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電気コクレオグラフィー(ECochG)は、音響刺激に応答して発生する内耳電位を測定します。人工内耳(CI)候補において、このような内耳電位は、インプラント電極を用いて直接測定することができる。このビデオでは、CI手術中にECochG記録を行う方法を体系的に説明します。
電気蝸牛造影(ECochG)は、耳の音響刺激に応答して発生する内耳電位を測定する。これらの電位は、蝸牛の残留機能を反映している。残留聴力を有する人工内耳候補において、インプラント電極は、移植プロセス中にECochG応答を直接測定することができる。様々な著者らが、手術中の連続ECochG測定によって内耳機能を監視する能力について説明している。手術中のECochG信号の測定は簡単ではありません。最大20%のケースで解釈可能なシグナルはありません。記録を成功させるには、最高の測定信頼性を達成し、起こりうる落とし穴を避けるために、標準化された手順をお勧めします。したがって、CI外科医とCI技術者との間のシームレスなコラボレーションが鍵となります。このビデオは、システムセットアップの概要と、CI手術中に蝸牛内ECochG測定を実行する段階的な手順で構成されています。プロセスにおける外科医とCI技術者の役割と、両者の円滑なコラボレーションがどのように可能になるかを示します。
近年、人工内耳の適応症は大きく変化しています。過去には、純粋なトーンのオーディオグラムにおける難聴の程度がインプラントの主な指標であったが、今日では、補聴器の増幅が最大で音声理解が決定的な要因である。これはインプラント候補の集団を変えた。自然な残留聴力(最も一般的には低周波領域)をまだ持っている患者は、ますますCIを受ける。研究は、残存機能が手術中および手術後に可能な限り保存されるべきであることを示している。残存聴力が保存されている患者は、音声明瞭度テストでより良いパフォーマンスを発揮し、空間認識を高め、音楽をより自然に知覚します1,2。
過去には、非外傷性移植は主に外科医の評価と触覚知覚に依存していました。術中に測定された内耳電位(すなわち、ECochG)は、内耳機能3、4、5、6を監視することにますます関心を集めている。彼らは、手術中および手術後の内耳の機能に関する追加情報を外科医に提供することができる。ECochGは、音響刺激に応答して蝸牛によって生成される電気生理学的信号の総称である。4つの異なる信号成分があり、その起源に応じて測定することができます。蝸牛マイクロフォニック(CM)は最大かつ最も安定した信号成分であるため、多くの研究で重要な変数として使用されています。このシグナル成分の起源は、主に外側の有毛細胞にある。他の信号成分は、聴覚神経ニューロフォニック(ANN、早期神経応答)、化合物活動電位(CAP、早期神経応答)、および総和電位(有毛細胞応答)である。
移植プロセス中のECochG信号の経過は、内耳の状態に関する洞察を提供する。術中ECochGシグナルの変化は、内耳3、4、7、8、9の術後残存機能と相関させることができる。ECochG信号の測定は簡単ではありません。解釈可能なシグナルは、ケース10,11の最大20%で導出することはできません。一方では、記録に影響を与える患者固有の要因(すなわち、機能する有毛細胞の欠如)がある。一方、多くの技術的および操作固有の要因が測定の成功に貢献します。したがって、残留ヒアリングだけではECochGの成功率を説明することはできません。データをできるだけ確実に記録するには、これらの測定の標準化された手順が重要です。これにより、誤測定が防止され、術中データの解釈が容易になります。
必要な聴聞会のしきい値に関する明確なコンセンサスはありません。私たちの経験では、最大100dBの難聴(HL)の聴力閾値を有する患者において再現性のある信号を得ることができる。この知見は、他の著者12によって確認されている。他の研究グループは、80〜85dBまたはそれ以上の3,5,6,8,13,14の間の純粋なトーン平均(PTA)でECochG測定を実行します。このビデオは、CI手術中に蝸牛内ECochG測定を成功させるためのシステムセットアップと段階的な手順を示しています。
この研究は、機関のガイドライン(Basec ID 2019-01578)に準拠して実施された。ビデオは、MED-ELインプラントによるECochG測定の記録を示しています。必要なハードウェア、ソフトウェア、システムのセットアップ、および術中の実装は、製造元によって異なる場合があります。ただし、時系列と測定手順はブランドとは無関係です。必要に応じて、アドバンストバイオニクス(AB)およびコクレアシステムに関する追加情報が提供されます。劇場の説明は外科医の視点から与えられています。
1. 手術前
2. 劇場での準備
3. はじめに
4. インプラント手術
5. 挿入およびECochG測定
注:この時点で、外科医とエンジニアの間のコミュニケーションは非常に重要です。
蝸牛移植中のECochG測定では、信号の再現性を可能な限り高めるために標準化された手順が重要です。ここでは、外科医とエンジニアがコミュニケーションを容易にするために向かい合って座るセットアップが提案されています(図1)。システムを設定するときは、妨げられない刺激伝達があることが重要です。例えば、外耳道は完全にきれいにされ、透明であるべきです。耳先は外耳道の奥深くに座らなければなりません。耳先と音管はねじれていません。サウンドチューブは、滅菌カバー上で目に見えて動作し、手術中にアクセス可能でなければなりません。リトラクターは外耳道に影響を与えず、空気で満たされた中耳腔を確保するために、挿入プロセスの前に徹底的な止血を行う必要があります。さらに、送信コイルと受信コイル間の安定した接続は、挿入プロセス中の中断を防ぐために重要です。したがって、滅菌ドレープはできるだけ薄くし(図2)、手術の開始時に皮膚の厚さを確認し、2つの磁石を揃える必要があります。さらに、ECochG測定を開始する際には、インプラントハウジングを軟部組織で覆う必要があり、挿入を続行する前にインピーダンスを確認する必要があります。
この測定プロトコールを用いて、12人の患者で測定を実施した(表2)。これらの患者の最大聴力閾値は、500Hzで100dB HLであった。PTAを計算する際、聴力閾値の平均は125 Hz、250 Hz、および500 Hzで取得されました。ECochG記録は、500 Hz、結露極性、および個々の聴力閾値(最小100 dB HL、最大120 dB HL)を30 dB上回る音響刺激を使用して行われました。音響刺激の持続時間は8msで、立ち上がり/立ち下がり時間は22msごとに2msであった。合計で、100の録音がそれぞれのケースで撮影されました。信号処理では、Pythonを使用した蝸牛マイクロフォニック信号に焦点が当てられました。まず、バンドパスフィルタリング(バターワース、4次 、100Hz-3kHzバンドパス)を順逆モードに適用しました。最後に、ECochG 応答は、信号対雑音比 (SNR) が 1 より大きい場合に有効であると見なされました。SNRは、±平均化法23を用いて算出した。SNR の推定値は、エポックの数が少ないために変動します。したがって、SNR 計算をランダムな細分化で 1000 回繰り返して、堅牢な推定値を取得します。測定例を 図3に示します:ECochG信号振幅は電極9で最大になるにつれて増加します。この中間ピークパターンは、挿入後測定(完全挿入電極)で確認することができる。これらの結果を考慮すると、ミッドピークパターンは、12人の被験者のうち8人で測定された。その他は頂端ピーク(被験者1、4、6)または開始ピーク(被験者3)を示した。
図1:手術室のセットアップ ここでは、外科医とエンジニアがコミュニケーションを容易にするために向かい合って座るセットアップが提案されています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2:手術前のドレープ 送信コイルと受信コイルの間に安定した接続があるように注意する必要があります。(A)薄くて滅菌されたドレープと(B)流体バッグをできるだけ低く配置すると、2つのコイル間の距離が短くなります。このようにして、インプラントとの良好な接続を達成することができる。(C)耳先は外耳道の奥深くに座らなければならない。(D)大きな綿棒を使用すると、耳先や音管の強い座屈や耳先のずれを回避できます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図3:術中のECochG測定 (A)および(B)電極挿入後のECochGトレースを示す。 A と B の電極の番号付けは、反対側の端から始まることに注意してください。(a)電極先端で測定し、蝸牛に挿入された電極の数をカウントする。(b)は測定電極を示し、先端電極をナンバーワンとして開始する。下記(C)は、6つの挿入電極による注入工程中に撮影した画像である。略語: ECochG = 電気蝸牛造影;ampl = 振幅;el = 電極。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
血液型 | 蝸牛 | メデル | |
コンピュータ | タブレット AIM | 任意 | 任意 |
ソフトウェア | オームスアイト | 蝸牛研究プラットフォーム | マエストロ |
インプラントインターフェース | オーディオプロセッサ、コイルケーブル | オーディオプロセッサ、コイルケーブル | コイルケーブル |
インタフェース接続 | プログラミングケーブル | 蝸牛プログラミングポッド、プログラミングケーブル、USB | MAXInterface, USB |
音響刺激 | トランスデューサ AIM | トランスデューサコクレア | 任意波形発生器、トランスデューサ語源、トリガケーブル |
サウンドチューブ | 習慣 | 語源 | 語源 |
イヤーチップ | 習慣 | 語源 | 語源 |
表 1: 3 つの異なるメーカーによる ECochG 録画に必要なハードウェアとソフトウェア。 略語: ECochG = 電気蝸牛造影。
件名 | 電極(挿入されたec) | 蝸牛へのアクセス | 500 Hz (dB HL) でのプリ PT | プレPTA (デシベル HL) | ポスト PT を 500 Hz (dB HL) で | ポストPTA (デシベル HL) | IOS SNR | ティッカー | 最終的な SNR |
0 | フレックス28 (11) | ティッカー | 100 | 80 | 115 | 101.7 | 8.68 | 10 | 2.32 |
1 | フレックス28 (12) | ティッカー | 65 | 46.7 | 85 | 68.3 | 1.22 | 12 | 1.22 |
2 | フレックス28 (12) | ティッカー | 65 | 56.7 | 110 | 98.3 | 2.27 | 9 | 0.77 |
3 | フレックス28 (12) | ティッカー | 100 | 91.7 | 110 | 106.7 | 1.35 | 1 | 0.95 |
4 | フレックス28 (12) | ティッカー | 100 | 100 | 125 | 111.7 | 1.78 | 12 | 1.78 |
5 | フレックス 24 (11) | c | 70 | 58.3 | 125 | 111.7 | 3.42 | 9 | 0.91 |
6 | フレックス28 (12) | ティッカー | 80 | 45 | 110 | 91.7 | 22.9 | 12 | 22.9 |
7 | フレックス28 (12) | ティッカー | 55 | 53.3 | 125 | 111.7 | 2.9 | 6 | 1.43 |
8 | フレックス28 (12) | ティッカー | 70 | 70 | 105 | 80 | 2.87 | 6 | 1.44 |
9 | フレックス28 (12) | ティッカー | 55 | 40 | 105 | 68.3 | 37.8 | 9 | 5.3 |
10 | フレックス28 (11) | ティッカー | 65 | 58.3 | 100 | 90 | 29.14 | 9 | 13.5 |
11 | フレックス28 (12) | ティッカー | 80 | 78.3 | 100 | 85 | 3.83 | 6 | 1.89 |
表2:12人の被験者におけるCI手術中のECochG記録。 12人の被験者におけるCI手術中のECochG記録。IOS SNR は、挿入中に到達した蝸牛マイクロフォニック信号の最大 SNR を表示します。IECは、挿入された電極の数でこの最大SNRに達したかを示します。最終的なSNRは、最も頂端位置で完全に挿入された電極のCM振幅を示す。略語: ECochG = 電気蝸牛造影;CI = 人工内耳;rw = 丸い窓。C = 蝸牛瘤切除術;IEC = 挿入された電極接点;IOS = 術中信号;頂端 = 最も頂端電極;術前 = 術前;ポスト=術後(4週間);PT = 純粋なトーンしきい値。PTA = 純粋なトーン平均;SNR = 信号対雑音比。
ECochG測定は、移植中の内耳機能を監視するための有望なツールです。これらの電気生理学的可能性は、外科医の評価と触覚知覚を補完する。ただし、測定は些細なことではなく、多くの誤差源があることに注意してください。測定の信頼性を高めるためには、標準化された手順が不可欠です。これは、信号を正確に解釈するための鍵です。
介入全体を通して外科医とエンジニアの間の良好なコミュニケーションは特に重要です。さらに、システムセットアップは、音響刺激の妨げられない伝達と、送信コイルと受信コイルの良好で安定した結合を保証する必要があります。以前の論文では、インプラント手術中のECochG記録のための標準化された測定プロトコルを開発しました10。これまでに、このプロトコルを適用して、MED-ELインプラントを受けた術中測定値を12件記録しました。
インピーダンスが低い場合は、ECochG測定を開始します。インピーダンスが高い場合は、i)インプラントポケットを生理食塩水ですすぎ、ii)接地電極が軟部組織でよく覆われていることを確認する、iii)電極の先端がリンパ周囲液によく接触していることを確認する。インピーダンスが高いままの場合は、2番目または3番目の電極でインピーダンス測定を繰り返すか、電極を蝸牛の少し深くに挿入します。
ECochG信号低下が電極挿入中に起こる場合(通常はCM振幅によって測定される)、予備的証拠は外科的応答が内耳機能に影響を及ぼす可能性があることを示唆している。無作為化研究は、CM振幅が(初期最大振幅に関連して)30%以上減少した場合、電極のわずかな離脱が術後の残留聴力の有意な改善をもたらしたことを示した21。しかし、有害な落下の定義は不明である。別の出版物は、0.2μV/s(またはそれ以上)の傾きの急峻さで61%(またはそれ以上)のCM減少が有意であると報告した9。ECochG応答の低下は、異なる信号発生器の相互作用、蝸牛内の500Hz範囲を通過する、または脳底膜と電極アレイ6,24との接触などの他の原因にも起因し得る。
CI候補者の数が増えており、実質的な残存聴力を持っていると結論づけることができます。このコホートでは、CI手術中および手術後に音響成分を保存することが不可欠である。ECochG記録は、移植プロセス中に外科医に客観的なフィードバックを提供する可能性を秘めています。しかし、私たちはECochG録音の変化を内耳機能に関連付けることができるようになったばかりであり、聴覚保存の成功に関する知識と理解を向上させる必要があります。ECochG録音は、他の内耳測定によって補完される重要な役割を果たします。目標は、ほとんどのインプラントレシピエントで残留内耳機能の保存を可能にする客観的化された測定ツールを持つことです。
著者らは、宣言すべき利益相反がないと宣言します。
著者らは、オーストリアのMED-ELのMarek Polakと彼のチームのサポートに感謝したいと思います。この研究は、耳鼻咽喉科、Inselspital Bernの頭頸部外科、臨床試験ユニット(CTU)研究助成金、およびMED-EL社から一部資金提供を受けました。Georgios Mantokoudisはスイス国立科学財団#320030_173081の支援を受けました。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
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