Abstract
- Benign paroxysmal positional vertigo (BPPV) is the most common cause of positional vertigo and nystagmus. Direction-changing positional nystagmus (DCPN), which refers to the change in the direction of nystagmus with different head positions, is a well-known characteristic of horizontal semicircular canal BPPV. The supine head roll test is commonly used to diagnose horizontal canal BPPV. However, persistent geotropic DCPN observed during this test cannot be explained by conventional mechanisms of canalolithiasis or cupulolithiasis. The concept of a “light cupula” has been proposed to account for this unique nystagmus. In this review, we summarize the historical background, clinical features and diagnostic methods, presumed mechanisms, and treatment approaches of the light cupula phenomenon based on the available literatures up to date.
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Keywords: Dizziness; Positional vertigo; Semicircular canal; Nystagmus; Light cupula
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중심단어: 어지러움, 두위현훈, 반고리관, 안진, 가벼운 팽대부마루
서 론
양성돌발두위현훈(benign paroxysmal positional vertigo)은 자세유발 어지럼증과 안진을 일으키는 가장 흔한 원인이다. 방향변환성두위안진(direction-changing positional nystagmus)은 자세에 따라 유발 안진의 방향이 바뀌는 것으로, 이는 수평반고리관(horizontal semicircular canal) 양성돌발두위현훈에서 관찰되는 중요한 특징으로 널리 알려져 있다. 수평반고리관 양성돌발두위현훈을 진단하기 위해 주로 누워머리돌리기검사(supine head roll test)가 사용된다. 앙와위에서 고개를 30° 정도 숙인 상태에서 우측 또는 좌측으로 돌리면 수평반고리관이 지면과 수직을 이루어 이석에 대한 중력의 영향을 최대화할 수 있다. 이 검사 시행 시 안진의 양상은 크게 두 가지로 나타날 수 있다. 좌, 우측 자세에서 모두 안진의 방향이 지면을 향하는 향지성(geotropic), 또는 그 반대 방향을 향하는 원지성(apogeotropic) 안진이 그것이다.
현재까지의 이해로는, 수평반고리관에 부유 이석(free-floating otoconial debris)이 존재하는 것으로 설명되는 반고리관결석증(canalolithiasis)에서 부유 이석이 존재하는 위치에 따라 향지성 또는 원지성 방향변환성두위안진이 나타날 수 있다. 즉, 수평반고리관 후완(posterior arm)에 부유 이석이 있는 경우 향지성 방향변환성두위안진이 나타나고, 수평반고리관 전완(anterior arm)에 부유 이석이 있는 경우 원지성 방향변환성두위안진이 나타나는 것으로 여겨진다. 이 때 관찰되는 안진은, 머리를 돌린 후 이석 잔해가 뒤따라 움직이며 내림프를 유동시키므로 잠시의 잠복기(latency) 후에 나타난다. 이후 약 30초–1분 이내에 유동이 멈추면서 안진도 사라지는 양상을 보이는데, 이는 일시적인(transient) 향지성/원지성 방향변환성두위안진으로 알려져 있다. 반면, 팽대부마루(cupula)에 이석이 부착하여 발생하는 것으로 이해되는 팽대부마루결석증(cupulolithiasis)에서는 중력에 의한 팽대부마루의 즉각적인 구부러짐 현상으로 안진의 잠복기가 더 짧게 나타난다. 또한, 이러한 경우 안진은 1–2분 이상 지속되는 지속성 원지성 방향변환성두위안진으로 나타난다(Table 1).
그러나 누워머리돌리기검사에서 유발되는 지속성 향지성 방향변환성두위안진은 기존의 반고리관결석증 또는 팽대부마루결석증 메커니즘으로는 잘 설명되지 않는다. 이러한 특별한 안진은, 기전적으로 수평반고리관 팽대부마루가 중력 반대 방향으로 편위되어 발생한다고 여겨진다. 가벼운 팽대부마루(light cupula)는 바로 이러한 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 설명하기 위해 제안된 개념이다. 본 리뷰에서는 현재까지 보고된 문헌들을 참고하여 가벼운 팽대부마루 현상의 역사, 임상 양상 및 진단방법, 추정 메커니즘, 그리고 치료 등에 대하여 정리해 보고자 하였다.
본 론
1. 가벼운 팽대부마루 개념의 역사
가벼운 팽대부마루 개념의 기원은 체위성알코올안진(positional alcohol nystagmus, PAN)에서 찾아볼 수 있다. 이것은 알코올 섭취 후 지속적인 방향변환성두위안진이 발생하는 현상으로, Aschan 등[1]에 의해 1956년에 처음으로 기술되었으며 1965년과 1974년 Money 등[2,3]이 후속 연구를 통해 체위성알코올안진 현상에 대한 추가적인 설명을 제공하였다. 알코올을 섭취한 후, 비중이 0.79인 에탄올이 혈류로부터 내림프보다 팽대부마루에 더 빨리 확산되고 그것이 잠시 동안 팽대부마루의 밀도를 내림프의 밀도보다 낮아지게 할 수 있어 이로 인해 가벼운 팽대부마루 상태에서는 지속적인 향지성 방향변환성두위안진(PAN-I)이 발생하고(Fig. 1), 혈중 알코올 농도가 떨어지면 반대로 확산되었던 알코올이 팽대부마루에서 내림프보다 먼저 제거되어 주위의 내림프보다 무거운 팽대부마루 상태가 되어 지속적인 원지성 방향변환성두위안진(PAN-II)이 발생하는 것으로 추정하였다.
이후 2001년에 Shigeno 등[4]은 가벼운 팽대부마루라는 개념을 제안하였다. 2004년에는 Hiruma 등[5]이 지속적 방향변환성두위안진을 보이는 환자들이 누운 자세에서 약 20°–30° 머리를 돌린 지점과 그로부터 180° 회전한 지점에서 안진이 사라지는 영점(neutral point)을 관찰하였고, 이러한 현상이 가벼운 팽대부마루 또는 무거운 팽대부마루(heavy cupula)를 가정해야 잘 설명됨을 보고하였다[5]. 이후 2014년과 2015년 Kim 등[6,7], 2016년 Ichijo [8]가 유사한 가벼운 팽대부마루와 무거운 팽대부마루 사례들을 모아 보고하여 가벼운 팽대부마루 개념에 대한 연구자들의 관심을 불러 일으켰다. 최근에는 2023년에 Peng 등[9]은 그동안 보고된 것 중 최대 규모인 189명의 가벼운 팽대부마루 환자의 임상 양상을 분석하기도 하였다. 2023년 5월을 기준으로, PubMed (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/)에서 가벼운 팽대부마루(light cupula)를 검색어로 하여 검색되는 영문으로 출판된 문헌의 개수는 총 43개로, 2014년을 기점으로 최근 10여 년간 연구자들의 꾸준한 관심의 대상이 되고 있는 것을 확인할 수 있다(Fig. 2).
2. 가벼운 팽대부마루 환자의 임상 양상 및 진단방법
가벼운 팽대부마루 환자들의 일반적인 증상은 자세 변화와 관련된 현훈이다. 그리고 서론에서 기술한 바와 같이, 가벼운 팽대부마루 환자는 누워머리돌리기검사에서 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 보이는 것이 특징이다. Fig. 3처럼 팽대부마루가 내림프에 비해 밀도가 낮은 상황을 가정하면 이러한 안진이 잘 설명된다. 팽대부마루와 내림프 간의 비중 차이에 의한 지속적인 팽대부마루의 구부러짐 현상은, 상반되는 경우인 무거운 팽대부마루 상태에서도 발생할 수 있다. 수평반고리관 팽대부마루 결석증 역시 이석이 팽대부마루에 부착되어 무거운 팽대부마루 상태가 되는 상황으로 이해할 수 있다. 이처럼 가벼운 팽대부마루와 무거운 팽대부마루에 의한 방향변환성두위안진은 모두 일시적인 방향변환성두위안진에서보다 안진의 잠복기가 짧고, 안진이 1–2분 이상으로 더 오래 지속된다는 특징이 있다.
가벼운 팽대부마루 또는 무거운 팽대부마루에서 관찰되는 또다른 공통점은 영점(null point), 혹은 null plane, zero plane, neutral point, neutral position 등 다양한 용어로 알려진, 머리를 좌우로 돌릴 때 안진과 어지러움이 사라지는 특정한 평면의 존재이다. 영점을 이해하기 위해서는 측두골 내에서 수평반고리관과 팽대부마루의 축 방향에 대한 해부학적 이해가 필요하다. 근래까지도 해부학적 이해에 대한 오해와 수정이 문헌 상에서도 발견되지만[10,11], 현재까지의 이해로는 수평반고리관의 전방부는 수평면에 대해 약 30° 정도 상방을 향해 기울어 있으며, 수평반고리관의 팽대부마루의 축(axis)은 시상면(sagittal)에 대해 바깥쪽(lateral)을 향해 20°–30° 정도의 각도를 가지고 정렬되어 있고 팽대부마루의 윗부분은 팽대부 벽에 붙어있다(Fig. 4) [7,12]. 따라서, 병변 측 수평반고리관의 팽대부마루 축은 앙와 자세에서 이환 측으로 머리를 20°–30° 회전하면 중력과 평행해지기 때문에 팽대부마루 구부러짐이 사라져 안진이 멈추며, 이 지점 양쪽에서 안진의 방향이 뒤바뀌게 된다(Fig. 3). 이는 가벼운 팽대부마루의 병변 방향 결정에 중요하다.
2015년 Kim 등[7]은 머리숙임-젖힘검사(bow and lean test)를 통해 동일한 목적을 달성할 수 있음을 제안하였다(Fig. 4). 똑바로 앉은 자세에서 수평반고리관은 전방부가 30°가량 들려 있으므로, 가벼운 팽대부마루 환자의 병측 팽대부마루는 팽대부반대방향(ampulofugal)으로 구부러짐을 일으켜 병변 반대쪽으로의 안진을 일으킬 수 있다. 이때, 고개를 약간 숙여주면, 수평반고리관이 지면과 평행해지며 첫 번째 영점이 나타날 수 있다[7]. 똑바로 앉은 상태에서 고개젖힘자세(leaning position)를 취하면, 머리의 위치는 약 30° 정도 고개를 숙인 앙아위와 유사하다. 따라서 고개젖힘자세에서 머리를 좌우로 돌리면 가벼운 팽대부마루 환자에서는 지속적인 향지성 방향변환성두위안진을, 무거운 팽대부마루 환자에서는 지속적인 원지성 방향변환성두위안진을 관찰할 수 있다. 또한, 병측으로 약간 고개를 돌린 상태에서 두 번째 영점이 나타나게 된다. 마찬가지로 앉은 상태에서 머리를 앞으로 숙이는 고개숙임자세(bowing position)에서 머리를 좌우로 돌릴 때에도 가벼운 팽대부마루 환자에서는 지속적인 향지성 방향변환성두위안진을, 무거운 팽대부마루 환자에서는 지속적인 원지성 방향변환성두위안진을 관찰할 수 있다. 또한, 병측으로 약간 고개를 돌린 상태에서 세 번째 영점이 나타나게 된다.
이처럼 가벼운 팽대부마루 또는 무거운 팽대부마루를 가정하면, 이론적으로 영점이 아닌 모든 다른 자세에서 지속적인 안진이 나타날 수 있다. 예를 들어, 똑바로 앉은 자세나 누운 자세에서도 안진이 나타나며, 이것을 진단과 병변 방향 결정에 참고할 수 있다. Fig. 3과 4는 우측 가벼운 팽대부마루 환자가 누운 자세에서는 좌측을 향하는 안진이, 고개를 숙인 자세에서는 우측을 향하는 안진이 관찰됨을 보여준다. 또한, 누워머리돌리기검사 시 양측 안진의 세기는, 병변 측으로 돌릴 때 팽대부마루의 팽대부 방향(ampullopetal) 구부러짐을 일으켜 흥분성 반응을 일으키므로, Ewald 제2법칙에 따라 병변 측이 더 강한 세기의 안진을 보인다.
한편, 위에서 살펴본 것처럼 체위성알코올안진 현상은 가벼운 팽대부마루 개념의 기원이 되는 단서를 제공하였다고 볼 수 있지만, 영점의 관점에서는 가벼운 팽대부마루와 차이를 가진다. 이론적으로 일측만 이환된 가벼운 또는 무거운 팽대부마루의 경우, 정상 측 수평반고리관의 팽대부마루는 주위를 둘러싼 내림프와 비중이 같아서 중력의 영향을 받지 않는다. 그러나 체위성알코올안진에서는 양측 팽대부마루의 비중이 동시에 변하여 중력의 영향을 받으므로, 똑바로 눕거나 엎드린 자세에서 양측의 영향이 상쇄되어 안진이 나타나지 않을 것으로 추정된다는 차이가 있다(Fig. 1).
이상에서 살펴본 특성들을 종합할 때, 수평반고리관의 가벼운 팽대부마루는 다음과 같은 기준으로 진단이 가능하다. (1) 지속적 자세유발 현훈이 있으면서, 누워머리돌리기검사에서 1분 이상 지속되는 향지성 방향변환성두위안진을 보이며, 안진은 잠복기가 거의 없으며 피로 현상(fatigability)을 보이지 않는다. (2) 영점을 확인할 수 있다. (3) 영점이 나타나는 측이 이환 측이 된다. (4) 중추신경계 이상을 가지지 않는다[6,8,13-15].
2014년 Kim [6]의 연구에 따르면, 이러한 가벼운 팽대부마루의 빈도(incidence)는 약 1.5년 동안 388명의 전체 양성돌발두위현훈 환자의 4.9%, 전체 방향변환성두위안진 환자의 9.4%, 그리고 향지성 방향변환성두위안진 환자에서는 14.2%를 차지했다고 보고되었다. 또한, 가벼운 팽대부마루의 자연 경과는 일반적인 수평반고리관 이석증의 자연 경과보다 회복에 더 오랜 시간이 필요하다고 알려져 있다. 2018년 Kim과 Hong [16]의 연구에 따르면, 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 가진 환자 65명을 치료군(n=35)과 비치료군(n=30)으로 나누어 추적한 결과, 양 군 간에 안진의 소실이나 증상의 소실까지 걸리는 기간에 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 또한 진단일로부터 안진의 소실까지 걸리는 기간은 대략 8일 이상으로, 이는 기존의 수평반고리관 이석증 환자들의 자연 경과로 보고된 4.7±3.9일(반고리관결석증) 및 4.4±5.0일(팽대부마루결석증)보다 더 긴 시간이다[17].
3. 메커니즘
가벼운 팽대부마루의 메커니즘에 대해서는 여전히 명확하지 않지만, 일반적으로 전정기관의 문제로 발생하는 것으로 생각된다[18,19]. 대체적으로 아래와 같은 메커니즘들이 제안되었다.
1) Lighter cupula theory
Lighter cupula theory는 팽대부마루의 밀도가 감소되었다는 가설이다. 앞서 살펴본 체위성알코올안진(PAN-I)은 바로 이 기전에 기인한다고 여겨져 왔다[2]. 예를 들어 우측이 이환된 경우, 우측 귀를 아래로 한 위치에서 우측 팽대부마루의 밀도가 내림프의 밀도보다 낮기 때문에 부력이 유모세포 섬모(cilia)들을 운동섬모(kinocilium) 방향으로 휘어지게 하여 우측 수평반고리관을 흥분시킨다. 반면, 왼쪽 귀를 아래로 한 위치에서는 부력이 우측 수평반고리관의 섬모를 운동섬모 반대 방향으로 휘어지게 하여 우측 수평반고리관을 억제한다. 두 자세 모두에서 안진의 방향은 지면 쪽을 향하게 된다(Fig. 3). 이러한 가벼운 팽대부마루 이론은, 이후 1974년 Money와 Myles [3]의 연구에서 heavy water (deuterium oxide) 섭취 후 무거운 팽대부마루가 유도될 수 있다는 관찰로 지지를 받았다. 1989년 Shigeno 등[20]은 고양이와 토끼를 이용한 동물 실험에서 내림프보다 각각 낮거나 높은 비중의 용액을 고실내에 주입하여 지속적 향지성 또는 원지성 방향변환성두위안진이 유발됨을 확인하였고, 조직학적 분석에서는 정원창과 팽대부마루 근방에서 호산성 물질의 침착을 확인하여, 주입된 물질이 정원창을 통해 중이에서 외림프를 통해 팽대부마루에 축적되었다고 추측하였다.
1965년 Money 등[2]의 연구에서는 고양이의 특정 반고리관을 제거하거나 억제한 경우, 알코올을 섭취한 후 체위성알코올안진이 나타나는지 관찰하였다. 고양이의 머리를 위나 아래로 고정한 상태에서 알코올은 양측 팽대부마루에 동시에 영향을 주고 상쇄되어 체위성알코올안진이 발생하지 않지만, 한쪽 반고리관을 제거하거나 억제한 경우에는 수평의 체위성알코올안진이 발생하였고, 양측 수평반고리관을 억제한 경우에는 어떤 자세에서도 수평 방향의 체위성알코올안진은 관찰되지 않았지만 수직이나 회선 성분의 체위성알코올안진은 여전히 관찰되었다고 하였다. 2011년 Tomanovic과 Bergenius [11]의 연구에서 양측 미로절제술 환자에서는 체위성알코올안진이 유도되지 않으며, 한쪽 미로절제술 환자에서 한 쪽 가벼운 팽대부마루에 합당하는 체위성알코올안진이 재현되었다. 한편, 내림프낭(endolymphatic sac)에서 발견되는 sulfated proteoglycan은 팽대부마루에서 합성되어 내림프로 분비되는 것으로 보고되어 있는데, 2006년 Bergenius와 Tomanovic [10]은 이러한 대분자의 항상성 변화가 내림프에 대한 팽대부마루의 상대적 비중을 변화시킬 것이라고 제안하였다. 2015년 Seo 등[21]은 난치성으로 6개월 이상 지속적 향지성 방향변환성두위안진을 보이는 돌발성 감각신경성난청 환자를 수평반고리관 폐쇄(plugging) 수술로 치료한 사례를 보고하였는데, 난치성 가벼운 팽대부마루의 원인이 팽대부마루의 비가역적 형태 변화(enlarged cupula)였을 가능성을 제안하였다.
2) Heavier endolymph theory
이 이론은 미로출혈이나 내이의 저관류 또는 염증반응이 야기하는 급성 내이손상에 의해 내림프의 비중이 증가할 수 있다고 가정한다[6]. 2011년 Hiruma 등[13]은 성상신경절차단술(stellate ganglion block) 이후 가벼운 팽대부마루가 발생한 환자를 보고하면서, 성상신경절차단술 이후 척추동맥에서의 증가된 혈류가 내이 저관류를 야기하고 내이의 밀도나 점성의 변화를 이끌었을 것이라고 제안하였다. 2014년 Kim 등[22]과 여러 문헌[23,34]에서 돌발성난청과 현훈을 보이는 일부 환자에서 지속적인 향지성 방향변환성두위안진이 나타난다는 관찰을 기반으로, 혈관-내이 장벽(blood-labyrinthine barrier)의 손상에 따른 혈장단백질의 내이 림프액으로의 유출이 내림프의 비중을 증가시킬 수 있다고 추측하였다. 이 가설은 지속적인 향지성 또는 원지성 방향변환성두위안진이 시간에 따라 서로 변환되어 관찰되는 사례들에 대한 보고와 함께 지지를 받았는데, 내림프 항상성의 과보상에 따른 것이라고 가정하였다[25].
‘Heavier endolymph’ 이론에 대해서는 다음과 같은 두 가지 비판이 있는데, (1) 급격한 증상 발현과 짧은 임상 경과를 내림프의 비중 변화만으로 합리적으로 설명할 수 없다는 것과, (2) 가벼운 팽대부마루의 경우 대부분 수평반고리관이 유일하게 영향 받는 반고리관이라는 점이다. 그러나 가벼운 팽대부마루가 돌발성난청[22]이나 뇌수막염[26]과 연관되어 있을 때, 현훈은 대개 청력 저하나 뇌수막염 증상의 발생보다 수 시간에서 수일 후 발생하는 것으로 보고되었고, 이것은 전정 내림프의 비중이 상승하는 데 시간이 걸리기 때문이라고 추측된다. 또한, 가벼운 팽대부마루 환자에서 현훈이나 안진이 사라지기까지의 시간도 8일–2주가 걸리는 것으로 보고되는데[6,16], 이것은 치료하지 않은 수평반고리관 반고리관결석증이나 팽대부마루결석증의 자연 경과보다 훨씬 긴 시간이다[17]. 두번째 비판과 관련해서, 내림프액은 내림프막으로 연결되어 있는 내이 기관들 내에서 순환하므로, 만약 ‘heavier endolymph’가 기저의 메커니즘이라면 이러한 현상이 3개의 반고리관들과 이석기관에서도 나타나야 한다는 것은 합리적인 비판이다. 비록 최근에 가벼운 팽대부마루가 이환된 측의 3개의 반고리관 모두를 포함한 사례도 보고되었지만[27], 이전의 모든 보고에서는 주로 수평반고리관을 침범한 사례만을 보고하였다. 가벼운 팽대부마루에서 수평 안진이 우세하게 나타나는 이유에 대해, 안진의 수직과 회선 성분이 수직반고리관의 흥분과 억제에 의해 합쳐지거나 상쇄되기 때문일 것이라는 추측이 있다[6,27]. 한편, 중력에 대한 수직반고리관 내의 팽대부마루의 정확한 배열이 아직 확실하게 알려지지 않아 추가적인 연구가 필요하다. 1965년 Money 등[2]의 동물 연구에서 양측 수평반고리관을 비활성화했을 때 체위성알코올안진의 수평 성분은 관찰되지 않았으나 수직과 회선 성분이 여전히 존재하였다는 결과를 보였으며, 2004년 Hiruma와 Numata [5]는 가벼운 팽대부마루에서 안진의 수직과 회선 성분은 감추어진다고 추측하였다.
3) Light debris theory
Light debris 이론은 내림프보다 비중이 가벼운 입자가 수평반고리관의 팽대부마루에 부착되어 팽대부마루를 가볍게 만든다는 가설이다[8,10,18,28,29]. 대부분의 가벼운 팽대부마루 환자에서 방향변환성두위안진의 수평 성분이 우세한 점이나, 자세 변환 현훈이 급격한 발병을 보이는 점, 그리고 주로 한 측만 이환된다는 점, 그리고 어지러움과 안진이 대부분 시간에 따라 잘 호전된다는 점은 이러한 가설에 잘 부합한다. 이 이론에 기반하면, light debris가 팽대부마루의 난형낭 쪽(utricular side)에 부착되었는지 혹은 반고리관 쪽(canal side)에 부착되었는지에 따라 임상 특징이 다를 수 있다는 설명도 가능하다. 이러한 light debris의 후보 물질은 여러가지가 제안되었는데, (1) 내림프 내에서 퇴행되고 부어올라 가벼워진 염증성 세포들이거나, (2) 이석 부스러기로부터 화학반응을 통하여 만들어진 것 등으로 추론되기도 한다[13,29,30]. 일부 환자에서 원지성 방향변환성두위안진이 향지성 방향변환성두위안진으로 바뀌는 사례들은 부착된 이석 입자가 확장되어 가벼워질 수 있다는 가설과 부합할 수 있다. 2016년 Ichijo [8]는 무거운 팽대부마루보다 가벼운 팽대부마루에서 영점의 각도가 더 크다는 것을 증명하였고, light debris는 수평반고리관 팽대부마루의 난형낭 쪽보다는 반고리관 쪽에 더 흔히 부착한다고 추측하기도 하였다. 그러나, 현재까지는 팽대부마루로부터 ‘light debris’를 해리하여 치료하려는 시도가 성공적이지 않다고 보고되어 이 가설 역시 도전을 받고 있으며[16,31], 현재까지 light debris가 실제 확인된 보고는 없다.
4) Utricular macula theory
또 다른 이론으로, 2004년 Hiruma와 Numata [5]는 말초성 청각-전정 장애를 가진 환자에서 지속적인 향지성 방향변환성두위안진을 관찰하였고, 난형낭반(utricular macula)의 기능 장애가 병태생리학적으로 이러한 안진을 일으켰을 가능성을 의심하였다. 그러나 난형낭반의 기능 장애 단독으로는 이러한 안진을 설명하기가 불충분하다는 반론이 있다[10]. 2023년 Ichijo와 Teramoto [32]는 수평반고리관 및 뒤반고리관 이석증 환자 12명에서 이석 정복술을 성공적으로 시행한 직후 난형낭에 pathologic debris가 존재할 것을 가정하고, 머리를 여러 방향으로 기울여 pathologic debris가 난형낭을 직접 자극하도록 하였으나 12명의 환자 모두에서 안진도 어지러움도 발생하지 않았다는 관찰을 통해, 이석기관 단독의 자극에 의해서는 안진이 생기지 않을 것이라고 추론하기도 하였다.
5) Density difference between perilymph and endolymph
2019년 Kim과 Pham [33]은 외림프와 내림프 간의 밀도 차이가 가벼운 팽대부마루 현상에 영향을 미칠 수 있다고 제안하였다. 만약 외림프의 밀도가 증가하여 내림프의 밀도보다 높아진다면, 일정한 중력 작용 하에서 내림프로 채워진 반고리관은 주위를 둘러싼 외림프 내에서 더 많은 부력을 받게 된다. 내림프 막은 얇고 변형 가능한 특성을 가지고 있기 때문에, 부력이라는 물리적인 힘에 의한 림프관의 변형이 내림프를 밀어내어 팽대부마루의 구부러짐을 유발하고, 특징적인 지속적 향지성 방향변환성두위안진을 발생시킬 수 있다는 것이다.
4. 병인과 감별 진단
1) 전정편두통과 가벼운 팽대부마루
가벼운 팽대부마루의 메커니즘에 대해서는 아직도 논쟁 중이지만, 전정편두통의 급성기에 가장 흔하게 발견되는 안진 양상이 향지성 방향변환성두위안진이라는 보고가 있다. 2004년 von Brevern 등[34]은 전정편두통 환자들의 급성 발작 동안 지속성 향지성 방향변환성두위안진, 지속적 원지성 방향변환성두위안진, 그리고 일시적인 순수 회선 안진을 각각의 환자에서 관찰하였다. 2010년 Polensek과 Tusa [35]는 급성 전정편두통 환자들에서 지속적인 방향변환성두위안진이 가장 흔히 관찰되는 체위성 안진임을 보고하였다. 이러한 중추성 체위 안진이 향지성인지 원지성인지 명확히 밝히지는 않았지만, 일반적으로 속도가 느리고, 지속적이며, 잠복기가 없었고, 두통 발작 기간 중에만 관찰되었으며, 안진의 양상이 어떠한 유형의 양성돌발두위현훈으로도 설명되지 않았고 전정편두통으로는 영점의 존재를 설명할 수 없었다. 2014년 Lechner 등[36]은 13명의 급성 전정편두통 환자 중 5명에서 지속적 향지성 방향변환성두위안진을 관찰하였는데, 누워머리돌리기검사에서 양측 대칭의 느린 속도의 안진이라는 점에서, 수평반고리관 반고리관결석증에서 주로 관찰되는 빠른 속도의 crescendo-decrescendo 패턴과는 달랐다. 2014년 Tomanovic과 Bergenius [31]는 갑작스러운 전정장애와 지속적인 향지성 방향변환성두위안진을 겪는 20명의 환자를 추적한 결과, 20명 중 8명(40%)이 편두통 과거력이 있고 전정편두통의 진단기준을 충족하였고, 그 중 65%가 여성이었다고 하였다. 2012년 Radtke 등[37]은 전정편두통 환자 중 28%에서 체위 안진을 발견하였으며, 이러한 변화는 내이 또는 뇌간의 혈관 경련과 관련이 있을 수 있다고 생각하였다. 그들의 연구에서 전정편두통 환자의 높은 비율과 중추신경계 이상 소견의 부재는 전정편두통이 말초 전정기능 이상과 관련이 있다는 것을 시사한다. 2004년 von Brevern 등[34]은 전정편두통 환자에서의 지속성 향지성 방향변환성두위안진의 원인으로, 전정소뇌로부터 전정핵으로의 억제성 GABAergic 연결의 기능 부전을 제안하였다. 이외에도 다양한 연구들을 통해, 병태생리학적으로 편두통과 체위 안진 및 현훈이 연결되어 있음을 시사하는 증거들이 강화되고 있다[38].
2) 중추성 병변과 가벼운 팽대부마루
일부 중추성 병변의 환자에서도 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 보이는 경우가 있다. 2014년 Lee 등[39]은 초기에 수평반고리관 반고리관결석증으로 진단되었던 두 환자에서 최종적으로 중추성 병변인 소뇌 교종(cerebellar glioma)과 외측 연수경색(lateral medullary infarct)이 각각 발견되었다고 보고하기도 했다. 2014년 Yang과 Oh [40]는 인체면역결핍 바이러스(human immunodeficiency virus) 뇌병증(encephalopathy) 환자에서 보인 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 보고하였는데, 머리를 좌측으로 돌릴 때의 안진이 우측보다 강했으며, 자발안진이나 머리숙임-젖힘 검사에서의 안진은 없었다고 하였다. 2017년 Choi 등[26]은 뇌수막염(meningitis)에 의한 가벼운 팽대부마루 환자를 보고하였는데, 증가된 뇌척수액 내 단백질 농도가 내림프에 단백질 내용물을 증가시켜 내림프의 비중이 증가했을 것으로 추측하였다. 2018년 Choi 등[41]은 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 보이는 환자의 12%에서 중추성 병변을 가졌다고 보고하였다. 2015년 Imai 등[18]은 지속성 향지성 방향변환성두위안진의 느린 성분속도(slow phase velocity)의 시간상수가 지속성 원지성 방향변환성두위안진의 그것과 비슷함을 증명하였고, 지속성 원지성 방향변환성두위안진의 병태생리적 기반이 무거운 팽대부마루로 생각되기 때문에, 지속성 향지성 방향변환성두위안진은 역으로 말초 기원의 가벼운 팽대부마루에 의해 유도된다고 제안하였다. 수평반고리관 팽대부마루의 축을 고려할 때, 영점의 존재는 팽대부마루병증(cupulopathy)의 중요한 임상적 특성으로 여겨져 왔다[7]. 2018년 Choi 등[41]은 중추성 지속성 향지성 방향변환성두위안진에서도 영점이 확인될 수 있지만, 반드시 병변 측에서 관찰되지 않을 수도 있으며, 지속성 향지성 방향변환성두위안진의 세기가 더 강하고 비대칭일수록 말초성 원인을 시사한다고 보고하였다. 영점이 병변 측에서 확인되고 신경학적 검사 상 다른 이상이 없다면, 말초 기원의 팽대부마루병증이 지속성 향지성 방향변환성두위안진의 원인이라고 보는 것이 합당할 것으로 생각된다[5-7,13,29].
3) 기타 내이질환과 가벼운 팽대부마루
1957년 Aschan과 Stahle [42]은 21명의 메니에르병 환자 중 급성 현훈 시기에 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 보이는 3명의 환자에 대해 기술하고, 메니에르병에서 향지성 방향변환성두위안진의 메커니즘이 체위성알코올 안진에서와 유사하다고 가정하였다. 비록 이 연구에서 영점을 확인하지는 않았지만, 3명 모두의 안진기록 결과로부터 병변 반대 측에서 영점이 확인되었을 수도 있었다고 가정할 수 있다. 돌발성 감각신경성난청[10,13,21-24], 장액성 미로염(serous labyringhitis) [43]을 동반한 급성 중이염 환자, 그리고 람세이 헌트 증후군(Ramsay Hunt syndrome) [44] 환자에서도 지속성 향지성 방향변환성두위안진이 관찰된 사례들이 보고되었다. 일반적인 가벼운 팽대부마루 환자와 비교할 때, 동측 내이 장애를 동반한 가벼운 팽대부마루 환자에서는 영점이 확인되지 않을 수 있고, 향지성으로부터 원지성 안진으로의 전환이 더 자주 관찰될 수 있다[25,43]. 여러 보고에서 지속성 향지성 방향변환성두위안진과 원지성 방향변환성두위안진의 전환 사례들이 보고되었는데, 이러한 전환 현상은 가벼운 팽대부마루의 메커니즘에 대한 단서를 제공할 수 있다. 2015년 Shin 등[25]은 돌발성 감각신경성난청을 동반하고 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 보인 환자에서 지속성 원지성 방향변환성두위안진으로 전환된 사례를 보고하였는데, 먼저 내림프 비중의 증가로 가벼운 팽대부마루가 생겼다가 탈락한 이석이 팽대부마루에 부착하며 무거운 팽대부마루로의 전환이 일어났을 가능성을 제안하였다. 유사하게 원지성에서 향지성으로 전환된 사례들은, 팽대부마루에 부착된 이석이 부어올라 비중이 줄어들어 안진의 방향이 전환되었을 가능성이 있다. 또한 이러한 전환 현상의 원인이 내림프 항상성의 과보상에 의한 것이라는 추론도 있다[25].
5. 치료
지속성 향지성 방향변환성두위안진의 효과적인 치료법은 아직 확립되지 않았으나 몇 가지 치료방법들이 시도되었고, 치료의 결과는 역으로 가벼운 팽대부마루의 메커니즘에 대한 단서를 제공할 수 있다. 한 연구에서는 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 치료하기 위한 전통적인 이석 정복술인 바베큐 수기를 시행하였으나 효과가 없었다고 보고하였다[15]. 한편, 원지성 방향변환성두위안진을 보이는 환자에서 구포니 수기를 이용한 이석 정복술의 즉시 성공률은 약 50%에 달하는 것으로 보고된 바 있다[45]. 해당 연구가 원지성 방향변환성두위안진을 안진의 지속시간에 따라 ‘일시적(transient; 수평반고리관 전완반고리관결석증)’ 아형과 ‘지속성(persistent; 수평반고리관 팽대부마루결석증)’ 아형으로 나누어 분석하지는 않았지만, 소위 무거운 팽대부마루 환자들이 많이 포함되었을 것으로 추정되며, 그들이 적절한 이석 정복술에 반응한 것은 무거운 팽대부마루의 메커니즘이 상당 부분 팽대부마루에 부착한 이석 부스러기에 의한 것으로 추정하던 그간의 이해와 부합한다고 볼 수 있다. 반면, 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 보이는 가벼운 팽대부마루 환자에서의 이석 정복술의 성공률이 0%였다는 점은, 안진의 원인이 팽대부마루에 부착된 light debris보다는 팽대부마루 자체의 구부러짐에 의한 것일 가능성을 더 시사한다고 볼 수 있다. 2018년 이루어진 연구에서는 팽대부마루결석증 치료를 위한 기존의 이석 정복술[46]을 변형한 새로운 정복술을 시도하였다[16]. 이 새로운 정복술은 유돌부 진동(mastoid oscillation)을 이용하여 가벼운 부스러기가 팽대부마루에서 이탈되면 중력과 반대 방향으로 부유하여 난형낭으로 이동하도록 설계되었다. 그러나, 이러한 접근은 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 효과적으로 치료하지 못했다. 이러한 관찰들로부터 지속성 향지성 방향변환성두위안진을 설명하는 데에는 가벼운 부스러기보다는 가벼운 팽대부마루(lighter cupula) 또는 무거운 내림프액(heavier endolymph)과 같은 다른 요인이 더 적절한 메커니즘이라고 추정할 수 있다.
2016년 Cha 등[47]은 경피적 미주신경 자극 직후 체위 안진이 사라진 가벼운 팽대부마루 환자를 보고했으나, 그 메커니즘은 명확하게 설명되지 않았으며, 후에 안진이 다시 나타났다. 대부분의 가벼운 팽대부마루 환자에서 현훈이나 체위 안진은 2주 이내에 자연 관해되지만, 돌발성 감각신경성난청이 동반된 환자의 경우 수개월, 혹은 그 이상 자세유발 현훈이 지속될 수 있다[21,24]. 그리고 때로는 난치성 체위 안진을 치료하기 위해 수평반고리관 폐쇄술(plugging)과 같은 수술이 요구될 수도 있다[21].
고실내 스테로이드 주사(intratympanic steroid injection)는 돌발성 감각신경성난청, 이명, 메니에르병과 같은 일부 내이 질환의 치료에 사용되고 있으며, 내이 염증을 억제하고 내이 혈액 순환을 개선하며 림프액의 항상성을 유지하는 데 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 2018년 Park 등[14]은 고실내 스테로이드 주사가 가벼운 팽대부마루 환자의 어지럼 증상을 다소 완화할 수는 있으나 통계적으로 유의한 효과가 있지는 않다고 보고하였다.
가벼운 팽대부마루의 자연 경과는 다소 긴 것으로 알려져 있고, 다른 내이질환과 동반될 수 있으며, 불필요한 이석 정복술을 피하기 위해 가능한 빨리 진단되는 것이 좋다. 환자가 이전에 메니에르병, 전정 편두통, 돌발성난청 또는 중추신경계 질병을 가진 병력이 있는 경우에는 가벼운 팽대부마루가 위의 질환의 임상 발현의 일환으로 나타날 가능성을 고려해야 하며, 이때는 증상에 대한 치료뿐 아니라 원인 질환에 대한 치료가 이루어져야 한다.
결 론
2017년 업데이트된 미국이비인후과학회 양성돌발두위현훈 임상진료지침[48]에서는 양성돌발두위현훈을 “A disorder of the inner ear characterized by repeated episodes of positional vertigo”라고 정의하고 있으나, 가벼운 팽대부마루는 아직 포함되어 있지 않다. 2010년대 중반 이후 가벼운 팽대부마루 개념이 본격적으로 널리 알려지게 되면서, 그동안 전통적으로 알려진 양성돌발두위현훈의 진단 기준에 적합하지 않거나 이석 정복술에 잘 반응하지 않았던 일부 환자들에게 새롭게 적용할 수 있게 되었다. 나아가, 현재까지 살펴본 가벼운 팽대부마루 및 무거운 팽대부마루의 개념에 근거하면 그동안 수평반고리관 팽대부마루 결석증으로 진단되던 환자의 일부도 팽대부마루에 부착된 이석 부스러기가 아닌 다른 메커니즘에 기인할 수도 있으며, 그들이 양성돌발두위현훈의 다른 아형들에 비해 이석 정복술로 잘 치료되지 않는다는 보고들에 대한 설명을 제공할지도 모른다. 가벼운 팽대부마루 개념은 이전에 난해했던 증상과 진단에 대한 이해도 향상에 기여했다고 할 수 있으며, 이제 과거보다 더 정확하게 가벼운 팽대부마루를 가진 환자를 식별할 수 있고, 이로 인해 환자들은 불필요한 이석 정복술이나 추가적인 검사를 받지 않을 수 있게 되었다. 그러나, 여전히 가벼운 팽대부마루의 정확한 원인과 기전은 아직 완전히 이해되지 않고 있기 때문에 앞으로 가벼운 팽대부마루에 대한 해부학적, 분자적 메커니즘에 대한 더 많은 추가 연구가 진행된다면 방향변환성 체위안진을 더 잘 이해하고 효과적인 치료 전략을 개발하는 데 도움이 될 것이다.
ARTICLE INFORMATION
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이해관계(CONFLICT OF INTEREST)
저자들은 이 논문과 관련하여 이해관계의 충돌이 없음을 명시합니다.
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연구 지원(FUNDING/SUPPORT)
이 연구는 2023년 건국대학교병원 임상 연구비 지원에 의해 수행되었습니다.
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저자 기여(AUTHOR CONTRIBUTIONS)
Conceptualization, Funding acquisition, Project administration: CHK; Data curation, Formal analysis, Methodology, Visualization: DHL, CHK; Writing–Original draft: DHL, CHK. Writing– Review & editing: DHL, CHK.
All authors read and approved the final manuscript.
Fig. 1.Persistent geotropic direction- changing positional nystagmus observed in positional alcohol nystagmus (PAN-I).
Fig. 2.Number of English literatures found by searching the keyword 'light cupula' in PubMed, by year (up to May 2023).
Fig. 3.Persistent geotropic direction-changing positional nystagmus and null points observed in a patient with right-sided light cupula.
Fig. 4.Bow and lean test and null points in a patient with right-sided light cupula.
Table 1.Differential diagnosis of horizontal semicircular canal disorders presenting with direction-changing positional nystagmus
|
Variable |
HC canalolithiasis
|
HC cupulolithiasis (heavy cupula) |
Light cupula |
|
Posterior arm |
Anterior arm |
|
DCPN |
Geotropic |
Apogeotropic |
Apogeotropic |
Geotropic |
|
Duration |
Transient |
Transient |
Persistent |
Persistent |
|
Latency |
+ |
+ |
‒ |
‒ |
|
Fatigability |
+ |
+ |
‒ |
‒ |
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Null plane |
‒ |
‒ |
+ |
+ |
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