ließen sich jedoch nicht miteinander vereinbaren, ohne dass die Elektrodenform in erheblichem Maße durch Chemikalien beeinträchtigt wurde.
Daher wurde ein Verfahren gewählt, bei dem keine Entkalzifizierung erforderlich war.
Aus diesem Grund wurde die geplante Dokumentation und Asservation von Mikrotomschnitten auf Objektträgern durch Fotodokumentation der Auflicht-mikroskopie ersetzt. Zusätzlich zur gewöhnlichen Laborausstattung war eine Software erforderlich, die es ermöglichte, Messmarken auf den Bildern anzubringen. Das gewählte Verfahren, zunächst die Implantation und anschließend den ersten Schritt der Einbettung vorzunehmen, bevor der DVT-Scan durchgeführt wurde, gewährleistete eine Beurteilung der Elektrodenlage ohne die Gefahr, dass es zwischen Bildgebung und Auswertung zu Fehlern durch Dislokation der Elektrode kam.
Für die Auswertung ist es von Bedeutung, dass die von der DVT darstellbare minimale Voxelkantenlänge 0,125 mm beträgt. Bezogen auf die Darstellungsgenauigkeit anderer radiologischer Verfahren ist das ein sehr guter Wert. Da die Cochlea und die Elektrode allerdings sehr klein sind und besonders kurze Abstände vermessen wurden, muss diese Einschränkung bei der Interpretation der Ergebnisse gebührend Berücksichtigung finden. In diesem Zusammenhang spielt auch die Treffsicherheit eine wichtige Rolle:
Wenn der Untersucher die tatsächliche Position eines Objekts nur um ein Pixel verfehlt, wird das Ergebnis um 0,125 mm verändert. Dieses Problem wurde dadurch erschwert, dass die Darstellungsmöglichkeit der DVT-Befundungssoftware eine starke Vergrößerung zur Messung nicht erlaubt: Die in der Software vorhandene Vergrößerungsmöglichkeit schließt eine gleichzeitige Messung aus. Um diese Fehlermöglichkeit zu relativieren, wurde die Auswertung um ein zusätzliches Messwertepaar ergänzt. Die DVT-Bilder wurden im Bitmap-Format unkomprimiert in Photoshop exportiert, dort stark vergrößert und vermessen. Die in Photoshop ermittelten Messwerte wurden – wie auch die Messwerte aus der DVT-Software – mit den Messwerten der anatomischen Darstellung verglichen. So konnte eine Aussage darüber gemacht werden, ob die zur Verfügung gestellte Software die Befundung von postoperativen CI-Aufnahmen beeinträchtigt. Ein weiterer Aspekt ist durch die Einheit der Messung in der DVT-Software determiniert. Das Programm gibt das Messergebnis in der Einheit Millimeter aus und rundet auf die zweite Nachkommastelle. Die Auflösung von 0,125 mm wird so nicht immer ausreichend genau am
Befundungs-arbeitsplatz ausgegeben. Diese Ungenauigkeit wurde durch die Auswertung des Werte-paares 2 im Grafikprogramm Photoshop aber ebenfalls behoben, da die Messergebnisse dort pixelgenau ausgewertet werden konnten.
Für die statistische Auswertung dieser Arbeit ist es von Bedeutung, dass formalstatistisch unterschiedliche Messverfahren analysiert und miteinander verglichen werden müssen, die als Grundlage gleiche Variablen verwenden. Dabei muss die Übereinstimmung der beiden Messverfahren (Agreement) besondere Berücksichtigung finden. Da die alleinige Bestimmung der durchschnittlichen Mittelwerte nicht ausreichend ist, wurden die Streuungen der Differenzen einzelner Messwertpaare ausgewertet [25]. Diese Arbeit widmet sich erstmalig systematisch dieser Fragestellung, daher gibt es in der Literatur bisher keinen Wert, der eine maximal erlaubte Abweichung der DVT von der Referenzmessung (histologische Schliffe) vorgibt. Die hier vorgenommene Auswertung hat aus diesem Grund explorativen Charakter. Die Abweichungen der Messungen zwischen DVT und histologischer Referenz wurden bestimmt und müssen in der folgenden Diskussion für akzeptabel oder nicht hinnehmbar erklärt werden. Ferner wurde bei der statistischen Auswertung davon ausgegangen, dass die Messwerte unabhängig sind. Möglicherweise handelt es sich bei dieser Annahme um eine Vereinfachung, da es durch die Neueinstellung des Aufsichtwinkels in der Software innerhalb eines Präparates zu Abhängigkeiten kommen könnte. Allerdings wurde dieser Faktor für die Auswertung als nicht maßgebend betrachtet und daher vernachlässigt.
Als Maßzahl für die Qualität der Untersuchung kann die Verzerrung betrachtet werden, die sich im Mittelwert der Differenzen ausdrückt und möglichst nah an null sein sollte.
Die Verzerrung des Wertepaares 1 beträgt -62,93 µm, die des zweiten Wertepaares -36,27 µm. Dies sind hervorragende Ergebnisse, die im Bereich der Genauigkeit der DVT-Messungen liegen. Die Genauigkeit der Messung im DVT drückt sich in der halben Voxelkantenlänge aus und beträgt 62,5 µm. Bezogen auf den Abstand der Elektrode zum Modiolus wurde eine Verzerrung von nur -1,55 µm errechnet. Der Mittelwert der Differenzen zwischen der histologischen Darstellung als Referenzwert und der DVT-Bildgebung ist also bemerkenswert klein. Die einzelnen Mittelwerte streuen allerdings stark (zwischen -1030,53 µm und +1100,19 µm). Ein Unsicherheitsfaktor, der zu größeren Verzerrungen geführt hätte, war das Einstellen der
richtigen Ebene in der Befundungssoftware. Wäre der Aufsichtswinkel in einem Präparat falsch eingestellt worden, wäre jede Strecke des Präparates systematisch zu groß oder zu klein gemessen worden. Die Messungen wären in diesem Falle wie bereits erwähnt nicht unabhängig gewesen. Weitere Fehlermöglichkeiten könnten die Ergebnisse verzerren: Faktoren, die die Genauigkeit beeinflussen, sind Messungenauigkeiten und Treffunsicherheit. Das heißt die niedrigen Verzerrungen zeigen die Möglichkeiten der DVT, müssen aber bei experimentellen Fragestellungen immer im Kontext ausreichend großer Fallzahlen gesetzt werden.
Man kann vielfach in der Literatur beobachten, dass unzureichende Verfahren für die Auswertung von Daten gewählt werden, wenn Messmethoden auf Genauigkeit überprüft werden sollen [25]. Die hier verwendeten statistischen Instrumente eignen sich besser als andere nahe liegende Verfahren: Der Konkordanzkoeffizient, der eine Variation des Korrelationskoeffizienten darstellt, kann bei niedrigen Werten nicht zwischen systematischen Verzerrungen oder hohen Wertestreuungen unterscheiden.
Vielfach wird beobachtet, dass Korrelationen eingesetzt werden, um eine Übereinstimmung zu prüfen. Korrelationen sind vom betrachteten Wertebereich abhängig. Eine hohe Korrelation ist damit nicht gleichbedeutend mit einer hohen Übereinstimmung. Würde man alle Werte der Messung in der DVT-Software um 10 % erhöhen und alle Werte der histologischen Messung um 10 % verringern, würde die Korrelation gleich bleiben, aber die Übereinstimmung deutlich abnehmen. Grouven et al. [25] beschreiben, warum auch t-Test, Regression und Intraklass-Korrelations-koeffizienten zur Übereinstimmungsanalyse ungeeignet sind.
Die Übereinstimmungsgrenzen des ersten Wertepaares liegen bei -809,87 µm und 684,01 µm. 95 % aller Differenzen liegen damit in diesem Bereich. In der für genauer erachteten Messung, aus der das Wertepaar 2 gebildet wurde, liegen die Übereinstimmungsgrenzen nur bei -751,87 µm und 665,21 µm. Dies bestätigt die Hypothese einer genaueren Messung, wenn die Bildserien als Bitmap-Dateien aus der Software exportiert werden und im Grafikprogramm ausgewertet werden. Die beste Übereinstimmung, die rein rechnerisch erreichbar ist, liegt im Bereich der Messgenauigkeit der DVT ( 125µm 62,5µm
2
1× = ). Die Verzerrung des zweiten
Wertpaares liegt mit -36,27 µm in diesem Bereich, die des ersten Wertepaares mit -62,93 µm nur unwesentlich außerhalb.
Einerseits legen diese Daten nahe, dass die durch Tomographie ermittelten Ergebnisse nicht stark von den Referenzwerten abweichen. Dennoch muss man in Betracht ziehen, dass selbst kleinste Abweichungen, die beispielsweise entstehen, wenn der Betrachter beim Messen das Ziel um nur einen Pixel verfehlt, bei kleinen Messstrecken große Fehler verursachen können. Hier ist erneut der Hinweis auf ausreichende Fallzahlgrößen erforderlich, um Ausreißer einzudämmen und gute Mittelwerte zu erzielen. Sicherlich ist die Beurteilung der Elektrodenlage auch ohne Messung möglich und für klinische Belange oftmals ausreichend. Eine zuverlässigere Auswertung der Elektrodenlage könnte daher in deskriptiven Kategorien erfolgen. Es kann beispielsweise mithilfe der DVT beschrieben werden, dass ein bestimmter Elektrodenkontakt dem Modiolus anliegt, die Entfernung weniger als einen halben Cochlea-Durchmesser beträgt oder die Elektrode an der lateralen Wand anliegt. Die Perspektive ist eine weitere Verbesserung der Ortsauflösung der DVT und eine deutliche Verbesserung der Messwerkzeuge in der Befundungssoftware. Die Daten zeigen deutlich, dass die Auswertung der DVT-Bilder in einem Grafikprogramm bessere Ergebnisse brachte als die Messungen in der eigentlichen Befundungssoftware.
Jain et al. [31] demonstrieren, dass sich mittels CT Fehllagen wie Insertation der Elektrode in das Mittelohr oder Mastoid, in den Aquaeductus cochleae, den Canalis caroticus oder die Tuba auditiva darstellen lassen. Die DVT kann, wie in dieser Arbeit beschrieben, auf Fehllagen innerhalb der Cochlea hinweisen. Da selbst Übergänge zwischen Skala tympani und Skala vestibuli mit hoher Treffsicherheit erkannt wurden, ist davon auszugehen, dass Fehllagen in anderen Teilen des Felsenbeins ebenfalls sicher erkannt und lokalisiert werden können. Die Überlegenheit der DVT im Bezug auf die geringere Strahlenexposition und verbesserte Ortsauflösung unterstreicht daher die Forderung, Untersuchungen zum Ausschluss von Elektrodenfehllagen bei gegebenen technischen Voraussetzungen zukünftig mittels Digitaler Volumentomographie durchzuführen.
Cohen et al. [13] haben 1988 erstmalig die unerwünschte Stimulation des Nervus facialis als Komplikation nach Cochlear-Implant-Versorgung beschrieben.
Verschiedene Autoren beschreiben die Häufigkeit der ungewollten Nervus facialis-Stimulation mit 2 bis 14,6 % [32, 42, 43, 45]. Damit ist sie eine wichtige Komplikation der Cochlear-Implant-Chirurgie. Betroffene Patienten berichten über Zuckungen der Gesichtsmuskulatur. Patienten mit Otosklerose sind häufiger betroffen [45]. Eine gut begründete Theorie geht davon aus, dass der otosklerotische Knochen seine Eigenschaften bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit ändert und es zum Durchtritt von Ladung und damit zur Reizung des Nervengewebes kommt. Otospongiöse Herde werden auch von Shpizner et al. [51] als Ursache angegeben. Weiterhin ist es möglich, dass Lagevarianten des Nervus facialis kombiniert mit hohen Reizschwellen einzelner Elektroden zu derartigen Irritationen führen. Oftmals müssen einzelne Elektroden in Folge abgeschaltet werden, was die durch das CI erreichte Hörverbesserung wieder verschlechtern kann. Battmer et al. [7] berichten, dass modiolusnahe Elektroden die Gefahr unerwünschter Facialis-Stimulation reduzieren. Daher schlägt die Gruppe vor, in Fällen, in denen Facialis-Stimulation auftritt und keine spezielle Elektrode verwendet wurde, die durch ihre Formung besonders modiolusnah platziert werden kann, die Elektrode chirurgisch auszutauschen. Hier wird die Wichtigkeit einer zuverlässigen Lagekontrolle besonders deutlich. Um die Ursache der Facialisreizung zu evaluieren und eine Strategie zur Behebung des Problems zu finden, kann die DVT wertvolle Dienste leisten. Mithilfe der Befundungssoftware ist es ohne Weiteres möglich, den Canalis facialis gezielt ausfindig zu machen und den Abstand des Implantats zum Nerv zu bestimmen. Außerdem ist es möglich, schnell und präzise den Elektrodenkontakt mit dem kleinsten Abstand zu benennen, der die Ursache der ungewollten Stimulation darstellt. Die in der bezeichneten Studie verwendete radiologische Darstellung der Elektrodenlage mittels herkömmlicher Röntgentechnik (Cochlear-View, vgl. Abb. 12) ist für die genaue Beurteilung der Lagebeziehungen innerhalb der Cochlea sicherlich unzureichend und für die Korrelation mit Outcome-Daten wie Facialis-Stimulation oder Reizschwellen nur bedingt geeignet.
CI-Versorgungen, insbesondere bei Kindern, sind in den vergangenen Jahren vermehrt in der Literatur diskutiert worden [3, 8, 13, 14, 46, 55-57], da das Risiko implantierter Kinder im postoperativen Verlauf eine sekundär bakterielle, das heißt otogene Meningitis zu entwickeln gegenüber der Normalbevölkerung erhöht ist. Das trifft nach neueren Publikationen auch mehr als zwei Jahre nach der OP [8] noch zu. Für die Pneumokokken-Meningitis bei Kindern unter sechs Jahren wurde von Reefhuis et al.
2003 für die Zeit bis zwei Jahre nach CI-Versorgung ein 30-fach erhöhtes Erkrankungsrisiko berechnet [46]. Als Pathomechanismus wird vermutet, dass die bakterielle Besiedlung der Meningen per continuitatem über Mittelohr und Cochlea erfolgt, da infolge der Implantation die anatomische Barriere zwischen Mittel- und Innenohr verändert wurde [3]. Zwar konnten nicht in jedem Fall eine Otitis media oder eine Labyrinthitis nachgewiesen werden, jedoch deuten die kultivierten Erreger (mit Abstand am häufigsten sind Streptokokkus pneumoniae und Haemophilus influenca Typ B) auf eine Verbreitung über das Mittelohr hin. Weitere Risikofaktoren stellen Innenohrfehlbildungen, die häufig mit Liquorrhoe assoziiert sind, und Implantationen unter Verwendung eines sogenannten Positioners dar. Der Positioner ist ein in die Elektrode integrierter Silikonkeil, der die Einzelkontakte näher an den Modiolus bringen sollte, um optimale Reizung der Nervenzellen zu gewährleisten. Arnold et al.
Abb. 12 Cochlear View: Darstellung einer CI-Elektrode mittels Cochlear View Technik.
Einzelne Elektroden sind klar indentifizierbar, aber Lagebeziehungen können nicht beurteilt werden. Bild aus Xu et al. [65].
Komponenten (u. a. Positioner) besteht, schwer zu erreichen sei. Es entstehe ein Flüssigkeitsleck, durch das eine Infektion übertragen werden könne [3]. Weitere Erklärungen umfassen das Vorhandensein eines weiteren Fremdkörpers, die Notwendigkeit einer größeren Cochleostomie, größeres Trauma der Innenohranatomie oder eine Kombination der vorgenannten Faktoren [46]. Der Positioner wurde von Firma Advanced Bionics entwickelt und nach Bekanntwerden des erhöhten Risikos, an Meningitis zu erkranken, im Juli 2002 vom Markt genommen. Als Präventionsmaßnahme wird empfohlen, vor der Implantation eine ausreichende Immunisierung gegen Pneumokokken und Haemophilus influenca Typ B sicherzustellen und weitere Risikofaktoren wie zum Beispiel eine mit Innenohrfehlbildung assoziierte Liquorrhoe zu identifizieren. Obwohl Innenohrfehlbildungen oder Liquorrhoe keine absolute Kontraindikation für die CI-Versorgung darstellen, kann die frühzeitige Detektion dieser Risikofaktoren hilfreich bei der Patientenauswahl sein und dem Operateur im Vorfeld wichtige Hinweise zur besonderen Behandlung dieser Patienten geben. Mittels CT ist es möglich, Liquorfisteln oder einen vergrößerten Aquaeductus vestibuli darzustellen [54, 61]. Die DVT bietet darüber hinaus das Potential, derartige Anomalien besser zu erkennen und genauer zu beschreiben. Auf diesem Gebiet sind allerdings weitere Untersuchungen erforderlich.
Im Nachgang müssen Patienten, die der Risikopopulation zugeordnet werden, gut überwacht werden. Dies beinhaltet eine genaue Information der Angehörigen und regelmäßige Kontrolluntersuchungen. Sollte es zu einer Meningitis kommen, stellt die DVT ein geeignetes Verfahren dar, um operative Intervention abzuwägen und zu planen. Bisher wurden hier CT-Bilder angefertigt. Eine weitere Bearbeitung dieses Themas mit dem Ziel, für den Einsatz der DVT in diesem Indikationskreis bessere Evidenz zu schaffen, ist sicherlich wünschenswert.
Eine Schwäche der DVT im Vergleich zur CT ist bisher die mangelhafte Möglichkeit zur Darstellung von Weichteilgewebe. Besonders im Bereich des Innenohres wäre die Darstellung nicht-knöcherner Strukturen von Interesse. Ein Anwendungsbeispiel ist die Untersuchung von intraoperativ verursachtem Trauma. Dies gerät zunehmend in den Fokus experimenteller histologischer Untersuchungen, da Verfahren entwickelt werden, Patienten mit noch vorhandenem Resthörvermögen mit elektrisch und akustisch stimulierenden Implantaten auszustatten [22, 26, 33, 34, 60]. Hierdurch wird ein besseres Sprach- und Musikverständnis [23] erreicht. Eine Kontrolle des durch die
Implantation verursachten Traumas kann am lebenden Patienten bisher nur indirekt über postoperative Audiogramme evaluiert werden. Weitere Möglichkeiten stellen die postmortale Untersuchung von CI-Trägern und Untersuchungen an anatomischen Felsenbein-Präparaten ohne Bezug zu audiologischen Ergebnissen dar. Die radiologische Darstellung in Auflösung und Qualität der DVT wäre ein großer Fortschritt und würde systematische klinische Untersuchungen an Trägern der sogenannten Hybrid-Cochlear-Implantate ermöglichen. Knöcherne Verletzungen oder Fehlinsertationen können im DVT sehr gut dargestellt werden. Es wurde in dieser Arbeit allerdings kein implantiertes Felsenbein mit derartigen Komplikationen untersucht. Die Darstellung von „Mikrotraumata“, also Verletzungen der Basilar-membran oder der Lamina, waren nur indirekt möglich, indem anhand der Elektroden-position im knöchernen Labyrinth eine Verletzung des häutigen Labyrinthes vermutet wird. Das heißt bei einem Skalenwechsel konnte man davon ausgehen, dass es aufgrund der Penetration der Elektrode durch die zwischenliegenden anatomischen Strukturen zu einer Verletzung an dieser Stelle gekommen sein musste. Als Nebenresultat der Datenerhebung für diese Arbeit ist aufgefallen, dass 38,5 % der implantierten Felsenbeine einen Skalenwechsel aufwiesen. Bei Implantation von Patienten mit noch vorhandenem Resthörvermögen wäre im Falle eines Skalenwechsels mit schlechterem postoperativen Hörergebnis zu rechnen als ohne Skalenwechsel. Bisher fehlen hierzu aus oben angeführten Gründen jedoch noch valide Daten. Aus diesem Grund werden für die Hybrid-Technik zurzeit besonders kurze Elektroden erprobt, die die Gefahr einer Verletzung intracochleärer Strukturen minimieren sollen [21].
Hanekom berichtet von nicht vorhersagbaren Änderungen der Hörschwellen von CI-Trägern und führt dies auf fibröse Gewebebildung zurück, die sich als Narbengewebe um das Implantat entwickeln kann [27]. Abhängig von der Elektrodenposition innerhalb der Cochlea kann Narbengewebe zu empfindlichen Änderungen der Hörschwelle und zu fehlerhafter Reizung von Umgebungsstrukturen führen. Zwar lässt sich mittels DVT die genaue Position der CI-Elektrode innerhalb der Cochlea evaluieren, Fibrosierungen können bisher jedoch nicht sicher diagnostiziert werden. So ist für die weitere Entwicklung der DVT die Darstellung von Weichteilstrukturen in verschiedenen Hounsfield-Fenstern, analog zur CT, wünschenswert.
Nicht vernachlässigen sollte man die Überlegung, CI-Operateuren eine grundsätzliche Empfehlung zur postoperativen Lagekontrolle aus Gründen der Qualitätssicherung auszusprechen. Da die aktuellen Leitlinien eine postoperative Lagekontrolle nur bei Komplikationen vorsehen [5], bleiben diese Resultate oft unbemerkt. Sicherlich liefern die gewonnenen Daten aus der DVT-Bildgebung neben dem Potential für die Weiter-entwicklung der Elektrode und des Implantationsverfahrens [4] auch ausreichend Analysemöglichkeit für die individuelle Fortbildung des Operateurs.
Neben der postoperativen Lagekontrolle bietet die intraoperative Kontrolle des Positionierungsergebnisses ein weiteres Feld für zukünftige Studien. Bisher wird intraoperativ vor allem konventionelle Röntgen-Technik eingesetzt. Eine Bereicherung könnte die DVT in Fällen komplizierter Insertionen wie zum Beispiel bei Innenohrfehlbildungen sein. Falls geeignete technische Voraussetzungen vorlägen (röntgendurchlässiger OP-Tisch, ausreichend Platz für die Rotation der Röntgenröhre und des Flachbilddetektors etc.), ließe sich perioperativ feststellen, ob die Elektrode korrekt eingesetzt wird. Zudem ist der Einsatz bei unvorhergesehenen Insertationshindernissen denkbar. In diesen Fällen wäre sie einem konventionellen Röntgenbild mittels C-Bogen-Technik in der Aussagekraft deutlich überlegen.
In der Synopsis kann man feststellen, dass die DVT ein gutes und geeignetes Werkzeug zur postoperativen Lagekontrolle von Cochlear Implantaten darstellt. Die Aussagekraft der metrischen Untersuchungen ist abhängig von der gewünschten Anwendung und vom Design der Studie. Bei Verwendung der Messergebnisse muss immer die Messgenauigkeit der DVT berücksichtigt werden. Zukünftige Anwendungsbereiche liegen im Feld der intraoperativen Bildgebung und der Weiterentwicklung der Weichteildarstellung.