Extraktion der Cochlea aus einem menschlichen Schläfenbein: Ein Leichenprotokoll

Zusammenfassung

In diesem Artikel wird eine zuverlässige Methode zur Extraktion der menschlichen Cochlea aus dem Schläfenbein des Leichnams durch Drill-out vorgestellt, wobei unterschiedliche anatomische Orientierungspunkte verfolgt werden.

Zusammenfassung

Die Extraktion der Cochlea aus einem menschlichen Schläfenbein kann für verschiedene Untersuchungen des Innenohrs erforderlich sein. Für histologische Untersuchungen muss das Innenohr aus dem Schläfenbein extrahiert werden, um die histologische Verarbeitung zu erleichtern. Ebenso sind einige Mikro-Computertomographie-Geräte zu klein, um das gesamte Schläfenbein aufzunehmen; Zusätzlich kann die Bildqualität verbessert werden, wenn die Cochlea isoliert ist.

Das Innenohr befindet sich innerhalb des Felsenbeins des Schläfenbeins. Das Innenohr kann in das knöcherne Labyrinth oder die otische Kapsel und das membranöse Labyrinth innerhalb der otischen Kapsel unterteilt werden. Des Weiteren kann das Innenohr in das vestibuläre System (die Bogengänge und das Vestibulum) und die Cochlea unterteilt werden. Die Lokalisation und Orientierung der Cochlea innerhalb des Schläfenbeins ist schwierig, da sie in knöcherne Strukturen eingebettet ist und somit nicht direkt sichtbar gemacht werden kann. Nichtsdestotrotz gibt es unterschiedliche anatomische Strukturen, die den Prozess steuern können, um ein zuverlässiges Ausbohren der Cochlea zu ermöglichen. Die Orientierungspunkte in den hinteren Teilen der Cochlea sind der Gesichtsnerv, die Bogengänge und das Vestibulum. In der Mitte sind die unteren Ränder der Cochlea durch das runde Fenster und die basale Drehung der Cochlea gekennzeichnet. Am vorderen Rand trifft man auf die Halsschlagader; der Orientierungspunkt für den oberen Rand ist das Ganglion genicularis (GG) des Nervus facialis. Die medialen Strukturen werden durch die Lage des inneren Gehörgangs, des oberen Bogengangs und des Kanals der Arteria carotis interna bestimmt.

In diesem Artikel stellen wir eine Methode vor, mit der die Cochlea zuverlässig durch Drill-Out aus dem Schläfenbein extrahiert werden kann, wobei mehrere anatomische Orientierungspunkte zu beachten sind.

Einleitung

Das Innenohr ist ein empfindliches Organ, das uns den Hörsinn und das Gleichgewicht verleiht. Das Innenohr befindet sich an der Schädelbasis im Felsenbein des Schläfenbeins (TB). Die TB umhüllt mehrere wichtige anatomische Strukturen, die sich im Knochen drehen und wenden. Somit bildet die TB eine schwierige anatomische Einheit, die es zu verstehen gilt¹. Rask-Andersen et al^{. diskutieren in} ihrer Übersichtsarbeit² die Geschichte der Cochlea-Forschung und das Verständnis ihrer Mikrostrukturen.

Zum Innenohr gehören die Bogengänge, das Vestibulum und die Cochlea. Die drei Bogengänge und das Vestibulum bilden das vestibuläre System, in dem sich die Gleichgewichtsrezeptoren befinden ^3,4. Die Cochlea ist eine schalenartige Struktur, die mit dem Vestibulum verbunden ist. Die Hörschnecke wandelt die mechanischen Schallwellen in neuronale Signale um. Die normale Cochlea macht zweieinhalb Umdrehungen und endet an der Spitze der Cochlea. Die durchschnittliche Länge des Cochlea-Gangs beträgt 37,6 mm; Es gibt jedoch erhebliche Unterschiede zwischen den Individuen⁵. Darüber hinaus kann das Innenohr in das knöcherne Labyrinth (otische Kapsel), das von den knöchernen Rändern des Innenohrs gebildet wird, und das membranöse Labyrinth innerhalb der otischen Kapsel unterteilt werden. Der Nerv aus dem Innenohr verläuft durch den inneren Schallkanal (IAC) und teilt sich in die Fasern des Nervus vestibuläris und den Nervus cochlearis. Der Cochlea-Nerv wird aus den Axonen der Neuronen der Spiralganglien gebildet, die im Modiolus der Cochlea liegen³. Der Nervus facialis (FN) nimmt auch seinen Weg durch das IAC; Er verläuft nach oben entlang der Cochlea und macht eine enge Drehung von etwa 110° zurück und nach unten durch das Mittelohr, bis er die TB durch die Warzenhöhle vom Foramen stylomastoideus an der Schädelbasis verlässt ^1,4. In der Nähe der Cochlea gibt es mehrere andere signifikante Strukturen, z. B. die Gehörknöchelchen (Malleus, Incus und Steigbügel) im Mittelohr, die Halsschlagader (ICA) (die unterhalb der Cochlea entspringt und dann medial auf Höhe der basalen Drehung der Cochlea eine Kurve macht), die mittlere Fossa-Platte (Tegmen) und der Bulbus jugulare, der dem Mittelohr untergeordnet ist. Der Zugang zur Cochlea während der Operation erfolgt in der Regel über die Luftzellen des Warzenfortsatzes. Die größte Luftzelle in der Warzenhöhle wird als Antrum bezeichnet, die über den Aditus mit dem Mittelohr kommuniziert. Die Größe und Organisation dieser mastoiden Luftzellen variiert erheblich, auch in Bezug auf die "normale Anatomie". Die Prominenz des lateralen Bogengangs ist normalerweise am Boden des Antrums vorhanden. Die Anatomie des Schläfenbeins mit den vielen Orientierungspunkten ist in Abbildung 1 und Abbildung 2 dargestellt. Die radiologische Anatomie der TB aus der Sicht der mittleren Fossa ist in Abbildung 3 dargestellt.

Die Extraktion der Cochlea aus einem menschlichen Schläfenbein kann für verschiedene Untersuchungen des Innenohrs erforderlich sein. Bei histologischen Untersuchungen wird das Innenohr in der Regel aus dem Schläfenbein entnommen, um seine histologische Verarbeitung zu erleichtern; Ebenso haben einige Mikro-Computertomographie-Geräte (Mikro-CT) einen relativ begrenzten Platz, um die Probe aufzunehmen, und können möglicherweise nicht mit den vollständigen Schläfenknochen umgehen; Darüber hinaus kann die Bildqualität verbessert werden, wenn die Cochlea isoliert wurde 6,7,8,9. Speziell bei der Entwicklung und Erprobung neuer Cochlea-Implantat-Elektrodenarrays werden histologische Aufbereitungen und/oder Mikro-CT durchgeführt, um die intracochleäre Position der Elektrode 9,10,11,12 zu bestimmen. Darüber hinaus kann die Histologie mit reduziertem Verbrauch von Verarbeitungslösungen durchgeführt werden, wenn die Probe klein ist.

Nichtsdestotrotz erfordert die Extraktion der Cochlea ein tiefes Verständnis der umgebenden Strukturen, insbesondere wenn es darum geht, überschüssigen Knochen in der Probe zu vermeiden. Auf den ersten Blick mag die Anatomie der Tuberkulose schwer zu verstehen sein. Letztendlich dienen die anatomischen Strukturen im Inneren der TB jedoch als Grenzen um die Cochlea, die bei der Extraktion ausgenutzt werden können. Das versehentliche Öffnen der Cochlea kann zu einer traumatischen Schädigung der empfindlichen Strukturen in diesem Gewebe und damit zu einer fehlerhaften Probe führen, die dazu führen kann, dass die Cochlea entsorgt werden muss.

In diesem Artikel wird eine Methode vorgestellt, mit der die gesamte Cochlea zuverlässig aus dem Schläfenbein extrahiert werden kann, indem man unter Ausbohren auf die folgenden anatomischen Orientierungspunkte achtet.

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Protokoll

In dieser Studie wurden Schläfenknochen (TB) verwendet, die von einem menschlichen Leichensubjekt post mortem entnommen wurden. Die Studie erhielt die institutionelle Anerkennung und erfüllte die Deklaration von Helsinki für den ethischen Umgang mit menschlichem Material. Die finnische Nationale Aufsichtsbehörde für Wohlfahrt und Gesundheit (NRO: 9202/06.01.03.01/2013) erteilte dem Universitätskrankenhaus Kuopio die Zulassung für Schläfenknochen von Leichen, und die Studie wurde gemäß den finnischen Vorschriften und Gesetzen durchgeführt. Alle Knochen wurden anonym bei der medizinischen Autopsie entnommen.

1. Entfernung des Weichgewebes von der TB-Oberfläche

1. Entfernen Sie das Weichgewebe mit einer chirurgischen Klinge und raspatorisch von der TB-Oberfläche.
2. Führen Sie den Rest der Operation unter einem Operationsmikroskop und einem Hochgeschwindigkeits-Bohrer mit Spülsystem durch. Verwenden Sie zum Sezieren Ohrinstrumente, wie z. B. einen Mikrodissektor.
   HINWEIS: Die benötigten Bohrerklingen sind ein 5-mm-Schneidbohrer, ein 3-mm-Rohdiamantbohrer und ein 2 mm feiner Diamantbohrer. Während kleinere Diamantbohrer zum Öffnen kritischer und kleiner Strukturen verwendet werden können, ist im Allgemeinen der 2 mm feine Diamantbohrer für dieses Verfahren geeignet.

2. Mastoidektomie (Abbildung 4)

1. Öffnen Sie den Kortex und identifizieren Sie die Tegmen mit dem chirurgischen Hochgeschwindigkeitsbohrer (z. B. 5 mm Schneidbohrer).
2. Folgen Sie dem Tegmen und der oberen und hinteren Seite des äußeren Gehörgangs (EEC) bis zum Antrum mit dem 5 mm Schneidbohrer.
3. Öffnen Sie das Antrum und identifizieren Sie den Korpus des Incus durch die Öffnung des Antrums zum Mittelohr. Je nach Anatomie tun Sie dies mit einem 5 mm Fräser oder einem 3 mm Rohdiamantbohrer.
4. Identifizieren Sie die Prominenz des lateralen Bogengangs (LSC).
5. Verwenden Sie den kurzen Schenkel des Incus als Orientierungspunkt zur Identifizierung des Nervus facialis (FN) hinter dem EEC.
6. Bohren Sie entlang der FN in Richtung der Mastoidspitze, bis eine Lücke unterhalb der EEC geöffnet ist.
7. Bohren Sie den sinoduralen Winkel und den Sinus sigmoideus im hinteren Teil der Warzenhöhle auf, um mehr Platz für die Entfernung der Cochlea zu schaffen. Die anatomischen Orientierungspunkte und die Schnittlinien sind in Abbildung 5 dargestellt.

3. Hintere Tympanotomie, Entfernung der hinteren Teile des EEC und Freilegung des Mittelohrs

1. Öffnen Sie die Gesichtsaussparung zwischen dem Gesichtsnerv und dem äußeren Gehörgang mit einem 2 mm Diamantbohrer. Identifizieren Sie die Chorda Tympani zwischen dem FN und der EWG. Für die Cochlea-Extraktion entfernen Sie die Chorda tympani.
2. Nach dem Öffnen der hinteren Paukenharmonie das Incudostapedialgelenk identifizieren und das Gelenk öffnen.
3. Die Steigbügelsehne mit einer Mikroklinge oder Mikroschere durchtrennen, um eine Luxation des Steigbügels während des unteren Schnitts der Extraktion zu vermeiden (Schritt 6.3, der Steigbügelmuskel wird gebohrt und präpariert).
4. Bohren Sie den Strebepfeiler weg und entfernen Sie den Incus. Öffnen Sie das Incudostapedialgelenk, um eine Luxation der Fußplatte des Steigbügels zu vermeiden, und öffnen Sie den Vorraum durch das ovale Fenster (Schritt 3.2).
5. Entfernen Sie den hinteren Teil des knöchernen äußeren Gehörgangs mit dem Knöchel, dem Trommelfell und der Haut des äußeren Gehörgangs, um mehr Platz zu schaffen. Entfernen Sie das Weichgewebe mit einer Absaugung und einem Mikrodissektor.
   HINWEIS: Schneiden Sie die Tensor-Paukensehne vor der Entfernung des Malleus ab, um die Entfernung zu erleichtern.

4. Entfernung des Gewebes, das sich hinter der Cochlea befindet (Abbildung 5A-C und Abbildung 6)

1. Bohren Sie den hinteren Teil entlang der hinteren Seite des Paukenschnitts des FN entlang der hinteren Crus des LSC und des hinteren Bogengangs (PSC). Die Bogengänge führen in das Vestibulum, das die vordere Grenze für die Bohrung zur Entfernung der hinteren Teile der Cochlea darstellt.
2. Setzen Sie die Bohrung in Richtung des Meatus des Gehörgangs interna (IAC) fort.
3. Bilden Sie eine Schnittlinie an der mittleren Fossa, indem Sie den oberen Bogengang (SSC) als Orientierungspunkt verwenden und dieser durch die Tegmen folgen. Öffnen Sie das SSC von einem oberen Zugang durch die mittlere Fossa, da die Prominenz des SSC oft an der mittleren Fossa zu erkennen ist. Das Ganglion genicularis (GG) von FN wird mit einem Diamantbohrer freigelegt, um als Orientierungspunkt für das SSC aus der mittleren Fossa zu dienen (siehe Schritt 6.2).
4. Bohren Sie weiter senkrecht in Richtung der Spitze des Warzens, beginnend am Vorhof. Das runde Fenster ist ein Orientierungspunkt zur Identifizierung der Basaldrehung der Cochlea im Mittelohr und fungiert als begrenzende vordere Grenze.
5. Den hinteren Schnitt nach unten öffnen, bis er unter die Höhe der Basaldrehung der Cochlea gelangt.

5. Entfernung der lateralen und unteren Anteile des Schläfenbeins (Abbildung 5E)

1. Identifizieren Sie das runde Fenster, die basale Drehung der Cochlea und den Kanal der Arteria carotis interna (ICA) vor der basalen Drehung der Cochlea. Beobachten Sie die ICA am vorderen Ende des Mittelohrs, medial zur Öffnung der Eustachischen Röhre.
2. Bohren Sie in den Boden des Mittelohrs parallel zur basalen Drehung, die den Schnitt zwischen dem ICA und den Schnitt für den hinteren Teil des FN unterhalb des Vestibulums verbindet.
3. Verwenden Sie eine Schere oder eine Mikroklinge, um die FN zu schneiden, um zu vermeiden, dass sie zu groß weggebohrt wird, da die FN als guter Orientierungspunkt während der Entfernung der Cochlea und nach der Entfernung der Cochlea dient.
   HINWEIS: Der Steigbügelmuskel wird mit dem FN durchtrennt, da er im unteren Schnitt freigelegt wurde.
4. Setzen Sie die Bohrung fort, um einen Raum unter der basalen Drehung zu schaffen, um den unteren Schnitt leichter durchführen zu können.
   HINWEIS: Abhängig von der individuellen Anatomie der TB kann der Bulbus jugulare während der Bohrung des Mittelohrbodens geöffnet werden.
5. Bohren Sie anterolateral zum ICA, um das Kiefergelenk zu öffnen.
6. Sobald das Unterkiefergelenk geöffnet ist, identifizieren Sie die ICA und die basale Wende. Entfernen Sie dann die seitlichen Teile der TB, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Cochlea beschädigt wird.
7. Schneiden Sie die oberen Teile am Dach des Mittelohrs ab, indem Sie die Tegmen von der Höhe des Mittelohrs bis zum Sinus sigmoideus aufbohren.
   HINWEIS: Normalerweise ist es einfach, die Öffnung auf Höhe des SSC zu erstellen.

6. Entfernung des vorderen und unteren Teils der TB (Abbildung 5D,E)

1. Bohren Sie die ICA durch das Mittelohr auf. Die ICA macht eine Drehung medial vor der Cochlea; Somit dient diese Drehung als vordere Grenze für die Cochlea.
2. Die Bohrung oberhalb der Kurve des ICA parallel zur Route des ICA fortsetzen. Setzen Sie die Bohrung medial fort, indem Sie dem Verlauf der ICA folgen, und entfernen Sie überschüssigen Knochen sowohl superior als auch inferior zur ICA.
   HINWEIS: Verlängern Sie die Bohrung hinten am ICA nicht, um eine Beschädigung der Cochlea zu vermeiden.
3. Bohren Sie nach unten entlang der basalen Drehung der Cochlea, etwa 1-1,5 cm für den Schnitt an den hinteren Teilen.
4. Für den unteren Schnitt ist ein geeigneter Sicherheitsabstand zwischen der basalen Drehung und der Bohrung zu lassen, um den Erhalt der Cochlea zu gewährleisten.
   HINWEIS: Bei Bedarf kann überschüssiger Knochen hier nach der Entfernung der Cochlea vorsichtig entfernt werden.

7. Entfernung der medialen Teile der Tuberkulose (Abbildung 5F)

1. Folgen Sie der Gesichtsbehandlung in Richtung GG am Dach des Mittelohrs.
2. Legen Sie das GG mit einem 3 mm Rohdiamantbohrer frei und bohren Sie weiter durch die Tegmen bis zur mittleren Fossa.
3. Bohren Sie das GG von der mittleren Fossa aus auf und folgen Sie dem FN proximal zum GG bis zum IAC.
4. Verwenden Sie IAC, GG und SSC als Orientierungspunkte, um eine Schnittlinie medial zur Cochlea zu bilden. Der IAC bildet einen Winkel von etwa 70° mit der basalen Drehung der Cochlea. Führen Sie die Bohrung von den proximalen Teilen des IAC zu den proximalen Teilen des horizontalen Segments des ICA durch.
5. Verbinden Sie die mediale Linie, indem Sie zuerst den IAC dem unteren Schnitt aussetzen.

8. Abschluss der Extraktion

1. Verwenden Sie den feinen Diamantbohrer (z. B. 3-5 mm Bohrer), um den überschüssigen Knochen um die Cochlea herum vorsichtig zu schärfen, falls dies für eine Verkleinerung der Probe erforderlich ist.
2. Beobachten Sie während des Trimmens sorgfältig die Farbe des Knochens; Wenn sich der Knochen zu verändern beginnt und durchscheinend wird, dann hören Sie auf zu bohren.
3. Es sollte nun ein 1,5 cm x 1,5 cm großes Stück sein, das die intakte Cochlea enthält. Behalten Sie die Ausrichtung bei, indem Sie FN, Steigbügel und RW verwenden.

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Ergebnisse

Wenn dies gelingt, wird die Cochlea aus dem Schläfenbein extrahiert, ohne dass das perilymphe Kompartiment der Cochlea geöffnet werden muss. Im negativen Fall kommt es zu einer Öffnung im Inneren der Cochlea und einer Schädigung des membranösen Labyrinths des Gewebes.

Diese Extraktionsmethode wurde bei 36 Leichentuberkulose im Rahmen unserer Cochlea-Implantat-Elektrodenuntersuchungen angewendet (Tabelle 1). Bei 33 TB war die Extraktion er...

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Diskussion

Es gibt mehrere Orientierungspunkte, die für die Entfernung der Cochlea zu beachten sind, so dass dieser Eingriff systematisch durchgeführt werden kann, wenn die Anatomie bei der TB normal ist (keine Fehlbildungen der TB). Die kritischsten Teile des Entnahmeverfahrens sind der untere Rand und das mediale Verhältnis zwischen dem IAC und dem ICA. Wir empfehlen, einen etwas größeren Spielraum beizubehalten und bei Bedarf überschüssigen Knochen nach der Extraktion des Blocks präzise ...

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Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Drillblades for Drill		N/A	See below. Drillblades should be suitable for your drill system
High speed surgical drill	Medtronic	https://www.medtronic.com/us-en/healthcare-professionals/products/neurological/powered-surgical-instruments/midas-rex-mr8.html	There are numerous providers from various different cateories for surgical drills. The one with irrigation system is recommended (e.g.,Stryker, Bbraun, Medtronic, etc.)
Operating Microscope	Zeiss	https://www.leica-microsystems.com/products/surgical-microscopes/	Microscope for microsurcigal preparation of the temporal bone. Higly recommended microscopes include Zeiss, Leica, etc.
Temporal Bone holder	Stortz	N/A	Cup to fixate the temporal bone while drilling