In den vergangenen 5 Jahren wurden zunehmend mehr Patienten mit hochgradiger Schwerhörigkeit oder frequenzselektiver, partieller Taubheit mit einem Cochlea-Implantat (CI) versorgt. Dabei soll das Resthörvermögen erhalten bleiben. Dies kann erzielt werden, wenn während der Einführung der Elektrode in die Hörschnecke die Feingewebsstrukturen der Hörschnecke (Cochlea) nicht verletzt werden. Ein Maß für die Verletzung ist die Messung der Insertionskräfte während des Insertionsprozesses. Hierzu hatten wir bereits ein Insertionssetup für hochgenaue Messungen aufgebaut [1]. Ein vollautomatisches Insertionstool soll künftig programmiert auf Basis der patientenspezifischen Bildgebung die Insertion der CI Elektrode in die Hörschnecke ermöglichen. Auf dem Weg dahin haben wirt den zweiten, modifizierten Prototyp des Insertionstools und Kraftmesssensorik aufgebaut, dessen Aufbau in diesem Beitrag vorgestellt werden soll.
Zur Durchführung der Versuche wurde ein durchsichtiges Cochleamodell aus Kunststoff eingesetzt. Die Gestalt des unteren Tunnels der Cochlea (Scala tympani) war als Hohlraum in dem Kunststoffblock im Maßstab 1:1 abgebildet (MedEL, Innsruck, Österreich). Zur Befestigung des Cochleaphantoms auf der Messzelle wurde ein spezieller Halter aus Aluminium hergestellt. Die Konfiguration wurde so gewählt, dass die Orientierung der Hörschnecke den reallen Bedingungen bei einer Insertion durch die posteriore Tympanotomie entspricht.
Nucleus Contour Advance Übungs-Elektroden (Cochlear, Sydney, Australien) wurden für diese Studie verwendet. Diese Elektroden weisen dieselben mechanischen Eigenschaften auf, wie die tatsächlich in den aktuellen CI512-Reihe verwendeten Elektroden desselben Herstellers, sind jedoch wegen elektrischer Kontaktprobleme bei der Produktion aussortiert worden. Die Elektroden haben 24 Kontakte und bestehen aus Silikon. Die Elektrode ist derart vorgeformt, dass sie sich innerhalb der Hörschnecke um die zentrale Achse, die das Zielorgan - den Hörnerven enthält - krümmt. Damit die Elektrode aber zunächst in die Hörschnecke eingeführt werden kann, wird sie durch einen Platin-Draht (Stilett) der in der Längsachse der Elektrode eingebracht ist, gerade gehalten. Während der Insertion der Elektrode wird dieser Draht nach und nach aus dem Silikon-Träger herausgezogen, während die Elektrode in die Tiefe der Hörschnecke hineingeschoben wird. Dieses Verfahren wird „Advanced Off Stylet“ Technik genannt. 3
Das in [1] dargestellte Setup für die Messung der Insertionskräfte bei Cochlea Implantat Operationen wurde in unserem zweiten Aufbau im Bereich der Kraftmesssensorik verändert, um trotz der Auflösung im µN-Bereich höhere Gesamtkräfte auswerten zu können. Dies sind insbesondere bei der Anpassung des Cochlea Models an anatomischen und physiologischen Randbedingungen (Orientierung der Cochlea relativ zu der Richtung der Insertion, Anpassung der Temperatur im Messbereich) notwendig. Dadurch sollen die zuvor gemessenen Artefakte (Kontakt der Elektroden an Cochleostomie) aufgehoben und künftig realitätsnahe Messungen am Phantom ermöglicht werden. Zudem werden die Messreihen nun mit dem Programm Labview aufgenommen, um bei Veränderungen der Versuchprotokelle schneller interagieren zu können und den Messstand flexibler gestalten zu können, beispielsweise um künftig unterschiedliche Elektroden inserieren und dabei die entstandenen Kräfte messen zu können. Die Messergebnisse werden bei dem Vortrag präsentiert werden. 4
Zur Erfassung der Potenz einer Elektrode sowie der Insertionstechnik zum minimal-traumatischen Einführen der Elektrode in die Cochlea kann die Kraftmessung während des Insertionsprozesses wertvolle Hinweise liefern. Während verschiedene Publikationen wie Todd et al [3] oder Roland et al [4] bei vergleichbarer Vorgehensweise eine andere Messtechnologie eingesetzten (Instron 5543-Kraftmessmaschine), haben wir uns eine Eigenentwicklung eines Insertionsprüfplatzes entschieden. Der Grund hierfür ist, dass die bei [3] und [4] eingesetzte Kraftmesstechnik für Kräfte unter 0,1N nicht kalibriert ist. Unsere bisherigen Ergebnisse lagen erheblich tiefer als diese Zahl.
Die Kraftmessung bei der Insertion von CI-Elektroden kann auf die mögliche intracochleäre Schädigung bei der Insertion durch die Wahl der Elektrode oder Insertionstechnik hindeuten. Weitere Messungen an Felsenbeinpräparaten von Körperspendern werden folgen, um realitätsnahe Messwerte zu erheben. 5