Минимизация травмы внутреннего уха при проведении кохлеарной имплантации

В.Е. Кузовков, Ю.К. Янов  Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт уха, горла, носа и речи (Директор – Засл. врач РФ, проф. Ю.К. Янов)

Введение

В настоящее время единственным эффективным методом реабилитации лиц, страдающих сенсоневральной тугоухостью высокой степени и глухотой, является кохлеарная имплантация (КИ). В Российской Федерации КИ проводится за счет средств федерального бюджета в довольно ограниченном количестве, что обуславливает высокие требования к кандидатам для проведения операции. Так, основным критерием при отборе является наличие у пациента тугоухости IV степени или глухоты с обеих сторон.

В то же время, в мировой практике в течение последних десяти лет наметилась тенденция к расширению показаний к КИ, разработаны специальные электроды для введения в улитку при наличии у пациента остатков слуха на низких частотах, а в 1999 году von Ilberg впервые описал принцип элекроакустической стимуляции (ЭАС) слуховой системы, при которой слуховое восприятие обеспечивается за счет остаточного слуха и ипсилатеральной электрической стимуляции [6]. Комбинация электрических и акустических стимулов на одном ухе ведет к значимому улучшению восприятия речи в шуме. При этом, как особенно подчеркивают авторы, результат ЭАС зависит от количественных характеристик остаточного слуха и, соответственно, от того, насколько атравматично введен в улитку активный электрод кохлеарного импланта [1].

Учитывая отсутствие в отечественных источниках каких-либо значимых публикаций по данному вопросу, в настоящей статье результаты собственных исследований предваряются обзором зарубежной литературы.

Обзор литературы

В 2001 году Nadol J.B. с соавт. опубликовали данные гистологического исследования височных костей, полученных у 8 лиц, которым прижизненно была выполнена КИ. Авторы констатируют, что введение электрода в улитку вызывает немедленное повреждение внутреннего уха, а также дополнительные изменения в течение времени, которые могут отрицательно влиять на электрическую стимуляцию слуховых нейронов. Травма при введении электрода, обнаруженная в ходе работы, включает повреждение спиральной связки, костной спиральной пластинки и разрыв базилярной мембраны. Также авторы рассматривают долговременные изменения внутреннего уха, включающие остеогенез и фиброзные изменения по ходу введенного электрода, эффект описанных изменений на число клеток спирального ганглия. В 4 случаях из 8 исследованию было подвергнуто противоположное неимплантированное ухо. В 3 из 4 случаев не было значимого различия между числом клеток спирального ганглия с двух сторон. Кроме того, в данной серии была получена обратная корреляция между числом клеток спирального ганглия и слуховым восприятием, измерявшимся прижизненно при помощи распознавания односложных слов, что позволило сделать вывод о значении не только уменьшения числа нейронов после имплантации, но и нарушений в центральных отделах слухового пути [7].

Те же авторы в 1994 году уточнили характер травмы структур внутреннего уха, встречающейся после введения электрода, установив, что патологические изменения чаще встречаются на расстоянии 6-15 мм от окна улитки в случае имплантов «Richards Ineraid», а, по крайней мере, в ближайшие сроки после КИ даже значительная травма поддерживающих структур внутреннего уха не оказывает существенного влияния на численность клеток спирального ганглия [9].

P.S. Roland и C.G. Wright в 2006 году опубликовали подробный отчет о механизме травмы внутреннего уха, сопровождающей введение активного электроды, на основании изучения препаратов височной кости [14].

Авторы выделяют травму латеральной стенки, наиболее часто встречающуюся при введении электрода, травму модиолюса, травму сосудов, и травму, наносимую при наложении кохлеостомы. Травма латеральной стенки и смежных структур наносится либо кончиком электрода, либо в результате давления «тела» электрода. Такие повреждения могут ограничиваться спиральной связкой, или также включать базилярную мембрану и костную спиральную пластинку. В случае, если повреждается базилярная мембрана, возможно введение электрода в срединную лестницу, но даже, если электрод не проник в нее, разрыв базилярной мембраны открывает улитковый проток, результатом чего является смешивание пери- и эндолимфы, что, как доказано на животных, оказывает токсическое воздействие на на сосудистую полоску и Кортиев орган в месте повреждения. В случае непосредственного введения электрода в срединную лестницу, может иметь место прямое повреждение внутри улиткового протока, включая периферические окончания слухового нерва, что может иметь последствия в виде дегенерации клеток спирального ганглия. Травма костной спиральной пластинки, которая возможна при деформации электрода вследствие приложения излишней силы, ведет к нарушению целостности дендритов клеток спирального ганглия и их последующей дегенерации. Авторы показывают, что травма латеральной стенки и смежных структур может быть нанесена различными  применяющимися электродами, независимо от их типа и производителя. Травма тонкой костной стенки модиолюса может быть нанесена электродами, для введения которых используются специальные приспособления типа стилетов и т.д. Так называемые перимодиолярные электроды, в отличие от электродов, свободно располагающихся вдоль боковой стенки барабанной лестницы, более опасны в отношении модиолюса при попытках подтягивания электрода назад, что может отрицательно сказаться, например, при необходимости в будущем, эксплантации (удаления электрода). Также авторы доказывают возможность повреждения сосудистой системы внутреннего уха при введении электрода.

Травма, связанная с наложением кохлеостомы, включает неизбежное повреждение периостальной выстилки и сосудов барабанной лестницы. Костная стружка, часто попадающая в лестницу в процессе работы бора, может стать причиной фиброзных изменений и остеогенеза. Имеет значение и истечение перилимфы при наложении кохлеостомы [14].

Интересные наблюдения представлены в работах O. Adunka с соавт., который в 2004 году представил данные введения Flex (Med-El) электрода, предназначенного для КИ в случаях наличия остаточного слуха, на препаратах височных костей [5]. Электрод разработан, как свободно располагающийся вдоль боковой стенки тимпанальной лестницы. Полученные в результате гистологического исследования данные были поделены на 4 категории: 1 – отсутствие травмы, 2 – смещение базилярной мембраны, 3 – разрыв базилярной мембраны или спиральной связки, 4 – перелом костной спиральной пластинки или модиолярной стенки. Так, признаки травмы 4 степени были обнаружены на 1 препарате из 8, разрыв базилярной мембраны – 1 случай, и на одном препарате идентифицировано лишь смещение базилярной мембраны, которое автор не относит непосредственно к травме. При этом сделан вывод о том, что введение Flex электрода через мембрану окна улитки способствует уменьшению травматизации структур внутреннего уха.

Тот же автор выполнил подобное исследование на 24 препаратах височной кости, используя активный электрод импланта Nucleus 24 Contour Advance (Cochlear) в 2007 году [1]. Электрод имеет направляющий стилет и разработан для так называемого перимодиолярного введения. Используя ту же градацию травмы внутреннего уха, исследователем в 75% случаев обнаружена травма 4 степени как в случае наложения кохлеостомы, так и при введении электрода через мембрану окна улитки.

Тщательный анализ механизмов травмы внутреннего уха при введении электрода в улитку при проведении КИ послужил основанием для разработки щадящих хирургических методик как для наложения кохлеостомы, так и для альтернативных методик доступа в тимпанальную лестницу.

Наложение кохлеостомы через лабиринтную капсулу является стандартной и наиболее распространенной методикой для создания пути введения электрода во время КИ. Хотя на заре КИ стандартным являлось введение электрода через окно улитки [4, 16].

В 1993 году E. Lehnhardt предложил принцип «мягкой» хирургии при наложении стомы в улитке. Методика заключается в аккуратном обнажении эндоста тимпанальной лестницы и вскрытие его при помощи микрокрючка непосредственно перед введением электрода [8].

Определению места наложения отверстия в лабиринтной капсуле посвящено множество публикаций, однако, наиболее актуальной представляется работа B.J. Gantz с соавт. (2005), в которой автором наглядно представлена методика наложения так называемой каудальной кохлеостомы кпереди и книзу от окна улитки. Автор показывает, что предлагаемая техника позволяет вскрыть просвет барабанной лестницы, избегая травмы базилярной мембраны и спиральной связки, при этом опять же акцент сделан на сохранение остатков слуха для возможной ЭАС. По данным исследования, остаточный слух был сохранен в 96% случаев [11].

Среди недостатков введения активного электрода через кохлеостому называются значимая акутравма, потеря перилимфы, возможное попадание костной стружки в просвет улитки [14].

Как уже говорилось ранее, методика введения активного электрода кохлеарного импланта через окно улитки не является новой, однако, проведенные в последнее время исследования явились ее теоретическим и практическим обоснованием [15].

P.M. Li с соавт. (2007) подробно описывают анатомию окна улитки применительно к КИ. Авторы анализируют анатомические соотношения мембраны круглого окна с близлежащими образованиями, обосновывая необходимость введения электрода через переднее-нижний квадрант мембраны для предотвращения травмы структур внутреннего уха и точного введения электрода в барабанную лестницу. При этом перед введением предлагается удалять также передне-верхнюю часть косного навеса ниши окна улитки [3].

Анатомические структуры, имеющие непосредственное отношение к кохлеарной стороне мембраны окна улитки, включают основную мембрану, спиральную связку, срединную лестницу, и костную спиральную пластинку, которые располагаются кпереди от заднего края мембраны. Соединительный проток непосредственно соотносится с задним краем мембраны, тогда как нижняя вена улитки и водопровод улитки тесно соотносятся с нижним краем [3].

 H. Skarzynski с соавт. (2007) описывает следующую методику ведения электрода через окно улитки. После снятия костного навеса в центре мембраны производится крестообразный надрез, через который вводится электрод, место введения обрабатывается фибриновым клеем. Авторы утверждают, что такая техника сохраняет свойства мембраны, позволяя выполнять прежнюю функцию передачи давления несжимаемой жидкости, обеспечивая акустическую составляющую ЭАС. Однако, в части случаев у пациентов отмечалось снижение показателей остаточного слуха, а у одного из обследуемых в течение 2 недель после операции остатки слуха на оперированном ухе были потеряны полностью [12].

Таким образом, в изученной литературе широко представлены вопросы травмы структур внутреннего уха, сопровождающей введение активного электрода при проведении КИ. Предложены щадящие методики наложения кохлеостомы, обоснована возможность введения электрода через мембрану окна улитки. С другой стороны, многие исследователи не обнаруживают достоверных корреляций между наличием травмы и сохранением остаточного слуха, который может быть успешно использован в дальнейшем для ЭАС. И все же, несмотря на некоторые противоречия в литературных данных, необходимость таких работ, по нашему мнению, заключается в следующем. Во-первых, атравматичность введения электрода при КИ обеспечивает лучшие результаты реабилитации, например, возможность применения ЭАС у лиц с остаточным слухом. Во-вторых, сохранение интактными структур внутреннего уха оставляет шанс их использования при появлении в будущем новых медицинских технологий. В-третьих, при выполнении КИ должна учитываться возможность проведения реоперации, так как кохлеарный имплант может выйти из строя в силу непреодолимых обстоятельств,  например, травмы головы, а конструктивные особенности электрода должны предполагать не только возможность его атравматичного введения, но и такого же удаления.

Цель работы

Целью работы явилось обоснование и внедрение в практику хирургических методик введения активного электрода кохлеарного импланта, обеспечивающих минимизацию травмы структур внутреннего уха.

Материалы и методы

Исследование проводилось в Санкт-Петербургском НИИ уха, горла, носа и речи в период с 2006 по 2008 г.г.

На первом этапе работы изучено 100 препаратов височной кости, полученных посмертно у лиц среднего и пожилого возраста. При помощи световой микроскопии определялись размеры ниши окна улитки, мембраны окна улитки, расстояние до близлежащих структур внутреннего уха с целью подтверждения возможности наложения каудаоьной кохлеостомы и введения активного электрода кохлеарного импланта через вторичную барабанную перепонку. 

На втором этапе работы обследовано 250 пациентов с сенсоневральной тугоухостью IV степени и глухотой, поступавших в плановом порядке для проведения кохлеарной имплантации. В 195 случаях введение электрода в улитку осуществлялось посредством каудальной кохлеостомии, в 55 случаях электрод вводился через мембрану окна улитки. Среди пациентов преобладали дети в возрасте от 1 до 5 лет (177), детей от 5 до 17 лет прооперировано  48 человек, также КИ была выполнена 25 взрослым в возрасте от 18 до 55 лет, потерявшим слух после овладения речью.

Из группы взрослых пациентов и детей старшего возраста была отобрана группа из 20 лиц с наличием остаточного слуха, укладывавшегося в критерии IV степени тугоухости, однако значимого проведения аудиологического пред- и послеоперационного обследования и для пациентов, которые эффективно использовали сверхмощные цифровые слуховые аппараты (диаграмма 1).

Методика наложения каудальной кохлеостомы

Выполняются этапы КИ в соответствии с «классической» методикой: заушный разрез, формирование кожных и надкостничных лоскутов, подготовка ложа для импланта, расширенная мастоидотомия, задняя тимпанотомия. После идентификации окна улитки алмазным бором диаметром 1,5 мм частично удаляется костный навес ниши окна улитки для визуализации мембраны круглого окна. Кохлеостома накладывается кпереди и книзу от окна улитки. Для унификации определения точки наложения стомы проводятся две воображаемые линии – одна вдоль верхнего края окна улитки, вторая – перпендикулярно первой от передненижнего края окна (рис. 1).

Наложение кохлеостомы начинается в нижней части передненижнего квадранта при помощи 1мм алмазного бора. Подход к барабанной лестнице в каудальном направлении позволяет избежать травмы базилярной мембраны и спиральной связки (рис. 2).

При медленном удалении кости лабиринтной капсулы над тимпанальной лестницей, ближе к ее просвету, нижележащая кость принимает голубоватую или серую окраску. Наложение кохлеостомы выше приводит к появлению белесого пятна перед вскрытием просвета лестницы [11]. Просвет тимпанальной лестницы вскрывается непосредственно перед введением электрода. В случае, если сохранить эндост в ходе манипуляции не удалось, кохлеостома прикрывается фрагментом гемостатической губки, пропитанной раствором кортикостероидов, до момента введения. В сложных случаях, при наличии оссификации начальных отделов базального завитка улитки, отсутствии нормальных анатомических ориентиров, мы предлагаем принцип визуализации, согласно которому кохлеостома в таких случаях должна быть расширена. Увеличение диаметра кохлеостомы при помощи 1 мм алмазного бора до 1,2-1,3 мм позволяет визуализировать выстилку барабанной лестницы с характерным поперечным сосудистым рисунком и нижнюю поверхность базилярной мембраны, что является достоверными признаками вскрытия просвета тимпанальной лестницы. После введения электрода производится тампонада кохлеостомы вокруг электрода фрагментом височной мышцы или фасциальным лоскутом.

Методика введения электрода через мембрану окна улитки

Данная хирургическая техника, на основании изучения зарубежного опыта по данным литературы, а также собственных исследований препаратов височной кости, впервые в отечественной практике стала применяться в Санкт-Петербургском НИИ уха, горла, носа и речи с 2001 по 2006 г.г. – в отдельных случаях, с 2007 года – в качестве одной из основных методик.

В ходе операции выполняются упомянутые выше этапы КИ. Доступ с полость среднего уха осуществляется через лицевой карман посредством задней тимпанотомии. Через лицевой карман иногда обозрима мембрана окна улитки, но не более 1/3 ее площади [14].

Для доступа к передним отделам вторичной барабанной перепонки 1,5 мм алмазным бором удаляется передняя, в отдельных случаях – и задняя часть костного навеса ниши круглого окна. Следует помнить, что кзади мембрана отстоит от костной спиральной пластинки не боле, чем на 1 мм.

Непосредственно перед введением активного электрода кохлеарного импланта производится вертикальный разрез мембраны серповидным ножом и горизонтальный разрез передней части мембраны для облегчения введения кончика электрода (рис. 3).

Такой доступ, как правило, является достаточным, однако при наличии в передненижних отделах окна выраженного полулунного гребня производится аккуратное его удаление 0,5 мм алмазным бором после отсепаровки передненижнего отдела мембраны. После введения электрода выполняется тщательная тампонада ниши круглого окна фрагментом височной мышцы или фасции.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

В результате проведенных измерений на препаратах височной кости установлено следующее. Ширина ниши окна улитки в среднем составляет 1,8 мм (0,5-2,7 мм). Глубина ниши – 1,4 мм (0,7 – 2,5 мм). Мембрана, имеющая скорее треугольную, чем круглую форму, имеет средние размеры 2,3 мм на 1,9 мм. Такие величины соотносятся с данными, полученными другими авторами. [2, 10, 13].

В таблице 1 представлены данные измерений расстояний от различных точек мембраны окна улитки, места наложения каудальной и передней кохлеостомы до смежных структур внутреннего уха, которые определялись при помощи световой микроскопии. Таковыми явились лестница преддверия, срединная лестница, спиральная связка, костная спиральная пластинка, базилярная мембрана.

Таблица 1 - Расстояния от мембраны круглого окна, передней и каудальной кохлеостомы до смежных структур внутреннего уха

Среднее расстояние, мм
	Лестница преддверия	Срединная лестница	Базилярная мембрана	Спиральная связка	Костная спиральная пластинка
Задний отдел мембраны окна улитки	0,25	0,27	0,7	0,55	0,56
Передний отдел мембраны окна улитки	1,25	1,2	1,18	0,85	1,0
Передняя кохлеостома	1,2	0,8	0,8	0	1,0
Каудальная кохлеостома	1,45	1,65	1,6	1,4	1,35

Исходя из полученных значений, очевидно, что наиболее безопасными в отношении структур внутреннего уха являются каудальная кохлеостома и доступ через передние отделы мембраны окна улитки.

Практический интерес представляют данные пред- и послеоперационного аудиологического обследования группы с наличием остаточного слуха, которым было выполнено введение электрода через мембрану окна улитки (диаграмма 2).

Как видно из диаграммы у большинства из 20 пациентов удалось сохранить остаточный слух после КИ с некоторой тенденцией к повышению порогов воздушной проводимости. Из исследования исключен один пациент, у которого через месяц после КИ чистые тоны не воспринимались имплантированным ухом при проведении тональной аудиометрии.

Результаты хирургических вмешательств как при доступе к улитке посредством каудальной кохлеостомии, так и при введении электрода через мембрану круглого окна, можно расценивать как отличные. Всем пациентам проведено плановое подключение импланта, курс слухоречевой реабилитации. Ни у одного из пациентов не обнаружено признаков наличия фистулы лабиринта. Аудиологические данные и показатели слухоречевого восприятия пациентов нуждаются в дальнейшей обработке и будут представлены в следующих работах.

Выводы

В результате проведенного исследования были обоснованы топографо-анатомически и введены в практику методики введения активного электрода кохлеарного импланта через каудальную кохлеостому и мембрану окна улитки. Трансмембранное введение электрода обеспечивает в большинстве случаев сохранение остаточного слуха у пациентов, которым проводится кохлеарная имплантация. Атравматичное введение электрода, сохранение смежных структур внутреннего уха является значимым ввиду возможности их будущего использования с развитием новых медицинских технологий, таких как, например, электро-акустическая стимуляция.

Литература

1. Adunka O.F. Combining perimodiolar electrode placement and atraumatic insertion properties in cochlear implantation – fact or fantasy? //O.F. Adunka, H.C. Pillsbury, J. Kiefer /Acta Otolaryngol. – 2006. – Vol. 126, № 5. – P. 475 – 482.
2. Anatomical measurements of the cochlear aqueduct, round window membrane, round window niche, and facial recess // W.Y. Su, M.S. Marion, R. Hinojosa et al. / Laryngoscope. – 1982. – Vol. 92. – P. 483 – 486.
3. Anatomy of the round window and hook region of the cochlea with implications for cochlear implantation and other  endocochlear surgical procedures // P.M. Li, H. Wang, C. Northrop et al. / Otol Neurotol. – 2007/ - Vol. 28, № 5. – P. 641 – 648.
4. Clark G.M. Cochlear implant round window sealing procedures in the cat // G.M. Clark, R.K. Shepherd / Acta Otolaryngol. (Stockh). – 1984, Suppl. 410. – P. 5 – 15.
5. Cochlear implantation via the round window membrane minimizes trauma to cochlear structures: a histologically controlled insertion study // O. Adunka, M.H. Unkelbach, M. Mack et al. / Acta Otolaryngol. – 2004. – Vol. 124, № 7. – P. 807 – 812.
6. Electric-acoustic stimulation of the auditory system. New technology for severe hearing  loss // C. von Ilberg, J. Kiefer, J. Tillein et al. / ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. – 1999. – Vol./61. – P. 334 – 40.
7. Histopathology of cochlear implants in humans // J.B. Nadol, J.Y. Shiao, B.J. Burgess et al. / Ann Otol Rhinol Laryngol. – 2001. – Vol. 110, № 9. – P. 883 – 891.
8. Lehnhardt E. Intracochlear placement of cochlear implant electrodes in soft surgery technique / E. Lehnhardt // HNO. – 1993/ - Vol. 41, № 7. – P. 356 – 359.
9. Nadol J.B. Otopathology in a case of multichannel cochlear implantation // J.B. Nadol, D.R. Ketten, B.J. Burgess / Laryngoscope. – 1994. – Vol. 104, № 3. – P. 299 – 303.
10. Nomura Y. Otological significance of the round window // Y. Nomura / Adv Otorhinolaryngol. – 1984. – Vol. 33. – P. 1 – 162.
11. Preservation of hearing in cochlear implant surgery: advantages of combined electrical and acoustical speech processing // B.J. Gantz, C. Turner, K.E. Gfeller et al. / Laryngoscope. – 2005/ - Vol. 115, № 5. P. 796 – 802.
12. Preservation of low frequency hearing in partial deafness cochlear implantation (PDCI) using the round window surgical approach / H. Skarzynski, A. Lorens, A. Piotrowska et al. / Acta Otolaryngol. – 2007. – Vol. 127, № 1. – P. 41 – 48.
13. Proctor B. Anatomy of the round window niche // B. Proctor, B. Bollobas, J.K. Niparko / Ann Otol Rhinol Laryngol. – 1986. – Vol. 95, № 5. – P. 444 – 446.
14. Roland P.S. Surgical aspects of cochlear implantation: mechanisms of insertional trauma // P.S. Roland, C.G. Wright / Adv Otorhinolaryngol. – 2006. – Vol. 64. – P. 11 – 30.
15. Roland P.S. Cochlear implant electrode insertion: the round window revisited // P.S. Roland, C.G. Wright, B. Isaacson / Laryngoscope. – 2007. – Vol. 117, № 8. – P. 1397 – 1402.
16. Surgical procedure and implanted material description // H. Lacombe, B. Meyer, F. Chabolle et al. / Acta Otolaryngol(Stockh). – 1984. – Suppl. 411. – P. 20 – 24.

Комиссия по отбору пациентов на оказание высокотехнологичной медицинской помощи
Секретарь комиссии - кандидат медицинский наук Кузовков Владислав Евгеньевич, телефон - (812) 317-84-42