Name: robotic cochlear implantation for direct cochlear access
Uploaded: 2022-06-16T14:05:00
Duration: 8 min 6 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Robotic Cochlear Implantation for Direct Cochlear Access at JoVE.com

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.

Deze studie werd uitgevoerd in overeenstemming met institutionele richtlijnen en werd goedgekeurd door de lokale institutionele beoordelingsraad (ID 2020-02561). Patiënte gaf schriftelijke geïnformeerde toestemming voor verder gebruik van de afbeeldingen en video's. De video toont de processen die betrokken zijn bij het uitvoeren van robotische cochleaire implantatie met de planningssoftware en het robotsysteem (raadpleeg de materiaaltabel voor meer informatie) volgens de procedure die door de fabrikant is beschreven.
1. Screening van de kandidatuur van patiënten
OPMERKING: Gebruik bestaande preoperatieve computertomografiebeelden voor deze stap. Momenteel is robotische cochleaire implantatie met het systeem dat in dit protocol wordt gebruikt alleen beschikbaar bij één fabrikant (zie materiaaltabel) voor implantaatsystemen. Raadpleeg de gebruiksaanwijzing van de planningssoftware voor specifieke informatie over klikken op knoppen, softwareopdrachten en gebruikersinvoer.
<ol><li>Gebruik de planningssoftware om preoperatieve computertomografiebeelden te laden en om de oppervlakken van het temporale bot, de externe gehoorgang, de gehoorbeentjes, de gezichtszenuw, de chorda tympani en het slakkenhuis te genereren.</li>
	<li>Gebruik de planningssoftware om een virtueel traject door de gezichtsuitsparing te plannen.</li>
	<li>Bevestig een veilige afstand tussen het boortraject en de omliggende anatomische structuren. Om een veilig boortraject te garanderen, moet de afstand van het traject tot de gezichtszenuw minstens 0,4 mm zijn en de afstand tot de chorda tympani ten minste 0,3 mm. Alleen patiënten met veilige boorafstanden komen in aanmerking voor robotische cochleaire implantatie.</li>
	<li>Gebruik de planningssoftware om een geschikte elektrode-arraygrootte te selecteren. In gevallen met resterend gehoor, overweeg dan om het preoperatieve audiogram op te nemen voor ci-elektrode-arrayselectie.</li>
</ol>2. Fiduciale schroefinzet
<ol><li>Bereid de patiënt voor op de OK-tafel en dien algemene anesthesie toe volgens de conventionele cochleaire implantatieprocedure.</li>
	<li>Markeer de retroauriculaire incisie voor het cochleaire implantaat met behulp van een chirurgische marker. Voer de incisie uit, til de musculocutane flap op en gebruik de curette om het mastoïde corticale bot bloot te leggen.</li>
	<li>Markeer de positie van de vijf fiduciële schroeven. Plaats de eerste vier registratieschroeven retroauriculair op ongeveer 20-30 mm in een trapeziumpatroon. Plaats de vijfde schroef, voor patiëntmarkerbevestiging, ongeveer een duimafstand van de eerste vier schroeven en zo inferieur mogelijk. OPMERKING: Raadpleeg de instructies voor een illustratie van de schroefopstelling.</li>
	<li>Gebruik de voorboring en het boorhandstuk om de gaten voor de schroeven voor te boren, met bijzondere nadruk dat de boor loodrecht op het botoppervlak wordt gehouden. Steek de schroeven in de voorgeboorde gaten. Zorg ervoor dat de schroeven stevig in het bot zijn bevestigd. LET OP: Controleer altijd de stabiliteit van de schroeven. In het geval van een losse schroef, herhaal stap 2.3. en stap 2.4. om de schroef te verplaatsen.</li>
</ol>3. Preoperatieve beeldvorming
<ol><li>Voer computertomografie (CT) beeldvorming of cone beam CT-beeldvorming uit met een minimale resolutie van 0,2 mm x 0,2 mm x 0,2 mm volgens de instructies van de fabrikant. Voer beeldvorming uit onder apneu om bewegingsartefacten te verminderen.</li>
	<li>Exporteer de beelden via een USB-stick en importeer ze in de planningssoftware. Controleer de kwaliteit van de beeldgegevens en de zichtbaarheid van alle schroeven in de CT-gegevens.</li>
</ol>4. Preoperatieve planning
OPMERKING: Voer preoperatieve planning uit parallel met de voorbereiding van de patiënt (stap 5.) om tijd te besparen. Raadpleeg de gebruiksaanwijzing van de planningssoftware voor het genereren van mesh en voor specifieke details over klikken op knoppen, softwareopdrachten en gebruikersinvoer.
<ol><li>Voer de automatische fiduciële schroefdetectie uit in de planningssoftware. Genereer het tijdelijke botoppervlakgaas.</li>
	<li>Genereer het externe gehoorgangoppervlakgaas. Genereer de malleus- en incusoppervlakgaasjes.</li>
	<li>Genereer het oppervlakgaas van de stapes.</li>
	<li>Genereer het gaas van het gezichtszenuwoppervlak. LET OP: Zorg ervoor dat u de aangezichtszenuw segmenteert met een veiligheidsmarge (bijv. 3 voxels). Laat desgewenst een neuroradioloog de etiketten controleren.</li>
	<li>Genereer het chorda tympani oppervlaktegaas. Genereer het slakkenhuisoppervlakgaas en geef de doelpositie op het slakkenhuis op (meestal het midden van het ronde venster).</li>
	<li>Plan het boortraject en keur het plan goed met de neuroradioloog. Exporteer het plan naar een datastick voor overdracht naar het robotsysteem.</li>
</ol>5. Voorbereiding van de patiënt
<ol><li>Lijn het hoofd van de patiënt uit in de hoofdsteun op een manier dat de nek wordt ondersteund door het onderste kussen en de neus van de patiënt is uitgelijnd met het midden van het bovenste frame van de hoofdsteun. Zorg ervoor dat het hoofd van de patiënt voldoende is gefixeerd in de hoofdsteun. LET OP: De juiste uitlijning van het hoofd is essentieel voor de toegankelijkheid van het robotsysteem tot de chirurgische site.</li>
	<li>Plaats de gezichtszenuwbewakingselektroden. Plaats de bipolaire naaldelektroden in de orbicularis oculi en de orbicularis oris voor controle. Plaats de zelfklevende pad-elektroden op de oppervlakkige gezichtszenuwtak voor stimulatie. Plaats de monopolaire naaldelektrodes op de borst voor stimulatie en monitoring.</li>
	<li>Test de juiste plaatsing van de elektroden door controlestimulatie uitgevoerd volgens de gebruiksaanwijzing van de fabrikant van het robotsysteem.</li>
	<li>Bedek het robotsysteem en het navigatiesysteem met een steriel gordijn.</li>
	<li>Plaats, lijn en bevestig de patiëntmarkering op de vijfde schroef, zodat deze zichtbaar is voor de volgcamera van het robotsysteem. Zorg ervoor dat de patiëntmarker stevig is bevestigd en dat alle gewrichten stevig zijn aangespannen. Het is van cruciaal belang om elke beweging van de patiëntmarker na het registratieproces te vermijden. In het geval van beweging, herhaal de registratie.</li>
	<li>Voer patiënt-tot-plan-registratie uit, wat het proces is om het virtuele plan te relateren aan de werkelijke patiënt. Gebruik het handstuk met het registratiegereedschap en plaats het op elke fiduciële schroef (vier keer). Voer de registratieprocedure uit volgens de gebruiksaanwijzing van de fabrikant. Het scherm op het navigatieplatform geeft aan op welke schroef het gereedschap moet worden geplaatst.</li>
	<li>Nadat alle schroefposities zijn gedigitaliseerd, wordt de registratienauwkeurigheid berekend. Controleer of de registratiewaarheid voldoende is om door te gaan met het controleren van de fiduciële registratiefout (FRE). Het robotsysteem staat de voortzetting van de procedure niet toe als de fiduciële registratiefout (FRE) hoger is dan 0,050 mm.</li>
</ol>6. Toegang tot het middenoor - Fase 1
<ol><li>Steek de boor in het handstuk en bevestig het irrigatiemondstuk. Verplaats de robotarm naar het chirurgische veld. Het handstuk met de boor nadert langzaam de operatieplaats. Bevestig de uitlijning van de boor met het virtuele traject dat in de planningssoftware is gepland.</li>
	<li>Begin met boren met het robotsysteem. Het systeem boort met een pikkende beweging totdat het eerste veiligheidscontrolepunt (boven de gezichtsuitsparing) is bereikt. Nadat het eerste veiligheidscontrolepunt is bereikt, beweegt u de robotarm uit het chirurgische veld.</li>
</ol>7. Veiligheidscontrole van intraoperatieve beeldvorming
<ol><li>Verwijder de patiëntmarker van de patiënt. Plaats en duw de baanreferentiestang in de geboorde tunnel. Drapeer het hoofd van de patiënt met steriele drapering.</li>
	<li>Ct-beeldvorming of cone beam CT-beeldvorming uitvoeren met behulp van het team van de afdeling neuroradiologie.</li>
	<li>Laad de CT-gegevens in de planningssoftware en bevestig samen met de neuroradioloog dat het traject veilig is. Raadpleeg de instructies voor het gebruik van de planningssoftware voor meer informatie. Verwijder de drapering en de baanreferentiestaaf.</li>
</ol>8. Toegang via het middenoor - Fase 2
<ol><li>Bevestig de patiëntmarker opnieuw. Zorg ervoor dat de patiëntmarker stevig is bevestigd en dat alle gewrichten stevig zijn aangespannen.</li>
	<li>Herhaal de registratie door het handstuk met de registratietool op elk van de fiduciële schroeven te plaatsen voor positiedigitalisering. Nadat alle schroefposities zijn gedigitaliseerd, wordt de registratienauwkeurigheid berekend. Controleer of de nauwkeurigheid van de registratie voldoende is om door te gaan.</li>
	<li>Steek de boor in het handstuk. Bevestig de uitlijning van de boor met de boortunnel en ga door met boren totdat het eerste gezichtszenuwstimulatiepunt is bereikt.</li>
	<li>Plaats de gezichtszenuwsonde om de integriteit van de gezichtszenuw te controleren. Daarna boort het robotsysteem naar het volgende gezichtszenuwstimulatiepunt. In totaal worden vijf gezichtszenuwstimulatiepunten getest.</li>
	<li>Blijf boren totdat de trommelvliesholte is bereikt.</li>
</ol>9. Toegang binnenoor
OPMERKING: Binnenoortoegang is een semi-automatische procedure die op elk moment door de chirurg kan worden gestopt voor visuele inspectie.
<ol><li>Verwijder de boor uit het handstuk van het robotsysteem en plaats de diamantboor voor toegang tot het binnenoor. Gebruik de trajectaanwijzer om het doel bij het frezen te verifiëren.</li>
	<li>Start het robotsysteem om de benige overhang te frezen. Het systeem stopt automatisch na de doorbraak om ervoor te zorgen dat een voldoende diafragma voor de elektrode-array wordt bereikt, terwijl het ernaar streeft het ronde raammembraan te behouden.</li>
	<li>Bevestig de toegang van het binnenoor via een endoscoop of via een microscoop via een trommelvliesklep.</li>
</ol>10. Implantaatbeheer en elektrode-inbrenging
<ol><li>Verwijder de patiëntmarker en alle vijf fiduciële schroeven. Als het nog niet is uitgevoerd, maak dan een trommelvliesflap om het cochleaire voorgebergte te visualiseren.</li>
	<li>Markeer de lichaamspositie van het implantaat met behulp van de chirurgische sjabloon en bereid de implantaatzak voor.</li>
	<li>Frees het loodkanaal voor het overtollige elektrodelood uit met behulp van een otologische boor. Reinig de geboorde tunnel met zuigkracht en irrigatie.</li>
	<li>Open het ronde raammembraan handmatig met een plectrum. Steek de insteekgeleidingsbuis in de geboorde tunnel. De buis zorgt ervoor dat de elektrode-array wordt beschermd tegen bloed en botstof en wordt gericht op de toegang tot het binnenoor.</li>
	<li>Bevestig het cochleaire implantaatlichaam in de zak en plaats de elektrode-array handmatig door de inbrenggeleidingsbuis.</li>
	<li>Markeer de elektrodekabel om aan te geven dat de elektrode volledig is ingebracht door de inbrenggeleidingsbuis. Gebruik de inbrenggeleidingsbuis als referentie, d.w.z. door deze naast de elektrode-array te plaatsen, zodat het mediale uiteinde van de geleidebuis is uitgelijnd met de beoogde inbrengdiepte, bijvoorbeeld het buitenste contact. Markeer vervolgens de array aan het laterale uiteinde van de geleidebuis.</li>
	<li>Nadat de uiteindelijke inbrengdiepte is bereikt, verwijdert u de inbrenggeleidingsbuis. Bevestig de elektrode-array met vet en rangschik het overtollige elektrodelood als een lus in de mastoïde holte zoals bij conventionele cochleaire implantatie.</li>
</ol>11. Implantaattelemetrie en wondsluiting
<ol><li>Voer impedantietelemetrie uit en registreer elektrisch opgewekte samengestelde actiepotentialen voor zenuwresponsmonitoring12.</li>
	<li>Sluit de wond met behulp van wegwerpsteekjes.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Wimmer, W., Weder, S., Caversaccio, M., Kompis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Speech+intelligibility+in+noise+with+a+pinna+effect+imitating+cochlear+implant+processor.">Speech intelligibility in noise with a pinna effect imitating cochlear implant processor.</a> Otology &amp; Neurotology. 37 (1), 19-23 (2016).</li><li>Lenarz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cochlear+implant+-+State+of+the+art.">Cochlear implant - State of the art.</a> GMS Current Topics in Otorhinolaryngology -Head and Neck Surgery. 16, (2018).</li><li>Klopp-Dutote, N., Lefranc, M., Strunski, V., Page, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimally+invasive+fully+ROBOT-assisted+cochlear+implantation+in+humans:+Preliminary+results+in+five+consecutive+patients.">Minimally invasive fully ROBOT-assisted cochlear implantation in humans: Preliminary results in five consecutive patients.</a> Clinical Otolaryngology. 46 (6), 1326-1330 (2021).</li><li>Kluge, M., Rau, T., Lexow, J., Lenarz, T., Majdani, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Untersuchung+der+Genauigkeit+des+RoboJig+f&#252;r+die+minimal-invasive+Cochlea-Implantat-Chirurgie.">Untersuchung der Genauigkeit des RoboJig f&#252;r die minimal-invasive Cochlea-Implantat-Chirurgie.</a> Laryngo-Rhino-Otologie. 97, 10602 (2018).</li><li>Barriat, S., Peigneux, N., Duran, U., Camby, S., Lefebvre, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+a+robot+to+insert+an+electrode+array+of+cochlear+implants+in+the+cochlea:+A+feasibility+study+and+preliminary+results.">The use of a robot to insert an electrode array of cochlear implants in the cochlea: A feasibility study and preliminary results.</a> Audiology and Neurotology. 26 (5), 361-367 (2021).</li><li>. Clinical Trials.gov Available from: <a target="_blank" href="https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04577118">https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04577118</a> (2022)</li><li>Labadie, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimally+invasive+image-guided+cochlear+implantation+surgery:+First+report+of+clinical+implementation.">Minimally invasive image-guided cochlear implantation surgery: First report of clinical implementation.</a> The Laryngoscope. 124 (8), 1915-1922 (2014).</li><li>Caversaccio, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+middle+ear+access+for+cochlear+implantation:+First+in+man.">Robotic middle ear access for cochlear implantation: First in man.</a> PLOS One. 14 (8), 0220543 (2019).</li><li>Weber, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Instrument+flight+to+the+inner+ear.">Instrument flight to the inner ear.</a> Science Robotics. 2 (4), 4916 (2017).</li><li>Bell, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+accuracy+evaluation+of+image-guided+robot+system+for+direct+cochlear+access.">In vitro accuracy evaluation of image-guided robot system for direct cochlear access.</a> Otology &amp; Neurotology. 34 (7), 1284-1290 (2013).</li><li>Caversaccio, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+cochlear+implantation:+Surgical+procedure+and+first+clinical+experience.">Robotic cochlear implantation: Surgical procedure and first clinical experience.</a> Acta Oto-Laryngologica. 137 (4), 447-454 (2017).</li><li>Dillier, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+electrically+evoked+compound+action+potential+via+a+neural+response+telemetry+system.">Measurement of the electrically evoked compound action potential via a neural response telemetry system.</a> The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 111, 407-414 (2002).</li><li>Wimmer, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cone+beam+and+micro-computed+tomography+validation+of+manual+array+insertion+for+minimally+invasive+cochlear+implantation.">Cone beam and micro-computed tomography validation of manual array insertion for minimally invasive cochlear implantation.</a> Audiology and Neuro-Otology. 19 (1), 22-30 (2014).</li><li>Wimmer, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode+array+insertion+for+minimally+invasive+robotic+cochlear+implantation+with+a+guide+tube.">Electrode array insertion for minimally invasive robotic cochlear implantation with a guide tube.</a> International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 11, 80-81 (2016).</li></ol>

De auteurs verklaren dat ze geen belangenconflicten hebben. Deze studie werd gefinancierd door de afdeling Otorhinolaryngologie, Hoofd- en Nekchirurgie, in het Inselspital Bern.

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.

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.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cochlear implant</td>
			<td>MED-EL, Austria</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEARO Consumable Set</td>
			<td>CAScination, Switzerland</td>
			<td>REF 50176</td>
			<td>CE-labelled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEARO Instrument Set</td>
			<td>CAScination, Switzerland</td>
			<td>REF 30123</td>
			<td>CE-labelled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEARO System Components</td>
			<td>CAScination, Switzerland</td>
			<td></td>
			<td>CE-labelled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mobile cone beam CT scanner</td>
			<td>XORAN Xcat</td>
			<td></td>
			<td>if not availalbe, imaging needs to be performed in the neuroradiological department</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OTOPLAN</td>
			<td>CAScination, Switzerland</td>
			<td>REF 20125</td>
			<td>CE-labelled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planning laptop</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any computer with enough performance is suitable, software OTOPLAN installed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB Stick</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>A surgical plan that was created with OTOPLAN is transferred to the HEARO system via a USB flash drive.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

robotic cochlear implantation for direct cochlear access

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.

Robotische cochleaire implantatie is met name geschikt voor gevallen met moeilijke anatomische aandoeningen. Hier worden de postoperatieve resultaten gepresenteerd bij een patiënt met een ver gevorderde otosclerose. Figuur 1 toont een preoperatief CT-beeld. De gevorderde toestand van otosclerose heeft het petrousbot gedesintegreerd, waardoor het slakkenhuis nauwelijks waarneembaar is.
De postoperatieve uitkomst wordt geïllustreerd in figuur 2. De kleine tunneltoegang is te zien. In dit geval werd chirurgische planning gebruikt om preoperatief een optimale inbrengtoegang tot het binnenoor te identificeren. De succesvolle inbrenging van de elektrode-array is te zien, met een hoekige inbrengdiepte van ongeveer 270°.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64047/64047fig01.jpg"> Figuur 1: Robotische cochleaire implantatie bij een patiënt met ver gevorderde otosclerose. Axiale computertomografieschijf van het linker temporale bot toont het nauwelijks waarneembare slakkenhuis (rode ellips). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64047/64047fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64047/64047fig02.jpg"> Figuur 2: Robotische cochleaire implantatie bij een patiënt met ver gevorderde otosclerose. Postoperatieve afbeelding van de geboorde tunnel en de ingevoegde elektrode-array. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64047/64047fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Robotic Cochlear Implantation for Direct Cochlear Access at JoVE.com

Robotic Cochlear Implantation for Direct Cochlear Access

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.

Robotische cochleaire implantatie voor directe cochleaire toegang

Robot-assisted systems offer great potential for gentler and more precise cochlear implantation. In this article, we provide a comprehensive overview of ...

We demonstreren een wereldwijd unieke techniek voor cochleaire implantatie. De workflow is uitgebreid en vereist training om een veilige procedure te garanderen. Het grote voordeel van deze techniek is dat het mogelijk is om een optimaal uitgelijnde, minimaal invasieve tunneltoegang tot het binnenoor uit te voeren.Zorg er om te beginnen voor dat de afstand van het traject tot de gezichtszenuw ten minste 0,4 millimeter is en de afstand tot de chorda tympani minstens 0,3 millimeter is om het traject veilig te boren. Markeer vervolgens de retroauriculaire incisie voor het cochleaire implantaat. Gebruik een chirurgische marker om de incisie uit te voeren, de musculocutane flap op te tillen en de curette te gebruiken om het mastoïde corticale bot bloot te leggen.Markeer de positie van de vijf fiduciële schroeven. De eerste vier registratieschroeven worden ongeveer 20-30 millimeter retroauriculair geplaatst, in een trapeziumpatroon. De vijfde schroef wordt gebruikt voor het bevestigen van patiëntmarkers en wordt ongeveer op een duimafstand van de eerste vier schroeven geplaatst, zo inferieur mogelijk.Houd de boor loodrecht op het botoppervlak en gebruik de voorboor en het boorhandstuk om de gaten voor de schroeven voor te boren. Steek de schroeven in de voorgeboorde gaten en zorg ervoor dat de schroeven stevig in het bot zijn bevestigd. Voer computertomografiebeelden of cone beam CT-beeldvorming uit onder apneu om bewegingsartefacten te verminderen.Voer beeldvorming uit met een minimale resolutie van 0,2 bij 0,2 bij 0,2 millimeter. Controleer de beeldkwaliteit en zichtbaarheid van alle schroeven in de CT-gegevens. Genereer vervolgens het mesh van het gezichtszenuwoppervlak door punten toe te voegen aan het middellijntabblad van het eikanaal.Ga naar eileideridentificatie en definieer het eikanaal door de punten aan te passen. Genereer vervolgens het chorda tympani-oppervlaktegaas. Plan het boortraject en keur het plan goed met de neuroradioloog.Bereid de patiënt voor door het hoofd in de hoofdsteun uit te lijnen, zodat de nek wordt ondersteund door het onderste kussen en de neus is uitgelijnd met het midden van het bovenste frame van de hoofdsteun. Zorg ervoor dat het hoofd van de patiënt voldoende op de hoofdsteun is gefixeerd. Plaats de gezichtszenuwbewakingselektroden.Bedek vervolgens het robotsysteem en het navigatieplatform met steriel gordijn. Plaats een lijn en bevestig de patiëntmarker op de vijfde schroef, zodat deze zichtbaar is voor de volgcamera van het robotsysteem. Zorg ervoor dat de patiëntmarker stevig is bevestigd en dat alle gewrichten stevig zijn aangespannen.Het is van cruciaal belang om elke beweging van de patiëntmarker na het registratieproces te vermijden. Voer de registratie van patiënt tot plan uit om het virtuele plan te relateren aan de werkelijke patiënt. Gebruik het handstuk met de registratietool en plaats het vier keer op elke fiduciële schroef.Voer de registratieprocedure uit door het scherm op het navigatieplatform te volgen dat de schroef aangeeft waarop het gereedschap moet worden geplaatst. Nadat alle schroefposities zijn gedigitaliseerd, controleert u de fiduciële registratiefout om te bevestigen dat de registratienauwkeurigheid voldoende is om door te gaan. Steek de boor in het handstuk en bevestig het irrigatiemondstuk.Bevestig de uitlijning van de boor met het virtuele traject dat in de planningssoftware is gepland. Begin met boren met het robotsysteem. Het systeem boort met een pikkende beweging, totdat het eerste veiligheidscontrolepunt boven de gezichtsuitsparing is bereikt.Nadat u het eerste controlepunt hebt bereikt, beweegt u de robotarm uit het chirurgische veld. Voer eerst een intraoperatieve veiligheidscontrole van beeldvorming uit. Verwijder de patiëntmarker van de patiënt.Voer CT-beeldvorming uit, of cone beam CT-beeldvorming, met het neuroradiologieteam. Laad de CT-gegevens in de planningssoftware en bevestig met de neuroradioloog dat het traject veilig is. Voor toegang tot het middenoor bevestigt u de uitlijning van de boor met de boortunnel en gaat u door met boren totdat het eerste gezichtszenuwstimulatiepunt is bereikt.Plaats de gezichtszenuwsonde om de integriteit van de gezichtszenuw te controleren. Vervolgens boort het robotsysteem naar het volgende gezichtszenuwstimulatiepunt. In totaal worden vijf gezichtszenuwstimulatiepunten getest.Start het robotsysteem om de benige overhang te frezen. Het systeem stopt automatisch na de doorbraak om ervoor te zorgen dat een voldoende diafragma voor de elektrode-array wordt bereikt, terwijl het ernaar streeft het ronde raammembraan te behouden. Bevestig de toegang tot het binnenoor, via een endoscoop of een microscoop, door een trommelvliesklep.Verwijder de patiëntmarker en alle vijf fiduciële schroeven. Markeer de lichaamspositie van het implantaat met behulp van de chirurgische sjabloon en bereid de implantaatzak voor. Bevestig het cochleaire implantaatlichaam in de zak en plaats de elektrode-array handmatig door de inbrenggeleidingsbuis.Markeer de elektrodekabel met behulp van de inbrenggeleidingsbuis als referentie voor de beoogde inbrengdiepte en markeer de array aan het laterale uiteinde van de geleidebuis. Nadat de uiteindelijke inbrengdiepte is bereikt, verwijdert u de inbrenggeleidingsbuis. Het preoperatieve CT-beeld van de patiënt toonde een gevorderde toestand van otosclerose die het petrousbot had gedesintegreerd, waardoor het slakkenhuis nauwelijks waarneembaar was.De postoperatieve uitkomst toonde de geboorde tunnel en de ingebrachte elektrode-array. In dit geval leidde chirurgische planning die werd gebruikt om preoperatief optimale inbrengtoegang tot het binnenoor te identificeren, tot het succesvol inbrengen van de elektrode-array, met een hoekige inbrengdiepte van ongeveer 270 graden. Het belangrijkste aspect is de patiënt om de registratie te plannen voor nauwkeurigheid en veiligheid.De chirurg moet ervoor zorgen dat de schroeven stevig op hun plaats zitten en dat de registratieprocedure correct wordt uitgevoerd.

Research

JoVE Journal

Medicine

FISH for Pre-implantation Genetic Diagnosis

FISH voor Pre-implantatie genetische diagnostiek

Pre-implantation genetic diagnosis (PGD) is an established alternative to pre-natal diagnosis, and involves selecting pre-implantation embryos from a ...

Remote Magnetic Navigation for Accurate, Real-time Catheter Positioning and Ablation in Cardiac Electrophysiology Procedures

Afstandsbediening Magnetische Navigation voor Nauwkeurige, Real-time Catheter Positionering en Ablation in hartelektrofysiologie Procedures

New remote navigation systems have been developed to improve current limitations of conventional manually guided catheter ablation in complex cardiac ...

Techniques for Processing Eyes Implanted with a Retinal Prosthesis for Localized Histopathological Analysis: Part 2 Epiretinal Implants with Retinal Tacks

Technieken voor verwerking Ogen geïmplanteerd met een Retina Prothese voor gelokaliseerde Histopathologisch Analyse: Part 2 Epiretinal Implantaten met Retina Kopspijkers

Retinal prostheses for the treatment of certain forms of blindness are gaining traction in clinical trials around the world with commercial devices ...

The Mouse Round-window Approach for Ototoxic Agent Delivery: A Rapid and Reliable Technique for Inducing Cochlear Cell Degeneration

De muis Round-window aanpak voor Ototoxische Agent Levering: een snelle en betrouwbare techniek voor het induceren van Cochlear celdegeneratie

Investigators have utilized a wide array of animal models and investigative techniques to study the mammalian auditory system. Much of the basic research ...

Neonatal Murine Cochlear Explant Technique as an In Vitro Screening Tool in Hearing Research

Neonatal Murine Cochlear Explant Technique as an In Vitro Screening Tool in Hearing Research

Neonatale Murine Cochlear Explantietechniek als een<em&gt; In Vitro</em&gt; Screening Tool in Hearing Research

While there have been remarkable advances in hearing research over the past few decades, there is still no cure for Sensorineural Hearing Loss (SNHL), a ...

Cochlear Implantation in the Guinea Pig

Cochleaire implantatie in de cavia

Cochlear implants are highly efficient devices that can restore hearing in subjects with profound hearing loss. Due to improved speech perception ...

Robotic Lateral Pancreaticojejunostomy for Chronic Pancreatitis

Robotische laterale Pancreaticojejunostomy voor chronische pancreatitis

Lateral pancreaticojejunostomy (LPJ) has shown good postoperative outcomes in patients with painful, morphine dependent, chronic pancreatitis (CP). The ...

A Decentralized (Ex Vivo) Murine Bladder Model with the Detrusor Muscle Removed for Direct Access to the Suburothelium during Bladder Filling

A Decentralized Ex Vivo Murine Bladder Model with the Detrusor Muscle Removed for Direct Access to the Suburothelium during Bladder Filling

Een gedecentraliseerd (ex vivo) Murine blaas model met de detrusor spier verwijderd voor directe toegang tot het Suburothelium tijdens blaas vulling

Previous studies have established the release of chemical substances from flat bladder mucosa sheets affixed in Ussing chambers and exposed to changes in ...

Intrathecal Application of a Fluorescent Dye for the Identification of Cerebrospinal Fluid Leaks in Cochlear Malformation

Intrathecale toepassing van een fluorescerende kleurstof voor de identificatie van cerebrospinale vloeistoflekken in cochleaire misvorming

In cases of cerebrospinal fluid (CSF) leaks, reliable detection of their origins is needed to seal the leak sufficiently and prevent complications, such ...

Implantation of Human-Sized Coronary Stents into Rat Abdominal Aorta Using a Trans-Femoral Access

Implantatie van coronaire stents op mensenmaat in rat abdominale aorta met behulp van een trans-femorale toegang

Percutaneous coronary intervention (PCI), combined with the deployment of a coronary stent, represents the gold standard in interventional treatment of ...