Name: Aprimorando a avaliação da localização do eletrodo no implante coclear por meio da fusão de imagens por tomografia computadorizada (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-17T12:20:00.000+00:00
Duration: 3 min 58 s
Description: Aprenda a fusão automatizada de imagens de tomografia computadorizada pré e pós-operatórias para avaliação de implantes cocleares. Este método computacional melhora a precisão na medição da profundidade angular de inserção do eletrodo.

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Este estudo recebeu aprovação do Conselho de Revisão Institucional principal (E-21-5737) e foi conduzido seguindo os princípios éticos descritos na Declaração de Helsinque. Os dados foram coletados retrospectivamente dos prontuários médicos em nosso centro terciário de IC. Devido à natureza anônima da análise dos dados, o consentimento informado não foi necessário. O estudo incluiu 20 orelhas de pacientes de várias faixas etárias.
Os critérios de inclusão foram os seguintes: pacientes com anatomia normal da orelha interna que receberam IC entre 2020 e 2023, foram submetidos a exames de TC pré e pós-operatórios e foram implantados com dispositivos de IC do mesmo fabricante, compatíveis com o software de planejamento cirúrgico utilizado. As tomografias computadorizadas do osso temporal são realizadas rotineiramente como parte da avaliação pré-operatória para pacientes com implante coclear em nosso centro, enquanto as tomografias pós-operatórias são feitas apenas quando clinicamente necessário para minimizar a exposição à radiação. Os critérios de exclusão incluíram pacientes com IC submetidos a cirurgias de revisão ou ossificação coclear, otosclerose coclear ou fraturas do osso temporal envolvendo a cápsula ótica. Detalhes do equipamento e software são fornecidos na Tabela de Materiais.
1. Upload e medição de parâmetros cocleares
NOTA: O protocolo de medição empregado neste estudo compreendeu uma série de etapas sequenciais destinadas a avaliar a eficácia da técnica de fusão de imagens de TC pré e pós-operatória na avaliação da localização dos eletrodos em receptores de IC (Figura 1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig01.jpg"> 
Figura 1: Comparação do protocolo de medição. Esta figura ilustra o protocolo de medição dos parâmetros cocleares usando o método de fusão automática em comparação com o método manual. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<ol>
	<li>Pressione o botão Importar no módulo de gerenciamento de dados do software para carregar as imagens de TC pós-operatórias e pré-operatórias e selecione os arquivos DICOM .</li>
	<li>Defina manualmente o centro do modíolo, a janela redonda e as métricas cocleares, incluindo o valor A (diâmetro coclear), o valor B (largura coclear) e o valor H (altura coclear) no módulo 3D Ear-Cochlea4 (Figura 2).</li>
	<li>Calcule o comprimento do ducto coclear (CDL) usando os valores A e B, aplicando o método de Alexiades à Aproximação Elíptico-Circular (ECA)2,4. NOTA: As etapas detalhadas da análise pós-operatória são descritas por Canfarotta et al.21. Essas medições fornecem pontos anatômicos para estimativa de CDL.</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig02.jpg"> 
Figura 2: Medição manual dos valores de A, B e H pós-operatórios. As imagens pós-operatórias são importadas para o software e o valor A (marcado em verde), o valor B (marcado em azul) e o valor H (marcado em vermelho) são medidos manualmente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
2. Identificação do contato do eletrodo e cálculo de AID/CF
<ol>
	<li>Abra o módulo Avaliação de Implantes . O software identificará automaticamente os doze pontos de contato do eletrodo nas imagens de TC pós-operatórias.</li>
	<li>Ajuste manualmente os pontos de contato detectados, se necessário, antes de confirmar suas posições.</li>
	<li>Permita que o software use esses pontos, juntamente com as métricas cocleares predefinidas, para calcular automaticamente a profundidade de inserção angular (com base em Escude et al.22) e a frequência característica (com base em Greenwood et al.23) para cada contato (ver Figura 3). NOTA: Esta abordagem manual é considerada o método padrão para medir AID e FC, e é referida como "Manual" neste estudo.</li>
</ol>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig03.jpg"> 
Figura 3: Identificação dos contatos dos eletrodos. Esta figura mostra a identificação dos doze contatos dos eletrodos a partir das imagens de TC pós-operatórias. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
3. Fusão de imagens
<ol>
	<li>Pressione o ícone Adicionar na interface do usuário para importar as imagens de TC pré-operatórias para o painel Image Fusion.</li>
	<li>Permita que o software comece automaticamente a registrar as imagens de TC pré-operatórias com as imagens de TC pós-operatórias pré-carregadas usando o recurso de fusão automática, que aplica um algoritmo de informação mútua.</li>
	<li>Acesse o recurso Alinhamento manual no menu de imagem pré-operatório se forem necessários ajustes manuais na fusão. Esse processo de fusão melhora a visualização e permite uma avaliação mais abrangente da anatomia coclear e do posicionamento do eletrodo com menos artefatos. A fusão visa melhorar a visualização para uma melhor avaliação (ver Figura 4).</li>
</ol>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig04.jpg"> 
Figura 4: Fusão de imagens de TC pré e pós-operatórias. As imagens de TC pré-operatórias são importadas para o software e fundidas com imagens de TC pós-operatórias. A sobreposição é exibida na cor oliva, com os eletrodos destacados em azul brilhante. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig04large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
4. Medição automática dos parâmetros cocleares na imagem pré-operatória
<ol>
	<li>Meça novamente os parâmetros cocleares na imagem pré-operatória recém-importada no módulo 3D - Cochlea.</li>
	<li>Selecione a opção Automático no menu do módulo para executar medições automáticas de parâmetros cocleares. Esse recurso está disponível apenas para imagens pré-operatórias sem eletrodos de implante, pois não existem artefatos metálicos.</li>
	<li>Use o algoritmo automático para reconstruir a anatomia do ouvido interno em 3D. O modelo 3D servirá de base para as medições automáticas dos parâmetros cocleares, conforme descrito por Abari et al.24. NOTA: A reconstrução 3D auxilia na medição precisa dos parâmetros cocleares (consulte a Figura 5).</li>
</ol>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig05.jpg"> 
Figura 5: Medição automatizada dos parâmetros cocleares. A partir das imagens fundidas, o software mede automaticamente os principais parâmetros cocleares (indicados por pontos verdes, azuis e vermelhos), realiza a reconstrução 3D (cóclea em laranja, conduto auditivo interno em verde e canais semicirculares em marrom) e atualiza as informações referentes aos contatos dos eletrodos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig05large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
5. Atualização dos pontos de contato do eletrodo com novos parâmetros cocleares
<ol>
	<li>Confirme as novas medidas de comprimento do ducto coclear (CDL) obtidas a partir das imagens pré-operatórias.</li>
	<li>Permita que os pontos de contato do eletrodo previamente identificados a partir das imagens pós-operatórias sejam atualizados automaticamente com as novas informações dos parâmetros cocleares, definindo a abordagem de "Fusão Automática".</li>
	<li>Realize cálculos com base nas imagens fundidas (pré e pós-operatórias) para Profundidade de Inserção Angular (AID) e Frequência Característica (CF), que são importantes para confirmar o posicionamento do feixe de eletrodos, a cobertura coclear e a construção do mapa de Adaptação Baseada em Anatomia (ABF) (consulte a Figura 5). NOTA: A AID e a FC são essenciais para confirmar o posicionamento do eletrodo e a cobertura coclear na prática de implante coclear (IC) (ver Figura 6).</li>
</ol>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67062/67062fig06.jpg"> 
Figura 6: Definição automática de AID e CF. Esta figura mostra a definição automática do AID (Distribuição de Impedância Acústica) e CF (Frequência Central) para cada contato individual do eletrodo com base nas imagens fundidas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67062/67062fig06large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
6. Cálculo do erro angular médio e do erro de frequência
<ol>
	<li>Calcule o erro angular médio entre os métodos de fusão manual e automática para cada contato do eletrodo.</li>
	<li>Calcule o erro de frequência em semitons entre os dois métodos (Fusão Manual e Automática) para cada contato do eletrodo.</li>
	<li>Use esses cálculos para fornecer indicadores quantitativos da diferença e precisão entre os dois métodos. Observe que os semitons são os menores intervalos musicais comumente usados na música ocidental25.</li>
</ol>
7. Análise estatística
<ol>
	<li>Alimente os parâmetros cocleares calculados manualmente, a profundidade de inserção angular (AID) e a frequência característica (CF) da imagem de TC pós-operatória, juntamente com os dados calculados fundidos automaticamente da técnica de fusão de imagem de TC pré e pós-operatória para cada contato de eletrodo, em um software de análise estatística (software R).</li>
	<li>Use médias e desvios-padrão para estatísticas descritivas de variáveis quantitativas, enquanto aplica contagens e porcentagens para variáveis categóricas.</li>
	<li>Realize uma análise comparativa entre a AID e as frequências medidas manualmente e as medições fundidas automaticamente usando um teste t pareado ajustado por Bonferroni ou teste de postos sinalizados de Wilcoxon, dependendo da suposição de normalidade testada usando o teste de Shapiro-Wilk. NOTA: Suponha que todas as comparações tenham tamanhos de efeito padronizados clinicamente relevantes (d de Cohen)26. Considere um valor de P estatisticamente significativo menor que 0,05.</li>
</ol>

<ol><li>Dazert, S., Thomas, J. P., Loth, A., Zahnert, T., Stover, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cochlear+Implantation%5BTitle%5D)+AND+%22Dtsch+Arztebl+Int%22%5BJournal%5D)">Cochlear Implantation.</a> Dtsch Arztebl Int. 117 (41), 690-700 (2020).</li>
<li>Jwair, S., Versnel, H., Stokroos, R. J., Thomeer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+the+surgical+approach+and+cochlear+implant+electrode+on+the+structural+integrity+of+the+cochlea+in+human+temporal+bones%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">The effect of the surgical approach and cochlear implant electrode on the structural integrity of the cochlea in human temporal bones.</a> Sci Rep. 12 (1), 17068(2022).</li>
<li>O'Connell, B. P., Hunter, J. B., Wanna, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+importance+of+electrode+location+in+cochlear+implantation%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope+Investig+Otolaryngol%22%5BJournal%5D)">The importance of electrode location in cochlear implantation.</a> Laryngoscope Investig Otolaryngol. 1 (6), 169-174 (2016).</li>
<li>Aljazeeri, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anatomy-based+frequency+allocation+in+cochlear+implantation%3A+The+importance+of+cochlear+coverage%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Anatomy-based frequency allocation in cochlear implantation: The importance of cochlear coverage.</a> Laryngoscope. 132 (11), 2224-2231 (2021).</li>
<li>Oh, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cochlear+duct+length+and+cochlear+distance+on+pre-operative+CT%3A+imaging+markers+for+estimating+insertion+depth+angle+of+cochlear+implant+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Radiol%22%5BJournal%5D)">Cochlear duct length and cochlear distance on pre-operative CT: imaging markers for estimating insertion depth angle of cochlear implant electrode.</a> Eur Radiol. 31 (3), 1260-1267 (2021).</li>
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<li>Kurz, A., Müller-Graff, F. -T., Hagen, R., Rak, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One+click+is+not+enough%3A+Anatomy-based+fitting+in+experienced+cochlear+implant+users%5BTitle%5D)+AND+%22Otol+Neurotol%22%5BJournal%5D)">One click is not enough: Anatomy-based fitting in experienced cochlear implant users.</a> Otol Neurotol. 43 (10), 1176-1180 (2022).</li>
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<li>IbraheemAl-Dhamari Rania Helal, T. A. S. W., Paulus, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+cochlear+multimodal+3D+image+segmentation+and+analysis+using+atlas-model-based+method%5BTitle%5D)+AND+%22Cochlear+Implants+Int%22%5BJournal%5D)">Automatic cochlear multimodal 3D image segmentation and analysis using atlas-model-based method.</a> Cochlear Implants Int. 25 (1), 46-58 (2024).</li>
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<li>Breitsprecher, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CT+imaging-based+approaches+to+cochlear+duct+length+estimation+human+temporal+bone+study%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Radiol%22%5BJournal%5D)">CT imaging-based approaches to cochlear duct length estimation human temporal bone study.</a> Eur Radiol. 32 (2), 1014-1023 (2022).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Dispositivos de CI</td><td>MED-EL, Innsbruck, Áustria</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software OTOPLAN&nbsp;</td><td>CASCINATION, MED-EL, Innsbruck, Áustria</td><td>versão 4 (3.0.0)&nbsp;</td><td>Software de Planejamento de Otologia</td></tr><tr><td>R Software</td><td>R Foundation for Statistical Computing, Viena, Áustria</td><td>versão 4.2.2</td><td>Linguagem e Ambiente para Computação Estatística</td></tr></tbody></table>

aprimorando a avaliação da localização do eletrodo no implante coclear por meio da fusão de imagens por tomografia computadorizada

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

Este estudo incluiu 20 orelhas de receptores de IC, com 11 implantes no lado esquerdo e nove no lado direito. A média de idade dos participantes foi de 13,3 anos, sendo 55% do sexo feminino e 45% do sexo masculino. A Tabela 1 apresenta uma análise comparativa dos métodos de fusão manual versus automática para medir os parâmetros cocleares, revelando diferenças estatisticamente significativas em algumas medidas. Especificamente, as medições manuais mostraram um valor B e comprimento do ducto coclear (CDL)...

Aprimorando a avaliação da localização do eletrodo no implante coclear por meio da fusão de imagens por tomografia computadorizada

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

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

A eletrocochleografia (ECochG) mede os potenciais do ouvido interno gerados em resposta à estimulação acústica. Em candidatos a implante coclear (IC), tais potenciais do ouvido interno podem ser medidos diretamente com os eletrodos do implante. Neste vídeo, explicamos sistematicamente como realizar gravações de ECochG durante a cirurgia de CI.

Realizando eletrococleografia intracochlear durante a implantação coclear

A implantação coclear robótica é um procedimento para acesso minimamente invasivo ao ouvido interno. Em comparação com a cirurgia convencional, a implantação coclear robótica envolve etapas adicionais que precisam ser realizadas na sala de cirurgia. Neste artigo damos uma descrição do procedimento e destacamos os aspectos importantes da implantação coclear robótica.

Implantação coclear robótica para acesso coclear direto

Porcos em miniatura (mini-porcos) são um modelo animal de grande porte ideal para a pesquisa de implantes cocleares. A cirurgia de implante coclear em mini-porcos pode ser utilizada para fornecer evidências iniciais da segurança e do desempenho potencial de novas matrizes de eletrodos e abordagens cirúrgicas em um sistema vivo semelhante aos seres humanos.

O Porco em Miniatura: Um Modelo Animal de Grande Porte para Pesquisa de Implante Coclear

Aqui apresentamos um protocolo para realizar medidas repetidas de telemetria de impedância durante o implante coclear (IC). Eles podem permitir conclusões sobre a função do eletrodo e do implante. Medições repetidas de impedância permitem feedback objetivo sobre se o eletrodo está posicionado dentro da perilinfa ou fora do ouvido interno.

Realização de medições repetidas de telemetria de impedância intraoperatória durante o implante coclear

A estimulação eletroacústica (EAS) com eletrodos mais longos pode oferecer maior cobertura coclear e vários tipos de mapas em casos de perda auditiva de altas frequências. A combinação de cirurgia menos invasiva, eletrodos flexíveis de parede lateral e administração de esteróides permite uma inserção mais profunda com pouco ou nenhum trauma cirúrgico, resultando em boa preservação da audição.

Cobertura coclear aprimorada e preservação auditiva na perda auditiva de alta frequência por meio de estimulação eletroacústica com eletrodo mais longo

Aqui, apresentamos um protocolo estruturado para treinamento de inserção de eletrodos com implante coclear, utilizando um novo sistema de simulação, permitindo prática prática em anatomias normais e malformadas do ouvido interno.

Testando um sistema de treinamento de inserção de eletrodos de implante coclear para posicionamento ideal de matrizes de eletrodos em diferentes anatomias do ouvido interno

A técnica é descrita para a implantação de...

Fabricação de eletrodos e Implantação de Aplysia californica Para gravações multi-canal neural e muscular na Intact, Animais Livremente Behaving

Estimulação transcraniana por corrente (ETCC) é uma técnica estabelecida para modular a excitabilidade...

Posicionamento do eletrodo e Montage na estimulação transcraniana por corrente

A forma robusta para estudar avalanches neuronal, ou seja, escala-invariante rajadas espaço-temporal atividade, indicativo da dinâmica do estado crítico no córtex. Avalanches surgem espontaneamente no desenvolvimento de camadas superficiais do córtex cultura que permite medições a longo prazo da atividade com arrays planar integrada multi-eletrodo (MEA), sob condições estritamente controladas.

Multieletrodos Recordings Array of Avalanches Neuronal em culturas organotípicas

Imagens ao vivo da cóclea de mamíferos embrionária é um desafio porque os processos de desenvolvimento na mão operam em um gradiente temporal, ao longo de dez dias. Aqui é apresentado um método para a cultura e, em seguida, imagiologia embrionário tecido de explante da cóclea retirado de um rato repórter fluorescente ao longo de cinco dias.

Longo prazo Time Lapse Imagem do mouse cocleares explantes

Aprenda a fusão automatizada de imagens de tomografia computadorizada pré e pós-operatórias para avaliação de implantes cocleares. Este método computacional melhora a precisão na medição da profundidade angular de inserção do eletrodo.

Aprimorando a avaliação da localização do eletrodo no implante coclear por meio da fusão de imagens por tomografia computadorizada (Vídeo) | JoVE Journal

Aprimorando a avaliação da localização do eletrodo no implante coclear por meio da fusão de imagens por tomografia computadorizada

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