Operative Zugangswege

Im Laufe der Jahrzehnte wurden verschiedene Praktiken zur Implantation angewandt. So wurde einst eine präaurikuläre Schnittführung eingesetzt, um Nähte im Bereich des Implantats zu vermeiden. Dieses Vorgehen wurde aufgrund der sichtbaren Narbenbildung, sowie der Nähe zur Arteria temporalis superficialis und dem damit verbundenen potentiellen Verletzungsrisiko der Arterie weitestgehend verlassen. Die retroaurikuläre Schnittführung ist heutzutage üblich.

Ursprünglich wurde diese sehr ausgedehnt durchgeführt, mit einer weit in Richtung Hinterkopf reichenden Schnittführung. Heute hat sich eine Hautinzision mit kurzer nach kranial führender Schnittentlastung etabliert und ist aufgrund der immer kleiner werdenden Cochlea-Implantate ausreichend.^{39, 40}

Der Ohrchirurg beginnt mit einem J-förmigen retroaurikulären Hautschnitt. Durch Erzeugung einer subperiostalen retroaurikulären Tasche wird das Einsetzen des Implantats vereinfacht und eine große Schnittführung entlang des Schläfenbeins überflüssig. Für die Erzeugung der Tasche wird das parietale squamöse Periost vom Knochen abgelöst und ein Knochenbett für den CI-Empfänger mithilfe von Bohrern hinter dem Sinus-Durawinkel ausgefräst. Anschließend erfolgt die Eröffnung des Mastoids (Antrotomie). Zur Orientierung werden der horizontale Bogengang, der kurze Ambossfortsatz und der tympanale Anteil des Nervus facialis dargestellt.^{39, 40} Es schließt sich die posteriore Tympanotomie an, bei welcher ein direkter Zugang zum Mittelohr durch den Recessus facialis gebohrt wird. Dabei wird zunächst die Chorda tympani identifiziert und anschließend der Recessus facialis zwischen Fazialiskanal und hinterer Gehörgangswand eröffnet.^{57, 77} Dadurch erlangt der Operateur eine Darstellung von ovaler und runder Fensternische, des Stapes, sowie des Promontoriums. Die Übersicht ist dabei abhängig von der Weite des Recessus facialis, ebenfalls die Zugangsmöglichkeit zur Cochlea, sowie das Verletzungsrisiko des Nervus facialis.¹⁸ Messungen in diesem Bereich konnten zeigen, dass eine Breite zwischen 1,0 – 3,5 mm für den Recessus facialis gegeben ist.⁸⁵ Durch vorsichtiges Bohren wird die Cochlea im Bereich der Scala tympani anterior des runden Fensters eröffnet (anteriore Cochleostomie). Der Elektrodenträger sollte widerstandsfrei durch die Basalwindung der Cochlea gleiten, sodass umliegende Strukturen wie die Basilarmembran, Scala vestibuli oder der Modiolus nicht verletzt werden. Dieses Vorgehen beschreibt die Mastoidektomie mit posteriorer Tympanotomie (MPTA) und Cochleostomie. Die Cochleostomie wird mit Bindegewebe abgedichtet und die Elektrodenspule in dem angefertigten Knochenbett verankert. Bereits intraoperativ erfolgt eine Testung des verwendeten Cochlea-Implantats auf dessen Funktionstüchtigkeit. Die Wunde wird mit einer

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Hautnaht verschlossen und zur Vermeidung eines Hämatoms bzw. Seroms mit einem Wickelverband bedeckt. 39, 40, 88 Eine retrospektive Studie aus dem Jahr 2010 aus Hannover zeigt, dass die reine Operationszeit bei unilateralem Eingriff im Mittel 171 Minuten beträgt, bei bilateraler Versorgung 295 Minuten.⁷⁵ 4 – 6 Wochen postoperativ kann das Implantat aktiviert und individuell an den Patienten angepasst werden.³⁹

Die Cochleostomie kann durch einen Rundfensterzugang ersetzt werden. Die Vorteile, die sich daraus ergeben, sind die Vermeidung von Traumen der Cochlea durch Vibrationen des Bohrers und anfallenden Bohrstaub, sowie die bessere Stimulation der Nervenzellen im Anfangsbereich der Cochlea durch dort platzierte Elektroden.^{88, 95} Die Scala tympani wird dabei an der RWM durch ein Häkchen eröffnet, was ein atraumatisches und sicheres Einführen der Elektroden in die Scala tympani ermöglicht. Gegebenenfalls müssen individuell vorher knöcherne Überhänge des Promontoriums entfernt werden, die den Zugang zur Rundfensternische überdecken.⁹⁶ Roland et al.¹⁰¹ konnten in einer Studie an 30 Felsenbeinen zeigen, dass sich durch das Entfernen der knöchernen Überhänge, die Sicht auf die RWM um den Faktor 1,5 – 3 erhöht und empfahlen generell nicht nur zur Sichtverbesserung die Entfernung, sondern auch zur Optimierung des Eindringwinkels der CI-Elektroden in die Scala tympani. Da interindividuell große Variabilitäten hinsichtlich der Größe der RWM vorliegen (siehe 1.1.4.), kann der Rundfensterzugang durch eine kleine Cochleostomie erweitert werden. Dies bietet sich vor allem bei Patienten mit geringem Durchmesser der RWM an, bei denen ein direktes Einführen der Elektroden durch die Membran nicht möglich ist, sodass ein kombiniertes Vorgehen angewandt werden muss, um einen ausreichend großen Zugang für die Elektroden zu schaffen.³²

1999 entwickelten Kronenberg et al.⁶⁵ den suprameatalen Zugang (SMA) zur Cochlea-Implantation, um die MPTA zu umgehen. Dabei wird zunächst ein J-förmiger retroaurikulärer Hautschnitt durchgeführt und anschließend ein tympano-meataler Lappen abgehoben, um das Mittelohr darzustellen. Die Chorda tympani wird aufgesucht. Postero-superior der Chorda wird eine circa 1 mm lange Rille in der Wand des Mittelohres gebohrt. Nach Anfertigung eines suprameatalen Bohrkanals wird eine Cochleostomie antero-inferior des ovalen Fensters geschaffen. Anschließend kann der Elektrodenträger medial der Chorda tympani und lateral des Incus in das Cochleostomieloch eingeführt werden. Der Zugang liefert eine breite Sicht auf das Promontorium, minimiert die Operationsdauer und die Traumen der Cochlea durch Vibrationen, aufgrund der ausgelassenen Mastoidektomie.^{64, 65} Außerdem gefährdet er Nervus facialis und Chorda tympani nicht, da der Bohrkanal nicht im Recessus facialis verläuft.^{83, 129} Durch den veränderten Blick- und Eindringwinkel unter Operationsbedingungen besteht eine

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höhere Gefahr der Verletzung der inferioren Wand der Scala tympani bei Elektrodeninsertion.^64,

65, 115 In zahlreichen Studien wurden die Komplikationsraten und Hörergebnisse des SMA mit der Standardtechnik (MPTA) verglichen und lieferten ähnliche Resultate. 5, 89, 90, 129, 132

Aufgrund der veränderten Operationsmethodik treten bei der MPTA-Technik andere Komplikationen auf (siehe Kapitel 1.4.3.).⁸³

1.4.1. Insertionslokalisationen im Bereich der Cochlea

Die optimale Insertionslokalisation der Elektroden in die Scala tympani wird von den einzelnen Arbeitsgruppen unterschiedlich definiert. Li et al.⁷⁰ erzielten die besten Resultate im Bereich des antero-inferioren Rands der RWM, Lenarz et al.⁶⁹ mit einer Cochleostomie unterhalb der RWM und Adunka et al.³ mit einem direkten Zugang durch die RWM nach Entfernung des knöchernen Überhangs im Bereich des Promontoriums. Shapira et al.¹⁰⁵ verglichen 2011 den SMA + Cochleostomie mit der MPTA + Rundfensterinsertion, wobei sich unter Verwendung des SMA weniger traumatische Resultate an den Felsenbeinpräparaten zeigten.

Insgesamt weisen Studienergebnisse an Patienten mit Resthörvermögen auf einen besseren Outcome hin, wenn ein Rundfensterzugang bzw. erweiterter Rundfensterzugang durchgeführt wurde. Dieser ist aufgrund der vermeidbaren intraoperativen Traumata durch Vibrationen, Bohrstaub, chirurgische Instrumente und die sichere Platzierung der Elektroden in der Scala tympani gegenüber der Standardcochleostomie zu erklären. Demgegenüber steht eine Auswertung von 16 Studien aus dem Jahre 2013 von Havenith et al.⁵³, die keine wesentlichen Unterschiede hinsichtlich besserer Hörergebnisse zwischen Rundfensterzugang und Standardcochleostomie ermitteln konnte. Lediglich für 0 – 40 % der Patienten mit Standardcochleostomie konnte ein vollständiger Erhalt ihres Resthörvermögens verzeichnet werden, in der Gruppe der Patienten mit Rundfensterzugang variierten die Ergebnisse zwischen 13 – 59 %. Postelmans et al.⁹¹ erzielten 2011 bei 24,7 % einen vollständigen, bei 70,6 % einen teilweisen Resthörerhalt für den SMA mit einer Cochleostomie antero-inferior des runden Fensters. Balkany et al.¹¹ bemaßen den vollständigen Erhalt auf 32,1 % bzw. den teilweisen Erhalt auf 53,6 % für eine Cochleostomie antero-inferior des runden Fensters nach MPTA und Gstoettner et al.⁴⁶ erreichten bei 44,4 % den vollständigen bzw. 55,6 % den partiellen Hörerhalt bei Nutzung des direkten Rundfensterzugangs nach Mastoidektomie. Bemühungen, diese Ergebnisse zu optimieren, werden stetig verfolgt, da Patienten mit kombinierter EAS deutlich bessere Hörresultate in lauter Umgebung, beim Musikhören und eine natürlichere Qualität von

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Stimme und Geräuschen erzielen als andere Patienten.62, 68, 91, 117 Dementsprechend ist der Resthörerhalt Ziel einer jeden Operation an diesen Patienten.

Diese Resultate zeigen, dass die Entscheidung zur richtigen Methode individuell für jeden Patienten getroffen werden muss. Dafür ist eine präzise präoperative Bildgebung vonnöten, um das chirurgische Vorgehen anhand anatomischer Gegebenheiten optimal planen zu können.

1.4.2. Optimierte präoperative Planung

Eine hochauflösende MR-Untersuchung eignet sich zur Betrachtung cochleärer Strukturen, um Hinweise auf anatomische Gegebenheiten und daraus resultierende Operationsmöglichkeiten zu gewinnen. Sie liefert eine Darstellung von Weichgewebsstrukturen und Hinweise auf kongenitale Malformationen, sowie Fibrose innerhalb der Scala tympani.^{45, 111} In zahlreichen Studien wurde das MRT als geeignete Bildgebungsmethode der Cochlea dahingehend untersucht.45, 50, 54, 82

Zeitler et al.¹³⁰ verglichen 2011 das Standard-CT mit der neuen flat-panel-based volume-CT- (fpVCT) Technologie zur prae- und postoperativen Evaluierung anatomischer Ohrstrukturen.

Sie konnten signifikant bessere Ergebnisse hinsichtlich der Reduzierung von Bewegungsartefakten, Darstellung der knöchernen Strukturen des Felsenbeins und der Cochlea, postoperativen Elektrodenpositionen und Evaluierung intracochleärer Traumata für das fpVCT gegenüber dem Standard-CT ermitteln. Generell eignet sich eine CT-Bildgebung für eine Darstellung knöcherner Strukturen und liefert Aussagen über die Anatomie der Mastoidzellen, sowie des äußeren und inneren Gehörgangs.

Nichtsdestotrotz war in keiner der zahlreichen Studien auf Basis dieser zur Verfügung stehenden radiologischen Bildgebungsmethoden eine Darstellung der feinen Weichgewebsstrukturen der Cochlea im Menschen, wie Reissner-Membran, BM und RWM möglich. Die Darstellung dieser cochleären Strukturen würde die Planung einer optimalen Bohrtrajektorie zur Eröffnung der Cochlea deutlich erleichtern und individuelle Aussagen über die Anatomie des Patienten liefern.22, 107, 118, 119, 127 Eine präoperative Planung wäre mit Hilfe von computergestützten Assistenzsystemen, wie sie bereits in der computer-assistierten Chirurgie (CAS) bei Eingriffen an der vorderen Schädelbasis eingesetzt wird, möglich.^{85, 102} Basierend auf der individuellen Anatomie könnte so die Entscheidung zum chirurgischen Vorgehen, ob Rundfensterzugang, erweiterter Rundfensterzugang oder Standardcochleostomie

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leicht getroffen werden und dahingehend die optimale Bohrausrichtung geplant und durchgeführt werden. Dass aktuell keine radiologische Methode zur Verfügung steht, diese Strukturen sichtbar zu machen, hat seine Ursache in dem außenliegenden, strahlungsabsorbierenden Knochen, sowie dem gemeinsamen Vorkommen von Knochen und Weichgewebsstrukturen, die unterschiedliche Anforderungen an eine hochauflösende Bildgebung haben.³⁴ In vitro ist bereits eine Darstellung der dünnen Membranen auf Basis von histologischen Schnitten bzw. fpVCT- oder µCT-Daten (Mikro-CT) nach sorgfältigem Aufbereiten und Zuschneiden möglich und erlaubt die Erstellung eines dreidimensionalen Cochleamodells mit Hilfe von Computerprogrammen. Zahlreiche Arbeitsgruppen haben anhand derartiger Modelle Messungen und anatomische Forschungen durchgeführt.22, 71, 122, 123

Dadurch kann es ermöglicht werden, vorhandene Bildgebungsmethoden so zu überarbeiten, dass auch in vivo eine Darstellung dieser Strukturen in Zukunft möglich wird bzw. detaillierte Informationen über die Anatomie der basalen Windung zu erhalten, um operative Vorgehensweisen dementsprechend zu modifizieren.

1.4.3. Intra- und postoperative Komplikationen

Die Risiken einer Cochlea-Implantat-Versorgung hängen von zahlreichen Faktoren ab. So zeigten bereits Cohen und Hoffman30, 31, 56 in zahlreichen Publikationen, dass die Komplikationsrate mit der individuellen Anatomie und den Vorerkrankungen des Patienten, der chirurgischen Erfahrung und Fähigkeiten des Operateurs, sowie dessen Operationshand korrelieren.

Komplikationen während der Operation erklären sich durch die interindividuelle anatomische Variabilität, welche im Kapitel 1.1.4. beschrieben wurde. Verletzungen der OSL, des Corti-Organs, des Ductus reuniens, des Modiolus, des NF und der Chorda tympani, Rupturen der BM oder Reissner-Membran und die Elektrodenlage innerhalb der Scala vestibuli oder Scala media sind einige mögliche Sofortfolgen. Diese wiederum können zu gravierenden nachteiligen Folgeerscheinungen führen, wie Taubheit, Degeneration von Spiralganglienzellen, Fibrose, intracochleärer Neoossifikation, Fazialislähmung, Geschmacksveränderungen oder Schwindel.

Zu den postoperativ auftretenden Schäden zählen die Mastoiditis, Gerätefehler mit daraus resultierender Notwendigkeit einer operativen Repositionierung, Otitis externa und andere Infektionen, Wundabszesse, Empfängerdislokation, Okzipitalneuralgie und Tinnitus.45, 70, 112

Diese intra- und postoperativen Schäden können in schwerwiegende und leichte

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Komplikationen unterteilt werden (Tabelle 1). In einer retrospektiven Studie aus dem Jahr 2006 wurden diese Komplikationsraten bei 176 Patienten nach minimal-invasiver CI-Chirurgie untersucht. Die Rate der schwerwiegenden Komplikationen betrug 4,0 %, die der leichten Komplikationen 8,5 %.¹¹²

Im Vergleich des SMA + Cochleostomie mit MPTA zeigten sich bei beiden Techniken akute Mittelohrinfektionen mit und ohne Mastoiditis, Wundheilungsstörungen, sowie Gleichgewichtsstörungen. Komplikationen, die ausschließlich in der Gruppe der MPTA auftraten waren die Fazialisparese, Elektrodendislokation und Verletzungen der Chorda tympani.⁸³ Unter Verwendung des SMA traten in einer Studie von Postelmans et al.⁸⁹ 3,7 % schwerwiegende und 23,4 % leichte Komplikationen auf. Für die Gruppe der Patienten mit MPTA 6,5 % schwere und 22,4 % leichte Komplikationen. Es konnten somit keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Komplikationsrate aufgezeigt werden.

Tabelle 1: Schwere und leichte Komplikationen bei CI-Versorgung

Schwere Komplikationen Leichte Komplikationen Mastoiditis

Fazialisparese

Gerätefehler und erneute OP

Otitis externa Infektionen Wundabszess

Empfängerdislokation Tinnitus, Schwindel

Geschmacksveränderungen Okzipitalneuralgie

1.4.4. Entwicklungen der minimal-invasiven Chirurgie

Das wachsende Patientenkollektiv mit Resthörvermögen, sowie auch die Cochlea-Versorgung an Kindern machen eine Entwicklung der Implantatchirurgie hin zu einem weniger traumatischen und kürzeren Eingriff wünschenswert. Aus diesem Grund gehen die

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Bemühungen in Richtung einer minimal-invasiven Methodik, bei der beispielsweise durch Generierung einer automatischen Trajektorie, basierend auf einer präoperativen Bildgebung, ein sicherer Bohrkanal zur Cochlea geplant werden kann. Die Grundlage ist, dass erstellte Bilddaten von Patienten segmentiert und in ein dreidimensionales Modell überführt werden, sodass in geeigneten Computerprogrammen eine Operations- und Trajektorienplanung stattfinden kann. Eine so generierte Trajektorie kann die Bohrung in Richtung der Zielstruktur erleichtern und den Bohrkanal an wichtigen organischen Strukturen wie dem Nervus facialis, der Chorda tympani und der Gehörknöchelchenkette vorbeileiten.⁸⁵ Ein entlang der Trajektorie möglicher minimal-invasiver Zugang, ist der DCA (direct cochlea access), der eine einzelne direkte Stichkanalbohrung von der Schädelkalotte bis zur Cochlea vorsieht. Zahlreiche Arbeitsgruppen versuchen dieses Vorgehen in der Klinik zu realisieren und dabei den optimalen Bohrweg zu definieren.13, 67, 73, 124, 125

Vorgehensweisen der CAS können mithilfe von dreidimensionalen Innenohrmodellen untersucht werden. Die Modelle können sich sowohl auf durch Bildgebung gewonnene Daten von Patienten beziehen, sowie auf histologisch aufgearbeitete Felsenbeinpräparate. Dies bietet sich vor allem für chirurgisch noch nicht etablierte Vorgehensweisen an, um durch neue Methoden nicht Mittel- bzw. Innenohr des Patienten zu gefährden bzw. um noch präzisere Informationen über das menschliche Gehör und dessen Anatomie zu erhalten.

Für die Forschung wirft die CAS die Frage auf, mit welcher Präzision und welcher Genauigkeit diese Systeme arbeiten können und inwiefern dadurch Strukturen des Ohres intraoperativ gefährdet sind. Eine Kadaverstudie zu dieser Thematik führten 2004 Schipper et al.¹⁰² durch, bei welcher Messungen an einer Standardcomputertomographie des Innenohres mit Schichtdicken von 1 mm durchgeführt wurden. Nach Bildgebung und nachfolgender navigiert kontrollierter MPTA resultierte ein Kreisdurchmesser als Zielgebiet von 1,6 * 1,6 mm, da dies den Abweichungen vom Zielpunkt (antero-inferior des runden Fensters) entsprach. Die Genauigkeitsanforderungen gaben Schipper et al.¹⁰³ mit 0,5 mm an. Da sich die Messungen nur auf ein einziges Cochlea-Modell beziehen, wird in dieser Studie die breite anatomische Variabilität, die schon in vorherigen Studien eingehend untersucht wurde (siehe 1.1.4.), nicht berücksichtigt, wodurch mit Abweichungen vom Messergebnis bei erneuter Durchführung zu rechnen ist.

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