Тестирование системы тренировки вставки электродов с кохлеарным имплантатом для оптимального расположения электродного массива в различных анатомиях внутреннего уха
6 февраля 2026 г.
Здесь мы представляем структурированный протокол тренировки по введению электродов кохлеарного импланта с использованием новой системы симуляции, позволяющей практиковать нормальную и деформированную анатомию внутреннего уха.
Мы хотим имитировать и тренировать отпечаток трёхмерной формы улитки, которую показывает эта модель, и ввести электрод как можно глубже в улитку, имитируя природу, и для этого они протестируют инструмент. Мы не только проверяем нормальную анатомию, но и имеем кохлеарные модели всех деформаций, которые я видел за всю свою жизнь. Существующие возможности для обучения не имеют контакта с внутренними ушными пороками.
Этот протокол использует взаимозаменяемые прозрачные модели, обеспечивающие реалистичную, повторяемую и анатомически специфическую тренировку по введению. Для начала настройте систему обучения вставки электродов. Подготовьте электрод и необходимые приборы перед установкой.
Используя угловые мягкие щипцы производителя, удерживайте электрод и размещайте вывод электрода в прямом сегменте наклонного наконечника. Затем зафиксируйте электрод непосредственно за пробкой массива. Подтвердите стабильное закрепление электрода перед подъёмом к кохлеостомии или круглому окну.
Теперь выровняйте щипцы перед продвижением электрода. Сохраняйте верхний и нижний угол входа во время продвижения. Направляйте электрод к латеральной стенке улитки, избегая нижнего верхнего угла и медиальной стенки.
При возникновении сопротивления немедленно прекратите продвижение электрода и отнимите его на несколько миллиметров. Медленно продвигайте электрод, сохраняя траекторию боковой стенки и предотвращая экстракохлеарные деформации. Для анатомии неполного распределения типа 1 определите полную кистозную кохлеарную часть в программном обеспечении визуализации.
Выберите длину электрода, подходящую для ограниченной угловой вставки. Вставьте электрод под верхним-нижним углом строго вдоль боковой стенки. Ограничить глубину вставки максимум 360 градусов и предотвратить перекрытие апикальных контактов.
Для анатомии неполного распределения типа 2 определите нормальный базальный изгиб с кистозной вершиной. Введите электрод через нормально сформированную базальную скалу и поддерживайте траекторию боковой стенки. Продвигайте его до 450 градусов и остановите перед входом в кистозную вершину, чтобы избежать перекрытий.
Для анатомии неполного распределения типа 3 определите расширенный внутренний слуховой проход. Вводите электрод под верхним нижним углом и непрерывно направляйте вдоль латеральной стенки, подтверждая, что электрод остаётся внутри улитки. Для общей полости определите одну неразделённую полость.
Аккуратно загните электродный массив и сначала введите изогнутый сегмент. Позвольте электроду образовать петлю внутри полости. Стабилизируйте конфигурацию, предотвращая проникновение электрода во внутренний слуховой проход.
При гипоплазии кохлеарной системы измеряйте длину кохлеи до установки. Выберите соответствующую длину электрода и продвигайтесь только до полного покрытия просвета без чрезмерной вставки за пределы базального поворота. Для увеличенного вестибулярного акведука идентифицируйте нормальные базальные изгибы с лёгкой кистозной вершиной.
Введите электрод вдоль боковой стенки под верхним-нижним углом и продвигайте до 540 градусов. Прекращайте установку до кистозной вершины и избегайте апикального перекрытия. Для нормальной анатомии разных размеров измеряйте A-значение до операции.
Выберите длину электрода в зависимости от размера кохлеара и введите его полностью вдоль боковой стенки. Ожидайте более глубокое угловое вцепление в мелкие улитки и уменьшенное угловое вцепление в крупных. Различные техники захвата с использованием мягких щипцов приводили к переменному контролю вида электрода при правильном зацеплении прямой части наклонного наконечника у пробки массива, что обеспечивало надёжное управление при вставке.
Верхнее и нижнее выравнивание направляло электрод вдоль латеральной стенки кохлеа, а нижняя-верхняя ориентация увеличивала вероятность отклонения медиальной стенки. При неполном распределении типа 1 выбор длины электрода, соответствующей кистозной улитке, обеспечивал соответствующее угловое покрытие. Вставка на угловую глубину сверх 360 градусов приводила к перекрытию электродов.
При неполном разбиении типа 2 стабильное позиционирование достигалось при ограничении вставки сформированными кохлеарными витками. При неполном перегородке типа 3 подход с направленным на боковую стенку уменьшал непреднамеренный вход во внутренний слуховой канал и поддерживал удержание внутри просвета кохлеара. При распространённых деформациях полости введение изогнутого сегмента сначала способствовало формированию петли внутри полости и способствовало стабильному позиционированию.
При кохлеарной гипоплазии уменьшенные размеры кохлея ограничивали достижимую глубину вставки и требовали тщательного выбора длины электрода. В анатомии увеличенного вестибулярного акведука ограничение глубины вставки снижало риск перекрытия электродов и возможных межканальных помех. Меньшие размеры кохлеаров приводили к большему угловому покрытию электродов одинаковой длины по сравнению с более крупными улитками.
Анатомическая идентификация и правильный выбор электродов имеют решающее значение для воспроизводимых и ценных послеоперационных результатов. Анализ после процедуры включает оценку точности введения, траектории, угловой глубины и сравнение различных техник для различных анатомий для оптимизации результатов. Будущие исследования смогут проверить различные конструкции электродов, включая многопроизводственные системы, и сопоставить результаты обучения с реальными хирургическими результатами.
Overview
This study demonstrates an advanced electrode insertion training system using interchangeable transparent inner ear models to simulate both normal and malformed cochlear anatomy. The system enables resident surgeons to practice cochlear implant electrode placement across various anatomical variants, including incomplete partition types I-III, cochlear hypoplasia, common cavity, and enlarged vestibular aqueduct, under expert supervision. The goal is to improve surgical precision and reduce complications by providing experiential training that reflects the anatomical diversity encountered in clinical cochlear implant populations.
Key Study Components
Area of Science
- Otolaryngology
- Neurotology
- Surgical Simulation
Background
- Successful cochlear implant electrode insertion is critical for postoperative rehabilitation and device function.
- Anatomical variations in the inner ear are more prevalent in cochlear implant recipients than in the general population.
- Standard cadaveric temporal bone training often lacks exposure to congenital inner ear malformations.
- Inadequate training in malformed anatomies contributes to intraoperative complications during electrode insertion.
Purpose of Study
- To demonstrate the use of a transparent, interchangeable inner ear model training system for cochlear implant electrode insertion.
- To provide experiential recommendations for optimal electrode placement across different inner ear anatomies.
- To evaluate training effectiveness through supervised practice by resident surgeons.
Methods Used
- Use of manufacturers-provided angled soft-grip forceps to handle and stabilize the electrode array.
- Alignment of forceps with superior-inferior trajectory to guide electrode along the lateral cochlear wall.
- Advancement of electrode with resistance monitoring and slow re-advancement to prevent buckling or extracochlear deviation.
- Anatomy-specific techniques: for IP type I, limit insertion to 360 degrees; for IP type II, stop before cystic apex; for IP type III, maintain lateral wall trajectory to avoid internal auditory canal entry.
- For common cavity: prebend electrode and introduce curved segment first to form a stabilizing loop.
- For cochlear hypoplasia and enlarged vestibular aqueduct: measure cochlear dimensions and select appropriate electrode length to avoid overinsertion.
- Post-procedure analysis of insertion accuracy, trajectory, angular depth, and technique comparison across anatomies.
Main Results
- Superior-inferior electrode alignment promoted lateral wall trajectory and reduced medial wall deviation.
- In IP type I, electrode lengths matching cystic cochlea enabled appropriate angular coverage; insertion beyond 360 degrees caused apical contact overlap.
- In IP type II, stable positioning was maintained when insertion was confined to the formed basal turn.
- In IP type III, lateral wall-directed insertion prevented unintended entry into the internal auditory canal.
- In common cavity, introducing the curved electrode segment first facilitated a stable looped configuration.
- In cochlear hypoplasia, reduced dimensions limited insertion depth, requiring precise electrode length matching.
- In enlarged vestibular aqueduct, limiting insertion depth prevented overlap and interchannel interference.
- Smaller cochleae allowed greater angular coverage for electrodes of identical length compared to larger cochleae.
Conclusions
- Anatomical identification and proper electrode selection are essential for reproducible and safe electrode insertion.
- The training system allows repeatable, anatomy-specific practice that bridges the gap between standard simulation and clinical variability.
- Resident surgeons benefit from supervised exposure to both normal and malformed inner ear models, improving technical readiness.
- Future work should evaluate different electrode designs and correlate training performance with actual surgical outcomes.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
This training system addresses a critical gap in preclinical surgical preparation by enabling repeatable, anatomy-specific practice for cochlear implant electrode insertion across normal and malformed inner ear variants. By simulating anatomical diversity encountered in clinical populations, it supports mechanistic de-risking of surgical technique and improves predictive confidence in procedural readiness. The platform enhances translational continuity from discovery-based simulation to preclinical validation, reducing biological variability in early-stage device training workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of electrode-tissue interaction hypotheses across anatomically variant cochlear models.
- Operational Value: Provides standardized, reproducible platforms for evaluating insertion trajectory and depth control.
- Predictive Value: Supports functional target validation by correlating electrode placement accuracy with cochlear lumen retention and lateral wall alignment.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Facilitates preparation of validated biological surrogates for downstream screening of electrode designs and materials.
- Operational Value: Ensures assay standardization through interchangeable transparent models and quantitative angular depth metrics.
- Scalability: Enables platform reuse across multiple anatomical variants and electrode configurations for high-throughput evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Maintains disease relevance by modeling congenital inner ear malformations present in cochlear implant recipient populations.
- Operational Value: Supports continuity from discovery to preclinical validation by standardizing insertion technique across normal and pathologic anatomies.
- Risk Mitigation: Improves risk-adjusted advancement decisions by identifying electrode design limitations in malformed cochleae prior to in vivo testing.
Pipeline & Workflow Integration
The system integrates into the discovery continuum by supporting hypothesis testing in early discovery, assay readiness in screening, and translational validation in preclinical workflows, specifically for otologic implantable devices.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by enabling systematic evaluation of electrode-cochlear interface behavior across anatomical variants.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized insertion protocols, trajectory control, and repeatable angular depth measurements.
- Analytics: Generates quantitative readouts on insertion accuracy, angular depth, and wall adherence to enable cross-condition comparison.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by modeling human-relevant anatomical diversity observed in implant candidate populations.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable capability for iterative electrode design evaluation across multiple cochlear pathologies and device iterations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in electrode design performance by reducing mechanistic ambiguity in anatomical variability.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of surgical training and device evaluation workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling early identification of insertion risks in malformed anatomies, reducing late-stage biological failure.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of electrode candidates based on performance across normal and variant inner ear models.
Implementation Considerations
- Requires expertise in otologic surgical simulation and cochlear implant electrode handling techniques.
- Depends on access to 3D-printed or fabricated transparent inner ear models representing normal and pathologic anatomies.
- Necessitates cross-team standardization of insertion protocols, forceps handling, and angular depth measurement between research and surgical training teams.
- Involves adaptation considerations for scaling across different electrode array designs, manufacturers, and cochlear size variants.
- Limited by the need for expert supervision to ensure correct technique transfer and prevent reinforcement of suboptimal insertion habits.
