Robotische cochleaire implantatie is een procedure voor minimaal invasieve toegang tot het binnenoor. In vergelijking met conventionele chirurgie omvat robotische cochleaire implantatie extra stappen die in de operatiekamer moeten worden uitgevoerd. In dit artikel geven we een beschrijving van de procedure en belichten we de belangrijke aspecten van robotische cochleaire implantatie.
Robotondersteunde systemen bieden een groot potentieel voor zachtere en nauwkeurigere cochleaire implantatie. In dit artikel geven we een uitgebreid overzicht van de klinische workflow voor robotische cochleaire implantatie met behulp van een robotsysteem dat speciaal is ontwikkeld voor een minimaal invasieve, directe cochleaire toegang. De klinische workflow omvat experts uit verschillende disciplines en vereist training om een soepele en veilige procedure te garanderen. Het protocol vat kort de geschiedenis van robotische cochleaire implantatie samen. De klinische sequentie wordt in detail uitgelegd, te beginnen met de beoordeling van de geschiktheid van de patiënt en met betrekking tot chirurgische voorbereiding, preoperatieve planning met de speciale planningssoftware, boren van de middenoortoegang, intraoperatieve beeldvorming om het traject te bevestigen, frezen van de binnenoortoegang, inbrengen van de elektrode-array en implantaatbeheer. De stappen die speciale aandacht vragen, worden besproken. Als voorbeeld wordt de postoperatieve uitkomst van robotische cochleaire implantatie bij een patiënt met gevorderde otosclerose gepresenteerd. Ten slotte wordt de procedure besproken in de context van de ervaring van de auteurs.
Een cochleair implantaat (CI) is de standaardbehandeling voor ernstig tot zeer ernstig perceptief gehoorverlies1. De chirurgische procedure voor cochleaire implantatie heeft tot doel de elektrode-array van het cochleair implantaat atraumatisch in het slakkenhuis in te brengen. Voor de implantatie moeten chirurgen toegang bieden vanaf het oppervlak van het temporale bot tot het slakkenhuis. In conventionele procedures wordt deze toegang gecreëerd door delen van het mastoïde bot te verwijderen via een mastoïdectomie en posterieure tympanotomie2.
Robot-geassisteerde cochleaire implantatie heeft tot doel een minimaal invasieve toegang uit te voeren via een kleine tunnel naar het binnenoor voor het inbrengen van elektrode-arrays. Tot op heden zijn verschillende systemen voor robotondersteunde cochleaire implantatie in ontwikkeling of al beschikbaar op de markt. Een dergelijk systeem biedt robotgestuurd boren van de mastoïde en elektrode-insertie en is onlangs geëvalueerd bij patiënten3. Een ander apparaat is een patiëntspecifiek geleidingssysteem voor tunnelboringen en elektrode-inbrenging4. Twee systemen die niet de binnenoortoegangstunnel bieden, maar eerder de uitlijning en gemotoriseerde inbrenging van elektrode-arrays hebben onlangs goedkeuring gekregen voor medische hulpmiddelen in Europa en de Verenigde Staten 5,6. De eerste klinische implementatie van een minimaal invasieve tunnelprocedure met behulp van een stereotactisch geleidingsframe werd uitgevoerd door Labadie et al.7. Het eerste robotsysteem en de planningssoftware die in klinische gevallen werd toegepast, werd ontwikkeld door samenwerking tussen het ARTORG Center for Biomedical Engineering aan de Universiteit van Bern en de afdeling Otolaryngologie van het Bern University Hospital in Zwitserland 8,9,10,11. De planningssoftware en het systeem werden later gecommercialiseerd door een spin-off bedrijf.
Hier presenteren de auteurs het protocol dat betrokken is bij het uitvoeren van robotische cochleaire implantatie met een speciaal robotisch cochleair implantatiesysteem. De aspecten van het selecteren van geschikte patiënten, preoperatieve planning van de toegangstunnel en de volledige chirurgische procedure worden behandeld en besproken. Het doel van dit artikel is om een overzicht van de procedure te geven en de ervaringen van de auteurs met het systeem te delen.
Hier wordt een overzicht gegeven van de stappen die betrokken zijn bij robotische cochleaire implantatie. Een belangrijk onderdeel is de selectie van geschikte kandidaten voor de procedure. Om ervoor te zorgen dat de veiligheidsmarges tijdens de operatie kunnen worden gehandhaafd, moet een zorgvuldige screening van kandidaten worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat u in aanmerking komt voor de procedure. De afstand tussen het vrijwel geplande traject en de aangezichtszenuw moet minstens 0,4 mm zijn. Bovendien moet ten minste 0,3 mm afstand tot de chorda tympani beschikbaar zijn. Om meer flexibiliteit te bieden in trajectplanning na preoperatieve beeldvorming op de dag van de operatie, kunnen nog grotere limieten worden overwogen voor de selectie van patiënten.
Omdat het robotsysteem afhankelijk is van de fiduciale oriëntatieschroeven om het plan over te dragen aan de patiënt, zijn ze van cruciaal belang voor een veilige procedure. De chirurg moet de posities van de fiduciële schroeven zorgvuldig selecteren om ervoor te zorgen dat er voldoende ruimte beschikbaar is voor trajectboringen. Een lineaire opstelling van drie schroeven moet worden vermeden. Ook moet ervoor worden gezorgd dat de schroef voor de patiëntmarker zo is geplaatst dat de marker gedurende de hele procedure zichtbaar blijft. De instructies voor het gebruik van het robotsysteem bieden gedetailleerde richtlijnen voor het positioneren van de schroef. Bij het plaatsen van de schroeven moet ervoor worden gezorgd dat de gaten loodrecht op het oppervlak van het mastoïde bot worden voorgeboord. Strakke bevestiging van de schroeven zorgt ervoor dat er geen beweging optreedt tijdens de procedure.
Voor preoperatieve beeldvorming moeten patiënten worden gescand in apneu, omdat de ademhalingsbeweging van de patiënt bewegingsartefacten kan veroorzaken die mogelijk niet onmiddellijk identificeerbaar zijn in de beelden, maar later tijdens het registratieproces fouten kunnen veroorzaken die het starten van de procedure belemmeren. Er moet voor worden gezorgd dat de persoon die de preoperatieve planning uitvoert, een uitgebreide training heeft gekregen om de anatomische structuren met vertrouwen te identificeren en te labelen. In het bijzonder moeten de loop van de gezichtszenuw, de chorda tympani en de selectie van het doelwit in het slakkenhuis (meestal het midden van het ronde venstermembraan) worden getraind. Voor het genereren van gezichtszenuwen moet extra veiligheid door oversegmentatie van de zenuw worden overwogen. Als er geen beeldvormingsmodaliteit rechtstreeks in de operatiekamer beschikbaar is of als er geen mobiel beeldvormingssysteem naar de operatiekamer kan worden getransporteerd, moet de patiënt worden overgebracht naar de neuroradiologische afdeling voor beeldvorming. Er moet rekening worden gehouden met de extra overdrachtstijd van de patiënt. Preoperatieve planning kan parallel met de overdracht en voorbereiding van de patiënt worden uitgevoerd om tijd te besparen.
Het team moet de positionering van het hoofd in de hoofdsteun uitgebreid trainen om ervoor te zorgen dat de patiëntmarker en schroeven in latere stadia zichtbaar zijn voor het systeem. Verkeerde hoofdpositie kan leiden tot onzichtbaarheid van de markers of onhaalbare kinematica van de robotarm. In alle stadia van de cochleaire implantatie van robots moet ervoor worden gezorgd dat alle schroeven stevig zijn bevestigd, de patiëntmarker stevig is bevestigd en het handstuk van de robot is bevestigd.
Voor intraoperatieve beeldvorming met behulp van mobiele beeldvormingsapparatuur (bijv. mobiele conusbundel CT) moet worden gezorgd voor voldoende speling van het hoofd van de patiënt en de hoofdsteun met de steriele drapering. Bewegingsartefacten veroorzaakt door de scanner die het steriele gordijn aanraakt, kunnen de beeldkwaliteit van het intraoperatieve beeld verslechteren en de besluitvorming over de veiligheid van het geboorde traject belemmeren dat nodig is voor het begin van het boren.
In een optimaal geval blijft het ronde raammembraan behouden na toegang tot het robotbinnenoor, waardoor het binnenoor wordt afgesloten van botstof en bloed dat kan worden geïntroduceerd door de opeenvolgende stappen die betrokken zijn bij het beheer van implantaten. Aangezien de fiduciële schroeven en patiëntreferentiemarker vereist zijn voor toegang tot het binnenoor, wordt het niet aanbevolen om het implantaatbed voor te bereiden voordat het binnenoor toegang krijgt om voldoende ruimte te garanderen voor het plaatsen van de schroef. In het geval dat het ronde raammembraan niet intact is na toegang tot het binnenoor, kan het ronde venster tijdelijk worden afgedekt als een beschermende maatregel totdat het inbrengen van de elektrode-array is uitgevoerd.
Nadat de toegang tot het binnenoor is vastgesteld, kan de chirurg verschillende technieken gebruiken om de toegang te visualiseren. Microscopische inspectie door middel van een trommelvliesklep of directe endoscopische inspectie zijn mogelijk. Voor het inbrengen van de latere elektrode-array raden we echter aan om een trommelvliesklep uit te voeren om directe toegang tot de elektrode-array te bieden, indien nodig13. De elektrode-arraykabel kan vóór het inbrengen worden gemarkeerd om volledige inserties aan het oppervlak van het mastoïde bot aan te geven. We raden ook aan om de inbrenggeleidingsbuis te gebruiken tijdens het inbrengen om contact met bloed en botstof te vermijden en om de elektrode-array te beperken tot het inbrengtraject14.
De gepresenteerde procedure past taak-autonome robotica toe op het gebied van otologische microchirurgie. Mogelijke voordelen van de procedure zijn reproduceerbare, minimaal invasieve toegang tot het slakkenhuis en uiteindelijk gerichte en nauwkeurige inbrenging van elektroden, wat de pool van CI-patiënten in de toekomst zou kunnen uitbreiden. De huidige beperkingen van het systeem zijn de bijbehorende extra kosten voor materiaal en opgeleid personeel, de langere chirurgische duur en het nog steeds handmatig uitgevoerde elektrode-inbrengen. Momenteel vergt robotische cochleaire implantatie meer tijd (ongeveer 4 uur) dan conventionele cochleaire implantatie (ongeveer 1,5 uur). Daarom moet ook de toestand van de patiënt in aanmerking komen.
The authors have nothing to disclose.
De auteurs bedanken Gianni Pauciello, afdeling Otorhinolaryngologie, Hoofd- en Nekchirurgie, Inselspital, Bern University Hospital, voor videoproductie en fotografie. We bedanken ook Dr. Stefan Henle en het team van de afdeling Anesthesiologie en Pijngeneeskunde, Inselspital, Bern University Hospital en het team van de afdeling Diagnostische en Interventionele Neuroradiologie, Inselspital, Bern University Hospital, Bern, Zwitserland.
Cochlear implant | MED-EL, Austria | ||
HEARO Consumable Set | CAScination, Switzerland | REF 50176 | CE-labelled |
HEARO Instrument Set | CAScination, Switzerland | REF 30123 | CE-labelled |
HEARO System Components | CAScination, Switzerland | CE-labelled | |
Mobile cone beam CT scanner | XORAN Xcat | if not availalbe, imaging needs to be performed in the neuroradiological department | |
OTOPLAN | CAScination, Switzerland | REF 20125 | CE-labelled |
Planning laptop | Any computer with enough performance is suitable, software OTOPLAN installed | ||
USB Stick | A surgical plan that was created with OTOPLAN is transferred to the HEARO system via a USB flash drive. |