Abweichung der Cochleargröße und -form im Vergleich zur russischen Population und ein neuer Cochlea-Parameter für eine sichere Cochlea-Implantat-Elektrodeninsertion

Summary

Dieser Artikel stellt die Größen- und Formvariation der Cochlea aus der russischen Population vor. Die Studie berichtet außerdem über einen neuen cochlearen Parameter, der das längste gerade Segment der cochlearen Basaldrehung definiert, was Auswirkungen auf die sichere Einführung von Cochlear-Implantatelektroden hat.

Abstract

Diese Studie untersucht die Größen- und Formvariation der Cochleae in der russischen Population. Außerdem führt ein neuer Cochlea-Parameter ein, der das längste gerade Segment der Basaldrehung definiert, mit der Implikation einer sicheren Cochlea-Implantat-Elektrodeneinführung. Ein medizinischer, CE-markierter DICOM-Viewer (OTOPLAN) wurde verwendet, um Cochlea-Parameter zu messen, einschließlich A- und B-Werte, die die Länge und Breite der Basaldrehung definieren. Die Form der cochlearen Basaldrehung wurde anhand des Verhältnisses zwischen B- und A-Werten geschätzt. Der neue Cochlearparameter I-Wert definiert das effektive gerade Segment der Basalkurve als die längste gerade Linie, die den Cochlea-Eingang mit der Seitenwand am gegenüberliegenden Ende verbindet und tangential zur inneren Wand führt. Das Verhältnis zwischen B- und A-Wert bestimmt die Form der cochlearen Basaldrehung, wobei der Cut-off-Wert ≥0,75 für die runde und <0,75 für elliptisch geformte cochleare Basaldrehung liegt. In dieser Studie wurden CT-Scans des Schläfenbeins von 112 Ohren mit normaler Innenohranatomie verwendet. Die Cochlea-Größe der russischen Population, gemessen am A-Wert, lag zwischen 8,04 und 10,03 mm, mit einem Durchschnitt von 9,03 mm. Der B-Wert lag zwischen 5,84 und 7,59 mm, mit einem Mittelwert von 6,70 mm. Bei 48 % der Population wurde eine rundförmige cochleare Basaldrehung beobachtet, sodass die übrigen 52 % eine elliptisch formige Basaldrehung hatten. Der I-Wert, der das effektive gerade Segment der Basaldrehung definiert, lag zwischen 6,7 und 9,6 mm, mit einem Durchschnitt von 8,3 mm. Die Trendlinie zeigt an, dass der I-Wert etwa 0,7–0,8 mm kürzer ist als der A-Wert. Zum ersten Mal in der Literatur wird die Cochlea-Größe, gemessen am A-Wert, für die russischsprachige Bevölkerung dargestellt. Die runde cochleare Basaldrehung ist bei 48 % der Population zu beobachten. Der neue Cochlea-Parameter, der I-Wert, ist etwa 0,7–0,8 mm kürzer als der A-Wert.

Introduction

Die Cochlea-Implantation (CI) ist eine verschriebene Behandlungslösung für verschiedene Indikationen, darunter schweren bis schweren Hörverlust, teilweise Taubheit, asymmetrischen Hörverlust, auditive Neuropathie und einseitige Taubheit ^1,2. Das Einsetzen von CI-Elektroden ist ein wichtiger chirurgischer Schritt, und die Erhaltung der intracochlearen Strukturen während des Einsetzens ist bei jeder CI-Operation zur Pflicht geworden. Dies liegt daran, dass strukturelle Schäden beim Einsetzen der Elektrode die Hörergebnisse mit KI³ negativ beeinflussen. Strukturelle Schäden im intracochlearen Bereich werden von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter Elektrodendesign und -steifigkeit⁴, Einführungsansatz (rundes Fenster vs. Cochleostomie)⁵, Einführungsgeschwindigkeit⁶, Geschick des Chirurgen im Umgang mit Elektrodeneinsetzen⁷ und anatomische Variation des Innenohrs⁸.

Eshraghi et al. haben das CI-Elektrodeneinsetztrauma in 5 verschiedene Stufen (0-4) eingestuft. Grad 0 bezeichnet keinen sichtbaren Schaden, Grad 1 die Erhöhung der Basilarmembran, Grad 2 den Riss der Basilarmembran, Grad 3 die Elektrode in der Scala vestibuli und Grad 4 ein schweres Trauma wie einen Bruch der knochenen Spirallamina oder Modiolus oder einen Riss der Stria vascularis⁹. Die elektrodeskalare Abweichung (ESD) gilt als Trauma des Grades 3, gut in der Literatur dokumentiert, mit einer höheren ESD-Rate, die mit einer vorgekrümmten perimodiolären Elektrode verbunden ist im Vergleich zu einer geraden lateralen Wandelektrode^10,11. Rau et al. berichteten, dass nach Elektrodendesign eine perimodioläre Elektrode in das anfängliche gerade Segment der Cochlea für eine bestimmte Einstichtiefe eingeführt werden muss, bevor der Styletdraht herausgezogen wird, damit die Elektrode sich um die Modialuswand¹² winden kann. Die neue perimodioläre Elektrode, die mit einer Polymerhülle geliefert wird, folgt derselben Technik: Sie dringt in das Anfangssegment der Basalkurve bis zu einer bestimmten Einstichtiefe ein, dann wird die Polymerhülle herausgezogen, sodass die Elektrode sich um die Modialuswand¹³ wickelt. Deshalb hat die Contour Advance-Elektrode von Cochlear einen weißen Marker im Elektrodenarray am Kanal 10 vom apikalen Ende (8,5 mm von der Elektrodenspitze)¹⁴ und die Mid-Scala-Elektrode von Advanced Bionics LLC einen blauen Marker am Kanal 5 vom apikalen Ende, um die Elektrodeneinsatztiefe anzuzeigen, bevor der Styletdraht¹⁵ zurückgezogen wird. Mit anderen Worten: Diese farbigen Markierungen zeigen die Einstichtiefe an, bevor die Elektrodenspitze auf die Seitenwand trifft. Je nach Gesamtgrößenvariation der Cochlea variiert das gerade Segment der Basalkurve, und hier bekommt das Anfangssegment der Basalkurve Aufmerksamkeit bei der vorgekrümmten perimodiolären Elektrode.

Die bekannten cochlearen Parameter, die in der Basaldrehung gemessen werden, sind der Basaldrehdurchmesser und die Breite, auch A- bzw. B-Werte genannt, die nützlich sind, um die Länge des Cochlearrohrs zu schätzen sowie die Elektrodenlänge und Frequenzabbildung basierend auf der Cochleargröße auszuwählen. Dhanasingh et al. berichteten einen neuen Cochlear-Parameter, den S-Wert, der den Cochlea-Eingang mit dem unteren Ende des B-Werts im geraden Abschnitt der Basalkurve¹⁶ verbindet. Der S-Wert zählt jedoch nicht, wenn der gerade Teil der cochlearen Basalkurve über diesen Punkt hinausgeht. Dies motivierte uns, das gerade Segment der Basaldrehung vom Cochlea-Eingang zu untersuchen und es als neuen Cochlearparameter zu benennen, um das effektive gerade Segment für das sichere Einsetzen der CI-Elektrode anzuzeigen. Die Messung des geraden Segments der cochlearen Basaldrehung ist ein klinisch nützlicher Indikator für die Einsatztiefe, bei der die CI-Elektrodenspitze während des Elektrodeneinsatzes auf die laterale Wand trifft.

Protocol

Diese Studie wurde vom örtlichen institutionellen Überprüfungsausschuss des HNO- und Sprachforschungsinstituts St. Petersburg (IRB_23_001) genehmigt, um anonymisierte Röntgenaufnahmen aus der Bilddatenbank ohne Patientenbeteiligung abzurufen. Kein Patient war in irgendeiner Weise direkt an der Studie beteiligt. Die verwendete Software und Ausrüstung sind in der Materialtabelle aufgeführt.

1. Datenquellen- und Einschlusskriterien

Computertomographie-(CT)-Scans potenzieller Cochlea-Implantat-(KI)-Kandidaten mit normaler Innenohranatomie wurden in diese Studie einbezogen. Die zwischen 2000 und 2023 aufgenommenen Bilder wurden von der Radiologieabteilung des HNO- und Sprachforschungsinstituts St. Petersburg bereitgestellt. Probanden, bei denen eine fehlgeformte Innenohranatomie diagnostiziert wurde, wurden ausgeschlossen.

2. CT-Bildaufnahme und -Analyse

CT-Bilder wurden mit einem Expertenklasse 64-Schnitt-helikalen CT-Scanner mit 64 Detektorkanälen aufgenommen. Die Schnittdicke der aufgenommenen Bilder reichte von 0,36 mm bis 1 mm. Die CT-Bilder wurden mit dem DICOM-Viewer, OTOPLAN Version 4.0, auf einer Desktop-Computer-Arbeitsstation analysiert. Vor der Analyse war kein Neusampling oder Formatierung der Bilder erforderlich.

3. Cochlea-Messverfahren

Nach dem Laden der DICOM-Bilder im DICOM-Viewer wird die Cochlea-Ansicht durch Rotation der Bilder mit der Fadenkreuzfunktion hergestellt. Die A- und B-Werte wurden manuell gemessen, basierend auf dem zuvor von Escude et ^al.17 beschriebenen Verfahren. Kurz gesagt wird der A-Wert als die längste Strecke gemessen, die das Zentrum des runden Fensters (RW), das durch den Modiolus verläuft, mit der Seitenwand (Länge der Basalkurve) verbindet. Der B-Wert (Breite der Basalkurve) wird durch die rechte Linie (90°) zum A-Wert gemessen, die die Seitenwandpunkte oberhalb und unterhalb des A-Werts verbindet, wie in Abbildung 1B dargestellt. Die Schritte zur Messung der A-, B- und I-Werte sind verfügbar (siehe Materialtabelle). Alle Messungen wurden von einem einzelnen Autor (ES) durchgeführt, der von einem anderen Autor (DA) betreut wurde. Daher wurden keine Unterschiede zwischen den Ratern und den Intra- oder Rater-Gruppen berichtet.

4. Bestimmung der Cochlearform (B/A-Verhältnis)

Das Verhältnis zwischen B- und A-Wert bestimmt die Form der cochlearbasalen Wendung, wobei der Cut-off-Wert ≥0,75 für runde und <0,75 für elliptisch geformte cochleabasale Wendung, wie erstmals von Khurayzi et ^al.18 beschrieben.

5. Messung des I-Werts

Der I-Wert, der neue cochleare Parameter, bezeichnet das gerade Segment der cochlearen Basalkurve. Diese Messung ist die längste gerade Linie, die das Zentrum des RW-Eingangs mit der Seitenwand am gegenüberliegenden Ende verbindet und tangential zur inneren Wand verläuft, wie in Abbildung 1B dargestellt. Diese Messung erfolgt in derselben Ebene wie die A- und B-Werte.

6. Statistische Analyse

Regressionsschätzungen zwischen den I- und A-Werten (Konfidenzniveau 0,95) wurden mit dem Datenanalysewerkzeug in Microsoft Excel für Microsoft 365 MSO (Version 2512, Build 16.0.19530.20226), 32-Bit-(https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/excel) bestimmt.

Results

Die gesammelten Daten stammen aus 112 Ohren. Die Beschreibung der Daten folgt unten:

Durchmesser der Basaldrehung: A-Wert; Breite der Basaldrehung: B-Wert; Gerade Segment der Basalwende: I-Wert. Von den 112 CT-Scans wurden 61 von der linken Seite und 51 von der rechten Seite durchgeführt. 98 Ohren stammten von bilateralen CI-Patienten, die restlichen 14 von einseitigen CI-Proben.

Grundlegende Cochlearparameter und Form der c...

Discussion

Das Hauptziel dieser Studie war es, die Variation in der Cochlea-Größe (Länge (A-Wert) und Breite (B-Wert)) und Form in der Basalkurve der russischen Population zu untersuchen. Das sekundäre Ziel war es, die Beziehung zwischen der cochlearen basalen Wendelänge (A-Wert) und einem neuen cochlearen Parameter (I-Wert) zu untersuchen, der den effektiven geraden Teil der basalen Wende der Cochlea repräsentiert. Die Cochlea-Größe der russischen Population wird erstmals in der Literatur berichte...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
64-Schnitt-CT-Scanner (Aquilion)	Toshiba	N/A	64-Detektor-helikales CT-System, das für die Bildgebung der temporalen Knochen verwendet wird;
Desktop-Computer-Arbeitsplatz	N/A	N/A	Verwendet zum Ausführen von OTOPLAN und Bildanalyse
Microsoft Excel (Microsoft 365)	Microsoft	N/A	Verwendet für statistische Analysen (Regressionsanalyse; Version 2512 Build 16.0.19530.20226)
OTOPLAN (Version 4.0)	Cascination AG	SWOTO01	CE-markierter DICOM-Viewer für Cochlear-Messungen (A-, B- und I-Werte)