Robotische cochleaire implantatie voor directe cochleaire toegang
16 juni 2022
Robotische cochleaire implantatie is een procedure voor minimaal invasieve toegang tot het binnenoor. In vergelijking met conventionele chirurgie omvat robotische cochleaire implantatie extra stappen die in de operatiekamer moeten worden uitgevoerd. In dit artikel geven we een beschrijving van de procedure en belichten we de belangrijke aspecten van robotische cochleaire implantatie.
We demonstreren een wereldwijd unieke techniek voor cochleaire implantatie. De workflow is uitgebreid en vereist training om een veilige procedure te garanderen. Het grote voordeel van deze techniek is dat het mogelijk is om een optimaal uitgelijnde, minimaal invasieve tunneltoegang tot het binnenoor uit te voeren.
Zorg er om te beginnen voor dat de afstand van het traject tot de gezichtszenuw ten minste 0,4 millimeter is en de afstand tot de chorda tympani minstens 0,3 millimeter is om het traject veilig te boren. Markeer vervolgens de retroauriculaire incisie voor het cochleaire implantaat. Gebruik een chirurgische marker om de incisie uit te voeren, de musculocutane flap op te tillen en de curette te gebruiken om het mastoïde corticale bot bloot te leggen.
Markeer de positie van de vijf fiduciële schroeven. De eerste vier registratieschroeven worden ongeveer 20-30 millimeter retroauriculair geplaatst, in een trapeziumpatroon. De vijfde schroef wordt gebruikt voor het bevestigen van patiëntmarkers en wordt ongeveer op een duimafstand van de eerste vier schroeven geplaatst, zo inferieur mogelijk.
Houd de boor loodrecht op het botoppervlak en gebruik de voorboor en het boorhandstuk om de gaten voor de schroeven voor te boren. Steek de schroeven in de voorgeboorde gaten en zorg ervoor dat de schroeven stevig in het bot zijn bevestigd. Voer computertomografiebeelden of cone beam CT-beeldvorming uit onder apneu om bewegingsartefacten te verminderen.
Voer beeldvorming uit met een minimale resolutie van 0,2 bij 0,2 bij 0,2 millimeter. Controleer de beeldkwaliteit en zichtbaarheid van alle schroeven in de CT-gegevens. Genereer vervolgens het mesh van het gezichtszenuwoppervlak door punten toe te voegen aan het middellijntabblad van het eikanaal.
Ga naar eileideridentificatie en definieer het eikanaal door de punten aan te passen. Genereer vervolgens het chorda tympani-oppervlaktegaas. Plan het boortraject en keur het plan goed met de neuroradioloog.
Bereid de patiënt voor door het hoofd in de hoofdsteun uit te lijnen, zodat de nek wordt ondersteund door het onderste kussen en de neus is uitgelijnd met het midden van het bovenste frame van de hoofdsteun. Zorg ervoor dat het hoofd van de patiënt voldoende op de hoofdsteun is gefixeerd. Plaats de gezichtszenuwbewakingselektroden.
Bedek vervolgens het robotsysteem en het navigatieplatform met steriel gordijn. Plaats een lijn en bevestig de patiëntmarker op de vijfde schroef, zodat deze zichtbaar is voor de volgcamera van het robotsysteem. Zorg ervoor dat de patiëntmarker stevig is bevestigd en dat alle gewrichten stevig zijn aangespannen.
Het is van cruciaal belang om elke beweging van de patiëntmarker na het registratieproces te vermijden. Voer de registratie van patiënt tot plan uit om het virtuele plan te relateren aan de werkelijke patiënt. Gebruik het handstuk met de registratietool en plaats het vier keer op elke fiduciële schroef.
Voer de registratieprocedure uit door het scherm op het navigatieplatform te volgen dat de schroef aangeeft waarop het gereedschap moet worden geplaatst. Nadat alle schroefposities zijn gedigitaliseerd, controleert u de fiduciële registratiefout om te bevestigen dat de registratienauwkeurigheid voldoende is om door te gaan. Steek de boor in het handstuk en bevestig het irrigatiemondstuk.
Bevestig de uitlijning van de boor met het virtuele traject dat in de planningssoftware is gepland. Begin met boren met het robotsysteem. Het systeem boort met een pikkende beweging, totdat het eerste veiligheidscontrolepunt boven de gezichtsuitsparing is bereikt.
Nadat u het eerste controlepunt hebt bereikt, beweegt u de robotarm uit het chirurgische veld. Voer eerst een intraoperatieve veiligheidscontrole van beeldvorming uit. Verwijder de patiëntmarker van de patiënt.
Voer CT-beeldvorming uit, of cone beam CT-beeldvorming, met het neuroradiologieteam. Laad de CT-gegevens in de planningssoftware en bevestig met de neuroradioloog dat het traject veilig is. Voor toegang tot het middenoor bevestigt u de uitlijning van de boor met de boortunnel en gaat u door met boren totdat het eerste gezichtszenuwstimulatiepunt is bereikt.
Plaats de gezichtszenuwsonde om de integriteit van de gezichtszenuw te controleren. Vervolgens boort het robotsysteem naar het volgende gezichtszenuwstimulatiepunt. In totaal worden vijf gezichtszenuwstimulatiepunten getest.
Start het robotsysteem om de benige overhang te frezen. Het systeem stopt automatisch na de doorbraak om ervoor te zorgen dat een voldoende diafragma voor de elektrode-array wordt bereikt, terwijl het ernaar streeft het ronde raammembraan te behouden. Bevestig de toegang tot het binnenoor, via een endoscoop of een microscoop, door een trommelvliesklep.
Verwijder de patiëntmarker en alle vijf fiduciële schroeven. Markeer de lichaamspositie van het implantaat met behulp van de chirurgische sjabloon en bereid de implantaatzak voor. Bevestig het cochleaire implantaatlichaam in de zak en plaats de elektrode-array handmatig door de inbrenggeleidingsbuis.
Markeer de elektrodekabel met behulp van de inbrenggeleidingsbuis als referentie voor de beoogde inbrengdiepte en markeer de array aan het laterale uiteinde van de geleidebuis. Nadat de uiteindelijke inbrengdiepte is bereikt, verwijdert u de inbrenggeleidingsbuis. Het preoperatieve CT-beeld van de patiënt toonde een gevorderde toestand van otosclerose die het petrousbot had gedesintegreerd, waardoor het slakkenhuis nauwelijks waarneembaar was.
De postoperatieve uitkomst toonde de geboorde tunnel en de ingebrachte elektrode-array. In dit geval leidde chirurgische planning die werd gebruikt om preoperatief optimale inbrengtoegang tot het binnenoor te identificeren, tot het succesvol inbrengen van de elektrode-array, met een hoekige inbrengdiepte van ongeveer 270 graden. Het belangrijkste aspect is de patiënt om de registratie te plannen voor nauwkeurigheid en veiligheid.
De chirurg moet ervoor zorgen dat de schroeven stevig op hun plaats zitten en dat de registratieprocedure correct wordt uitgevoerd.
Overzicht
Dit artikel beschrijft een unieke techniek voor robotische cochleaire implantatie, waarbij de nadruk ligt op de minimaal invasieve aard en het belang van nauwkeurige chirurgische planning. De procedure omvat een uitgebreide workflow die training vereist om veiligheid en nauwkeurigheid te garanderen.
Belangrijkste onderdelen van de studie
Wetenschapsgebied
- Neurochirurgie
- Robotische chirurgie
- Otolaryngologie
Achtergrond
- Robotische cochleaire implantatie maakt minimaal invasieve toegang tot het binnenoor mogelijk.
- Conventionele chirurgie omvat meer invasieve technieken.
- Precieze uitlijning en trajectplanning zijn cruciaal voor de veiligheid.
- Training is essentieel om de procedure effectief uit te voeren.
Doel van de studie
- Om een veilige en effectieve techniek voor cochleaire implantatie te demonstreren.
- Om de voordelen van robotische assistentie bij chirurgie te benadrukken.
- Om optimale uitlijning te waarborgen en trauma aan omliggende structuren te minimaliseren.
Gebruikte methoden
- Preoperatieve beeldvorming om het chirurgische traject te plannen.
- Plaatsing van fiduciale schroeven voor nauwkeurige navigatie.
- Robotisch boren met real-time beeldfeedback.
- Intraoperatieve monitoring van de integriteit van de aangezichtszenuw.
Belangrijkste resultaten
- De techniek maakt nauwkeurig boren en veilige toegang tot de cochlea mogelijk.
- Succesvolle inbrenging van de elektrodenarray werd bereikt.
- Postoperatieve beeldvorming bevestigde de nauwkeurigheid van de procedure.
- Veiligheid van de patiënt en registratienauwkeurigheid werden gedurende het hele proces gehandhaafd.
Conclusies
- Robotische cochleaire implantatie is een haalbaar alternatief voor traditionele methoden.
- Accurate patiënt-tot-planregistratie is cruciaal voor succes.
- Training en voorbereiding verbeteren de procedurele veiligheid aanzienlijk.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Robotic cochlear implantation with direct cochlear access exemplifies the integration of precision robotics and advanced imaging for minimally invasive surgical workflows. This approach enhances procedural accuracy, reduces risk to critical structures, and supports reproducible outcomes in complex anatomical environments. Its relevance spans translational device development and surgical innovation pipelines where safety, standardization, and quantitative validation are paramount.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative assessment of surgical trajectory safety margins relative to critical neuroanatomy.
- Supports functional validation of device-tissue interface in anatomically challenging contexts.
- Facilitates mechanistic de-risking by integrating imaging, navigation, and intraoperative monitoring.
Screening & Assay Development
- Establishes standardized protocols for device placement and trajectory verification using imaging and fiducial registration.
- Delivers reproducible, quantitative outputs for trajectory accuracy and nerve proximity thresholds.
- Enables cross-comparison of device performance and workflow reproducibility across patient cohorts.
Translational & Preclinical Research
- Aligns surgical workflow with translational endpoints such as electrode placement accuracy and postoperative imaging confirmation.
- Supports continuity from preclinical device validation to clinical workflow integration.
- Provides a platform for iterative refinement of robotic and imaging-guided interventions.
Pipeline & Workflow Integration
This robotic workflow bridges early device validation, surgical planning, and intraoperative execution, supporting a continuum from discovery through translational research and clinical implementation.
- Discovery Biology: Integrates hypothesis-driven trajectory planning with quantitative anatomical validation.
- Screening: Standardizes imaging, registration, and intraoperative monitoring for reproducible device placement.
- Analytics: Provides quantitative readouts for trajectory accuracy, nerve proximity, and registration error thresholds.
- Translational Research: Enables direct comparison of preoperative planning and postoperative outcomes for device optimization.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, modular workflow adaptable to other robotic or image-guided interventions.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in device placement and reduces anatomical risk.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible workflows with quantitative checkpoints.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making for device advancement and clinical translation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of device and workflow innovations.
Implementation Considerations
- Requires multidisciplinary expertise in surgical robotics, imaging, and neuroanatomy.
- Demands high-resolution imaging infrastructure and real-time navigation platforms.
- Necessitates rigorous cross-team standardization of registration and monitoring protocols.
- Adaptation to diverse anatomical models may require workflow customization.
- Accuracy is contingent on robust patient-to-plan registration and intraoperative verification.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:36
Patient Candidacy Screening and Fiducial Screw Insertion
1:55
Preoperative Planning and Patient Preparation
4:13
Middle Ear Access: Phase 1
4:48
Middle Ear Access: Phase 2
5:43
Inner Ear Access
6:12
Implant Management and Electrode Insertion
6:55
Results: Robotic Cochlear Implantation in a Patient with Far Advanced Otosclerosis
7:35
Conclusion
