Visualisierung der Bewegungen von Cochlea-Implant-Elektroden in der Cochlea mittels Röntgenmikroskopie[1]

Zusammenfassung

Hintergrund: Die Bewegungen des Elektrodenkabels eines CI innerhalb der Cochlea sind während der Insertion nicht sichtbar, auch nicht im Felsenbeinexperiment. Die Entwicklung neuer Elektrodenformen, insbesondere für ihre Anlagerung an den Modiolus, erfordert eine genaue Kenntnis über das dynamische Verhalten der Elektroden innerhalb der Cochlea. Nur die Röntgentechnik erlaubt den zerstörungsfreien Blick in die Cochlea.

Methode: Eine spezielle Röntgenröhre mit einer Brennfleckgröße von kleiner als 5 µm ermöglicht direkte Röntgenvergrößerungen von 20 bis 30fach unter Bildwandlerkontrolle. In Felsenbeinexperimenten untersuchten wir mit dieser Technik das Verhalten verschiedener konventioneller und modiolusnaher Elektroden der Firma MedEl.

Ergebnis: Die Durchleuchtungstechnik in hoher Auflösung zeigte deutlich den Einfluss der Steifigkeit eines konventionellen Elektrodenkabels auf die Tiefe der Einführung. Die Ursache einer Fehlinsertion mit Abknicken des Kabels durch eine zu steile Einführung war sofort erkennbar. Die Steifigkeit und das Design verschiedener Prototypen des neuen modiolusnahen Elektrodenträgers der Firma ModEl konnten für eine möglichst tiefe Einführung optimiert werden.

Schlussfolgerung: Der erstmals mögliche zerstörungsfreie Blick in die Cochlea in hoher Vergrößerung erlaubt, die Bewegungen einer CI-Elektrode bei der Einführung zu analysieren. Diese Informationen sind wertvoll für die Optimierung der Design- und Materialparameter (Elastizität, Steifigkeit etc.) neuer Elektrodenentwicklungen. Weitere Versuche sind vorgesehen u. a. mit Kontrastmittelfüllungen der Scala vestibuli.

Dynamic Insertion Study on Cochlear Implant Electrodes with X-Ray Microscopy Visualization

Background: The movements of the electrode cable of a cochlear implant inside the cochlea during the insertion procedure generally are invisible, even in temporal bone experiments. Yet, the development of new designs of electrodes, their positioning near to the modiolus etc. requires an exact knowledge on the dynamic behaviour of the electrodes inside the cochlea. The exclusive method for looking through the undamaged cochlea walls is by x-ray technique. Methods: A specific x-ray tube with a focal spot size of barely 5 Mm allows useful direct magnifications of more than 20 - 30 times. We performed temporal bone experiments with this tube and studied the behaviour of conventional and perimodiolar electrode cables of a MedEl-CI during the insertion procedure under fluoroscopic viewing. Results: The high resolution imaging revealed the influence of stiffness of the electrode cable on the insertion depth of a conventional electrode. If the angle of the direction of insertion was too steep, the resulting kinking of the cable at the medial wall of the basal turn was instantly visible. The direct visualisation of the movements of the cable was useful in optimizing the design and stiffness of various prototypes of perimodiolar electrodes for a deep insertion. Conclusions: The dynamic examination technique disclosed that the stiffness of actual electrode cables is not optimally adapted to the form of the cochlear cavity for deep insertion. The non-destructive visualisation technique will facilitate the development of advanced electrode design, especially for various concepts of perimodiolar electrodes.

CI-Elektroden - Perimodioläre Elektrode - Röntgenmikroskopie - Röntgendurchleuchtung

X-ray fluoroscopy - X-ray microscopy - Cochlear implant electrodes - Perimodiolar electrodes

Literatur

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1 Herrn Prof. Dr. med. Harald Feldmann, emeritierter Direktor der HNO-Universitätsklinik Münster, zu seinem 75. Geburtstag in Dankbarkeit gewidmet.