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Das vorliegende Protokoll beschreibt die Messung des elektrisch evozierten Stapediusreflexes (eSR) mittels Cochlea-Implantat (CI). Zwei Anwendungen werden diskutiert: die intraoperative Detektion von eSR zur Verifizierung der Kopplung zwischen dem Cochlea-Implantat und dem Hörnerv und die postoperative Messung von eSR-Schwellen (eSRT) für die CI-Anpassung.
Die Messung des elektrisch evozierten Stapediusreflexes bei der Anpassung von Cochlea-Implantaten (CIs) ermöglicht eine zuverlässige Abschätzung des maximalen Komfortniveaus, was zur Programmierung des CI mit hohem Hörkomfort und gutem Sprachverständnis führt. Die Detektion des Stapediusreflexes und des erforderlichen Stimulationsniveaus an jedem Implantatkanal erfolgt bereits während der Operation, wobei die intraoperativen Stapediusreflexe durch das Operationsmikroskop betrachtet werden. Die intraoperative Stapediusreflexdetektion ist sowohl ein Indikator dafür, dass der Hörnerv bis zum Hirnstamm auf elektrische Stimulation anspricht, als auch ein Test für die Fähigkeit, postoperative Stapediusreflexmessungen durchzuführen. Postoperative Stapedius-Reflexschwellen können verwendet werden, um die oberen Stimulationsniveaus im CI-Anpassungsprozess abzuschätzen. Insbesondere bei Kindern oder Patienten, die keine Rückmeldung zur Lautstärkewahrnehmung geben können, wird mit dieser Methode eine unzureichende Stimulation mit dem CI vermieden, die zu einer schlechten Hörleistung führen kann. Darüber hinaus kann eine Reizüberflutung vermieden werden, die sogar zu einer Verweigerung der Nutzung des Gerätes führen kann.
Messungen des elektrisch evozierten Stapediusreflexes (eSRT) sind ein bekanntes Instrument zur Überprüfung der Kopplung zwischen einem Cochlea-Implantat (CI) und dem Hörnerv während der Operation und postoperativ zur Anpassung der Stimulationsniveaus der CI-Programmierung. Während intraoperative Messungen des elektrisch evozierten Stapediusreflexes (eSR) in der klinischen Routine durchaus üblich sind, werden postoperative Messungen des eSRT bei der CI-Anpassung aufgrund des zusätzlichen Bedarfs an einem akustischen Impedanzmessgerät noch kaum eingesetzt. Die Leistung in der Sprachwahrnehmung von Patienten, die mit der eSRT-Methode ausgestattet sind, scheint jedoch genauso gut zu sein wie bei der Methode der Lautheitsskalierung1 Bei letzterem Verfahren werden die unteren und oberen Grenzen der elektrischen Stimulation mit einem CI durch subjektive Skalierung der wahrgenommenen Lautstärke als Reaktion auf die Stimulation auf jedem einzelnen Kanal des CI geschätzt. Die subjektive Lautheitsskalierung erfordert die Mitarbeit der Patienten, die Feedback zu ihrer Wahrnehmung der elektrischen Stimulation geben müssen. Vor allem Kleinkinder, die heute im Alter von weniger als einem Jahr mit einem CI versorgt werden können, sind nicht in der Lage, eine Rückmeldung zur Elektrostimulation zu geben. In diesem Fall ist die objektive eSR-Methode überlegen, und eine entsprechende CI-Anpassung bei Kindern ermöglicht einen angemessenen Spracherwerb und eine kognitive Entwicklung des Kindes in einem frühen Stadium2.
Die eSR-Methode geht auf die Pionierarbeiten von Stephan et al.3 zurück, die einen Zusammenhang zwischen der subjektiven Lautheitswahrnehmung und der durch elektrische Stimulation ausgelösten Stapedius-Reflexschwelle fanden. In diesen Studien wurde ein Verfahren erfunden, um den Stapediusreflex als Reaktion auf elektrische Stimulation im Gehörgang mit Hilfe eines akustischen Impedanzmessgerätszu messen 4. Die ursprünglich von Stephan et al. gefundene Korrelation zwischen der eSRT und den subjektiven Lautheitsbewertungen wurde im Laufe der Jahre durch andere Studien bestätigt 2,4,5,6,7. Insgesamt führt die Programmierung von CIs auf Basis von eSRT bei den meisten Patienten, die mit CIs versorgt werden, zu guten Spracherkennungswerten.
Heute ist die Messung der eSR ein zuverlässiges Instrument, um die Kopplung eines CI an den Hörnerv während der Operation zu verifizieren, sowie ein zuverlässiger Schätzer für die oberen Stimulationsniveaus im postoperativen Anpassungsprozess von CIs. In dieser Arbeit wird beides vorgestellt: erstens eine Beschreibung der eSR-Methode während der Operation zur intraoperativen Überprüfung, ob eine Stimulation des Hörnervs mittels CI möglich ist und bis in den Hirnstamm verarbeitet wird, und zweitens die Anwendung der eSRT-Methode zur Anpassung von CIs bei Kindern und Erwachsenen.
Für die postoperative Anwendung der eSR-Prüfung wird ein akustisches Impedanzmessgerät verwendet, das über die Programmierschnittstelle des CI ausgelöst wird, um die eSRT während der Anpassungssitzung zu messen. Es wird der gesamte Prozess der CI-Anpassung in die klinische Routine mit der eSRT-Methode beschrieben. Zu berücksichtigende Fragestellungen wie Verzerrungen durch Atemgeräusche oder Artefakte durch Patientenbewegungen, die zu Verzerrungen der Impedanzmessung führen können, werden diskutiert. Das beschriebene Protokoll eignet sich besonders für die CI-Anpassung bei Kindern und bei mehrfach behinderten Patienten.
Das Verfahren wurde für den Einsatz in der klinischen Routine in unserer Abteilung zugelassen. Alle im Bericht enthaltenen Patienten gaben eine schriftliche Einwilligung zur Verwendung der Daten und zur Videoproduktion.
1. Intraoperative Messungen des elektrisch evozierten Stapediusreflexes
HINWEIS: Die Messung des eSR während der Cochlea-Implantation erfolgt unmittelbar nach dem Einsetzen des Elektrodenträgers in die Cochlea. Nach diesem kritischen Schritt ist die Stimulation des Hörnervs sowie die Überprüfung der Funktion aller internen CI-Komponenten möglich.
2. Postoperative Bestimmung der elektrisch evozierten Stapedius-Reflexschwellen
Abbildung 1: Eine mögliche Fixierungsmöglichkeit für die ipsilaterale Positionierung der Ohrsonde und des Audioprozessors mittels Kopfbügel. Der Vorteil dieser Positionierung besteht darin, dass die Sonde den Kopfbewegungen folgt, was bei der eSRT-Messung weniger Verzerrungen erzeugt als eine Fixierung der Sonde auf der Schulter des Patienten. Abkürzungen: eSR = elektrisch evozierter Stapediusreflex; eSRT = eSR-Schwellenwerte. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Compliance-Änderung aufgrund der ESR in einer Stimulationssequenz mit dem Up-Down-Stimulationsverfahren (von unten nach oben, beginnend bei niedrigen Stimulationsniveaus q0). Erhöhung der Stimulationsniveaus q0 bis q3, Verringerung der Stimulationsniveaus q3 bis q0. Einzelne Leiterbahnen entsprechen Impedanzänderungen, die durch das Auslösen des eSR beobachtet werden. Verwendete Stimuli: Bursts von 300 ms, Stimulation beginnt zum Zeitpunkt = 0. Abkürzung: eSR = elektrisch evozierter Stapediusreflex. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Generell ist die spontane Akzeptanz einer eSRT-basierten Anpassung hoch. In Bezug auf die audiologische Leistungsfähigkeit zeigen Patienten mit einer auf eSRT basierenden Programmierung keine signifikanten Unterschiede in den unterstützten Schwellenwerten oder Worterkennungswerten im Vergleich zu erfahrenen Patienten mit einer Programmierung, die auf einer subjektiven Lautheitsskalabasiert 3. Solche Ergebnisse sind jedoch nur zu erwarten, wenn eine zuverlässige Lautheitsskalierung möglich ist.
Insbesondere bilaterale Cochlea-Implantat-Träger scheinen von der eSRT-basierten Programmierung zu profitieren. Diese Patienten erreichen oft ähnliche Hörschwellen auf beiden Ohren, wie in Abbildung 3 dargestellt. Letzteres deutet darauf hin, dass die Symmetrie des Gehörs hoch ist, wenn die eSRT-Methode zur Anpassung beider Implantate verwendet wird.
Abbildung 3: Fallbeispiel eines bilateral implantierten Patienten. Oberes Bild: Programmierte Stimulationsstufen für das linke und rechte Cochlea-Implantat basierend auf der eSRT-Methode. Nullladung bedeutet inaktive Elektroden, die typischerweise deaktiviert werden, wenn nicht-auditive Nebenwirkungen oder keine auditiven Wahrnehmungen an bestimmten Elektroden auftreten. Unteres Panel: entsprechende Hörschwellen auf beiden Ohren. HINWEIS: Während sich das Komfortniveau auf der Grundlage der eSRT bei diesem Patienten auf beiden Ohren signifikant unterscheidet, zeigen die damit verbundenen Hörschwellen ein hohes Maß an Symmetrie. Abkürzungen: eSR = elektrisch evozierter Stapediusreflex; eSRT = eSR-Schwellenwerte. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Patienten, die bilateral mit CIs versorgt wurden, die mit kanalspezifischen eSRT-Werten als Komfortniveau programmiert wurden, zeigen oft signifikant bessere Ergebnisse als die Zufallswerte in binauralen Hörtests. Insbesondere Kinder, die mit bilateralen KIs aufgewachsen sind und Sprache durch KI erworben haben, erreichen hohe Punktzahlen sowohl in der Sprache im Lärm als auch in Schalllokalisierungstests10. Eine Voraussetzung für eine gute Schalllokalisierung ist eine ausgewogene Lautheitswahrnehmung mit den CIs, insbesondere bei bilateralen Nutzern. Dieses Kriterium scheint bei bilateralen CI-Anwendern mit CI-Programmen, die auf eSRT basieren, a priori erfüllt zu sein. Im Fallbeispiel in Abbildung 3 sind die Hörschwellen links und rechts nahezu symmetrisch, während die eSRT-basierten Stimulationspegel eine große Asymmetrie zwischen linkem und rechtem Ohr aufweisen. In Bezug auf die Schalllokalisierung zeigen diese Patienten keine Verzerrung in ihren Schalllokalisierungsergebnissen. Ein Beispiel für einen solchen Patienten ist in Abbildung 4 dargestellt, der mit einem klinischen Schalllokalisierungsaufbau bestehend aus fünf Lautsprechern in der frontalen Hemisphäre getestet wurde.
Abbildung 4: Winkelabhängige Prozentsätze korrekter Werte der Schalllokalisation bei einem bilateralen Patienten mit CI bei jungen Erwachsenen. Die CI-Programmierung wurde von Kindesbeinen an mit der eSRT-Methode durchgeführt. Abkürzungen: eSR = elektrisch evozierter Stapediusreflex; eSRT = eSR-Schwellenwerte. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abgesehen von dem hohen Prozentsatz korrekter Lokalisationen von breitbandigen akustischen Reizen von 90% oder mehr bei Winkeln von 0° und ±45° war die Symmetrie nahezu perfekt, was darauf hindeutet, dass dieser Patient keine Verzerrung in den Schalllokalisierungsergebnissen zeigte. Daher war die Lautheitswahrnehmung bei diesem Patienten zwischen dem linken und dem rechten CI gut ausbalanciert.
Wenn CIs mit der eSRT-Methode programmiert werden, scheint das Verhalten des Stapedius-Reflexmechanismus dem von normal hörenden Hörern ähnlich zu sein. In einer aktuellen Studie von Franke-Trieger et al.11 wurde das Stapedius-Reflexverhalten in einem freien Schallfeld untersucht. Dabei wurde der Stapedius-Reflex bei Patienten mit CIs gemessen, denen akustische Reize bei höheren Schallpegeln über Lautsprecher präsentiert wurden. Bei Patienten, die eine CI-Programmierung auf der Grundlage der eSRT-Methode verwendeten, waren die Schallpegel, bei denen der Stapedius-Reflex ausgelöst wurde, ähnlich wie bei normal hörenden Hörern11,12.
Die eSR-Messung in der Hörrehabilitation mit CIs hat zwei Anwendungen: erstens zur Überprüfung der Kopplung von Stimulationselektroden an den Hörnerv während der Implantation und zweitens zur Abschätzung der oberen Stimulationsniveaus in der postoperativen Programmierung des Audioprozessors.
Intraoperative Messungen haben den Zweck, die eSR als Indikator für eine neuronale Reaktion und die Verarbeitung der elektrischen Stimulation bis in den Hirnstamm zu detektieren. Die Kontraktion der Steigbügelsehne als Reaktion auf die elektrische Stimulation wird visuell beobachtet, was eine gute Sicht auf den Steigbügel und die normalen anatomischen Strukturen erfordert.
Diese Werte können aufgrund der geringen Korrelation der intraoperativen eSRT mit der postoperativen Lautheitswahrnehmung nicht für die Anpassung der Stimulationsparameter des Implantats in der postoperativen Anpassung herangezogen werden5. Intraoperative eSR-Messungen können zusätzlich durch die Vollnarkose13 sowie durch andere physiologische Parameter (z. B. Blutungen, Missbildungen oder Narbengewebe) beeinflusst werden.
Zur Detektion der eSR wird ein akustisches Impedanzmessgerät verwendet, um die Veränderung der akustischen Impedanz des Ohres während der elektrischen Stimulation kontinuierlich zu überwachen. Um eine einfache und zuverlässige Detektion der eSR zu ermöglichen, sollte die Impedanzmessung über eine Triggerfunktion verfügen, die aktiviert wird, wenn der Stimulus über das CI abgegeben wird. Dies ermöglicht die synchrone Aufzeichnung von eSR als Reaktion auf den elektrischen Stimulus. Alternativ kann das Impedanzmessgerät im kontinuierlichen Modus betrieben werden, was jedoch für die Anwendung des Verfahrens weniger geeignet und bequem erscheint. Das Impedanzmessgerät und die zugehörige Ohrsonde sind in der Regel nach audiometrischen Standards kalibriert, wobei die Tonfrequenz der Sonde 226 Hz und der Schallpegel 85 dB SPL beträgt. Alternativ können auch höhere Frequenzen als Sondentöne verwendet werden.
Die erste postoperative eSRT-Messung wird bevorzugt 1 Monat nach der Aktivierung des CI durchgeführt. Die Aktivierungssitzung ist in der Regel 4 Wochen nach der Cochlea-Implantation geplant, wobei das Hauptaugenmerk der CI-Anpassung darauf liegt, den Patienten an die elektrische Stimulation bei moderaten Stimulationsniveaus zu gewöhnen und den Patienten zu motivieren, den Audioprozessor einen ganzen Tag lang zu tragen. In der nächsten Update-Sitzung, die normalerweise 7-10 Tage später geplant ist, wird die Stimulation weiter erhöht, jedoch nicht bis zum maximalen Komfortniveau. Ab der dritten Anpassungssitzung ist die eSRT-Methode anwendbar. Die wahrgenommene Lautstärke bei der eSRT wird von den meisten Patienten als laut oder sehr laut beschrieben. Daher muss eine Stimulation bei unangenehmen Lautstärken vermieden werden. Daher muss der Patient während der eSRT-Messung sorgfältig beobachtet werden, da eSRT möglicherweise ausgelöst, aber nicht nachgewiesen werden kann. Wenn auf beiden Ohren keine eSRT nachgewiesen werden kann, muss die Messung abgebrochen werden.
Die Methode der eSRT-basierten Programmierung von CIs ist sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen anwendbar. Da Kinder jedoch in der Regel nicht in der Lage sind, über das CI eine Rückmeldung über den Klang der elektrischen Stimulation zu geben, wird die objektive eSRT-Methode den psychoakustischen Methoden vorgezogen, die auf subjektivem Feedback des Patienten beruhen. Es ist von mehreren Autoren gut belegt, dass eSRT ein guter Schätzer für den Komfort ist, der für die Programmierung des Audioprozessors erforderlich ist. Dieses kanalspezifische Profil, das durch die eSRT-Messung erstellt wird, ist bei jedem Patienten einzigartig und kann sich im Laufe der Zeit der Implantatnutzung ändern. Daher muss die Anpassung des CI in regelmäßigen Abständen aktualisiert werden.
Die eSRT-Methode zur Anpassung des CI hat sicherlich eine wichtige Einschränkung, nämlich die Anforderung eines intakten Mittelohrs. Chirurgische Details, insbesondere zu den Gehörknöchelchen, müssen aus der Patientenakte entnommen werden. Daher ist bei postoperativen eSRT-Messungen der Erhalt der Mittelohrstrukturen während der Operation erforderlich. Insbesondere bei komplexen Operationen bei Mittelohrfehlbildungen oder anderen Mittelohrerkrankungen kann die Gehörknöchelchenkette beschädigt werden. In diesem Fall ist keine postoperative eSRT-Messung am operierten Ohr möglich. Alternativ kann aber auch die Ohrsonde auf das kontralaterale Ohr aufgesetzt und die eSRT-Messung durchgeführt werden. Im Gegensatz zu seiner Detektion hängt die Schwelle selbst, an der der Stapediusreflex durch elektrische Stimulation ausgelöst wird, nicht wesentlich von dem Ohr ab, an dem die akustische Impedanzmessung durchgeführt wird.
Typischerweise wird die Impedanzsonde ipsilateral platziert, wobei die Stimulation über das CI und die Reflexerkennung im selben Ohr stattfinden. Auf der ipsilateralen Seite hat die Mehrheit der Patienten mit CIs kein akustisches Gehör, so dass der Sondenton von 226 Hz, der bei einem Schallpegel von 85 dB SPL präsentiert wird, nicht wahrgenommen wird. Da die eSRT-Messung auf allen Kanälen des CI eine Weile dauern kann, ist es angenehmer, den Sondenton während des Anpassungsvorgangs nicht zu hören. Wenn Patienten im kontralateralen Ohr akustisch hören, kann die Messung aufgrund der erhöhten Höranstrengung bei der Präsentation des Sondentons etwas unpraktisch sein.
Vor jeder eSRT-Messung muss der aktuelle Mittelohrstatus überprüft werden. Eine Einschränkung der eSRT-basierten CI-Anpassung bei Kindern ist das häufige Auftreten von Unterdruck in der Paukenhöhle aufgrund einer Funktionsstörung der Sondenbeatmung. In diesem Fall ist die akustische Impedanzmessung für die eSR-Detektion komplexer. Bei diesen Kindern reicht die Applikation von Nasentropfen oft aus, um den Druck in der Paukenhöhle so weit zu entlasten, dass eine erfolgreiche Impedanzmessung bei der CI-Anpassung möglich ist.
Die Messung der eSRT-Spiegel an allen Elektroden eines CI kann eine Weile dauern. Mit den bei dieser Arbeit verwendeten Geräten dauert eine komplette Messreihe an 12 Elektroden ca. 10-30 min. Während dieser Zeit muss die akustische Impedanzmessung stabil sein. Um diesen Zustand für die gesamte Dauer der Messung zu gewährleisten, sind die richtige Positionierung der Ohrsonde und die passive Mitarbeit des Patienten entscheidend.
Die akustische Impedanzmessung kann kontinuierlich durch Atemgeräusche beeinflusst werden und muss sorgfältig beobachtet werden, da dieser Effekt Artefakte in ESU-Spuren verursachen kann. Die elektrischen Stimulationsstöße zur Auslösung des Stapediusreflexes sollten in Phasen eingeleitet werden, in denen solche Verzerrungen gering sind. Darüber hinaus kann die Herzfrequenz eines Patienten eine periodische Änderung der akustischen Impedanz verursachen, die möglicherweise als Stapediusreflex fehlinterpretiert werden kann.
Das beschriebene Protokoll wurde in zahlreichen CI-Fitting-Sitzungen in unserer Abteilung erfolgreich eingesetzt und soll andere Kollegen ermutigen, eine CI-Anpassung auf Basis von eSRT bei Kindern und bei mehrfach behinderten Patienten in Betracht zu ziehen, die keine verlässliche Rückmeldung zur auditiven Wahrnehmung geben können.
Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht. Für die vorliegende Arbeit wurde keine finanzielle oder sonstige Finanzierung erhalten. Die Autoren Josef Seebacher, Kurt Stephan und Joachim Schmutzhard sind Mitglieder der HEARRING-Gruppe.
Die Autoren danken dem Cochlea-Implantat-Team für pädiatrische Patienten und dem Team der pädiatrischen Logopäden unserer Abteilung für ihre Unterstützung bei der Realisierung dieser Arbeit.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Audiointerface | any | Audiointerface with Stereo Line Input is required to Record Acoustic Signal in the Ear Canal for Deriving the Ear Drum Impedance Pattern | |
Cable Clips | any | Cable Clips for fixation of the Probe Cable at the Head Band | |
Desktop Computer or Notebook | any | Required for Cochlear Implant Programming Software | |
Ear Probe | Bio-Logic | Ear Probe for Presenting and Recording Acoustic Signals in the Ear Canal | |
Head Band | any | Head Band for fixation of the Ear Probe | |
Maestro Software | Med-El | Programming Software for Med-El Cochlear Implants | |
MAX Coil | Med-El | Cable connecting Interfacebox and Cochlear Implant via Transcutaneous Inductive Coupling for Telemetry Measurement | |
MAX Interface Box | Med-El | Interfacebox to access Cochlear Implant during the Fitting Session | |
MAX Programming Cable | Med-El | Cable connecting Interfacebox and Audioprocessor for Adjusting Electrical Stimulation Levels | |
Single use Ear Tips | Sanibel Supply | Ear Tips for Ear Probe, Size depending on the Patients Ear | |
Sonnet 2 Audioprocessor | Med-El | External Part of the Implant System. Has to be worn by the Patient to Perceive Auditory Sensations |
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