Characteristics of saccadic dysmetria and the lesion analysis in isolated cerebellar infarction

Abstract

Saccade is a critical function for percepting visual environments. So far, oculomotor vermis and caudal fastigial nucleus in the cerebellum have been known as the crucial structures for saccadic accuracy in animal studies. We sought to assess the responsible area in humans and conducted the lesional image analysis in cerebellar infarction patients. We also compared saccadic features in patients with different vascular territory lesions.

Forty-three patients from the acute stroke registry of Keimyung University Dongsan Hospital between July 2016 and October 2020 were enrolled. Saccadic dysmetria was observed in 69.8% of isolated cerebellar infarction. 75.0% of patients with superior cerebellar artery (SCA) territory infarction showed contraversive saccadic dysmetria, while 50.0 % of patients with posterior inferior cerebellar artery (PICA) territory infarction presented ipsiversive saccades. Unlike animal studies, MRI analysis showed the most frequently damaged structures were fastigium, culmen and dentate in the SCA group while part of cerebellar tonsil and inferior semilunar lobule in the PICA group.

Two thirds of patients presented saccadic dysmetria. Midline cerebellar structures and hemisphere were associated area. The present study emphasizes that knowledge in anatomy of saccade circuitry and understanding the respective saccadic abnormalities would help physicians in diagnosing and localizing cerebellar infarction.

신속보기는 특정 시각적 대상을 시야에 정확히 위치시켜 주위 환경을 인지하게 하는데 중요한 기능을 한다. 현재까지 실험적 동물연구에서 뇌간의 중심곁다리뇌그물체에서 시작하여 상소뇌교를 지나 반대편 꼭지핵, 안구운동을 담당하는 소뇌충부, 하소뇌교를 지나 반대편 하올리브핵까지 이르는 경로 중 이상이 있는 경우 신속보기의 정확도 이상이 발생하는 것으로 확인되었다. 따라서 상소뇌동맥이나 후하소뇌동맥 영역의 뇌경색으로 상소뇌교가 손상되었거나 소뇌충부에 이상이 발생한 경우 신속보기의 정확도 이상이 보고되어 있으나 실제로 소뇌경색 환자에서 유병률이나 양상, 연관부위에 대한 연구는 명확히 없는 실정이다. 본 연구진은 소뇌경색 환자에서 신속보기 이상을 초래하는 해부학적 위치를 MRI 분석을 통하여 확인하고 병변의 혈관 영역에 따른 신속보기의 양상의 특징을 확인하여 진찰을 통해 병변 예측에 활용 가능할지 임상적 유용성을 평가하기 위하여 연구를 진행하였다.

2016년 7월부터 2020년 10월까지 계명대학교 동산병원 급성 뇌경색 레지스트리에 등록된 환자들 중에서 소뇌경색을 진단받은 환자들을 대상자로 등록하여 연구를 진행하였다. 신속보기 겨냥이상은 이 중 69.8%의 환자에서 관찰되었다. 상소뇌동맥 영역의 뇌경색 환자 중 75.0 %는 병변과 이향성(contraversive) 방향의 신속보기 겨냥이상을 보였으며, 후하소뇌동맥 영역 뇌경색 환자의 50.0%에서 병변과 동향성(ipsiversive) 방향의 겨냥이상이 확인되었다. MRI 분석을 통하여 확인하였을 때 신속보기 겨냥이상을 보이는 환자에서 가장 자주 손상된 해부학적 부위는 상소뇌동맥 영역 뇌경색의 경우 꼭지핵, 소뇌정상 및 치상핵 부위였고 후하소뇌동맥 영역 뇌경색의 경우 소뇌 편도의 일부와 하반월소엽 부위로 확인되어 동물연구에서 확인된 것과는 다소 차이가 있었다.

전체 분석한 소뇌경색 환자 중 약 2/3에서 신속보기 겨냥이상이 발생하였으며 소뇌 정중부 구조물 뿐만 아니라 소뇌반구도 연관된 부위로 확인되었다. 본 연구를 통하여 신속보기 안구운동의 신경회로에 대한 지식을 갖고 해부학적으로 손상 부위에 따라 나타날 수 있는 특징적인 신속보기 이상의 양상을 이해하는 것이 소뇌경색 환자를 진단하고 병변을 예측하는데에 도움이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.