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

Die Autoren danken Gianni Pauciello, Klinik für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Halschirurgie, Inselspital, Universitätsspital Bern, für die Videoproduktion und Fotografie. Wir danken auch Dr. Stefan Henle und dem Team der Klinik für Anästhesiologie und Schmerzmedizin, Inselspital, Universitätsspital Bern und dem Team der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie, Inselspital, Universitätsspital Bern, Bern, Schweiz.

Diese Studie wurde in Übereinstimmung mit den institutionellen Richtlinien durchgeführt und vom lokalen institutionellen Prüfungsausschuss genehmigt (ID 2020-02561). Der Patient erteilte eine schriftliche Einverständniserklärung zur weiteren Verwendung der Bilder und Videos. Das Video zeigt die Prozesse bei der Durchführung der Roboter-Cochlea-Implantation mit der Planungssoftware und dem Robotersystem (weitere Details entnehmen Sie bitte der Materialtabelle ) gemäß dem vom Hersteller beschriebenen Verfahren.
1. Screening der Kandidatur von Patienten
HINWEIS: Verwenden Sie für diesen Schritt vorhandene präoperative Computertomographie-Bilder. Derzeit ist die robotische Cochlea-Implantation mit dem in diesem Protokoll verwendeten System nur von einem einzigen Hersteller (siehe Materialtabelle) für Implantatsysteme erhältlich. Genauere Details zu Schaltflächenklicks, Softwarebefehlen und Benutzereingaben entnehmen Sie bitte der Gebrauchsanweisung der Planungssoftware.
<ol><li>Nutzen Sie die Planungssoftware, um präoperative Computertomographiebilder zu laden und die Oberflächen des Schläfenbeins, des äußeren Gehörgangs, der Gehörknöchelchen, des Gesichtsnervs, der Chorda tympani und der Cochlea zu erzeugen.</li>
	<li>Verwenden Sie die Planungssoftware, um eine virtuelle Flugbahn durch die Gesichtsmulde zu planen.</li>
	<li>Bestätigen Sie einen Sicherheitsabstand zwischen der Bohrbahn und den umgebenden anatomischen Strukturen. Um eine sichere Bohrbahn zu gewährleisten, muss der Abstand der Flugbahn zum Gesichtsnerv mindestens 0,4 mm und der Abstand zur Chorda tympani mindestens 0,3 mm betragen. Nur Patienten mit sicheren Bohrabständen kommen für eine robotische Cochlea-Implantation in Frage.</li>
	<li>Verwenden Sie die Planungssoftware, um eine geeignete Elektrodenarray-Größe auszuwählen. In Fällen mit Restgehör sollten Sie das präoperative Audiogramm für die Auswahl des CI-Elektrodenarrays in Betracht ziehen.</li>
</ol>2. Fiducial Screw Insertion
<ol><li>Bereiten Sie den Patienten auf dem OP-Tisch vor und führen Sie eine Vollnarkose gemäß dem herkömmlichen Cochlea-Implantationsverfahren durch.</li>
	<li>Markieren Sie den retroaurikulären Schnitt für das Cochlea-Implantat mit einem chirurgischen Marker. Führen Sie den Schnitt durch, heben Sie den muskulokutanen Lappen an und verwenden Sie die Kürette, um den kortikalen Knochen des Mastoids freizulegen.</li>
	<li>Markieren Sie die Position der fünf Passgeberschrauben. Positionieren Sie die ersten vier Passschrauben nachträglich auf ca. 20-30 mm in einem Trapezmuster. Platzieren Sie die fünfte Schraube für die Befestigung des Patientenmarkers ungefähr einen Daumenabstand von den ersten vier Schrauben und so gering wie möglich. HINWEIS: Eine Veranschaulichung der Schraubenanordnung finden Sie in der Anleitung.</li>
	<li>Verwenden Sie den Vorbohrer und das Bohrhandstück, um die Löcher für die Schrauben vorzubohren, wobei besonders darauf geachtet wird, dass der Bohrer senkrecht zur Knochenoberfläche gehalten wird. Stecken Sie die Schrauben in die vorgebohrten Löcher. Stellen Sie sicher, dass die Schrauben fest im Knochen fixiert sind. ACHTUNG: Überprüfen Sie immer die Stabilität der Schrauben. Bei einer losen Schraube wiederholen Sie Schritt 2.3. und Schritt 2.4. , um die Schraube neu zu positionieren.</li>
</ol>3. Präoperative Bildgebung
<ol><li>Führen Sie Computertomographie (CT) oder Kegelstrahl-CT-Bildgebung mit einer Mindestauflösung von 0,2 mm x 0,2 mm x 0,2 mm gemäß den Anweisungen des Herstellers durch. Führen Sie Bildgebung unter Apnoe durch, um Bewegungsartefakte zu reduzieren.</li>
	<li>Exportieren Sie die Bilder über einen USB-Stick und importieren Sie sie in die Planungssoftware. Überprüfen Sie die Bilddatenqualität und Sichtbarkeit aller Schrauben in den CT-Daten.</li>
</ol>4. Präoperative Planung
HINWEIS: Führen Sie die präoperative Planung parallel zur Patientenvorbereitung (Schritt 5.) durch, um Zeit zu sparen. Bitte beachten Sie die Gebrauchsanweisung der Planungssoftware für die Netzgenerierung und spezifische Details zu Tastenklicks, Softwarebefehlen und Benutzereingaben.
<ol><li>Führen Sie die automatische Passerschraubenerkennung in der Planungssoftware aus. Generieren Sie das temporale Knochenoberflächennetz.</li>
	<li>Erzeugen Sie das externe Gehörgangoberflächennetz. Generieren Sie die Malleus- und Incus-Oberflächennetze.</li>
	<li>Generieren Sie das Steigbügelflächennetz.</li>
	<li>Erzeugen Sie das Gesichtsnervenoberflächennetz. VORSICHT: Stellen Sie sicher, dass Sie den Gesichtsnerv mit einem Sicherheitsabstand segmentieren (z. B. 3 Voxel). Falls gewünscht, lassen Sie die Etiketten von einem Neuroradiologen überprüfen.</li>
	<li>Erzeugen Sie das Flächennetz Chorda tympani. Generieren Sie das Cochlea-Oberflächennetz und geben Sie die Zielposition auf der Cochlea an (normalerweise die Mitte des runden Fensters).</li>
	<li>Planen Sie die Bohrbahn und genehmigen Sie den Plan mit dem Neuroradiologen. Exportieren Sie den Plan auf einen Datenstick, um ihn an das Robotersystem zu übertragen.</li>
</ol>5. Patientenvorbereitung
<ol><li>Richten Sie den Kopf des Patienten innerhalb der Kopfstütze so aus, dass der Nacken vom unteren Kissen gestützt wird und die Nase des Patienten mit der Mitte des oberen Rahmens der Kopfstütze ausgerichtet ist. Stellen Sie sicher, dass der Kopf des Patienten ausreichend in der Kopfstütze fixiert ist. ACHTUNG: Die korrekte Ausrichtung des Kopfes ist für die Zugänglichkeit des Robotersystems zur Operationsstelle unerlässlich.</li>
	<li>Platzieren Sie die Elektroden zur Überwachung der Gesichtsnerven. Platzieren Sie die bipolaren Nadelelektroden zur Überwachung in den Orbicularis oculi und den Orbicularis oris. Legen Sie die selbstklebenden Pad-Elektroden zur Stimulation auf den oberflächlichen Gesichtsnervenast. Platzieren Sie die monopolaren Nadelelektroden zur Stimulation und Überwachung auf der Brust.</li>
	<li>Testen Sie die korrekte Platzierung der Elektroden durch Kontrollstimulation, die gemäß den Gebrauchsanweisungen des Herstellers des Robotersystems durchgeführt wird.</li>
	<li>Decken Sie das Robotersystem und die Navigationsplattform mit einem sterilen Vorhang ab.</li>
	<li>Platzieren, richten Sie den Patientenmarker an der fünften Schraube so aus, dass er für die Tracking-Kamera des Robotersystems sichtbar ist. Stellen Sie sicher, dass der Patientenmarker starr befestigt ist und dass alle Gelenke fest angezogen sind. Es ist wichtig, jede Bewegung des Patientenmarkers nach dem Registrierungsprozess zu vermeiden. Im Falle einer Bewegung wiederholen Sie die Registrierung.</li>
	<li>Führen Sie eine Patienten-zu-Plan-Registrierung durch, bei der der virtuelle Plan mit dem tatsächlichen Patienten verknüpft wird. Verwenden Sie das Handstück mit dem Registrierungswerkzeug und legen Sie es auf jede Passerschraube (viermal). Führen Sie das Registrierungsverfahren gemäß der Gebrauchsanweisung des Herstellers durch. Der Bildschirm auf der Navigationsplattform zeigt an, auf welcher Schraube das Werkzeug positioniert werden soll.</li>
	<li>Nachdem alle Schraubenpositionen digitalisiert wurden, wird die Registrierungsgenauigkeit berechnet. Bestätigen Sie, dass die Registrierungsgenauigkeit ausreicht, um fortzufahren, indem Sie den Passerregistrierungsfehler (FRE) überprüfen. Das Robotersystem erlaubt keine Fortsetzung des Verfahrens, wenn der Passerregistrierungsfehler (FRE) höher als 0,050 mm ist.</li>
</ol>6. Mittelohrzugang - Phase 1
<ol><li>Stecken Sie den Bohrer in das Handstück und befestigen Sie die Bewässerungsdüse. Bewegen Sie den Roboterarm in das Operationsfeld. Das Handstück mit dem Bohrer nähert sich langsam der Operationsstelle. Bestätigen Sie die Ausrichtung des Bohrers auf die in der Planungssoftware geplante virtuelle Trajektorie.</li>
	<li>Beginnen Sie mit dem Bohren mit dem Robotersystem. Das System bohrt mit einer Hackbewegung, bis der erste Sicherheitskontrollpunkt (oberhalb der Gesichtsmulde) erreicht ist. Nachdem der erste Sicherheitskontrollpunkt erreicht ist, bewegen Sie den Roboterarm aus dem Operationsfeld.</li>
</ol>7. Sicherheitscheck der intraoperativen Bildgebung
<ol><li>Entfernen Sie den Patientenmarker vom Patienten. Setzen Sie die Trajektorienreferenzstange in den gebohrten Tunnel ein und schieben Sie sie. Drapieren Sie den Kopf des Patienten mit sterilem Drapieren.</li>
	<li>Führen Sie CT-Bildgebung oder Kegelstrahl-CT-Bildgebung mit Hilfe des Neuroradiologie-Abteilungsteams durch.</li>
	<li>Laden Sie die CT-Daten in die Planungssoftware und bestätigen Sie gemeinsam mit dem Neuroradiologen, dass die Flugbahn sicher ist. Weitere Details entnehmen Sie bitte der Anleitung zur Verwendung der Planungssoftware. Entfernen Sie die Drapierung und den Trajektorienreferenzstab.</li>
</ol>8. Mittelohrzugang - Phase 2
<ol><li>Bringen Sie den Patientenmarker wieder an. Stellen Sie sicher, dass der Patientenmarker starr befestigt ist und dass alle Gelenke fest angezogen sind.</li>
	<li>Wiederholen Sie die Registrierung, indem Sie das Handstück mit dem Registrierungswerkzeug auf jede der Passerschrauben zur Positionsdigitalisierung legen. Nachdem alle Schraubenpositionen digitalisiert wurden, wird die Registrierungsgenauigkeit berechnet. Bestätigen Sie, dass die Registrierungsgenauigkeit ausreicht, um fortzufahren.</li>
	<li>Führen Sie den Bohrer in das Handstück ein. Bestätigen Sie die Ausrichtung des Bohrers mit dem Bohrtunnel und setzen Sie das Bohren fort, bis der erste Gesichtsnervstimulationspunkt erreicht ist.</li>
	<li>Führen Sie die Gesichtsnervsonde ein, um die Integrität des Gesichtsnervs zu überprüfen. Danach bohrt das Robotersystem zum nächsten Gesichtsnervenstimulationspunkt. Insgesamt werden fünf Gesichtsnervenstimulationspunkte getestet.</li>
	<li>Bohren Sie weiter, bis die Paukenhöhle erreicht ist.</li>
</ol>9. Innenohrzugang
HINWEIS: Der Innenohrzugang ist ein halbautomatisches Verfahren, das vom Chirurgen jederzeit zur visuellen Inspektion gestoppt werden kann.
<ol><li>Entfernen Sie den Bohrer vom Handstück des Robotersystems und setzen Sie den Diamantbohrer für den Zugang zum Innenohr ein. Verwenden Sie den Trajektorienzeiger, um das Ziel beim Fräsen zu überprüfen.</li>
	<li>Starten Sie das Robotersystem, um den knöchernen Überhang zu fräsen. Das System stoppt automatisch nach dem Durchbruch, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Öffnung für das Elektrodenarray erreicht wird, während die runde Fenstermembran erhalten bleibt.</li>
	<li>Bestätigen Sie den Innenohrzugang entweder über ein Endoskop oder über ein Mikroskop durch einen Tympanomeatallappen.</li>
</ol>10. Implantatmanagement und Elektrodeneinsatz
<ol><li>Entfernen Sie den Patientenmarker und alle fünf Passerschrauben. Falls noch nicht durchgeführt, machen Sie einen Tympanomeatallappen, um das Cochlea-Vorgebirge zu visualisieren.</li>
	<li>Markieren Sie die Position des Implantatkörpers mit der chirurgischen Schablone und bereiten Sie die Implantattasche vor.</li>
	<li>Fräsen Sie den Bleikanal für das überschüssige Elektrodenblei mit einem otologischen Bohrer aus. Reinigen Sie den gebohrten Tunnel mit Absaugung und Bewässerung.</li>
	<li>Öffnen Sie die runde Fenstermembran manuell mit einem Meißel. Führen Sie das Einführungsführungsrohr in den gebohrten Tunnel ein. Der Schlauch sorgt dafür, dass das Elektrodenarray vor Blut und Knochenstaub geschützt ist und zum Innenohrzugang geleitet wird.</li>
	<li>Fixieren Sie den Cochlea-Implantatkörper in der Tasche und führen Sie das Elektrodenarray manuell durch das Insertionsführungsrohr ein.</li>
	<li>Markieren Sie die Elektrodenleitung, um das vollständige Einführen durch das Einführungsführungsrohr anzuzeigen. Verwenden Sie das Einführungsleiterrohr als Referenz, d. h. indem Sie es so neben das Elektrodenarray legen, dass das mediale Ende des Führungsrohrs auf die vorgesehene Einführtiefe ausgerichtet ist, z. B. den äußersten Kontakt. Markieren Sie dann das Array am seitlichen Ende des Führungsrohrs.</li>
	<li>Nachdem die endgültige Einführtiefe erreicht ist, entfernen Sie das Einführungsführungsrohr. Befestigen Sie das Elektrodenarray mit Fett und ordnen Sie die überschüssige Elektrodenleitung wie bei der herkömmlichen Cochlea-Implantation als Schlaufe in der Warzenhöhle an.</li>
</ol>11. Implantattelemetrie und Wundverschluss
<ol><li>Führen Sie Impedanztelemetrie durch und zeichnen Sie elektrisch evozierte zusammengesetzte Aktionspotentiale für die Überwachung der Nervenreaktionauf 12.</li>
	<li>Verschließen Sie die Wunde mit Einwegstichen.</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. 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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>

Die Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte haben. Diese Studie wurde von der Klinik für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Halschirurgie, des Inselspitals Bern finanziert.

Hier wird ein Überblick über die Schritte der robotischen Cochlea-Implantation gegeben. Ein wichtiger Teil ist die Auswahl geeigneter Kandidaten für das Verfahren. Um sicherzustellen, dass die Sicherheitsmargen während der Operation eingehalten werden können, muss ein sorgfältiges Kandidatenscreening durchgeführt werden, um die Eignung für das Verfahren sicherzustellen. Der Abstand zwischen der virtuell geplanten Flugbahn und dem Gesichtsnerv sollte mindestens 0,4 mm betragen. Zusätzlich müssen mindestens 0,3 mm Abstand zur Chorda-Pauke vorhanden sein. Um mehr Flexibilität bei der Trajektorienplanung nach präoperativer Bildgebung am Tag der Operation zu bieten, können noch größere Grenzen für die Patientenauswahl in Betracht gezogen werden.
Da das Robotersystem auf die treuhänderischen Landmarkschrauben angewiesen ist, um den Plan an den Patienten zu übertragen, sind sie von zentraler Bedeutung für ein sicheres Verfahren. Der Chirurg sollte die Positionen der Passerschrauben sorgfältig auswählen, um sicherzustellen, dass genügend Platz für das Bahnbohren zur Verfügung steht. Eine lineare Anordnung von drei Schrauben sollte vermieden werden. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Schraube für den Patientenmarker so positioniert ist, dass der Marker während des gesamten Eingriffs sichtbar bleibt. Die Gebrauchsanweisung des Robotersystems enthält detaillierte Richtlinien für die Schraubenpositionierung. Beim Platzieren der Schrauben muss darauf geachtet werden, dass die Löcher senkrecht zur Oberfläche des Warzenknochens vorgebohrt sind. Die feste Befestigung der Schrauben stellt sicher, dass während des Eingriffs keine Bewegung auftritt.
Für die präoperative Bildgebung sollten Patienten in Apnoe gescannt werden, da die Atembewegung des Patienten Bewegungsartefakte verursachen kann, die möglicherweise nicht sofort in den Bildern erkennbar sind, aber später während des Registrierungsprozesses Fehler verursachen können, die den Beginn des Verfahrens behindern. Es sollte sichergestellt werden, dass die Person, die die präoperative Planung durchführt, eine umfassende Schulung erhalten hat, um die anatomischen Strukturen sicher zu identifizieren und zu kennzeichnen. Insbesondere der Verlauf des Gesichtsnervs, der Chorda tympani und die Auswahl des Ziels an der Cochlea (meist das Zentrum der runden Fenstermembran) müssen trainiert werden. Bei der Erzeugung von Gesichtsnerven sollte eine zusätzliche Sicherheit durch Übersegmentierung des Nervs in Betracht gezogen werden. Falls keine Bildgebungsmodalität direkt im Operationssaal verfügbar ist oder kein mobiles Bildgebungssystem in den Operationssaal transportiert werden kann, muss der Patient zur Bildgebung in die neuroradiologische Abteilung verlegt werden. Die zusätzliche Patiententransferzeit muss berücksichtigt werden. Die präoperative Planung kann parallel zum Patiententransfer und zur Vorbereitung durchgeführt werden, um Zeit zu sparen.
Das Team sollte die Kopfpositionierung in der Kopfstütze umfassend trainieren, um sicherzustellen, dass der Patientenmarker und die Schrauben in späteren Phasen für das System sichtbar sind. Eine falsche Kopfpositionierung kann zu einer Unsichtbarkeit der Marker oder einer nicht praktikablen Kinematik des Roboterarms führen. In allen Phasen der Roboter-Cochlea-Implantation muss sichergestellt werden, dass alle Schrauben fest fixiert sind, der Patientenmarker fest befestigt ist und das Handstück des Roboters fixiert ist. 
Für die intraoperative Bildgebung mit mobilen bildgebenden Geräten (z.B. mobiles Kegelstrahl-CT) muss ein ausreichender Abstand zum Kopf des Patienten und zur Kopfstütze mit der sterilen Drapierung gewährleistet sein. Bewegungsartefakte, die durch das Berühren des sterilen Vorhangs durch den Scanner verursacht werden, können die Bildqualität des intraoperativen Bildes verschlechtern und die Entscheidungsfindung über die Sicherheit der gebohrten Flugbahn behindern, die für den Beginn der Bohrung erforderlich ist.
Im Optimalfall bleibt die runde Fenstermembran nach dem robotischen Innenohrzugang erhalten und versiegelt das Innenohr vor Knochenstaub und Blut, die durch die aufeinanderfolgenden Schritte des Implantatmanagements eingebracht werden können. Da die Passerschrauben und der Patientenreferenzmarker für den Innenohrzugang benötigt werden, wird nicht empfohlen, das Implantatbett vor dem Innenohrzugang vorzubereiten, um ausreichend Platz für die Platzierung der Schrauben zu gewährleisten. Falls die runde Fenstermembran nach dem Zugang zum Innenohr nicht intakt ist, kann das runde Fenster als Schutzmaßnahme vorübergehend abgedeckt werden, bis das Einsetzen des Elektrodenarrays durchgeführt wird.
Nachdem der Zugang zum Innenohr hergestellt wurde, kann der Chirurg verschiedene Techniken verwenden, um den Zugang zu visualisieren. Mikroskopische Inspektionen durch einen Tympanomeatallappen oder direkte endoskopische Inspektionen sind möglich. Für das spätere Einsetzen eines Elektrodenarrays empfehlen wir jedoch, eine Tympanomeatalklappe durchzuführen, um bei Bedarf einen direkten Zugang zum Elektrodenarray zu ermöglichen13. Die Elektrodenarray-Leitung kann vor dem Einführen markiert werden, um vollständige Insertionen an der Oberfläche des Warzenknochens anzuzeigen. Wir empfehlen auch, das Insertionsführungsrohr während des Einführens zu verwenden, um den Kontakt mit Blut und Knochenstaub zu vermeiden und das Elektrodenarray auf die Insertionstrajektorie14 zu beschränken.
Das vorgestellte Verfahren wendet aufgabenautonome Robotik im Bereich der otologischen Mikrochirurgie an. Mögliche Vorteile des Verfahrens sind der reproduzierbare, minimalinvasive Zugang zur Cochlea und letztlich das gezielte und genaue Einsetzen von Elektroden, was den Pool der CI-Patienten in Zukunft erweitern könnte. Die aktuellen Einschränkungen des Systems sind die damit verbundenen Mehrkosten für Material und geschultes Personal, die längere Operationsdauer und das noch manuell durchgeführte Elektrodeninsertion. Derzeit benötigt die robotische Cochlea-Implantation mehr Zeit (ca. 4 h) als die herkömmliche Cochlea-Implantation (ca. 1,5 h). Daher sollte auch der Zustand des Patienten für die Eignung berücksichtigt werden.

Ein Cochlea-Implantat (CI) ist die Standardbehandlung bei schwerem bis hochgradigem sensorineuralem Hörverlust1. Das chirurgische Verfahren zur Cochlea-Implantation zielt darauf ab, das Cochlea-Implantat-Elektrodenarray atraumatisch in die Cochlea einzuführen. Für die Implantation müssen Chirurgen den Zugang von der Oberfläche des Schläfenbeins zur Cochlea ermöglichen. Bei herkömmlichen Verfahren wird dieser Zugang hergestellt, indem Teile des Warzenknochens durch eine Mastoidektomie und eine posteriore Tympanotomie2 entfernt werden.
Die robotergestützte Cochlea-Implantation zielt darauf ab, einen minimalinvasiven Zugang durch einen kleinen Tunnel zum Innenohr für das Einsetzen von Elektrodenarrays durchzuführen. Bisher befinden sich mehrere Systeme zur roboterassistierten Cochlea-Implantation in der Entwicklung oder sind bereits auf dem Markt verfügbar. Ein solches System ermöglicht das robotergesteuerte Bohren des Warzen- und Elektrodeneinsatzes und wurde kürzlich bei Patienten3 evaluiert. Ein weiteres Gerät ist ein patientenspezifisches Führungssystem zum Tunnelbohren und Elektrodeneinsetzen4. Zwei Systeme, die nicht den Innenohrzugangstunnel, sondern die Ausrichtung und das motorisierte Einführen von Elektrodenarrays bereitstellen, haben kürzlich die Zulassung für Medizinprodukte in Europa und den USA erhalten 5,6. Die erste klinische Implementierung eines minimalinvasiven Tunnelverfahrens mit einem stereotaktischen Führungsrahmen wurde von Labadie et al.7 durchgeführt. Das erste Robotersystem und die erste Planungssoftware, die in klinischen Fällen eingesetzt werden, wurde in Zusammenarbeit zwischen dem ARTORG Center for Biomedical Engineering der Universität Bern und der Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde am Universitätsspital Bern in der Schweiz 8,9,10,11 entwickelt. Die Planungssoftware und das System wurden später von einem Spin-off-Unternehmen kommerzialisiert.
Hier stellen die Autoren das Protokoll vor, das bei der Durchführung der Roboter-Cochlea-Implantation mit einem speziellen Roboter-Cochlea-Implantationssystem erforderlich ist. Die Aspekte der Auswahl geeigneter Patienten, der präoperativen Planung des Zugangstunnels und des kompletten chirurgischen Eingriffs werden behandelt und besprochen. Ziel dieses Artikels ist es, einen Überblick über das Verfahren zu geben und die Erfahrungen der Autoren mit dem System zu teilen.

<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

Robotergestützte Systeme bieten großes Potenzial für eine schonendere und präzisere Cochlea-Implantation. In diesem Artikel geben wir einen umfassenden Überblick über den klinischen Workflow für die robotische Cochlea-Implantation mit einem Robotersystem, das speziell für einen minimalinvasiven, direkten Cochlea-Zugang entwickelt wurde. Der klinische Workflow umfasst Experten aus verschiedenen Disziplinen und erfordert Schulungen, um einen reibungslosen und sicheren Ablauf zu gewährleisten. Das Protokoll fasst die Geschichte der Roboter-Cochlea-Implantation kurz zusammen. Der klinische Ablauf wird ausführlich erläutert, beginnend mit der Beurteilung der Patienteneignung über die chirurgische Vorbereitung, die präoperative Planung mit der speziellen Planungssoftware, das Bohren des Mittelohrzugangs, die intraoperative Bildgebung zur Bestätigung der Flugbahn, das Fräsen des Innenohrzugangs, das Einsetzen des Elektrodenarrays bis hin zum Implantatmanagement. Die Schritte, die besondere Aufmerksamkeit erfordern, werden besprochen. Als Beispiel wird das postoperative Ergebnis der robotischen Cochlea-Implantation bei einem Patienten mit fortgeschrittener Otosklerose vorgestellt. Abschließend wird das Vorgehen im Kontext der Erfahrungen der Autoren diskutiert.

Die robotische Cochlea-Implantation eignet sich besonders für Fälle mit schwierigen anatomischen Bedingungen. Hier werden die postoperativen Ergebnisse bei einem Patienten mit weit fortgeschrittener Otosklerose vorgestellt. Abbildung 1 zeigt ein präoperatives CT-Bild. Der fortgeschrittene Zustand der Otosklerose hat den Petrousknochen aufgelöst, wodurch die Cochlea kaum noch erkennbar ist.
Das postoperative Ergebnis ist in Abbildung 2 dargestellt. Der kleine Tunnelzugang ist zu sehen. In diesem Fall wurde die Operationsplanung verwendet, um präoperativ einen optimalen Insertionszugang zum Innenohr zu identifizieren. Das erfolgreiche Einsetzen des Elektrodenarrays ist mit einer Winkeleinführtiefe von ca. 270° zu sehen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64047/64047fig01.jpg"> Abbildung 1: Roboter-Cochlea-Implantation bei einem Patienten mit weit fortgeschrittener Otosklerose. Axialer Computertomographieschnitt des linken Schläfenbeins zeigt die kaum wahrnehmbare Cochlea (rote Ellipse). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64047/64047fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64047/64047fig02.jpg"> Abbildung 2: Roboter-Cochlea-Implantation bei einem Patienten mit weit fortgeschrittener Otosklerose. Postoperatives Bild, das den gebohrten Tunnel und das eingesetzte Elektrodenarray zeigt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64047/64047fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>

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Robotic Cochlear Implantation for Direct Cochlear Access

Die robotische Cochlea-Implantation ist ein Verfahren für den minimalinvasiven Innenohrzugang. Im Vergleich zur konventionellen Operation beinhaltet die robotergestützte Cochlea-Implantation zusätzliche Schritte, die im Operationssaal durchgeführt werden müssen. In diesem Artikel beschreiben wir das Verfahren und heben die wichtigen Aspekte der robotischen Cochlea-Implantation hervor.

Roboter-Cochlea-Implantation für direkten Cochlea-Zugang

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

Wir demonstrieren eine weltweit einzigartige Technik zur Cochlea-Implantation. Der Workflow ist umfassend und erfordert Schulungen, um ein sicheres Verfahren zu gewährleisten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie einen optimal ausgerichteten, minimalinvasiven Tunnelzugang zum Innenohr ermöglicht.Stellen Sie zunächst sicher, dass der Abstand der Flugbahn zum Gesichtsnerv mindestens 0,4 Millimeter beträgt und der Abstand zur Chorda tympani mindestens 0,3 Millimeter beträgt, damit die Flugbahn sicher gebohrt werden kann. Markieren Sie dann den retroaurikulären Schnitt für das Cochlea-Implantat. Führen Sie mit einem chirurgischen Marker den Schnitt durch, heben Sie den muskulokutanen Lappen an und verwenden Sie die Kürette, um den kortikalen Knochen des Mastoids freizulegen.Markieren Sie die Position der fünf Passgeberschrauben. Die ersten vier Registrierungsschrauben sind ca. 20-30 Millimeter retroaurikulär in einem Trapezmuster positioniert. Die fünfte Schraube dient zur Befestigung von Patientenmarkern und wird etwa einen Daumenabstand von den ersten vier Schrauben entfernt, so gering wie möglich.Halten Sie den Bohrer senkrecht zur Knochenoberfläche und verwenden Sie den Vorbohrer und das Bohrhandstück, um die Löcher für die Schrauben vorzubohren. Führen Sie die Schrauben in die vorgebohrten Löcher ein und stellen Sie sicher, dass die Schrauben fest im Knochen fixiert sind. Führen Sie Computertomographie-Bildgebung oder Kegelstrahl-CT-Bildgebung unter Apnoe durch, um Bewegungsartefakte zu reduzieren.Führen Sie Bildgebung mit einer Mindestauflösung von 0,2 x 0,2 x 0,2 Millimetern durch. Überprüfen Sie die Bilddatenqualität und Sichtbarkeit aller Schrauben in den CT-Daten. Generieren Sie dann das Gesichtsnervenoberflächennetz, indem Sie Punkte in der Mittellinienlasche des Eileiterkanals hinzufügen.Gehen Sie zur Eileiterkanalidentifikation und definieren Sie den Eileiterkanal, indem Sie die Punkte anpassen. Als nächstes generieren Sie das Chorda-Paukenflächennetz. Planen Sie die Bohrbahn und genehmigen Sie den Plan mit dem Neuroradiologen.Bereiten Sie den Patienten vor, indem Sie den Kopf innerhalb der Kopfstütze so ausrichten, dass der Nacken vom unteren Kissen gestützt wird und die Nase mit der Mitte des oberen Rahmens der Kopfstütze ausgerichtet ist. Stellen Sie sicher, dass der Kopf des Patienten ausreichend auf der Kopfstütze fixiert ist. Platzieren Sie die Elektroden zur Überwachung der Gesichtsnerven.Decken Sie dann das Robotersystem und die Navigationsplattform mit sterilem Vorhang ab. Legen Sie eine Leine und befestigen Sie den Patientenmarker an der fünften Schraube so, dass er für die Tracking-Kamera des Robotersystems sichtbar ist. Stellen Sie sicher, dass der Patientenmarker fest angebracht ist und alle Gelenke fest angezogen sind.Es ist wichtig, jede Bewegung des Patientenmarkers nach dem Registrierungsprozess zu vermeiden. Führen Sie die Registrierung von Patient zu Plan durch, um den virtuellen Plan mit dem tatsächlichen Patienten in Beziehung zu setzen. Verwenden Sie das Handstück mit dem Registrierungswerkzeug und legen Sie es viermal auf jede Passerschraube.Führen Sie den Registrierungsvorgang durch, indem Sie dem Bildschirm auf der Navigationsplattform folgen, der die Schraube anzeigt, auf der das Werkzeug positioniert werden soll. Nachdem alle Schraubenpositionen digitalisiert wurden, überprüfen Sie den Passerregistrierungsfehler, um sicherzustellen, dass die Registrierungsgenauigkeit ausreicht, um fortzufahren. Stecken Sie den Bohrer in das Handstück und befestigen Sie die Bewässerungsdüse.Bestätigen Sie die Ausrichtung des Bohrers auf die in der Planungssoftware geplante virtuelle Trajektorie. Beginnen Sie mit dem Bohren mit dem Robotersystem. Das System bohrt mit einer Hackbewegung, bis der erste Sicherheitskontrollpunkt über der Gesichtsmulde erreicht ist.Nachdem Sie den ersten Kontrollpunkt erreicht haben, bewegen Sie den Roboterarm aus dem Operationsfeld. Führen Sie zunächst einen Sicherheitscheck für die intraoperative Bildgebung durch. Entfernen Sie den Patientenmarker vom Patienten.Führen Sie CT-Bildgebung oder Kegelstrahl-CT-Bildgebung mit dem Neuroradiologie-Team durch. Laden Sie die CT-Daten in die Planungssoftware und bestätigen Sie mit dem Neuroradiologen, dass die Flugbahn sicher ist. Für den Mittelohrzugang bestätigen Sie die Ausrichtung des Bohrers mit dem Bohrtunnel und bohren Sie weiter, bis der erste Gesichtsnervstimulationspunkt erreicht ist.Führen Sie die Gesichtsnervsonde ein, um die Integrität des Gesichtsnervs zu überprüfen. Dann bohrt das Robotersystem zum nächsten Gesichtsnervenstimulationspunkt. Insgesamt werden fünf Gesichtsnervenstimulationspunkte getestet.Starten Sie das Robotersystem, um den knöchernen Überhang zu fräsen. Das System stoppt automatisch nach dem Durchbruch, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Öffnung für das Elektrodenarray erreicht wird, während die runde Fenstermembran erhalten bleibt. Bestätigen Sie den Zugang zum Innenohr entweder über ein Endoskop oder ein Mikroskop durch einen Tympanomeatallappen.Entfernen Sie den Patientenmarker und alle fünf Passerschrauben. Markieren Sie die Position des Implantatkörpers mit der chirurgischen Schablone und bereiten Sie die Implantattasche vor. Fixieren Sie den Cochlea-Implantatkörper in der Tasche und führen Sie das Elektrodenarray manuell durch das Insertionsführungsrohr ein.Markieren Sie die Elektrodenleitung mit dem Einführungsleiterrohr als Referenz für die vorgesehene Einführtiefe und markieren Sie die Anordnung am seitlichen Ende des Führungsrohrs. Nachdem die endgültige Einführtiefe erreicht ist, entfernen Sie das Einführungsführungsrohr. Das präoperative CT-Bild des Patienten zeigte einen fortgeschrittenen Zustand der Otosklerose, der den Petrousknochen aufgelöst hatte, wodurch die Cochlea kaum noch erkennbar war.Das postoperative Ergebnis zeigte den gebohrten Tunnel und das eingesetzte Elektrodenarray. In diesem Fall führte die Operationsplanung zur präoperativen Identifizierung des optimalen Einstichzugangs zum Innenohr zum erfolgreichen Einsetzen des Elektrodenarrays mit einer Winkeleinführungstiefe von etwa 270 Grad. Der wichtigste Aspekt ist die Patienten-zu-Plan-Registrierung für Genauigkeit und Sicherheit.Der Chirurg muss sicherstellen, dass die Schrauben fest sitzen und dass der Registrierungsvorgang korrekt durchgeführt wird.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Forschung

Medizin

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

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

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

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

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

Implantation von menschengroßen koronaren Stents in Ratte Abdominal Aorta mit einem transfemoralen Zugang

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