지는 않았다(Figure 2). cVEMP에서 양측 무반응이었던 7명을 살펴보았을 때, 7명 중 6명이 60세 이상으로 고령이었고, v-pHIT 양측 양성인 경우가 2명으로 모두 양측성 전정신경병증으로 진단받은 환자들이었다. 2명의 환자는 모두 vHIT에서 양측 6개의 반고리관 평면에 대하여 양성 소견을 보였으며 온도안진검사에서 양측에서 모두 안진이 유발되지 않는 모습이 관찰되었다. 또한 cVEMP와 함께 oVEMP에서도 양측에서 모두 반응을 보이지 않았다. 나머지 5명 중 3명의 경우 vHIT에서 양측 음성 소견, 2명에서는 일측 양성 소견으로 다양한 추가적인 정보를 얻을 수 있었다(Table 3).

고 찰

vHIT는 전정안반사를 통한 검사 방법으로서, vHIT는 현재까지는 주로 수평반고리관의 평가에만 이용되었으나, 최근 후반고리관의 평가에도 적극적으로 이용되고 있다. Macdougall 등[10]은 후반고리관 평면을 기준으로 vHIT를 시행, magnetic search coil와 비교 분석하여 높은 검사의 정확도를 보고하였다.
수평반고리관과 상반고리관은 상전정신경의 지배를 받으며 후반고리관은 하전정신경의 지배를 받는다. 따라서 vHIT를 통하여 세반고리관의 각 평면 및 상⋅하전정신경에 대한 측별 진단이 가능하다. 또한 cVEMP는 하전정신경의 기능을 잠재적으로 평가할 수 있으므로 vHIT의 결과와 같이 활용한다면, 하전정신경의 기능을 상호보완적으로 평가할 수 있다.
본 연구에서 cVEMP 결과에서 양측 무반응 및 p-vHIT에서 양측 양성 결과를 보이는 환자들을 제외하고 병변에 대한 측별진단을 고려하여 두 검사 간에 진단이 일치하는 경우가 75.8%으로 비교적 많은 환자에서 차이를 보였고, Fleiss’s kappa value 검사에서 fair to good의 일치도를 보이는 것으로 확인되었다. 그 중에서도 일치하는 환자들의 대부분이 양측 음성 결과를 보였기 때문에 두 검사에서 모두 양측 음성인 환자들을 제외하고, cVEMP 및 p-vHIT에서 모두 일측 양성인 환자들 사이에서의 일치도를 확인해 보았을 때 88.9% (kappa value=0.781)으로 상당히 높은 것을 알 수 있었다. 이러한 측별 진단의 검사 간 일치도의 차이는 cVEMP와 p-vHIT가 각각 구형낭을 통한 전정척수반사를 통해 나타나거나, 후반고리관을 통한 전정안반사를 통하여 나타나는 반응이기 때문에 병변의 위치에 따른 차이 이거나, 혹은 p-vHIT의 자극 주파수가 상대적으로 고주파이기 때문에 나타나는 차이로 생각된다. 이러한 점들을 고려할 때, p-vHIT는 후반고리관 및 하전정신경의 평가에 있어 cVEMP를 대체하는 검사로는 적절하지 않으나 두 검사를 같이 활용함으로써 상호 보완적으로 진단에 이용 할 수 있을 것으로 보인다.
또한, 본 연구에서는 cVEMP에 양측 무반응을 보이는 환자군이 43명 중 7명으로 비교적 많은 16.3%에서 cVEMP만으로 병변의 측별 구분이 불가능한 양상을 보였다. 양측 무반응을 보인 7명 중 6명이 60세 이상으로 고령의 환자들이었으며, 이전 보고들을 확인해 보았을 때 일반적으로 고령의 환자에서는 cVEMP 반응이 잘 나오지 않아[14,15], 병변의 측별 구분이 쉽지 않은 단점이 있었다. 이는, 대개 나이가 들수록 근수축력이 약해지고 과민성이 약해지기 때문에 나이가 많아질수록 VEMP의 역치는 높아지고 진폭은 감소하는 것이 원인으로 알려져 있다[16]. 본 연구에서도 7명의 양측 cVEMP 무반응 환자들은 cVEMP로 인한 측별 진단에 어려움이 있었지만 vHIT를 추가적으로 확인한 결과, p-vHIT 양측 양성이 2명으로 두 환자 모두 cVEMP와 일치하는 결과를 보였으며 이들은 모두 양측성 전정신경병증으로 진단 받은 환자들이었다. 나머지 5명 중 3명은 p-vHIT에서 양측 음성, 2명은 일측 양성으로 관찰되어 cVEMP에서 양측 무반응을 보인 환자군에서 p-vHIT를 통해 추가적 정보를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

결 론

본 연구에서 말초성 현훈 환자들에게 시행한 cVEMP와 p-vHIT는 검사 간의 통계적 일치도는 fair to good으로 예상보다 높지 않은 것으로 나타났다. 하지만, 말초전정기관의 이상을 동반하는 어지럼증 환자에서 병변의 측별 구분은 매우 중요한 의미를 가진다. 특히, 양측에서 cVEMP 무반응을 보이는 경우가 16.3%나 나타났고 그에 대한 p-vHIT에서는 다양한 결과를 나타내어 cVEMP에서 얻을 수 없었던 추가적인 정보를 확인 할 수 있었다. 따라서, p-vHIT와 cVEMP는 상호 보완적인 검사가 될 수 있을 것으로 생각되며 향후 다양한 질병군과 연령층에 대한 cVEMP와 vHIT의 비교 분석을 통해 이를 재확인 할 수 있을 것으로 생각된다.

CONFLICTS OF INTEREST

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Figure 1.
cVEMP and p-vHIT recordings of a patient with left unilateral inferior vestibulopathy. (A) No response in left cVEMP. Right cVEMP amplitude: 290.13 uV. (B) For rotations, which would activated this single canal, there is a clear reduction of eye velocity (green traces) during the head velocity stimulus (blue traces). The responses for all other canals were in the normal range. Left posterior plane gain value: 0.67. Right posterior plane gain value: 0.88. cVEMP, cervical vestibular evoked myogenic potential; p-vHIT, posterior canal plane of video head impulse test.
rvs-15-3-74f1.tif
Figure 2.
Gains of posterior canal plane of video head impulse test of who showed overt saccade or covert saccade or both. Overt saccade, 0.290±0.144; covert saccade, 0.465±0.262; both, 0.470±0.133. *p-value=0.088 (one-way analysis of variance test).
rvs-15-3-74f2.tif
Table 1.
Inter-test agreement between cVEMP and p-vHIT
p-vHIT results Right cVEMP (+) Left cVEMP (+) No asymmetry Total
Right p-vHIT (+) 4 0 0 4
Left p-vHIT (+) 1 4 1 6
Both (-) 2 4 17 23
Total 7 8 18 33

Positive cVEMP asymmetry was defined as above 50% of IAD ratio or no response in unilateral side. Positive p-vHIT was defined as gain below 0.7 or presence of corrective saccade. Gray boxes show inter-test agreement (75.8%). Kappa value=0.559.

cVEMP, cervical vestibular evoked myogenic potential; p-vHIT, posterior canal plane of video head impulse test; IAD, inter aural difference.

Table 2.
Inter-test agreement between cVEMP and p-vHIT of unilateral positive
p-vHIT results Right cVEMP(+) Left cVEMP(+) Total
Right p-vHIT (+) 4 0 4
Left p-vHIT (+) 1 4 5
Total 5 4 9

Positive cVEMP asymmetry was defined as above 50% of IAD ratio or no response in unilateral side. Positive p-vHIT was defined as gain below 0.7 or presence of corrective saccade. Gray boxes show inter-test agreement (88.9%). Kappa value=0.781.

cVEMP, cervical vestibular evoked myogenic potential; p-vHIT, posterior canal plane of video head impulse test; IAD, inter aural difference.

Table 3.
cVEMP, no reponses in both sides
Variable No.
Unilateral p-vHIT (+) 2
Bilateral p-vHIT (+) 2
Bilateral p-vHIT (-) 3

In cVEMP, no responses of both ears were identified in 7 patients.

In p-vHIT of this group, bilateral positive was 2 patients and negative in both sides was 3 patients.

cVEMP, cervical vestibular evoked myogenic potential; p-vHIT, posterior canal plane of video head impulse test.

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