בדיקת מערכת הכשרה להכנסת אלקטרודות לשתל שבלול למיקום מיטבי של מערך אלקטרודות באנטומיות שונות של האוזן הפנימית
6 בפברואר 2026
כאן אנו מציגים פרוטוקול מובנה לאימון הכנסת אלקטרודות בשבלול באמצעות מערכת סימולציה חדשנית, המאפשרת תרגול מעשי באנטומיה תקינה ומעוותת של האוזן הפנימית.
אנחנו רוצים לעשות זה לחקות ולאמן רושם של הצורה התלת-ממדית של הקוכלאה, כפי שהמודל הזה מראה לנו, ואנחנו רוצים להכניס את האלקטרודה לעומק השבל, לחקות את הטבע, ולשם כך יבדקו את הכלי. אנחנו לא יכולים לבדוק רק את האנטומיה התקינה, אלא שיש לנו גם מודלים של שבלול מכל מומים שראיתי לאורך כל חיי. הזדמנויות ההכשרה הקיימות חסרות חשיפה למומים באוזן הפנימית.
פרוטוקול זה עושה שימוש במודלים שקופים להחלפה המאפשרים הכשרה ריאליסטית, חוזרת וספציפית לאנטומיה. כדי להתחיל, התקן את מערכת ההכשרה להכנסת אלקטרודות. הכינו את האלקטרודה והכלים הנדרשים לפני ההכנסה.
באמצעות מלקחיים רכים בזווית שסופקו על ידי היצרן, החזק את האלקטרודה וממקם את עופרת האלקטרודה בתוך הקטע הישר של קצה הקצה בזווית. לאחר מכן, ננעל את האלקטרודה ישירות מאחורי פקק המערך. ודאו קיבוע יציב של האלקטרודה לפני התקרבות לקוכלאוסטומיה או לחלון העגול.
עכשיו יישר את המלקחיים לפני שמזיזים את האלקטרודה. שמור על זווית החדרה עליונה-נחותה במהלך ההתקדמות. הכוון את האלקטרודה לעבר הדופן הצדדית של הקוכליאה תוך הימנעות מזווית תחתונה-עליונה והדופן המדיאלית.
עצור את הקידום האלקטרודה מיד אם מתרחשת התנגדות ומשך את האלקטרודה בכמה מילימטרים. קדימו מחדש את האלקטרודה לאט תוך שמירה על מסלול הדופן הצדדית ומניעת כיפוף חוץ-שבלולרי. לאנטומיה מסוג 1 עם חלוקה לא שלמה, יש לזהות חלק שלם של השבלול הציסטי בתוכנת ההדמיה.
בחר אורך אלקטרודה המתאים להחדרה זוויתית מוגבלת. הכנס את האלקטרודה בזווית עליונה-תחתונה בדיוק לאורך הקיר הלטרלי. הגבלת עומק ההחדרה למקסימום של 360 מעלות ומניעת חפיפה של מגעים אפיקליים.
לאנטומיה מסוג 2 חלקיקה לא שלמה, יש לזהות סיבוב בסיסי תקין עם קצה ציסטי. הכנס את האלקטרודה דרך הסקלה הבסיסית שנוצרה כרגיל ושמרו על מסלול הדופן הצדדית. העלה אותו ל-450 מעלות ועצור לפני הכניסה לקצה הציסטי כדי למנוע חפיפה.
לאנטומיה לא שלמה של חלוקה סוג 3, יש לזהות תעלת שמע פנימית מורחבת. הכנס את האלקטרודה בזווית עליונה-תחתונה והנחה ברציפות לאורך הקיר הצדדי, כדי לוודא שהאלקטרודה נשארת בתוך השבלול. לגבי החלל המשותף, זהה חלל אחד לא מחולק.
כופף את מערך האלקטרודות בעדינות והכנס תחילה את הקטע המעוקל. אפשר לאלקטרודה ליצור לולאה בתוך החלל. ייצוב את התצורה תוך מניעת כניסת האלקטרודה לתעלת השמיעה הפנימית.
להיפופלזיה של השבלול, יש למדוד את אורך השבל לפני ההכנסה. בחר אורך אלקטרודה תואם והמשיך רק עד שהלומן מכוסה במלואו ללא החדרה יתר מעבר לסיבוב הבסיסי. עבור אקוודוקט וסטיבולרי מוגדלת, יש לזהות סיבובים בסיסיים תקינים עם קצה ציסטי קל.
הכנס את האלקטרודה לאורך הקיר הלטרלי בזווית עליונה-תחתונה והתקדמו עד 540 מעלות. עצור את ההחדרה לפני הקצה הציסטי והימנע מחפיפה אפיקלית. לאנטומיה רגילה בגדלים שונים, מדוד את ערך A לפני הניתוח.
בחרו את אורך האלקטרודה לפי גודל השבלול והכניסו אותו במלואו לאורך הקיר הצידי. צפו להחדרה זוויתית עמוקה יותר בשבלוליות קטנות ולהפחתה בהחדרה זוויתית בשבלוליות הגדולות. טכניקות אחיזה שונות באמצעות מלקחיים רכים הובילו לשליטה משתנה בקצה האלקטרודה עם חיבור נכון של החלק הישר של הקצה בזווית במעצור המערך, מה שהבטיח שליטה אמינה במהלך ההכנסה.
יישור עליון-תחתון הנחה את האלקטרודה לאורך דופן השבלול הצידית, בעוד שכיוון תחתון-עליון העלה את הסיכוי לסטיית דופן מדיאלית. בסוג חלוקה לא שלמה 1, בחירת אורך אלקטרודה התואם לשבלול הציסטי אפשרה כיסוי זוויתי מתאים. הכנסה מעבר ל-360 מעלות של עומק זוויתי הובילה לחפיפת אלקטרודות.
בסוג מחיצה לא שלמה 2, מיקום יציב הושג כאשר ההכנסה הוגבלה לסיבובים הקוכלאריים שנוצרו. בסוג מחיצה לא שלמה 3, גישת החדרה מונחית הדופן הצידה את הכניסה הלא מכוונת לתעלת השמיעה הפנימית ותמכה בשמירה בתוך הלומן השבלולי. במומים נפוצים בחלל הפנימי, הכנסת הקטע המעוקל תחילה קידמה תצורה לולאה בתוך החלל והקלה על מיקום יציב.
בהיפופלזיה שבלולית, ממדי הקוכליאה מוקטנים הגבילה את עומק ההחדרה האפשרי ודרשה בחירת אורך אלקטרודה קפדנית. באנטומיה מוגדלת של אקוודוקט וסטיבולרי, הגבלת עומק ההחדרה הפחיתה את הסיכון לחפיפת אלקטרודות והפרעות פוטנציאליות בין ערוצים. ממדים קטנים יותר של הקוכליאר הביאו לכיסוי זוויתי גדול יותר לאלקטרודות באורך זהה בהשוואה לשבלוליות גדולות יותר.
זיהוי אנטומי ובחירת אלקטרודות נכונה הם חיוניים לתוצאות שחזוריות וחשובות לאחר הניתוח. ניתוח לאחר הפרוצדורה כולל הערכת דיוק ההכנסה, מסלול, עומק זוויתי, והשוואת טכניקות שונות לאנטומיות שונות כדי לייעל את התוצאות. מחקרים עתידיים יוכלו לבדוק עיצובים שונים של אלקטרודות, כולל מערכות רב-יצרניות, ולקשר בין ביצועי האימון לתוצאה ניתוחית אמיתית.
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.
