Method Article

Testowanie systemu treningowego wprowadzania elektrod implantu ślimakowego pod kątem optymalnego umiejscowienia matrycy elektrod w różnych anatomiach ucha wewnętrznego

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

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

Przedstawiamy tutaj ustrukturyzowany protokół treningu wprowadzania elektrod implantu ślimakowego, wykorzystujący nowatorski system symulacyjny, umożliwiający praktyczną praktykę na normalnych i deformowanych anatomiach ucha wewnętrznego.

Abstract

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

Pomyślne założenie elektrod implantu ślimakowego (CI) wewnątrzślimakowego jest kluczowym krokiem chirurgicznym w implantacji ślimakowej. Bez niej rehabilitacja nie może przebiegać, a wszystkie wysiłki przed- i pooperacyjne są daremne. Dlatego wprowadzenie elektrod wymaga od chirurga wysokiego poziomu precyzji i zaangażowania. Ponieważ warunki kliniczne i anatomiczne różnią się, intensywne szkolenie w celu optymalnego i bezpiecznego umieszczenia układu elektrod wewnątrz ślimaka jest niezbędne. Podczas rezydentury każdy chirurg w formie stażysty powinien przejść określony zakres szkolenia laboratoryjnego. Wiercenie kości skroniowych zwłok, aby bezpiecznie dotrzeć do ślimaka i optymalnie wprowadzić elektrody CI, jak w rekonstrukcyjnej chirurgii ucha środkowego, jest kluczowe. Według literatury, około 10-20% osób z wrodzoną ubytkiem słuchu zgłasza różne stopnie malformacji ucha wewnętrznego. Kości skroniowe kawaweryczne używane do treningu wierteń są zazwyczaj pozyskiwane od starszych dawców i rzadko wykazują malformacje ucha wewnętrznego. Dla porównania, pacjenci otrzymujący implanty ślimakowe stanowią bardzo wyselekcjonowaną grupę, u której anatomiczne różnice ucha wewnętrznego są znacznie częstsze niż w populacji ogólnej. Brak przeszkolenia w umieszczaniu elektrod w zdeformowanych uszach wewnętrznych jest uważany za jedną z głównych przyczyn powikłań podczas zakładania elektrod. Niniejsze prace są testem demonstracyjnym mającym na celu ocenę zaawansowanego systemu treningowego wprowadzania elektrod, wykorzystującego wymienne przezroczyste modele ucha wewnętrznego, reprezentujące zarówno normalne, jak i anatomicznie wariantne ślimaki. Wśród nich znajdują się typy anatomiczne z niepełnym przegrodą (IP) I, II i III, a także hipoplazja ślimakowa, wspólna jama, powiększony akwedukt przedsionkowy (EVA) oraz prawidłowa anatomia ucha wewnętrznego, reprezentowana w trzech różnych rozmiarach. Celem tego badania jest pokazanie zastosowania przedstawionego systemu treningowego wprowadzania elektrod oraz przedstawienie doświadczeń dotyczących optymalnego umieszczenia elektrod wewnątrz części ślimakowej w różnych typach anatomii ucha wewnętrznego, opartych na czterech chirurgach rezydentów nadzorowanych i prowadzonych przez doświadczonego chirurga.

Introduction

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

Implantacja ślimakowa (CI) to nowoczesna metoda leczenia ciężkiej do głębokiej utraty słuchu czuciowo-nerwowego1. Zabieg polega na chirurgicznym umieszczeniu elektronicznego urządzenia implantu na powierzchni czaszki oraz wprowadzeniu matrycy elektrod do ślimaka. Umożliwia to bezpośrednią stymulację elektryczną nerwu słuchowego. Optymalne umieszczenie elektrody w ślimaku jest kluczowe dla ustanowienia skutecznego interfejsu elektroda-neuron, co jest niezbędne do maksymalizacji korzyści urządzenia dla odbiorcy2. Precyzyjne ustawienie elektrody wymaga od chirurga szerokiego szkolenia. Podczas rezydentury chirurg powinien odbyć odpowiednią ilość szkolenia laboratoryjnego z wykorzystaniem kości skroniowych zwłok. Szkolenie powinno obejmować wiercenie w celu bezpiecznego dostępu do ślimaka oraz zakładanie elektrod CI3. Ponadto producenci implantów wszczepiających oferują specjalistyczne szkolenia, aby każdy chirurg mógł bezpiecznie obsługiwać swoje konkretne matryce elektrod bez komplikacji. Niemniej jednak, zgłaszane wskaźniki nieprawidłowego przemieszczenia elektrod w praktyce klinicznej, zwłaszcza w niektórych typach matryc, podkreślają znaczenie dalszych rozwiązań szkoleniowych.

Według literatury około 10-20% osób z wrodzoną ubytkiem słuchu ma jakąś formę malformacji ucha wewnętrznego, co szczegółowo opisali Jackler i in.4 oraz Sennaroglu i in.5. Każdy typ malformacji ucha wewnętrznego wiąże się ze specyficznymi wyzwaniami podczas operacji i zakładania elektrod. Najczęściej zgłaszane powikłania to wyginanie elektrody na zewnątrz ślimaka, unoszenie się elektrody w części torbielowatej ślimaka oraz elektroda wchodząca do wewnętrznego kanału słuchowego6. Kości skroniowe kadaweryczne wykorzystywane do szkolenia chirurgicznego są zazwyczaj pozyskiwane od starszych osób, które oddają swoje ciała na potrzeby badań i edukacji. W rezultacie malformacje ucha wewnętrznego są u tych okazów niezwykle rzadkie7. Brak specjalistycznego szkolenia w zakresie umieszczania elektrod i dostępu ślimakowego w uszkodzonych uszach wewnętrznych uważany jest za kluczowy czynnik przyczyniający się do powikłań związanych z założeniem elektrod podczas operacji CI.

Na podstawie naszego doświadczenia klinicznego z 1990 roku, malformacje ucha wewnętrznego często wymagają układów elektrod o różnych długościach i konstrukcjach, aby osiągnąć optymalne umiejscowienie. MED-EL jest jednym z zatwierdzonych przez Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) producentów implantów (CI), który oferuje szeroki wybór opcji elektrod, umożliwiając lepsze dopasowanie do różnorodnych i złożonych anatomii ucha wewnętrznego8. W ramach niedawnej współpracy MED-EL (Innsbruck, Austria) oraz COSA Ltd. (Cambridge, Wielka Brytania) opracowały zaawansowany system szkoleniowy do wprowadzania elektrod CI. System posiada realistyczny model głowy z wstępnie wierconą mastoidektomią. Dodatkowo umożliwia wprowadzenie różnych przezroczystych modeli ucha wewnętrznego, reprezentujących różne typy malformacji ucha wewnętrznego. Za pomocą mikroskopu skręt podstawy ślimaka jest widoczny w widoku koronalnym, co umożliwia precyzyjną obserwację elektrody wchodzącej do ślimaka. Konstrukcja systemu szkolenia z wprowadzaniem elektrod sprawia, że jest on dobrze przystosowany do edukowania chirurgów w następujących aspektach: (i) Jak elektroda powinna być trzymana zgodnie z zaleceniami producenta implantów wszczepialnych? (ii) Jaki jest najlepszy kąt włożenia? Jak można podtrzymać elektrodę wzdłuż bocznej ściany ślimaka i jak zapobiec jej nieprawidłowemu umieszczeniu wewnątrz wewnętrznego kanału słuchowego? (iii) Jak całkowicie włożyć elektrodę do ślimaka przy oporze przy wstawieniu? (iv) Jaki jest maksymalny kąt włożenia elektrody przy różnych stopniach malformacji torbielowatej i jak można zapobiec nakładaniu się kanałów elektrod? (v) Jaka jest optymalna technika umieszczania elektrod w powszechnej malformacji jamy dusznej?

W tym artykule dzielimy się naszym doświadczeniem z wprowadzaniem elektrod w różnych wadach ucha wewnętrznego, oferując praktyczne wskazówki i strategie wspierające skuteczne założenie elektrody oraz minimalizując powikłania podczas operacji CI.

Protocol

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

Badanie to przeprowadzono w całości w warunkach laboratoryjnych i nie obejmowało pacjentów. Dlatego nie wymagała się zgody komisji etyki na to badanie.

1. Opis i konfiguracja systemu treningowego wprowadzania elektrod.

  1. Ustaw system treningowy do wprowadzania elektrod.
    UWAGA: System treningowy wprowadzania elektrod zawiera prawostronną nagłowkę z przezroczystym modelem ucha wewnętrznego w anatomicznie poprawnej pozycji. Mastoidektomia i tylna błona bębenkowa są wstępnie wiercone, co umożliwia dostęp do ślimaka. Mikroskop cyfrowy umieszczony jest powyżej w ogniskowej 6 cm z powiększeniem 4K (2000x), aby skupić się na widoku koronalnym modelu ucha wewnętrznego, umożliwiając wizualizację elektrody wchodzącej do ślimaka podczas wszczepienia. Ten widok jest wyświetlany na monitorze (1280 x 800) zamontowanym bezpośrednio nad mikroskopem. Dodatkowo, nad miejscem masztektomii umieszcza się soczewkę powiększającą o 175% powiększenia z wbudowanym źródłem światła, aby poprawić widoczność tylnej tympanotomii. Wejście ślimakowe jest obrysowane na czerwono, aby ułatwić identyfikację przez tylną tympanotomię. System treningowy obejmuje dziesięć różnych modeli ucha wewnętrznego dla prawego ucha. Anatomia normalna (NA) występuje w trzech różnych rozmiarach, reprezentowanych przez wartość A (średnica ślimakowego skrętu podstawowego), mianowicie NA-M o wartości A 8,4 mm, NA-L o wartości A 9,6 mm oraz NA-XL o wartości A 10,4 mm. Dalsze modele reprezentują różne typy malformacji ucha wewnętrznego, takie jak zespół powiększonego akweduktu przedsionkowego (EVAS), niepełne podziały (IP) typu I, II i III, niedoczynność ślimaka (CH) w dwóch różnych wariantach oraz powszechną malformację jamy domowej (CC). Rysunek 1 przedstawia montaż systemu treningowego wraz z przezroczystymi modelami ucha wewnętrznego.
    Aby zapewnić płynne wprowadzenie, w tym przypadku napełnij przezroczyste modele smarem, takim jak gliceryna, o stężeniu 99,5% i lepkości 870 Pa·s.

2. Obsługa elektrod (Rysunek 2)

  1. Przygotuj elektrodę i instrumenty przed włożeniem.
  2. Użyj kleszczy miękkich od producenta.
  3. Trzymaj elektrodę tylko za pomocą skośnych, miękkich kleszczy.
  4. Umieść przewód elektrody w prostym odcinku skośnego końcówki.
  5. Zablokuj elektrodę bezpośrednio za zatykaczem matrycy.
  6. Unikaj chwytania matrycy elektrod w okolicy styków elektrod.
  7. Nie ściśniaj ani nie skręcaj elektrody.
  8. Potwierdź stabilną fiksację przed podejściem do ślimaka lub okrągłego okna.

3. Kąt elektrody podczas wprowadzania (Rysunek 3)

  1. Wyrównaj kleszcze przed przesunięciem elektrody.
  2. Utrzymuj kąt wpuszczenia górny-dolny.
  3. Prowadź elektrodę w stronę bocznej ściany ślimaka.
  4. Unikaj kąta gorszego-wyższego.
  5. Nie prowadź elektrody w stronę ściany przyśrodkowej.
  6. Nieustannie obserwuj trajektorię elektrody podczas przesuwania.
  7. Staraj się utrzymać stałą, powolną prędkość.

4. Zalecenia w przypadku oporu przy wkładaniu elektrod

  1. Natychmiast przestańcie przesuwać matrycę elektrod po wystąpieniu oporu.
  2. Nie stosuj siły.
  3. Odsuń elektrodę o kilka milimetrów.
  4. Powoli przesuwaj elektrodę.
  5. Utrzymuj trajektorię bocznej ściany podczas ponownego wstawiania.
  6. Zapobiegaj wyginaniu się pozaślimaka przez cały czas.

5. Wkładanie elektrod w różne anatomie ucha wewnętrznego

UWAGA: Poniższe sekcje demonstrują wprowadzanie elektrod przy użyciu przezroczystych modeli ucha wewnętrznego reprezentujących różne typy anatomiczne, w tym niepełne podziały (IP) typy I, II, III, hipoplazję ślimakową, jamę wspólną, powiększony przedsionkowy akwedukt (EVA) oraz ślimak anatomiczny w dwóch różnych rozmiarach. Celem jest podzielenie się informacjami na temat bezpiecznych technik zakładania elektrod, aby zminimalizować komplikacje.

  1. Niepełny typ partycji I (Rysunek 4)
    1. Identyfikacja pełnej torbielowatej części ślimakowej na podstawie badania obrazowego.
    2. Wybierz długość elektrody odpowiednią do ograniczonego kątowego wstawiania.
    3. Włóż elektrodę pod kątem górny-dolny.
    4. Prowadź elektrodę ściśle wzdłuż bocznej ściany.
    5. Ogranicz głębokość wstawienia do maksymalnie 360°.
    6. Zapobieganie nakładaniu się styków elektrod wierzchołkowych.
  2. Niepełny podział typu II (Rysunek 5)
    1. Identyfikacja prawidłowego skrętu podstawy z wierzchołkiem torbielowatym na podstawie obrazowania.
    2. Włóż elektrodę przez regularnie uformowaną skalę podstawową.
    3. Utrzymuj boczną trajektorię ściany.
    4. Przesuń elektrodę do 450°.
    5. Zatrzymaj wkładanie przed wejściem do torbielowatego wierzchołka.
    6. Unikaj nakładania się elektrod powyżej 450°.
  3. Niepełny podział typu III (Rysunek 6)
    1. Zidentyfikuj poszerzony wewnętrzny kanał słuchowy (IAC) podczas badania obrazowego.
    2. Należy przewidywać wysokie ryzyko przekierowania elektrody do IAC.
    3. Unikaj centralnych lub prostych dróg wstawek.
    4. Włóż elektrodę pod kątem górny-dolny.
    5. Nieprzerwanie prowadź elektrodę wzdłuż bocznej ściany.
    6. Potwierdź, że elektroda pozostaje w części ślimakowej.
  4. Wspólna jamka (CC) (Rysunek 7)
    1. Identyfikacja pojedynczej niepodzielonej jamy w obrazowaniu przedoperacyjnym.
    2. Unikaj prostego przesuwania elektrody.
    3. Delikatnie wygiń układ elektrod.
    4. Najpierw wprowadź zakrzywiony segment.
    5. Pozwól, by układ elektrod utworzył pętlę w wnęce.
    6. Stabilizuj konfigurację pętlową.
    7. Zapobiegaj wnikaniu elektrody do IAC.
  5. Hipoplazja ślimakowa (Rysunek 8)
    1. Dokładnie zmierz długość ślimaka przed włożeniem.
    2. Wybierz elektrodę odpowiadającą skróconej długości ślimakowej.
    3. Postępuj tylko do momentu, gdy lumen ślimaka będzie całkowicie zakryty.
    4. Unikaj nadmiernego wkładania poza rozwinięty skręt podstawowy.
  6. Powiększony akwedukt przedsionkowy (EVA) (Rysunek 9)
    1. Identyfikacja prawidłowych skrętów podstawy z łagodnie torbielowatym wierzchołkiem na przedoperacyjnym obrazowaniu.
    2. Włóż elektrodę wzdłuż bocznej ściany pod kątem górnym-dolnym.
    3. Przesuń elektrodę do 540°.
    4. Zatrzymaj zakładanie przed wejściem do torbielowatego obszaru wierzchołkowego.
    5. Unikaj nakładania się styków elektrod w wierzchołku.
  7. Anatomia normalna w różnych rozmiarach (Rysunek 10)
    1. Zmierz wartość A ślimaka przed operacją.
    2. Wybierz długość elektrody zgodnie z rozmiarem ślimaku.
    3. Włóż elektrodę całkowicie wzdłuż bocznej ściany.
    4. Spodziewaj się głębszego wstawienia kątowego w mniejszych ślimakach (Rysunek 10, wartość A 8,1 mm prowadząca do około 600°).
    5. Spodziewaj się zmniejszonego kątowego wstawienia w większych ślimakach (rysunek 10, wartość A 10,4 mm prowadząca do około 450°).

Results

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

Przedstawione modele pokazują, jak sposób obsługi elektrod, kąt wstawiania oraz zmienność anatomiczna wpływają na pozycjonowanie elektrod wewnątrzślimakowych.

Obsługa elektrod

Różne techniki chwytania z użyciem kleszczy o miękkim uścisku skutkowały zmienną kontrolą wyprowadzenia elektrody. Chwyty nieoptymalne obniżały stabilność, podczas gdy prawidłowe zaczepnięcie prostej części skośnego końcówki przy zatrzymku anteny zapewniało niezawodną kontrolę podczas wstawiania (Rysunek 2).

Kąt elektrody podczas wstawiania (Rysunek 3)

Wykazano, że trajektoria elektrody jest silnie zależna od orientacji kleszczy. Układ górno-dolny konsekwentnie prowadził elektrodę wzdłuż bocznej ściany ślimaka (Rysunek 3B), podczas gdy orientacja dolna-górna zwiększała prawdopodobieństwo odchylenia ściany przyśrodkowej (Rysunek 3A). To odkrycie podkreśla znaczenie orientacji kleszczy w osiąganiu kontrolowanego umiejscowienia ściany bocznej.

Niepełny typ podziału I

W przypadku niepełnego podziału typu I wybór długości elektrody odpowiadającej torbielowatemu ślimakowi umożliwia odpowiednie pokrycie kątowe, podczas gdy głębsze wszczepienia zwiększają ryzyko nakładania się elektrod (Rysunek 4A,B). Typ IP typu I charakteryzuje się całkowitą torbielowatą częścią ślimakową oraz brakiem centralnego pnia modiolusa. Ślimak torbielowaty jest oddzielony od rozszerzonego przedsionka. Staranne planowanie, oparte na obrazowaniu przedoperacyjnym, umożliwia wybór elektrody o odpowiedniej długości, aby pokryć zalecaną głębokość kątową, jak pokazano na rysunku 4C. Wprowadzenie powyżej 360° głębokości kątowej może prowadzić do nakładania się elektrod (rysunek 4D, biała strzałka).

Niepełny podział typu II

W niepełnym podziale typu II stabilne pozycjonowanie osiągano, gdy wstawianie ograniczało się do utworzonych skrętów ślimakowych (Rysunek 5); Postęp do wierzchołka torbielowatego wiązał się z nakładaniem się elektrod i potencjalną interakcją kanałów.

Niepełny podział typu III

W niepełnym podziale typu III brak modiolusa oraz poszerzony wewnętrzny kanał słuchowy stwarzały wysokie ryzyko niewłaściwego kierunku elektrod. Podejście boczne skierowane do ściany zmniejszało prawdopodobieństwo niezamierzonego wejścia do wewnętrznego kanału słuchowego i wspierało zatrzymanie w lumenie ślimaka (Rysunek 6).

Wspólna jamka (CC) (Rysunek 7)

W typowych malformacjach jamy bezpośrednie przesunięcie końcówki elektrody zwiększało ryzyko przesunięcia. Przedformowanie elektrody i wprowadzenie zakrzywionego segmentu, zgodnie z protokołem (rysunek 7D), sprzyjało pętlowej konfiguracji wewnątrz wnęki, ułatwiając stabilne pozycjonowanie i zmniejszając ryzyko wytłaczania do sąsiednich struktur.

Hipoplazja ślimakowa

Zakładania w przypadkach z hipoplazją ślimaka podkreślają znaczenie precyzyjnych pomiarów przedoperacyjnych. Zmniejszone wymiary ślimaka ograniczały możliwą głębokość włożenia i wymagały starannego doboru długości elektrody, aby uniknąć nadmiernego wstawiania (Rysunek 8).

Powiększony akwedukt przedsionkowy (EVA) (Rysunek 9)

W anatomii akweduktu przedsionkowego niemal prawidłowy rozwój ślimaka umożliwiał standardowe wstawienie do określonej głębokości kątowej. Po tym etapie wejście do wierzchołka torbielowatego stało się bardziej prawdopodobne. Ograniczenie głębokości wstawiania zmniejszało ryzyko nakładania się elektrod i potencjalnych zakłóceń między kanałami.

Anatomia normalna o różnych rozmiarach

W normalnie rozwiniętych ślimakach rozmiar ślimaka znacząco wpływał na kątową głębokość włożenia dla elektrod o identycznej długości. Mniejsze wymiary ślimaka skutkowały większym pokryciem kątów w porównaniu z większymi ślimakami, co podkreśla znaczenie oceny rozmiaru ślimaka podczas planowania operacji (Rysunek 10).

Wprowadzanie elektrod przeprowadzono ręcznie pod ciągłą kontrolą wzrokową, korzystając z systemu treningowego stosowanego w tym badaniu. W związku z tym protokół został zaprojektowany tak, aby standaryzować obsługę elektrod, kąt i trajektorię w tym modelu, a nie oceniać parametry wydajności proceduralnej. Głównym rezultatem była jakościowa ocena trajektorii elektrody i ostatecznego umieszczenia w modelu treningowym, przy czym wszyscy chirurdzy rezydenci osiągali powtarzalnie optymalne pozycjonowanie we wszystkich reprezentowanych wariantach anatomicznych, pod nadzorem starszych.

figure-results-1
Rysunek 1: Zaawansowany system treningowy do wprowadzania elektrod implantu ślimakowego wraz z przezroczystymi modelami ucha wewnętrznego o różnych anatomiach. (A) Lewy panel pokazuje montaż systemu treningowego do wprowadzania elektrod. (B) Modele ślimakowe wszystkich różnych anatomii ucha wewnętrznego testowane w tym badaniu. (C) Zbliżenie na wnękę twarzy. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-2
Rysunek 2: Kleszcze miękkie trzymające elektrodę w trzech różnych sekwencjach. (A,B) Sekwencje 1 i 2 pokazujące suboptymalne sposoby trzymania elektrody. (C) Sekwencja 3 pokazująca optymalny sposób trzymania elektrody, otoczonej skośnym końcówką kleszczy miękkiego chwytu. (D) Zbliżenie kleszczy z końcówką składającą się z dwóch półrurkowych końców, mocno trzymających elektrodę tuż za zatykaczem matrycy. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-3
Rysunek 3: Ustawienie elektrody. (A) Ustawienie elektrody pod kątem dolno-górnym prowadzi czubek matrycy elektrod bliżej ściany przyśrodkowej (M) ślimaka. (B) Ustawienie elektrody pod kątem górno-dolnym prowadzi ją w stronę bocznej ściany (L) ślimaka. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-4
Rysunek 4: Niepełny podział typu I. (A) Widok osiowy typu IP I. (B) Trójwymiarowy (3D) model powłoki IP typu I pokazujący część ślimakową torbielowatego. (C) Elektroda optymalnie pokrywająca głębokość kątową 360° w torbielowatej części ślimakowej, unikając nakładania się elektrod. (D) Włożenie powyżej 360° głębokości kątowej może prowadzić do nakładania się elektrod, co pokazuje biała strzałka. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-5
Rysunek 5: Niepełny podział typu II. (A) Widok koronowy IP typu II. (B) Model 3D powłoki typu IP II ilustrujący normalny rozwój podstawowego skrętu ślimaka do 450°. (C) Elektroda optymalnie pokrywająca głębokość kątową 450° w IP typu II. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-6
Rysunek 6: Niepełny podział typu III. (A) Widok osiowy i (B) koronowy IP typu III. (C) Elektroda wewnątrz wewnętrznego kanału słuchowego. (D) Elektroda optymalnie umieszczona wewnątrz części ślimakowej. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-7
Rysunek 7: Wspólna jama (CC). (A) widok osiowy i (B) koronalny na wspólną jamę. (C) Włożenie prostej elektrody do wspólnej komory. Biała strzałka wskazuje przemieszczenie matrycy elektrod wewnątrz IAC. (D) Prawidłowo umieszczona elektroda w zalecanej optymalnej konfiguracji pętli wewnątrz wnęki. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-8
Rysunek 8: Hipoplazja ślimakowa. (A) Widok koronalny ślimaka hipoplastycznego z rozwiniętą pierwszą połową skrętu podstawy. (B) Model 3D ślimaka hipoplastycznego wykonany do wszczepienia elektrody. (C) Umieszczenie elektrody o długości 12 mm pokrywającej całą hipoplastyczną ślimak. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-9
Rysunek 9: Powiększony akwedukt przedsionkowy (EVA). (A) Widok koronowy na EVA pokazujący boczną ścianę ślimaka wyraźnie pod kątem 540°. (B) Model 3D powłoki przypadku EVA, ilustrujący pomiar długości ślimaka dla kątowej głębokości włożenia 540°. (C) Optymalne włożenie elektrody pokrywającej głębokość kątową 540°, co wskazuje biała strzałka. (D) Nadmiernie włożona elektroda przesunięta powyżej 540°, co prowadzi do nakładania się kanałów wierzchołkowych i środkowych, oznaczonych żółtą strzałką. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-10
Rysunek 10: Anatomia normalna w różnych rozmiarach. (A,B) Wpływ różnych rozmiarów ślimaka na głębokość wszczepienia elektrod. Widok koronalny anatomicznie prawidłowych uszu wewnętrznych o dwóch różnych rozmiarach (wartość A: (A) 8,1 mm i (B) 10,4 mm). W mniejszej ślimaku pełne włożenie elektrody o długości 28 mm pokrywa około 600° głębokości kątowej, podczas gdy w większej ślimaku pokrywa tylko 450°, co wskazują białe strzałki. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Discussion

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

Niniejsze badanie przedstawia uporządkowany przegląd optymalnych technik wprowadzania elektrod w siedmiu różnych typach ucha wewnętrznego. Kluczowe aspekty osiągnięcia optymalnego wstawiania elektrody to dokładne zidentyfikowanie typu anatomicznego na podstawie obrazowania przedoperacyjnego, zrozumienie możliwych komplikacji związanych z wszczepieniem oraz nauka bezpiecznego i komfortowego obsługiwania elektrody przy użyciu odpowiednich narzędzi chirurgicznych.

Dokładna identyfikacja anatomii ucha wewnętrznego na podstawie obrazowania przedoperacyjnego w dużej mierze zależy od doświadczenia lekarza. Spośród różnych typów IP typ II i EVA mogą wyglądać podobnie do siebie. Jednak zakres bocznej ściany widocznej w ujęciu koronalnym jest różny. W przypadku IP typu II to do 450°, natomiast w przypadku EVA około 540°, co może stanowić cechę wyróżniającą 9,10,11. Alsughayer i in. w 2022 roku zgłosili złożenie końcówki elektrody podczas wkładania elektrody o długiej długości w malformacji typu IP typu I, gdy elektroda została wypchnięta powyżej 360° kątowej głębokości wszczepienia12. Między innymi był to jeden z powodów, dla których zaprojektowaliśmy badanie tak, aby obejmowało 360° w IP typu I, 450° w IP typu II oraz 540° w EV, unikając tym samym umieszczenia elektrody w okolicy torbielowatego wierzchołka.

Jednym z kluczowych wniosków wyniesionych z tego badania jest to, że niezależnie od różnic anatomicznych, prowadzenie prostych elektrod wzdłuż bocznej ściany ślimaka jest korzystne. Takie podejście nie tylko ułatwia pełne włożenie, ale także pomaga zapobiegać przenikaniu elektrody do IAC, co jest szczególnym problemem w przypadku IP typu III oraz powszechnych malformacji jamy. Opór przy wkładaniu elektrod to dobrze udokumentowane powikłanie w literaturze, wynikające z różnych czynników, takich jak różnice anatomiczne, cechy konstrukcyjne elektrody, technika chirurgiczna czy napotykająca końcówkę elektrody na struktury wewnątrzślimakowe13. Zmuszanie elektrody do dalszego rozwoju przy występie oporu zwiększa ryzyko znacznego wyboczenia elektrody, co może skutkować niepełnym lub częściowym włożeniem. Aby uniknąć ryzyka wyginania, zalecamy lekkie schowanie matrycy elektrod, a następnie ostrożne jej ponowne włożenie. Technika ta okazała się skuteczna, co potwierdziła wizualizacja w czasie rzeczywistym na monitorze systemu treningowego wprowadzania elektrod używanego w tym badaniu.

Aschendorff i in. wcześniej opisali zastosowanie radiologicznie wspomaganej nawigacji do precyzyjnego umieszczania elektrod w IP typu III, metodę wymagającą specjalistycznych systemów obrazowania wewnątrzoperacyjnego14. Jednak takie podejście jest technicznie wymagające, wymaga dostępności odpowiedniej infrastruktury technicznej i wiąże się ze znacznym wydłużeniem czasu pracy wewnątrzoperacyjnej. Natomiast systematyczne szkolenie z wkładaniem elektrod oferuje prostsze i bardziej opłacalne podejście do zmniejszenia ryzyka niewłaściwego przemieszczenia elektrody.

Oprócz prawidłowego zidentyfikowania anatomii ucha wewnętrznego i zrozumienia wyzwań związanych z wstawianiem specyficznych dla każdego typu anatomicznego, kluczowe jest umiejętność prawidłowego i komfortowego trzymania elektrody, aby zapewnić pełne wprowadzenie wybranej elektrody. Kleszcze miękkie z elektrodami prostymi MED-EL wyposażone są w specjalnie zaprojektowany końcówkę z dwoma półrurkami, mającą na celu bezpieczne zablokowanie elektrody i precyzyjną kontrolę podczas wstawiania. Przestrzeganie instrukcji producenta jest niezbędne, aby nauczyć się bezpiecznego i skutecznego obchodzenia się z instrumentami. Kolejną rekomendacją jest wybór długości elektrody odpowiadającej rozmiarowi ślimaka mierzonego wartością A, zwłaszcza dla chirurgów rezydentów, aby przestrzegali15.

Trening na kościach skroniowych zwłok jest kosztowny i czasochłonny, a okazy z wrodzonymi wadami ucha wewnętrznego są niezwykle rzadkie. Zaawansowany system treningu wprowadzania elektrod oceniany w tym badaniu rozwiązuje te ograniczenia: pozwala na nieograniczoną liczbę prób ćwiczeń, umożliwia wizualizację ruchu elektrody w czasie rzeczywistym w przezroczystym modelu ślimakowym oraz umożliwia użytkownikowi dostosowanie trajektorii wstawiania w celu optymalnego umieszczenia w ślimaku.

W badaniu wykorzystano warianty elektrod jednego producenta układów międzywydzielczych. W związku z tym zalecenia proceduralne są specyficzne dla elektrod MED-EL i mogą nie mieć bezpośredniego zastosowania do matryc elektrod innych producentów CI. Kolejnym ograniczeniem jest zastosowanie polimeru żywicznego w produkcji przezroczystych modeli ślimaka, które różni się od tkanki biologicznej właściwościami tarcia, sprzężeniem zwrotnym dotykowym podczas zakładania elektrody oraz brakiem czynników fizjologicznych, takich jak krwawienie czy elastyczność tkanek. Dlatego te ustalenia i obserwacje uzyskane dzięki temu systemowi szkoleniowemu należy interpretować z ostrożnością i starannie przekładać na warunki in vivo .

Dla wszystkich czterech chirurgów rezydentów było to pierwsze doświadczenie z wszczepieniem elektrody w anatomię ucha wewnętrznego innego niż normalna anatomia. Możliwość wizualnej obserwacji elektrody wchodzącej do ślimaka okazała się bardzo pouczająca, podkreślając wartość edukacyjną tego systemu treningowego. Na przykład, dostosowując trajektorię z kąta dolny-górny do górnego-dolnego, można było zobaczyć, jak końcówka elektrody przesuwa się w stronę ściany bocznej, co ułatwia optymalne wstawienie do części ślimakowej i zapobiega zmywaniu. Starszy chirurg uznał ten system szkoleniowy za cenne narzędzie edukacyjne dla chirurgów rezydentów, oferując trudne do osiągnięcia możliwości nauki przy użyciu kości skroniowych z ciała.

Zaawansowany system szkoleniowy przedstawiony w tym badaniu umożliwia młodym chirurgom CI ćwiczenie wprowadzania elektrod w szerokim zakresie anatomii ucha wewnętrznego. Podczas wprowadzania utrzymanie trajektorii górno-dolnej oraz kierowanie elektrody wzdłuż bocznej ściany ślimaka pomaga osiągnąć pełne wstawienie i zmniejsza ryzyko przesunięcia elektrody. Staranne planowanie przedoperacyjne, a zwłaszcza wybór układu elektrod dopasowanego do konkretnej morfologii ucha wewnętrznego, dodatkowo minimalizuje komplikacje związane z wszczepieniem.

Disclosures

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

Jeden ze współautorów (AD) pracuje na pełen etat w dziale badań i rozwoju MED-EL GmbH.

Acknowledgements

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

Dr Filip Hrncirik oraz dr Iwan Vaughan Roberts z COSA Ltd, Cambridge, Wielka Brytania, zostali wyróżnieni za wspólne opracowanie systemu treningowego wprowadzania elektrod przedstawionego w tym badaniu.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Elektrody implantów ślimakowychMED-EL172400FXhttps://preferredproduct.com/cochlear-implant-electrode-forceps-w-longitudinal-groove-for-insertion-of-electrodes-w-base-0-8-1-3-mm-total-length-155mm/
Pulpitowy DeskBrite 300 LED podświetlany 2X lupaCarsonhttps://vision-forward.org/product/gooseneck-desktop-led-lighted-magnifier/Obiektyw powiększający na pulpicie
Mikroskop cyfrowyTomlovhttps://tomlov.com/products/tomlov-tm4k-digital-microscope
System treningowy z wstawianiem elektrodMED-EL39054https://www.medel.com/hearing-solutions/accessories
Gliceryna (99,5%)Doktor Klaus1001881https://www.doktor-klaus.com/glycerin/
StrzykawkaSigma Aldrichhttps://www.sigmaaldrich.com/AT/de/product/aldrich/z683620
Elektrody treningoweMed-ELhttps://www.medel.com/

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. MED-EL Cochlear implants: state of the art and a glimpse into the future. Trends Amplif. 10 (4), 201-219 (2006).">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. Cochlear implant electrode design for safe and effective treatment. Front Neurol. 15, 1348439(2024).">Dhanasingh, A., et al. Cochlear implant electrode design for safe and effective treatment. Front Neurol. 15, 1348439(2024).
  3. 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).">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. Congenital malformations of the inner ear: a classification based on embryogenesis. Laryngoscope. 97 (3 Pt 2 Suppl 40), 2-4 (1987).">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. Classification and current management of inner ear malformations. Balkan Med J. 34 (5), 397-411 (2017).">Sennaroğlu, L., Bajin, M. D. Classification and current management of inner ear malformations. Balkan Med J. 34 (5), 397-411 (2017).
  6. Management of cochlear implant electrode arrays misplaced in the internal auditory canal: A systematic review. Otol Neurotol. 45 (6), e460-e467 (2024).">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. Cadaveric temporal bone dissection: is it obsolete today. Int Arch Otorhinolaryngol. 18 (1), 63-67 (2014).">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. Special electrodes for demanding cochlear conditions. Acta Otolaryngol. 141 (sup1), 157-177 (2021).">Dhanasingh, A., Hochmair, I. Special electrodes for demanding cochlear conditions. Acta Otolaryngol. 141 (sup1), 157-177 (2021).
  9. A novel three-step process for the identification of inner ear malformation types. Laryngoscope Investig Otolaryngol. 7 (6), 2020-2028 (2022).">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. Clinical validation of manual measurement of cochlea length with post-operative electrode insertion depth: A pilot study. Laryngoscope Investig Otolaryngol. 10 (4), e70237(2025).">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. Estimation of outer-wall length in optimizing cochlear implantation in malformed inner ears. Sci Rep. 14 (1), 27308(2024).">Alshalan, A., et al. Estimation of outer-wall length in optimizing cochlear implantation in malformed inner ears. Sci Rep. 14 (1), 27308(2024).
  12. Cochlear electrode array tip fold-over in incomplete partition-I - A case report. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 139, 110438(2020).">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. misplaced cochlear implant electrodes outside the cochlea: A literature review and presentation of radiological and electrophysiological findings. Otol Neurotol. 43 (5), 567-579 (2022).">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. Radiologically assisted navigation in cochlear implantation for X-linked deafness malformation. Cochlear Implants Int. 10 (Suppl 1), 14-18 (2009).">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. The rationale for FLEX (cochlear implant) electrode with varying array lengths. World J Otorhinolaryngol Head Neck Surg. 7 (1), 45-53 (2020).">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