Este protocolo introduce la adaptación anatómica guiada por rayos X (ABF) para implantes cocleares, con el fin de reducir la discrepancia entre frecuencia y lugar y, potencialmente, mejorar los resultados para los pacientes.
Artículo de método
Este protocolo introduce la adaptación anatómica guiada por rayos X (ABF) para implantes cocleares, con el fin de reducir la discrepancia entre frecuencia y lugar y, potencialmente, mejorar los resultados para los pacientes.
Este estudio presenta un protocolo para aplicar el ajuste anatómico guiado por rayos X (ABF) en la programación de implantes cocleares (IC) para reducir la descoordinación entre frecuencia y lugar. El objetivo es mejorar la alineación entre las frecuencias estimuladas por cada electrodo y la organización tonotópica natural de la cóclea, mejorando así la percepción del habla y los resultados auditivos. Los métodos tradicionales de ajuste por defecto (DF) no tienen en cuenta las variaciones individuales en la anatomía coclear, lo que conduce a desajustes que pueden influir en el rendimiento. En este estudio prospectivo, se evaluaron 16 oídos de 12 usuarios de IC con anatomía coclear normal mediante radiografía para estimar la profundidad de inserción angular (AID) y guiar el protocolo ABF. Las asignaciones de frecuencia para cada electrodo se ajustaron usando los programas OTOPLAN y MAESTRO para coincidir con el mapa tonotópico de la cóclea. Los resultados mostraron que ABF redujo significativamente el desajuste medio entre frecuencia y lugar (2,6 ± 3,8 semitonos) en comparación con DF (6,6 ± 5,6 semitonos). La ABF también mostró una correlación más fuerte entre la AID y los cambios de frecuencia, con las mejoras más notables en la región coclear media. Este protocolo aplica una alternativa accesible y de baja radiación al ABF guiado por TC, especialmente beneficioso para poblaciones pediátricas o sensibles a la radiación. El ABF guiado por rayos X demuestra potencial para una programación de IC más precisa y la posibilidad de mejorar los resultados para los pacientes. Se recomiendan estudios adicionales con cohortes más grandes y periodos de seguimiento más largos para validar sus beneficios clínicos.
Los implantes cocleares (IC) se han convertido en el estándar de atención en la rehabilitación auditiva, permitiendo que las personas con discapacidad auditiva grave a profunda mejoren significativamente su comprensión del habla, las habilidades de comunicación y la calidad de vidaen general 1. Sin embargo, varios factores pueden influir en la experiencia de los receptores de IC, incluyendo retrasos en el procesamiento del sonido, métodos de ajuste y disparidades devolumen 2.
Las frecuencias centrales tradicionales por defecto (DF) enfatizan las medidas conductuales postoperatorias, pero a menudo descuidan la variabilidad en la anatomía coclear y las posiciones de contacto con los electrodos entre los usuarios. Además, estos factores pueden estar influenciados por la raza, el sexo o laetnia 3,4. A pesar de los avances recientes en estrategias de ajuste que han mejorado la programación de la IC, el mapeo de DF aún necesita revisión debido a los desafíos en la consideración del órgano de Corti (CO) y la longitud del conducto coclear (CDL)5.
Una consecuencia importante en el mapeo de frecuencias por defecto es la "descoordinación frecuencia-lugar", que ocurre cuando la frecuencia entregada por un electrodo de IC difiere de la frecuencia tonotópica de la región coclear queestimula 6. Esta desadaptación puede deberse a la variabilidad anatómica, la técnica quirúrgica y el diseño de la matriz de electrodos, todos los cuales influyen en sumagnitud 7. Puede agravarse aún más por los esquemas estándar de asignación de frecuencia usados en muchos sistemas de IC, que a menudo pasan por alto la anatomía coclear individual y la colocación de electrodos. Estudios recientes sugieren una correlación significativa entre la descoordinación entre frecuencia y lugar y malas puntuaciones monosílabas, mala percepción del habla y reducción de la discriminación delhabla 6,8.
Para abordar los desafíos del mapeo de DF,se ha introducido un método personalizado para la programación de CI conocido como ajuste basado en anatomía (ABF). El ABF pretende alinear con mayor precisión el mapa de frecuencias de la IC con la anatomía coclear natural de un individuo utilizando datos de TC postoperatorios. Esta integración permite asignar frecuencias de filtro específicas para cada paciente en función de la ubicación anatómica de cada contactode electrodo 10. El objetivo principal es minimizar las discrepancias tonotópicas y mejorar la alineación entre las frecuencias estimuladas y la tonotopicidadnatural 11. Cabe destacar que ABF ha mostrado mejoras significativas en la percepción del habla en comparación con DF9, una mejora en el reconocimiento de voz y una mayor aceptación por parte delos usuarios 12,13.
A pesar de los resultados positivos de la ABF, su aplicación es limitada debido a la necesidad de tomografías computarizadas postoperatorias, lo que resulta en un aumento de la exposición a la radiación, lo que preocupa a niños y grupossensibles 14.
Múltiples estudios han demostrado que los avances en la tecnología de imagen pueden reducir sustancialmente la exposición a la radiación manteniendo la calidad diagnóstica. Por ejemplo, en modelos animales, las tomografías convencionales de baja dosis han mostrado una reducción del 50% en la dosis de radiación sin pérdida de eficaciadiagnóstica 15. La TC de haz cónico proporciona solo entre el 6% y el 16% de la dosis de radiación de los sistemas estándar de TC multi-cortes, proporcionando una calidad de imagen comparable y subrayando el progreso en las estrategias de reducciónde dosis 16. En conjunto, estos hallazgos apoyan la adopción de protocolos de imagen optimizados para minimizar el riesgo de radiación tras la implantación coclear. Un estudio reciente propuso la ABF guiada por rayos X como una alternativa viable para abordar la exposición a radiación asociadaa la TC 17. Por ello, este estudio pretende investigar la primera aplicabilidad de la ABF guiada por rayos X en receptores de IC.
Este estudio se llevó a cabo de acuerdo con los estándares éticos de la institución afiliada y recibió la aprobación de la Junta de Revisión Institucional (Ref. No. 23/0605/IRB). Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes antes de la inscripción. Se garantizó la confidencialidad de los participantes y la seguridad de los datos durante todo el estudio. El software utilizado aparece en la Tabla de Materiales.
1. Reclutamiento de participantes
2. Adquisición postoperatoria de rayos X y preparación de imagen
3. Marcado anatómico e identificación de electrodos
4. Cálculo de parámetros cocleares y asignación de frecuencias
5. Cálculo de desajustes entre frecuencia y lugar
6. Análisis estadístico
7. Seguridad y confidencialidad
8. Resolución de problemas
Los participantes fueron 4 usuarios bilaterales de IC y 8 usuarios unilaterales de IC, lo que supone un total de 16 oídos. La edad media en el momento de la implantación fue de 17,0 ± 16,7 años. Consulte la Tabla 1 para conocer la demografía de los participantes. La Figura 1A compara las frecuencias centrales de ABF, DF y TF a través de los contactos de los electrodos (C.01 a C.12). Las frecuencias ABF coinciden estrechamente con las frecuencias TF, excepto en la región basal, donde hay una clara distinción entre TF y DF. El ABF y el TF muestran la alineación más estrecha en el rango de frecuencias centrales.
Un análisis posterior de la AID basada en tonotópicos (Figura 1B) mostró una disminución constante desde la base de la cóclea hacia el ápice. Este patrón es coherente con la anatomía de la espiral coclear, donde la región basal responde a frecuencias más altas y la región apical a frecuencias más bajas.
Para las frecuencias centrales medias calculadas de cada contacto de electrodo, véase la Tabla 2. La descoordinación absoluta media entre la DF y la TF oscilaba entre 2,7 y 15,9 semitonos, con un valor medio de 6,6 ± 5,6. El ABF redujo entonces esta diferencia semitonal: la desadaptación media entre ABF y TF era de 2,6 ± 3,8 y oscilaba entre 0,2 y 11,6 semitonos. La comparación estadística entre la descoordinación entre TF, ABF y DF mostró una diferencia significativa (Figura 2A).
Como muestra la Figura 2B , la visualización gráfica de la diferencia semitonal reveló una desadaptación más considerable entre la DF y la TF en comparación con la diferencia entre ABF y TF, considerando que la TF es la referencia. Las diferencias de ambos grupos fueron más significativas en los contactos del electrodo apical y menores en los electrodos basales. La discrepancia más significativa se encontró en los contactos C03 y C04. Las razones detrás de estas discrepancias, especialmente en los electrodos C03 y C04 en ciertos casos de pacientes, se deben principalmente a diferencias individuales en la anatomía coclear, como el tamaño y la forma, que afectan a la profundidad y dónde se colocan los electrodos. La técnica quirúrgica y la posición de los electrodos también influyen, ya que pequeñas variaciones pueden provocar cambios en la adaptación de frecuencias.
El análisis de correlación mostró relaciones negativas fuertes y significativas entre la AID de cada grupo y sus desplazamientos de semitonos (ABF y DF). Sin embargo, esta asociación fue mucho más sólida con la DF, como muestra la Figura 3A . El coeficiente de correlación de Pearson en el grupo ABF fue (r= -0,68) en comparación con (r= -0,81) en el grupo DF. La relación entre ambos grupos era lineal, lo que indica que mayores profundidades de inserción corresponden a menos desajustes en la colocación de frecuencias.
El análisis de las diferencias en la frecuencia absoluta entre la DF y la ABF en relación con la TF media en cada contacto de electrodo mostró que el rango de frecuencias más alto fue de 1976 a 4779 Hz. Este rango corresponde a la región central de la cóclea. Además, esta área mostró la mayor variabilidad entre diferentes participantes, como se muestra en la Figura 3B. El examen de la descoordinación entre frecuencia y lugar entre el mapa actual ABF y el mapa DF sin considerar el TF reveló una disminución considerable (en semitonos) tras cambiar los participantes a ABF. Además, en comparación con la TF en cada contacto del electrodo, hubo una mayor desadaptación con DF que con ABF. Para ABF, los mayores desajustes aparentes se observaron en la primera y segunda vuelta: C3 (8,4 ± 3,9 semitonos) y C4 (8,3 ± 3,3 semitonos) (véase la Figura 4A). El análisis de los semitonos de frecuencia a lugar de cada participante identificó aparentes desajustes en los casos 7, 9 y 13 (Figura 4B).

Figura 1: Comparación de la asignación de frecuencias y los ángulos de inserción de electrodos. (A) Las frecuencias centrales asignadas por ABF, DF y la frecuencia tonotópica (TF) se muestran para cada contacto de electrodo (C01-C12). ABF demuestra una alineación más estrecha con TF que con DF a lo largo de la matriz de electrodos. (B) Ángulo de inserción medido para cada contacto de electrodo basado en rayos X postoperatorios, ilustrando la progresión angular desde la base hasta el ápice de la cóclea. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 2: Desajuste de frecuencia a lugar entre estrategias de ajuste. (A) Los valores de desajuste entre frecuencia y lugar para DF y ABF se muestran entre los contactos de electrodos. El ABF resulta en un desajuste menor que el DF en la mayoría de los contactos. (B) Valores de desajuste para DF y ABF representados con TF como referencia. La ABF muestra una desadaptación reducida y más uniforme respecto a la DF, especialmente en los contactos apicales. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 3: Relación entre la profundidad de inserción y la discrepancia de frecuencia. (A) Correlación entre AID y el desplazamiento de frecuencia semitonal para DF y ABF. Ambos métodos revelan correlaciones negativas, pero ABF muestra menor variabilidad en la discrepancia. (B) Diferencias absolutas entre las frecuencias DF y ABF en relación con la TF media para cada contacto. Las orejas individuales están anotadas por color, destacando la variabilidad entre pacientes. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 4: Desajuste de frecuencia a lugar basado en caso y contacto. (A) Valores de desajuste de frecuencia a lugar para DF y ABF mostrados para cada contacto de electrodo en la cohorte. (B) Valores de semitono frecuencia-posición para cada caso en la matriz de electrodos, ilustrando la variabilidad individual en la discrepancia. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
Tabla 1: Demografía de los participantes y características clínicas basales de todos los receptores de implantes cocleares (N = 16 orejas). Por favor, haz clic aquí para descargar esta tabla.
Tabla 2: Análisis comparativo entre la frecuencia de colocación de desajustes para DF y ABF en comparación con TF para todos los contactos de electrodos. ** para 0,01 > p ≥ 0,001, y *** para p <0,001. Por favor, haz clic aquí para descargar esta tabla.
La diversidad anatómica de la cóclea y la variabilidad en la longitud de la matriz de electrodos de CI pueden provocar desajustes entre frecuencia y lugar, afectando negativamente el reconocimiento de voz y el rendimiento de IC19,20. Además, el uso de ABF puede reducir eficazmente la discrepancia entre frecuencia y lugar y mejorar el reconocimiento de voz 7,12. Sin embargo, el uso de ABF está limitado por la necesidad de tomografías computarizadas de alta resolución, que son costosas, tardadas y exponen al receptor de IC aradiación 10. El presente estudio investigó si la ABF guiada por rayos X minimiza eficazmente la desadaptación entre frecuencia y lugar y mejora el reconocimiento de voz. Los resultados demuestran que la ABF guiada por rayos X es más eficaz que la DF para reducir las discrepancias entre frecuencia y lugar, con una desadaptación media significativamente menor. El análisis también destacó la importancia de seleccionar correctamente la longitud del electrodo para minimizar el desajuste entre diferentes contactos de electrodo.
Un hallazgo clave del estudio es que la desadaptación media entre frecuencia y lugar es significativamente menor con ABF que con DF. La ABF resultó en una descoordinación media absoluta entre frecuencia y lugar significativamente menor (2,6 ± 3,8) que la DF (6,6 ± 5,6). Las frecuencias ABF estaban más cerca de la frecuencia tonotópica (TF) en el rango de frecuencias bajas y casi equivalentes a la TF en el rango de frecuencias medias. En cambio, las frecuencias tanto para DF como para ABF eran similares en la región de frecuencias altas. Este hallazgo indica que ABF fue más preciso que DF al emparejar los componentes de frecuencia del sonido entrante con los contactos de electrodos apropiados a lo largo de la cóclea. Estos hallazgos coinciden con investigaciones previas que muestran que la ABF guiada por TC mejora la precisión de la programación del implante coclear. Un estudio anterior encontró que la ABF redujo sustancialmente la desadaptación entre frecuencia y lugar en comparación con DF, logrando una disminución del 20,7%12. De manera similar, otro estudio informó que la ABF guiada por TC redujo significativamente la desadaptación entre frecuencia y lugar. Estos hallazgos sugieren que el ABF guiado por rayos X es tan efectivo como el ABF11 basado en TC.
Estos hallazgos tienen implicaciones clínicas directas, ya que la desadaptación entre frecuencia y lugar puede afectar negativamente al rendimiento de la implantación de información. Un estudio demostró una correlación significativa entre la desadaptación entre frecuencia y lugar a 1.500 Hz y la reducción en las puntuaciones monosílabas hasta 6 meses después de laimplantación 6. De manera similar, otro estudio encontró una correlación significativa entre la descoordinación entre frecuencia y lugar (que va de 0,469 a 1,604 octavas) y la discriminación del habla en el ruido tras 6 meses de uso de IC. Sin embargo, este efecto disminuyó después de los 6-12 meses8.
La diferencia semitonal reportada en el presente estudio puede considerarse menor o no clínicamente significativa en algunas frecuencias en la muestra examinada. Esto podría estar relacionado con la planificación preoperatoria y la elección de matrices de electrodos que cubren una porción adecuada de la cóclea. Investigaciones previas han enfatizado la importancia de la cobertura coclear para reducir la descoordinación entre frecuenciay lugar 8. Por ejemplo, un estudio anterior encontró que arreglos de electrodos más largos se asociaban con mejores resultados de percepción del habla en silencio y ruido, posiblemente debido a un aumento de la cobertura coclear21.
El presente estudio encontró que la profundidad de inserción del conjunto de electrodos era un predictor significativo de la desadaptación entre frecuencia y lugar, con inserciones más profundas que resultaban en una menor desajuste. El análisis de correlación demostró fuertes correlaciones negativas en todos los contactos de electrodos entre los desplazamientos de AID y semitono (ABF y DF) de cada grupo. Esta asociación fue notablemente más fuerte con la ABF. Este hallazgo coincide con estudios anteriores, que investigaron la relación entre la longitud coclear, el ángulo de inserción y la desadaptación tonotópica en 106 receptores de implantescocleares 22. Según el mapa de Greenwood, se informó de una desadaptación tonotópica en todas las cócleas, que oscilaba entre -10 y -16 semitonos, con menos desajuste en cócleas pequeñas y medianas que en las grandes. Los autores atribuyeron esta diferencia a la longitud de la cóclea relativa a la longitud del electrodo en lugar de la longitud absoluta de la cóclea. Estudios recientes han reportado hallazgos similares, como un aumento del ángulo de inserción del contacto más apical del electrodo, asociado a una menor diferencia entre el desajuste por defecto y elABF 12. Sin embargo, dentro de cada participante, los mapas ABF mostraron menos desajustes que los mapas DF. Queda por determinar qué rango de profundidad de inserción es el ABF más útil. No obstante, estos hallazgos tienen importantes implicaciones para la programación de IC y ponen de manifiesto la necesidad de un ajuste individualizado basado en la anatomía coclear del receptor. El ABF guiado por rayos X puede ser especialmente beneficioso en casos donde la profundidad de inserción de la matriz de electrodos puede ayudar a minimizar la desadaptación entre frecuencia y lugar y mejorar los resultados del reconocimiento de voz.
Los resultados del presente estudio mostraron que la desadaptación entre frecuencia y lugar varió entre diferentes contactos de electrodos, siendo la discrepancia más significativa en los electrodos apicales, específicamente en los contactos C03 y C04. Estos hallazgos coinciden con un estudio anterior que reportó resultados similares para contactos específicos de electrodos pero diferían de otroscontactos 22. Se observó variabilidad en las frecuencias centrales estimadas por el método ABF en comparación con las frecuencias predeterminadas usadas para diferentes contactos y participantes de electrodos. Esto pone de manifiesto la necesidad de métodos individualizados de asignación de frecuencias para mejorar la precisión del ajuste de implantes cocleares. El análisis de las diferencias de frecuencia entre ABF y DF en relación con la TF reveló una diferencia más significativa entre 1976 Hz y 4779 Hz. Esto sugiere que el ABF fue más efectivo en esta región, que está cerca del centro de la cóclea. También es posible que la discrepancia en esta zona sea muy alta con DF, lo que podría explicar la diferencia más significativa observada. Finalmente, el examen del mapa ABF y su desviación respecto al DF mostró la descoordinación más significativa en los contactos de electrodos 3 y 4. La ubicación de estos contactos dentro de la cóclea, el AID o el método actual de asignación de frecuencia por defecto podría explicarlo. En general, estos hallazgos sugieren que hay margen de mejora en la adaptación de la IC, especialmente en la reducción de la desadaptación entre frecuencia y lugar en los contactos apicales.
Aunque el estudio ofrece valiosas perspectivas sobre la ABF guiada por rayos X como alternativa a la ABF guiada por TC, su pequeño tamaño de muestra puede limitar la relevancia de los resultados y reducir la capacidad estadística para detectar diferencias o asociaciones significativas. Para abordar esto, se realizó un análisis de potencia post-hoc. Para el tamaño del efecto observado (d de Cohen = 1,13) comparando el cambio absoluto total de frecuencia entre el ajuste por defecto (6,6 ± 5,6 semitonos) y ABF (2,6 ± 3,8 semitonos), la muestra de 16 orejas proporcionó un 98,8% de potencia a un nivel de significación del 5% para detectar una diferencia real. Esto indica que, a pesar de la muestra pequeña, las diferencias observadas probablemente sean estadísticamente robustas.
El enfoque principal se centró en el impacto de la ABF guiada por rayos X en la descoordinación entre frecuencia y lugar, sin evaluar otros factores críticos como la percepción del habla, la calidad del sonido o los resultados reportados por los pacientes. Por ello, son necesarios futuros estudios con muestras más grandes que incorporen tanto medidas de resultado objetivo como subjetiva para explorar más a fondo el ABF guiado por rayos X. Investigaciones recientes sugieren que los mapas tonotópicos in vivo derivados de la electrococlearía pueden proporcionar estimaciones más precisas entre frecuencia y lugar que los generados mediante mapeos cocleares predeterminados, y deberían considerarse en futuras investigaciones23,24. Además, se podría explorar el registro de radiografías postoperatorias con TAC preoperatorio para mejorar aún más la precisión de la estimación deAID 25.
En conclusión, el presente estudio demostró que el ABF guiado por rayos X podría minimizar la desadaptación entre frecuencia y lugar en receptores/usuarios de IC. Los resultados mostraron una disminución significativa en la desadaptación media con ABF en comparación con el método DF. El análisis puso de relieve una discrepancia significativa entre la frecuencia y la colocación en varios contactos de electrodos, especialmente en los electrodos basales. Esto sugiere que el ABF podría ser beneficioso en esta región. Además, la investigación destacó la necesidad de seleccionar la longitud adecuada para la matriz de electrodos para disminuir la discrepancia. Los modelos de regresión mostraron que cuanto más profunda es la inserción, menor es la desadaptación, lo que indica que una estimación precisa de la CDL es crucial para una programación óptima de IC. Sin embargo, se necesitan más estudios con muestras más grandes y seguimientos a largo plazo para confirmar los beneficios del ABF guiado por rayos X en la práctica clínica.
Yassin Abdelsamad y Ahmed Hafez son empleados de MED-EL GmbH y se dedican exclusivamente a funciones científicas. Todos los demás autores declaran no haber conflictos de interés.
Los autores agradecen a Michael Todd (MED-EL) por editar el manuscrito y a Rahma Sweedy por realizar el análisis estadístico.
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Función Greenwood | Modelo matemático para el mapeo tonotópico coclear | Integrado en el software de OTOPLAN | Cálculo de frecuencia transpuesta (TF) (Paso 4.1.1) |
| Software MAESTRO | Software de programación para implantes cocleares | MED-EL GmbH (Innsbruck, Austria) | Importación de frecuencias ABF y programación CI (Paso 4.3 y guion; 4.4) |
| Matriz de electrodos MED-EL FLEX26 | Electrodo de implante coclear de 26 mm | MED-EL GmbH (Innsbruck, Austria) | Implantación coclear (Tabla 1) |
| Matriz de electrodos MED-EL FLEX28 | Electrodo de implante coclear de 28 mm | MED-EL GmbH (Innsbruck, Austria) | Implantación coclear (Tabla 1) |
| Software OTOPLAN | Software de planificación quirúrgica y análisis de electrodos | CAScination AG (Berna, Suiza) en cooperación con MED-EL (Innsbruck, Austria) | Marcado anatómico, identificación de electrodos, cálculo de CDL y AID, generación de mapas ABF (Pasos 3, 4) |
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