Robotarm ondersteunde langzame elektrode-invoeging en gelijktijdige meting van cochleaire microfoniek bij cochleaire implantatie

Summary

Bij cochleaire implantatie is aangetoond dat langzame elektrode-invoeging het gehoor verbetert en structurele integriteit behoudt. Dit artikel presenteert een techniek voor robotarm-ondersteunde langzame invoeging van cochleaire implantaatelektroden (CI), gecombineerd met cochleaire microfonische opname, als mogelijke onmiddellijke objectieve maatstaf voor structuurbehoud.

Abstract

Cochleaire microfonische potentialen (CMP's) zijn een elektrische reactie die voornamelijk de buitenste en, in mindere mate, de binnenste haarcellen op akoestische signalen uitzendt. Ze kunnen worden gebruikt om gehoor en structuurbehoud tijdens cochleaire implantatie te monitoren. Naast andere voorzorgsmaatregelen is langzaam en gestaag inbrengen van elektroden in dit opzicht gunstig gebleken. In dit artikel presenteren de auteurs een combinatie van robotondersteunde implantatie en observatie van CMP's. CMP's worden geregistreerd via de cochleaire implantaatpuntelektrode vóór en na het openen van het ronde raammembraan, tijdens het inbrengen en in de eindpositie van de elektrode. Akoestische zuivere tonen op frequenties bepaald door de gehoorstatus van de patiënt worden als prikkels gebruikt. Om het inzettraject van de elektrode in te stellen, wordt een manipulator met 5 vrijheidsgraden gebruikt (2 rotatie, 3 translatie). Elektrode-inbrengen wordt uitgevoerd met een lineaire actuator die door de chirurg wordt aangestuurd. Daarnaast kan de elektrode-ingang handmatig worden geleid en kan het traject dienovereenkomstig worden aangepast op basis van CMP-waarnemingen. Ervaringen tot nu toe geven aan dat door mensen geleide invoeging van robotische CI-elektroden, gecombineerd met gelijktijdige CMP-meting, haalbaar is en een veelbelovende strategie lijkt om het behoud van cochleaire structuren te verbeteren.

Introduction

Een microfoon is een transducer die geluid omzet in een elektrisch signaal. In een gezonde cochlea veroorzaakt akoestische stimulatie mechanische trillingen van het basilaire membraan en het orgaan van Corti. Dit veroorzaakt beweging van de stereocilia van de binnenste en buitenste haarcellen, waarbij de laatste ten opzichte van het tectoriale membraan, wat leidt tot het openen van kaliumkanalen en een ionenuitwisseling tussen de endolymfe en het intracellulaire vocht van de haarcellen. De gecombineerde activiteit van alle haarcellen resulteert in veranderingen van potentiaals in endolymfe en perilymfe, die sterk lijken op het akoestische stimulatiesignaal. Daarom worden deze potentialen cochleaire microfoonpotentialen (CMP)¹ genoemd. Onderzoekers toonden aan dat de CMP's worden opgewekt door de haarcellen en een wisselstroomrespons op geluid zijn, waarbij de generatieplaats zich bevindt op de grens tussen het orgaan van Corti en de endolymphatische ruimte, de reticulaire lamina². Als frequentie na de haarcelrespons loopt de CMP-amplitude steil af bij cochleaire plaatsen apicale op de karakteristieke frequentie³.

Naast deze potentialen kunnen compound action potentials (CAP) gegenereerd door de spiraalganglioncellen en de akoestische zenuw, summatiepotentialen (SP) en auditieve zenuwneurofoniek (ANN) worden geregistreerd ^1,4. Deze zijn echter van weinig belang voor het direct beoordelen van structuur en gehoorbehoud tijdens de operatie. In de klinische setting is de elektrocochleografie (ECochG), de grafische registratie van deze potentiaal, een veelgebruikte procedure om de status van het binnenoor te beoordelen en verschillende aandoeningen te diagnosticeren, zoals auditieve neuropathie, endoolymphatische hydrops ^5,6,7. Diagnostische ECochG wordt uitgevoerd met een transtympanische naald, waarbij de punt op de voorloper wordt geplaatst in de buurt van het ronde venster (RW)⁵. Hiervoor worden de CMP's berekend door het verschil van twee responsen op afwisselende akoestische prikkels⁸ te nemen.

Het openen van de cochlea voor alleen diagnostische doeleinden wordt niet overwogen vanwege het risico op gehoorverlies. Bij cochleaire implantatie zijn intracochleaire opnames echter mogelijk als de CI technisch in staat is dergelijke metingen uit te voeren 9,10,11,12. Intracochleaire opnames worden als gevoeliger beschouwd omdat de contacten van de opname-elektrode dichter bij het opwekkende gebied kunnen worden gebracht. Akoestisch gehoor en structuurbehoud zijn aangetoond spraakherkenning te verbeteren bij geluid en stilte, muziekperceptie en ruimtelijke oriëntatie^13,14,15,16. Daarom wordt ECochG nu gebruikt als monitoringsinstrument voor cochleaire werking tijdens elektrode-insetting¹⁷ en vooral CMP's kunnen voorspellend zijn voor postoperatief gehoor en structuurbehoud. Bovendien worden veel patiënten voorzichtig en vrezen ze het resterende gehoor te^verliezen.

Langzame elektrode-invoeging is niet alleen gunstig gebleken voor gehoorbehoud tijdens cochleaire implantatie, maar ook voor het behoud van de vestibulaire functie^19,20. In lijn met deze bevindingen wordt verwacht dat langzame en gestage inbreng van robotelektroden het gehoorbehoud^{zal verbeteren 21,22}. Eén studie²¹ berekende de snelheid van invoegen door video-opnamen te analyseren; De snelheid van handmatige inzet was 2,48 ± 0,52 mm/s. Een nieuw robotisch inzetsysteem (OTOARM/OTODRIVE, Cascination/Med-El) biedt een constante snelheid tot 0,1 mm/s, zodat de invoeging ongeveer 5 minuten duurt voor conventionele elektrodelengtes. Ten eerste leveren kwantitatieve in vitro resultaten met dit systeem bewijs voor een consistentere invoegsnelheid vergeleken met handmatige invoegtechnieken. Bovendien kan het gebruik van robotische insertie factoren die samenhangen met intracochleair trauma²³ aanzienlijk verminderen. Voor zover wij weten is dit de eerste keer dat zowel robotondersteunde elektrode-insertie als CMP-opnames in combinatie worden toegepast. Chirurgische technieken en procedures zijn specifiek aangepast aan deze gecombineerde toepassing.

Protocol

Alle procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki en onder institutioneel goedgekeurde protocollen (goedkeuring van de RUB-ethische commissie nr. 23–7894) met schriftelijke geïnformeerde patiënttoestemming.

1. Patiëntregistratie en geïnformeerde toestemming

1. Informeer de patiënt over de aanvullende meting van cochleaire microfoniek (CMP's) tijdens de operatie. Beschrijf het inbrengen van de robotische elektrode en schets de reden voor de langzame, constante inbrengsnelheid.
   OPMERKING: Met deze extra zorg duren de operaties vaak 30 minuten langer. In het geval van een mislukking van de robotische inbreng (zoals bij verlamming of verhoogde bloeding), schakel direct over op handmatige inbreng en voltooi de operatie.
2. Controleer het trommelvlies en verwijder oorsmeer zodat het de CMP-meting niet belemmert.

2. Voorbereiding van de operatie

1. Plaats het hoofd van de patiënt in een 30° liggende positie tegenover de zak gedraaid.
   OPMERKING: Zorg er bij het scheren van het haar voor dat de externe zenderspoel van het CI-systeem enkele minuten betrouwbaar op zijn plaats blijft zitten, zodat er meer haar wordt verwijderd dan bij andere procedures.
2. Injecteer retroauriculair en op de plaats van het implantaatbed 10–15 mL lokaal anestheticum met adrenaline (1% Prilocainhydrochloride).
3. Steek het stimulatieschuim-oortje van de oortelefoon stevig in (Tabel met materialen). Plak daarna het gevouwen oor strak aan de voorkant vast, samen met de oordop.
   OPMERKING: Steek het oordopje niet te diep in de gehoorgang en bevestig het met een wattenkussen zodat de geluidsbuis rechtop uitkomt en niet buigt of uit de kom raakt.
4. Pas een tweekanaals gezichtsbewakingssysteem toe.
5. Bevestig de robotarm boven het hoofd van de patiënt aan de tegenoverliggende tafelzijde, bij voorkeur met een stabiele rail extension (materiaaltafel).
   OPMERKING: Zorg er bij het monteren van het lichaam van de robot voor dat niet alleen de bovenste rail maar ook de onderste twee tanden op de railinterface aan de achterkant van de doos stevig grip hebben op de verlengrail van de tafel, van boven en van onder. Dubbelcheck.
6. Stel de aligner van het robotsysteem af.
   OPMERKING: Een positie meer posterior in de longitudinale richting en inferieur in de verticale richting (Y-as) bleek in ons geval voordelig, omdat dit indien nodig extra voorwaartse en opwaartse positiebreedtegraad bood (Figuur 1). Houd bij het instellen van de aligner rekening met de uiteindelijke richting van de robotpincet indien nodig voor het inbrengen. In de initiële contralaterale rustpositie van de arm moet de punt, enigszins tegen de intuïtief in, van de patiënt af wijzen (Figuur 2). Wanneer de arm weer in positie wordt gebracht voor de inbrenging, wijst de punt automatisch naar het geopereerde oor.
7. Leg eerst het oor over met een steriel opsite-blad. Daarna dek je zoals gewoonlijk voor een ooroperatie. Sluit af door de robotarm te draperen met het meegeleverde doek.
8. Coördineer met de anesthesioloog, het audiologisch team en het ondersteunend team bij de operatiestappen.
9. Geef een intraveneuze antibiotica (Cefuroxim 1,5 g) operationeel, meestal een half uur voor de operatie.
10. Aan het begin van de operatie, als er geen contra-indicaties voor glucocorticoïden aanwezig zijn, kan 250 mg i.v. Solu Decortin worden toegediend.

3. Incisie en dubbele flap

1. Gebruik een luie S-vormige incisie bij de haarlijn. Bereid de cutane en subcutane lagen voor.
2. Snijd door de onderliggende weefsels, inclusief spieren en periostale laag, en vorm een bovenliggende klep. Ontbloot onder het planum mastoideum, aan de voorzijde de achterste buitenste wand van het gehoor, en bovenaan de bovenste wand en de linea temporalis.

4. Mastoïdectomie en posterieure tympanotomie

1. Voer een typische mastoïdectomie uit, waarbij een dunne benige schaal over de dura van de middenste cranialfossa en de sinus sigmoïdal wordt achtergelaten. Leg het korte proces van de incus op zolder bloot.
   OPMERKING: Voor de mastoïdectomie is het essentieel om omgekeerde, "overhangende" randen te hebben om de restwaarde van de elektrodekabel veilig in de gecreëerde holte te houden. Om de kabel uit te lijnen is het meer mediale vlak (antrum, sinus sigmoideus en mastoïde top) optioneel. De plaatsing van de kabel is belangrijk, omdat het het beste is dat deze zo min mogelijk wordt verplaatst na het inbrengen om structurele behoud of het resterende gehoor niet in gevaar te brengen.
2. Voer een brede posterieure tympanotomie uit:
   1. Blootstel de aangezichtszenuw aan drie zijden (achter, lateraal en voor), zodat er een intacte, beschermende, dunne botige schaal overblijft.
   2. Ontbloot de chorda tympani vanaf de achterste en mediale kant.
   3. Boor naar de gezichtshoek van de chorda tot de styloïde eminentie in het retrotympanum van het middenoor.
   4. Bereid een fixatiekanaal voor voor de elektrodekabel onder de chorda-tympani.

5. Het voorbereiden van het middenoor en de ronde vensternis voor het inbrengen van de robotarm

OPMERKING: De grens van de inbrenghoek in de cochlea via de posterieure tympanotomie met het robotsysteem is de voorste rand van de aangezichtszenuw.

1. Verwijder het bot voor de aangezichtszenuw in de sinus tympani en sinus subtympanicum, waarbij een dunne botachtige schaal over de zenuw blijft.
   OPMERKING: Soms moet de eminentia pyramidalis worden verlaagd, waardoor de stapediusspier zichtbaar wordt, om een gunstiger zicht op de ronde vensternis te bieden.
2. Dunner de achterste benige wand van de buitenste gehoorgang door deze zo te vormen dat het ronde raam beter wordt belicht, waardoor zowel beter zicht als verder boren mogelijk wordt.
   OPMERKING: De elektrode-inbrengingsbaan moet parallel lopen aan de achterste botwand van de externe gehoorgang. In deze situatie kan het helpen om de patiënt matig naar de contralaterale kant te draaien.
3. Boor de laterale benige rand van de styloïde eminentie uit.
   OPMERKING: Door dit te doen, kun je later gemakkelijker de robotische inzettang in de posterieure tympanotomie openen.
4. Om geluidsschade te minimaliseren, verlaag de maalsnelheid vanaf hier naar 4.000 tpm. Verwijder de benige rand boven het ronde raammembraan met een diamantbraam van 1,2 mm of 1,4 mm, waardoor deze breed blootgesteld wordt.
   OPMERKING: Soms is er een vals rond raammembraan aanwezig. Wees uiterst voorzichtig met het verwijderen ervan, omdat het risico dichter bij het daadwerkelijke ronde venster komt dan aanvankelijk gedacht. Vermijd het openen van de slakken bij deze stap.
5. Verwijder de achterste pilaar bij de ingang van het ronde raam.
   OPMERKING: Controleer bij de CT-scan hier op een hoge jugularbol.
6. Verwijder de voorste pilaar bij de ingang van het ronde raam.
   OPMERKING: Voor het plaatsen van elektroden is het nuttig om de onderkant van de scala-tympani te zien. Deze stap is soms noodzakelijk om extra boren met een reeds geopende cochlea te voorkomen. Als de onderkant niet zichtbaar is en je deze stap uitvoert, zou je de dunne cochleaire botlaag van het ronde raam moeten kunnen verwijderen met een curette of een haak.

6. Het voorbereiden van het implantaatbed, het plaatsen van de externe CI-zenderspoel, het positioneren van de robotarm en het aanpassen van het inbrengtraject

1. Bereid een 3–4 mm diep botbed voor voor het implantaat voor, 10–20 mm van de mastoïdaland verwijderd. Bedek de elektrode die naar de mastoideectomie leidt met botpaté.
2. Zorg ervoor dat de implantaatbehuizing wordt bedekt met de spierflap en dat de metalen elektroden van de implantaatbehuizing goed contact maken met de klep.
3. Plaats de externe zenderspoel in een steriele draperie en plaats deze op de huidflap tegenover de ontvangerspoel van het implantaat.
4. Draai de robotarm met de actuator en de pincet in een boog rond het hoofd van de patiënt naar de ipsilaterale plaats met de tip gericht op de mastoïdectomie.
   OPMERKING: De tang bevindt zich nu op de meest voorste positie, in de 40 mm positie in de besturingssoftware.
5. Onder microscopisch zicht is de robotarm met de pincet zo gepositioneerd dat deze naar het onderste voorste kwadrant van het ronde raammembraan wijst en de arm duwt totdat deze het membraan raakt.
   OPMERKING: De baan loopt van superior posterior naar anterior inferior, ongeveer parallel aan de externe gehoorgang.
6. Trek de pincet in via robotbediening met het linkervoetpedaal naar de meest achterste positie; op de 0 mm-positie in de besturingssoftware.
7. Bevestig de elektrodearray op de robotpincet, hetzij met de hand, hetzij met dunne anatomische pincetten.
8. Afhankelijk van de beschikbare ruimte leidt u handmatig de lengte van de reserveelektrodekabel naar het antrum, terug naar de sinus sigmoideus en vervolgens naar de tang om een stabiele kabelpositie te behouden, idealiter met minimale veerkrachten op de intracochleaire elektrode.

7. CMP's meten vóór het ronde venster

OPMERKING: Deze studie gebruikt een aangepaste methode zoals beschreven in de literatuur²⁴.

1. Zet de elektrode met 1,0 mm/s vooruit met het rechtervoetpedaal en plaats de eerste elektrode direct voor het ronde raammembraan.
   OPMERKING: Vermijd druk op de rechterwind.
2. Voeg een cortisonoplossingsbolus (0,5 mL SoluDecortin, 250 mL/2 mL Aqua) toe aan de RW.
3. Begin met het controleren van de verbindingskwaliteit van de zenderspoel met het implantaat.
   OPMERKING: Op dit moment moeten de patiënt, het implantaattype en het serienummer al door de audioloog zijn vastgesteld in de MAESTRO-fittingsoftware. Een in-package impedantie (IFT) meting van het implantaat wordt sterk aanbevolen. Het controleren van de verbindingskwaliteit kan worden gedaan met de koppelingscontrolefunctie in het Tools-menu van de MAESTRO-software. Hoewel een zwakke verbinding voldoende is om het serienummer van het implantaat uit te lezen, is een 100% verbindingskwaliteit noodzakelijk voor een betrouwbare meting van CMP's of compound action potentials (CAP's).
4. Meet de elektrische impedanties van alle elektrodecontacten en de verbinding van het eerste elektrodecontact met de geleidende bolus, en daarmee ook met het ronde raammembraan.
   OPMERKING: De impedantie moet < 5 kΩ zijn.
5. Afhankelijk van het preoperatieve pure toon audiogram wordt CMP-metingen uitgevoerd op de meest gunstige frequentie zoals weergegeven in de literatuur²⁴.
   OPMERKING: Als die er niet is, gebruik dan 500 Hz. Als de tijd het toelaat en er restgehoor wordt verwacht bij meerdere frequenties, kunnen extra frequenties worden gemeten.

8. Het openen van het ronde venster en het meten van CMP's

1. Het beste CMP-resultaat noteren met de RW nog gesloten.
   OPMERKING: Een acceptabel CMP-meetresultaat is er een met een bijna sinusvormige signaalmorfologie, afwezigheid van elektrische of bewegingsartefacten, en een amplitude duidelijk boven het achtergrondruisniveau.
2. Beweeg de elektrodetip weg van de rechter windhoek zonder de positie van de tang te veranderen.
3. Open het ronde raam vooraan onder ver met een haak van 45° 0,5 mm.
4. Plaats de eerste elektrode op dezelfde positie bij de RW als hierboven beschreven in 7 en herhaal stappen 7.1–7.5.
5. Voer meer metingen uit bij verschillende frequenties in deze positie, volgens dezelfde criteria als gebruikt in stap 7.5.
6. Stel de beste frequentie vast voor de continue meting tijdens het inbrengingsproces, rekening houdend met de criteria in 8.1.
   OPMERKING: Als er vóór de RW slechts één stimulatiefrequentie is gebruikt, blijf deze dan gebruiken tijdens het inbrengen van de elektrode.

9. Elektrode-inzameling en gelijktijdige continue CMP-metingen

1. Stel de parameters vast voor de CMP-metingen tijdens het invoegproces: frequentie, zoals vastgesteld in stap 8.6.; Akoestische stimulatieniveau: 30 dB boven de zuivere toondrempel of volgens stap 8.; Opname-elektrodecontact: meestal de tipelektrode nr. 1.
2. Bepaal de inzetsnelheid van de tang, bij voorkeur 0,1 mm/s.
3. Beweeg de pincet naar voren met het rechtervoetpedaal en meet continu en observeer bij voorkeur de CMP's tijdens het inbrengen.
4. Om de ontwikkeling van de CMP's tijdens het inbrengen te monitoren, krijg je akoestische feedback van de audioloog die de metingen uitvoert, of gebruik je picture-in-picture via de microscoop.
   OPMERKING: Wees je bewust van de mogelijkheid van elektrische artefacten. Metalen stukken, bijvoorbeeld chirurgische instrumenten, in de buurt of in direct contact met de CI-elektrode kunnen grote elektrische artefacten veroorzaken.
5. Voer een volledige plaatsing uit indien van toepassing of overweeg gedeeltelijke inbreng voor EAS-patiënten.

10. Het verwijderen van de robotarm, het afsluiten van de slakkenziekte en het herhalen van CMP-metingen

1. Controleer of de elektrodekabel op zijn plaats zit en verwijder de pincet van onderaf door de elektrode van bovenaf met de kleinste zuigbuis vast te houden.
2. Manipuleer de kabel niet meer.
3. Stop de elektrode met fascia bij de ingang van de slakkenvleugel.
   OPMERKING: Laat het ondersteunend team vanaf dit punt de robotarm ontraperen, afstappen en verwijderen. Dit kan de doorlooptijd aanzienlijk verkorten.

11. Sluiting en laatste metingen

1. Voer een typische sluiting uit: eerst de spierflap om het implantaat te bedekken, daarna een hechting met twee lagen.
2. Voer de reguliere metingen (impedanties, ECAP's) en definitieve CMP-metingen uit zoals in stap 5, optioneel op meerdere frequenties.
3. Breng een gewone hoofdverband aan.

12. Postoperatieve zorg

1. Verwijder het verband twee dagen na de operatie.
   OPMERKING: Dien 250 mg Solu-Decortine gedurende 3 dagen alleen toe aan EAS-patiënten. Bij stroompat worden ook drie dagen intraveneuze antibiotica (Cefuroxim 1,5 g) gegeven.
2. Plan de eerste pasbeurt al 14 dagen na de operatie, als de chirurg anders niet heeft aangegeven.

Results

Cochleaire evaluatiecriteria
Tot nu toe zijn meer dan 50 patiënten geëvalueerd met deze specifieke methoden. Figuur 1 toont de voorbereiding van de robotarm voor de operatie zoals beschreven in protocol 2. Zoals hierboven getoond, heeft deze studie de chirurgische techniek voor cochleaire implantatie aangepast om aan te sluiten bij de vereiste metingen en het robotinstrument. Figuur 3 toont de brede posterieure tympanotomie met de pincet, en Figuur 4 toont de voorbereiding van het middenoor via de posterieure tympanotomie met een groot rond venster. Figuur 5 toont de meting van de elektrodecontactimpedantie met de CI-elektrode gemonteerd in de tang, het ronde raammembraan geopend en de elektrodetip geplaatst in de ingang van de cochlea bij het ronde raam. De elektrische impedantie van contact nr. 1 is lager dan 5 kΩ. Contact nr. 6 toont een impedantie van ongeveer 10 kΩ, waarschijnlijk door contact met de faciale uitsparing, wat niet relevant of nadelig is voor de CMP-opnames van elektrode nr. 1. Figuur 6 toont CMP-opnames met aanzienlijke amplitudes van meer dan 60 μV vanaf de ingang van de cochlea met het ronde venster geopend en een stimulatiefrequentie van 250 Hz. Deze opnames gingen door tijdens het inbrengen van de robotische elektrode. Figuur 7 toont de metingen tijdens het inbrengen, inclusief de ontwikkeling van CMP-amplitudes in de tijd. De CI-elektrode (in dit geval FLEXSoft) wordt getoond in zijn bijna definitieve, volledig ingebrachte positie. Tijdens de robotische inbreng kun je kleine handmatige correcties maken aan de elektrode-ingang in de cochlea, bijvoorbeeld de inzethoek of het ingangspunt. Je kunt het inbrengen, vasthouden of terugtrekken direct met het voetpedaal regelen. De invoegsnelheid moet worden ingesteld in de OTODRIVE-besturingssoftware en kan tijdens het invoegen worden aangepast. Dit is echter alleen mogelijk wanneer de OTODRIVE de positie vasthoudt, dat wil zeggen beide voetpedalen zijn losgelaten. Figuren 8 en 9 tonen CMP-opnames en goed gehoorbehoud één jaar na de operatie.

Figuur 1: Instellen en voorafstellen van de OTOARM-aligner voordat de arm wordt afgehangen en in rustpositie wordt geplaatst. De aligner biedt 5 mechanische vrijheidsgraden (2 rotatie, 3 translatie) om het inzettraject in te stellen. Meer posterieure longitudinale en meer inferieure verticale (Y-as) positionering zorgt voor extra voorwaartse en opwaartse breedtegraad indien nodig later. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Robotsysteem gedrapeerd en in rustpositie. De pincet is nog niet op de tip van het handstuk gemonteerd. In rustpositie wijst de punt van de patiënt af. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Brede achterste tympanotomie met de aangezichtszenuw voorbereid maar met een intacte beschermende botachtige schaal. Linksboven is een deel van de CI-elektrodekabel zichtbaar. Direct daaronder bevindt zich het korte proces van de incus en de steunber. Dit is de bovenste verticale limiet van de posterieure tympanotomie. De OTODRIVE-tang is zichtbaar (onscherp) in het midden van de voorgrond, op dit moment nog zonder de CI-elektrode gemonteerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: Voorbereiding van het middenoor via de posterieure tympanotomie met een grote ronde vensterblootstelling. Door de grote achterste tympanotomie is de benige lip boven het ronde raammembraan uitgebreid verwijderd, samen met het valse ronde raammembraan. Let op de blootgestelde stapediusspier op het niveau van de piramidevormige eminentie, die soms nodig is om deze uitgebreide boring op de ronde vensterlocatie te bereiken. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 5: Elektrode-contactimpedantiemeting met de CI-elektrode gemonteerd in de tang, het ronde raammembraan geopend, en de elektrodetip geplaatst in de ingang van de cochlea bij het ronde raam. De elektrische impedantie van contact nr. 1 is lager dan 5 kΩ. Contact nr. 6 toont een impedantie van ongeveer 10 kΩ, waarschijnlijk door contact met de faciale uitsparing, wat niet relevant of nadelig is voor CMP-opnames van elektrode nr. 1. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 6: CMP-opnames van de ingang van de cochlea (rond raam geopend) met een stimulatiefrequentie van 250 Hz en aanzienlijke amplitudes van meer dan 60 μA. Het linkerbovenpaneel toont de ontwikkeling van CMP-amplitudes over een tijdsduur van ca. 20 s; in rood de eerste harmonische (250 Hz) component, in geel de tweede harmonische (500 Hz). Indien nodig kan de elektrode langdurig op zijn plaats worden gehouden met de OTODRIVE-tang. Door de OTODRIVE op een specifieke numerieke waarde in te stellen (via het voetpedaal en in samenwerking met de audioloog) kan de positie van de elektrode worden gereproduceerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 7: Voortgezette CMP-opnames tijdens het inbrengen van de robotische elektrode. Deze studie toont metingen over een tijdsduur van ca. 190 seconden. Rechts heeft de CI-elektrode (FLEXSoft) bijna zijn eindpositie bereikt. Tijdens het inbrengen van robots zijn handmatige correcties aan de ingang van de elektrode in de cochlea mogelijk, bijvoorbeeld het instappunt of de inzethoek. CMP-amplitudes (bovenlinker paneel) veranderen dienovereenkomstig en werden gebruikt om de plaatsing van elektroden te sturen. In het rechter softwarepaneel neemt de latency toe tijdens het invoegen. Ook nemen de vervormingscomponenten van het signaal toe. Je kunt het inbrengen, vasthouden of terugtrekken direct met het voetpedaal regelen. De invoegsnelheid moet worden ingesteld in de OTODRIVE-besturingssoftware en kan tijdens het invoegen worden aangepast. Dit is echter alleen mogelijk wanneer de OTODRIVE de positie vasthoudt, dat wil zeggen beide voetpedalen zijn losgelaten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 8: Postoperatieve CMP-opnames via de CI, 12 maanden na implantatie, met een vergelijkbare schuim oortipstimulatie als tijdens de operatie. Met de patiënt wakker en mogelijk in staat om te horen, worden gemengde frequentie akoestische samengestelde stimuli gebruikt om audiogramachtige objectieve gehoordrempels te schatten. De stimulatieniveaus worden in stappen verhoogd (middenpaneel), en CMP's worden via de CI geregistreerd en geanalyseerd voor de bijbehorende frequentiecomponenten. Het linkerbovenpaneel toont amplitudegroeifuncties (AGF's), waarbij kleuren frequenties coderen. Drempelwaarden afgeleid van de AGF's worden op een audiogramachtige manier weergegeven (rechter paneel; gestreepte lijnen en cirkels zijn afgeleid van CMP's; doorgetrokken lijnen en cirkels tonen het reguliere preoperatieve pure-tone audiogram). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 9: Individuele, niet-gemiddelde, frequentiespecifieke CMP-opnames via de BI 12 maanden na implantatie. Stimulatiefrequenties zijn 250 Hz, 500 Hz, 750 Hz en 1 kHz. De patiënten luisterden subjectief naar deze signalen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussion

Voor de CM-metingen worden het akoestische stimulatiesignaal en het opnametijdvenster van de CI gesynchroniseerd via een triggersignaal²⁴. Zowel de MAXbox-interface als de Dataman-signaalgenerator zijn via USB verbonden met de besturingscomputer en worden aangestuurd door de alleen onderzoekssoftware (zie Materiaaltabel). Voor CMP-opnames gebruikt deze studie het eerste (tip, distale) cochleaire implantaat-elektrodecontact, nr. 1, tenzij specifieke eisen anders vereisen²⁵. Alle implantaten in onze gevallen waren Synchrony 2 van Med-El met verschillende laterale wandelektrode-arrays: Standard, FLEXSoft, FLEX28, FLEX26 en FLEX24. In deze gevallen was het doel optimale cochleaire dekking op basis van OTOPLAN schattingen van de cochleaire buislengte (CDL) en de individuele geschiedenis van gehoorverlies²⁶. In gevallen van elektrisch-akoestische stimulatie (EAS) hangt de keuze van elektroden af van het beschikbare restakoestische frequentiebereik en moet zorgvuldig worden overwogen door de chirurg en klinisch audioloog²⁷.

Voor de stimulusfrequentie kies je degene met het beste restgehoor op basis van de preoperatieve pure-tone audiogramdrempels. Meestal is dit 250 Hz of 500 Hz. 125 Hz is mogelijk; het vereist echter een langere opnametijd. Als het niet duidelijk is, gebruik dan 500 Hz. Het stimulusniveau moet worden ingesteld op 30 dB boven de preoperatieve pure-tone drempel bij de vastgestelde frequentie, met een minimum van 80 dB HL. De stimulus is een pure toonuitbarsting met een standaardduur van 8 ms.

Het robotsysteem OTOARM/OTODRIVE bestaat uit een flexibele mechanische arm, een elektromagnetische actuator met een pincet gemonteerd aan de punt van een magnetische staaf (handstukpunt), en een africhter voor het instellen van de elektrode-inzetbaan²⁸. De pincet kan met een voetpedaal heen en weer op de tip van het handstuk worden bewogen over een bereik van 40 mm. De snelheid kan worden ingesteld van 1,0 mm/s tot 0,1 mm/s, in stappen van 0,1 mm/s, en kan op elk moment tijdens het inbrengen worden aangepast. De snelheid wordt door de chirurg ingesteld en handmatig ingevoerd in de OTOARM-stuursoftware (Oto 1.0). Voor deze stap is een andere assistent dan de chirurg nodig, en moet indien nodig de inbrengsnelheid worden aangepast. Voor snellere aanpassing bij het instellen van de baan en het definiëren van het cochleaire ingangspunt, stel dit in op 1,0 mm/s. Voor elektrode-inzameling bedoeld om het restgehoor te behouden, stel dit in op 0,1 mm/s. Voor vaker inbrengen, in gusher-gevallen of wanneer de inbrenghoek moeilijk is, stel je dit in op 0,3 mm/s of 0,5 mm/s.

De baan van de tang wordt ingesteld met behulp van de uitlijner, die 5 vrijheidsgraden heeft (3 translatie, 2 rotatie), en de chirurg stelt deze handmatig af. Stel de aligner vooraf in op een back-end positie met betrekking tot de voorwaartse axiale translatievrijheid, zodat voorwaarts vrije ruimte mogelijk is. Stel de aligner vooraf in op een lage positie met betrekking tot de opwaartse/neerwaartse translatievrijheid, zodat er wat opwaartse ruimte vrij is. Het robotsysteem laat meestal zakken na het loslaten van de knop, wat je kunt compenseren met wat extra speelruimte.

Afhankelijk van de operatietafel kan een verlengrail nuttig zijn om de arm boven het hoofd van de patiënt te monteren (zie Materiaaltabel). Zoals de literatuur aangeeft, correleren CMP's niet altijd met preoperatieve pure-tone audiometrieresultaten. Daarom konden CMP-responsen niet altijd worden gedetecteerd bij het uitvoeren van intraoperatieve metingen. In het bijzonder vertonen patiënten met een slecht residueel gehoor, bijvoorbeeld hoger dan 80 dB HL-drempel, zelden CMP-reacties. Een noodzakelijke voorwaarde voor het opnemen van CMP's is een betrouwbare akoestische stimulatie. De juiste plaatsing van het schuimoordop is cruciaal, en het knikken van de geluidsbuis moet strikt worden vermeden.

Als tijdens het inbrengen van de elektrode het CMP-signaal plotseling afneemt, overweeg dan te stoppen of terug te trekken, eventueel met verhoogde snelheid²⁹, ongeveer 3 elektrodecontacten. Idealiter herstelt het signaal. Als het CMP-signaal matig afneemt, kun je doorgaan, bijvoorbeeld handmatig de exacte elektrodehoek en het ingangspunt door de RW leiden. Veranderingen in CMP-amplitudes kunnen het gevolg zijn van veranderingen in de nabijheid van de opname-elektrode tot het opwekkende gebied in de slakken. Er kunnen grote signaalvariaties zijn tijdens de meting³⁰. Bij de robotische invoeging is deze variatie meestal kleiner dan bij handmatige inzet. Er moet voorzichtig worden geacht dat de patiënt niet beweegt tijdens het opnemen; Diepe anesthesie is vereist tijdens de meting en inbrengingsprocedure³¹.

De software die momenteel wordt gebruikt voor CMP-metingen is beperkt tot uitsluitend onderzoeksdoeleinden en is niet goedgekeurd voor reguliere klinische toepassing. De methode om CMP's te meten is snel maar ook zeer gevoelig, bijvoorbeeld voor elektrode- of patiëntbewegingen. In vergelijking met handmatige invoeging, vooral bij langere opnames in één positie, helpt de robotarm de elektrode te stabiliseren, wat resulteert in minder bewegingsartefacten. Toch kunnen er nog steeds artefacten optreden, bijvoorbeeld bij het sturen van de elektrode-inbreng met een klauw. In gevallen waarin de robotische invoeging vastloopt, bijvoorbeeld door een stroomversnelling of een onverwachte anatomische eigenaardigheid, kan de chirurg altijd overnemen en direct overstappen op handmatige inbrenging.

Een moeilijkheid bij het interpreteren van CMP's ligt in meerdere mogelijke oorzaken van veranderingen. Stimuleren met een akoestische zuivere toon activeert een specifiek gebied dat de CMP's genereert. De omvang van dit gebied hangt af van het niveau van stimulatie. Ook hangt de CMP-amplitude af van het overleven van haarcellen. Bij het inbrengen van de opname-elektrode in de cochlea kan mechanische demping van het basilaire membraan en een afname van de CMP-amplitude optreden. Echter, afnemende amplitudes kunnen ook worden veroorzaakt door het invoegen voorbij dit gebied, waardoor de afstand tot het opwekkende gebied toeneemt. Het observeren van de morfologie, bijvoorbeeld de amplitudes van de^2e en hogere harmonischen, en de faseverschuiving, kan helpen bij het interpreteren van CMP's.

De techniek leidt alleen naar structuur en gehoorbehoud, maar garandeert dat uiteraard niet. Het moet worden gezien als een onderdeel van een complexere benadering in deze richting. De robotische invoeging standaardiseert het inzetproces ook tot op zekere hoogte. Aangezien elke cochlea echter anders is, blijven handmatige leiding, het ervaren menselijk oog en de beslissingen van de chirurg onmisbaar.

De methode combineert bestaande technieken, maar biedt extra voordelen die voorheen niet beschikbaar waren. Het opnemen van CMP's was al mogelijk met commercieel beschikbare klinische ECochG-opnameapparaten. Registratie via het implantaat wordt verzorgd door de grote CI-fabrikanten en maakt het uniek mogelijk om te meten dicht bij het CMP-genererende gebied²⁴. Robotische inserties zijn ook beschreven vóór³², maar in deze context maken ze het mogelijk om de CI-elektrode stabiel te houden in elke bepaalde inzettoestand en uitgebreide CMP-opnames uit te voeren wanneer dat nodig is. De langzame invoeging vergroot de kans op gehoor- en structuurbehoud. Een snelheid tot 0,1 mm/s is volstrekt onmogelijk te bereiken met alleen handmatig inbrenken.

Momenteel is er tijdens het plaatsen nog steeds een vertraging tussen de insertie en de feedback op CMP-veranderingen, hetzij verbaal van de audioloog of via een picture-in-picture visualisatie. Bij robotinvoeging zou een direct geautomatiseerd effect van CMP-veranderingen op de invoegvoortgang of -snelheid in principe mogelijk zijn. Dergelijke besluitvormingsprocessen door het robotsysteem moeten echter stevig geworteld zijn in voldoende klinisch onderzoek, dat nog niet beschikbaar is. Door gebruik te maken van medicijn-eluerende elektroden kan het resterende akoestische gehoor in de loop van de tijd beter worden behouden, waardoor er meer en grotere CMP's kunnen worden waargenomen na 6 maanden of later. Op deze manier kan gehoorbehoud met lange elektroden waarschijnlijker worden. Het gebruik van computergebaseerde modellen om de optimale baan van het robotarmsysteem te bepalen en de elektrode te evalueren op basis van de mogelijke cochleaire positie in plaats van de lengte, kan verdere voordelen bieden.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
AWG Dataman 530 Type: 531	Dataman, UK		Acoustic signal wave generator
Computer	X13 Yoga, Lenovo		Regular state of the art notebook Intel of AMD > 1,5 GHz, > 8 GB RAM, MS Windows systeem
Gauze balls	Nobamed	877020	Steriel, 3 cm diameter
Electrode array	Med-El		Bijvoorbeeld Standard, FLEXSoft, FLEX28, FLEX26 en FLEX24
externe zenderspoel	Med-El
inzet oordop	ER-3C, Etymotic, USA)	2-61000179	Verbonden aan een geluidsafvoerbuis en schuim oordop
Maestro	Med-El		Controlesoftware voor fitting van CI, meting van elektrodecontactimpedanties, CAP's enz.
MAXbox interface	Med-El		Verbindt met de CI via de externe zenderspoel
Octenisept farblos	schülke	118211	Kleurvrije huid-antiseptische oplossing
software research-only versie (9.0)	Med-El		Gecontroleerd door een research-only versie (9.0) van de klinische CI-fittingsoftware MAESTRO 9.0.3 (Med-El, Innsbruck, Oostenrijk)
Xylonest 1%	aspen	verschillende leveranciers	Locaal verdovingsmiddel
Drapes voor OTOARM/OTODRIVE	Med-El
OTOARM en aligner	Med-El		Mechanisch onderdeel van het systeem
OTODRIVE met pincet en voetpedaal	Med-El		Actieve onderdeel van het systeem
Software	Med-El		Snelheidscontrole
Tabelverlenging	Maquet, Getinge AB, Stockholm, Zweden	verschillende leveranciers