Migliore copertura cocleare e preservazione dell'udito nell'ipoacusia ad alta frequenza grazie alla stimolazione elettroacustica con elettrodo più lungo

Summary

La stimolazione elettroacustica (EAS) con elettrodi più lunghi può offrire una copertura cocleare più ampia e vari tipi di mappe nei casi di perdita dell'udito ad alta frequenza. La combinazione di chirurgia meno invasiva, elettrodi flessibili della parete laterale e somministrazione di steroidi consente un inserimento più profondo con un trauma chirurgico minimo o nullo, con conseguente buona conservazione dell'udito.

Abstract

La stimolazione elettroacustica (EAS) è un trattamento promettente per migliorare la capacità uditiva nei pazienti con ipoacusia ad alta frequenza (HL). Negli interventi chirurgici EAS, sono stati preferiti elettrodi più corti per evitare la presenza di un elettrodo che copre la regione uditiva residua. Tuttavia, i nostri studi precedenti hanno dimostrato che l'EAS con elettrodi più lunghi (28 mm) potrebbe preservare l'udito acustico. Inoltre, abbiamo riportato che i punteggi di conservazione dell'udito (HP) erano indipendenti dalla lunghezza degli elettrodi inseriti, in linea con la revisione sistematica. Poiché la maggior parte dei pazienti con EAS perde gradualmente l'udito residuo nel tempo a causa del decorso naturale dell'HL, in questi casi, fornire una copertura cocleare più ampia utilizzando elettrodi più lunghi è stato vantaggioso per una migliore corrispondenza luogo-tono. Oltre a prepararsi al deterioramento dell'udito in futuro, l'EAS con elettrodi più lunghi potrebbe offrire vari tipi di strategie di mappatura. Qui mostriamo le procedure pre, intra e post per la chirurgia EAS. Un'appropriata valutazione preoperatoria, un intervento chirurgico meno invasivo, elettrodi flessibili sulla parete laterale e la somministrazione di steroidi hanno portato a una buona HP dopo l'EAS con elettrodi più lunghi.

Introduction

L'impianto cocleare convenzionale (CI) è un trattamento standard per migliorare la capacità uditiva nei pazienti con ipoacusia (HL) da grave a profonda. Successivamente, la stimolazione elettroacustica (EAS) viene utilizzata per trattare pazienti con grave perdita dell'udito ad alta frequenza e udito residuo^a bassa frequenza 1. In tali pazienti, preservare l'udito acustico residuo è importante per ottenere una migliore percezione del parlato nel rumore, la localizzazione del suono e una migliore qualità del suono durante l'ascolto della musica². Per risolvere questo problema, è stato preferito l'uso di elettrodi più corti nei pazienti con EAS per evitare di interferire con la funzione residua nella regione acustica della coclea. Tuttavia, i nostri studi precedenti 3,4,5,6 hanno documentato che anche nei casi di EAS, la chirurgia IC meno invasiva combinata con elettrodi "più lunghi" sottili, dritti e flessibili ha permesso la conservazione dell'udito residuo. Inoltre, abbiamo riportato che la conservazione dell'udito non era correlata alla lunghezza dell'elettrodo⁷ dell'impianto cocleare inserito, in linea con la revisione sistematica⁸.

Nei pazienti sottoposti a IC convenzionale, elettrodi più lunghi hanno portato a una migliore percezione del parlato ^9,10,11 poiché elettrodi più lunghi forniscono una copertura cocleare più ampia e una migliore corrispondenza luogo-tono. Allo stesso modo, è stata riportata una correlazione tra un angolo di inserzione più profondo (AID) e un udito migliore^12,13. Nella maggior parte dei pazienti con EAS, l'udito residuo si deteriora gradualmente nel tempo¹⁴. L'identificazione del gene responsabile dell'HL consente di prevedere l'udito futuro. Quando si prevede che in futuro l'udito andrà perso su tutte le frequenze, l'EAS con elettrodi più lunghi, non con elettrodi più corti, è l'ideale per fornire una percentuale più elevata di copertura cocleare¹⁵. Si pensava che l'AID ottimale variasse da 630° a 720°16,17,18, corrispondente alla distribuzione dei neuroni gangliari spirali nella coclea umana. Tuttavia, poiché ogni lunghezza del dotto cocleare (CDL) ha un ampio intervallo di variazione¹⁹, la misurazione del CDL in ogni caso è stata necessaria per ottenere l'AID appropriato, anche nei pazienti con EAS. Recentemente, il software disponibile in commercio (vedi Tabella dei materiali) ha permesso di misurare facilmente ogni CDL sulla base dei dati della tomografia computerizzata (TC), il che era clinicamente fattibile.

Questo protocollo descrive quanto segue: (1) una valutazione preoperatoria che includeva l'analisi genetica per identificare l'eziologia dell'HL e la misurazione della lunghezza del dotto cocleare per determinare la lunghezza ottimale dell'elettrodo, (2) una procedura chirurgica meno invasiva tramite esoscopia ed endoscopia e (3) l'esito dell'udito postoperatorio e la strategia di mappatura nei pazienti con HL ad alta frequenza sottoposti a EAS con un elettrodo più lungo.

Protocol

Le procedure descritte sono state approvate dall'Institutional Review Board della Shinshu University School of Medicine (approvazione n. 4133). I pazienti hanno fornito il consenso informato scritto prima di partecipare allo studio. I reagenti, le apparecchiature e il software utilizzati per questo studio sono elencati nella Tabella dei materiali.

1. Valutazione preoperatoria

1. Esaminare la serie di audiogrammi a toni puri in pazienti con udito residuo per accertare la progressione dell'HL in ciascun caso.
2. Condurre test genetici su campioni di sangue ottenuti sia dai pazienti che dai loro familiari.
3. Si consiglia di eseguire il sequenziamento di nuova generazione su un pannello di geni associati a HL ^6,7.
4. Condurre test di imaging, come la TC e/o la risonanza magnetica (MRI). Si raccomandava che lo spessore della fetta CT fosse di 0,6 mm o inferiore. Per la risonanza magnetica, è stata ritenuta sufficiente una forza di 1,5 Tesla.
5. Effettuare previsioni sul futuro udito acustico residuo nella migliore misura possibile dopo la raccolta dell'audiogramma^{serie 6} e l'identificazione dell'eziologia attraverso l'imaging e/o l'analisi genetica.
6. Importazione dei dati DICOM dalle immagini TC preoperatorie nel software OTOPLAN. Il software misura automaticamente il CDL in ogni caso.
7. Selezionare la lunghezza appropriata dell'array CI per coprire la regione in cui si prevede che l'udito residuo si deteriori in futuro. Utilizzare solo elettrodi sottili, dritti e flessibili.
8. Somministrare prednisolone per via orale alla dose di 0,5-1,0 mg/kg/die a partire da 2 giorni prima dell'intervento chirurgico.

2. Procedura chirurgica

1. Posizionare il paziente in posizione supina.
2. Indurre l'anestesia utilizzando fentanil per via endovenosa (1-2 μg/kg), propofol (1-2 mg/kg) e rocuronio (0,6 mg/kg). Mantenere l'anestesia con propofol (3-8 mg/kg/h), remifentanil (0,1-0,2 μg/kg/min) e fentanil (totale: 300-500 μg), senza vecuronio, per facilitare il monitoraggio neuromuscolare.
3. Somministrare un'infusione endovenosa di 8 mg di desametasone 30 minuti prima di praticare l'incisione.
4. Ruotare la testa del paziente di 45 gradi durante l'intervento chirurgico.
5. Iniettare l'anestesia locale (lidocaina sottocutanea allo 0,5% con 1:1,00,000 di epinefrina) postauricolare.
6. Eseguire un'incisione postauricolare di 5-6 cm (a forma di S pigra) e mastoidectomia con barre di taglio da 6,0-4,0 mm fino a raggiungere il punto in cui l'antro include il canale semicircolare laterale e il breve processo dell'incudine⁶.
7. Eseguire una timpanotomia posteriore tra il nervo facciale previsto e la corda del timpano utilizzando barre diamantate da 1,5-2,0 mm.
8. Visualizza la nicchia della finestra rotonda e rimuovi la sporgenza ossea della finestra rotonda utilizzando un trapano a bassa velocità con una barra diamantata da 1,0-1,5 mm, esponendo la membrana della finestra rotonda.
9. Aprire a sufficienza la membrana rotonda della finestra utilizzando un plettro e inserire con cautela l'elettrodo lentamente per oltre 3 minuti.
10. Eseguire radiografie e audiogrammi dopo aver completato l'inserimento dell'elettrodo.

3. Valutazione postoperatoria

1. Somministrare desametasone per via endovenosa a 8 mg/die, 4 mg/die e 4 mg/die per 3 giorni dopo l'intervento chirurgico.
2. Misurare le soglie uditive senza aiuto 6 mesi dopo l'attivazione iniziale e valutare il tasso di HP utilizzando la classificazione fornita da Skarzynski et ^al.20.
3. Ottimizza le impostazioni della mappa utilizzando uno strumento software basato sui risultati dell'audiogramma postoperatorio e sulle preferenze del paziente.

Results

L'EAS è stata condotta su 10 pazienti (11 orecchie) che soddisfacevano i criteri audiologici per l'EAS (fare riferimento alla Tabella 1). I criteri di inclusione comprendevano i seguenti: livelli uditivi bilaterali di tono puro ≤65 dBHL per 125 Hz, 250 Hz e 500 Hz; ≥80 dBHL a 2000 Hz; e ≥85 dBHL a 4000 Hz e 8000 Hz. Inoltre, era richiesto un beneficio minimo dagli apparecchi acustici convenzionali, definiti come punteggi di monosillabi in quiete inferiori al 60% anche nella condizione ottimale di assistenza. Tutti i partecipanti sono stati sottoposti a EAS utilizzando elettrodi più lunghi (vedi Tabella dei materiali). La Figura 1 mostra gli audiogrammi preoperatori e postoperatori a 6 mesi dopo l'intervento chirurgico di EAS, suggerendo che l'udito residuo a bassa frequenza era ben conservato in tutti i casi. Secondo il sistema di classificazione per la conservazione dell'udito (HP) riportato da Skarzynski et ^al.20, il 36,4% (4 casi su 11) ha mostrato HP completo e il 63,6% (7 casi su 11) ha mostrato HP parziale. Non ci sono stati casi di deterioramento significativo dell'udito.

Presentazione del caso (Caso #8)
All'età di 5 anni, durante un controllo di routine del benessere della scuola elementare, una ragazza di 14 anni che non si era sottoposta a screening dell'udito neonatale è stata segnalata per sospetta perdita dell'udito (HL). Successivamente le è stata diagnosticata l'HL ad alta frequenza, ha iniziato a usare apparecchi acustici. Dato il deterioramento osservato nel suo udito, ha chiesto una valutazione al nostro dipartimento all'età di 13 anni.

Le varianti patogene del gene CDH23 sono state identificate tramite test genetici⁶. Poiché era probabile che l'udito residuo si deteriorasse a causa dell'HL correlato a CDH23, è stato scelto un elettrodo più lungo per coprire la regione acustica. Ha subito un intervento chirurgico all'orecchio sinistro all'età di 14 anni. L'udito residuo è stato completamente conservato 6 mesi dopo l'intervento chirurgico. Ha preferito la "mappatura della sola stimolazione elettrica (ES)" con elettrodi apicali attivati che attraversano la regione dell'udito residuo in quel momento (Figura 2). Il paziente è risultato soddisfatto dell'amplificazione acustica ottenuta utilizzando l'ES alle basse frequenze.

Figura 1: Soglie uditive medie a conduzione aerea. Le linee tratteggiate e continue indicano rispettivamente le misurazioni preoperatorie e postoperatorie a 6 mesi. Le linee grigie e nere mostrano rispettivamente i singoli dati e la media. Questa figura è stata adattata da Yoshimura et ^al.6. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Risultati clinici del Caso #8. (A) Pedigree del paziente. (B) Audiogrammi preoperatori e postoperatori a 6 mesi. Le illustrazioni dell'array di elettrodi rappresentano la profondità di inserimento. (C) Risultati radiografici postoperatori, con numeri corrispondenti ai singoli canali. (D) Imaging per ogni posizione dell'elettrodo e la mappa tonotopica di riferimento. Questa figura è stata adattata da Yoshimura et ^al.6. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Tre tipi di strategia di mappatura nei pazienti con EAS che utilizzano elettrodi più lunghi. (A) Mappa EAS (Overlap/OFF). Alcuni dei contatti apicali sono stati disattivati, mentre è stata attivata la stimolazione acustica (AS). (B) Mappa EAS (Overlap/ON). Sono state utilizzate sia la stimolazione elettrica (ES) nell'impostazione predefinita dell'impianto cocleare (CI) che l'AS. (C) Mappa solo ES. Nell'impostazione ES, la gamma di frequenza è stata impostata da 70 a 8.500 Hz. AS è stato disattivato. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Paziente		Impiantato	Impiantato	Responsabile	Pre-operatorio	6M post-operatorio	HP numerico	CV
No.	Genere	età (anni)	lato	Gene	LFA (dB)	LFA (dB)	scala (%)	classificazione
1	F	12	L	SLC26A4	63.3	70	70.8	Parziale
2	F	9	L	SLC26A4	50	65	62.5	Parziale
3	M	50	L	CDH23	50	56.7	78.6	Completo
4	F	31	L	Sconosciuto	45	61.7	67.7	Parziale
		31	R		46.7	56.7	75.9	Completo
5	F	57	R	Sconosciuto	38.3	65	59	Parziale
6	F	55	R	Sconosciuto	26.7	55	68.4	Parziale
7	M	21	R	LOXHD1	33.3	66.7	37.2	Parziale
8	F	14	R	CDH23	56.7	48.3	100	Completo
9	M	20	L	Sconosciuto	51.7	73.3	48.1	Parziale
10	M	64	R	Sconosciuto	51.7	58.3	82.1	Completo

Tabella 1: Riepilogo delle caratteristiche del soggetto e dei risultati della conservazione dell'udito. Questa tabella è stata adattata da Yoshimura et ^al.6.

Discussion

Identificare l'eziologia dell'HL nella valutazione preoperatoria è fondamentale per prevedere il futuro audiogramma in ogni caso. Nel nostro studio precedente, varianti patogene nei geni CDH23, ACTG1, Mit1555A>G, MYO7A, MYO15A, SLC26A4 e TMPRSS3 sono state frequentemente identificate in pazienti con HL⁷ ad alta frequenza. Nella maggior parte di questi pazienti, l'udito residuo si è gradualmente deteriorato (vedere il caso di HL correlato a CDH23 nella Figura 2). In questi casi, il decorso naturale dell'HL è stato preso in considerazione nella scelta dell'elettrodo CI per una copertura cocleare più ampia.

La determinazione della lunghezza dell'array CI richiedeva la misurazione della lunghezza del dotto cocleare (CDL). Per facilitare questo processo, il software OTOPLAN si è dimostrato clinicamente fattibile²¹. Nelle versioni precedenti, come OTOPLAN 3.0, il CDL veniva misurato manualmente per tracciare il diametro, la larghezza e l'altezza di ciascuna coclea. Tuttavia, con OTOPLAN 4.0, la misurazione automatica del CDL è diventata possibile, offrendo una maggiore comodità per i chirurghi e riducendo al minimo la variazione della misurazione. In particolare, le immagini TC con uno spessore della fetta di 0,6 mm o inferiore erano adatte per l'analisi automatica fornita da OTOPLAN. Successivamente, la lunghezza dell'array CI deve essere selezionata per ottenere l'angolo di profondità di inserimento (AID) ottimale in ogni caso.

Per eseguire un intervento chirurgico EAS meno invasivo, è stata necessaria la somministrazione pre, intra e post-steroidea per ridurre al minimo l'infiammazione acuta che potrebbe elevare la soglia uditiva²². Nel prossimo futuro, per ridurre al minimo le reazioni non solo acute ma anche croniche a seguito di interventi chirurgici di CI ed EAS, sarà auspicabile l'uso di elettrodi a rilascio di desametasone. Oltre alla somministrazione di steroidi, gli elettrodi flessibili della parete laterale erano essenziali per ridurre al minimo il trauma alla coclea. L'inserimento di tali elettrodi nella coclea con attenzione e lentamente utilizzando l'approccio a finestra rotonda ha portato a un'invasività minima. Per aiutare in questo, l'esecuzione di interventi chirurgici con esoscopi ed endoscopi è stata utile per generare un campo visivo più chiaro e confermare i minuscoli componenti dell'orecchio medio. Per evitare l'induzione di un'estesa formazione di tessuto fibro-osseo nella coclea, è necessario evitare l'approccio esteso della finestra rotonda e la cocleostomia²³.

L'EAS con elettrodi più lunghi è stato utile non solo per prepararsi al futuro deterioramento dell'HL, ma anche per offrire tre tipi di strategie di mappatura. Se gli elettrodi inseriti si sovrappongono alla regione uditiva residua, i pazienti con EAS possono utilizzare ES con o senza AS: "Mappa EAS (Overlap/ON)" o "Mappa solo ES". In alternativa, possono disattivare alcuni dei contatti apicali e attivare l'AS: "Mappa EAS (Overlap/OFF)". Se l'udito si deteriora, tutti i contatti possono essere riattivati in un secondo momento per fornire una migliore corrispondenza dell'intonazione (Figura 3). Tutti questi risultati mostrano che l'EAS con elettrodi più lunghi consente agli utenti di ottimizzare le mappe per un udito più naturale.

In questo caso, viene dimostrato che la preparazione preoperatoria e le tecniche chirurgiche avanzate sono essenziali per ridurre al minimo il trauma chirurgico. L'esecuzione della serie di procedure pre e intraoperatorie sopra menzionate ha permesso ai pazienti di beneficiare dell'EAS con elettrodi più lunghi.

Limitazioni
Nonostante i progressi nelle suddette procedure chirurgiche meno invasive, l'udito residuo si deteriora ancora in un certo numero di pazienti dopo IC. Il monitoraggio intraoperatorio, come la microfonica cocleare (CM), sarebbe clinicamente fattibile per misurare il danno cocleare durante l'inserimento dell'elettrodo²⁴. Tuttavia, ad oggi non è chiaro come valutare l'EAS con elettrodi più lunghi e cosa fare nel caso di determinate risposte CM, come una diminuzione dell'ampiezza. Sono necessari ulteriori studi in questo settore.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
DEXART 3,3 mg	Fuji Pharma	22100AMX01404	pari a desametasone sodio fosfato (4 mg)
DEXART 6,6 mg	Fuji Pharma	22100AMX01402	uguale a desametasone sodio fosfato (8 mg)
Fentanil iniezione 0,1 mg	TERUMO	22100AMX00009
MAESTRO 7.0	MED-EL	4582290238456	fitting software per le impostazioni
della mappaMidas Rex MR8	Medtronic	301ADBZX00046000	trapano ad alta velocità
Software OTOPLAN	Cascination / MED-EL	REF 20125	per la misurazione della lunghezza del dotto cocleare (CDL)
Predonina compresse	Shionogi	16000AMZ01740000
Propofol 1% 50 mL	Maruishi Pharmaceutical Co., Ltd	30100AMX00158
Remifentanil 2 mg	Daiichi-Sankyo	22800AMX00090
Rocuronio bromuro 50 mg/50 mL	Maruishi Pharmaceutical Co., Ltd	22800AMX00534
SONNET2 EAS	MED-EL		4582290241807processore
Synchrony2 FLEX28	MED-EL	4571573943026	impianto cocleare (elettrodo)
Xilocaina 0,5% con epinefrina	Sandoz Pharma	4KUZ13127