Method Article

Testen van een cochleair implantaat elektrode-inzettrainingssysteem voor optimale plaatsing van elektrodearrays in verschillende binnenooranatomieën

DOI:

10.3791/69129

⸱

February 6th, 2026

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Otorhinolaryngology, LMU University Hospital, LMU Munich, 2Department of Research and Development, MED-EL GmbH, 3Department of Otorhinolaryngology, Head and Neck Surgery, University Hospital Zurich

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier presenteren we een gestructureerd protocol voor training in het inbrengen van cochleaire implantaten met elektroden met behulp van een nieuw simulatiesysteem, waarmee praktijkervaring mogelijk is in normale en misvormde binnenooranatomieën.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Succesvolle intracochleaire plaatsing van de cochleaire implantaat (CI) elektrodearray is een belangrijke chirurgische stap bij cochleaire implantatie. Zonder deze revalidatie kan de revalidatie niet doorgaan, en zijn alle pre- en postoperatieve inspanningen zinloos. Daarom vereist het plaatsen van elektroden een hoog niveau van precisie en toewijding van de chirurg. Omdat klinische en anatomische omstandigheden verschillen, is intensieve training om de elektrodearray optimaal en veilig in de slakkenbank te plaatsen essentieel voor intensieve training. Tijdens de opleiding moet elke stagiair chirurg een bepaalde hoeveelheid laboratoriumtraining volgen. Het boren van kadaverische slaapbeenderen om veilig de cochlea te bereiken en CI-elektroden optimaal in te brengen, zoals bij reconstructieve middenooroperaties, is cruciaal. Volgens de literatuur wordt gemeld dat ongeveer 10-20% van de mensen met aangeboren gehoorverlies verschillende gradaties van malformatie in het binnenoor heeft. Cadaverische temporale botten die voor boortraining worden gebruikt, worden meestal verkregen van oudere donoren en vertonen zelden misvormingen in het binnenoor. Daarentegen vormen patiënten die cochleaire implantaten krijgen een sterk geselecteerde groep waarbij anatomische variaties in het binnenoor aanzienlijk vaker voorkomen dan in de algemene bevolking. Gebrek aan training in het plaatsen van elektroden in misvormde binnenoren wordt gezien als een van de belangrijkste redenen voor complicaties bij het plaatsen van elektroden. Het huidige werk is een demonstratiestudie om een geavanceerd elektrode-inzettrainingssysteem te evalueren met verwisselbare transparante binnenoormodellen die zowel normale als anatomisch variante cochleae weergeven. Opgenomen anatomische types zijn incomplete scheidingsdelen (IP) types I, II en III, evenals cochleaire hypoplasie, common cavity, vergroot vestibulair aquaduct (EVA) en normale binnenooranatomie, weergegeven in drie verschillende maten. Het doel van deze studie is het gebruik van het gepresenteerde elektrode-inzettrainingssysteem aan te tonen en ervaringsgerichte aanbevelingen te geven over optimale plaatsing van elektroden in het cochleaire gedeelte over verschillende typen binnenooranatomie, afgeleid van vier resident-chirurgen onder toezicht en begeleiding door een ervaren chirurg.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cochleaire implantatie (CI) is de ultramoderne behandelingsoptie voor ernstig tot ernstig sensorineuraal gehoorverlies1. De procedure omvat het chirurgisch plaatsen van het elektronische apparaat van het implantaat op het oppervlak van de schedel en het plaatsen van de elektrodearray in de cochlea. Dit maakt directe elektrische stimulatie van de gehoorzenuw mogelijk. Optimale plaatsing van de elektrode binnen de cochlea is cruciaal voor het tot stand brengen van een effectieve elektrode-neurale interface, wat essentieel is om het voordeel van het apparaat voor de ontvangerte maximaliseren. Het vereist uitgebreide training voordat de chirurg de elektrode precies kan positioneren. Tijdens de opleiding moet de stagiair-chirurg een passende hoeveelheid laboratoriumtraining volgen met behulp van kadaverische temporale botten. De training moet boren om veilig toegang te krijgen tot de cochlea omvatten, evenals het plaatsen van CI-elektroden3. Daarnaast bieden CI-fabrikanten gespecialiseerde trainingen aan om ervoor te zorgen dat elke chirurg zijn specifieke elektrode-arrays veilig kan hanteren zonder complicaties. Desalniettemin benadrukken de gerapporteerde percentages van elektrode-misplaatsing in de klinische praktijk, vooral bij sommige arraytypes, het belang van verdere trainingsoplossingen.

Volgens de literatuur heeft ongeveer 10-20% van de personen met aangeboren gehoorverlies een vorm van malformatie in het binnenoor, zoals uitvoerig beschreven door Jackler et al.4 en Sennaroglu et al.5. Elk type binnenoormisvorming gaat gepaard met specifieke uitdagingen tijdens de operatie en het plaatsen van elektroden. Veelgerapporteerde complicaties zijn het buigen van de elektrode buiten de cochlea, de elektrode die drijft in het cystische cochleaire gedeelte, en de elektrode die het interne gehoorkanaalbinnenkomt 6. Kadaverische temporale botten die voor chirurgische training worden gebruikt, worden meestal verkregen van oudere volwassenen die hun lichaam doneren voor onderzoek en educatie. Als gevolg hiervan zijn misvormingen in het binnenoor uiterst zeldzaam bij dezeexemplaren. Een gebrek aan specifieke training in het plaatsen van elektroden en cochleaire toegang in misvormde binnenoren wordt beschouwd als een belangrijke factor bij complicaties bij elektrode-inbrenging tijdens CI-operaties.

Op basis van onze klinische ervaring sinds 1990 vereisen malformaties in het binnenoor vaak elektrodearrays met verschillende lengtes en ontwerpen om een optimale plaatsing te bereiken. MED-EL is een van de door de Food and Drug Administration (FDA) goedgekeurde CI-fabrikanten die een breed scala aan elektrode-opties aanbiedt, waardoor het mogelijk is om diverse en complexe anatomieën van het binnenoor beter te accommoderen8. In een recente samenwerking ontwikkelden MED-EL (Innsbruck, Oostenrijk) en COSA Ltd. (Cambridge, VK) een geavanceerd trainingssysteem voor het plaatsen van CI-elektroden. Het systeem beschikt over een realistisch hoofdmodel met een voorgeboorde mastoïdectomie. Daarnaast biedt het de mogelijkheid om verschillende transparante binnenoormodellen in te voegen, die verschillende soorten binnenoormisvormingen vertegenwoordigen. Met behulp van een microscoop wordt de basale draai van de cochlea in het coronale beeld weergegeven, waardoor nauwkeurige observatie mogelijk is van de elektrode die de cochlea binnenkomt. Het ontwerp van het elektrode-inzettrainingssysteem maakt het zeer geschikt om trainee-chirurgen op te leiden over de volgende aspecten: (i) Hoe moet de elektrode worden vastgehouden volgens het advies van de CI-fabrikant? (ii) Wat is de beste inbrenghoek? Hoe kan de elektrode worden ondersteund om de laterale wand van de cochlea te volgen, en hoe kan een verkeerde plaatsing van de elektrode binnen het interne gehoorkanaal worden voorkomen? (iii) Hoe steek je de elektrode volledig in de cochlea als je met inzetweerstand te maken hebt? (iv) Wat is de maximale elektrode-inzethoek bij verschillende gradaties van cystische malformatie, en hoe kan een overlapping van elektrodekanalen worden voorkomen? (v) Wat is de optimale elektrodeplaatsingstechniek bij een veelvoorkomende holtemisvorming?

In dit artikel delen we onze ervaring met elektrode-inbreng bij verschillende binnenoormisvormingen, met praktische tips en strategieën om een succesvolle plaatsing van de elektrode te ondersteunen en complicaties tijdens CI-operaties te minimaliseren.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie werd volledig in een laboratoriumomgeving uitgevoerd en betrof geen patiënten. Daarom was goedkeuring van de ethische commissie niet vereist voor deze studie.

1. Beschrijving en opstelling van het elektrode-inzettrainingssysteem.

  1. Zet het elektrode-inzettrainingssysteem op.
    OPMERKING: Het elektrode-inzettrainingssysteem bevat een rechtszijdig hoofddeksel inclusief een transparant binnenoormodel in de anatomisch correcte positie. De mastoïdectomie en de posterieure tympanotomie zijn voorgeboord, waardoor toegang tot de slakkenvleugel ontstaat. Een digitale microscoop is boven geplaatst op een brandpuntsafstand van 6 cm met een 4K (2000x) vergroting om scherp te stellen op het coronale beeld van het binnenoormodel, waardoor de elektrode zichtbaar is wanneer deze tijdens het inbrengen de slakkenkunde binnenkomt. Deze weergave wordt weergegeven op een monitor (1280 x 800) die direct boven de microscoop is gemonteerd. Daarnaast wordt een vergrootglas geplaatst dat 175% vergroting geeft met een geïntegreerde lichtbron boven de plaats van de mastoïdectomie om de zichtbaarheid van de posterieure tympanotomie te verbeteren. De cochleaire ingang is rood omlijnd om identificatie via de posterieure tympanotomie te vergemakkelijken. Het trainingssysteem bevat tien verschillende binnenoormodellen voor het rechteroor. Normale anatomie (NA) komt in drie verschillende maten, zoals weergegeven door de A-waarde (diameter van de cochleaire basale draai), namelijk NA-M met een A-waarde van 8,4 mm, NA-L met een A-waarde van 9,6 mm, en NA-XL met een A-waarde van 10,4 mm. Verdere modellen vertegenwoordigen verschillende typen malformatie in het binnenoor zoals het vergrote vestibulaire aquaductsyndroom (EVAS), incomplete scheidingsvormen (IP) types I, II en III, cochleaire hypoplasie (CH) in twee verschillende varianten, en een veelvoorkomende holtemalformatie (CC). Figuur 1 toont de assemblage van het trainingssysteem samen met de transparante binnenoormodellen.
    Om een soepele invoeging te garanderen, vul je de transparante modellen met een smeermiddel, zoals glycerine met een concentratie van 99,5% en een viscositeit van 870 Pa·s, in dit geval.

2. Elektrodebehandeling (Figuur 2)

  1. Bereid de elektrode en instrumenten voor voordat je ze plaatst.
  2. Gebruik de zachte pincet die door de fabrikant wordt geleverd.
  3. Houd de elektrode alleen vast met de schuine zachte pincett.
  4. Plaats de elektrodekabel binnen het rechte segment van de schuine punt.
  5. Vergrendel de elektrode direct achter de array-stopper.
  6. Vermijd het vastgrijpen van de elektrodearray in het gebied van de elektrodecontacten.
  7. Druk of draai de elektrode niet samen.
  8. Bevestig een stabiele fixatie voordat je de cochleostoma of het ronde venster nadert.

3. Het inrichten van de elektrode tijdens het plaatsen (Figuur 3)

  1. Lijn de pincet uit voordat je de elektrode naar voren brengt.
  2. Houd een superior-inferior inbrenghoek.
  3. Leid de elektrode naar de laterale wand van de slakken.
  4. Vermijd een inferieure-superieur hoek.
  5. Leid de elektrode niet naar de mediale wand.
  6. Houd de elektrodebaan continu in de gaten tijdens het voortzetten.
  7. Probeer een constante, trage snelheid aan te houden.

4. Aanbevelingen bij het aangaan van elektrode-inbrengweerstand

  1. Stop onmiddellijk met het verplaatsen van de elektrodearray zodra er weerstand optreedt.
  2. Oefen geen kracht uit.
  3. Trek de elektrode een paar millimeter terug.
  4. Schuif de elektrode langzaam weer vooruit.
  5. Houd de laterale wandbaan aan tijdens het opnieuw plaatsen.
  6. Voorkom altijd extracochleaire knikken.

5. Elektroden inbrengen in verschillende binnenooranatomieën

OPMERKING: De volgende secties tonen elektrode-invoeging met behulp van transparante binnenoormodellen die verschillende anatomische types vertegenwoordigen, waaronder incomplete scheidingstypes (IP) I, II, III, cochleaire hypoplasie, common cavity, vergrote vestibulaire aquaduct (EVA) en normale anatomische cochlea in twee verschillende maten. Het doel is om inzichten te delen over veilige elektrode-inbrengingstechnieken om complicaties te minimaliseren.

  1. Onvolledige partitietype I (Figuur 4)
    1. Identificeer een volledig cystisch cochleair gedeelte op de beeldvorming.
    2. Kies een elektrodelengte die geschikt is voor beperkte hoekinsertie.
    3. Plaats de elektrode onder een superior-inferior hoek.
    4. Leid de elektrode strikt langs de zijwand.
    5. Beperk de inzetdiepte tot maximaal 360°.
    6. Voorkom overlapping van apicale elektrodecontacten.
  2. Onvolledige partitie type II (Figuur 5)
    1. Identificeer een normale basale draai met een cystische apex op de beeldvorming.
    2. Steek de elektrode in via de regelmatig gevormde basale scala.
    3. Houd een laterale wandbaan aan.
    4. Schuif de elektrode naar 450°.
    5. Stop het inbrengen voordat je het cystische apikale gedeelte binnengaat.
    6. Vermijd elektrode-overlap boven 450°.
  3. Onvolledige partitie type III (Figuur 6)
    1. Identificeer een verbreed intern gehoorkanaal (IAC) bij beeldvorming.
    2. Verwacht een hoog risico op elektrodemisleiding naar de IAC.
    3. Vermijd centrale of rechte inbrengingspaden.
    4. Plaats de elektrode onder een superior-inferior hoek.
    5. Leid de elektrode continu langs de zijwand.
    6. Controleer of de elektrode nog steeds in het cochleaire gedeelte blijft.
  4. Gemeenschappelijke holte (CC) (Figuur 7)
    1. Identificeer een enkele onverdeelde holte in preoperatieve beeldvorming.
    2. Vermijd het rechtstreekse verplaatsen van de elektrode.
    3. Buig de elektrodearray voorzichtig voor.
    4. Introduceer eerst het gebogen segment.
    5. Laat de elektrodearray een lus vormen binnen de holte.
    6. Stabiliseer de lusconfiguratie.
    7. Voorkom dat de elektrode in de IAC komt.
  5. Cochleaire hypoplasie (Figuur 8)
    1. Meet de cochlealengte nauwkeurig voor het inbrengen.
    2. Kies een elektrode die overeenkomt met de verminderde cochleaire lengte.
    3. Ga alleen naar voren totdat het slakkenluom volledig bedekt is.
    4. Vermijd overinvoeging na de ontwikkelde basale draai.
  6. Vergroot vestibulair aquaduct (EVA) (Figuur 9)
    1. Identificeer normale basale bochten met een licht cystische apex op preoperatieve beeldvorming.
    2. Plaats de elektrode langs de laterale wand onder een boven-inferieure hoek.
    3. Schuif de elektrode naar 540°.
    4. Stop de inbreng voordat je het cystische apicale gebied binnengaat.
    5. Vermijd overlapping van de elektrodecontacten binnen de apex.
  7. Normale anatomie in verschillende maten (Figuur 10)
    1. Meet de A-waarde van de cochlea preoperatief.
    2. Selecteer de lengte van de elektrode op basis van de cochleagrootte.
    3. Steek de elektrode volledig langs de zijwand.
    4. Verwacht diepere hoekige insertie in kleinere slakken (Figuur 10, A-waarde van 8,1 mm leidend tot ongeveer 600°).
    5. Verwacht verminderde hoekinsertie in grotere slakken (Figuur 10, A-waarde van 10,4 mm die leidt tot ongeveer 450°).

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De gepresenteerde modellen tonen aan hoe elektrodebehandeling, insertiehoek en anatomische variatie de positionering van intracochleaire elektroden beïnvloeden.

Elektrodebehandeling

Verschillende grijptechnieken met zachte tang resulteerden in variabele controle van de elektrodedraad. Suboptimale grepen verminderden de stabiliteit, terwijl correcte inzet van het rechte deel van de schuine punt bij de array-stopper betrouwbare controle tijdens het inbrengen garandeerde (Figuur 2).

De elektrode onder de lood richten tijdens het inbrengen (Figuur 3)

De trajectorie van de elektrode bleek sterk afhankelijk te zijn van de oriëntatie van de tang. Een superior-inferior uitlijning leidde de elektrode consequent langs de laterale cochleaire wand (Figuur 3B), terwijl een inferieure-superior oriëntatie de kans op mediale wandafwijking vergrootte (Figuur 3A). Deze bevinding benadrukt het belang van oriëntatie van de tang voor het bereiken van gecontroleerde plaatsing van de laterale wand.

Onvolledige partitie type I

Bij onvolledige partituur type I maakt de keuze van een elektrodelengte die overeenkomt met de cystische cochlea een passende hoekdekking mogelijk, terwijl diepere inserties het risico op elektrodeoverlap verhogen (Figuur 4A,B). IP type I wordt gekenmerkt door het cochleaire gedeelte dat volledig cystisch is, samen met het ontbreken van een centrale modiolusstam. De cystische cochlea is gescheiden van het verwijdde vestibule. Zorgvuldige planning, gebaseerd op preoperatieve beeldvorming, maakt het mogelijk een elektrode met een geschikte lengte te kiezen om de aanbevolen hoekdiepte te dekken zoals weergegeven in Figuur 4C. Inbrengen boven 360° hoekdiepte kan leiden tot elektrode-overlapping (Figuur 4D, witte pijl).

Onvolledige partitie type II

Bij onvolledige partitie type II werd stabiele positionering bereikt wanneer de invoeging beperkt was tot de gevormde cochleaire bochten (Figuur 5); De vooruitgang naar de cystische apex was geassocieerd met elektrode-overlap en potentiële kanaalinteractie.

Onvolledige partitie type III

Bij onvolledige scheidingswand type III veroorzaakte het ontbreken van de modiolus en het verbrede interne gehoorkanaal een hoog risico op elektrode-misleiding. Een laterale wandgerichte insertiemethode verminderde de kans op onbedoelde binnenkomst in het interne gehoorkanaal en ondersteunde retentie binnen het cochleaire lumen (Figuur 6).

Gemeenschappelijke holte (CC) (Figuur 7)

Bij veelvoorkomende holtemisvormingen verhoogde directe verplaatsing van de elektrodepunt het risico op verkeerde plaatsing. Het voorvormen en introduceren van het gebogen segment van de elektrode als eerste zoals beschreven in het protocol (Figuur 7D), bevorderde een lusvormige configuratie binnen de holte, wat een stabiele positionering mogelijk maakte en het risico op extrusie in aangrenzende structuren verminderde.

Cochleaire hypoplasie

Inserties bij gevallen met cochleaire hypoplasie onderstrepen het belang van preoperatieve metingen. Verminderde cochleaire afmetingen beperkten de haalbare inzetdiepte en vereisten een zorgvuldige keuze van de elektrodelengte om overinsertie te voorkomen (Figuur 8).

Vergroot vestibulair aquaduct (EVA) (Figuur 9)

In de anatomie van het vestibulaire aquaduct maakte bijna normale cochleaire ontwikkeling standaardinsertie tot een vooraf bepaalde hoekdiepte mogelijk. Vanaf dit punt werd de kans groter dat de cystische apex binnenkomt. Het beperken van de invoegdiepte verminderde het risico op elektrode-overlap en mogelijke interferentie tussen kanalen.

Normale anatomie met verschillende maten

In normaal ontwikkelde cochleae beïnvloedde de grootte van de cochlea's de hoekige insertiediepte voor elektroden van identieke lengte significant. Kleinere cochleaafmetingen resulteerden in een grotere hoekdekking vergeleken met grotere cochleae, wat het belang van cochleagroottebepaling tijdens de operatieplanning benadrukt (Figuur 10).

Het inbrengen van elektroden werd handmatig uitgevoerd onder continue visuele controle met behulp van het trainingssysteem dat in deze studie werd gebruikt. Daarom is het protocol ontworpen om elektrodebehandeling, hoekulatie en traject binnen dit model te standaardiseren, in plaats van procedurele prestatiemetrieken te beoordelen. Het primaire resultaat was een kwalitatieve evaluatie van het elektrodetraject en de uiteindelijke plaatsing in het trainingsmodel, waarbij alle resident-chirurgen herhaalbaar optimale positionering bereikten over alle anatomische variaties die vertegenwoordigd waren, onder senior supervisie.

figure-results-1
Figuur 1: Geavanceerd trainingssysteem voor het plaatsen van cochleaire implantaten van elektroden, samen met transparante binnenoormodellen van verschillende anatomieën. (A) Het linkerpaneel toont de assemblage van het elektrode-inzettrainingssysteem. (B) Cochleaire modellen van alle verschillende binnenooranatomieën die in deze studie zijn getest. (C) Close-up van de gezichtsnisch. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 

figure-results-2
Figuur 2: Zachte pincet die de elektrode in drie verschillende sequenties vasthoudt. (A,B) Sequenties 1 en 2 tonen suboptimale manieren om de elektrode vast te houden. (C) Sequentie 3 toont de optimale manier om de elektrode vast te houden, omsloten door de schuine punt van de zachte pincett. (D) Close-up van de tang met een punt bestaande uit twee halve buisvormige uiteinden, waarbij de elektrode stevig achter de array-stopper wordt vastgehouden. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: Positionering van de elektrode. (A) Door de elektrode in een inferieure-superieure hoek te plaatsen, komt de punt van de elektrodearray dichter bij de mediale wand (M) van de slakkenbak. (B) Door de elektrode onder een superieur-inferieure hoek te plaatsen, wordt de elektrode richting de laterale wand (L) van de cochlea geleid. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-4
Figuur 4: Onvolledige partitie type I. (A) Axiale weergave van IP type I. (B) Driedimensionaal (3D) shellmodel van een IP type I dat het cystische cochleaire gedeelte toont. (C) Elektrode die optimaal een hoekdiepte van 360° in een cystisch cochleair gedeelte bedekt, waarbij overlapping van elektroden wordt vermeden. (D) Invoeging boven 360° hoekdiepte kan leiden tot elektrode-overlapping, zoals blijkt uit de witte pijl. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 

figure-results-5
Figuur 5: Onvolledige partitie type II. (A) Coronale weergave van IP type II. (B) 3D-schaalmodel van IP Type II dat de normale ontwikkeling van de basale bocht van de cochlea tot 450° illustreert. (C) Elektrode die optimaal een hoekdiepte van 450° in IP type II bestrijkt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-6
Figuur 6: Onvolledige partitie type III. (A) Axiale en (B) coronale weergave van IP type III. (C) Elektrode in het interne gehoorkanaal. (D) Elektrode optimaal geplaatst in het cochleaire gedeelte. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-7
Figuur 7: Gemeenschappelijke holte (CC). (A) Axiale en (B) coronale aanzicht van een gemeenschappelijke holte. (C) Inbrengen van een rechte elektrode in een gemeenschappelijke holte. De witte pijl geeft een verplaatsing van de elektrodearray binnen de IAC aan. (D) Correct geplaatste elektrode in de aanbevolen optimale lusconfiguratie binnen de holte. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-8
Figuur 8: Cochleaire hypoplasie. (A) Coronale weergave van een hypoplastische cochlea met de eerste helft van de basale draai ontwikkeld. (B) 3D-model van de hypoplastische cochlea genomen voor elektrode-inzet. (C) Plaatsing van een 12 mm lange elektrode die het gehele hypoplastische cochlea bedekt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-9
Figuur 9: Vergroot vestibulair aquaduct (EVA). (A) Coronale aanzicht van een EVA toont de laterale wand van de cochlea duidelijk tot 540°. (B) 3D-schaalmodel van een EVA-behuizing, dat de cochleaire lengtemeting illustreert voor een hoekinzetdiepte van 540°. (C) Optimale invoeging van de elektrode die 540° hoekdiepte bestrijkt, zoals aangegeven door de witte pijl. (D) Overgeplaatste elektrode die verder dan 540° wordt geduwd, wat leidt tot een overlap van apicale en middenkanalen, aangegeven door de gele pijl. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-10
Figuur 10: Normale anatomie in verschillende maten. (A,B) Effect van verschillende cochleaire groottes op de diepte van de elektrode-insertie. Coronale weergave van anatomisch normale binnenoren van twee verschillende maten (A-waarde van (A) 8,1 mm en (B) 10,4 mm). Bij een kleinere cochlea dekt een volledige invoeging van een 28 mm lange elektrode ongeveer 600° hoekdiepte, terwijl bij een grotere cochlea slechts 450° wordt besproken, zoals aangegeven door witte pijlen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie biedt een gestructureerd overzicht van optimale elektrode-inbrengingstechnieken over zeven verschillende binnenooranatomieën. Belangrijke aspecten voor het bereiken van optimale elektrode-invoeging zijn onder andere het nauwkeurige identificeren van het anatomische type uit preoperatieve beeldvorming, het begrijpen van mogelijke complicaties gerelateerd aan de inbrenging, en het leren hoe de elektrode veilig en comfortabel te hanteren met de juiste chirurgische instrumenten.

Nauwkeurige identificatie van de anatomie van het binnenoor bij preoperatieve beeldvorming hangt sterk af van de ervaring van de behandelaar. Van de verschillende types kunnen IP type II en EVA op elkaar lijken. De omvang van de laterale wand die zichtbaar is in het coronale beeld verschilt echter. Bij IP type II is het tot 450°, terwijl het bij een EVA ongeveer 540° is en daarom als onderscheidend kenmerk kan dienen bij 9,10,11. Alsughayer et al. meldden in 2022 een elektrodepunt-omvouwing bij het inbrengen van een lange elektrode in een IP type I malformatietype wanneer de elektrode verder werd geduwd dan 360° van de hoekige inzetdiepte12. Dit was onder andere een van de factoren die ons ertoe brachten de studie zo te ontwerpen dat het 360° in IP type I, 450° in IP type II en 540° in EVA omvatte, waardoor het plaatsen van de elektrode in het cystische apicale gebied werd vermeden.

Een van de belangrijkste inzichten uit deze studie is dat, ongeacht de anatomische variatie, het leiden van rechte elektroden langs de laterale wand van de cochlea voordelig is. Deze aanpak vergemakkelijkt niet alleen volledige inbrenging, maar helpt ook voorkomen dat de elektrode de IAC binnendringt, een bijzonder probleem bij IP type III en veelvoorkomende holtemisvormingen. Elektrode-insertieweerstand is een goed gedocumenteerde complicatie in de literatuur, die voortkomt uit verschillende factoren, zoals anatomische variaties, elektrodeontwerpkenmerken, chirurgische techniek of het aanraken van intracochleaire structuren van de elektrodetip13. Het verder forceren van de elektrode bij weerstand verhoogt het risico op significante knikken van de elektrode, wat kan leiden tot een onvolledige of gedeeltelijke inplaatsing. Om het risico op doorbuigen te vermijden, raden we aan de elektrodearray iets terug te trekken en deze vervolgens voorzichtig weer in te plaatsen. Deze techniek bleek effectief, zoals bevestigd door realtime visualisatie op de monitor van het elektrode-inzettrainingssysteem dat in deze studie werd gebruikt.

Aschendorff et al. meldden eerder het gebruik van radiologisch ondersteunde navigatie voor precieze elektrodeplaatsing in IP type III, een methode die gespecialiseerde intraoperatieve beeldvormingssystemenvereist. Deze aanpak is echter technisch veeleisend, vereist de beschikbaarheid van geschikte technische infrastructuur en vereist een aanzienlijke toename van de intraoperatieve tijd. Daarentegen biedt systematische elektrode-inzettraining een eenvoudigere en kosteneffectievere aanpak om het risico op het verkeerd plaatsen van elektroden te verminderen.

Naast het correct identificeren van de anatomie van het binnenoor en het begrijpen van de inbrengingsgerelateerde uitdagingen die specifiek zijn voor elk anatomisch type, is het essentieel om te weten hoe je de elektrode correct en comfortabel vasthoudt om volledige inbreng van de gekozen elektrode te bereiken. De zachte tang die wordt geleverd met MED-EL rechte elektroden heeft een speciaal ontworpen punt met twee halfbuizen, bedoeld om de elektrode stevig te vergrendelen en nauwkeurige controle tijdens het inbrengen te bieden. Het volgen van de instructies van de fabrikant is essentieel om te leren hoe je de instrumenten veilig en effectief kunt hanteren. Het kiezen van elektrodelengte die overeenkomt met de grootte van de cochlea zoals gemeten door de A-waarde is een andere aanbeveling, vooral voor resident-chirurgen om15 te volgen.

Training op kadaverische temporale botten is zowel duur als tijdrovend, en exemplaren met aangeboren binnenoormisvormingen zijn uiterst zeldzaam. Het geavanceerde elektrode-inzettrainingssysteem dat in deze studie wordt geëvalueerd, pakt deze beperkingen aan: het maakt onbeperkte oefenpogingen mogelijk, biedt realtime visualisatie van elektrodebeweging binnen het transparante cochleaire model, en stelt de gebruiker in staat het inzettraject aan te passen voor optimale plaatsing binnen de cochlea.

Deze studie gebruikte elektrodevarianten van één enkele CI-fabrikant. Daarom zijn de procedurele aanbevelingen specifiek voor MED-EL-elektroden en zijn ze mogelijk niet direct toepasbaar op elektrodearrays van andere CI-fabrikanten. Een andere beperking ontstaat door het gebruik van een harspolymeer bij de fabricage van transparante cochleamodellen, wat verschilt van biologisch weefsel door wrijvingseigenschappen, tactiele terugkoppeling tijdens het inbrengen van elektroden en het ontbreken van fysiologische factoren, zoals bloeding of weefselelasticiteit. Daarom moeten deze bevindingen en observaties uit dit trainingssysteem met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd en zorgvuldig worden vertaald naar in vivo omstandigheden.

Voor alle vier de arts-assistenten was dit de eerste ervaring met het inbrengen van een elektrode in de anatomie van het binnenoor, anders dan de normale anatomie. Het vermogen om de elektrode in de slakkenkring visueel te observeren, bleek zeer leerzaam en onderstreepte de educatieve waarde van dit trainingssysteem. Door bijvoorbeeld de baan van een inferieur-superieur naar een boven-inferieure hoek aan te passen, was het mogelijk te visualiseren hoe de elektrodepunt zich richtte op de laterale wand, waardoor de inzaaiing in het cochleaire gedeelte optimaal werd vergemakkelijkt en misleiding werd voorkomen. De senior chirurg beschouwde dit trainingssysteem als een waardevol educatief hulpmiddel voor resident-chirurgen, omdat het leermogelijkheden bood die moeilijk te realiseren zijn met cadaverische temporale botten.

Het geavanceerde trainingssysteem dat in deze studie wordt gepresenteerd, stelt jonge CI-chirurgen in staat om elektrode-inbrengen te oefenen in een breed scala aan anatomieën van het binnenoor. Tijdens het plaatsen helpt het aanhouden van een superieure-inferieure baan en het leiden van de elektrode langs de laterale wand van de cochlea om een volledige insetting te bereiken en vermindert het risico op een verkeerde plaatsing van de elektrode. Zorgvuldige preoperatieve planning en vooral het selecteren van een elektrodearray die is afgestemd op de specifieke morfologie van het binnenoor, minimaliseert complicaties door het inbrengen verder.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een van de coauteurs (AD) is een fulltime medewerker van de onderzoeks- en ontwikkelingsafdeling van MED-EL GmbH.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dr. Filip Hrncirik en Dr. Iwan Vaughan Roberts van COSA Ltd, Cambridge, VK, worden erkend voor hun inspanningen bij het gezamenlijk ontwikkelen van het elektrode-inzettrainingssysteem dat in deze studie wordt gepresenteerd.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Cochlear implant elektrodenMED-EL172400FXhttps://preferredproduct.com/cochlear-implant-electrode-forceps-w-longitudinal-groove-for-insertion-of-electrodes-w-base-0-8-1-3-mm-total-length-155mm/
Desktop DeskBrite 300 LED verlichte 2X vergrootglasCarsonhttps://vision-forward.org/product/gooseneck-desktop-led-lighted-magnifier/Bureau vergrootglas
Digitaal microscoopTomlovhttps://tomlov.com/products/tomlov-tm4k-digital-microscope
Elektrode-inbrengtrainingssysteemMED-EL39054https://www.medel.com/hearing-solutions/accessoires
Glycerine (99,5%)Doktor Klaus1001881https://www.doktor-klaus.com/glycerin/
SpuitSigma Aldrichhttps://www.sigmaaldrich.com/AT/de/product/aldrich/z683620
TrainingselektrodenMed-ELhttps://www.medel.com/

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hochmair, I., et al. MED-EL Cochlear implants: state of the art and a glimpse into the future. Trends Amplif. 10 (4), 201-219 (2006).
  2. Dhanasingh, A., et al. Cochlear implant electrode design for safe and effective treatment. Front Neurol. 15, 1348439(2024).
  3. Frendø, M., Frithioff, A., Konge, L., Sørensen, M. S., Andersen, S. A. W. Cochlear implant surgery: Learning curve in virtual reality simulation training and transfer of skills to a 3D-printed temporal bone - A prospective trial. Cochlear Implants Int. 22 (6), 330-337 (2021).
  4. Jackler, R. K., Luxford, W. M., House, W. F. Congenital malformations of the inner ear: a classification based on embryogenesis. Laryngoscope. 97 (3 Pt 2 Suppl 40), 2-4 (1987).
  5. Sennaroğlu, L., Bajin, M. D. Classification and current management of inner ear malformations. Balkan Med J. 34 (5), 397-411 (2017).
  6. Johnson, B. R., et al. Management of cochlear implant electrode arrays misplaced in the internal auditory canal: A systematic review. Otol Neurotol. 45 (6), e460-e467 (2024).
  7. Naik, S. M., Naik, M. S., Bains, N. K. Cadaveric temporal bone dissection: is it obsolete today. Int Arch Otorhinolaryngol. 18 (1), 63-67 (2014).
  8. Dhanasingh, A., Hochmair, I. Special electrodes for demanding cochlear conditions. Acta Otolaryngol. 141 (sup1), 157-177 (2021).
  9. Dhanasingh, A. E., et al. A novel three-step process for the identification of inner ear malformation types. Laryngoscope Investig Otolaryngol. 7 (6), 2020-2028 (2022).
  10. Wang, F., Anaghan, D., Dhanasingh, A., Hui, L. Clinical validation of manual measurement of cochlea length with post-operative electrode insertion depth: A pilot study. Laryngoscope Investig Otolaryngol. 10 (4), e70237(2025).
  11. Alshalan, A., et al. Estimation of outer-wall length in optimizing cochlear implantation in malformed inner ears. Sci Rep. 14 (1), 27308(2024).
  12. Alsughayer, L., Al-Shawi, Y., Yousef, M., Hagr, A. Cochlear electrode array tip fold-over in incomplete partition-I - A case report. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 139, 110438(2020).
  13. Cheung, L. L., Kong, J., Chu, P. Y., Sanli, H., Walton, J., Birman, C. S. misplaced cochlear implant electrodes outside the cochlea: A literature review and presentation of radiological and electrophysiological findings. Otol Neurotol. 43 (5), 567-579 (2022).
  14. Aschendorff, A., et al. Radiologically assisted navigation in cochlear implantation for X-linked deafness malformation. Cochlear Implants Int. 10 (Suppl 1), 14-18 (2009).
  15. Dhanasingh, A. The rationale for FLEX (cochlear implant) electrode with varying array lengths. World J Otorhinolaryngol Head Neck Surg. 7 (1), 45-53 (2020).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Cochlear Implant TrainingElectrode Array PlacementInner Ear AnatomyElectrode InsertionTemporal Bone DrillingIncomplete PartitionCochlear HypoplasiaCommon CavityEnlarged Vestibular AqueductLateral Wall Insertion

Related Articles