Testen eines Cochlea-Implantat-Elektrodeneinsetztrainingssystems für optimale Platzierung von Elektrodenarrays in verschiedenen Innenohranatomien
6. Februar 2026
Hier präsentieren wir ein strukturiertes Protokoll für das Training zum Einführen von Elektrodenimplantaten mit Cochlea-Implantaten unter Verwendung eines neuartigen Simulationssystems, das praktische Praxis in normalen und fehlgebildeten Innenohranatomien ermöglicht.
Wir wollen die dreidimensionale Form der Cochlea nachahmen und trainieren, die dieses Modell zeigt, und wir wollen die Elektrode so tief wie möglich in die Cochlea einführen, um die Natur zu imitieren, und dafür wird das Werkzeug getestet. Wir können nicht nur die normale Anatomie testen, sondern haben auch Cochlea-Modelle aller Fehlbildungen, die ich mein ganzes Leben lang gesehen habe. Bestehende Ausbildungsmöglichkeiten sind nicht so ausgesetzt wie Fehlbildungen im Innenohr.
Dieses Protokoll verwendet austauschbare, transparente Modelle, die ein realistisches, wiederholbares und anatomiespezifisches Einfügungstraining ermöglichen. Zu Beginn richten Sie das Elektrodeneinführungstrainingssystem ein. Bereiten Sie die Elektrode und die erforderlichen Instrumente vor dem Einsetzen vor.
Mit der vom Hersteller bereitgestellten, schrägen Soft-Grip-Zangen halten Sie die Elektrode und positionieren Sie die Elektrodenleitung im geraden Abschnitt der geneigten Spitze. Dann wird die Elektrode direkt hinter dem Array-Stopper verriegelt. Überprüfen Sie die stabile Fixierung der Elektrode, bevor Sie sich der Cochleostomie oder dem runden Fenster nähern.
Richten Sie nun die Pinzette aus, bevor Sie die Elektrode vorschieben. Halten Sie während des Aufbaus einen Superior-Inferior-Insertionswinkel. Führe die Elektrode zur seitlichen Wand der Cochlea und vermeide dabei einen unteren oder oberen Winkel sowie die mediale Wand.
Hören Sie sofort auf, die Elektrode vorzuschieben, wenn Widerstand auftritt, und ziehen Sie die Elektrode um einige Millimeter zurück. Elektrode wird langsam wieder vorgeschoben, wobei die Seitenwandbahn beibehalten wird und das Buckeln des Extracochlears verhindert wird. Für eine unvollständige Anatomie des Typ-1-Teils identifizieren Sie im Bildgebungsprogramm einen vollständigen zystischen Cochlear-Bereich.
Wählen Sie eine Elektrodenlänge, die für eine begrenzte Winkeleinführung geeignet ist. Führe die Elektrode in einem oberen-unteren Winkel genau entlang der Seitenwand ein. Begrenze die Einführungstiefe auf maximal 360 Grad und vermeide Überlappungen apikaler Kontakte.
Bei unvollständiger Partition Typ-2-Anatomie sollte ein normaler Basalturn mit einem zystischen Apex identifiziert werden. Führen Sie die Elektrode durch die normal gebildete Basalskala ein und halten Sie die Seitenwandbahn bei. Führe sie auf 450 Grad vor und stoppe sie vor dem Eintritt in den zystischen Apex, um Überlappungen zu vermeiden.
Für eine unvollständige Teilung Typ-3-Anatomie sollte ein verbreiterter innerer Hörgang identifiziert werden. Führen Sie die Elektrode in einem oberen-unteren Winkel ein und führen Sie sie kontinuierlich entlang der Seitenwand, um sicherzustellen, dass die Elektrode in der Cochlea verbleibt. Für die gemeinsame Höhle sollte eine einzelne ungeteilte Höhle identifiziert werden.
Biege das Elektrodenarray vorsichtig vor und führe zuerst das gekrümmte Segment ein. Lassen Sie die Elektrode eine Schleife innerhalb der Höhlung bilden. Stabilisieren Sie die Konfiguration und verhindern Sie das Eindringen der Elektrode in den inneren Gehörgang.
Bei der Cochlea-Hypoplasie wird die Cochlea-Länge vor dem Einsetzen gemessen. Wähle eine passende Elektrodenlänge und führe nur vor, bis das Lumen vollständig bedeckt ist, ohne Übereinsatz über die Basalumdrehung hinaus. Für einen vergrößerten vestibulären Aquädukt sollten normale Basaldrehungen mit einem leicht zystischen Apex identifiziert werden.
Führen Sie die Elektrode entlang der Seitenwand in einem oberen-unteren Winkel ein und schieben Sie sie bis zu 540 Grad vor. Stoppen Sie das Einsetzen vor dem zystischen Apex und vermeiden Sie eine apikale Überlappung. Für normale Anatomie unterschiedlicher Größe misst man den A-Wert präoperativ.
Wählen Sie die Elektrodenlänge basierend auf der Cochlea-Größe und führen Sie sie vollständig entlang der Seitenwand ein. Erwarten Sie eine tiefere Winkelanfügung bei kleineren Cochleae und eine reduzierte Winkelinsertion bei größeren Cochleae. Verschiedene Greiftechniken mit weichen Griff-Tangen führten zu einer variablen Steuerung der Elektrodenleitung mit korrektem Eingreifen des geraden Teils der geneigten Spitze am Array-Stopper, was eine zuverlässige Kontrolle beim Einsetzen gewährleistete.
Eine obere-untere Ausrichtung führte die Elektrode entlang der seitlichen Cochlearwand, während eine unterlegen-obere Ausrichtung die Wahrscheinlichkeit einer medialen Wandabweichung erhöhte. Bei unvollständiger Partition Typ 1 ermöglichte die Wahl einer Elektrodenlänge, die der zystischen Cochlea entspricht, eine angemessene Winkelabdeckung. Das Einfügen jenseits von 360 Grad Winkeltiefe führte zu einer Überlappung der Elektroden.
Bei unvollständiger Trennung Typ 2 wurde eine stabile Positionierung erreicht, wenn das Einfügen auf die gebildeten cochlearen Drehungen beschränkt war. Bei unvollständiger Trennung Typ 3 reduzierte ein seitlichwandgerichteter Einsatzansatz den unbeabsichtigten Eintritt in den inneren Hörgang und unterstützte die Retention im Cochlearlumen. Bei häufigen Kariesmalformationen förderte die Einführung des gebogenen Segments zunächst eine geschleifte Konfiguration innerhalb der Höhle und erleichterte eine stabile Positionierung.
Bei der Cochlea-Hypoplasie begrenzten reduzierte Cochlea-Dimensionen die erreichbare Einführungstiefe und erforderten eine sorgfältige Auswahl der Elektrodenlänge. In der Anatomie des vergrößerten vestibulären Aquädukts verringerte die Begrenzung der Einführungstiefe das Risiko von Elektrodenüberlappung und möglicher Interferenz zwischen den Kanälen. Kleinere Cochlea-Abmessungen führten zu einer größeren Winkelabdeckung für Elektroden identischer Länge im Vergleich zu größeren Cochleae.
Anatomische Identifikation und korrekte Elektrodenauswahl sind entscheidend für reproduzierbare und wertvolle postoperative Ergebnisse. Die Analyse nach dem Eingriff umfasst die Bewertung der Einführungsgenauigkeit, der Flugbahn, der Winkeltiefe und des Vergleichs verschiedener Techniken für unterschiedliche Anatomien, um die Ergebnisse zu optimieren. Zukünftige Studien können verschiedene Elektrodendesigns testen, einschließlich Mehrhersteller-Systeme, und die Trainingsleistung mit dem tatsächlichen chirurgischen Ergebnis korrelieren.
Overview
This study demonstrates an advanced electrode insertion training system using interchangeable transparent inner ear models to simulate both normal and malformed cochlear anatomy. The system enables resident surgeons to practice cochlear implant electrode placement across various anatomical variants, including incomplete partition types I-III, cochlear hypoplasia, common cavity, and enlarged vestibular aqueduct, under expert supervision. The goal is to improve surgical precision and reduce complications by providing experiential training that reflects the anatomical diversity encountered in clinical cochlear implant populations.
Key Study Components
Area of Science
- Otolaryngology
- Neurotology
- Surgical Simulation
Background
- Successful cochlear implant electrode insertion is critical for postoperative rehabilitation and device function.
- Anatomical variations in the inner ear are more prevalent in cochlear implant recipients than in the general population.
- Standard cadaveric temporal bone training often lacks exposure to congenital inner ear malformations.
- Inadequate training in malformed anatomies contributes to intraoperative complications during electrode insertion.
Purpose of Study
- To demonstrate the use of a transparent, interchangeable inner ear model training system for cochlear implant electrode insertion.
- To provide experiential recommendations for optimal electrode placement across different inner ear anatomies.
- To evaluate training effectiveness through supervised practice by resident surgeons.
Methods Used
- Use of manufacturers-provided angled soft-grip forceps to handle and stabilize the electrode array.
- Alignment of forceps with superior-inferior trajectory to guide electrode along the lateral cochlear wall.
- Advancement of electrode with resistance monitoring and slow re-advancement to prevent buckling or extracochlear deviation.
- Anatomy-specific techniques: for IP type I, limit insertion to 360 degrees; for IP type II, stop before cystic apex; for IP type III, maintain lateral wall trajectory to avoid internal auditory canal entry.
- For common cavity: prebend electrode and introduce curved segment first to form a stabilizing loop.
- For cochlear hypoplasia and enlarged vestibular aqueduct: measure cochlear dimensions and select appropriate electrode length to avoid overinsertion.
- Post-procedure analysis of insertion accuracy, trajectory, angular depth, and technique comparison across anatomies.
Main Results
- Superior-inferior electrode alignment promoted lateral wall trajectory and reduced medial wall deviation.
- In IP type I, electrode lengths matching cystic cochlea enabled appropriate angular coverage; insertion beyond 360 degrees caused apical contact overlap.
- In IP type II, stable positioning was maintained when insertion was confined to the formed basal turn.
- In IP type III, lateral wall-directed insertion prevented unintended entry into the internal auditory canal.
- In common cavity, introducing the curved electrode segment first facilitated a stable looped configuration.
- In cochlear hypoplasia, reduced dimensions limited insertion depth, requiring precise electrode length matching.
- In enlarged vestibular aqueduct, limiting insertion depth prevented overlap and interchannel interference.
- Smaller cochleae allowed greater angular coverage for electrodes of identical length compared to larger cochleae.
Conclusions
- Anatomical identification and proper electrode selection are essential for reproducible and safe electrode insertion.
- The training system allows repeatable, anatomy-specific practice that bridges the gap between standard simulation and clinical variability.
- Resident surgeons benefit from supervised exposure to both normal and malformed inner ear models, improving technical readiness.
- Future work should evaluate different electrode designs and correlate training performance with actual surgical outcomes.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
This training system addresses a critical gap in preclinical surgical preparation by enabling repeatable, anatomy-specific practice for cochlear implant electrode insertion across normal and malformed inner ear variants. By simulating anatomical diversity encountered in clinical populations, it supports mechanistic de-risking of surgical technique and improves predictive confidence in procedural readiness. The platform enhances translational continuity from discovery-based simulation to preclinical validation, reducing biological variability in early-stage device training workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of electrode-tissue interaction hypotheses across anatomically variant cochlear models.
- Operational Value: Provides standardized, reproducible platforms for evaluating insertion trajectory and depth control.
- Predictive Value: Supports functional target validation by correlating electrode placement accuracy with cochlear lumen retention and lateral wall alignment.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Facilitates preparation of validated biological surrogates for downstream screening of electrode designs and materials.
- Operational Value: Ensures assay standardization through interchangeable transparent models and quantitative angular depth metrics.
- Scalability: Enables platform reuse across multiple anatomical variants and electrode configurations for high-throughput evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Maintains disease relevance by modeling congenital inner ear malformations present in cochlear implant recipient populations.
- Operational Value: Supports continuity from discovery to preclinical validation by standardizing insertion technique across normal and pathologic anatomies.
- Risk Mitigation: Improves risk-adjusted advancement decisions by identifying electrode design limitations in malformed cochleae prior to in vivo testing.
Pipeline & Workflow Integration
The system integrates into the discovery continuum by supporting hypothesis testing in early discovery, assay readiness in screening, and translational validation in preclinical workflows, specifically for otologic implantable devices.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by enabling systematic evaluation of electrode-cochlear interface behavior across anatomical variants.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized insertion protocols, trajectory control, and repeatable angular depth measurements.
- Analytics: Generates quantitative readouts on insertion accuracy, angular depth, and wall adherence to enable cross-condition comparison.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by modeling human-relevant anatomical diversity observed in implant candidate populations.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable capability for iterative electrode design evaluation across multiple cochlear pathologies and device iterations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in electrode design performance by reducing mechanistic ambiguity in anatomical variability.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of surgical training and device evaluation workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling early identification of insertion risks in malformed anatomies, reducing late-stage biological failure.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of electrode candidates based on performance across normal and variant inner ear models.
Implementation Considerations
- Requires expertise in otologic surgical simulation and cochlear implant electrode handling techniques.
- Depends on access to 3D-printed or fabricated transparent inner ear models representing normal and pathologic anatomies.
- Necessitates cross-team standardization of insertion protocols, forceps handling, and angular depth measurement between research and surgical training teams.
- Involves adaptation considerations for scaling across different electrode array designs, manufacturers, and cochlear size variants.
- Limited by the need for expert supervision to ensure correct technique transfer and prevent reinforcement of suboptimal insertion habits.
