ביצוע אלקטרוקוכליאוגרפיה תוך-קוכליארית במהלך השתלת שבלול
Summary
אלקטרוקוכליאוגרפיה (ECochleography) מודדת את פוטנציאל האוזן הפנימית שנוצר בתגובה לגירוי אקוסטי. במועמדים להשתלת שבלול (CI), ניתן למדוד פוטנציאלים כאלה של האוזן הפנימית ישירות באמצעות אלקטרודות השתל. בסרטון זה אנו מסבירים באופן שיטתי כיצד לבצע הקלטות ECochG במהלך ניתוח CI.
Abstract
אלקטרוקוכליאוגרפיה (ECochleography( ECochG) מודדת את הפוטנציאלים הפנימיים של האוזן הנוצרים בתגובה לגירוי אקוסטי של האוזן. פוטנציאלים אלה משקפים את הפונקציה השיורית של השבלול. במועמדים להשתלת שבלול עם שמיעה שיורית, אלקטרודת השתל יכולה למדוד ישירות תגובות ECochG במהלך תהליך ההשתלה. מחברים שונים תיארו את היכולת לנטר את תפקוד האוזן הפנימית על ידי מדידות ECochG מתמשכות במהלך הניתוח. המדידה של אותות ECochG במהלך הניתוח אינה טריוויאלית. אין אותות הניתנים לפרשנות בעד 20% מהמקרים. להקלטה מוצלחת, מומלץ לבצע הליך סטנדרטי כדי להשיג את אמינות המדידה הגבוהה ביותר ולהימנע ממלכודות אפשריות. לכן, שיתוף פעולה חלק בין מנתח CI לטכנאי CI הוא המפתח. סרטון זה מורכב מסקירה כללית של הגדרת המערכת והליך שלבים של ביצוע מדידות ECochG intracochlear במהלך ניתוח CI. הוא מראה את תפקידם של המנתח ושל טכנאי ה-CI בתהליך, וכיצד מתאפשר שיתוף פעולה חלק בין השניים.
Introduction
בשנים האחרונות, ההתוויה לשתלי שבלול השתנתה במידה ניכרת. בעבר, מידת אובדן השמיעה באודגרמה של הטון הטהור הייתה האינדיקציה העיקרית לשתל, בעוד שכיום, הבנת דיבור בהגברה מקסימלית של מכשיר שמיעה היא הגורם המכריע. זה שינה את אוכלוסיית המועמדים להשתלים. יותר ויותר, חולים שעדיין יש להם שמיעה שיורית טבעית (לרוב באזור התדר הנמוך) מקבלים CI. מחקרים הראו כי יש לשמר את התפקוד השיורי ככל האפשר במהלך הניתוח ולאחריו. מטופלים עם שמיעה שיורית משומרת מתפקדים טוב יותר במבחני הבנת דיבור, יש להם מודעות מרחבית מוגברת, ותופסים מוזיקה באופן טבעי יותר 1,2.
בעבר, השתלה אטרה-אומטית הייתה תלויה בעיקר בהערכת המנתח ובתפיסה ההפטית. פוטנציאלים תוך-ניתוחיים של האוזן הפנימית הנמדדים באופן תוך-ניתוחי (כלומר, ECochG) צוברים עניין הולך וגובר בניטור תפקוד האוזן הפנימית 3,4,5,6. הם יכולים לספק למנתח מידע נוסף על תפקוד האוזן הפנימית במהלך הניתוח ולאחריו. ECochG הוא מונח גנרי לאותות אלקטרופיזיולוגיים הנוצרים על ידי השבלול בתגובה לגירוי אקוסטי. ישנם ארבעה רכיבי אות שונים, אשר ניתן למדוד בהתאם למקורם; המיקרופוני השבלול (CM) הוא רכיב האות הגדול והיציב ביותר ולכן הוא משמש כמשתנה מפתח במחקרים רבים. מקורו של רכיב אות זה הוא בעיקר בתאי השערה החיצוניים. מרכיבי אותות אחרים הם העצב השמיעתי הנוירופוני (ANN, תגובה עצבית מוקדמת), פוטנציאל הפעולה המורכב (CAP, תגובה עצבית מוקדמת) ופוטנציאל הסיכום (תגובת תאי שערה).
מהלך אות ה-ECochG במהלך תהליך ההשתלה מספק תובנות לגבי מצב האוזן הפנימית; שינויים באות ECochG התוך ניתוחי יכולים להיות מתואמים עם הפונקציה השיורית לאחר הניתוח של האוזן הפנימית 3,4,7,8,9. המדידה של אותות ECochG אינה טריוויאלית. לא ניתן לגזור אות הניתן לפרשנות בעד 20% מהמקרים10,11. מצד אחד, ישנם גורמים ספציפיים למטופל (כלומר, היעדר תאי שיער מתפקדים) המשפיעים על ההקלטות. מצד שני, גורמים טכניים וספציפיים לתפעול רבים תורמים להצלחת המדידה. לכן, שמיעה שיורית אינה יכולה לבדה להסביר את שיעור ההצלחה של ECochG. כדי לרשום נתונים באופן אמין ככל האפשר, חשוב הליך סטנדרטי למדידות אלה. זה מונע mismeasurements ומאפשר את הפרשנות של נתונים תוך ניתוחיים.
אין הסכמה ברורה על סף שימוע נדרש. מניסיוננו, ניתן לקבל אותות הניתנים לשחזור בחולים עם סף שמיעה של עד 100 dB ליקוי שמיעה (HL). ממצא זה אושר על ידי מחברים אחרים12. קבוצות מחקר אחרות מבצעות מדידות ECochG עם ממוצע צליל טהור (PTA) בין 80 ל-85 dB או טוב יותר 3,5,6,8,13,14. סרטון זה מציג את הגדרת המערכת והליך שלבים של ביצוע מדידות ECochG תוך-קוכליאריות מוצלחות במהלך ניתוח CI.
Protocol
Representative Results
Discussion
מדידות ECochG הן כלי מבטיח לניטור תפקוד האוזן הפנימית במהלך ההשתלה. פוטנציאלים אלקטרופיזיולוגיים אלה משלימים את הערכת המנתח ואת התפיסה ההפטית. עם זאת, יש לציין כי המדידה אינה טריוויאלית ויש לה מקורות רבים של טעות. כדי להגביר את אמינות המדידה, הליך סטנדרטי הוא חיוני. זהו המפתח לפרשנות מדויקת של האותות.
תקשורת טובה בין המנתח למהנדס במהלך כל ההתערבות חשובה במיוחד. בנוסף, מערך המערכת חייב להבטיח שידור ללא הפרעה של הגירוי האקוסטי וצימוד טוב ויציב של סליל המשדר והקליטה. במאמר קודם, פיתחנו פרוטוקול מדידה סטנדרטי להקלטות ECochG במהלך ניתוחשתל 10. עד כה, תוך יישום פרוטוקול זה, רשמנו 12 מדידות תוך ניתוחיות המקבלות שתלי MED-EL.
אם העכבה נמוכה, התחל את מדידת ECochG. אם העכבה גבוהה, א) לשטוף את כיס השתל בתמיסת מלח, ב) לוודא שאלקטרודת הקרקע מכוסה היטב על ידי רקמה רכה, ג) לוודא שקצה האלקטרודה נמצא במגע טוב עם נוזל פרילימפה. אם העכבה נשארת גבוהה, חזור על מדידת עכבה עם האלקטרודה השנייה או השלישית או הכנס את האלקטרודה מעט עמוק יותר לתוך השבלול.
אם נפילות אות ECochG מתרחשות במהלך החדרת אלקטרודות (הנמדדות בדרך כלל על ידי משרעת CM), ראיות ראשוניות מצביעות על כך שהתגובה הניתוחית עשויה להשפיע על תפקוד האוזן הפנימית. מחקר אקראי הראה שכאשר משרעת ה-CM ירדה ב-30% או יותר (הקשורה לאמפליטודה המרבית הראשונית), נסיגה קלה של האלקטרודה הביאה לשיפור משמעותי בשמיעה שיורית לאחר הניתוח21. עם זאת, ההגדרה של ירידה מזיקה אינה ברורה; פרסום אחר דיווח על ירידה של 61% CM (או יותר) בתלילות מדרון של 0.2 μV/s (או יותר) כדי להיותמשמעותית 9. ירידה בתגובות ECochG עשויה לנבוע גם מסיבות אחרות, כגון אינטראקציה של מחוללי אותות שונים, מעבר טווח 500 הרץ בתוך השבלול, או מגע של קרום הבזילרי עם מערך האלקטרודות 6,24.
ניתן להסיק כי מספר גדל והולך של מועמדים CI יש שימוע שיורי משמעותי. בקבוצה זו, חיוני לשמר את הרכיב האקוסטי במהלך ואחרי ניתוח CI. להקלטות ECochG יש פוטנציאל לספק משוב אובייקטיבי למנתח במהלך תהליך ההשתלה. עם זאת, אנו רק בתחילת הדרך של היכולת לתאם שינויים של הקלטות ECochG לתפקוד האוזן הפנימית ועלינו לשפר את הידע וההבנה שלנו לגבי שימור שמיעה מוצלח. הקלטות ECochG ימלאו אפוא תפקיד חשוב, בתוספת מדידות אוזן פנימית אחרות. המטרה תהיה שיהיה כלי מדידה אובייקטיבי שיאפשר שמירה על תפקוד שאריות האוזן הפנימית אצל רוב מושתלי השתלים.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מבקשים להודות למארק פולק ולצוותו מ-MED-EL, אוסטריה, על תמיכתם. מחקר זה מומן בחלקו על ידי המחלקה לאוטוריהנולרינגולוגיה, ניתוחי ראש וצוואר ב- Inselspital Bern, מענק המחקר של יחידת הניסויים הקליניים (CTU) וחברת MED-EL. גאורגיוס מנטוקודיס נתמך על ידי הקרן הלאומית השוויצרית למדע #320030_173081.
Materials
| MED-EL | |||
| Arbitrary waveform generator | Dataman, UK | Dataman 531 series | |
| Foam eartip | Etymotic, USA | ER3-14 | |
| Gelfoam | Pfizer, USA | ||
| Implant software | MED-EL, Austria | Maestro 8.03 AS | |
| Interface | MED-EL, Austria | MAX Programming Interface | |
| Max Coil S | MED-EL, Austria | ||
| Python | Python Software Foundation, USA | v 03.08.2008 | |
| Software package Numpy | Python Software Foundation, USA | v. 1.19.2 | |
| Software package Scipy | Python Software Foundation, USA | v. 1.6.2 | |
| Software package Sklearn | Python Software Foundation, USA | v. 0.24.2 | |
| Sterile sleeve | Pharma-Sept Medical Products, Israel | Hand Piece Cover | |
| Sterile sound tube | Etymotic, USA | ER3-21 | |
| Transducer | Etymotic, USA | ER-3C | |
| Trigger cable BNC male to 3.5 mm male | Neurospec, Switzerland | NS-7345 | |
| Cochlear | |||
| Cochlear programming pod Interface | Cochlear, Australia | ||
| Coil | Cochlear, Australia | Nucleus 900 series | |
| Foam eartip | Etymotic, USA | ER3-14 | |
| Naida Q90 Implant software | Cochlear, Australia | v. 1.2 | Cochlear Research Platform |
| Nucleus CP900 Audioprocessor | Cochlear, Australia | ||
| Sterile sleeve | Pharma-Sept Medical Products, Israel | Hand Piece Cover | |
| Sterile sound tube | Etymotic, USA | ER3-21 | |
| Transducer | Cochlear, Australia | EAC00 series | Power speaker unit |
| AB | |||
| AIM Tablet | AB, USA | CI-6126 | |
| AIM Transducer | AB, USA | CI-6129 | |
| Audioprocessor | AB, USA | CI-5280-150 | |
| Eartip | AB, USA | AIM Custom | |
| Naida Coil | AB, USA | CI-5315 | |
| Naida Coil cable | AB, USA | CI-5415-206 | |
| ONSuite Implant software | AB, USA | SoundWave 3.2 | |
| Sterile sound tube | AB, USA | AIM Custom |
References
- Gantz, B. J., Turner, C., Gfeller, K. E., Lowder, M. W. Preservation of hearing in cochlear implant surgery: Advantages of combined electrical and acoustical speech processing. Laryngoscope. 115 (5), 796-802 (2005).
- Helbig, S., et al. Hearing preservation after cochlear reimplantation. Otology & Neurotology. 34 (1), 61-65 (2013).
- Dalbert, A., et al. Simultaneous intra- and extracochlear electrocochleography during electrode insertion. Ear and Hearing. 42 (2), 414-424 (2020).
- Weder, S., et al. Real time monitoring during cochlear implantation: Increasing the accuracy of predicting residual hearing outcomes. Otology & Neurotology. 42 (8), 1030-1036 (2021).
- 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).
- Giardina, C. K., et al. Intracochlear electrocochleography: response patterns during cochlear implantation and hearing preservation. Ear and Hearing. 40 (4), 833-848 (2019).
- Acharya, A. N., Tavora-Vieira, D., Rajan, G. P. Using the implant electrode array to conduct real-Time intraoperative hearing monitoring during pediatric cochlear implantation: Preliminary experiences. Otology and Neurotology. 37 (2), 148-153 (2016).
- Campbell, L., et al. Intraoperative real-time cochlear response telemetry predicts hearing preservation in cochlear implantation. Otology & Neurotology. 37 (4), 332-338 (2016).
- Weder, S., et al. Toward a better understanding of electrocochleography: Analysis of real-time recordings. Ear and Hearing. 41 (6), 1560-1567 (2020).
- Schuerch, K., et al. Increasing the reliability of real-time electrocochleography during cochlear implantation-a standardized guideline. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. , (2022).
- Yin, L. X., Barnes, J. H., Saoji, A. A., Carlson, M. L. Clinical utility of intraoperative electrocochleography (ECochG) during cochlear implantation: A systematic review and quantitative analysis. Otology & Neurotology. 42 (3), 363-371 (2021).
- Harris, M. S., et al. Real-time intracochlear electrocochleography obtained directly through a cochlear implant. Otology & Neurotology. 38 (6), 107-113 (2017).
- Dalbert, A., et al. Assessment of cochlear function during cochlear implantation by extra- and intracochlear electrocochleography. Frontiers in Neuroscience. 12, 18 (2018).
- Ramos-Macias, A., O’Leary, S., Ramos-deMiguel, A., Bester, C., Falcon-González, J. C. Intraoperative intracochlear electrocochleography and residual hearing preservation outcomes when using two types of slim electrode arrays in cochlear implantation. Otology & Neurotology. 40, 29-37 (2019).
- Saoji, A. A., et al. Multi-frequency electrocochleography measurements can be used to monitor and optimize electrode placement during cochlear implant surgery. Otology & Neurotology. 40 (10), 1287-1291 (2019).
- Cho, H. S., Lee, K. -. Y., Choi, H., Jang, J. H., Lee, S. H. Dexamethasone is one of the factors minimizing the inner ear damage from electrode insertion in cochlear implantation. Audiology & Neurootology. 21 (3), 178-186 (2016).
- O’Leary, S. J., et al. Systemic methylprednisolone for hearing preservation during cochlear implant surgery: A double blinded placebo-controlled trial. Hearing Research. 404, 108224 (2021).
- Weder, S., Shaul, C., Wong, A., O’Leary, S., Briggs, R. J. Management of severe cochlear implant infections-35 years clinical experience. Otology & Neurotology. 41 (10), 1341-1349 (2020).
- Causon, A., Verschuur, C., Newman, T. A. A Retrospective analysis of the contribution of reported factors in cochlear implantation on hearing preservation outcomes. Otology & Neurotology. 36 (7), 1137-1145 (2015).
- O’Connell, B. P., et al. Intra- and postoperative electrocochleography may be predictive of final electrode position and postoperative hearing preservation. Frontiers in Neuroscience. 11, 291 (2017).
- Bester, C., et al. Electrocochleography triggered intervention successfully preserves residual hearing during cochlear implantation: Results of a randomised clinical trial. Hearing Research. , 108353 (2021).
- Haumann, S., et al. Monitoring of the inner ear function during and after cochlear implant insertion using electrocochleography. Trends in Hearing. 23, 2331216519833567 (2019).
- van Drongelen, W., van Drongelen, W. Signal averaging. Signal processing for neuroscientists. , 59-80 (2018).
- Bester, C., et al. Cochlear microphonic latency predicts outer hair cell function in animal models and clinical populations. Hearing Research. 398, 108094 (2020).
