Particle Liberation Maneuvers for Benign Paroxysmal  Positional Vertigo 

Ahmed A. El­Degwi, MD* and Ayman E. El­Sharabasy, MD**  ENT Department * and Audiology Unit**  Mansoura Faculty of Medicine

Abstract  Sixty  patients  suffering  from  benign  paroxysmal  positional  vertigo  were  randomly classified into three groups, each group was submitted to a different  particles repositioning procedure. All patients were followed up for one year in  order to determine the most effective approach as regards the short­term as  well as the long­term assessment. The three procedures applied in this study  were Epley’s for group I, Brandt and Daroff for group II, and a new procedure  for  group  III.  The  new  procedure  consisted  of  lying  the  patient  down  on  his  affected  side,  then  in  the  prone  position  and  finally  in  the  upright  position.  Sixteen (80%), thirteen (65%), and fifteen (75%) patients of the three groups,  respectively,  were  found  to  be  symptoms  free  after  the  completion  of  the  exercise courses. At the end of the follow­up period, recurrence of symptoms  occurred in 56%, 92%, and 73% of patients of the three groups, respectively.  Despite  the  high  recurrence  of  symptoms  for  patients  of  group  II  (92%)  and  group  III  (73%),  those  patients  were  not  anxious  about  their  symptoms  as  much as they were at the beginning of the exercise program. Moreover, they  returned to their own exercises and this return suggested that they developed  a  high  degree  of  independence.  One  can  recommend  the  use  of  simple  repositioning  exercises  such  as  those  of  Brandt  and  Daroff  or  the  new  maneuver and limit Epley’s one to those patients who did not cure.

Introduction:  Benign  paroxysmal  positional  vertigo  (BPPV)  is  a  peripheral  vertiginous  disorder  frequently  encountered  in  clinical  practice.  This  disorder  was  first  described by Barany 1  (1921) and further defined by Dix and Hallpike 2  (1952).  The  natural  history  for  BPPV  is  spontaneous  recovery  in  weeks  or  months,  however, in some patients the condition may be severely incapacitating 3 .  Schuknecht  4  (1962) believed that BPPV is caused by freely floating otoconia  in  the  posterior  semicircular  canal  (canalithiasis)  because  the  cupula  of  the  posterior  semicircular  canal  (SSC)  is  the  undermost  when  the  head  is  in  an  upright  position.  He  also  believed  that  the  utricle  and  saccule  are  not  the  origin of BPPV because their direct stimulation does not produce nystagmus.  Schuknecht  5  (1969)  modified  his  theory  and  proposed  that  BPPV  is  due  to  the  deposition  of  otoconia  on  the  cupula  of  the  posterior  canal  causing  a  “heavy” cupula (cupulolithiasis), causing the cupula to be overly susceptible to  gravity with head position change. He also reported basophilic deposits in the  cupula  of  the  posterior  SSC  discovered  in  temporal  bones  of  cadavers  who  had  BPPV.  Canalithiasis  theory  is supported by many authors  3,6,7,8 , and the  terms  cupulolithiasis  and  canalithiasis  are  perhaps  the  most  widely  used  to  describe such pathologic condition result in vertigo 9­11 .  Treatment of BPPV with medication has not proven helpful and even may be  detrimental.  Moreover,  provocative  vestibular  habituation  therapy  has  not  deemed  helpful  in  BPPV  and  patients  are  usually  advised  to  avoid  the  offending  position  12 .  Brandt­Daroff  9  (1980)  described  a  specific  series  of  movements  and  reported  that  almost  all  of  their  patients  experienced  complete relief of their positional vertigo within 14 days. They considered the  mechanism  to  be  a  mechanical  maneuver  that  loosen  and  disperse  otolithic  debris  from  the  cupula.  In  1992  Epley  6  described  a  canalith  repositioning  procedure  (CRP)  consisting  of  five  positions  head  movements  and  he  postulated that this maneuver caused free canalith to migrate by gravity out of  the  posterior  semicircular  canal  to  the  utricle  where  they  no  longer  exert  a  dynamic  effect.  High  success  rates  were  reported  and  many  specialists  accepted Epley’s maneuver as the first line for management of BPPV.  The  aim  of  this  study  is  to  compare  effectiveness,  patient  acceptance  and  speed  of  recovery  of  some  particles  repositioning  maneuvers  used  for  management of BPPV.

Methodology:  This study was conducted at Mansoura university hospital (Mansoura, Egypt)  and a private hospital (Makkah, Saudi Arabia) between 1997 and 2001. Sixty  patients with unilateral BPPV participated in the study. The diagnosis of BPPV  was  based  on:  latency  of  onset  of  vertigo  with  head  movement  into  Dix­  Hallpike  position,  presence  of  tortional  nystagmus  beating  towards  the  undermost  ear,  duration  of  nystagmus  and  vertigo  is  less  than  60  seconds,  and  fatigability  of  vertigo  with  repeated  positioning  in  offending  position.  All  patients  were  submitted  to  history  taking,  physical  and  neuro­otologic  examination,  basic  audiological  evaluation  (including  pure  tone  and  speech  audiometry  and  immittance  testing),  and  electronystagmography  using  computerized system from Micromedical Inc. version 4.5.  Patients were assigned randomly into three groups of 20 patients. Each group  was treated with a different repositioning maneuver as follow:  Group  I:  patients  were  treated  with  canalith  repositioning  procedure  described  by  Epley  6 ;  the  maneuver  begins  with  placement  of  the  head  into  the Dix­Hallpike position that evokes vertigo. After the initial nystagmus goes  away,  patient’s  head  was  rolled  for  180º  in  two  90º  increments  with  a  stoppage  in  each  position  until  any  nystagmus  resolves.  Patient  was  then  brought  to  a  sitting  position.  The  maneuver  was  repeated  until  the  patient  becomes  symptom­free  for  each  session.  Neither  a  vibrator  nor  a  pre­  medication  was  used.  Patients  were  asked  to  repeat  the  maneuver  twice  weekly until symptoms disappear.  Group  II:  patients  were  submitted  to  a  customized  program  of  vestibular exercises described by Brandt­Daroff  9 . The patient was instructed  to sit on the side of an examining couch with his eyes closed, and then tilt to  lie  alternately  on  his  affected and unaffected sides. The patient was warned  that this may provoke dizziness and that he should remain in his position until  symptoms  subside.  Then,  patient  was  instructed  to  return  to  the  upright  position. After a short period to recover, the exercise was repeated up to the  limit  of  patient  tolerance  and  without  undue  distress.  Patient  was  asked  to  repeat the exercise three times a day, six days a week for six weeks.  Group III: patient was instructed to sit on the side of a couch and then  tilt to lie on his affected side, then rotate to lie in the prone position, and then  to return to the upright position. The program was continued as that of group  II.  Figures  1  and  2  show  the  maneuvers  used  in  right  and  left  SCC  lesions  respectively.  The  severity  of  vertigo  at  the  start  and  at  the  completion  of  treatment  was  scored as severe, moderate, mild, and symptom free. Patients were asked to  fill in two questionnaires, the first was on a biweekly basis for two months to  score  their  satisfaction,  and  the  second  was  on  three  months  basis  for  one  year to record any recurrence of symptoms.

Figure 1: New maneuver applied to patients of group III when the right SSC is  affected:  (a)  patient  is  in  upright  position  before  maneuver  is  applied;  (b)  patient lying down on his right (affected) side; (c) patient is in prone position;  and (d) patient is in upright position again. 

Figure 2: New maneuver applied to patients of group III when the left SSC is  affected:  (a)  patient  is  in  upright  position  before  maneuver  is  applied;  (b)  patient  lying  down  on  his  left (affected) side; (c) patient is in prone position;  and (d) patient is in upright position again.

Results:  The  age  means  for  the  three  groups  included  in  this  study  were  49  years  (range 28­67), 52 years (range 30­61), and 48 years (range 26­55) while the  female/male  ratios  were  13/7,  11/9,  and  14/6  for  groups  I,  II,  and  III  respectively.  The  average  duration  of  symptoms  prior  to  enrollment  in  the  study was 24 months (range 9­36), 27 months (range 12­33) and 25 months  (range 13­30) for group I, II and III respectively.  Table  1  shows  percentages  of  improvement  of  vertigo  for  the  three  groups  after  completion  of  the exercise courses (in other words, short term results).  The symptom free patients were 16 (80%) for group I, 13 (65%) for group II,  and 15 (75%) for group III. The table also shows those patients experienced  moderate  improvement,  they  were  3  (15%)  for  group  I,  7  (35%) for group II,  and  4 (20%) for group III. The 16 symptom free patients in group I used the  assigned  maneuver  for  an  average  of  14  sessions  (seven  weeks), while the  three patients who experienced moderate improvement (in other words, they  experienced occasional mild vertigo with head position change) used it for an  average of 11 sessions only. The only patient experienced no improvement in  group  I,  as  well  as  the  unimproved  one  in  group  III  could  not  tolerate  the  symptoms  provoked  by  the  maneuver,  and  quit  their  programs  after  three  weeks  (nine  sessions)  and  their  results  were  omitted  from  the  analysis.  All  patients  of  group  II  finished  their  six  weeks  exercise  courses  (36  sessions  each). None of the patients in any of the three groups was symptom free after  one session.  The  rate  of  recurrence  of  vertigo  in  the  symptom  free  patients  of  all  groups  was  determined  based  on  the  questionnaire  made  every  three  months  for  one­year (long term follow up). At the end of the follow­up period, 9 out of the  16 of group I, 12 out of the 13 of group II and 11 out of the 15 of group III who  were symptom free experienced recurrence (Table II). After one year, patients  of  the  three  groups  who  experienced  moderate  improvement  showed  no  noticeable changes of their symptoms existed prior to the application of their  assigned maneuvers.  .  Table I: Percentage of improvement after completion of the three different maneuvers.  Symptom free  Moderate  Mild  No improvement  Group I  16 (80%)  3 (15%)  0 (0%)  1 (5%)  Group II  13 (65%)  7 (35%)  0 (0%)  0 (0%)  Group III  15 (75%)  4 (20%)  0 (0%)  1 (5%) 

Table II: Recurrence of vertigo in the three groups after the follow up year.  Symptom free  Recurrence after follow up year  Recurrence %  Group I  16  9  56  Group II  13  12  92  Group III  15  11  73

Discussion:  Each  of  the  three  repositioning  techniques  applied  in  this  study  provides  a  mechanical mean that promote loosening and dispersion of otolith debris from  the  cupula,  and  each  cause  the  nystagmus  to  fatigue  and  the  vertigo  to  disappear after each individual session. The five­positions head movement of  Epley  3,6,7  applied  to  group  I  redirects  the  dispersed  particles  to  the  utricle.  Similarly, Brandt and Daroff 9  maneuver applied to group II and the maneuver  applied to group III (Figures 1 and 2) could also be considered repositioning  maneuvers.  Epley’s description to his maneuver is accompanied by an explanation of how  the five movements might result in particle migration through the membranous  labyrinth from the posterior semicircular canal to the utricle. Despite the fact  that  the  other  two  maneuvers  applied  to  groups  II  and  III  look  easier  to  administer,  there  results  were  less  successful  and  less  consistent  than  Epley’s.  Steenerson  and  Cronin  13  (1996)  reported  82%  symptom  free  patients by using Epley’s repositioning maneuver, and these results matches  those  obtained  in  this  study  from  group  I  who  used  the  same  maneuver  (80%).  Based on the theory of alternate reverse motion, alternate lying on each side  produces more loosening of the particles than lying on the affected side alone.  Banfield  et  al,  14  reported  96%  response  to  their  maneuver  and  76%  recurrence. The maneuver entitled the patient to lay on his affected side only.  Brandt and Daroff 9  reported 99% success rate (66 out of 67 of the patients he  studied). In this study, group II (those who applied Brandt maneuver) revealed  that  65%  of  the  patients  became  symptom  free  after  the  exercise  course.  However,  if  one  can  consider  that  the  moderate  improvement  (35%)  in  this  study is a success, then the results of this study would perfectly match those  reported by Brandt and Daroff 9  It  is  well  recognized  that  BPPV  has  a  high  recurrence  rate  even  after  successful  repositioning.  This  is  can  be  explained  by  the  accumulation  of  freely floating canalith within the posterior semicircular canal over time. In this  study,  the  56%  recurrences  of  symptom  in  those  patients  used  Epley’s  maneuver  after  the  follow  up  year  may  support  the  thought  of  particle  re­  accumulation.  Epley’s  maneuver  can  not  be  taught  to  the  patient  in  the  manner of exercises, therefore, with recurrence it is likely that patient may re­  present  to  the  physician.  On  the  other  hand,  despite  higher  rates  of  recurrence in group II (92%), and group III (73%), patients were not anxious to  seek  further  medical  attention,  and  all  of  them  returned  to  their  exercise  program suggesting that a build up of independence has been achieved.  In  the  maneuver  applied  to  group  III,  the  shoulder  acts  as  a  fulcrum  to  side  flex  the  head  when  lying  on  one  side  and  this  will  make  the  ampulla  of  posterior  SSC  in  uppermost  position  and  the  crus  commune  in  the  lower  position but still not dependent in position. Therefore, the particles will move  through the endolymph to lie in a nearest point to the crus commune. Rotation  of the patient to lie prone with a small pillow underneath chest brings the crus

commune  to  the  most  dependent  position  and  the  particles  slides  to  get  through  it.  Sitting  upright  again  from this position will bring the particles into  the utricle. The pillow helps to maintain the head bending position.  Successful  management  of  these  patients  must  provide  short­term  cure  as  well  as  a  long­term  self­reliance.  This  long­term  self­reliance  has  not  been  demonstrated  yet  with  Epley’s  maneuver.  It  must  be  also  remembered  that  Epley’s  particle­repositioning  maneuver  can  not  be  used  with  patients  suffering  from  cervical  or  thoracic  spine  pathologies.  The  other  exercises  (those  applied  to  groups  II  and  III)  are  characterized  by  being  simple  and  quickly taught and less time consuming.

References:  1. Barany R. Diagnose von krankheitser in Bereiche des Otolithenapparates.  Acta Otolaryngol 1921; 2:434­437  2.  Dix  R,  Hallpike  CS.  The  pathology,  symptomatology  and  diagnosis  of  certain common disorders of the vestibular system. Ann Otol Rhinol Laryngol  1952; 6:987­1016  3.  Epley  JM.  Particle  repositioning  for  benign paroxysmal positional vertigo.  Otolaryngol Clin North Am 1996; 29: 323­331  4. Schuknecht HF. Positional vertigo: clinical and experimental observations.  Trans Am Acad Ophthalmol Otolaryngol 1962; 66:319­322  5. Schuknecht HF. Cupulolithiasis. Arch Otolaryngol 1969; 90:765­778  6.  Epley  JM.  The  canalith  repositioning  procedures  for  benign  paroxysmal  positional vertigo. Otolaryngol Head Neck Surg 1992; 107: 399­404  7.  Epley  JM.  Positional  vertigo  related  to  semicircular  canalithiasis.  Otolaryngol Head Neck Surg 1995; 112: 145­161  8.  Beynon  GJ.  A  review  of  management  of  benign  paroxysmal  positional  vertigo  by  exercise  therapy  and  by  repositioning  maneuvers.  Br  J  Audiol  1997;31:11­26  9.  Brandt  T,  Daroff  RB.  Physical  therapy  for  benign  paroxysmal  positional  vertigo. Arch Otolaryngol 1980; 106:484­485  10. Semont A, Freyss G, Vitte E. Curing BPPV with a liberatory maneuver.  Adv Otorhinolaryngol 1988; 42:209­213  11.  Brook  JG,  Abidin,  MR.  Repositioning  maneuver  for  benign  paroxysmal  positional vertigo (BPPV). J Am Osteopath Assoc 1997; 97: 277­279  12.  Schuknecht  HF.  Positional  nystagmus  of  benign  paroxysmal  type.  In  Naunton  RF  (Ed):  the  Vestibular  System.  New  York,  Academic  Press  Inc,  1975, PP 421­426  13. Steenerson RL, Cronin GW. Compensation of the canalith repositioning  procedure  and  vestibular  habituation  training  in  forty  patients  with  benign  paroxysmal positional vertigo. Otolaryngol Head Neck Surg 1996; 114:61­64  14.  Banfield  GK,  Wood  C,  Knight  J.  Does  vestibular  habituation  still  have  place in the treatment of benign paroxysmal positional vertigo? J of Laryngol  Otol 2000; 114:501­505