Current Approaches in Diagnostics and Rehabilitation of Hearing Losses PART 2 (Современные подходы к диагностике и реабилитации нарушений слуха ЧАСТЬ 2) - G. A. Tavartkiladze MD, 07/11/2013 RU
•Download as PPT, PDF•
0 likes•1,933 views
Recommended
Recommended
More Related Content
Viewers also liked
Viewers also liked (20)
Similar to Current Approaches in Diagnostics and Rehabilitation of Hearing Losses PART 2 (Современные подходы к диагностике и реабилитации нарушений слуха ЧАСТЬ 2) - G. A. Tavartkiladze MD, 07/11/2013 RU
Similar to Current Approaches in Diagnostics and Rehabilitation of Hearing Losses PART 2 (Современные подходы к диагностике и реабилитации нарушений слуха ЧАСТЬ 2) - G. A. Tavartkiladze MD, 07/11/2013 RU (20)
More from Monika Lehnhardt PhD
More from Monika Lehnhardt PhD (18)
Current Approaches in Diagnostics and Rehabilitation of Hearing Losses PART 2 (Современные подходы к диагностике и реабилитации нарушений слуха ЧАСТЬ 2) - G. A. Tavartkiladze MD, 07/11/2013 RU
- 1. Современный дизайн электрода (Advanced cochlear implant electrode) и сохранение слуха Новые критерии отбора пациентов с остаточным слухом диктуют необходимость разработки новых электродных систем и новой хирургической тактики. При этом основным условием является их атравматичность. Любой хирургический подход должен исключать возможность введения электрода в лестницу преддверия и возможность повреждения сохранных структур улитки. Сохранение остаточного слуха будет способствовать не то лько улучшенному восприятию речи, но и восприятию музыки. В будущем сохранение даже нескольких волосковых клеток может иметь значение для регенерации ВК, стимулируемой введением нейротрофинов или других веществ непосредственно через модифицированную электродную систему.
- 2. Scala Tympani Scala Vestibuli ’s er e n n iss bra Re em M Scala Media ВК Sклетки спирального ганглия Основная мембрана Scala Tympani Слуховой нерв Модиолярная стенка Латеральная стенка
- 8. Scala Tympani Теория Нейроны спирального ганглия максимально приближены к Scala Tympani Для точной стимуляции нервных волокон следует вводить электрод в Scala Tympani максимально близко к модиолярной стенке
- 9. Правильная глубина введения Теория Клетки Спирального ганглия имеются на протяжении лишь 1.75 завитка улитки. Орган Корти имеется на протяжении 2.5- 2.75 завитков. Organ of Corti Spiral ganglion Lamina spiralis ossea Hearing nerve Spornitz, “Anatomie und Physiologie“ Springer 1996 Ariyasu L et al. OHNS, 1989
- 10. Правильная глубина введения Теория При более глубоком введении латеральный угол становится более острым
- 11. Дизайн электрода/ динамика введения • Прямые электроды создают точки давления на тканях латеральной стенки, что приводит к возникновению травмы Расстояние между электродом у латеральной стенки scala vestibuli и нервом Scala vestibuli Scala tympani Ganglion nerve cells Электрод, расположенный у латеральной стенки, может повредить тонкие мембраны переместиться в scala vestibuli
- 12. Усилия, приложенные к латеральной стенке, Опасны Scala Vestibuli Scala Media Scala Tympani Mодиолярная стенка Прямой Электрод Латеральная стенка
- 13. Усилия, приложенные к латеральной стенке, Опасны 2 Прямой Straight Электрод Electrode Scala Vestibuli Scala Media Scala Tympani Mодиолярная стенка Латеральная стенка
- 14. Усилия, приложенные к латеральной стенке, Опасны Силы, приложенные к латеральной стенке при введении электрода, могут привести к перемещению электрода из Scala Tympani в Scala Vestibuli Ухудшается стимуляция клеток спирального ганглия, что ведет к ухудшению качество слуха Повреждение структур улитки приводит к ухудшению качества и потере остаточного слуха
- 15. Силы, прикладываемые при введении - эксперимент Roland (2005) 0.15 0.13 0.11 Сила введения (Н) 2 0.09 4 3 0.07 Стандартная техника введения 0.05 1 0.03 0.01 -0.01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Глубина введения Стандартная техника введения 1 Сила введения Courtesy of Dr. J Thomas Roland Jr., New York University School of Medicine 2 3 4
- 16. «Правильный» электрод • Облегчает плавное введение в scala tympani • Уменьшает силы, приложенные к латеральной стенке • Способствует постоянной перимодиолярной локализации • Защищает тонкие структуры улитки
- 17. Силы, прикладываемые при введении - эксперимент Roland (2005) 0.15 0.13 Стандартная техника введения 0.11 Сила введения (Н) 0.09 0.07 0.05 A 0.03 0.01 -0.01 0 1 C B 2 3 4 5 Глубина введения D 6 7 8 Advance Off-Stylet Standard Insertion Technique A Сила введения Courtesy of Dr. J Thomas Roland Jr., New York University School of Medicine B C D Техника введения AOS
- 18. Contour Advance & AOS ! Клиническое подтверждение Fraysse et al (2006) У 75% пациентов с Contour Advance при проведении щадящей хирургии и использовании техники AOS был сохранен остаточный слух Больший шанс сохранить остаточный слух – глубина введения до ~400°. Fraysse, B., Ramos Macias, A., Sterkers, O., Burdo, S., Ramsden, R., Deguine, O., Klenzner, T., Lenarz, T., Manrique Rodriguez, M., von Wallenberg, E., and James, C.: Residual hearing conservation and elctro-acoustic stimulation with the Nucleus 24 Contour Advance Cochlear Implant. Otol Neurotol. 2006, 27, 5; 624-33
- 19. Электроакустическая стимуляция Электроакустическая стимуляция рекомендована пациентом с хорошим остаточным слухом, особенно в области низких частот. В будущем комбинация электрической и механической стимуляции за счет расширения показаний будет показана большей популяции пациентов
- 20. Разные профили аудиометрической кривой 3-4-я степень низкочастотного снижения слуха 1-2-я степень низкочастотного снижения слуха
- 21. Разные потребности ELECTRIC Максимальное качество при электрической стимуляции ACOUSTIC ELECTRIC Максимальное качество при сочетании электрической и акустической стимуляции
- 22. Различное обоснование дизайна ELECTRIC Максимальное качество = Электрическая стимуляция всей улитки + Минимальная травма ACOUSTIC ELECTRIC Максимальное качество = Акустическая стимуляция низких частот + Максимальная сохранность структур + электрическая стимуляция высоких частот
- 24. Hybrid Минимальная травма • При использовании Hybrid нет необходимости в глубоком введении • Электрод стимулирует только высокочастотные области улитки 18mm
- 25. Hybrid Минимальная травма • Отсутствует необходимость в перекрывании электродом всех частот, поэтому силы, приложенные к латеральной стенке, намного меньше, чем при электроде CA Поэтому возможно введение вдоль латеральной стеки • В экспериментах было показано, что это справедливо до глубины в 18 мм • Поэтому, имея длину 16 мм, Hybrid вводится в безопасном диапазоне • Боле тонкий электрод также уменьшает силы, приложенные к латеральной стенке
- 26. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Сравнение сил, приложенных к латеральной стенке при введении электрода 0.15 0.13 Стандартная техника введения 0.11 Сила введения (Н) 0.09 0.07 0.05 0.03 Hybrid 0.01 -0.01 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Техника введения AOS Глубина введения (мм) Полное введение электрода – Contour Advance + AOS уменьшает силы* Высокочастотный электрод – Hybrid уменьшает силы ** * Roland (2005) ** Internal testing (Hybrid Implant Spec Sheet)
- 28. Обструктивное поражение минимизированное тонким электродом Hybrid Толстый электрод
- 30. Качественные критерии для отбора пациентов с частичной глухотой для КИ Показания для СА, КИ, ЭАС и ЧГ+КИ 6 Institute of Physiology and Pathology of Hearing 1. Без усиления 2. СА 3. ЭАС 4. ЭАС или КИ 5. КИ 6. ЧГ+КИ International Center of Hearing and Speech
- 31. Диапазон снижения слуха и реабилитационные стратегии IV ст III-IV ст III ст II ст 12 0 CI 11 0 10 0 DACS Hybrid (for low freq. hearing pres.) 90 BAHA 80 70 HA + MEI 60 50 40 I ст SN • • 30 H .L 20 10 .( dB H L) 0 Ко 10 ст но 20 -в оз 30 ду ш ны 40 й 50 ин те 60 рв ал 13 0 0 Снижение слуха глухота
- 32. ТЕНДЕНЦИИ Снижение возраста (12 мес.) !!! отработка новых критериев отбора больных разработка принципиально новых стратегий кодирования речевой информации (принципиально отличающихся как по скорости стимуляции, так и по количеству задействованных каналов и областей стимуляции) разработка объективных методов оценки адекватности и эффективности стратегий кодирования: объективизация определения порогового восприятия и порогов комфортного восприятия электрической стимуляции
- 33. Объективные методики, используемые при отборе кандидатов и у больных с кохлеарными имплантами регистрации электрически вызванных потенциала действия слухового нерва (ЭПД)/ телеметрия нервного ответа, регистрация потенциалов ствола мозга (ЭКСВП), регистрация рефлекса стременной мышцы (ЭРСМ).
- 34. ТЕЛЕМЕТРИЯ НЕРВНОГО ОТВЕТА (ЭПД) При использовании многоканальных кохлеарных имплантов каждый электрод стимулирует различные популяции нейронов. Из гистологических данных, полученных у животных с экспериментальной глухотой и на височных костях человека, следует, что дегенерация клеток спирального ганглия и их периферических отростков достоверно отличаются вдоль улитки
- 35. ТЕЛЕМЕТРИЯ НЕРВНОГО ОТВЕТА (ЭПД) При использовании многоканальных кохлеарных имплантов каждый электрод стимулирует различные популяции нейронов. Из гистологических данных, полученных у животных с экспериментальной глухотой и на височных костях человека, следует, что дегенерация клеток спирального ганглия и их периферических отростков достоверно отличаются вдоль улитки Если предположить, что изменения в параметрах ЭПД отражают свойства стимулируемых популяций нейронов, то можно ожидать, что эти ответы будут варьировать не только между испытуемыми, но и в зависимости от места стимуляции у каждого испытуемого
- 36. Что такое “ТЕЛЕМЕТРИЯ” ? “Это беспроводный двусторонний обмен данными между программируемым устройством и имплантом. Программируемое Устройство Команды Имплант Данные
- 37. Окно анализа
- 38. Возможное применение NRT Выбор оптимального места стимуляции Slower rates Faster rates Определение ПК Определение порогов восприятия Выбор оптимальной скорости стимуляции 38
- 39. Current Level Поведенческий порог комфорта Экстраполированные пороги (С) на одном комфорта электроде 250 230 210 190 170 Экстраполированные пороги восприятия Поведенческий порог восприятия (T-level) на одном электроде 150 0 5 10 15 Electrode Number 20 25
- 40. РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСВП 0 .5 u V 172 170 165 160 155 153 150 147 мкА 0 2 4 6 8 10 12 14 1 6 (m s )
- 42. Регистрация электрически вызванных рефлексов стременной мышцы (ЭВРСМ) ВОПРОСЫ: как ЭВРСМ, зарегистрированные интраоперационно, коррелируют с контралатеральными ЭВСРМ, зарегистрированными при настройке речевого процессора; как контралатеральный ЭВРСМ коррелирует с порогами комфорта; можно ли обеспечить точную настройку речевого процессора на основании данных регистрации контралатерального ЭВРСМ
- 43. Регистрация электрически вызванных рефлексов стременной мышцы (ЭВРСМ)
- 45. Кохлеарная имплантация ___________________ Стратегии кодирования речи SPEAK CIS ACE
- 46. Восприятие гласных при стимуляции отдельного электрода bet bat bait 7 6 but 9 5 10 1 4 bar bit 8 3 boot 2 boat sort beat
- 47. НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ Электродная система с возможностью введения в улитку медикаментов и стимулирующих агентов
- 48. Нейротрофины и регенерация слухового нерва Норма Глухота НВК ВВК Habenula Perforata Wise et al, The Bionic Ear Institute, 2003. Регенерация
- 49. НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ Биоэлектрический протез, в основе которого лежит прорастание аксональных отростков клеток спирального ганглия в электродную решетку
- 52. Рост клетки экспланта спирального ганглия на полирироле Richardson et al, submitted
- 53. НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ • • • • Генная терапия, заключающаяся в искусственной экспрессии RNA Генная терапия должна быть применена к клеткам, представляющим интерес Изучены гены, вовлеченные в процесс дифференциации волосковых клеток, что позволило идентифицировать факторы, контролирующие экспрессию генов в эти клетки и адаптировать их для генной терапии ВК Уже сегодня генные промотеры внедрены в вирусный вектор сцелью последующей генной терапии
- 54. Стволовые клетки: тканевой ответ 4 недели после трансплантации справа слеева ST ST RC RC 100um Coleman et al., 2006
- 55. Научные исследования • Необходимость в увеличении каналов стимуляции • Усовершенствованный дизайн электродов обеспечивает повышенное переживание нейронов • Необходимость более тесного контакта между электродами и нейронами – Нейронная протекция – Замена нейронов – Разработка новых электродов
- 56. Оптимизация карты программирования • Пользователи гетерогенны • “Оптимальная” карта отличается у каждого: • Скорость предъявления • Количество максимумов • Количество каналов • Входное усиление • компрессия (Q) • Основной вопрос – каким образом должна быть определена «оптимальная» карта ?
- 57. Генетический алгоритм • Holland1 предложил радикально новую стратегию оптимизации: повторение естественной эволюции в сторону оптимизации «организма» за счет: • • • 1 репродукции / наследования выживания наиболее приспособленных мутаций John Holland, Adaptation in Natural and Artificial Systems (reprint, 1992, MIT Press)
- 58. Кохлеарная имплантация • КИ в 12 мес. • КИ в 9 мес. • КИ в 6 мес. - 60% ООШ - 70% ООШ - до 80% ООШ До 20% - это дети с множественными дефектами развития
- 59. Кохлеарная имплантация • Пластичность возраст нормализация показателей старше 3 1 год 6 мес. более 12 мес. 6 мес. 1 мес.
- 60. СПАСИБО!
Editor's Notes
- Basic principle of CIs is to stimulate the spiral ganglion cells within the cochlea. The spiral ganglion is shown (green) below the basilar membrane (blue). Somata of Spiral Ganglion nerve cells spirals to 1.75 turns (12mm = middle of the 2nd turn) If there are no surviving dendrites, then insertion depths beyond 540 degrees have no benefit. Furthermore, the characteristic frequency of firing of these cells is less than 400Hz and there is limited pitch range at these depths in the cochlea. Consequently, the goal of cochlea implants is to get the maximum number of separate sites along the 540 degrees of the cochlea that overlies the spiral ganglion. The Contour Electrode is designed to: Be inserted up to 540 degrees Place 22 electrodes in close proximity to the modiolus (“modiolus kissing”) Place no pressure on the delicate cochlear structures Beware: ABC measures insertion depth from the apex outward – this overstates the insertion depth by 40-50 degrees compared with our reference point.
- 540 degrees is how for and ideal insertion of a CA reaches into the cochlea. MedEl electrodes are designed to go up to 720 degrees of insertion and with a thicker apical tip than the CA. Such a deep insertion technique seeks to insert a wider electrode into an increasingly smaller area.
- The cochlea is a delicate structure - a fine lattice of bone holding the soft tissues in place. During insertion of a straight electrode a pressure point on the lateral wall is created. This pressure may cause trauma. This is a stunning photo showing the point in the bone where straight electrodes typically contact the lateral wall and have the potential to damage the spiral laminar, basilar membrane and stria vascularis.
- To illustrate quantitatively the benefit of the AOS technique, we measured the force that the electrode exerts on the walls of the cochlea model during insertion for a standard insertion and an electrode inserted with the advance–off stylet technique. Explain graph Vertical axis is the measured insertion force. Horizontal axis is the insertion depth as the electrode is inserted into the cochlea. Four phases of insertion are depicted: As the electrode is introduced into the cochlea there is essentially zero force. When the tip contacts the lateral wall, the tip of the electrode begins to pressure the lateral wall and the insertion force increases as the tip applies some pressure to this contact point. Then as the electrode bends to go around the cochlear spiral the insertion force decreases. The malleable platinum stylet moulds to follow the shape of the cochlea. Finally as the electrode moves completely into the cochlea, the length of the electrode contacts the lateral wall and so the total friction between the electrode increases. The smooth silicone surface helps the electrode to slide smoothly around the lateral wall and distributes the force around the length of the cochlea. The force measured here is not pressuring the cohlea at a single point. The force on the lateral wall of the cochlea is distributed over the length of the cochlea providing a low pressure at any point. The main aspect to note is the high pressure point in phase 2 when the tip first contacts the lateral wall of the cochlear and makes a relatively high pressure point on the cochlear structures.
- This slide explains the design goals of the Contour Advance electrode: Facilitate smooth movement through the scala Minimise lateral wall forces Aid more consistent perimodiolar positioning Preserve delicate cochlear structures during insertion The primary end-goals of course are consistent positioning and preserving structures. These are designed to Reduce stimulus thresholds Improve stimulus localisation Which can provide: Potential for increased electrode numbers Improved spatial definition New generation of coding strategies Maintenance of residual hearing
- The four phases of insertion as the electrode moves into the cochlea are depicted again. Notice that in each phase the tip of the electrode is not contacting the lateral wall. The graph demonstrates this. There is a dramatic reduction in insertion forces from the measurement with the standard insertion technique. The insertion force reduces to near zero. Not that the force in phase 2 shows that the force exerted on the modiolus is extremely low. This is the part of the graph where the force is slightly negative – of the order of 0.002 Newtons = equivalent to 0.0002 grams.
- The Fraysse et al study found that of a subset of 12 of the 27 subjects where there were no surgical deviations from a “soft surgical” approach 9 (75%) retained hearing sufficient to fit a hearing aid. Use of residual low frequency hearing may enable better speech in noise and pitch perception, and may improve subjective benefits such as sound quality, listening effort and greater enjoyment of music.
- The Contour Advance electrode is designed to stimulate 1.5 turns of the cochlea or 420° - this is Cochlear’s definition for the ‘full cochlea’. Studies have shown this length to provide effective speech understanding whilst minimising trauma. Finley, C., Holden, A. T., Holden, K. L., Whiting, B. R., Chole, R. A., Neely, J. G., Hullar, T. E., and Skinner, M. W. - Role of electrode placement as a contributor to variability in cochlear implant outcomes. Otol Neurotol. 2008
- The Hybrid electrode is shorter than the contour advance electrode as it only needs to stimulate the high frequencies which are in the outer section of the cochlea. This removes the need for a stylet to minimise insertion forces as with the contour advance. Not having to use a stylet also means the electrode can be made thinner which further reduces electrode insertion forces. So the Hyrbid L24 electrode mismises trauma during insertion by being shorter and thinner.
- For both the Countour Advance with AOS insertion and Hybrid electrodes, the insertion force is minimised. Roland T. – A Model for Cochlear Implant Electrode Insertion and Force Evaluation: results with a new electrode design and insertion technique
- The thicker the electrode the more obstructive loss is experienced and the less effective the lower frequencies (being acoustically amplified) are at reaching further into the cochlea to the functioning hair cells.
- A thinner electrode reduces the amount of obstructive loss experienced allowing lower frequencies to reach further into the cochlea and be more effectively perceived.
- What is PDCI?? PDCI is hearing loss which is characterized by normal or slightly elevated threshold in low frequencies and by no hearing sensitivity in high frequency region. On this slide we can see that high frequency region corresponds to this part of cochlea so we can assume that this part of cochlea doesn’t function. (Is not functional). But the rest of the cochlea functions normally
- To summarize our qualification criteria we prepared a graphical representation of this so area number 6 corresponds to qualification criteria for PDCI witch is different than the historical qualification criteria for EAS proposed by prof ilberg in 1999.
- There was no inflammatory tissue response observed when stem cells were transplanted into the deafened mammalian cochlea for 4 weeks. H&E.