Name: Miglioramento della valutazione della posizione degli elettrodi nellimpianto cocleare tramite la fusione di immagini con tomografia computerizzata (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-17T12:20:00.000+00:00
Duration: 3 min 58 s
Description: Scopri la fusione automatica di immagini TC pre e post-operatorie per valutare la profondità di inserimento degli elettrodi nell'impianto cocleare. Questo metodo riduce i tempi di analisi e migliora la precisione della misurazione.

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Questo studio ha ricevuto l'approvazione del principale Comitato di Revisione Istituzionale (E-21-5737) ed è stato condotto seguendo i principi etici delineati nella Dichiarazione di Helsinki. I dati sono stati raccolti retrospettivamente dalle cartelle cliniche presso il nostro centro CI terziario. A causa della natura anonima dell'analisi dei dati, non era richiesto il consenso informato. Lo studio ha incluso 20 orecchie di pazienti di varie fasce d'età.
I criteri di inclusione sono stati i seguenti: pazienti con anatomia normale dell'orecchio interno che hanno ricevuto IC tra il 2020 e il 2023, sono stati sottoposti a TAC sia pre che post-operatoria e sono stati impiantati con dispositivi CI dello stesso produttore, compatibili con il software di pianificazione chirurgica utilizzato. Le scansioni TC dell'osso temporale vengono eseguite di routine come parte della valutazione preoperatoria per i pazienti con impianto cocleare presso il nostro centro, mentre le scansioni TC post-operatorie vengono eseguite solo quando necessario dal punto di vista medico per ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni. I criteri di esclusione includevano pazienti con IC sottoposti a interventi chirurgici di revisione o con ossificazione cocleare, otosclerosi cocleare o fratture dell'osso temporale che coinvolgevano la capsula otica. I dettagli dell'attrezzatura e del software sono forniti nella Tabella dei Materiali.
1. Caricamento e misurazione dei parametri cocleari
NOTA: Il protocollo di misurazione utilizzato in questo studio comprendeva una serie di passaggi sequenziali progettati per valutare l'efficacia della tecnica di fusione dell'immagine TC pre e post-operatoria nella valutazione della posizione degli elettrodi nei riceventi di IC (Figura 1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig01.jpg"> 
Figura 1: Confronto tra protocolli di misura. Questa figura illustra il protocollo per la misurazione dei parametri cocleari utilizzando il metodo della fusione automatica rispetto al metodo manuale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<ol>
	<li>Premere il pulsante Importa nel modulo di gestione dati del software per caricare le immagini TC post-operatorie e pre-operatorie e selezionare i file DICOM .</li>
	<li>Definisci manualmente il centro del modiolo, della finestra rotonda e delle metriche cocleari, inclusi il valore A (diametro cocleare), il valore B (larghezza cocleare) e il valore H (altezza cocleare) nel modulo 3D Ear-Cochlea4 (Figura 2).</li>
	<li>Calcolare la lunghezza del dotto cocleare (CDL) utilizzando i valori A e B, applicando il metodo delle alessiadi all'approssimazione ellittico-circolare (ECA)2,4. NOTA: Le fasi dettagliate dell'analisi post-operatoria sono descritte da Canfarotta et al.21. Queste misurazioni forniscono punti di riferimento anatomici per la stima del CDL.</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig02.jpg"> 
Figura 2: Misurazione manuale dei valori A, B e H post-operatori. Le immagini post-operatorie vengono importate nel software e il valore A (contrassegnato in verde), il valore B (contrassegnato in blu) e il valore H (contrassegnato in rosso) vengono misurati manualmente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
2. Identificazione del contatto dell'elettrodo e calcolo AID/CF
<ol>
	<li>Aprire il modulo Valutazione dell'impianto . Il software identificherà automaticamente i dodici punti di contatto degli elettrodi sulle immagini TC post-operatorie.</li>
	<li>Regolare manualmente i punti di contatto rilevati, se necessario, prima di confermarne la posizione.</li>
	<li>Consenti al software di utilizzare questi punti, insieme alle metriche cocleari predefinite, per calcolare automaticamente la profondità di inserimento angolare (basata su Escude et al.22) e la frequenza caratteristica (basata su Greenwood et al.23) per ciascun contatto (vedi Figura 3). NOTA: Questo approccio manuale è considerato il metodo standard per misurare AID e CF ed è indicato come "Manuale" in questo studio.</li>
</ol>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig03.jpg"> 
Figura 3: Identificazione dei contatti degli elettrodi. Questa figura mostra l'identificazione dei dodici contatti degli elettrodi dalle immagini TC post-operatorie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
3. Fusione di immagini
<ol>
	<li>Premere l'icona Aggiungi nell'interfaccia utente per importare le immagini TC pre-operatorie nel pannello Image Fusion.</li>
	<li>Consente al software di iniziare automaticamente a registrare le immagini TC preoperatorie con le immagini TC postoperatorie precaricate utilizzando la funzione di fusione automatica, che applica un algoritmo di informazione reciproca.</li>
	<li>Accedere alla funzione di allineamento manuale nel menu dell'immagine preoperatoria se sono necessarie regolazioni manuali della fusione. Questo processo di fusione migliora la visualizzazione e consente una valutazione più completa dell'anatomia cocleare e del posizionamento degli elettrodi con un minor numero di artefatti. La fusione mira a migliorare la visualizzazione per una migliore valutazione (vedi Figura 4).</li>
</ol>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig04.jpg"> 
Figura 4: Fusione di immagini TC pre e post-operatorie. Le immagini TC preoperatorie vengono importate nel software e fuse con le immagini TC postoperatorie. La sovrapposizione viene visualizzata in colore oliva, con gli elettrodi evidenziati in blu brillante. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
4. Misurazione automatica dei parametri cocleari sull'immagine preoperatoria
<ol>
	<li>Misura nuovamente i parametri cocleari sull'immagine preoperatoria appena importata all'interno del modulo 3D - Coclea.</li>
	<li>Selezionare l'opzione Automatico nel menu del modulo per eseguire misurazioni automatiche dei parametri cocleari. Questa funzione è disponibile solo per le immagini preoperatorie senza elettrodi dell'impianto, poiché non esistono artefatti metallici.</li>
	<li>Usa l'algoritmo automatico per ricostruire l'anatomia dell'orecchio interno in 3D. Il modello 3D servirà come base per le misurazioni automatiche dei parametri cocleari come descritto da Abari et al.24. NOTA: La ricostruzione 3D aiuta a misurare con precisione i parametri cocleari (vedi Figura 5).</li>
</ol>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig05.jpg"> 
Figura 5: Misurazione automatizzata dei parametri cocleari. Dalle immagini fuse, il software misura automaticamente i principali parametri cocleari (indicati da punti verdi, blu e rossi), esegue la ricostruzione 3D (coclea in arancione, canale uditivo interno in verde e canali semicircolari in marrone) e aggiorna le informazioni relative ai contatti degli elettrodi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig05large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
5. Aggiornamento dei punti di contatto degli elettrodi con i nuovi parametri cocleari
<ol>
	<li>Confermare le nuove misurazioni della lunghezza del dotto cocleare (CDL) ottenute dalle immagini preoperatorie.</li>
	<li>Consenti ai punti di contatto dell'elettrodo precedentemente identificati dalle immagini post-operatorie di aggiornarsi automaticamente con le nuove informazioni sui parametri cocleari, definendo l'approccio "Fusione Automatica".</li>
	<li>Eseguire calcoli basati sulle immagini fuse (pre-operatorie e post-operatorie) per la profondità di inserimento angolare (AID) e la frequenza caratteristica (CF), che sono importanti per confermare il posizionamento dell'array di elettrodi, la copertura cocleare e la creazione della mappa ABF (Anatomica-Based Fit) (vedere la Figura 5). NOTA: AID e CF sono fondamentali per confermare il posizionamento degli elettrodi e la copertura cocleare nella pratica degli impianti cocleari (CI) (vedere la Figura 6).</li>
</ol>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig06.jpg"> 
Figura 6: Definizione automatica di AID e CF. Questa figura illustra la definizione automatica di AID (Acoustic Impedance Distribution) e CF (Center Frequency) per ogni singolo contatto dell'elettrodo in base alle immagini fuse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig06large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
6. Calcolo dell'errore angolare medio e dell'errore di frequenza
<ol>
	<li>Calcolare l'errore angolare medio tra i metodi di fusione manuale e automatica per ciascun contatto dell'elettrodo.</li>
	<li>Calcolare l'errore di frequenza in semitoni tra i due metodi (fusione manuale e automatica) per ciascun contatto dell'elettrodo.</li>
	<li>Utilizza questi calcoli per fornire indicatori quantitativi della differenza e dell'accuratezza tra i due metodi. Si noti che i semitoni sono gli intervalli musicali più piccoli comunemente usati nella musica occidentale25.</li>
</ol>
7. Analisi statistica
<ol>
	<li>Alimenta i parametri cocleari calcolati manualmente, la profondità di inserimento angolare (AID) e la frequenza caratteristica (CF) dall'imaging TC post-operatorio, insieme ai dati calcolati dalla tecnica di fusione delle immagini TC pre e post-operatoria per ciascun contatto dell'elettrodo, nel software di analisi statistica (software R).</li>
	<li>Utilizzare medie e deviazioni standard per le statistiche descrittive delle variabili quantitative, applicando conteggi e percentuali per le variabili categoriali.</li>
	<li>Condurre un'analisi comparativa tra l'AID e le frequenze misurate manualmente e le misurazioni fuse automaticamente utilizzando un t-test accoppiato aggiustato a coppie di Bonferroni o un test di rango con segno di Wilcoxon, a seconda dell'ipotesi di normalità testata utilizzando il test di Shapiro-Wilk. NOTA: Supponiamo che tutti i confronti abbiano dimensioni dell'effetto standardizzate clinicamente rilevanti (d di Cohen)26. Si consideri un valore P statisticamente significativo inferiore a 0,05.</li>
</ol>

<ol><li>Dazert, S., Thomas, J. P., Loth, A., Zahnert, T., Stover, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cochlear+Implantation%5BTitle%5D)+AND+%22Dtsch+Arztebl+Int%22%5BJournal%5D)">Cochlear Implantation.</a> Dtsch Arztebl Int. 117 (41), 690-700 (2020).</li>
<li>Jwair, S., Versnel, H., Stokroos, R. J., Thomeer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+the+surgical+approach+and+cochlear+implant+electrode+on+the+structural+integrity+of+the+cochlea+in+human+temporal+bones%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">The effect of the surgical approach and cochlear implant electrode on the structural integrity of the cochlea in human temporal bones.</a> Sci Rep. 12 (1), 17068(2022).</li>
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</ol>

<table><tbody><tr><td>Dispositivi CI&nbsp;</td><td>MED-EL, Innsbruck, Austria</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software OTOPLAN&nbsp;</td><td>CASCINATION, MED-EL, Innsbruck, Austria</td><td>versione 4 (3.0.0)&nbsp;</td><td>Software per la pianificazione dell'otologia</td></tr><tr><td>R software</td><td>R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria</td><td>versione 4.2.2</td><td>Linguaggio e ambiente per il calcolo statistico</td></tr></tbody></table>

miglioramento della valutazione della posizione degli elettrodi nell'impianto cocleare tramite la fusione di immagini con tomografia computerizzata

Enhancing Electrode Location Assessment in Cochlear Implantation via Computed Tomography Image Fusion

Questo studio ha incluso 20 orecchie di portatori di IC, con 11 impianti sul lato sinistro e nove sul lato destro. L'età media dei partecipanti era di 13,3 anni, di cui il 55% femmine e il 45% maschi. La Tabella 1 presenta un'analisi comparativa dei metodi di fusione manuali e automatici per la misurazione dei parametri cocleari, rivelando differenze statisticamente significative in alcune misurazioni. In particolare, le misurazioni manuali hanno mostrato un valore B e una lunghezza del dotto cocleare (C...

Miglioramento della valutazione della posizione degli elettrodi nell'impianto cocleare tramite la fusione di immagini con tomografia computerizzata

This study aimed to determine whether fusing pre-&#160;and post-operative computed tomography (CT) images could help in assessing electrode placement and ...

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L'elettrococleografia (ECochG) misura i potenziali dell'orecchio interno generati in risposta alla stimolazione acustica. Nei candidati all'impianto cocleare (CI), tali potenziali dell'orecchio interno possono essere misurati direttamente con gli elettrodi dell'impianto. In questo video, spieghiamo sistematicamente come eseguire registrazioni ECochG durante la chirurgia CI.

Esecuzione dell'elettrococleografia intraccleale durante l'impianto cocleare

L'impianto cocleare robotico è una procedura per l'accesso minimamente invasivo all'orecchio interno. Rispetto alla chirurgia convenzionale, l'impianto cocleare robotico comporta ulteriori passaggi che devono essere eseguiti in sala operatoria. In questo articolo diamo una descrizione della procedura ed evidenziamo gli aspetti importanti dell'impianto cocleare robotico.

Impianto cocleare robotizzato per l'accesso cocleare diretto

I maiali in miniatura (mini-maiali) sono un modello animale di grandi dimensioni ideale per la ricerca sugli impianti cocleari. La chirurgia di impianto cocleare nei mini-maiali può essere utilizzata per fornire prove iniziali della sicurezza e delle potenziali prestazioni di nuovi array di elettrodi e approcci chirurgici in un sistema vivente simile agli esseri umani.

Il maiale in miniatura: un grande modello animale per la ricerca sugli impianti cocleari

Qui presentiamo un protocollo per condurre misurazioni ripetute della telemetria dell'impedenza durante l'impianto cocleare (CI). Possono consentire di trarre conclusioni sulla funzione dell'elettrodo e dell'impianto. Le misurazioni ripetute dell'impedenza consentono un feedback oggettivo sul fatto che l'elettrodo sia posizionato all'interno o all'esterno dell'orecchio interno.

Esecuzione ripetute di misurazioni della telemetria dell'impedenza intraoperatoria durante l'impianto cocleare

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.

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

Qui presentiamo un protocollo strutturato per l'addestramento all'inserimento di elettrodi con impianti cocleari utilizzando un nuovo sistema di simulazione, che consente la pratica pratica sia nelle anatomie normali che malformate dell'orecchio interno.

Test di un sistema di addestramento all'inserimento di elettrodi per impianti cocleari per una posizione ottimale di array di elettrodi in diverse anatomie dell'orecchio interno

Una tecnica è descritta per impiantare...

Fabbricazione e impianto di elettrodi nel Aplysia californica Per registrazioni multi-canale neurale e muscolare in intatto, Animali liberamente Comportarsi

Stimolazione transcranica in corrente continua (tDCS) è una tecnica per modulare l'eccitabilità...

Posizionamento elettrodo e Montage stimolazione transcranica diretta in corrente

Un metodo efficace per studiare valanghe neuronale, cioè scala-invarianti spazio-temporale scoppia attività, indicativa delle dinamiche condizioni critiche nella corteccia. Valanghe emergere spontaneamente nello sviluppo di strati superficiali della corteccia cerebrale in coltura che permette di misure a lungo termine delle attività con gli array planare integrata multi-elettrodi (MEA), a condizioni ben controllate.

Multi-array di elettrodi Recordings Valanghe neuronali in Culture organotipica

Immagini dal vivo della coclea embrionale dei mammiferi è impegnativo, perché i processi di sviluppo a portata di mano operano su un gradiente temporale nell'arco di dieci giorni. Qui vi presentiamo un metodo per la coltura e quindi l'imaging embrionale dei tessuti espianto cocleare preso da un topo reporter fluorescente in cinque giorni.

A lungo termine Time Lapse Imaging del mouse cocleari Espianti

Scopri la fusione automatica di immagini TC pre e post-operatorie per valutare la profondità di inserimento degli elettrodi nell'impianto cocleare. Questo metodo riduce i tempi di analisi e migliora la precisione della misurazione.

Miglioramento della valutazione della posizione degli elettrodi nellimpianto cocleare tramite la fusione di immagini con tomografia computerizzata (Video) | JoVE Journal

Miglioramento della valutazione della posizione degli elettrodi nell'impianto cocleare tramite la fusione di immagini con tomografia computerizzata

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