Master di II Livello in Vestibologia Pratica

Direttore: prof. Giovanni Ralli

Modulo di Semeiotica Clinica

Head impulse test

Rudi Pecci

Dipartimento neuromuscoloscheletrico e degli Organi di Senso

S.O.D. di Audiologia

Azienda Ospedaliero Universitaria – Careggi

Università degli Studi di Firenze

HEAD IMPULSE TEST

IN SINTESI

CONSIDERAZIONI DI FISIOPATOLOGIA

MODALITA’ DI ESECUZIONE

IMPORTANZA DELL’HIT

INTERPRETAZIONE DEL TEST

HIT CLINICO VERSUS HIT STRUMENTALE

NOVITA’

CONSIDERAZIONI DI FISIOPATOLOGIA

Il riflesso Vestibolo-Oculomotore

(VOR)

CONSIDERAZIONI DI FISIOPATOLOGIA

I movimenti compensatori

degli occhi

Elimina il

sistema visivo

CONSIDERAZIONI DI FISIOPATOLOGIA

La seconda legge di Ewald

Elimina

il labirinto controlaterale

La sensibilità bidirezionale

dal centro verso un lato dal un lato verso il centro

Sul piano dei canali orizzontali

rotazione della testa imprevedibile

saccadico di recupero "frenato"

rotazione della testa prevedibile

saccadico di recupero "agevolato"

MODALITA’ DI ESECUZIONE

1. "...the type of compensatory saccade (overt

versus covert) was not obviously affected by the

starting position of the head (or eye)."

3. "The recruitment of the covert compensatory

saccade was not affected by the presence of an

actual versus an imagined visual target for

patients with a poor aVOR. In addition, the

latency of the covert saccade was shorter in the

dark (target off)."

2. "...the latency of both the overt and covert

saccades is significantly longer for an inward

head rotation than those latencies for an

outward HIT."

MODALITA’ DI ESECUZIONE NEW!

Lee SH, Newman-Toker DE, Zee DS, Schubert MC.

J Clin Neurosci, 2014.

inward

outward

Inward versus outward

head rotation toward the left

Come aumentare la sensibilità del test

3. bersaglio vicino

GUADAGNO del VOR più alto

SACCADICO di RECUPERO più ampio

2. stimolo random

direzione di rotazione imprevedibile

impossibile pre-programmare il saccadico

1. inclinazione della testa

in avanti di 30°

MODALITA’ DI ESECUZIONE

Schubert MC, Tusa RJ, Grine LE, Herdman SJ.

Physical therapy, 2004.

MODALITA’ DI ESECUZIONE

Sui piani dei canali verticali

RALP LARP RALP LARP

Migliaccio AA, Cremer PD.

Journal of Vestibular Research, 2011.

MODALITA’ DI ESECUZIONE

Sui piani dei canali verticali

Sui piani dei canali verticali

movimento diagonale movimento verticale

difficile da eseguire

difficile da interpretare

movimento della testa più semplice

movimento degli occhi solo verticale

MODALITA’ DI ESECUZIONE

IMPORTANZA DELL’HIT

nistagmo destro

centrale

head impulse test

(HIT)

IMPORTANZA DELL’HIT

periferico

Rapida rotazione della testa verso sinistra

HIT negativo

CENTRALE: neuroimaging

HIT positivo

PERIFERICO…

IMPORTANZA DELL’HIT

IMPORTANZA DELL’HIT

HIT positivo a sinistra

HIT positivo

PERIFERICO: …eziologia …eziologia

infettiva

neurite vestibolare: DIMISSIONE

vascolare

infarto labirintico: OSSERVAZIONE

IMPORTANZA DELL’HIT

danno selettivo sulle basse frequenze

"shrinkage" della cupula

idrope endolinfatico

"covert" saccades

neurite vestibolare inferiore

deficit canalare minore del 50%

INTERPRETAZIONE DEL TEST

L’HIT può essere negativo anche nelle vestibolopatie periferiche

Danno selettivo sulle basse frequenze

INTERPRETAZIONE DEL TEST

Afferenze regolari:

cellule ciliate di tipo II

terminazioni a bottone e dimorfiche

zona periferica

"Shrinkage" della cupula

INTERPRETAZIONE DEL TEST

McGarvie LA, Curthoys IS, MacDougall HG & Halmagyi GM.

Acta Oto-Laryngologica, 2015.

As the membranous duct lies along the outermost

radius of the bony canal, the overall diameter of the

semicircular canal (R) does not change with hydrops.

As the radius of curvature of the entire canal does not

increase, its dynamic response, as shown by the vHIT

testing, is largely unaffected.

INTERPRETAZIONE DEL TEST

Idrope endolinfatico

"Covert" saccades

INTERPRETAZIONE DEL TEST

Neurite vestibolare inferiore

X

X

vertigine

nistagmo torsionale-down beat

ipoacusia sulle frequenze acute

assenza dei cVEMPs

INTERPRETAZIONE DEL TEST

branca inferiore del nervo vestibolare

arteria vestibolare posteriore o inferiore

arteria cocleo-vestibolare

Deficit canalare minore del 50%

INTERPRETAZIONE DEL TEST

INTERPRETAZIONE DEL TEST

L’HIT può essere positivo anche nelle vestibolopatie centrali

infarto laterale del bulbo:

sindrome di Wallenberg

infarto dell’AICA:

infarto del labirinto

infarto del flocculo

nistagmo monodirezionale

Infarto laterale del bulbo: sindrome di Wallenberg

HIT positivo

INTERPRETAZIONE DEL TEST

presenza di altri sintomi e segni oto-neurologici

reperti di RM (freccia) in paziente con

infarto laterale del bulbo di destra

INTERPRETAZIONE DEL TEST

Infarto laterale del bulbo: sindrome di Wallenberg

strutture coinvolte

sospetto di eziologia vascolare, esordio da meno di 24-48

ore, tenere il paziente in osservazione per verificare che

non vi sia un’evoluzione nel resto del territorio dell’AICA

nistagmo monodirezionale HIT positivo

sordità

Infarto dell’AICA: infarto del labirinto

INTERPRETAZIONE DEL TEST

non modificazioni del nistagmo spontaneo all’HST e al TVM

normale risposta alle prove termiche

smooth pursuit saccadicato verso destra

lateropulsione verso il lato "sano"

70 anni

ipertensione arteriosa

diabete mellito

angina pectoris

nistagmo monodirezionale HIT positivo

Infarto dell’AICA: infarto del flocculo

INTERPRETAZIONE DEL TEST

Infarto dell’AICA: infarto del flocculo

INTERPRETAZIONE DEL TEST

Although the mechanism remains to be elucidated, the

flocculus appears to be involved in the modulation of the

VOR:

inhibition of the horizontal VOR during low-frequency

stimulation;

its facilitation during high-frequency stimulation.

A characteristic pattern of response to dynamic vestibular

stimuli emerges in the presence of a unilateral lesion of the

flocculus:

decreased response to head impulses, especially when

the head is turned away from the side of the lesion;

intact response to caloric stimulation;

increased response to low frequency head rotations.

HIT CLINICO VERSUS HIT STRUMENTALE

Tecniche di registrazione

scleral search coil video-HIT video slow motion

video-HIT video-HIT

functional-HIT

HIT CLINICO VERSUS HIT STRUMENTALE

Tecniche di registrazione

HIT CLINICO VERSUS HIT STRUMENTALE

L’HIT strumentale aumenta la

sensibilità dell’HIT clinico?

I "covert" saccades sono

importanti per la diagnosi?

HIT CLINICO VERSUS HIT STRUMENTALE

HIT clinico ≠ HIT strumentale

numero di stimoli

valutazione degli impulsi

curva stimolo/risposta

distanza del bersaglio

tipo di risposta

HIT CLINICO VERSUS HIT STRUMENTALE

L’HIT strumentale aumenta la

sensibilità dell’HIT clinico?

Non posso confrontare i due test!

"Covert" saccades = VOR substitution

hanno bisogno di tempo per instaurarsi:

in acuto non ci sono

sono utilizzati per ridurre l’oscillopsia:

quel deficit non crea disturbi

HIT CLINICO VERSUS HIT STRUMENTALE

I “covert” saccades non sono importanti per la diagnosi!

I "covert" saccades sono

importanti per la diagnosi?

NOVITÀ: i "saccadici obliqui"

D’Onofrio F.

ACTA Otorhinolaryngologica Italica, 2013.

Right superior vestibular neuritis

NOVITÀ: i "saccadici obliqui"

Dotted lines: right eye; dashed lines left eye. A and C lines:

position of the pupils pre saccade; B and D lines: position of the

pupils post saccade. E and G lines: level of the eyelids pre

saccade; F and H lines: position of the eyelids post saccade.

Arrows: direction of the saccade (mainly vertical with greater

amplitude at the right eye (ipsilateral to the lesion).

Impulse test towards

the healthy side

Right superior vestibular neuritis A movement of the head in the yaw

plane activate mostly the LSC, up to

94% of the angular acceleration,

although both the vertical SCs are

activated in a smaller percentage:

up to 26% of the angular

acceleration on the ISC and up to

18% on the SSC.

Vertical semicircular canal are both

activated by movements towards

the opposite ear, whereas the LSC

is activated by movement towards

the ipsilateral ear.

NOVITÀ: i "saccadici obliqui"

In the normal labyrinth stimulation of both SSC

and ISC of the same side leads to bilateral

activation of antagonist ocular muscles with no

resulting eye movement in the vertical plane.

In labyrinths with lesions of the SSC and

preserved function of the ISC (as in SVN),

impulse head torsion towards the healthy side

leads to a downward eye movement that

responds to the inputs coming from the ISC that

is no longer counteracted by the antagonist

action of the damaged SSC.

RL RM

RI

OS RS

OI

RL RM

RI

OS RS

OI RI

OS RS

OI

RL RM

RI

OS

NOVITÀ: i "saccadici obliqui"

LSCs: down 30° 98%

level 92%

up 30° 61%

VSCs: the rest

Tusa RJ, Grant MP, Buettner UW, Herdman SJ and Zee DS.

Acta Otolaryngol (Stockh), 1996.

NOVITÀ: i "saccadici obliqui"

Labitintopatia deficitaria destra

conservazione del CSP destro

NOVITÀ: i "saccadici obliqui"

Labitintopatia deficitaria sinistra

conservazione del CSP sinistro

NOVITÀ: i "saccadici invertiti"

Choi JY, Kim JS, Jung JM, Kwon DY, Park MH, Kim C, Choi J.

Cerebellum, 2014.

Gadolinium-enhanced T1-weighted MRIs: diffuse

leptomeningeal enhancements in both cerebellar

hemispheres. 99mTc-HMPAO SPECT: increased cerebellar

perfusion, especially in the left cerebellar cortex.

NOVITÀ: i "saccadici invertiti"

Choi JY, Kim JS, Jung JM, Kwon DY, Park MH, Kim C, Choi J.

Cerebellum, 2014.

Gadolinium-enhanced T1-weighted MRIs: extensive

leptomeningeal enhancements in both cerebellar

hemispheres and upper medulla. 99mTc-HMPAO SPECT: hyperperfusion in both

cerebellar hemispheres.

NOVITÀ: i "saccadici invertiti"

The vestibulocerebellum controls the VOR

gain through abundant inhibitory Purkinje

cell fibers projecting to the vestibular

nuclei.

Therefore, disinhibited vestibular nuclei due

to cerebellar lesions may result in

excessive VOR gain and a reversed

corrective saccade during HIT.

VOR gain

NOVITÀ: l’HIT in posizione supina

NOVITÀ: la "HINTS family"

L’HIT

The presence of skew may help identify stroke when a positive h-HIT (2/3) or a negative

MRI (7/8) falsely suggest a peripheral lesion.

A benign HINTS “rules out” stroke better than a negative DWI-MRI in the first 24 to 48

hours with acceptable specificity (96% vs 100% of DWI-MRI).

A dangerous HINTS was 100% sensitive for the presence of a central lesion (vs 72% of

DWI-MRI).

L’HINTS

• Head Impulse (negative HIT)

• Nystagmus (gaze-evoked Ny)

• Test of Skew (skew deviation)

101 patients

NOVITÀ: la "HINTS family"

HINTS "plus"

(HINTS + hearing loss)

L’HINTS “plus”

The presence of new hearing loss, generally unilateral and on the side of the abnormal head impulse

test, more often indicates a vascular (labyrinthine or lateral pontine infarction) rather than viral

(labyrinthitis) cause of the acute vestibular syndrome presentation.

"HINTS to INFARCT": Impulse Normal, Fast-phase Alternating, Refixation on Cover Test.

"SEND HIM ON HOME SAFE": Straight Eyes, No Deafness, Head Impulse Misses, One-way

Nystagmus, Healthy Otic and Mastoid Exam, Stands Alone, Face Even.

NOVITÀ: la "HINTS family"

ABCD2

other CNS features

HINTS

La “stroke risk stratification”

In acute dizziness presentations, the combination of

ABCD2 score, general neurologic examination, and a

specialized OM examination has the capacity to risk-

stratify acute stroke on MRI. < 5% 5% – 10% ≥ 10%

0%

(0/86)

9.6%

(9/94)

21.7%

(20/92)

272 patients – 29 stroke (10.7%)

NOVITÀ: la "HINTS family"

The CODIT showed a 100% sensitivity and 94.3%

specificity for central vestibulopathy. • COntinuous

• Direction

• Impulse Test

Diagnosis of stroke in the acute vertiginous patient: a bedside

three steps tool in the Emergency Department

AOU-Careggi, Florence, Italy

S.Vanni, C. Casati, P. Nazerian, F. Moroni, M. Risso, R. Pecci,

S. Grifoni, P. Vannucchi

Rimini, 20 ottobre 2012

Hospitalization and neuroimaging rates were

significantly lower in patients evaluated by the CODIT

(27.5% and 31.6%) than in controls (50.5% and

71.1% respectively).

S.I.M.E.U. (Società Italiana di Medicina d’Emergenza-Urgenza) Rimini, 18 ottobre 2012

NOVITA’: l’HIT nel DEA

Dal "CODIT" allo "STANDING"

SponTAneous

Nystagmus (Frenzel glasses)

Pluri

directional/

Vertical

Uni

Directional

HIT

Positive Negative

VN Suspected Central Vertigo Otolithic disorders

Positional

Dix-Hallpike Sagittal plane

Pagnini-McClure Horizontal plane

Absent

uNstable Gait

NOVITA’: l’HIT nel DEA

TOSCANA AOU-Careggi (2) Firenze (2) Lido di Camaiore (2) Grosseto Massa e Carrara Borgo San Lorenzo

PUGLIA Bari (2) Barletta

PIEMONTE Torino (2)

VENETO Mestre

UMBRIA Perugia

LAZIO Fiumicino

SICILIA Catania

LOMBARDIA Milano

TRENTINO A.A. Trento

NOVITA’: l’HIT nel DEA

NOVITA’: l’HIT nel DEA

CENTRAL

AUDIOLOGIST

PERIPHERAL

AUDIOLOGIST

TOTAL

CENTRAL

STANDING

11 5 16

PERIPHERAL

STANDING

0 82 82

TOTAL 11 87 98

RESULTS: STANDING

sensitivity = 100 %

(CI 95 %: 72.3 - 100 %)

specificity = 94.3 %

(CI 95 %: 90.7 - 94.3 %)

PPV = 68.8 %

(CI 95 % 49.7 – 68.8 %)

NPV = 100 %

(CI 95 % 96.3 - 100 %)

The reliability of the test has been examined on 30 patients, leading to only 4 cases of non-

agreement between the physicians, (k = 0.86).

Diagnostic accuracy for central vertigo:

NOVITA’: l’HIT nel DEA

NOVITA’: l’HIT nel DEA

0%

20%

40%

60%

80%

STANDING group controls

CT brain scan (%)

RESULTS:

STANDING, what change?

0%

20%

40%

60%

80%

STANDING group controls

Hospitalisation (%)

31.6 % 71.1 % 27.6 % 50.5 %

p<0,001

p<0,001

NOVITA’: l’HIT nel DEA

NOVITA’: l’HIT nel DEA

NOVITA’: l’HIT nel DEA

RESULTS: "Benign" vs "Worrisome" STANDING

NOVITA’: l’HIT nel DEA

“Benign STANDING?

you can leave”

NOVITA’: l’HIT nel DEA

RESULTS: "Benign" vs "Worrisome" STANDING

NOVITA’: l’HIT nel DEA

The STANDING in the world

CASO CLINICO (R.P.)