Методическая статья

Выполнение повторных измерений интраоперационной импедансной телеметрии при кохлеарной имплантации

2.4K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/65600

⸱

4 августа 2023 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, Ruhr-University Bochum, St. Elisabeth-Hospital Bochum, 2Department of Translational Neurosciences, Faculty of Medicine and Health Sciences, University of Antwerp, 3International Graduate School of Neuroscience (IGSN), Ruhr-University Bochum, 4Technical University of Munich, 5Department of Otorhinolaryngology, TUM School of Medicine, Klinikum rechts der Isar, 6MED-EL, 7Department of Otorhinolaryngology and Head & Neck Surgery, Antwerp University Hospital, 8Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, Medical University Innsbruck

В этой статье

Краткое содержание

В данной работе представлен протокол проведения повторных измерений телеметрии импеданса во время кохлеарной имплантации (КИ). Они могут позволить сделать выводы о функции электрода и имплантата. Повторные измерения импеданса позволяют получить объективную обратную связь о том, расположен ли электрод внутри перилимфы или за пределами внутреннего уха.

Аннотация

Измерение импеданса обычно выполняется во время кохлеарной имплантации (КИ) после окончательного введения электродов. Они могут позволить сделать выводы о функции электрода и имплантата. В послеоперационном периоде анализ изменений импеданса позволяет выявить рубцевание или воспалительные процессы вокруг электрода. В недавних исследованиях сообщается о связи между телеметрией импеданса и местом стимуляции. Следовательно, повторные измерения импеданса во время введения электродов кохлеарного имплантата могут обеспечить объективную обратную связь о том, расположен ли электрод внутри перилимфы или за пределами внутреннего уха. С помощью представленного нового метода импедансы могут быть измерены в режиме реального времени во время кохлеарной имплантации. В этом протоколе систематически объясняется, как выполнять повторную импедансную регистрацию во время операции КИ. Эти повторные измерения являются сложными, поскольку они зависят от множества интраоперационных методологических факторов, начиная с драпировки пациента. Таким образом, для успешной записи обязательна стандартизированная процедура. В этой статье мы всесторонне проиллюстрируем настройку системы и порядок проведения интраоперационных измерений во время операции КИ.

Введение

Сохранение остаточного слуха вызывает все больший интерес в хирургии кохлеарной имплантации (КИ), и показания к применению изменились в сторону кандидатов с функциональным остаточным слухом. Таким образом, измерения, которые могут объективизировать положение электродной решетки и возникающее в результате этого потенциальное повреждение улитки во время операции, становятся все более важными. Было показано, что пользователи КИ с успешно сохраненным слухом имеют превосходные слуховые характеристики при использовании имплантата после операции, даже при электрической стимуляции1. Некоторые из них могут получить дополнительную пользу от акустической стимуляции (электроакустическая стимуляция; EAS). Предполагается, что периоперационная тугоухость является результатом травматического введения. Чтобы лучше понять эти интраоперационные изменения и установить алгоритмы мониторинга, необходимы объективные измерения и биомаркеры. В этом контексте может представлять интерес импедансная телеметрия 2,3. Было показано, что повышенное сопротивление связано с потерей слуха или головокружением 4,5. Дополнительные данные связаны с включениями крови во время введения электродной решетки6. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, в какой степени импедансы могут быть связаны с хирургической травмой и послеоперационной работоспособностью. С этой целью многообещающим подходом являются повторные измерения интраоперационного импеданса. С другой стороны, импедансы предоставляют дополнительную информацию о положении электрода. Высокий импеданс указывает на плохую проводимость и, таким образом, указывает на положение контакта за пределами улитки, в то время как низкий импеданс (падение импеданса) может указывать на уже вставленные контакты. Таким образом, импедансы могут быть использованы в качестве механизма объективной обратной связи для определения состояния вставки электродной решетки. В этом видео мы представляем нашу установку и первый опыт использования этого нового подхода к повторному измерению импеданса с помощью гибких электродов боковой стенки от производителя кохлеарных имплантатов MED-EL (Инсбрук, Австрия)7.

Исследовательское программное обеспечение, разработанное для исследовательских целей, используется для выполнения повторных измерений импеданса. В этом исследовании программное обеспечение проверяется в соответствии с внутренними процедурами MED-EL для устройств, предназначенных только для исследовательского использования. Во время операции отображаются только самые последние данные телеметрии импеданса. На рисунке 1 показана электронная измерительная установка. В программном обеспечении Insertion Monitoring (IM) есть кнопки для обозначения количества вставленных в данный момент электродных контактов (выделено красным/зеленым цветом). После запуска программное обеспечение измеряет импедансы многократно в циклах. Программное обеспечение IM отображает таблицу результатов измерений импеданса и импедансов во времени на 12 графиках. Кроме того, он показывает предупреждения в случае проблем с подключением. Программное обеспечение для записи видео (Open Broadcaster Software [OBS]) используется для записи (i) видео введения электродов (с микроскопом, прикрепленным, например, через HDMI), (ii) видео пользовательского интерфейса программного обеспечения для обмена мгновенными сообщениями, включая все взаимодействия с пользователем, и (iii) звука. Программное обеспечение для редактирования звука (Audacity) используется для регулярного воспроизведения звука во время вставки электродной решетки, чтобы облегчить медленную вставку.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Этот протокол был утвержден местным Этическим комитетом в соответствии с Хельсинкской декларацией (Рурский университет в Бохуме: Рег.-No: 21-7373; Медицинский университет Инсбрука (рег. No.: 1060/2021). Информированное согласие было получено от всех участников.

1. Подготовка к операции

  1. Обязательно получите отчеты об аудиологических тестах, включая аудиометрию чистых тонов, объективное тестирование (например, аудиометрия вызванной реакции ствола мозга, тестирование речи) и вестибулярную диагностику (например, видеоимпульсный тест головы или калорийное тестирование). Получите отчеты о радиологической визуализации, включая компьютерную томографию высокого разрешения (HRCT) и магнитно-резонансную томографию (МРТ) основания черепа, в качестве подготовки и показания к операции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: МРТ требуется для обеспечения наличия вестибулокохлеарного нерва и проходимости улитки. При ЗГКТ могут быть выявлены анатомические отклонения (например, лицевого нерва) или пороки развития.
  2. Проверьте необходимое оборудование и программное обеспечение для измерения импеданса (например, программное обеспечение для IM, программное обеспечение для видеозаписи, MAESTRO).
  3. Получите письменное информированное согласие пациента.
  4. Проводить общую анестезию с учетом анамнеза болезни и факторов риска пациента по решению анестезиолога.
  5. Расположите голову пациента таким образом, чтобы сосцевидный сегмент лицевого нерва проходил примерно горизонтально. Добиться этого можно, откинув голову и слегка расположив ее в противоположную сторону.
  6. Сбрейте волосы в ретро-ушной области (примерно 3 см), чтобы избежать проникновения волос в область посадки.
  7. Установите мониторинг лицевого нерва. Введите иглы для мониторинга в мышцу obicularis oris и мышцу кругового глаза. Поместите электроды сравнения на грудную клетку или плечо. Обязательно закрепите кабели, чтобы случайно не извлечь их во время операции.
  8. Продезинфицируйте место операции. Используйте дезинфицирующее средство (например, Октенисепт) в соответствии со стандартом клиники.
  9. Используйте стерильную драпировку из фольги, чтобы закрыть микроскоп и пациента. Убедитесь, что крышка максимально тонкая в области планируемого положения катушки приемника, чтобы избежать проблем с соединением между передающей и приемной катушками. Не используйте накидки для волос из ткани, которые используются во многих операционных. Используйте самоклеящуюся драпировку из фольги и избегайте многослойности.

2. Хирургия

  1. Подготовка к имплантации
    1. Отметьте положение процессора и разрез кожи примерно на 8 см. Обеспечьте достаточное пространство между ушной раковиной и корпусом имплантата.
    2. Перед разрезом кожи введите местную анестезию (например, ультракаин 1% -супраренин, Санофи, Париж, Франция) в s-образную область за ушной раковиной.
    3. Надрежьте кожу до височной фасции с помощью скальпеля. Рассеките надкостницу и обнажите наружный слуховой проход и позвоночник Генле.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Хирургические инструменты вариабельны и не имеют решающего значения для представленного метода. Для выполнения хирургических этапов могут быть использованы соответствующие хирургические инструменты.
    4. Установите раневые ретракторы на противоположной стороне планируемого имплантата, чтобы избежать последующего взаимодействия (магнитного притяжения/электрических помех) с катушкой телеметрии.
    5. Для кохлеарной имплантации выполните антротомию, мастоидэктомию и заднюю тимпанотомию8.
    6. Обнажите твердую мозговую оболочку до средней черепной ямки в качестве первого ориентира с помощью большого режущего заусенца.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Размер заусенца может варьироваться в зависимости от места операции.
    7. Тем же заусенцем истончите стенку заднего канала наружного слухового прохода.
    8. Обнажают короткий накусный отросток в антральном отделе и определяют латеральный полукружный канал.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Как антральный, так и полукружный канал идентифицируются визуально во время процедуры бурения.
    9. В качестве следующего хирургического шага обнажите лицевой угол хорды, где хорда тимпани выходит из лицевого нерва. На этом этапе используйте большой алмазный заусенец и просверлите кость параллельно предполагаемому лицевому нерву.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Размер алмазного заусенца может варьироваться в зависимости от места операции.
    10. Откройте лицевую выемку с помощью небольшого алмазного заусенца. Оставьте лицевой нерв с тонким костным покрытием.
    11. Доступ к среднему уху осуществляется через заднюю тимпанотомию.
    12. Увеличивайте заднюю тимпанотомию каудально до тех пор, пока не будет визуализирована круглая оконная ниша.
    13. Максимально увеличьте заднюю тимпанотомию для большого обнажения среднего уха, оптимизируя визуализацию процесса введения. Удалите костный свес круглой оконной ниши с помощью небольшого алмазного заусенца до тех пор, пока круглая оконная мембрана не будет полностью визуализирована.
      ПРИМЕЧАНИЕ: При перемещении цепи слуховых косточек можно увидеть движение круглой оконной мембраны, чтобы четко идентифицировать круглую оконную мембрану. Следите за тем, чтобы не прикоснуться к мембране заусенцем и случайно не открыть ее.
    14. Перед открытием мембраны закапывайте немного адреналина (1 мг/мл) в среднее ухо и защищайте его от костной пыли с помощью рассасывающейся губки (например, Spongostan).
  2. Позиционирование имплантата
    1. Подготовьте корпус имплантата, просверлив ложе в кости в будущем положении принимающей катушки. Используйте манекен корпуса имплантата, предоставленный производителем, для обозначения границ ложа имплантата. Избегайте соскальзывания имплантата, создавая кромку с помощью заусенца с канифолем. Используйте алмазный заусенец, чтобы разгладить поверхность.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Край корпуса имплантата предотвращает смещение имплантата в сторону дефекта мастоидэктомии.
    2. Упакуйте спираль в стерильную упаковку, так как спираль размещается уже в начале процесса введения.
    3. Расположите имплантат в просверленном ложе имплантата, зафиксируйте его швами и накройте мышечным лоскутом.
    4. Замените втягивающие устройства, чтобы избежать магнитного взаимодействия со стимулирующей катушкой.
  3. Имплантация и измерение импеданса
    1. Используйте два компьютера - один для Maestro и один для записи мгновенных сообщений.
    2. Запустите программное обеспечение для обмена мгновенными сообщениями.
    3. Поместите катушку телеметрии над магнитом приемной катушки. Закрепите его зажимом, чтобы избежать движений и разъединения.
    4. Подождите, пока врач, инженер или аудиолог запустит программное обеспечение и даст отзыв о муфте. Изменяйте положение катушки приемника до тех пор, пока не будет достигнуто надежное соединение.
    5. Следите за тем, чтобы кровотечение не препятствовало визуализации процесса введения и не проникало в перилимфу.
    6. Обеспечьте видимость операционного поля на экранах. Внесите изменения в оптический фокус микроскопа, чтобы врач, инженер или аудиолог могли следить за процессом введения.
    7. Убедитесь, что выемка на лице максимально сухая, чтобы избежать ранних ложноположительных результатов.
    8. Откройте круглое окно мембраной с помощью иглы.
    9. Избегайте всасывания рядом с круглым окном.
    10. Не прикасайтесь к электродной решетке.
    11. Сообщите врачу, инженеру или аудиологу о начале введения, чтобы он мог отрегулировать кнопки состояния. Проинструктируйте инженера отмечать одну кнопку состояния за другой по мере вставки электрода.
    12. Вставьте первый электродный контакт в улитку. Дождитесь обратной связи от врача, инженера или аудиолога и звукового сигнала. Подавайте звуковой сигнал каждые 10 с для обеспечения постоянной и медленной скорости вставки с общим временем вставки около 2 минут.
      1. Для звукового сигнала воспроизведите синусоидальный сигнал с частотой 500 Гц с постоянной пульсацией и повторите его каждые 10 с с помощью программного обеспечения Audacity. Не регулируйте время подачи сигнала и пауз в соответствии с процессом вставки, а сохраняйте его постоянным.
    13. Медленно вставляйте электродную решетку, чтобы избежать повреждения улитки. Продвигайте на один контакт электрода каждые 10 с (ориентируясь по звуковому сигналу).
    14. Информируйте врача, инженера или аудиолога о ходе работы, четко сообщая о количестве вставленных контактов, чтобы врач, инженер или аудиолог мог как можно точнее отметить прогресс в программном обеспечении, нажимая кнопки состояния инструмента обмена мгновенными сообщениями.
    15. Проинструктируйте врача, инженера или аудиолога отметить количество вставленных электродных контактов в соответствии с отзывами хирурга (Рисунок 2).
    16. Продолжайте измерения до полной вставки, чтобы наблюдать падение импеданса.
    17. Сообщите о хирургических шагах.
    18. Храните электродный провод в сосцевидной полости. Убедитесь, что вы избегаете усилий выдавливания, найдя положение без натяжения.
  4. Окончание операции
    1. Заклейте круглую оконную нишу облицовкой.
    2. Проверьте целостность имплантата (импедансную телеметрию, электрически вызванные рефлекторные пороги Стапедиуса, если применимо, и электрически вызванные составные потенциалы действия).
    3. Закройте рану слоями.
    4. Продолжайте повторять телеметрические измерения до полного закрытия раны. Не допускайте вывиха стимулирующей спирали.
    5. Перед окончанием операции проверьте барабанную перепонку и кожу наружного слухового прохода на наличие хирургических повреждений.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Для повторных измерений импеданса во время кохлеарной имплантации требуется стандартизированная процедура для достижения максимально возможной воспроизводимости. Основными аспектами, которые считаются играющими важную роль, являются качество видео, а также угол вставки. И то, и другое может затруднить визуализацию контактов электродов, входящих в круглое окно, и, таким образом, интерпретацию видео для будущих анализов. Кроме того, размещение катушки приемника имеет решающее значение для предотвращения прерываний во время...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Повторные измерения импеданса являются многообещающим подходом к получению обратной связи от улитки в режиме реального времени в процессе введения. Они указывают, какие контакты электродов расположены внутри перилимфы или нет. С помощью представленного здесь нового метода для электродов с гибкой боковой стенкой (MED-EL, Инсбрук, Австрия)7 импедансы могут быть измерены в режиме реального времени во время кохлеарной имплантации с использованием вставной электродной решетки. Тем не менее, для надежны...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Audacityоткрытым исходным кодомhttps://www.audacityteam.org/Аудиоредактор
Катушкакабеля Любая подходящая маркаИнтерфейс имплантата
КомпьютерЛюбая подходящая марка
Электродная матрицаMED-ELhttps://s3.medel.com/pdf/21617.pdfStandard, FlexSoft, Flex28
IM Программное обеспечениеMED-ELhttps://www.medel.com/
MaestroMED-ELhttps://www.medel.com/
MAX Интерфейс USBлюбой подходящей маркиИнтерфейс
подключения OcteniseptSCHÜ LKE & MAYR GmbHN/A
Программное обеспечение для открытого вещателяс открытым исходным кодомhttps://obsproject.com/Программное обеспечение для записи видео
Spongostan  EthiconN/AРассасывающаяся губка
Ultracain 1%  Супраренин, СанофиН/ДМестная анестезия
Программное обеспечение с

Ссылки

  1. Dalbert, A., et al. Hearing preservation after cochlear implantation may improve long-term word perception in the electric-only condition. Otology & Neurotology. 37 (9), 1314-1319 (2016).
  2. Thompson, N. J., et al. Electrode array type and its impact on impedance fluctuations and loss of residual hearing in cochlear implantation. Otology & Neurotology. 41 (2), 186-191 (2020).
  3. Aebischer, P., Meyer, S., Caversaccio, M., Wimmer, W. Intraoperative impedance-based estimation of cochlear implant electrode array insertion depth. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 68 (2), 545-555 (2021).
  4. Choi, J., et al. Electrode impedance fluctuations as a biomarker for inner ear pathology after cochlear implantation. Otology & Neurotology. 38 (10), 1433-1439 (2017).
  5. Shaul, C., et al. Electrical impedance as a biomarker for inner ear pathology following lateral wall and peri-modiolar cochlear implantation. Otology & Neurotology. 40 (5), e518-e526 (2019).
  6. Bester, C., et al. Four-point impedance as a biomarker for bleeding during cochlear implantation. Scientific Reports. 10 (1), 2777(2020).
  7. MED-EL. , https://www.medel.com/ (2023).
  8. Lenarz, T. Cochlear implant - state of the art. GMS Current Topics in Otorhinolaryngology, Head and Neck Surgery. 16, Doc04(2018).
  9. Gawęcki, W., et al. Robot-assisted electrode insertion in cochlear implantation controlled by intraoperative electrocochleography-A pilot study. Journal of Clinical Medicine. 11 (23), 7045(2022).
  10. Jia, H., et al. Molecular and cellular mechanisms of loss of residual hearing after cochlear implantation. Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 122 (1), 33-39 (2013).
  11. Eshraghi, A. A., Van de Water, T. R. Cochlear implantation trauma and noise-induced hearing loss: Apoptosis and therapeutic strategies. The Anatomical Record. Part A, Discoveries in Molecular, Cellular, and Evolutionary Biology. 288 (4), 473-481 (2006).
  12. Van De Water, T. R., et al. Caspases, the enemy within, and their role in oxidative stress-induced apoptosis of inner ear sensory cells. Otology & Neurotology. 25 (4), 627-632 (2004).
  13. Roland, P. S., Wright, C. G. Surgical aspects of cochlear implantation: mechanisms of insertional trauma. Advances in Oto-Rhino-Laryngology. 64, 11-30 (2006).
  14. Tien, H. -C., Linthicum, F. H. J. Histopathologic changes in the vestibule after cochlear implantation. Otolaryngology-- Head and Neck Surgery. 127 (4), 260-264 (2002).
  15. Lenarz, T., et al. Relationship between intraoperative electrocochleography and hearing preservation. Otology & Neurotology. 43 (1), e72-e78 (2022).
  16. Bester, C., et al. Electrocochleography triggered intervention successfully preserves residual hearing during cochlear implantation: Results of a randomised clinical trial. Hearing Research. 426, 108353(2022).
  17. O'Leary, S., et al. Intraoperative observational real-time electrocochleography as a predictor of hearing loss after cochlear implantation: 3 and 12 month outcomes. Otology & Neurotology. 41 (9), 1222-1229 (2020).
  18. Dong, Y., Briaire, J. J., Siebrecht, M., Stronks, H. C., Frijns, J. H. M. Detection of translocation of cochlear implant electrode arrays by intracochlear impedance measurements. Ear and Hearing. 42 (5), 1397-1404 (2021).
  19. Giardina, C. K., Krause, E. S., Koka, K., Fitzpatrick, D. C. Impedance measures during in vitro cochlear implantation predict array positioning. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 65 (2), 327-335 (2018).
  20. Sijgers, L., et al. Predicting cochlear implant electrode placement using monopolar, three-point and four-point impedance measurements. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 69 (8), 2533-2544 (2022).
  21. Salkim, E., Zamani, M., Jiang, D., Saeed, S. R., Demosthenous, A. Insertion guidance based on impedance measurements of a cochlear electrode array. Frontiers in Computational Neuroscience. 16, 862126(2022).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи