Einfluss der cochleären Morphologie auf die

Aus der Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde
des Universitätsklinikums Freiburg i.Br.
-Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. Dr. h.c. mult. R. Laszig-
Einfluss der cochleären Morphologie auf die
Dislokationswahrscheinlichkeit des Elektrodenträgers
des Cochlea Implantates
INAUGURAL-DISSERTATION
zur
Erlangung des Medizinischen Doktorgrades
der Medizinischen Fakultät
der Albert-Ludwigs-Universität
Freiburg im Breisgau
Vorgelegt 2015
von Manuel Christoph Ketterer
geboren in Titisee - Neustadt
_____________________________________________________________
Dekanin Frau Professor Doktor Kerstin Krieglstein
1. Gutachter Frau Professor Doktor Antje Aschendorff
2. Gutachter Herr Professor Doktor Hansjürgen Agostini
Jahr der Promotion 2017
_____________________________________________________________________
„Sein Unglück
Und Sinn haben
Ausatmen können
Und die man selbst noch
Tief ausatmen
Verstehen kann
Und vielleicht auch
Und die vielleicht sogar
Sein Unglück sagen können
Irgendwer sonst versteht
In Worten
Oder verstehen könnte
In wirklichen Worten
Und weinen können.
Die zusammenhängen
Das wäre schon
Fast wieder
Glück.“
„Aufhebung“ von Erich Fried
Inhaltsverzeichnis:
1. Einleitung:..........................................................................................................................................1
2.Einführung:..........................................................................................................................................2
2.1. Anatomie:.....................................................................................................................................2
2.1.1. Anatomische Umgebung:......................................................................................................2
2.1.2. Äußeres Ohr:.........................................................................................................................3
2.1.3. Mittelohr:...............................................................................................................................4
2.1.4. Innenohr:...............................................................................................................................5
2.1.5. Corti- Organ:.........................................................................................................................6
2.2. Physiologie:..................................................................................................................................7
2.2.1. Äußeres Ohr:.........................................................................................................................7
2.2.2. Mittelohr:...............................................................................................................................8
2.2.3. Innenohr:...............................................................................................................................9
2.2.4. Corti- Organ:.......................................................................................................................10
2.3. Schwerhörigkeit:........................................................................................................................12
2.3.1 Schallleitungs- / Schallempfindungsstörung:.......................................................................12
2.3.2. Prälinguale Ursachen:..........................................................................................................13
2.3.3. Postlinguale Ursachen:........................................................................................................14
2.4. Das Cochlea Implantat:..............................................................................................................16
2.4.1. Das Implantat:.....................................................................................................................16
2.4.2. Der Elektrodenträger:..........................................................................................................18
2.4.3. Die Operation:.....................................................................................................................21
2.4.4. Indikation:...........................................................................................................................22
2.5. Radiologie:.................................................................................................................................23
2.5.1. Präoperative Bildgebung:....................................................................................................24
2.5.2. Intraoperative Bildgebung:..................................................................................................26
2.5.3. Postoperative Bildgebung:...................................................................................................27
2.6. Literaturstand der Anatomie und des Cochlea Implantates:.......................................................29
2.6.1 Cochleäre Größe:..................................................................................................................30
2.6.2. Lage des Elektrodenträgers in der Cochlea:........................................................................31
2.6.4. Anpassung des Elektrodenträgers an die Cochlea:..............................................................33
3. Zielsetzung:......................................................................................................................................34
4.Methode:...........................................................................................................................................35
4.1. Patientenkollektiv:......................................................................................................................35
4.2. Radiologische Evaluation:..........................................................................................................36
4.3. Statistik:......................................................................................................................................40
5.Ergebnisse:........................................................................................................................................41
5.1. Patientenkollektiv:......................................................................................................................41
5.2. Cochleäre Größe:........................................................................................................................42
5.3. Geschlechtsvergleich der cochleären Größen:............................................................................43
5.4. Elektrodenträgervermessung:.....................................................................................................44
5.5. Vergleich der Größe und der Elektrodenträgervermessung:......................................................45
5.6.
Vergleich der cochleären Größe und der Elektrodenlage:...................................................47
5.7.
Vergleich des Wrapping Factors und der Elektrodenlage:...................................................49
6.Diskussion:.........................................................................................................................................51
6.1. Diskussion der Messungen und Ergebnisse:...............................................................................51
6.1.1. Cochleäre Größe:.................................................................................................................51
6.1.2. Geschlechtsspezifische Unterschiede der Cochlea:.............................................................54
6.1.3. Elektrodenlage:....................................................................................................................55
6.1.4. Skaläre Lage des Elektrodenträgers:...................................................................................58
6.1.5. Exkurs: Der neue „Slim Straight“ – Elektrodenträger und die Diskussion des
Zugangsweges:..............................................................................................................................59
6.2. Weitergehende Diskussion der Ergebnisse und Forschungslage:...............................................61
6.2.1. Der Einfluss der Elektrodenlage auf das Sprachverstehen:.................................................61
6.2.2. Der Einfluss biographischer Faktoren auf das Sprachverstehen:.........................................63
6.2.3. Der Einfluss von Intellekt und Kognition auf das Sprachverstehen:...................................65
7. Zusammenfassung:..........................................................................................................................67
8. Verzeichnisse:..................................................................................................................................68
8.1. Abkürzungsverzeichnis:.............................................................................................................68
8.2. Tabellarverzeichnis:...................................................................................................................69
8.3. Darstellungsverzeichnis:............................................................................................................70
8.4. Literaturverzeichnis:...................................................................................................................73
9. Danksagung:.....................................................................................................................................84
10.EidesstattlicheVersicherung:..........................................................................................................85
1.Einleitung
1. Einleitung:
Die berühmte taub- blinde Autorin Helen Keller (1880- 1968) formulierte einst: „Nicht sehen
trennt, von den Dingen, nicht hören, trennt von den Menschen.“ (Adelt, 2014, S.74; Original
Immanuel Kant, zitiert von Helen Keller). Kaum vorstellbar mag es sein, nichts zu hören. Die
Welt um sich herum nur zu sehen, zu tasten, zu riechen, aber den Klang der Welt nicht mehr
wahrzunehmen oder nie wahrgenommen zu haben. Besonders die Tatsache gewisse Frequenzen
nicht mehr wahrnehmen zu können, welche für das Sprachverstehen wichtig sind und somit für
die Tatsache ein Gespräch zu verstehen und es zu erwidern, ist sehr beeinträchtigend. Ein
vermindertes Hörvermögen schränkt Menschen im Straßenverkehr, beim Telefonieren, im
zwischenmenschlichen Umgang, im Restaurant und somit sowohl im Berufs- als auch
Privatleben enorm ein.
Weltweit nutzen über 300.000 Menschen ein Cochlea Implantat (CI) (O´Donoghue, 2013). Es
ist wahrlich faszinierend wie selbst prälingual ertaubte Kinder durch das CI mit anschließender
Rehabilitation einen Zugang zu Sprache, Sprechen und Sprachverstehen erlangen können. Das
Gehör wird zwar nicht wieder hergestellt und somit kein Wunder vollbracht, dennoch
erleichtert das CI das Hören und Verstehen insgemein. Wie erfolgreich dies postoperativ jedoch
erreicht wird, ist interindividuell unterschiedlich und hängt abgesehen von medizinischen
Fakten auch viel mit der Erwartung an das neue Hören zusammen. Vor allem aber spielen die
Taubheitsdauer, die Ursache der Ertaubung und einige weitere Faktoren eine bedeutende Rolle
(Holden et al. 2013).
Unfassbar scheint es, dass ein zuvor tauber Patient nach einigen Wochen bis Monaten des
Übens und der Rehabilitation erneut Zugang zum Telefonieren oder gar zur Musik erhält. Viele
erlangen einen offenen Zugang zum Sprachverständnis, anderen ist die Kommunikation in
Kombination des Gehörs und des Lippenlesens zumindest deutlich erleichtert.
Mittels neuer Technologie und sich stetig verbessernder Technik ist dem Patienten zunehmend
mehr Zugang in die auditorische Welt möglich. Monomodale und bimodale Hörtechnologie
ermöglicht es dem CI Träger simultan beispielsweise Mobiltelefonie und Fernsehen zu
streamen, ohne dass Umgebungsgeräusche ihn allzu sehr ablenken.
Das Cochlea Implantat ist ein faszinierender, fantastischer und begeisternder Fortschritt der
Medizin und ich freue mich es dem Leser dieser Arbeit etwas näher bringen zu dürfen.
2. Einführung:
2. Einführung:
2.1. Anatomie:
Die Anatomie des Ohres lässt sich in drei Teile gliedern: das äußere Ohr, das Mittelohr und das
Innenohr. Das Innenohr beherbergt das Gleichgewichtsorgan und den Hörapparat (Franzen
2007, S.1).
Darstellung 1: Überblick über die Anatomie des Ohres, unterteilt in äußeres Ohr, Mittelohr und Innenohr bestehend
aus vestibulärem Labyrinth und der Cochlea. (Schmidt Lang 2010, S.319).
2.1.1. Anatomische Umgebung:
Das Mittel- und Innenohr liegen im Os temporale, dem Schläfenbein, welches aus den drei
Anteilen der Pars tympanica, squamosa und mastoidea besteht (Lenarz 2012, S. 9). Die Pars
tympanica enthält das Mittelohr und somit das Cavum tympani sowie den knöchernen Meatus
acusticus externus (Schiebler 2007, S.707). Sie ist nach dorsal durch die Pars mastoidea
begrenzt, welche das Antrum mastoideum mit anschließenden, pneumatisierten Cellulae
mastoideae und den Processus mastoideus beherbergt (Schiebler 2007, S.707).
2
2. Einführung:
Angrenzend an die Pars mastoidea befindet sich der Sinus sigmoideus, welcher ein venöser
Blutleiter des Gehirns in der hinteren Schädelgrube darstellt und im angrenzenden Foramen
jugulare in die Vena jugularis interna übergeht (Benninghoff 2004, S.495). Das Foramen
jugulare wird begrenzt von der Pars petrosa des Os temporale und dem Os occipitale (Aumüller
2007, S.953). Die Pars petrosa des Schläfenbeins beinhaltet das Innenohr und wird auch als
Felsenbein betitelt. Durch die Pars petrosa zieht der Canalis caroticus, in welchem die Arteria
carotica interna verläuft, die das Gehirn mit Blut versorgt (Benninghoff 2004, S.495- 497).
Von besonderer Bedeutung ist der Verlauf des Nervus facialis für diesen anatomischen Bereich
und auch für die Implantation des CIs (Fayad et al. 2003). Die Anteile des N. facialis, welcher
unser Gesicht motorisch innerviert, kommen am Kleinhirnbrückenwinkel zusammen, ziehen
gemeinsam mit dem N. vestibulocochlearis, welcher Gehör- und Gleichgewichtsinformation
enthält, durch den Porus acusticus internus um im inneren Gehörgang zum Innenohr zu ziehen
(Trepel 2008, S. 72). Während der N. vestibulocochlearis hier seinen Ursprung nimmt, zieht
der N. facialis durch den Canalis facialis im Felsenbein weiter und neigt sich um fast 90 Grad
nach dorsal, was als äußeres Facialisknie bezeichnet wird (Benninghoff 2004, S.557). Im
Canalis facialis zieht er über die Paukenhöhle abwärts und tritt im Foramen stylomastoideum
aus der Schädelbasis um sich zu entsprechenden Gesichtsmuskeln hin aufzufächern (Trepel
2008, S.72). Im Verlauf durch den Canalis facialis gibt der N. facialis zahlreiche Äste ab, wie
den Nervus stapedius, welcher zum gleichnamigen Muskel im Mittelohr zieht (Benninghoff
Band 2 2004, S.558). Wenig später im Verlauf zweigt die Chorda tympani vom N. facialis ab,
welche den Hauptteil der Geschmacksfasern der Zunge enthält (Lenarz 2012, S.17). Die Chorda
tympani zieht nun in einem eigenen Kanal zum Mittelohr zurück, verläuft unter einer
aufgeworfenen Schleimhautfalte zwischen Manubrium mallei und Incus, um über die Fossa
infratemporalis zur Zunge zu ziehen und diese mit viszerosensiblen Fasern zu versorgen (Trepel
2008, S.74).
2.1.2. Äußeres Ohr:
Das äußere Ohr besteht aus der Ohrmuschel, welche aus elastischem Knorpel besteht und dem
äußeren Gehörgang, dem Meatus acusticus externus (Probst 2008, S. 144). Die Ohrmuschel mit
ihrem konvexen Rand, der Helix, welcher sich nach innen fortsetzt (Anthelix), dient dem
Schutz, dem Einfangen der Schallwellen und ist auch für das Richtungshören funktionell
bedeutend (Lenarz 2012, S. 9). Der Meatus acusticus externus verläuft vom Porus acusticus
externus bis zum Trommelfell, der Membrana tympani (Trepel 2008, S.358).
3
2. Einführung:
Er besteht im äußeren Drittel aus Knorpel und geht in das knöcherne Gerüst des Pars tympanica
des Os temporale über (Benninghoff Band 2 2004, S.712). Der äußere Gehörgang ist leicht nach
unten vorne gekrümmt und verengt, mit Epidermis ausgekleidet und enthält unter anderem
apokrine Zeruminaldrüsen, welche für das Cerumen, den Ohrenschmalz, zuständig sind (Lenarz
2012, S.10). Der äußere Gehörgang dient der Schallweiterleitung und der Resonanzbildung
(Probst 2008, S.145).
2.1.3. Mittelohr:
Das Mittelohr besteht aus der Paukenhöhle, in welcher sich die Gehörknöchelchen befinden
(Benninghoff Band 2 2004, S.714). Nach lateral ist das Mittelohr durch die Membrana tympani,
das Trommelfell, abgegrenzt. Es erfüllt die Funktion der Schallübertragung auf die
Gehörknöchelchen (Klinke 2010, S.678), sowie den Schutz der Paukenhöhle vor
Keimbesiedlung.
Die Paukenhöhle, das Cavum tympani, ist lufthaltig und mit Epithel ausgekleidet. Nach ventral
geht sie in die Tuba auditiva über, welche eine Verbindung zum Nasopharynx darstellt und zur
Belüftung und zum Druckausgleich funktionell bedeutend ist (Benninghoff Band 2 2004,
S.719). Weiterhin dient die Tuba auditiva dem Sekretabfluss und somit der Reinigung (Trepel
2008, S.363/ 364). Nach dorsal geht die Paukenhöhle in das Antrum mastoideum über, was eine
recht dünnwandige Begrenzung zum Sinus sigmoideus darstellt (Aumüller 2007, S. 1089). Das
Antrum mastoideum stellt die Verbindung zu den luftgefüllten Cellulae des Processus
mastoideus dar (Franzen 2007, S.3). Das Os mastoideum mit seinem Planum dient bei
Implantation des CIs auch als Zugangsweg zum Mittelohr (Lenarz 2012, S.132). Nach medial
folgt die Cochlea und das Fenestra vestibuli (Benninghoff Band 2 2004, S.715).
Darstellung 2: Überblick über
das Mittelohr, begrenzt von
dem Trommelfell und dem
Innenohr,
mit
den
Gehörknöchelchen und dem
weiteren
Verlauf
der
Hörschnecke (Schmidt Lang
2010, S.320).
4
2. Einführung:
Innerhalb der Paukenhöhle sind vor allem die drei Gehörknöchelchen von funktioneller
Relevanz, da sie den Schall vom Trommelfell auf das Fenestra vestibuli, das ovale Fenster,
übertragen und somit den Schall in die Cochlea einspeisen (Probst 2008, S.145). Malleus, Incus
und Stapes sind miteinander gelenkartig verbunden und essentiell um die Schwingung des
Trommelfells und somit die Schallwellen auf die Cochlea zu übertragen (Lenarz 2012, S.15).
2.1.4. Innenohr:
Das Innenohr ist eingelassen in das knöcherne Labyrinth der Pars petrosa des Os temporale
(Felsenbein) und ist mit Perilymphe gefüllt (Benninghoff Band 2 2004, S.721). Es besteht aus
Vestibulum, Cochlea sowie den Canales semicirculares, den drei Bogengängen (LüllmannRauch 2009, S.560). Diese verlaufen in jeweils annähernd senkrecht aufeinander stehenden
Ebenen und sind Teil des Gleichgewichtsorgans. Verbunden sind Cochlea und Vestibulum über
den Ductus reuniens (Franzen 2007, S.5). Das Hörorgan selbst liegt in der Gehörschnecke, der
Cochlea. Der Canalis spiralis cochleae ist durchschnittlich 35 mm lang und windet sich 2.5 mal
um die knöcherne Achse des Modiolus, in welchem der Nervus cochlearis und Blutgefäße
ziehen und das Ganglion spirale gelegen ist (Lüllmann-Rauch 2009, S.562 / 563).
Darstellung 3: Übersicht der Anatomie des Innenohrs
mit Darstellung der anatomischen Anordnung des
hinteren, vorderen und horizontalen Bogengangs
(Schmidt Lang 2010, S.338).
Die
Cochlea
ist
zur
Paukenhöhle
hin
abgegrenzt durch zwei Fenster, welche mit einer Membran verschlossen sind (Benninghoff
Band 2 2004, S.722). Das ovale Fenster dient wie oben beschrieben der Schalleinspeisung über
die Gehörknöchelchen, während das runde Fenster bei Schalltransduktion ausgebeult wird und
somit kompensatorisch die Eindellung des Ductus cochlearis ausgleicht (siehe Physiologie)
(Lüllmann-Rauch 2009, S.563).
5
2. Einführung:
Der cochleäre Gang wird durch zwei Membranen in drei Skalen unterteilt. Die Scala vestibuli
und die Scala tympani, welche jeweils mit Perilymphe gefüllt sind und über das Helicotrema
miteinander verbunden sind und die Scala media, welche mit Endolymphe gefüllt ist und
dazwischen liegt (Lenarz 2012, S.19).
Darstellung
4:
Querschnitt
durch
die
Cochlea zur Darstellung von Scala tympani,
vestibuli und media (Schiebler, Anatomie
2007, S.713).
Die Reissnermembran bzw. Membrana vestibularis trennt Scala vestibuli und media, während
die Basilarmembran Scala media von tympani trennt. Die Basilarmembran ist die eigentlich
entscheidende Struktur, da auf ihr das Corti- Organ liegt (Lüllmann-Rauch 2009, S.564).
2.1.5. Corti- Organ:
Das Corti- Organ sitzt wie beschrieben der Basilarmembran auf und enthält die wichtigsten
Zellen des Hörorgans, die Haarsinneszellen (Lenarz 2012, S.19). Diese unterteilen sich in
innere und äußere Haarsinneszellen und tragen jeweils circa 50 bis 100 Stereocilien an ihrer
apikalen Oberfläche, während sie basal Synapsen mit Neuronen ausbilden (Lüllmann-Rauch
2009, S.564).
Während die inneren Haarsinneszellen der Wahrnehmung des Schalls dienen und somit die
afferenten Nervenendigungen des N. cochlearis mit Glutamat erregen, sind die äußeren
Haarsinneszellen vor allem für einen cochleären Verstärkungsmechanismus funktionell
bedeutsam (Lüllmann-Rauch 2009, S.566).
6
2. Einführung:
Darstellung 5: Querschnitt durch das Corti- Organ mit Darstellung der inneren und äußeren Haarsinneszellen, der
Tektorialmembran, sowie dem Ausgang des N. cochlearis (Hörnerv) (Schmidt Lang 2010, S.323).
2.2. Physiologie:
Der Sinn des Hörens ist neben dem Sehsinn einer der wichtigsten Zugangswege zu
zwischenmenschlicher Kommunikation und Interaktion. Wie bei anderen Sinnen unterscheidet
die Physiologie auch beim Hören eine Quantität, in dem Fall die Lautstärke, von einer Qualität,
in diesem Fall die Frequenz, also die Tonhöhe (Deetjen 2004, S.135). Der menschliche
Hörbereich umfasst 20 bis 20.000 Herz, was ungefähr zehn Oktaven entspricht, da eine Oktave
als Frequenzverdopplung definiert wird (Schmidt Lang 2010, S.318). Der sogenannte
Hauptsprachbereich liegt zwischen 200 und 5.000 Herz und 40 bis 80 dB(A) und somit ist dieser
Frequenz- und Schalldruckpegelbereich für den Umgang, das Verständnis und das Erlernen der
normalen Umgangssprache elementar (Schmidt Lang 2010, S.318). Die Physiologie des Hörens
ist äußerst komplex und kann ebenfalls der Anatomie entsprechend in die drei anatomischen
Bereiche des Ohres gegliedert werden.
2.2.1. Äußeres Ohr:
Die Ohrmuschel dient als Schalltrichter, welcher den Schall aufnimmt und ihn weiterleitet. Sie
hat beim Richtungshören eine spezifische Funktion, auch weil der Schall innerhalb der
Ohrmuschelfurchen leicht verzerrt wird, was der späteren Schallquellenlokalisierung dient
(Probst 2008, S.145). Schallwellen sind Druckwellen in der Luft, welche sich nur in Materie
(Deetjen 2004, S.135) wellenförmig durch die Komprimierung und Dekomprimierung von
Molekülen ausbreiten. Sie werden als Longitudinalwellen klassifiziert, da sie, wie der Name
schon verrät, entlang ihrer Ausbreitungsrichtung schwingen (Schmidt Lang 2010, S.319).
7
2. Einführung:
2.2.2. Mittelohr:
Das Mittelohr entspricht einem mit Luft gefüllten Hohlraum, welcher über die Ohrtrompete,
die Tuba eustachii mit dem Rachenraum verbunden ist (Lenarz 2012, S.14). Diese Verbindung
dient dem Druckausgleich und öffnet sich aktiv durch den Musculus tensor veli palatini
beispielsweise beim Schlucken oder Kieferabsenken, um das Mittelohr ausreichend zu belüften.
Dies dient dazu den Übergangswiderstand am Trommelfell möglichst gering zu halten
(Lüllmann-Rauch 2009, S.560).
Das Mittelohr erfüllt die überaus wichtige Funktion der sogenannten Impedanzanpassung also
der Schallverstärkung und –einkopplung ins Innenohr (Schmidt Lang 2010, S.320). Da das
Mittelohr ein mit Luft gefüllter Raum ist und das Innenohr mit inkompressibler Flüssigkeit, der
Perilymphe,
gefüllt
ist,
würde
der
Schall
am
ovalen
Fenster
aufgrund
des
Schallwellenwiderstandes der Flüssigkeit gegenüber Luft reflektiert werden und kaum ins
Innenohr eingespeist werden (Klinke 2010, S.678).
Hauptgrund dafür ist die höhere Dichte der Perilymphe und die damit verbundene
Inkompressibilität dieser Flüssigkeit (Deetjen 2004, S.139). Da das Trommelfell gegenüber
dem ovalen Fenster einen Flächenunterschied von 90 mm² zu 3mm² aufweist, erfolgt eine 30
fache Erhöhung der wirkenden Kraft, was die Reflexion und somit den Energieverlust bei der
Übertragung deutlich reduziert (Deetjen 2004, S.139). Zusätzlich zu dieser Krafterhöhung sorgt
die Hebelwirkung der Gehörknöchelchen für eine Impedanzanpassung, da Hammer, Amboss
und Steigbügel beweglich miteinander verbunden sind und der Steigbügel dem ovalen Fenster
wiederum aufsitzt und dieses schwingungsfähig ist (Schmidt Lang 2010, S.320). Das runde
Fenster stellt ebenfalls eine schwingungsfähige Membran dar, welche mit der Perilymphe
mitschwingt und somit überhaupt ein Bewegen dieser inkompressiblen Flüssigkeit ermöglicht
(Deetjen 2004, S.142).
Das Mittelohr ist jedoch nicht nur zur Weiterleitung des Schalls nützlich, sondern auch um die
Übertragung zu hoher Schalldrücke zu dämpfen. Durch das Ansetzen des Musculus stapedius
am Steigbügel (Stapes) und des Musculus tensor tympani am Hammer (Malleus) kann die vom
Trommelfell übertragene Schwingung auf die Gehörknöchelchen bei Überstimulierung durch
Kontraktion dieser Muskeln gedämpft werden (Trepel 2008, S.362 / 363).
8
2. Einführung:
2.2.3. Innenohr:
Das Innenohr wird unterteilt in den Vestibularapparat als vestibulären Teil und die Cochlea als
auditiven Teil. Dem Thema dieser Arbeit entsprechend wird im Folgenden der auditive Teil des
Innenohrs erläutert. Die im Felsenbein liegende Cochlea ist Ort der Schallübertragung von der
Luft im Mittelohr auf die Perilymphe in der Gehörschnecke (Deetjen 2004, S.140).
Darstellung 6: Deflektion und Reflektion
der Haarsinneszellen bei Sogwirkung auf
die Endolymphe (Schmidt Lang 2010,
S.323).
Die Schwallwellen, welche das
Trommelfell und die Gehörknöchelchen in Schwingung versetzen, sorgen für eine Vibration
des Stapes (Lenarz 2012, S.24). Da der Steigbügel mit dem ovalen Fenster verbunden ist, wird
dieses in Schwingung versetzt und die inkompressible Perilymphe wird in Richtung des runden
Fensters und wieder zurück bewegt (Franzen 2007, S.8). Durch die Bewegung der Perilymphe
entsteht eine Wanderwelle, welche sich von basal nach apikal bewegt und auf der
Basilarmembran abgebildet wird. Dadurch entsteht ein Wechseldruck zwischen Scala tympani
und vestibuli, was dazu führt, dass auch die Basilarmembran in Schwingung versetzt wird
(Schmidt Lang 2010, S.322). Die Basilarmembran erstreckt sich von der Basis, an der sich das
ovale Fenster befindet, bis hin zum Helicotrema und nimmt in ihrem Verlauf an Dicke ab und
an Breite zu (Deetjen 2004, S.142). Sie wird also zum Helicotrema hin dünner, breiter und
somit flexibler (Klinke 2010, S.682). Entsprechend dieser zunehmenden Compliance und
abnehmenden Steifigkeit wird das Amplitudenmaximum einer Schallwelle je nach Frequenz an
unterschiedlicher Stelle erreicht, was als Frequenzdispersion bezeichnet wird (Deetjen 2004, S.
142).
9
2. Einführung:
Wie die Saiten einer Harfe, die umso straffer und kürzer sie gespannt sind, desto höher klingen,
sind auch auf der Basilarmembran die hohen Töne, bzw. die hohen Frequenzen in der Nähe der
Basis kodiert, da die Membran basisnah noch dicker und somit starrer ist (Schmidt Lang, 2010,
S.326). Der Ort des Schwingungsmaximums ist also frequenzabhängig. Während der
hochfrequente Bereich an der Basis liegt, sind tieffrequente Töne am Helicotrema abgebildet
(Lenarz 2012, S.25). So hat jede spezifische Frequenz eine entsprechende Stelle auf der sie ein
Amplitudenmaximum der Schwingung erreicht. Dass folglich jede Resonanz einen anderen Ort
besitzt, wird als Tonotopie bezeichnet (Lenarz 2012, S.27).
2.2.4. Corti- Organ:
Das Corti- Organ ist im Detail aufgebaut aus den inneren und äußeren Haarsinneszellen,
Stützzellen, Axonen und weiteren Zelltypen (Klinke 2010, S.681). Die inneren
Haarsinneszellen liegen in einer Reihe angeordnet, kommen auf eine Anzahl von circa 3500
Zellen pro Cochlea und besitzen zahlreiche Stereozilien (Deetjen 2004, S.140), welche in die
Endolymphe ragen. Die äußeren Haarsinneszellen sind dreireihig angeordnet. Man vermutet
circa 12.000 äußere Haarsinneszellen pro Gehörschnecke und auch sie besitzen zahlreiche
Stereozilien (Probst 2008, S.150). Diese Stereozilien sind orgelpfeifenartig der Größe nach
geordnet und untereinander durch das Protein Cadherin, in Form der Tip Links, verbunden
(Deetjen 2004, S.140), sodass sich eine Deflektion einer Stereocilie auf die anderen überträgt
(Lüllmann-Rauch 2009, S.567). Im Gegensatz zu den vestibulären Haarsinneszellen
degeneriert das Kinozilium der cochleären Haarsinneszelle bei Säugetieren, sodass sie nur
Stereozilien auf ihrer Oberfläche tragen (Deetjen 2004, S.140). Bedeckt ist diese Anreihung
von Zellen verschiedenen Aufbaus und verschiedener Funktion von der Tektorialmembran
(Schmidt Lang 2007, S.351). Die mechanische Einwirkung, welche die Basilarmembran bei
Schalleinspeisung in Schwingung versetzt, sorgt dafür, dass die Basilarmembran quasi
entgegen der Tektorialmembran bewegt wird (Klinke 2010, S.682). Ein Abknicken und
Auslenken der Stereozilien der Haarsinneszellen abwechselnd in beide Richtungen ist die
Folge, wobei zu beachten ist, dass nur die Stereozilien der äußeren Haarsinneszellen in der
Tektorialmembran verankert sind (Schmidt Lang 2007, S.352). Die Haarsinneszellen besitzen
in der Membran der Stereozilien nichtselektive, mechanosensitive Kaliumkanäle, welche von
Stereozilie zu Stereozilie untereinander mit Tip Links verbunden sind (Klinke 2010, S.683).
Ein Abknicken der Stereozilien in Richtung des größten Stereoziliums führt nun zur Öffnung
dieser Kanäle und somit zur Depolarisation der Zelle, entgegen des größten Stereoziliums zum
Schließen der Kanäle und der Hyperpolarisation der Zelle (Schmidt Lang 2007, S.354). Diesen
Vorgang nennt man Transduktion (Klinke 2010, S.681/682).
10
2. Einführung:
Bei
Kaliumeinstrom
und
Depolarisation
der
Haarsinneszelle
wird
das
Schwellenmembranpotential für die spannungsabhängigen Calciumkanäle erreicht und es folgt
der Calciumeinstrom. Über den Snare- Komplex und die Calciumbindung daran folgt der
Transmitterrelease von Glutamat in den synaptischen Spalt (Schmidt Lang 2007, S.354). In
Folge dessen kommt es zur postsynaptischen Glutamatbindung mit anschließender
Depolarisation, Ausbildung eines erregenden postsynaptischen Potentials und in Folge eines
Aktionspotentials (Schmidt Lang 2010, S.325). Dieser Prozess wird als Transformation
bezeichnet. Hierbei ist auf das oben beschriebene Prinzip der Tonotopie zu verweisen, also die
Codierung der Tonhöhe durch den Ort. Dieses Prinzip setzt sich bis ins zentrale Nervensystem
fort (Lenarz 2012, S.27). Da die inneren Haarsinneszellen nun spezifisch an dem Punkt der
maximalen Auslenkung der Basilarmembran depolarisieren und Glutamat freisetzen, wird ein
Aktionspotential der nachgeschalteten Neurone auch nur an spezifischer Stelle gebildet
(Schmidt Lang 2010, S.327). Die Neurone haben ihre Axone, also ihre afferenten Nervenenden
nur jeweils an einer Stelle der Basilarmembran, sodass sie frequenzspezifisch erregt werden
können (Schmidt Lang 2010, S.327).
Darstellung 7: Mechanismus der Depolarisation
der inneren Haarsinneszelle (Schmidt Lang
2010, S.325).
11
2. Einführung:
2.3. Schwerhörigkeit:
Die Einschränkung oder gar der Verlust des Hörens kann vielerlei Ursachen haben. Nicht jeder
Patient wird bei Schwerhörigkeit automatisch mit einem Cochlea Implantat versorgt. Abhängig
von der Ursache und der Erfolgsaussicht ist es vor allem dann indiziert, wenn ein Hörgerät,
welches extern, voll- oder teilimplantierbar ist, nicht mehr ausreicht um dem Menschen Kontakt
zu seiner Umwelt zu gewährleisten. Rein funktionell wird zwischen einer Schallleitungsstörung
und einer Schallempfindungsstörung unterschieden.
2.3.1 Schallleitungs- / Schallempfindungsstörung:
Die Schallleitungsstörung ist definiert als eine Störung der Übermittlung des Schalls von außen
zur Cochlea (Schmidt Lang 2010, S.319). Ursächlich hierfür ist eine Störung oder Schädigung
im Gehörgang oder deutlich häufiger im Mittelohr (Probst 2008, S.163), beispielsweise in Form
eines Paukenergusses, Cholesteatoms, einer chronischen Otitis media eventuell mit Fortsetzung
in eine Mastoiditis (Lenarz 2012, S.82- 98), einer Otosklerose und vieler anderer Ursachen
(Lenarz 2012, S. 108). Schallleitungsstörungen werden nicht mittels CI versorgt, sondern mit
einer Tympanoplastik oder einem aktiven Mittelohrimplantat, da nur das Mittelohr geschädigt,
das Innenohr inklusive der Haarsinneszellen jedoch noch völlig intakt ist (Schmidt Lang 2010,
S.319). Eine Schallempfindungsstörung dagegen ist definiert als eine Störung der cochleären
Innenohrfunktion oder retrocochleärer, nachgeschalteter Strukturen, bei welcher die
Physiologie des Hörens bis zur Einspeisung ins Innenohr entlang der Schallleitung noch intakt
ist, sprich der Schall noch für die Schwingung des ovalen Fensters sorgt (Probst 2008, S.233).
Die Empfindung dieses weitergeleiteten Schalls ist jedoch gestört oder nicht vorhanden, da die
Schallwellen beispielsweise nicht mehr in elektrische Signale übersetzt werden können und
somit die Hörempfindung ausbleibt (Schmidt Lang 2010, S.321). Nur cochleäre Schäden
können mit einem CI ausgeglichen werden, da der Hörnerv intakt sein muss, um den Schall
vom CI über das Ganglion spirale und den Hörnerv in höhere Zentren zu übermitteln (Lenarz,
2012, S.131).
Die Unterteilung nach zeitlichem Auftreten einer cochleären Schallempfindungsstörung in präund postlinguale Ursachen ist hier sinnvoll, da es einen großen Unterscheid macht, ob der
Patient vor oder nach Spracherwerb, also dem Erlernen der Sprache, des Sprachverständnisses
und des Sprechens ertaubte. In der Festlegung auf ein konkretes Alter unterscheiden sich die
bisherigen Studien jedoch (Nicholas and Geers 2007; Uziel et al. 2007; Artieres et al. 2009;
Geers 2004; Holt and Svirsky 2008; Waltzman et al. 2002).
12
2. Einführung:
2.3.2. Prälinguale Ursachen:
Schwerhörigkeit und Taubheit sind oft nicht Folge von Krankheiten oder Begebenheiten im
Laufe des Lebens, sondern häufig im Rahmen von Syndromen, Mutationen oder Fehlbildungen
bereits bei Geburt vorhanden. Auch toxische, infektiöse oder genetische Einflüsse können dazu
führen, dass das Innenohr wie von Jackler et al. (1987) beschrieben in seiner Größe nicht bis
zum Ende des ersten Schwangerschaftstrimenons (Jackler et al. 1987) oder funktionell nicht bis
zum Ende der Schwangerschaft (Pujol et al. 2003) ausgereift ist, sondern in seiner Entwicklung
behindert wurde und folglich funktionseingeschränkt oder gar funktionslos bleibt. Eine Lues-,
konnatale
Röteln-
oder
Toxoplasmoseinfektion
(Probst
2008,
S.184),
eine
Thalidomidintoxikation (Jorgensen et al. 1964) oder auch ein fetales Alkoholsyndrom (Church
et al. 1988) sind mögliche Ursachen.
Es gibt zahlreiche klinische Syndrome, welche mit Schwerhörigkeit assoziiert sind. Das AlportSyndrom, bei welchem zusätzlich eine progrediente Niereninsuffizienz auftritt oder das JervellLange- Nielsen Syndrom, bei welchem zusätzlich ein Long- QT- Syndrom am Herzen
beobachtet wird (Probst 2008, S.182), gehören zu den bekanntesten. Weiterhin ist eine Mutation
des Connexins 26 mit die häufigste mit Taubheit assoziierte Mutation, bei welcher das Protein
Connexin Nummer 26 defekt ist (Lenarz 2012, S.124; Kelsell et al. 1997), welches für die
Aufrechterhaltung
des
endocochleären
Potentials
über
die
Kaliumrezirkulation
mitverantwortlich ist (Lüllmann- Rauch 2009, S. 568/569). Eine interessante Sonderform der
cochleären Fehlbildungen stellt die Mondini Dysplasie dar (Franzen 2007, S.51), bei der die
Cochlea nur 1.5 Windungen aufweist und stattdessen ein erweitertes Vestibulum mit
erweitertem vestibulärem Aquädukt aufweist (Pediatric Radiology, Reid, 2013). Das Besondere
dieser Dysplasie ist, dass die Schwerhörigkeit nicht von Geburt an auftritt, sondern sich oft
verzögert und progredient manifestiert (Usami et al. 1999).
Darstellung 8: Darstellung eines linken Felsenbeins mit dysplastischer Cochlea (Pfeil) und dysplastisch
vergrößertem Vestibulum (Pfeilspitze) (Pediatric Radiology,
Reid, Oxford University Press, 2013, Seite 441).
13
2. Einführung:
2.3.3. Postlinguale Ursachen:
Eine postlingual erworbene Schwerhörigkeit oder Taubheit kann vielerlei Ursachen haben. Am
häufigsten findet sich jedoch keine Ursache oder aber genetische / familiäre Ursachen mit
schubweisem Fortschreiten der (beidseitigen) Schwerhörigkeit bis zur Taubheit. Eine andere
Ursache der Schwerhörigkeit bis zur Ertaubung ist die Labyrinthitis, eine Entzündung des
häutigen Labyrinths (Lenarz 2007, S.90). Sie wird durch das Übergreifen einer Otitis media,
oder als Komplikation eines Cholesteatoms mit eher ungünstiger Prognose verursacht (Lenarz
2012, S.99 / 100). Zusätzlich kann Drehschwindel und Spontannystagmus auftreten (Lenarz
2007, S.90). Auch eine virale, bakterielle oder autoimmune Ursache für die Labyrinthitis ist
nicht außer Acht zu lassen (Franzen 2007, S.55).
Die Gefahr des Fortschreitens der Entzündung und Übergreifens auf die Hirnhäute bis hin zur
Meningitis ist nicht zu verachten und unter antibiotischer Therapie und chirurgischer
Ausräumung der Entzündung heilt die eitrige Labyrinthitis oft unter Verlust des Hörvermögens
aus, sodass bei diesen Patienten die Versorgung mit einem CI indiziert sein kann (Lenarz 2012,
S.99 / 100). Eine bakterielle Meningitis selbst, also eine Entzündung der Hirnhäute durch
Bakterien, löst häufig trotz erfolgreicher antibiotischer Behandlung besonders bei Kindern
Sklerosierungsprozesse und Bindegewebsvermehrung im Bereich des Innenohrs aus, was
ebenso zu einer Schallempfindungsstörung bis hin zur Taubheit führen kann und dann meist
eine Indikation zur beidseitigen CI- Versorgung darstellt (De Barros A. et al. 2014).
Darstellung 9: axiales CT Schnittbild
eines Felsenbeins eines Patienten mit
partieller Ossifikation der cochleären
Basalwindung
bei
Zustand
nach
Meningitis (De Barros A. et al. 2014).
14
2. Einführung:
Postlingual kann auch ein Vestibularisschwannom zur erworbenen Schwerhörigkeit führen.
Das Vestibularisschwannom enspricht einem Tumor, welcher von den Schwannzellen ausgeht,
die den Nervus vestibularis auskleiden (Lenarz 2012, S.134). Dieser nicht metastasierende
Tumor sitzt meist am Kleinhirnbrückenwinkel oder im inneren Gehörgang (Probst 2008,
S.279). Er mindert bei progredientem Wachstum zum einen durch Komprimierung der Arteria
labyrinthi die Blutversorgung der Cochlea und führt somit zur Degeneration der
Haarsinneszellen, zum anderen zur direkten Komprimierung und Schädigung des Hörnerven
mit anschließender Schwerhörigkeit oder Taubheit (Slattery et al. 1998, Brackmann et al. 2001,
Lustig et al. 2006). Auch Schwindel (Wiegand et al. 1996) oder gar eine Fazialisparese, eine
partielle
Lähmung
der
Gesichtsmuskulatur,
kann
auftreten
(Lenarz
2012).
Das
Akustikusneurinom kann chirurgisch entfernt werden und der Patient kann nach einiger Zeit
meist mit einem CI versorgt werden (Arriaga et al. 1995; Lustig et al. 2006). Im Rahmen
syndromaler
Krankheiten
wie
einer
Neurofibromatose
Typ
2
wächst
das
Vestibularisschwannom oft beidseits (Lustig et al. 2006).
Darstellung 10:
a)
Darstellung
eines
Vestibularisschwannoms
im
Kleinhirnbrückenwinkel (links
im axialen MRT, rechts als
Schemazeichnung).
b)
Darstellung
eines
Vestibularisschwannoms
Meatus
acusticus
im
internus
(links im koronaren MRT mit
Gadolinium,
rechts
Schemazeichnung)
als
(Hals-
Nasen-Ohrenheilkunde,
Probst, Grevers, 2008, S.279).
Ursache für eine progrediente Innenohrschwerhörigkeit kann auch der sogenannte Morbus
Ménière sein, welcher sich durch seine einseitige Trias aus Hörminderung, Drehschwindel und
Tinnitus kennzeichnet (Lenarz 2012, S. 112). Ein Hydrops des häutigen Labyrinths wird hier
durch eine gestörte Endolymphresorption mit erhöhtem Endolymphvolumen verursacht
(Franzen 2007, S.57).
15
2. Einführung:
Eine dadurch bedingte Ruptur der Reissnermembran führt zu Permeabilitätsstörungen und
einem Potentialzusammenbruch mit Folge der Intoxikation der Haarsinneszellen (Lenarz 2012,
S.112). Bezüglich der Hörminderung kann eine direkte Versorgung mit einem CI erfolgen, da
der Hörnerv durch den Morbus Ménière nicht beschädigt wird (Samy et al. 2014).
Auch ein Trauma des Innenohrs bei einem sehr lauten Knall oder einer Explosion mit
irreversiblem Verlust der Haarsinneszellen, welche aufgrund fehlender Stammzellen nicht
regenerieren, ist als Ursache für eine Schwerhörigkeit oder gar Taubheit denkbar (Lenarz 2012,
S.120). Weiterhin kann auch ein Schädel- Hirn- Trauma eine sogenannte Commotio labyrinthi
verursachen, welche zur Taubheit oder Schwerhörigkeit führen kann (Probst 2008, S.239). Teils
irreversible Schäden der Haarsinneszellen können auch durch ototoxische Medikamente,
gerade durch Antibiotika oder Chemostatika wie Cisplatin (Lenarz 2012, S.122), aber auch
durch Blei- oder Quecksilberverbindungen verursacht werden (Probst 2008, S.240).
2.4. Das Cochlea Implantat:
2.4.1. Das Implantat:
Das CI dient dem Ersatz einer ausgefallenen Innenohrfunktion durch direkte elektrische
Reizung des Hörnervs. Es besteht aus zwei Teilen, dem Sprachprozessor und dem Implantat
selbst (O´Donoghue, 2013). Der Sprachprozessor mit sich daran befindender Sendespule wird
extern getragen und enthält ein Mikrophon für die Aufnahme der Schallwellen, sowie eine
Batterie zur Stromversorgung (O´Donoghue, 2013). Er ist für die Verschlüsselung in digital
kodierte Signale zuständig, welche mit Hilfe von elektromagnetischer Induktion transkutan
über die Sendespule durch die intakte Haut übermittelt werden (Lehnhardt 2001, S.293/294).
Das Implantat dient als Empfangsspule zur Umwandlung in und Weiterleitung der elektrischen
Signale zu einzelnen Elektroden innerhalb der Gehörschnecke (Lenarz 2012, S. 130/131). Auch
hierfür ist Energie notwendig, welche mittels Induktion vom Sprachprozessor ebenfalls
transkutan übermittelt wird (Lehnhardt 2001, S.293/294).
Die Elektroden auf einem Elektrodenträger reichen unterschiedlich weit in die Scala tympani
hinein, wodurch die tonotope Ordnung und die Orts- Transformation durch Reizung
verschiedener Abschnitte grob erhalten bleibt und stimulieren die Nervenfasern des Nervus
cochlearis, welcher die Hörinformation in das zentrale Nervensystem weiterleitet und somit
einen Höreindruck vermittelt (Lenarz 2012, S.130/131).
16
2. Einführung:
Darstellung
11:
Transversalschnitt
durch das Ohr mit
Darstellung
des
Cochlea Implantates,
vom Sprachprozessor
über den Korpus: hier
„Cochlear
bis
Implant“
zum
Elektrodenträger
(Berghaus,
Duale
Reihe S.193, 1996).
Die Firma Cochlear™ stellte eine Weiterentwicklung dieses Prinzips mit dem Nucleus 6
System vor, welches vor allem den hochfrequenten Bereich über den oben beschriebenen
herkömmlichen Weg in die Cochlea einspeist, während der niederfrequente zusätzlich über den
physiologischen Weg über das Mittelohr durch einen Soundprozessor im Meatus acusticus
externus verstärkt wird (Carlson et al. 2012). Durch diese sogenannte Hybridfunktionalität ist
das Implantat quasi gleichzeitig als Hörgerät nutzbar und unterstützt den Erhalt und das
Verwenden von Restgehör in besonderer Form (Gantz et al. 2010, Fitzgerald et al. 2008,
Carlson et al. 2012, Yawn et al. 2015).
Die zu implantierende Seite ist umstritten. Zum einen führt ein Cochlea Implantat in der
besseren Seite auch zu besseren Rehabilitationsergebnissen, da auch das Ganglion spirale und
der Nervus cochlearis bei fehlender Stimulation langsam degenerieren (Holden et al. 2013).
Zum anderen ist bei Implantation des schlechteren Ohres, noch eine Zweitversorgung beim
besseren zu einem späteren Zeitpunkt möglich und eventuell auch eine Hörgeräteversorgung
sinnvoll. Vor allem Kinder mit beidseitiger Taubheit werden mittlerweile bilateral implantiert,
wodurch auch ein Zugang zum Richtungshören ermöglicht wird (Lenarz 2012, S.130/131).
Bilateral versorgte Patienten zeigten in zahlreichen Studien bessere Ergebnisse im
Sprachverständnis sowie der Sprachlokalisation in Störlärm (Venail et al. 2008, Dunn et al.
2012, Yawn et al. 2015), wobei bei Kindern simultan bilateral versorgte Patienten bessere
Resultate zeigten verglichen mit sequentiell versorgten (Lammers et al. 2014, Yawn et al.
2015).
17
2. Einführung:
Darstellung
Überblick
Cochlea
12:
über
das
Implantat
(Lenarz 2012, S. 131).
2.4.2. Der Elektrodenträger:
Es gibt die drei großen namhaften Herstellerfirmen MED- EL™, Cochlear™ und Advanced
Bionics™, welche unterschiedliche Arten an Elektrodenträgern anbieten. Während ein
perimodiolarer Elektrodenträger dazu geschaffen ist vor allem modiolusnah und zentripetal in
der Cochlea, also so nah wie möglich am Ganglion spirale, zu liegen und dementsprechend
vorgeformt ist, zielt die Außenwandelektrode auf wie der Name sagt eine modiolusferne
zentrifugale Lage in der Gehörschnecke ab (Yawn et al. 2015; Frisch et al. 2015).
18
2. Einführung:
Bezüglich der Lage des Elektrodenträgers untersuchten neuere Studien auch einen neu
entwickelten mitt-skalären Elektrodenträger, welcher die Traumarate der Außenwand, sowie
des Modiolus bei Insertion vermindern soll (Hassepass et al. 2014). Um die Perforation oder
Verletzung der sensiblen cochleären Strukturen bei Insertion des Elektrodenträgers zu
vermindern, entwickelte Cochlear™ vor einigen Jahren die Contour Elektrode durch eine
Silikonspitze zur Contour Advance Elektrode weiter, wobei der Mechanismus den Hörnerv zu
stimulieren identisch blieb (Aschendorff et al. 2007). Hierdurch wurden deutlich weniger
Dislokationen und mehr Insertionen in die gewünschte Scala tympani erreicht, was auch mit
besserem Sprachverstehen assoziiert ist und das Risiko für Verletzungen der sensiblen
cochleären Strukturen tatsächlich verringert (Aschendorff et al. 2007).
Darstellung 13: Röntgenübersichtsaufnahmen verschiedener derzeit auf dem Markt erhältlicher Elektrodenträger.
A) MED-El Pulsar und B) Neurelec Digisonic als Außenwandelektroden im Vergleich zu C) Advanced Bionics
Helix und D) Cochlear Contour Advance als perimodiolare Elektrodenträger. (Boyd 2011).
Weiterhin besitzen die neueren CI- Modelle eine Versteifung des Elektrodenträgers, welche mit
Insertion in die Cochlea zurückgeschoben wird, um die individuellen anatomischen
Verhältnisse der Cochlea und die sensiblen Strukturen weitestgehend zu schonen, um so eine
Dislokation zu verhindern, einen perimodiolaren Sitz nahe des Ganglion spirale zu garantieren
und das Restgehör des Patienten weitestgehend zu erhalten (Schurzig et al. 2010). Diese
Technik wird „Advance off stylet“ genannt (Schurzig et al. 2010) und findet besonders bei den
perimodiolaren Elektrodenträgern von Cochlear ™ Verwendung.
19
2. Einführung:
Darstellung 14: a) Digitale Volumentomographie zur Darstellung eines ideal inserierten Elektrodenträgers in die
Scala tympani (Aschendorff et al. 2005). b) Histologie zur Darstellung eines ideal inserierten Elektrodenträgers in
die Scala tympani (Aschendorff et al. 2005). c) Schemazeichnung zur Darstellung des Elektrodenträgers (ET) mit
optimaler Lage in der Scala tympani (ST) (Gerard O´Donoghue 2013).
20
2. Einführung:
Um sich der individuellen Form und Länge der Cochlea besser anzupassen, sind bereits
Elektrodenträger verschiedener Länge erhältlich. Während MED- EL™ vier verschiedene
Längen zwischen 20 und 31.5 mm ihrer FLEX© Elektrodenträger anbieten, hat Cochlear™ 3
Elektrodenträger zwischen 15 und 20 mm Länge im Sortiment (Quelle: Cochlear™; MEDEL™). Weiterhin sind spezielle Elektrodenträger für fehlgebildete Cochleae und für Patienten
entwickelt worden, bei denen eine zusätzliche Abdichtung und ein Verschließen der Cochlea
von Nöten sein könnte, wie beispielsweise die FORM- Serie© von MED- EL™. Nicht nur in
der Länge, sondern auch im Durchmesser soll der Elektrodenträger des CIs immer mehr an die
individuelle Ausprägung der Cochlea angepasst werden, um das Outcome im Hören und
Sprachverstehen weiter zu optimieren. Individuelle Unterschiede der Cochlea und das Ziel des
Restgehörerhalts bestimmen meist die Elektrodenwahl. Ziel der derzeitigen Entwicklung ist
also folglich nicht den einen Elektrodenträger für alle, sondern den einen Elektrodenträger für
den einen Patienten zu finden.
2.4.3. Die Operation:
Nach Schnittsetzung hinter der Ohrmuschel und parallel zum äußeren Gehörgang, erfolgt
zunächst eine Mobilisierung der drei durchtrennten Schichten, der Haut, des Musculus
temporalis und des Periosts nach kaudal (Lenarz 1998, S.33/34). Anschließend wird mittels
Mastoidektomie, bei welcher das Os mastoideum mit Planum ausgeräumt wird, Platz und
zeitgleich ein Zugangsweg zum Mittelohr geschaffen (Yawn et al. 2015). Hierbei erfolgt die
Darstellung des Sinus sigmoideus, der Dura innerhalb der mittleren Schädelgrube, des
horizontalen Bogengangs und des Incus (Waltzman, Roland, 2014, Cochlear Implants, Kapitel
10). Über eine posteriore Tympanotomie, also eine Eröffnung des Mittelohrs von dorsal erfolgt
der Zugang zur Cochlea. Hierbei hat die Darstellung und Schonung des Nervus facialis äußerste
Priorität (Lenarz 1998, S.33/34).
Es wird ein dreieckiges Operationsgebiet zwischen Chorda tympani, horizontalem Bogengang
und dem N. facialis gebildet, wobei hierbei das Fazialismonitoring äußerst wichtig ist, um eine
eventuelle Schädigung mit nach sich ziehender Fazialisparese zu vermeiden (Yawn et al. 2015).
Somit erhält der Chirurg Zugang zum Mittelohr und dem runden Fenster. Vor Eröffnen der
Cochlea selbst wird eine Tasche zwischen Knochen und Periost dorsolateral der
Mastoidektomie für den Korpus des CIs geschaffen (Yawn et al. 2015). Nach Darstellung der
Cochlea und Identifizierung aller relevanten anatomischen Strukturen erfolgt die Eröffnung der
Cochlea um den Elektrodenträger zu inserieren.
21
2. Einführung:
Hierfür gibt es abhängig von den anatomischen und chirurgischen Begebenheiten die
Möglichkeit die Cochlea mittels Cochleostomie zu eröffnen oder den Elektrodenträger durch
das runde Fenster zu inserieren (Yawn et al. 2015). Der Elektrodentypus wird je nach
Zugangsweg in die Cochlea bestimmt, so dass es Elektrodenträger gibt, die zur Cochleostomie
und welche, die zur Rundfensterinsertion geeignet sind (Ernst 2009, S.43).
Die Kontrolle der Elektrodenlage erfolgt neben weiteren elektrophysiologischen Messungen
über Betrachtung des Musculus stapedius bzw. seiner Sehne (Battmer et al. 1990; Hodges et al.
1997). Dieser Fremdreflex funktioniert nur bei vorhandener Stimulation des N. cochlearis.
Wenn die Implantation also erfolgreich war, kann intraoperativ über Kontrolle der Kontraktion
des Musculus stapedius die Stimulation des Ganglion spirale und somit des N. cochlearis
überprüft werden (Battmer et al. 1990; Hodges et al. 1997).
2.4.4. Indikation:
Die Reifung der Hörbahn und der Hörrinde im zentralen Nervensystem erfolgt in Zeit- oder
Entwicklungsfenstern, welche vor allem bis zum dritten Lebensjahr „geöffnet sind“ und
spätestens ab ungefähr dem zehnten Lebensjahr dauerhaft „verschlossen sind“ (Strutz, 2010,
S.366). Das funktionelle Ergebnis der Hörentwicklung ist umso besser, je mehr dieser
Zeitfenster genutzt werden konnten (Strutz, 2010, S.366). Es zeigte sich, dass die
Langzeitergebnisse von schwerhörigen oder tauben Kindern dann hinsichtlich der
Sprachdiskrimination am besten sind, wenn sie so früh als möglich mit einem CI versorgt
wurden, wobei sich Autoren in der Festlegung eines „kritischen Alters“ deutlich unterscheiden
(Geers et al. 2004; Uziel et al. 2007; Laszig et al. 2009; Haensel et al. 2005; Colletti 2009).
Auch bei einseitig ertaubten Kindern wird eine frühzeitige Cochlea Implantation als
vorteilhafter angesehen (Arndt et al. 2015). Dagegen haben taub geborene Erwachsene wenig
Nutzen durch Cochlea Implantation, da Entwicklungsdefizite und fehlende Plastizität und
Funktionalität der zentralen Hörbahn über Jahre das Outcome deutlich einschränken (Lenarz
2012, S.131).
Bei hochgradiger Schwerhörigkeit oder gar Taubheit wird die Möglichkeit des CIs erwogen
(Lenarz 2012, S.131). Nach einer Voruntersuchung, der Ursachenfeststellung, Audiometrie,
einer BERA (brainstem evoked response audiometry) als objektivem Hörtest, präoperativer
Schnittbildgebung
in
Form
des
CTs
(Computertomographie)
und
des
MRTs
(Magnetresonanztomographie) und einer Beratung durch Ärzte, Logopäden und oft auch
Pädagogen wird die Entscheidung für oder gegen eine CI Operation gefällt (Lehnhardt; Laszig
2001; S.298-301).
22
2. Einführung:
Das zunächst wichtigste ist der Nachweis, dass die Hörminderung cochleär im Innenohr liegt
und somit der N. cochlearis, der Hörnerv, angelegt, intakt und funktionsfähig ist, da der Patient
sonst nicht von einem CI profitieren kann, was einerseits durch das vorhandene Restgehör des
Patienten bestätigt, andererseits über eine BERA und eine Elektrocochleographie überprüft
werden kann (Lehnhardt, Laszig; 2001; S.297).
Etwa vier bis sechs Wochen nach Implantation erfolgt die erste individuelle Anpassung mit
dem externen Teil des Implantates, dem Sound Prozessor. Die anschließende Rehabilitation
sollte von einem Hör- und Sprachtraining begleitet sein. Bis der Patient jedoch wirklich zu
hören vermag ist es ein langer Prozess, sodass eine Nachsorge über Jahre durch ein
multidisziplinäres Team erforderlich ist (Konsenspapier von ACIR 2011; Diller 2009 ADANO
- Leitlinien 2002).
2.5. Radiologie:
Cochlea- implantierte Patienten stellen besondere Anforderungen an die bildgebenden
Verfahren dar. Während früher häufig konventionelle Röntgenaufnahmen des Felsenbeins
angefertigt wurden, werden heute weitgehend die Verfahren der Computertomographie und
der Kernspintomographie (Franzen 2007, S.13) angesichts ihrer geringeren bzw. fehlenden
Strahlenbelastung eingesetzt, auch da sie eine weitestgehend überlagerungsfreie Darstellung
der Strukturen ermöglichen (Lenarz 2012, S.61). Die Patienten werden einerseits
normalerweise sowohl präoperativ auf beispielsweise Malformationen gescreent, andererseits
intra- bzw. postoperativ durchleuchtet, um den Sitz des Elektrodenträgers in der Cochlea zu
kontrollieren (Aschendorff 2011).
Während die hochauflösende Computertomographie (HRCT – high resolution computed
tomography) oder die Magnetresonanztomographie (MRT) ihre Indikation vor allem im
präoperativen Screening findet, wurde in den letzten Jahren an einer präziseren postoperativen
Bildgebung gearbeitet, der digitalen Volumentomographie (DVT), welche besonders der
Kontrolle der intracochleären Position des Elektrodenträgers dient (Aschendorff 2011). Der
Fortschritt der chirurgischen Cochlea Implantation ist eng verknüpft mit und abhängig von
bildgebenden Verfahren und ihrer höchstmöglichen Auflösung (Lenarz 2012, S.61).
23
2. Einführung:
Darstellung
15:
Computer-tomographie des
Felsenbeins
mit
axialer
Schnittführung (oben) und
koronarer
Schnittführung
(unten), wobei jeweils der
Pfeil die Cochlea und der
Stern
den
inneren
Gehörgang anzeigt (Lenarz
2012, S.61).
2.5.1. Präoperative Bildgebung:
Sowohl die hochauflösende Computertomographie als auch das MRT werden für die
präoperative Bildgebung eingesetzt, bei welcher besonders bei Kindern cochleäre
Malformationen und andere Anomalien festgestellt werden (Aschendorff 2011).
24
2. Einführung:
Darstellung 16: a) HRCT eines Patienten mit bilateraler cochleärer Hypoplasie (Durchmesser kleiner als 20 mm)
und einer sehr kurzen Basalwindung (Pfeil). b) MRT desgleichen Patienten mit Darstellung des Nervus
vestibulocochlearis (Pfeil). (Aschendorff 2011).
Besonders die Darstellung des N. vestibulocochlearis spielt hier eine bedeutende Rolle, da er
bei
langwieriger
Taubheit
eventuell
degeneriert
oder
durch
Tumore
wie
ein
Vestibularisschwannom in Mitleidenschaft gezogen worden sein könnte (Papsin BC 2005;
Aschendorff et al. 2009a; De Foer B. et al. 2010; Aschendorff 2011).
Das CT und das MRT zeigen bei bis zu 15 Prozent der kindlichen Patienten cochleäre
Malformationen auf (Papsin BC 2005; Aschendorff et al. 2009a; Aschendorff 2011). Hierbei
ist der Begriff der Malformation von einfachen Dysplasien des Vestibularorgans bis hin zu
komplexen Fehlbildungen wie dem CHARGE- Syndrom anzusehen (Arndt et al. 2010).
Besonders das HRCT eignet sich zur Darstellung knöcherner Strukturen, was zur Planung der
chirurgischen Insertion von großer Bedeutung ist, da entsprechend der cochleären Morphologie
über die Länge des Elektrodenträgers entschieden werden kann (Aschendorff 2011), sodass bei
einer hypoplastischen Cochlea ein kürzerer Elektrodenträger gewählt werden würde, als bei
einer normalen oder hyperplastischen Cochlea (Aschendorff 2011). Trotz derzeitiger
Diskussionen um die Verwendung des MRTs, welches bindegewebige Strukturen und
Nervenverläufe wie die des N. vestibulocochlearis und N. facialis deutlich besser darzustellen
vermag (Lenarz 2012, S.63) als das HRCT, gilt dieses weiterhin als Goldstandard (Aschendorff
2011).
25
2. Einführung:
Dennoch ist das MRT bei mittlerweile allen Patienten indiziert, besonders wenn Tumore wie
das Vestibularisschwannom (Trotter et al. 2010; Helbig et al. 2009) oder eine Aplasie des N.
vestibulocochlearis vermutet werden (De Foer et al 2010).
Darstellung 17: Magnetresonanztomographie des Felsenbeins in axialer Schnittführung (links) in T2 Wichtung,
in weiß flüssigkeitsgefüllte Liquorräume und Innenohr (Pfeil). Rechts: MRT nach Gadolinium- Gabe mit
deutlichem Enhancement bei Vestibularisschwannom in koronarer Schnittführung (Lenarz 2012, S.62).
2.5.2. Intraoperative Bildgebung:
Eine intraoperative Bildgebung gehört nicht zum Standardprozedere, kann aber in bestimmten
Fällen, beispielsweise bei Fehlbildungen (Aschendorff 2011), indiziert sein. Bis vor nicht allzu
langer Zeit erfolgte die intraoperative Bildgebung über klassische Röntgenaufnahmen, wobei
diese mittlerweile vom HRCT und DVT abgelöst wurden (Aschendorff 2011), um eine korrekte
intracochleäre Position des Elektrodenträgers zu überprüfen (Aschendorff et al. 2009b).
Nachteilig ist hierbei ein großer Zeit- und vor allem Kostenaufwand, weshalb sich diese
intraoperativen Bildgebungsverfahren vor allem an Zentren mit vielen Implantationen lohnen
(Bischoff 2004; Aschendorff 2011). Es besteht die Möglichkeit kritische Phasen der Operation
wie die Cochleostomie oder die Insertion des Elektrodenträgers mittels Navigation zu
kontrollieren (Lenarz 2012, S.61). Weiterhin besteht hierdurch die direkte Kontrolle nach
Insertion intraoperativ durch mobile DVTs (Aschendorff 2011). Die intraoperative Bildgebung
wird auch in Zukunft eine zunehmend größere Rolle spielen, da bereits an Robotern gearbeitet
wird, welche atraumatisch und minimal-invasiv den Elektrodenträger inserieren und dabei auf
ständige intraoperative Bildgebung und Navigation angewiesen sein werden (Manrique et al.
2007; Klenzner et al. 2009; Majdani et al. 2009; Aschendorff 2011).
26
2. Einführung:
2.5.3. Postoperative Bildgebung:
Die postoperative Bildgebung dient der intracochleären Lagekontrolle des Elektrodenträgers,
als Qualitätskontrolle der Implantation und der Beurteilung des Felsenbeins bei
Komplikationen oder zentralen Erkrankungen wie einem Vestibularisschwannom oder anderen
zerebralen Raumforderungen, wobei verschiedene Formen der Bildgebung vom HRCT, DVT
bis zum MRT genutzt werden (Aschendorff 2011). Bei Kindern wird meist eine transorbitale
einfache Röntgenaufnahme gemacht (Xu et al. 2000, Aschendorff 2011), welche dem späteren
Vergleich der Lage des Elektrodenträgers über Jahre hinweg dienen soll und welche aufgrund
ihrer geringen Strahlenbelastung bei Kindern ohne größere Malformationen ausreichend ist
(Aschendorff 2011).
Bei Erwachsenen ist der Einsatz eines DVTs bzw. HRCTs in der postoperativen Bildgebung
noch immer Gegenstand der Diskussion. Wie bereits Wullstein 1945 feststellte, ist die Qualität
eines bildgebenden Verfahrens direkt messbar am Vergleich der radiologischen Ergebnisse mit
den entsprechenden histologischen Schnitten (Wullstein 1948). In zahlreichen Studien
behauptete sich das DVT im Vergleich der radiologischen und histologischen Schnitte und gilt
somit als äußerst geeignet, Strukturen des Felsenbeins adäquat darzustellen (Husstedt et al.
2002; Aschendorff et al. 2003; Klenzner et al. 2004; Richter et al. 2005).
Darstellung 18: postoperative transorbitale konventionelle Röntgenaufnahme bei einem beidseits mit Cochlea
Implantat versorgten Kind (Aschendorff 2011).
Das DVT bietet verglichen mit dem HRCT den Vorteil einer geringeren Strahlenbelastung des
Patienten, eines geringeren metallenen Artefakts durch den Elektrodenträger, ist aus
technischen Gründen jedoch weniger geeignet zur klaren Darstellung von Weichteilgewebe
(Lenarz 2012, S.61).
27
2. Einführung:
Das HRCT bringt dagegen zwar eine stärkere Strahlenbelastung mit sich und hat größere
Elektrodenartefakte in seiner Darstellung, ist aber auch geeignet um feinste Weichteilstrukturen
darzustellen (Lenarz 2012, S.61). Dennoch zeigt die DVT klare Vorteile in der Evaluation der
Elektrodenlage bei einer Auflösung bis zu 0.3 mm und aufgrund des deutlich geringeren
Elektrodenartefakts (Majdani et al. 2009; Ruivo et al. 2009; Aschendorff et al. 2004; Kurzweg
et al. 2010; Aschendorff 2011). Somit ist die Verwendung der DVT zur postoperativen
Darstellung beim Erwachsenen klar indiziert, um die Lage des Elektrodenträgers zu
kontrollieren (Aschendorff et al. 2005; Aschendorff et al. 2007). Dieser liegt idealerweise in
der Scala tympani, da nur dort ein Restgehörerhalt möglich ist und somit dient die
intracochleäre Lage des Elektrodenträgers auch der postoperativen Qualitätskontrolle der
Insertion (Aschendorff 2011). Die DVT gilt dem HRCT gegenüber somit bei postoperativer
Fragestellung als überlegen (Husstedt et al. 2002; Ruivo et al. 2009; Kurzweg et al. 2010;
Aschendorff et al. 2005; Aschendorff et al. 2007) und ist weiterhin für CIs sämtlicher Hersteller
und mit sämtlichen Elektrodenträgern zugelassen (Aschendorff 2011). Bei Verwendung des
HRCTs wäre ein Vergleich der prä- und postoperativen Bildgebung notwendig, um die skaläre
Lage des Elektrodenträgers weitestgehend bestimmen zu können (Lane et al. 2007; Skinner et
al. 2007), was im klinischen Alltag zu viel Zeit beanspruchen würde (Aschendorff 2011).
Ein großes Problem war in der Vergangenheit oft, dass der Magnet innerhalb der Silikontasche
also im Korpus des Implantates bei der Magnetresonanztomographie dislozierte oder seine
Magnetstärke verlor (Crane et al. 2010; Deneuve et al. 2008; Aschendorff 2011). Ein MRT
kann aus verschiedensten medizinischen Gründen indiziert sein, ist bei manchen
Fragestellungen nicht zu umgehen und wird in Zukunft aufgrund des demographischen
Wandels und seiner Indikation besonders bei zentralen Raumforderungen zunehmend gefragt
sein (Aschendorff 2011). Der Elektrodenträger und die Elektroden selbst bestehen zwar aus
nichtmagnetischem Platin und / oder Titan (Angaben der Hersteller Cochlear™ und MEDEL™), dennoch ist ein Dislozieren des Magneten problematisch. Mit neueren Cochlea
Implantaten ist die MRT Bildgebung unter bestimmten Bedingungen mit einer Feldstärke von
3.0 Tesla möglich, sodass ein Entfernen des Magneten vor dem MRT oft nicht mehr notwendig
ist (Risi et al. 2004; Carlson et al. 2015). Trotzdem ist bei der Verwendung des MRTs mit
besonders großen Artefakten durch den Elektrodenträger zu rechnen, sodass das Felsenbein
oder der innere Gehörgang oft vollkommen überschattet sind (Aschendorff 2011).
28
2. Einführung:
Darstellung 19: postoperatives MRT bei einem linksseitig CI versorgten Patienten zur Veranschaulichung des
starken Elektrodenartefakts (Pfeile), welches Felsenbein und den inneren Gehörgang vollständig überlagert
(Aschendorff 2011).
2.6. Literaturstand der Anatomie und des Cochlea Implantates:
Die morphologische Variation der Cochlea kann Einfluss auf die finale Position des
Elektrodenträgers nehmen. Von Malformationen der Gehörschnecke abgesehen wurde 1938
durch Hardy et al. erstmals gezeigt, dass die Ausprägung der Cochlea interindividuell
verschieden ist und somit jeder Mensch eine etwas anders geformte Gehörschnecke besitzt,
quasi einen Fingerabdruck des Ohres. Zahlreiche weitere Studien bekräftigten diese von Hardy
aufgestellte These (Dimopoulos and Muren 1990; Xu et al. 2000). Weiterhin weist auch das
Corti- Organ selbst eine Variation der Länge auf, was von Kawano et al. 1996, Ketten et al.
1998 und Xu et al. 2000 gezeigt wurde. Wie von Escudé et al. (2006) gezeigt und in dieser
Studie weiter untersucht, variieren sowohl basale Windung als auch die entlang zweier Achsen
gemessenen Durchmesser und somit die Form und Größe interindividuell (Escudé et al. 2006).
Dennoch wurde immer wieder die Frage aufgeworfen inwiefern diese Unterschiede definiert
und zuverlässig gemessen werden können und ob die interindividuell variierende Größe der
Cochlea eine Rolle bei der Implantation spielt. Hat die Morphologie somit Einfluss auf die
Insertion des Implantates, dessen Lage und somit eventuell auch dessen Funktion?
29
2. Einführung:
2.6.1 Cochleäre Größe:
Darstellung 20: Darstellung der
cochleären Größe in Form der
gemessenen Distanzen A und B nach
Escudé (Escudé et al. 2006). Escudé et al. (2006) zeigte als einer der Ersten wie diese Größe charakterisiert und gemessen
werden kann. Er beschrieb eine Distanz A, welche vom runden Fenster durch den Modiolus bis
zur lateralen Wand reichte und legte orthogonal dazu eine Distanz B fest, die ebenfalls durch
den Modiolus reichte (Escudé et al. 2006). Die unterschiedliche Ausprägung der Cochlea kann
Auswirkungen auf die lineare Insertionstiefe und den Insertionswinkel des Elektrodenträgers
haben (Escudé et al. 2006). Wie von Xu et al. (2000) und Escudé et al. (2006) dargestellt,
scheint der Insertionswinkel eine zuverlässigere postoperative Referenz für die Lage des
Elektrodenträgers zu sein als die Insertionstiefe. Die von Escudé festgelegten Durchmesser A
und B wurden von Van der Marel et al. (2013) aufgegriffen und ergänzt. Es wurden 8 Radien
beschrieben, welche die Größe der Cochlea noch genauer definieren sollten (Van der Marel et
al. 2013). Radius 1 und 5 zusammengenommen entsprachen Escudé´s Durchmesser A, während
Radius 2 und 6 gemeinsam der Orthogonalen B entsprachen (Van der Marel et al. 2013). Für
die anderen beiden Durchmesser orientierte sich van der Marel an dem sogenannten Leiden
Koordinatensystem (Verbist et al. 2005), wobei er zum einen den horizontalen Bogengang und
den Modiolus miteinander verband (Radius 4 und 8) und dazu eine Senkrechte (Radius 2 und
6) durch den Modiolus zog (Van der Marel et al. 2013). Wie sich zeigte sind sowohl
Insertionstiefe als auch Insertionswinkel statistisch signifikant beeinflusst von der Größe der
Cochlea und van der Marel gibt an, dass 13 Prozent der Varianz der Elektrodenposition durch
die cochleäre Größe zu erklären sind (Van der Marel et al. 2013).
30
2. Einführung:
Darstellung
21:
Querschnitt
und
Vermessung der Cochlea bei van der
Marel et al. 2013 (van der Marel et al.
2013).
2.6.2. Lage des Elektrodenträgers in der Cochlea:
Das anatomische Verhältnis der Cochlea zu ihrem Implantat kann durch verschiedene
Parameter beschrieben werden wie der Insertionstiefe, dem Insertionswinkel und der
Elektrodenlage innerhalb der Scalae. Die Insertionstiefe variiert selbst bei Einhalten des
gleichen chirurgischen Protokolls durch denselben Chirurgen und selbst Felsenbeinstudien im
Labor zeigten diesbezüglich eine statistisch signifikante Varianz (Finley et al. 2008; Adunka et
al. 2005; Ketten et al. 1998). Weiterhin korreliert die Insertionstiefe, welche die gemessene
Länge des Elektrodenträgers von dem chirurgischen Zugangspunkt in die Cochlea und somit
von dem runden Fenster oder der Cochleostomie bis hin zum apikalen Elektrodenartefakt
darstellt, mit der Traumarate bei Cochlea Insertion (Welling 1993; Shepherd 1985, Adunka et
al. 2006). Unter Traumarate ist hier die Dislokation des Elektrodenträgers von einer Scala in
die andere aufgrund des Durchstoßens der Basilarmembran durch den Elektrodenträger
gemeint. Weiterhin scheint die Insertionstiefe auch einen signifikanten Einfluss auf das
postoperative Outcome zu nehmen und so nimmt man an, dass ein zu flach inserierter
Elektrodenträger zu schlechterem Sprachverstehen führt (Hochmair 2003), während ein zu tief
inserierter Elektrodenträger den Restgehörerhalt signifikant zu reduzieren scheint, wobei
genaue Längenangaben hier noch Gegenstand der derzeitigen Diskussion sind (Adunka et al.
2004; Gstöttner et al. 1997 und 2005).
31
2. Einführung:
Wie der Name Gehörschnecke schon sagt, handelt es sich bei der Cochlea um ein gewundenes
Organ, sodass auch der gebildete Winkel zwischen dem inserierten Elektrodenträger innerhalb
der Cochlea eine Aussagekraft über die Lage des Elektrodenträgers macht (Escudé et al. 2006).
Nicht nur die Tiefe und der erreichte Winkel des Elektrodenträgers scheinen Einfluss auf die
Ergebnisse nehmen zu können, sondern auch ihre Nähe zum Modiolus. So untersuchten Holden
et al. (2013) das Verhältnis der Elektrodenlänge von der Cochleostomie bis zum apikalen
Elektrodenartefakt zur Länge der lateralen Wand entsprechend diesen Abschnittes. Den
gebildeten Quotienten nannten sie Wrapping Factor (WF), der die mediolaterale Position
angeben soll und somit Aufschluss geben soll, wie eng oder locker der Elektrodenträger
innerhalb der Cochlea in Betrachtung des Modiolus zu liegen scheint (Holden et al 2013).
Darstellung 22: Übersicht der
skalären Lagemöglichkeiten des
Elektrodenträgers
in
der ST
(Scala tympani – gefüllte Kreise)
oder SV (Scala vestibuli – leere
Kreise)
mit
Anschnitt
des
Hörnerven (VIII Nerve) (Holden
et al. 2013).
2.6.3. Skaläre Lage des Elektrodenträgers:
Ziel der Insertion ist es den Elektrodenträger ohne Dislokation in die Scala tympani
einzubringen, da diese skaläre Lage mit einer besseren Sprachdiskrimination assoziiert ist
(Aschendorff et al. 2005; Aschendorff et al. 2007). Dies gelingt jedoch nicht immer, da der
Elektrodenträger manchmal in die Scala vestibuli eingebracht wird oder von einer Scala zur
anderen disloziert (Aschendorff et al. 2007, Finley et al. 2008; Noble et al. 2013). Weiterhin ist
aber vor allem die Erhaltung eines Restgehörs am ehesten möglich bei Insertion in die Scala
tympani ohne Dislokation und somit ohne eine Penetration der Basilarmembran (James et al.
2005; Fraysse et al. 2006). Die Lage des Elektrodenträgers innerhalb der Cochlea scheint somit
einer der definierenden Faktoren für das postoperative Outcome zu sein (Aschendorff et al.
2007; Finley et al. 2008). Weiterhin scheint die exakte intracochleäre Elektrodenlage Einfluss
auf die subjektive Hörfunktion zu nehmen (Boéx 2006; Noble 2013).
32
2. Einführung:
Dies führt zur Vermutung, dass eine bessere Kontrolle und Einflussnahme auf die Lage des
Elektrodenträgers zu einem besseren Hörvermögen postoperativ führen könnte.
Darstellung
23:
Querschnitt
einer
Kadaverstudie eines Felsenbeins mit einer
implantierten MED – EL Flex- Elektrode,
welche die Basilarmembran in der mittleren,
cochleären Wendung rupturiert (A) und die
Lamina
spiralis
in
der
Basalwendung
frakturiert (B) (Adunka et al. 2006; Boyd
2011).
2.6.4. Anpassung des Elektrodenträgers an die Cochlea:
Studien zeigten wie oben beschrieben, dass die Elektrodenlage für den Erhalt der tonotopen
Ordnung und des niederfrequenten Restgehörs wichtig zu sein scheint (James et al. 2005;
Fraysse et al. 2006). Es stellte sich heraus, dass je länger der Elektrodenträger war bzw. je tiefer
er inseriert wurde, desto höher war das Risiko der Penetration der Basilarmembran und der
Minderung von präoperativ erfasstem Restgehör (James et al. 2005; Finley et al. 2008; Yawn
et al. 2015). Mit abnehmender cochleärer Größe muss bei gleicher Elektrodenlänge die
Insertionstiefe zunehmen, was in einem höheren Risiko der Dislokation resultiert. Die
Dislokation des Elektrodenträgers und somit die Lage in der Scala vestibuli statt der Scala
tympani wiederum korreliert mit einer reduzierten Worterkennung (CNC word score) und somit
einem reduzierten postoperativen Hörvermögen (Finley et al. 2008). Folglich ist sowohl die
Elektrodentiefe als auch der Umfang der Cochlea für das postoperative Outcome
mitverantwortlich (Finley et al. 2008).
In der CI Chirurgie und Rehabilitation gewinnt die präoperative Erfassung der individuellen
Größe und Ausprägung der Cochlea zunehmend an Bedeutung. Sowohl die Anbieter von MEDEL™ als auch von Cochlear™ bieten ein zunehmend breiteres Spektrum an Elektrodenträgern
an (Angaben: Cochlear™ und MED- EL™). Dabei unterscheidet sich weniger das Implantat
oder der Prozessor. Die Hauptunterscheidung liegt in der Länge, dem Durchmesser und der
Form des Elektrodenträgers (Angaben: Cochlear™ und MED- EL™). Der Eindruck, dass ein
an die individuelle Cochlea angepasster Elektrodenträger eine bessere finale Elektrodenlage,
ein verbesserter Erhalt des Restgehörs und am Ende ein höheres Sprachverstehen bewirken
würde, zieht zunehmend das Augenmerk der Forschung auf sich.
33
Zielsetzung:
3. Zielsetzung:
Die hier beschriebene Arbeit soll dem Zusammenhang von cochleärer Größe und
Elektrodenlage des Cochlea Implantates näher kommen und diesen beschreiben. Sie soll sich
somit in die bisherigen Studien einreihen, welche auf einen in der Zukunft individuell zur
Cochlea und zum Patienten angepassten Elektrodenträger abzielen.
Im Genauen soll
•
die Morphologie der Cochlea in Größe und Ausprägung dreidimensional erfasst,
•
die interindividuellen Differenzen beschrieben
•
und die gewonnenen Erkenntnisse mit der bisherigen Studienlage verglichen
werden.
Weiterhin soll
•
der Einfluss der Anatomie auf die finale Lage des Elektrodenträgers innerhalb der
Gehörschnecke ermittelt
•
und der von Holden et al. (2013) beschriebene Wrapping Factor gebildet und verglichen
werden.
Diese Arbeit soll beantworten, ob und inwiefern sich die cochleäre Morphologie auf die Tiefe
der Elektrodeninsertion, den Insertionswinkel, das Dislokationsrisiko und auf die finale Lage
des Elektrodenträgers innerhalb der Scalae auswirkt.
34
4. Methode:
4. Methode:
4.1. Patientenkollektiv:
In den Jahren 2003 bis 2010 wurden zahlreiche Patienten mit einem CI am Implant Center
Freiburg (ICF) der Abteilung Hals- Nasen- Ohrenheilkunde des Universitätsklinikums Freiburg
versorgt. In diese Studie wurden nur Patienten eingeschlossen, welche mit einer durch eine
Cochleostomie inserierten perimodiolaren Cochlear™ Contour Advance® Elektrode (Cochlear
Limited, NSW, Australia) versorgt wurden. Patienten, welche bei Zustand nach beispielsweise
Meningitis oder Labyrinthitis Sklerosezeichen aufwiesen, wurden ausgeschlossen, da diese die
Insertion und die Lage des Elektrodenträgers des CIs beeinflussen können. Weiterhin wurden
cochleäre Aplasien, Hypoplasien und Malformationen ausgeschlossen.
Es wurde nur ein Elektrodentypus in dieser Studie untersucht, um eine bestmögliche
Vergleichbarkeit zu erreichen und den Einfluss durch unterschiedliche Begebenheiten der
Elektrodentypen möglichst gering zu halten. Weiterhin wurden nur durch Cochleostomie
versorgte Ohren in die Studie eingeschlossen, um die möglichen Unterschiede von
Rundfensterinsertion und Cochleostomie zu exkludieren. Die Daten der Patienten wurden aus
der Datenbank des ICF Freiburg gefiltert und deren postoperative Bilder retrospektiv
ausgewertet.
Zur grundsätzlichen präoperativen Versorgung erhielt jeder Patient eine digitale
Volumentomographie (DVT) des Felsenbeins oder eine konventionelle DünnschichtComputertomographie des Felsenbeins um cochleäre Anomalien auszuschließen. Wie von Pein
et al. 2014 überprüft gestattet die präoperative Bildgebung sowohl mit der DünnschichtComputertomographie aus auch mit der DVT äquivalente Ergebnisse und Felsenbeinstrukturen
können auf beide Weisen der Bildgebung detailliert und exakt ermittelt und vermessen werden
(Pein et al. 2014).
Die postoperative Bildgebung erfolgte bei den Patienten durch digitale Volumentomographie
(DVT, DynaCT-equipped Axiom Artis dTA angiography unit; Siemens Co., Erlangen,
Germany) im Rahmen der regulären postoperativen Versorgung. Diese Art der Bildgebung
wurde in zahlreichen Felsenbeinstudien sowohl bei histologischer Betrachtung (Aschendorff et
al. 2003; Husstedt et al. 2002) als auch bei in vivo Insertionsstudien (Aschendorff et al. 2007;
Aschendorff et al. 2005) beschrieben und als adäquat eingestuft.
35
4. Methode:
Die Bilder wurden sowohl bezüglich der cochleären Größe und Ausprägung in Form zweier
Durchmesser und der Höhe als auch bezüglich der Elektrodenposition in Form der Skalenlage
(Scala tympani versus Scala vestibuli versus Dislokation), der Insertionstiefe, des
Insertionswinkels und der entsprechenden Länge der lateralen Wand analysiert.
4.2. Radiologische Evaluation:
Darstellung 24: horizontaler Schnitt der Cochlea auf Höhe der Basalwindung zur anschließenden Messung der
cochleären Größe.
Für die Bildrekonstruktion wurde Impax 6 von Agfa Healthcare verwendet. Wie von Escudé et
al. (2006) beschrieben wurde initial ein koronares und sagittales Schnittbild verwendet um die
basale Windung der Cochlea darzustellen. Durch entsprechende Rekonstruktion war es möglich
die basale Windung gemeinsam mit dem runden Fenster, dem Modiolus, der lateralen Wand
und dem Helicotrema darzustellen. Im Anschluss erfolgte die Analyse und Vermessung der
zuvor dargestellten Strukturen. Dieser Schnitt ermöglichte es die von Escudé beschriebenen
Distanzen A und B zu messen (Escudé et al. 2006).
36
4. Methode:
Distanz A beschreibt den größtmöglichen Längsdurchmesser von dem runden Fenster durch
den Modiolus zur lateralen Wand und Distanz B den orthogonal darauf liegenden
Querdurchmesser durch den Modiolus (Escudé et al. 2006).
Darstellung 25: beispielhafte Vermessung der cochleären Größe nach Escudé et al. (2006) mit Längsdurchmesser
(rot) ab Cochleostomie (Pfeil) und orthogonal dazuliegendem Querdurchmesser (grün).
Da die von Escudé entwickelten Distanzen die cochleäre Größe jedoch nur im
zweidimensionalen Rahmen beschreiben, macht sich diese Studie zum Ziel den bisherigen
Kenntnisstand durch radiologische Rekonstruktion um eine dritte Variable, die Höhe, zu
ergänzen. Mit Hilfe von multiplanarer Rekonstruktion (EMPR) war es möglich durch einen
Schnitt horizontal zu den Distanzen A und B nach Escudé eine dritte Ebene darzustellen und
die Höhen in zwei daraus resultierenden Perspektiven aus zwei verschiedenen Ebenen zu
messen, sodass die gemessenen Höhen a und b miteinander verglichen werden konnten. Diese
Höhen aus zwei Perspektiven dienten auch als Gütekriterium für die Messgenauigkeit dieser
Arbeit.
37
4. Methode:
Oben: Darstellung 26a: multiplanare Rekonstruktion zur Vermessung der cochleären Höhe in zwei verschiedenen
orthogonal zum horizontalen Schnitt stehenden Ebenen (oben links und oben rechts). Unten: Darstellung 26b:
Vermessung der Insertionstiefe des Elektrodenträgers (rot) ab Cochleostomie (Pfeil).
38
4. Methode:
Um die Insertionstiefe bestimmen zu können, wurde die Länge von der Cochleostomie entlang
der Elektrodenartefakte bis zum apikalen Artefakt bestimmt. Weiterhin wurde die Länge der
lateralen Wand von Cochleostomie bis auf Höhe des apikalen Elekrodenartefakts gemessen,
um den von Holden et al. (2013) beschriebenen Wrapping Factor (WF) als Beschreibung für
die mediolaterale Position des Elektrodenträgers und somit die Nähe zum Modiolus zu
ermitteln.
Dieser Wrapping Factor dient dazu einen Eindruck zu vermitteln wie eng oder locker der
Elektrodenträger im Bezug zum Modiolus gewunden ist und ist als Quotient zwischen
Elektrodenlänge zur lateralen Wandlänge definiert (Holden et al. 2013).
Darstellung 27: Vermessung der Insertionstiefe des Elektrodenträgers (rot) im Vergleich zur entsprechenden
lateralen Wandlänge (blau) ab Cochleostomie (Pfeil).
Weiterhin wurde der Insertionswinkel mit Hilfe der Distanz A von Escudé (Escudé et al. 2006)
bestimmt, wobei der Modiolus als Scheitelpunkt dient und die Gerade durch das apikale
Elektrodenartefakt sowie die Gerade auf Distanz A liegend und durch die Cochleostomie
ziehend als Strahlen des Winkels.
39
4. Methode:
Darstellung 28: Vermessung des Insertionswinkels des Elektrodenträgers ab Cochleostomie (Pfeil).
Um noch einen weiteren Parameter für die cochleäre Größe und Ausprägung zu erhalten, wurde
mit Hilfe der Distanzen A und B und der Höhe a der Ellipsenumfang als Annäherung an den
Umfang der Cochlea berechnet. Dieser Ellipsenumfang wurde mit der Annäherungsformel nach
Ramanujan errechnet (Karl Strubecker, Oldenbourg 1984)und anschließend mit dem Wrapping
Factor (Holden et al. 2013) verglichen.
4.3. Statistik:
Die statistische Analyse erfolgte mit Hilfe von “Gnu R statistical computation and graphics
system” (ANOVA, Tukey’s Honest Significant Difference; GNU R, Version 3.0.3, Core Team,
Vienna, Austria, http://www.R-project.org).
40
5. Ergebnisse:
5. Ergebnisse:
5.1. Patientenkollektiv:
Es wurden Schnittbilder von 403 Felsenbeinen ohne cochleäre Anomalie untersucht. Vorweg
wurden sowohl Malformationen aussortiert als auch nur Patienten in die Studie inkludiert,
welche mit einer perimodiolaren Cochlear™ Contour Advance® Elektrode (Cochlear Limited,
NSW, Australia) implantiert wurden. Weiterhin wurden alle Patienten an dem
Universitätsklinikum Freiburg in der Abteilung der Hals- Nasen- Ohrenheilkunde operiert und
am Implant Center Freiburg (ICF) rehabilitativ betreut.
Von ursprünglich 403 Ohren flossen 368 in diese Arbeit mit ein. Die Bildgebung für 13 Ohren
wurde extern durchgeführt und somit waren die Bilder dieser Arbeit nicht mehr zugänglich. Bei
20 Fällen waren die in der Datenbank hinterlegten Bilder nicht für eine multiplanare
Rekonstruktion geeignet und in 2 Fällen konnte das runde Fenster nicht aufgefunden werden,
sodass keine zuverlässigen Durchmesser gemessen werden konnten. Für 368 Patienten konnten
Daten gewonnen und die entsprechenden Schnittbilder betrachtet und ausgemessen werden.
184 linke und 184 rechte Cochleae wurden dabei gemessen. Es wurden 151 männliche und 217
weibliche Cochleae betrachtet. 276 Patienten wurden unilateral analysiert, während 46
Patienten bilateral ausgewertet wurden.
Tabelle 1. Übersicht der in die Arbeit eingeschlossenen Patientendaten:
Operationen
postoperativeCBCT
Aufnahmevorhanden
Ausgeschlossen(aufgund
mangelnderQualität)
FüradäquateAuswertung
ausreichend
a) ImplantierteSeite
b) Geschlecht
c) UniversusBilateral
d)PrimäreScalader
Elektrodeninsertion
e)KomplettinScala
inseriert
f)AusScaladisloziert
403
370(91.8%)
2
368(91.3%)
184links(50%)
151männlich(41%)
276unilateral(75%)
S.tympani:319(87%)
184rechts(50%)
217weiblich(59%)
46bilateral(12.5%*2=25%)
S.vestibuli:49(13%)
S.tympani:250(68%)
S.vestibuli:43(11%)
S.tympani:69(19%)
S.vestibuli:6(2%)
Spalten a) bis f) beziehen sich auf die für die adäquate Auswertung ausreichenden Felsenbeine (368).
41
5. Ergebnisse:
Bei diesen 368 Ohren wurde nun festgestellt, dass die meisten Elektrodenträger, nämlich 250,
wie gewünscht in der Scala tympani (T) lagen, wohingegen 43 in der Scala vestibuli (V)
positioniert wurden. 69 Elektrodenträger befanden sind ursprünglich in der Scala tympani,
dislozierten aber im Verlauf durch die Basilarmembran in die Scala vestibuli (TD) und 6
Elektrodenträger lagen ursprünglich in der Scala vestibuli, dislozierten im Verlauf jedoch in die
Scala tympani (VD). Ein Ohr wies eine dislozierte Scala media Position auf (MD), wird in
weitere Analysen jedoch nicht weiter eingeschlossen und wurde in obiger Aufzählung auch
nicht berücksichtigt, da weiterhin das runde Fenster nicht klar ersichtlich war.
5.2. Cochleäre Größe:
Tabelle 2 zeigt die Resultate der Bildmessung der cochleären Größen. Distanz A vom runden
Fenster durch den Modiolus bis zur lateralen Wand der Cochlea und die orthogonal dazu
liegende Distanz B durch den Modiolus (Escudé et al. 2006) sind mit Mittelwert,
Standardabweichung, Minimum und Maximum angegeben. Um ein Maß für den cochleären
Größen- und auch Ausprägungsvergleich zu bekommen, wurden sowohl Quotient als auch
Produkt der Distanzen A und B gebildet. Anhand des Quotienten A/B kann die Aussage
getroffen werden, dass Distanz A 1.53mal länger ist als Distanz B und die Cochlea somit oval
mit längerem Durchmesser entlang des Längsdurchmessers A ausgeprägt ist. Das Produkt der
Distanzen A*B dient als Annäherung an die cochleäre Fläche bzw. die Ausdehnung auf Höhe
der Basalwindung.
Weiterhin wurde eine statistisch signifikante Korrelation zwischen Distanz A und Distanz B
gefunden (r² = 0.5, p <= 0.0001) sowie eine signifikante Korrelation zwischen Distanz A und
dem Quotienten A/B (r² = 0.326, p <= 0.0001).
Orthogonal zu den Ebenen entlang der Distanz A und Distanz B nach Escudé et al. (2006)
wurde eine dritte Variable, die Höhe, bestimmt, um erstmals dreidimensionale Eindrücke der
Cochlea zu erhalten. Da die Höhe in zwei unterschiedlichen Ebenen messbar war, sind die
Höhen a und b in Tabelle 2 angegeben und dienen als Gütekriterium für die Messgenauigkeit.
Der Pearson Korrelationskoeffizient zeigte eine statistisch streng signifikante, lineare
Korrelation zwischen Höhe a und b an (r² = 0.807, p <= 0.0001), was eine genaue aber
unabhängige Messung verdeutlicht.
42
5. Ergebnisse:
Tabelle 2. Bildmessungen der Cochlea:
Cochleäre Messung
Mittelwert
Standardabweichung min / max
Distanz A (mm)
9.95
0.59
7.8 / 11.7
Distanz B (mm)
6.54
0.48
5.0 / 8.0
Quotient A/B
1.53
0.11
1.23 / 2.08
Produkt A*B (mm²)
65.2
7.50
45.4 / 91.2
Höhe a (mm)
3.85
0.34
3.0 / 5.0
Höhe b (mm)
3.95
0.33
3.0 / 5.1
5.3. Geschlechtsvergleich der cochleären Größen:
Die gemessenen Werte wurden weiterhin in Tabelle 3 geschlechterspezifisch aufgeteilt und
miteinander verglichen. Es wurde ein statistisch signifikanter Unterschied bei den
geschlechtergetrennten Mittelwerten für Distanz A (two-sample t- test, p < 0.05) gefunden,
jedoch weder für Distanz B (p > 0.05) noch für den Quotienten A/B. Männliche Cochleae
erwiesen sich bezüglich ihrer Distanz A um durchschnittlich 1.99 % größer als weibliche,
absolut ausgedrückt um 0.2 mm. Da nur für Distanz A eine statistische Signifikanz gefunden
wurde, könnte die Vermutung entstehen, dass weibliche Cochleae etwas runder wären und
männliche etwas ovaler. Da jedoch der Quotient weder statistisch signifikant unterschiedlich
ist (p > 0.05), noch bemerkenswert voneinander abweicht (1.54 versus 1.52) ist diese Annahme
der unterschiedlichen Morphologie eher zu verwerfen. Für das Produkt der beiden Distanzen
A*B wurde eine statistische Signifikanz gefunden (p < 0.05), was wohl mit der Signifikanz der
Distanz A zusammenhängt. Die cochleäre Fläche auf Höhe der Basalwindung scheint bei
männlichen Cochleae um 2.87 % größer zu sein als bei weiblichen Gehörschnecken, absolut
ausgedrückt ist das Produkt A*B also bei männlichen Cochleae um 1.9 mm² größer. Jedoch
zeigte sich weder für die gemessene Höhe a noch für Höhe b ein statistisch signifikant
unterschiedlicher Wert zwischen Mann und Frau.
43
5. Ergebnisse:
Tabelle 3. Geschlechtsvergleich männlich versus weiblich:
alle
männlich
weiblich
T-test:
männlich/weiblich
(p-Wert)
Distanz A
(mm)
9.95+-0.59
10.06+-0.549
9.86+-0.607
0.001126
Distanz B
(mm)
6.54+-0.40
6.57+-0.495
6.52+-0.472
0.2659
Quotient A/B
1.53+-0.11
1.54+-0.113
1.52+-0.101
0.1007
Produkt A*B
(mm²)
65.2+-7.50
66.3+-7.362
64.4+-7.518
0.01926
Höhe a
(mm)
3.85+-0.34
3.88+-0.329
3.84+-0.349
0.2869
Höhe b
(mm)
3.95+-0.33
3.96+-0.309
3.94+-0.341
0.4905
Bezeichnung: (Mittelwert +/- Standardabweichung).
5.4. Elektrodenträgervermessung:
Tabelle 4. Messungen des Elektrodenträgers:
Mittelwert
Standardabweichung
min/max
(SD)
Insertionstiefe (mm)
16.6
1.13
14.1/ 21.4
Laterale Wandlänge
23.0
1.67
18.4/ 27.8
0.723
0.048
0.6/ 0.886
348
36.3
254/ 511
(mm)
Wrapping Factor
(Insertionstiefe/laterale
Wandlänge)
Insertionswinkel
44
5. Ergebnisse:
Tabelle 4 zeigt die gemessenen Daten für den Elektrodenträger, die laterale Wand und den
Insertionswinkel, ebenso wie den berechneten Wrapping Factor (WF; Holden et al. 2013). Er
liegt durchschnittlich bei 0.723, mit einem Maximum bei 0.886 und einem Minimum bei 0.6.
Wird der WF nur für Scala tympani Insertionen berechnet liegt er bei durchschnittlich 0.717,
bei gleichem Maximum und Minimum. Bei Berechnung des WF nur für Scala vestibuli
Insertionen liegt er durchschnittlich bei 0.738, mit einem Maximum von 0.86 und Minimum
von 0.61. Der WF ist definiert als Quotient der linearen Insertionstiefe zur entsprechenden
lateralen Wandlänge und soll dazu dienen darzustellen, wie nahe der Elektrodenträger am
Modiolus liegt. Desto eher der WF sich also dem Wert 1.0 nähert, desto näher liegt der
Elektrodenträger an der lateralen Wand und desto weiter entfernt ist er vom Modiolus.
5.5. Vergleich der Größe und der Elektrodenträgervermessung:
Darstellung 29: Wrapping Factor versus Produkt der Distanzen A*B (cochleäre Fläche).
45
5. Ergebnisse:
Bei Gegenüberstellung des WF mit dem Produkt der Distanzen A und B, ersichtlich in
Darstellung 29, wurde eine geringe abnehmende lineare Korrelation gefunden (Pearson's
Korrelation: r² = -0.15879) mit statistischer Signifikanz (p = 0.002249).
Auch Darstellung 30 zeigt eine gering abnehmende Korrelation (p = 0.03438, r² = -0.11032)
zwischen dem WF und dem Umfang der cochleären Ellipse, welche mit der Annäherungsformel
nach Ramanujan berechnet wurde. Zusammenfassend kann vermutet werden, dass mit
zunehmender Größe bzw. zunehmendem Umfang der Cochlea der Elektrodenträger dazu neigt
näher am Modiolus zu liegen und somit einen abnehmenden WF aufzuweisen. Für diese
Vermutung konnte aber wie oben beschrieben nur eine geringe statistische Korrelation
gefunden werden.
Darstellung 30: Wrapping Factor versus Umfang der cochleären Ellipse.
46
5. Ergebnisse:
Darstellung 31 zeigt eine Gegenüberstellung des Insertionswinkels mit der cochleären Fläche
in Form des Produktes von A*B. Hier zeigt sich eine geringe abnehmende lineare Korrelation
(r²= -0.20188, p = 0.00009629) zwischen cochleärer Größe und dem Insertionswinkel des
Elektrodenträgers. Folglich kann vermutet werden, dass der Insertionswinkel mit zunehmender
cochleärer Größe abnimmt.
Darstellung 31: Insertionswinkel versus Produkt der Distanzen A*B (cochleäre Fläche).
5.6.
Vergleich der cochleären Größe und der Elektrodenlage:
Weiterhin verglich diese Arbeit ihre gemessenen Ergebnisse mit der Lage des Elektrodenträgers
innerhalb der Skalen (Darstellung 32). Dabei wurden die gewünschte Position der Scala
tympani (T), die Scala vestibuli (V), dislozierte Elektrodenträger der Scala tympani (TD) und
der Scala vestibuli (VD) unterschieden.
47
5. Ergebnisse:
Elektrodenträger innerhalb der Scala tympani schienen häufiger in kleinen Cochleae zu
dislozieren. Für diese Annahme wurde jedoch für die Distanz A keine statistische Signifikanz
errechnet (p > 0.05). Der Elektrodenträger dislozierte häufiger aus der Scala tympani heraus bei
Cochleae mit kleiner Distanz B (T-TD: p = 0.0039, ANOVA, posthoc) und kleiner Höhe b (TTD: p = 0.0096, ANOVA, posthoc), jeweils mit statistischer Signifikanz. Es kann daraus
gefolgert werden, dass eine kleinere Distanz B und eine kleinere Höhe b eher mit der
Dislokation des Elektrodenträgers aus der Scala tympani heraus assoziiert sind.
90
Produkt
80
70
60
50
T
TD
V
VD
Elektrodenlage
Darstellung 32: Boxplot des Produktes A*B mit der Elektrodenlage innerhalb der Skalen.
Die Cochleae, welche einen Scala vestibuli inserierten Elektrodenträger aufwiesen, zeigten eine
kleinere Höhe a (3.9 mm für T versus 3.7 für V) verglichen mit den Scala tympani Insertionen.
Hier wurde sowohl für Höhe a (p = 0.00013, ANOVA, posthoc) als auch für Höhe b (p =
0.00148, ANOVA, posthoc) ein statistisch signifikanter Unterschied errechnet, sodass gefolgert
werden kann, dass Elektrodenträger bei Verwendung einer Cochleostomie eher in die Scala
vestibuli inseriert werden bei Cochleae mit kleineren Höhen.
48
5. Ergebnisse:
5.7.
Vergleich des Wrapping Factors und der Elektrodenlage:
0.9
WrappingFactor
0.8
0.7
0.6
T
TD
V
VD
Elektrodenlage
Darstellung 33: Boxplot von Wrapping Factor versus Elektrodenlage.
Weiterhin untersuchte diese Arbeit den Zusammenhang der Elektrodenlage mit dem Wrapping
Factor (Holden et al. 2013). Je eher ein Elektrodenträger disloziert war, desto näher befand sich
der Wrapping Factor am Wert 1.0, sprich desto näher lag der Elektrodenträger an der lateralen
Wand und desto weiter entfernt vom Modiolus. Das Risiko, dass der Elektrodenträger lateral
zu liegen kommt, ist folglich umso höher, desto eher er bei Insertion disloziert, was plausibel
ist. Entsprechend weist ein dislozierter Elektrodenträger durch die lamina spiralis einen
größeren WF auf. Da die meisten Elektrodenträger an spezifischen Stellen innerhalb der
Cochlea wie der cochleären Basalwindung (Verbist et al. 2009; Hüttenbrink et al. 2002;
O`Leary et al. 1991) oder bei annähernd 180 Grad Insertionswinkel (Verbist et al. 2009;
Tykocinski et al. 2001) dislozieren und die Basilarmembran dort nicht exakt mittig verläuft, ist
eine Dislokation und eine Penetration der Basilarmembran genau dann am wahrscheinlichsten,
wenn sich die Cochlea windet, was bei der Basalwindung erstmals der Fall ist (Verbist et al.
2009).
49
5. Ergebnisse:
Je näher nun also der Elektrodenträger am Modiolus liegt, desto mehr Spielraum hat er
innerhalb dieser Windung nicht allzu sehr zu lateralisieren und desto geringer ist das Risiko der
Dislokation, was mit einem entsprechend kleineren WF assoziiert ist. Besonders bei den Scala
tympani Insertionen war dies statistisch signifikant deutlich verglichen mit den Scala tympani
Dislokationen (post hoc analysis: p = 0.04927). Zusätzlich wurde ein statistisch signifikanter
Unterschied zwischen Scala tympani und vestibuli Insertionen gefunden (post hoc analysis: p
= 0.03243), woraus zu folgern ist, dass Scala vestibuli Insertionen mit einem höheren WF und
folglich einer zentrifugalen Elektrodenlage assoziiert sind.
50
6. Diskussion:
6. Diskussion:
6.1. Diskussion der Messungen und Ergebnisse:
6.1.1. Cochleäre Größe:
Eines der Ziele dieser Arbeit war es die Variabilität der cochleären Größe zu untersuchen. Es
wurden DVT- Bilder von 368 Ohren analysiert um eine adäquate Datenmenge zu erhalten. Die
von Escudé et al. (2006) etablierten Distanzen A von dem runden Fenster durch den Modiolus
zur lateralen Wand und die orthogonale Distanz B durch den Modiolus wurden gemessen.
Distanz A wies einen Mittelwert bei 9.95 mm auf, während Distanz B bei 6.54 mm lag. Die
erhaltene Datenmenge über die cochleäre Größe wurde mit den berichteten Werten von Escudé
et al. (2006) und van der Marel et al. (2013) verglichen. Wie auch in dieser Arbeit schloss
Escudé cochleäre Malformationen und andere Auffälligkeiten von seiner Analyse aus und
untersuchte 42 Patienten bilateral und legte dar, dass die basale Windung der Cochlea in ihrer
Größe variabel zu sein scheint. Escudé berichtete von einer gemessenen Distanz A mit einem
Mittelwert von 9.23 mm und einer senkrecht dazu verlaufenden Distanz B von 6.99 mm
(Escudé et al. 2006). Diese durchschnittlichen Durchmesser weichen nur gering von den in
dieser Arbeit gemessenen Werten ab. Weiterhin beschrieben Escudé et al. (2006) eine statistisch
signifikant zunehmende Korrelation zwischen den Distanzen A und B (r²=0.57, p < 0,001). In
dieser Arbeit wurde ebenfalls eine statistisch signifikante Korrelation zwischen Distanz A und
Distanz B gefunden (r² = 0.5, p <= 0.0001) sowie eine signifikante Korrelation zwischen
Distanz A und dem Quotienten A/B (r² = 0.326, p <= 0.0001).
Die von Escudé vorgeschlagenen Messungen wurden von van der Marel et al. (2013)
aufgegriffen und erweitert. Van der Marel schlug 8 Radien vor, welche die Cochlea ebenfalls
zweidimensional vermessen sollten. Radius 1 und 5 entsprachen dabei Distanz A nach Escudé
und kamen auf einen Mittelwert von 8.85 mm, während Radius 3 und 7 Distanz B entsprachen
und einen Mittelwert von 6.58 mm aufwiesen (van der Marel et al. 2013). Im Gegensatz zu
dieser Studie, welche nur Cochleostomie versorgte Ohren berücksichtigte, inkludierte van der
Marel nur Patienten, welche mit einem erweiterten Rundfensterzugang versorgt wurden, sodass
auch ein anderer Elektrodentyp inseriert wurde (Advanced Bionics™, HiFocus1© oder
HiRes90K mit HiFocus1J©Elektrode) (van der Marel et al. 2013). Die in dieser Arbeit
gemessene Distanz A war größer als die von van der Marel et al. (2013) und auch etwas größer
als die von Escudé et al. (2006) berichtete Distanz A.
51
6. Diskussion:
Distanz B dieser Arbeit lag sehr nahe an der von van der Marel et al. (2013) gemessenen Distanz
B, war jedoch kleiner als von Escudé et al. (2006) angegeben. Mit den Distanzen A und B
wurde nun der Quotient A / B gebildet und betrug in dieser Arbeit 1.53, was größer ist, als der
Quotient von 1.32, welcher von Escudé et al. (2006) berechnet wurde.
Weiterhin wurde erstmals in dieser Arbeit auch das Produkt der Distanzen A*B mit einem
Mittelwert von 65.2 mm² gebildet, um ein zweites Maß für die cochleäre Größe und
Ausdehnung in der Ebene der Basalwindung zu erhalten. Die Tabelle 4 liefert einen Vergleich
der gemessenen cochleären Größen in dieser Studie, bei Escudé et al. (2006), van der Marel et
al. (2013) und Ketten et al. (1998).
Tabelle 5. Überblick verschiedener Studien zu den Distanzen A und B und der cochleären
Höhe:
Cochleäre
Ergebnisse
Ketten et al.
Escudé et al.
Van der Marel
Größe
dieser Studie
(1998)
(2006)
et al. (2013)
Distanz A
9.95 mm
7.91 mm
9.23 mm
8.85 mm
(SD 0.59)
(SD 0.53)
(SD 0.53)
(SD 0.45)
6.54 mm
Nicht
6.99 mm
6.58 mm
(SD 0.48)
gemessen
(SD 0.37)
(SD 0.40)
1.53
Nicht zu
1.32
1.35
(SD 0.11)
berechnen
(SD nicht
(SD nicht
angegeben)
angegeben)
Distanz B
Quotient A / B
Würfel et al. (2014) etablierten neben Escudé und van der Marel eine zweite Methode die
cochleäre Größe präoperativ zu evaluieren. Sie definierten die cochleäre Länge als die Route
vom lateralsten Punkt des runden Fensters entlang der lateralen Wand bis hin zum Helicotrema
und berichteten über eine durchschnittliche cochleäre Länge von 37.6 mm (SD 1.93 mm)
(Würfel et al. 2014). Es wurden 218 Patienten bilateral untersucht und somit wurde die
cochleäre Länge von 436 Felsenbeinen gemessen (Würfel et al. 2014). Dennoch sind die
eingeschlossenen Patienten in der hier vorgestellten Studie repräsentativer, da Würfel et al.
zwar 218 Patienten vermessen hatten, jedoch alle bilateral betrachtet wurden (Würfel et al.
2014), sodass interindividuelle Differenzen weniger Berücksichtigung fanden, als in dieser
Arbeit, welche 278 Patienten unilateral und 46 Patienten bilateral berücksichtigte.
52
6. Diskussion:
Somit ist die Varianz bei Würfel et al. (2014) als eingeschränkt zu beurteilen, da zahlreiche
Studien zeigten, dass intraindividuell keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen
linker und rechter Seite bestehen (Hochmair et al. 2003; Lenarz et al. 2006; Escudé et al. 2006;
van der Marel et al. 2013; Würfel et al. 2014).
Es ist zu bezweifeln, dass die cochleäre Größe lediglich anhand eines einzelnen Messwertes
nämlich der cochleären Länge beschrieben werden kann, da dabei vor allem die Variabilität der
Steigung innerhalb der basalen Windung keine Berücksichtigung findet, diese aber
intraoperativ eine entscheidende Rolle für Insertion und anschließende Elektrodenlage spielt
(Verbist et al. 2009; Hüttenbrink et al. 2002; O`Leary et al. 1991). Weiterhin ist die cochleäre
Länge (Würfel et al. 2014) als singuläres Maß für die Größe der Cochlea zu hinterfragen, da
international keine anatomischen Orientierungspunkte einheitlich festgelegt sind und auch
keine Einigung über eine einheitliche Nomenklatur besteht.
Bisher wurde die cochleäre Größe meist nur zweidimensional betrachtet. Mit dieser Arbeit
wurde ein dritter Parameter eingeführt, nämlich die Höhe der Cochlea. Mit Hilfe einer
multiplanaren Rekonstruktion wurde die Ebene von Escudé (2006) um zwei weitere
Schnittbilder erweitert. Nun senkrecht auf Escudés Ebene liegend, eignen diese sich, um die
Höhe in jeweils zwei unterschiedlichen Schnitten zu messen und anschließend miteinander zu
vergleichen. Für Höhe a wurde ein Mittelwert von 3.85 mm gemessen, Höhe b lag bei 3.95 mm.
Die gemessenen Höhen dienten auch als Gütekriterium für die Messgenauigkeit. Der Pearson
Korrelationskoeffizient zeigte eine statistisch streng signifikante, lineare Korrelation zwischen
Höhe a und b an (r² = 0.807, p <= 0.0001), was unterstreicht, dass mit äußerster Sorgfalt
gemessen wurde. Höhe a lag in dieser Studie minimal bei 3.0 und maximal bei 5.1 mm, während
die Messbreite der Höhe b bei 3.1 und 5.1 mm lag.
Ketten et al. (1998) ermittelten bei 20 Patienten, welche mit einem Nucleus Cochlear Implant
System © versorgt wurden, eine Höhe, welche im Mittelwert 2.75 mm (SD 0.52) ausmachte.
Die Messbreite der Höhe bei Ketten et al. (1998) lag dabei jedoch zwischen 1.93 und 4.0 mm.
Die Diskrepanz der gefundenen durchschnittlichen Höhen in dieser Arbeit zur ermittelten Höhe
bei Ketten et al. (1998) lässt sich zum einen durch das kleine Patientenkollektiv von nur 20
Cochleae bei Ketten et al. erklären, zum anderen ist die Messgenauigkeit durch die hier
verwendete digitale Volumentomographie als deutlich höher anzusehen (Aschendorff 2011;
Aschendorff et al. 2005).
53
6. Diskussion:
Zusammenfassend kann die Aussage getroffen werden, dass die cochleäre Form und Größe
variabel ist und die gemessenen Daten dieser Studie weitestgehend mit den angegebenen
Werten von Escudé (2006) und van der Marel (2013) übereinstimmen. Diese Arbeit baute die
Erkenntnisse der beiden noch um einen dritten Messwert, die Höhe, aus, um die Gehörschnecke
dreidimensional in allen drei Ebenen erfassen zu können.
6.1.2. Geschlechtsspezifische Unterschiede der Cochlea:
Weiterhin wurden die gemessenen Daten zur cochleären Größe nicht nur mit anderen Studien
verglichen, sondern auch untereinander. Besonders der morphologische Unterschied zwischen
männlichen und weiblichen Cochleae sollte untersucht werden, wie in Tabelle 3 dargestellt. Es
wurde ein statistisch signifikanter Unterschied für Distanz A gefunden (p < 0.05), jedoch weder
für Distanz B (p > 0.05) noch für Höhe a oder b. In dieser Studie war die Distanz A bei
männlichen Cochleae um 1.99 % größer, also um absolut betrachtet 0.2 mm länger. Weiterhin
wurde ein statistisch signifikanter Unterschied für das Produkt der Distanzen A*B gefunden (p
< 0.05), woraus folgt, dass männliche Cochleae in ihrer Fläche um 2.87 % größer sind, absolut
betrachtet um 1.9 mm². Hervorzuheben ist jedoch, dass die Messbreite der Werte zwischen
männlichen und weiblichen Cochleae für Distanz A dennoch relativ gering war (Mittelwert
10.05 versus 9.86), für Distanz B nur marginal ersichtlich (Mittelwert 6.57 versus 6.52).
Escudé et al. (2006) berichten von einem statistisch signifikanten Unterschied zwischen
männlichen und weiblichen Cochleae für Distanz A (Mittelwert 9.43 versus 9.05), aber im
Gegensatz zu den Erkenntnissen dieser Arbeit auch für Distanz B (Mittelwert 7.15 versus 6.86).
Hervorzuheben ist aus den Resultaten beider Studien, dass zwar geschlechterspezifische
Größenunterschiede vorhanden sind, jedoch nur in relativ geringem Umfang die weibliche
Cochlea kleiner zu sein scheint. Würfel et al. (2014) beschrieben die Messung der cochleären
Länge vom runden Fenster entlang der lateralen Wand bis hin zum Helicotrema und fanden
einen statistisch signifikanten Längenunterschied zwischen männlichen und weiblichen
Cochleae (p < 0.05), wobei sich weibliche Cochleae als kürzer herausstellten. Van der Marel et
al. (2013) berichten ebenfalls einen Größenvorteil zugunsten männlicher Cochleae gefunden zu
haben, was wir mit den gefundenen Daten dieser Arbeit unterstreichen können. Doch während
van der Marel (2013) von einem 4 prozentigen Größenunterschied sprechen, wurde in dieser
Arbeit lediglich ein Längenunterschied der Distanz A um 1.99 % und ein Flächenunterschied
des Produktes A*B um 2.87 % zugunsten der männlichen Cochleae festgestellt.
54
6. Diskussion:
Wie von Escudé (Escudé et al. 2006) und van der Marel (van der Marel et al. 2013) berichtet,
wurde auch in dieser Arbeit kein signifikanter Unterschied im Quotienten A/B gefunden (1.54
versus 1.52), sodass von keinem grundsätzlichen Unterschied der cochleären Form zwischen
weiblichen und männlichen Cochleae ausgegangen werden kann.
6.1.3. Elektrodenlage:
Von der cochleären Form und Größe abgesehen, scheint auch die Elektrodenlage einen
definierenden Einfluss auf das Outcome nach Cochlea Implantation zu haben (Aschendorff et
al. 2007; Finley et al. 2008). In dieser Arbeit wurde nicht nur die Cochlea vermessen, sondern
postoperativ auch der Elektrodenträger selbst. Zum einen wurden die Insertionstiefe und die
entsprechende Länge der lateralen Wand gemessen, um den von Holden et al. (2013)
beschriebenen Wrapping Factor (WF) zu bilden, zum anderen auch der Insertionswinkel. Für
die Insertionstiefe der vermessenen Elektrodenträger ergab sich eine Messbreite zwischen 14.1
und 21.4 mm mit einem errechneten Mittelwert von 16.6 mm. Die entsprechend vermessene
laterale Wandlänge, gemessen vom runden Fenster entlang der lateralen Wand bis auf Höhe
des apikalen Elektrodenartefakts, ergab ein Mittelwert bei 23.0 mm mit einer Spanne zwischen
18.4 und 27.8 mm. Aus dem Quotienten von Insertionstiefe und lateraler Wandlänge erhielt
man den WF (Holden et al. 2013), welcher bei Betrachtung der Contour Advance Elektrode
von Cochlear™ bei dieser Arbeit einen Mittelwert von 0.723 mit einem Minimum bei 0.6 und
einem Maximum bei 0.886 ergab.
Bei Gegenüberstellung des WF sowohl mit dem Produkt der Distanzen A und B (Darstellung
29 (Pearson's correlation: r² = -0.15879)), als auch mit dem Umfang der cochleären Ellipse
(Darstellung 30 (r² = -0.11032)) wird eine abnehmende jedoch nur geringe Korrelation
ersichtlich. Es kann folglich angenommen werden, dass mit zunehmender Größe und damit
verbunden zunehmendem Umfang der Cochlea, der Elektrodenträger dazu neigt näher am
Modiolus zu liegen. Für diesen Zusammenhang zwischen zunehmender cochleärer Größe und
abnehmendem WF wurde jedoch nur eine geringe statistische Korrelation gefunden (r² < 0.16).
Holden et al. (2013) unterteilten die betrachteten Patienten in ihrer Arbeit in drei Gruppen. Je
nach WF wurde zwischen einem eng und einem locker gewundenen Elektrodenträger, sowie
einem tief inserierten Elektrodenträger unterschieden (Holden et al. 2013). Für den WF der
auch in dieser Studie untersuchten Contour Advance Elektrode beschrieben sie eine Spanne
von 0.53 bis 0.74 (Holden et al. 2013), was sich von den in dieser Arbeit ermittelten Werten
deutlich unterscheidet.
55
6. Diskussion:
Die Messbreite des WF bei Holden ist insgesamt deutlich kleiner und vor allem das Maximum
deutlich unter dem gefundenen Maximum in dieser Arbeit (Holden WFmax: 0.74 versus
Ketterer WFmax: 0.886) (Holden et al. 2013). Zum einen inkludierten Holden et al. (2013) nur
63 Cochleae mit einer vergleichbaren Contour Advance Elektrode, während in dieser Arbeit
368 Ohren mit diesem Elektrodentyp verglichen wurden. Weiterhin wurde der WF von Holden
nur für die Scala tympani Insertionen berechnet (Holden et al. 2013), was bedeutet, dass
dislozierte Elektrodenträger und Scala vestibuli Insertionen nicht in die WF Berechnung mit
einflossen. Da in dieser Arbeit Elektrodenträger aller Lagen in die Berechnung des WF
einbezogen wurden, ist bei genauerer Überlegung logisch, dass der errechnete Quotient größer
sein muss. Da die Scala vestibuli weiter zentrifugal liegt als die Scala tympani, nähert sich der
WF zunehmend dem Wert 1.0 an, wenn auch Scala vestibuli Insertionen berücksichtigt werden.
Bei bloßer Betrachtung der Scala tympani Insertionen wurde in dieser Arbeit ein
durchschnittlicher WF von 0.717 errechnet, wobei der WFmax weiterhin bei 0.886 und der WF
min bei 0.6 liegt. Der Unterschied in der Spanne der Messwerte des WF für reine Scala tympaniInsertionen im Vergleich zu Holden et al. (2013) ist durch die hier einbezogenen 250 Cochleae
versus 63 bei Holden et al. (2013) zu erklären. Wird der berechnete WF für reine Scala tympani
Insertionen (Durchschnitt: 0.717) dem für reine Scala vestibuli Insertionen (Durchschnitt:
0.738) in dieser Arbeit gegenübergestellt, zeigt sich, dass Scala vestibuli Insertionen einen
größeren WF aufweisen, was mit der zentrifugalen Lage der Scala vestibuli zu erklären ist.
Nicht nur der WF und die Insertionstiefe geben Einblick in die genaue Lage des
Elektrodenträgers, sondern auch der Insertionswinkel. In dieser Arbeit wies der
Insertionswinkel eine recht große Spannweite zwischen 254 und 511 Grad auf, mit einem
durchschnittlichen Mittelwert bei 348 Grad. Bei Gegenüberstellung der cochleären Größe
(Produkt A*B) und des Insertionswinkels wurde ein statistisch signifikanter Zusammenhang (p
< 0.05) gefunden, wenn auch nur mit geringer linear abnehmender Korrelation (r²= -0.20188).
Diese Erkenntnis führt zur Vermutung, dass der Insertionswinkel mit zunehmender cochleärer
Größe abnimmt. Escudé et al. (2006) unterteilten 15 mit einer Contour Advance Elektrode
implantierte Ohren in 2 Gruppen und unterschieden dabei die Insertionstiefe (17 versus 19 mm).
Es wurde dabei eine Spannweite des Insertionswinkels zwischen 330 und 495 Grad gemessen
und gezeigt, dass zwischen der 17 und der 19 mm Insertionstiefe ein statistisch signifikanter
Unterschied des Insertionswinkels von circa 80 Grad liegt (Escudé et al. 2006). Somit zeigte
Escudé in seiner Arbeit, dass der Insertionswinkel negativ mit der Insertionstiefe des
Elektrodenträgers korreliert (Escudé et al. 2006).
56
6. Diskussion:
Trieger et al. (2010) verglichen sieben Ohren, welche mit einer vergleichbaren Contour
Advance Elektrode versorgt wurden und fanden einen mittleren Insertionswinkel von 469 Grad
mit Messwerten von 374 bis 537 Grad und einem statistisch signifikanten Unterschied zwischen
männlichen und weiblichen Cochleae (Trieger et al. 2010).
Van der Marel et al. (2013) dagegen berichten von einem mittleren Insertionswinkel von 480
Grad, was auch damit zusammenhängen mag, dass keine Contour Advance Elektrode sondern
ein anderer Elektrodenträger von Advanced Bionics™ vermessen wurde. Weiterhin stellten van
der Marel et al. (2013) den Insertionswinkel für unterschiedliche cochleäre Größen dar um
deren Beziehung untereinander darzustellen. Es wurde ein statistisch signifikanter Unterschied
zwischen kleinen und großen Cochleae gefunden (p < 0.05) und festgestellt, dass große
Cochleae 68 Grad an Insertionswinkel weniger aufweisen (van der Marel et al. 2013).
Zusammenfassend zeigen die Studien von Escudé (2006), van der Marel (2013) und Trieger
(2010) ähnliche Resultate wie diese Arbeit und führen zu der Schlussfolgerung, dass der
Insertionswinkel von der cochleären Größe abhängt und mit zunehmender Größe abnimmt. Die
Spannweite der in dieser Arbeit gemessenen Insertionswinkel zwischen 254° und 511° scheint
doch sehr groß zu sein, besonders angesichts der Tatsache, dass nur vergleichbare
Elektrodenträger gleicher Länge miteinander verglichen wurden. Es stellt sich also durchaus
die Frage inwiefern der Insertionswinkel von der cochleären Größe überhaupt abhängig ist.
Betrachtet man eine durchschnittliche Insertionslänge des Elektrodenträgers von 17.8mm
(Angabe: Cochlear™) und berechnet über die Distanzen A und B mithilfe der Näherungsformel
nach Ramanujan den elliptischen Umfang der Cochlea, lässt sich eine Insertionstiefe in mm pro
Grad Insertionswinkel berechnen (16.4°/mm für die kleinste gemessene versus 11.8°/mm für
die größte gemessene Cochlea). Multipliziert man nun diesen Quotienten mit der
durchschnittlichen Insertionslänge von 17.8mm lässt sich der Insertionswinkel für die kleinste
(291.9°) und die größte Cochlea (210.9°) errechnen. Somit wäre für die hier gemessene kleinste
und größte Cochlea eine Spannweite des Insertionswinkels in reiner Abhängigkeit von der
cochleären Morphologie von 81° möglich.
Die tatsächliche Spannweite zwischen 254° und 511° muss jedoch auf eine andere Weise
betrachtet werden, da perimodiolar liegende Elektrodenträger nicht entlang der Außenwand und
dem somit errechenbaren Umfang der Cochlea liegen und mit zentripetalem Verlauf
automatisch
höhere
Insertionswinkel
aufweisen.
Die
mögliche
Spannweite
der
Insertionswinkel, die entlang des errechenbaren Umfangs (siehe oben) liegen, lässt sich durch
Extrapolieren über den WF nach Holden et al. (2013) errechnen.
57
6. Diskussion:
Die Cochlea mit dem kleinsten Insertionswinkel wies einen WF von 0.7663 auf. Somit würde
sie einen Insertionswinkel entlang der Außenwand von 194.6° aufweisen, entsprechend die
Cochlea mit dem größten Winkel 391°. Die extrapolierte Spannweite liegt folglich bei 196.4°.
Da die errechnete Spannweite des möglichen Insertionswinkels bei 81° liegt, die tatsächliche
jedoch bei 196.4°, liegt die Schlussfolgerung nahe, dass rund 115° des Insertionswinkels, also
circa 59% von anderen Faktoren als der cochleären Größe wie der Insertionstechnik, dem
Chirurgen, der innerskalären Lage etc. abhängen. Bestätigt wird dieser Gedanke durch die
Gegenüberstellung des Insertionswinkels mit der cochleären Fläche in Form des Produktes von
A*B. Hier zeigt sich eine geringe abnehmende lineare Korrelation (r²= -0.20188, p =
0.00009629) zwischen cochleärer Größe und dem Insertionswinkel des Elektrodenträgers.
6.1.4. Skaläre Lage des Elektrodenträgers:
Die Größe und Form der Cochlea scheint auch Einfluss darauf zu nehmen, welche Position der
Elektrodenträger innerhalb der Cochlea einnimmt und ob er eventuell sogar disloziert. Diese
Arbeit ist die erste ihrer Art, welche untersucht inwiefern die Position des Elektrodenträgers
innerhalb der cochleären Skalen mit der Größe der Gehörschnecke und der Nähe zur
Außenwand in Form des WF nach Holden et al. (2013) zusammenhängt.
Die Ergebnisse führen zu der Vermutung, dass der Elektrodenträger innerhalb der Scala
tympani in kleineren Cochleae eher disloziert, jedoch ohne gefundene statistische Signifikanz
(p > 0.05). Außerdem zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass der Elektrodenträger mit
abnehmender Distanz B und abnehmender Höhe eher zur Dislokation neigt, wobei Distanz A
nicht mit einer skalären Dislokation assoziiert zu sein scheint. Cochleae mit Scala vestibuli
Insertionen wiesen eine kleinere Höhe a im Vergleich zu Scala tympani Insertionen auf, wobei
ein statistisch signifikanter Unterschied gefunden wurde (t- Test: p = 0.00013).
Zusammenfassend kann die Aussage getroffen werden, dass die in dieser Arbeit etablierte Höhe
der Cochlea als neuer präoperativer Faktor gesehen werden kann, um die cochleäre Größe vor
Insertion des Elektrodenträgers zu erfassen und so das Risiko einer Dislokation oder einer Scala
vestibuli Insertion besser einschätzen zu können. Die cochleäre Größe, besonders die Höhe,
nimmt folglich Einfluss auf die Dislokationswahrscheinlichkeit und die finale Position des
Elektrodenträgers. Dies erscheint auch einleuchtend angesichts der Tatsache, dass mit
zunehmender Höhe der gesamten Cochlea der skaläre Verlauf zwar steiler aber insgesamt auch
weitläufiger ist, da auch die Skalen selbst bei größeren Cochleae größer sind und somit das
Dislokationsrisiko geringer ist.
58
6. Diskussion:
Weiterhin wurde das Verhältnis zwischen der Elektrodenposition und dem WF nach Holden et
al. (2013) untersucht und somit die Frage ob dislozierte Elektrodenträger auch modiolusfern
zum Liegen kommen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass dislozierte Elektrodenträger
eher zentrifugal und modiolusfern liegen und dementsprechend einen höheren WF aufweisen.
Hierbei wurde ein statistisch signifikanter Unterschied sowohl zwischen Scala tympani
Insertionen und tympani Dislokationen (p < 0.05) als auch zwischen Scala tympani und
vestibuli Insertionen (p < 0.05) gefunden. Hieraus lässt sich folgern, dass ein Elektrodenträger,
der eine Dislokation oder Scala vestibuli Insertion aufweist, eher zentrifugal liegt und einen
höheren WF aufweist.
6.1.5. Exkurs: Der neue „Slim Straight“ – Elektrodenträger und die Diskussion des
Zugangsweges:
Darstellung 34: Veranschaulichung der Lage des
Außenwand- Elektrodenträgers („Slim Straight“)
versus
eines
perimodiolaren
„Slim“-
Elektrodenträgers in Entwicklung (von Wallenberg,
E., Briggs, R. (2014)).
Die derzeitige Diskussion um individuell ausgewählte Elektrodenträger brachte auch einen
neuen, weitaus schlankeren Elektrodenträger auf den Markt, welcher besonders bei
erwünschtem Restgehörerhalt in Frage kommt. Eine atraumatische Insertion des
Elektrodenträgers ist nämlich Voraussetzung für den perioperativen intracochleären Strukturund somit auch Restgehörerhalt (Kiefer et al. 2004).
59
6. Diskussion:
Sowohl perimodiolare als auch Außenwand- Elektrodenträger weisen ihre Vor- und Nachteile
bei der Insertion, wie auch dem Risiko der Dislokation und Strukturdestruktion auf (Rebscher
et al. 2008; Hassepass et al. 2015).
Auf Grundlage der Annahme, dass ein deutlich schmalerer Elektrodenträger eine feinere
Insertion und somit geringere Destruktions- und Dislokationsrate aufweisen müsste, wurde in
den letzten Monaten ein neuer Elektrodenträger von der Firma Cochlear™ auf den Markt
gebracht. Die sogenannte „Slim Straight“ Elektrode ist als Außenwand- Elektrodenträger mit
besonders geringem Durchmesser entwickelt worden. So weist dieser Elektrodenträger einen
Durchmesser von basal 0.6mm und apikal 0.35mm auf (von Wallenberg et al. 2014).
Im Vergleich hat ein Nucleus Contour Advance Elektrodenträger beispielsweise einen basalen
Durchmesser von 0.8mm und misst apikal circa 0.5mm (Angaben Firma Cochlear™).
Darstellung
35:
Veranschaulichung
eines
Nucleus
Contour
Advance
Elektrodenträgers
mit
einer
durchschnittlichen Insertionslänge von 17.8mm (bis zu den sogenannten „Ribs“ (3). (Quelle: Cochlear™).
(1) Versteifung für Insertion im Rahmen der Advance-off stylet- (AOS) Technik
(2) Griff für den Chirurgen bei Insertion
(3) Ringe (Ribs), welche die Insertionstiefe markieren
(4) Basaler Durchmesser von 0.8mm
(5) Markierung für AOS- Technik zwischen Elektrode 10 und 11
(6) Vorgeformter, perimodiolarer Elektrodenträger
(7) 22 Platinum Elektroden auf 15mm Länger verteilt
(8) Apikaler Durchmesser von 0.5mm
(9) Softtip aus Silikon, um Insertionstraumata zu reduzieren
60
6. Diskussion:
Dieser besonders schmale und deutlich flexiblere Elektrodenträger soll sich den individuellen
Bedingungen der Cochlea noch besser anpassen. Dies führt zu einer verminderten cochleären
Strukturdestruktion und besserem Restgehörerhalt zumindest bei Rundfensterinsertion
(Skarzynski et al. 2010; Skarzynski et al. 2012; Lenarz et al. 2013). Doch auch bei Insertion via
Cochleostomie, welche je nach anatomischer Lage (besonders bei schmalen Durchmessern) des
runden Fensters notwendig ist, zeigen sich ähnliche Ergebnisse (Hassepass et al. 2015), sodass
keiner der Zugangswege generell zu präferieren ist.
Der entscheidende Parameter des „Slim Straight“ Elektrodenträger ist der geringere
Durchmesser, wobei Friedmann et al. 2015 zeigten, dass auch bei diesem Elektrodenträger die
Länge und somit die Insertionstiefe eine entscheidende Rolle spielen. Während kürzere
Elektrodenträger zu verbessertem Restgehörerhalt führen, zeigen Patienten mit längeren ein
signifikant besseres Sprachverständnis (Friedmann et al. 2015).
Inwiefern präoperative Parameter wie die cochleäre Morphologie Einfluss auf die individuell
angepasste Wahl des Elektrodenträgers bezüglich Länge und Durchmesser nehmen können,
bleibt zu zeigen. Weiterhin wird sich zeigen, ob die besonders schlanken „Slim Straight“
Elektrodenträger eine Ergänzung zum verbesserten Restgehörerhalt oder eine Ablösung der
bisherigen Elektrodenträger darstellen.
6.2. Weitergehende Diskussion der Ergebnisse und Forschungslage:
Die Idee eines an die Cochlea individuell angepassten Elektrodenträgers ist keine akademische
Spielerei, sondern eine Möglichkeit auch das individuelle Outcome im Sprachverstehen zu
verbessern, da Insertionstraumata vermindert und Restgehörerhalt verbessert werden könnten.
Denn selbst bei Optimieren der chirurgischen Insertion, des Programmierens und der
Rehabilitation sind wesentliche Unterschiede im Sprachverstehen festgestellt worden
(Heydebrand et al. 2007; Finley et al. 2008; Gifford et al. 2008; Lazard et al. 2012). Zahlreiche
Studien identifizierten weitere Einflussfaktoren des postoperativen Sprachverstehens
abgesehen von der in dieser Arbeit untersuchten Elektrodenlage und cochleären Größe.
6.2.1. Der Einfluss der Elektrodenlage auf das Sprachverstehen:
Die Position der Elektrode innerhalb der Cochlea scheint deutlichen Einfluss auf das
Sprachverstehen zu nehmen und wurde von Aschendorff et al. (2007) durch die Verwendung
von digitaler Volumentomographie untersucht.
61
6. Diskussion:
Die Elektroden wurden in verschiedene Gruppen ihrer Lage entsprechend unterteilt und wie in
dieser Arbeit betitelt (Aschendorff et al. 2007). Es wurde zwischen einem Scala tympani- (ST),
einem Scala vestibuli- (SV) und einem Dislokations- Elektrodenträger unterschieden
(Aschendorff et al. 2007). Zum einen wurde gezeigt, dass Contour Elektrodenträger häufiger
dislozierten oder in der Scala vestibuli zu liegen kamen als Contour Advance Elektrodenträger,
zum anderen zeigten die Patienten mit einer eindeutigen Scala tympani Insertion die mit
Abstand am besten Ergebnisse im Sprachverstehen (Aschendorff et al. 2007). Auch Skinner et
al. (2007), Finley et al. (2008) und Holden et al. (2013) fanden eine negative Korrelation
zwischen der Anzahl der Elektroden, welche sich in der Scala vestibuli befanden und dem
postoperativen Sprachverstehen. Wanna et al. (2011) dagegen berichten von keinem
gefundenen statistischen Zusammenhang zwischen postoperativer einsilbiger Worterkennung
und der Elektrodenlage, haben jedoch auch nur 16 Patienten bilateral untersucht, wodurch die
Übertragbarkeit der Studie zu hinterfragen ist. Zusammenfassend kann die Korrelation der
Elektrodenlage innerhalb der Scala tympani mit einem besseren postoperativen Hörverstehen
nahe gelegt werden und ist aufgrund der somit größeren Nähe zu den Zellen des Spiralganglions
auch einleuchtend.
Da eine in der Scala vestibuli liegende Elektrode unter Umständen größere Areale des Ganglion
spirale stimulieren könnte, als eine in der Scala tympani liegende, kommt es bei SV inserierten
Elektroden häufiger zu Überlagerungen und in der Folge potentiell zu vermindertem
Sprachverstehen (Finley et al. 2008; Holden et al. 2013). Zusätzlich kann eine in die Scala
vestibuli inserierte Elektrode und vor allem eine von der Scala tympani in die Scala vestibuli
inserierte Elektrode zu Schäden an cochleären Strukturen wie der Reissner-, der
Basilarmembran oder der Lamina spiralis führen (Skinner et al. 2007; Holden et al. 2013).
Tierstudien (Leake et al. 1999) zeigten, dass mit dem Schaden cochleärer Strukturen ein
Zelluntergang im Ganglion spirale verbunden ist, was folglich auch zu verschlechtertem
Sprachverstehen in diesen Abschnitten der Cochlea führen müsste (Holden et al. 2013), von
post mortem Studien (Khan et al. 2005; Fayad and Linthicum 2006) jedoch nicht bestätigt
werden konnte. Wobei hier zu erwähnen ist, dass diese post mortem Studien zum einen eine
sehr geringe Fallzahl (Khan et al. 2005: n = 15 / Fayad and Linthicum 2006: n = 14) und zum
anderen viele Ossifikationen und Scala vestibuli Insertionen aufwiesen, sodass die
Vergleichbarkeit sehr zu hinterfragen ist (Khan et al. 2005; Fayad and Linthicum 2006).
62
6. Diskussion:
Die Insertionstiefe wird in zahlreichen Arbeiten als mit dem postoperativen Hörverstehen
zusammenhängend beschrieben (Skinner et al. 2002b; Yukawa et al. 2004; Khan et al. 2005;
Lee et al. 2010). Skinner et al. (2002b) beschreiben einen wenn auch schwachen aber dennoch
statistisch signifikanten positiven Einfluss der Insertionstiefe mit dem Einsilberverstehen, was
von Yukawa et al. (2004) bestätigt wurde. Diesen Studien zu Folge wäre das Sprachverstehen
also besser, mit zunehmender Insertionstiefe. Dagegen konnten jedoch weder Khan et al. (2005)
noch Lee et al. (2010) in ihren jeweiligen post mortem Studien einen statistisch signifikanten
Zusammenhang ermitteln (Holden et al. 2013). Im Gegensatz hierzu fanden Finley et al. (2008)
jedoch eine negative statistisch signifikante Korrelation, welche die Verschlechterung des
Sprachverstehens mit zunehmender Insertionstiefe vermuten ließe und von Holden et al. (2013)
bekräftigt wurde.
Der auch in dieser Arbeit untersuchte und von Holden et al. (2013) etablierte WF zeigte in
gleicher Studie eine negative, signifikante Korrelation mit dem Sprachverstehen. Daraus folgt,
dass ein verbessertes Hörverständnis mit einer zunehmend näheren Elektrodenlage am
Modiolus vergesellschaftet ist. Erklärt werden könnte dies dadurch, dass die nähere Lage der
Elektrode am Ganglion spirale eine spezifischere tonotope Stimulierung ermöglicht und die
Elektroden dadurch besser voneinander unterschieden werden könnten (van der Beek et al.
2005; Holden et al. 2013).
6.2.2. Der Einfluss biographischer Faktoren auf das Sprachverstehen:
Blamey et al. (1996) untersuchten retrospektiv die Einflussnahme biographischer Faktoren von
über 800 Patienten und identifizierten, dass die Dauer der Taubheit eine strenge negative
Korrelation mit dem entsprechenden CI Outcome aufweist. Aktuellere Arbeiten bestätigten
Blamey et al. (1996) besonders in der negativen Korrelation der Taubheitsdauer mit dem
Sprachverstehen (Rubinstein et al. 1999; Friedland et al. 2003; UK Cochlear Implant Study
Group 2004; Leung et al. 2005; Holden et al. 2013). Green et al. (2007) untersuchten über 100
Patienten retrospektiv und trafen die Aussage, dass die Taubheitsdauer zu circa 9 Prozent
ursächlich am CI Outcome ist. Weiterhin werden das Alter bei Implantation und das Alter bei
Taubheitsbeginn von Blamey et al. (1996) als schwächere negative Einflussfaktoren bei
Patienten über dem sechzigsten Lebensjahr aufgeführt. Friedland et al. (2010) deklarieren
ebenso einen statistisch signifikanten Unterschied im CI Outcome zwischen den nach Alter
unterteilten Gruppen und vermuten eine verminderte kognitive Anpassungsfähigkeit der
zentralen auditorischen Fähigkeiten als Ursache für die schlechteren Resultate in der Gruppe
älterer Patienten.
63
6. Diskussion:
Gerade das Alter bei Implantation ist als prädiktiver Faktor sehr umstritten, mit Sicherheit auch,
da die Unterteilung der Studiengruppen zwischen Jung und Alt bisher sehr heterogen gemacht
wurde (Holden et al. 2013). Bestritten wird Blamey et al. (1996) durch die Arbeit von Budenz
et al. (2011), welcher nach Kontrolle der Taubheitsdauer keine statistisch signifikanten
Unterschiede im Hörverstehen zwischen der in jüngere und ältere Patienten unterteilten
Kohorte finden konnte.
Während Blamey et al. (1996) die Grenze beim sechzigsten Lebensjahr zog und einen
signifikanten Einfluss fand, legte sich Budenz et al. (2011) auf das siebzigste Lebensjahr fest,
was zumindest einen Einfluss auf das Ergebnis gehabt haben könnte (Holden et al. 2013).
Folglich gab es zahlreiche Studien, welche Blamey et al. (1996) einerseits bestätigten
(Friedland et al. 2010; Holden et al. 2013) andererseits widerlegten (Green et al. 2007; Budenz
et al. 2011; Carlson et al. 2010). Insgesamt fand dennoch die Mehrheit der bisherigen Studien
keine Relation zwischen höherem Alter und dem Sprachverstehen, sodass hier eher keine
ursächliche Korrelation angenommen werden kann.
Die Ätiologie wurde ebenfalls als statistisch signifikante Korrelation zum postoperativen
Sprachverstehen benannt, wobei Meningitis Patienten eher schlechtere, Morbus Ménière
Patienten eher bessere Ergebnisse im Hörverstehen aufwiesen (Blamey et al. 1996). Auch wenn
die Studie von Blamey et al. (1996) zahlreiche Einflussfaktoren aufzeigte, ist dennoch zu
kritisieren, dass sie zentrumsübergreifend angelegt wurde und somit von Zentrum zu Zentrum
einige Variabilität in der Diagnostik des Sprachverstehens und in der Interpretation der
Studienauflagen selbst möglich waren. Weiterhin wurde an manchen Kliniken eine
Sprachrehabilitation durchgeführt und an anderen nicht, was das postoperative Hörverstehen
deutlich beeinträchtigt haben könnte (Holden et al. 2013).
Ebenso wird die Frage, ob Satz- und Worterkennung vor Implantation und somit Residualgehör
eine Rolle für das Sprachverstehen nach Implantation spielt, stark diskutiert. Sowohl Rubinstein
et al. (1999) als auch Holden et al. (2013) fanden ein statistisch signifikant besseres Ergebnis
im postoperativen Sprachverstehen bei erhöhter Satzerkennung vor Implantation. Ein wenn
auch gering ausgeprägtes, intaktes Residualgehör könnte Einfluss auf das Überleben der Zellen
im Ganglion spirale haben (Rubinstein et al. 1999), auf ein funktionierendes auditorisches
Gedächtnis (Heydebrand et al. 2007) und auf Prozesse entlang der Hörbahn im zentralen
Nervensystem (Lazard et al. 2010), was zu einem besseren CI Outcome beitragen könnte
(Holden et al. 2013).
64
6. Diskussion:
Studien zeigten, dass Restgehörerhalt mittlerweile bei mehr als 50 Prozent der Patienten
möglich ist (Carlson et al. 2011) und dass Steroidgabe und zunehmend verbesserte
Anpassungen des Elektrodenträgers auch positive Korrelation zum Restgehörerhalt zeigen
können (Gifford et al. 2013; Bruce et al. 2011).
Besonders die Elektrodenlage in der Scala tympani spielt auch beim Erhalt des Residualgehörs
eine entscheidende Rolle (Vlastarakos et al. 2014). Gegenstand der derzeitigen
wissenschaftlichen Diskussion ist, ob der Insertionsweg via Cochleostomie oder die
Rundfensterinsertion einen positiven Einfluss auf Restgehörerhalt und postoperatives
Sprachverstehen haben oder nicht (Yawn et al. 2015; Vlastarakos et al. 2014; Adunka et al.
2014; Havenith et al. 2013).
6.2.3. Der Einfluss von Intellekt und Kognition auf das Sprachverstehen:
Bereits Blamey et al. (1996) diskutierten den potentiellen Einfluss intellektueller und kognitiver
Fähigkeiten auf das Sprachverstehen, mussten jedoch feststellen, dass diese Faktoren nicht
routinemäßig bei CI Patienten gemessen wurden und konnten somit keine gesicherte Aussage
treffen (Blamey et al. 1996). Außerdem verändern sich zentrale Prozesse im Laufe des
Älterwerdens und könnten das Sprachverstehen ebenfalls beeinflussen (Wingfield et al. 2005;
Gates et al. 2008). Dem Zusammenhang zwischen intellektuellen und sprachlichen Fähigkeiten
und dem CI Outcome widmeten sich 2004 Collison et al., welche 15 postlingual ertaubte
Patienten untersuchten. Hierbei ging man von der Hypothese aus, dass ein gut funktionierendes
Gedächtnis und ein großes Vokabular zu besseren Ergebnissen führen würden (Collison et al.
2004). Es wurde jedoch festgestellt, dass kognitive und sprachliche Fähigkeiten zu keinem
besseren CI Outcome führen (Collison et al. 2004), was durch Heydebrand et al. (2007)
bestätigt wurde. Dennoch betiteln sie das verbale Lernvermögen in Kombination mit der
Fähigkeit Lippen lesen zu können als eine stark positive Korrelation mit besserem
Sprachverstehen, was bis zu 80 Prozent in den ersten sechs Monaten ausmachen kann
(Heydebrand et al. 2007). Somit sind Intellekt und Kognition zwar eher weniger direkt
ursächlich für ein besseres Sprachverstehen, bei postlingual ertaubten CI Patienten dennoch
nicht ganz außer Acht zu lassen (Holden et al. 2013).
Zahlreiche Studien zeigen den Zusammenhang zwischen Hörverlust und dem Verlust
kognitiver Funktionen im Alter auf (Lin et al. 2011; Peelle et al. 2011; Holden et al. 2013) und
kommen zur Hypothese, dass Hörverlust mit verminderten sozialen, kommunikativen und
zwischenmenschlichen Interaktionen einhergeht, welche normalerweise die kognitiven
Fähigkeiten fördern und fordern.
65
6. Diskussion:
Holden et al. (2013) zeigten, dass kognitive Fähigkeiten durchaus innerhalb der Outcome
Gruppen variierten, insbesondere zwischen den Extremen. Nebenbei korrelierte jedoch auch
das Alter mit den gemessenen kognitiven Werten, sodass bei Auslassung der beiden
Randgruppen weder Alter noch kognitive Messwerte einen signifikanten Einfluss auf das
Sprachverstehen zu haben schienen (Holden et al. 2013).
Besonders die Gruppe der über 65 Jährigen schien deutlich schlechtere kognitive Werte gehabt
zu haben und es ist bekannt, dass Altersveränderungen sowohl das periphere als auch zentrale
auditorische System beeinträchtigen können (Gates et al. 2008; Holden et al. 2013).
Weiterhin ist die altersbezogene abnehmende Kognition bekannt (Schneider et al. 2010).
Dennoch zeigten Schneider et al. (2010), dass die Kognition alleine das Sprachverstehen älterer
Menschen in ruhiger Umgebung nicht einzuschränken scheint. Trotzdem könnte besonders bei
älteren CI Patienten selbst in ruhiger Umgebung eine absolut intakte Kognition erforderlich
sein, um die Fähigkeit auszubilden Sprache vollständig zu verstehen.
66
Zusammenfassung:
7. Zusammenfassung:
Vielen ertaubten Menschen und taub geborenen Kindern ermöglichte das CI bereits Zugang zur
Gesellschaft, zu Bildung und einem weitestgehend uneingeschränkten Leben. Hierbei wird das
Implantat immer weiter entwickelt, um das Outcome im Sprachverstehen und der
Geräuschwahrnehmung zunehmend zu steigern. Inwiefern der Elektrodenträger des CIs
individuell ausgewählt werden sollte, ist Gegenstand der derzeitigen Diskussion. Die
Spannbreite der Form der Cochlea zu kennen, ist daher wesentlich. In dieser Arbeit wurde die
cochleäre dreidimensionale Größe ermittelt, interindividuelle Unterschiede ausfindig gemacht
und der Zusammenhang der cochleären Morphologie mit der Insertionstiefe des
Elektrodenträgers und der Dislokationswahrscheinlichkeit aus der Scala tympani heraus
verglichen.
In den Jahren 2003 bis 2010 wurden 368 Ohren mit einem perimodiolaren Elektrodenträger
(Cochlear Contour Advance) über eine Cochleostomie implantiert. Die postoperativ
durchgeführten DVT- Aufnahmen wurden hinsichtlich der Durchmesser und Höhe der Cochlea
sowie der skalären Elektrodenlage als auch Insertionstiefe und Modiolusnähe analysiert.
Erwartungsgemäß zeigte sich eine statistisch signifikante Korrelation beider Durchmesser. Mit
steigender Größe der Cochlea lag der Elektrodenträger signifikant näher am Modiolus.
Cochleae mit kleinerem Durchmesser und kleinerer Höhe wiesen häufiger dislozierte
Elektrodenträger auf. Cochleae mit kleinerer Höhe zeigten außerdem statistisch signifikant
mehr nicht favorisierte Scala vestibuli Insertionen. Die Größe der Cochlea scheint sich wie
angenommen auf die Lage des Elektrodenträgers auszuwirken. Mit geringerer Größe der
Cochlea und abnehmender Nähe zum Modiolus tritt eine Dislokation mit höherer
Wahrscheinlichkeit auf. Insbesondere bei geringer cochleärer Höhe scheint das Risiko der
skalären Dislokation erhöht. Im Vergleich zu international publizierter Literatur fanden sich
ähnliche Ergebnisse bezüglich der cochleären Durchmesser, sowie der Lage des
Elektrodenträgers. Diese Arbeit untersuchte den Zusammenhang dieser Parameter jedoch an
einem der größten Patientenkollektive zum derzeitigen Zeitpunkt der wissenschaftlichen
Diskussion und konnte diesen auch nachweisen.
Zusammenfassend hat die cochleäre Morphologie durchaus Einfluss auf die Lage des
Elektrodenträgers und die Dislokationswahrscheinlichkeit dessen aus der Scala tympani heraus,
wobei zu zeigen bleibt, inwiefern Elektrodenträger mit anderen Abmessungen (insbesondere
anderer Länge) die beobachteten Phänomene ausgleichen können.
67
Verzeichnisse:
8. Verzeichnisse:
8.1. Abkürzungsverzeichnis:
•
CI: Cochlea Implantat
•
WF: Wrapping Factor nach Holden et al. 2013
•
T: Scala tympani
•
V: Scala vestibuli
•
TD: disloziert aus Scala tympani
•
VD: disloziert aus Scala vestibuli
•
DVT: digitale Volumentomographie
•
MRT: Magnetresonanztomographie
•
CT: Computertomographie
•
HRCT: high resolution computed tomography
•
BERA: brainstem evoked response audiometry
68
Verzeichnisse:
8.2. Tabellarverzeichnis:
•
Tabelle 1. Übersicht der in die Arbeit eingeschlossenen Patientendaten.
•
Tabelle 2. Bildmessungen der Cochlea.
•
Tabelle 3. Geschlechtsvergleich männlich versus weiblich.
•
Tabelle 4. Messungen des Elektrodenträgers.
•
Tabelle 5. Überblick verschiedener Studien zu den Distanzen A und B und der
cochleären Höhe.
69
Verzeichnisse:
8.3. Darstellungsverzeichnis:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Darstellung 1: Überblick über die Anatomie des Ohres, unterteilt in äußeres Ohr,
Mittelohr und Innenohr bestehend aus vestibulärem Labyrinth und der Cochlea.
(Schmidt, R., Lang, F., Heckmann, M. (2010). Physiologie des Menschen mit
Pathophysiologie; 31. Auflage, Springer Medizin Verlag Heidelberg. S.319).
Darstellung 2: Überblick über das Mittelohr, begrenzt von dem Trommelfell und dem
Innenohr, mit den Gehörknöchelchen und dem weiteren Verlauf der Hörschnecke
(Schmidt, R., Lang, F., Heckmann, M. (2010). Physiologie des Menschen mit
Pathophysiologie; 31. Auflage, Springer Medizin Verlag Heidelberg. S.320).
Darstellung 3: Übersicht der Anatomie des Innenohrs mit Darstellung der
anatomischen Anordnung des hinteren, vorderen und horizontalen Bogengangs
(Schmidt, R., Lang, F., Heckmann, M. (2010). Physiologie des Menschen mit
Pathophysiologie; 31. Auflage, Springer Medizin Verlag Heidelberg. S.338).
Darstellung 4: Querschnitt durch die Cochlea zur Darstellung von Scala tympani,
vestibuli und media (Schiebler, T.H., Korf, H.W. (2007). Anatomie; 10. Auflage,
Steinkopff Verlag. S.713).
Darstellung 5: Querschnitt durch das Corti- Organ mit Darstellung der inneren und
äußeren Haarsinneszellen, der Tektorialmembran, sowie dem Ausgang des N.
cochlearis (Hörnerv) (Schmidt, R., Lang, F., Heckmann, M. (2010). Physiologie des
Menschen mit Pathophysiologie; 31. Auflage, Springer Medizin Verlag Heidelberg. S.
323).
Darstellung 6: Deflektion und Reflektion der Haarsinneszellen bei Sogwirkung auf die
Endolymphe (Schmidt, R., Lang, F., Heckmann, M. (2010). Physiologie des
Menschen mit Pathophysiologie; 31. Auflage, Springer Medizin Verlag Heidelberg. S.
323).
Darstellung 7: Mechanismus der Depolarisation der inneren Haarsinneszelle (Schmidt,
R., Lang, F., Heckmann, M. (2010). Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie;
31. Auflage, Springer Medizin Verlag Heidelberg. S. 325).
Darstellung 8: Darstellung eines linken Felsenbeins mit dysplastischer Cochlea (Pfeil)
und dysplastisch vergrößertem Vestibulum (Pfeilspitze) (Reid, J., Paladin, A., Davros,
W., Lee, E., Carrico, C. (2013). Pediatric Radiology, erste Auflage; Oxford University
Press. Seite 441).
Darstellung 9: axiales CT Schnittbild eines Felsenbeins eines Patienten mit partieller
Ossifikation der cochleären Basalwindung bei Zustand nach Meningitis (De Barros,
A., Roy, T., Amstutz, Montadert, I., Marie, J.P., Marcolla, A., Obstoy, M.F., Choussy,
O., Dehesdin, D., Lerosey, Y. (2014). Rapidly progressive bilateral postmeningitic
deafness in children: Diagnosis and management. European Annals of
Otorhinolaryngology, Head and Neck diseases. 2014;131:107–112).
Darstellung 10: a) Darstellung eines Vestibularisschwannoms im
Kleinhirnbrückenwinkel (links im axialen MRT, rechts als Schemazeichnung).
(Probst, R., Grevers, G., Iro, H. (2008). Hals- Nasen- Ohrenheilkunde; 3. Auflage,
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart. S. 279). b) Darstellung eines
Vestibularisschwannoms im Meatus acusticus internus (links im koronaren MRT mit
Gadolinium, rechts als Schemazeichnung) (Probst, R., Grevers, G., Iro, H. (2008).
Hals- Nasen- Ohrenheilkunde; 3. Auflage, Georg Thieme Verlag KG Stuttgart. S.
279).
70
Verzeichnisse:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Darstellung 11: Transversalschnitt durch das Ohr mit Darstellung des Cochlea
Implantates, vom Sprachprozessor über den Korpus (hier „Cochlea Implant“ bis zum
Elektrodenträger (Berghaus, A., Rettinger, G., Böhme, G. (1996). Duale Reihe, HalsNasen- Ohrenheilkunde, Thieme Verlag, Stuttgart, 1996, S. 193).
Darstellung 12: Überblick über das Cochlea Implantat (Lenarz, T., Boenninghaus, H.
G. (2012). HNO; 14. Auflage, Springer Verlag Berlin Heidelberg. S. 131).
Darstellung 13: Röntgenübersichtsaufnahmen verschiedener derzeit auf dem Markt
erhältlicher Elektrodenträger. A) MED-El Pulsar und B) Neurelec Digisonic als
Aussenwandelektroden im Vergleich zu C) Advanced Bionics Helix und D) Cochlear
Contour Advance als perimodiolare Elektrodenträger. (Boyd, P.J. (2011). Potential
benefits from deeply inserted cochlear implant electrodes. Ear Hear. 2011 JulAug;32(4):411-27).
Darstellung 14: a) Digitale Volumentomographie zur Darstellung eines ideal
inserierten Elektrodenträgers in die Scala tympani (Aschendorff, A., Kubalek,
R., Turowski, B., Zanella, F., Hochmuth, A., Schumacher, M., Klenzner, T., Laszig R.
(2005). Quality control after cochlear implant surgery by means of rotational
tomography. Otol Neurotol. 2005 Jan;26(1):34-7). b) Histologie zur Darstellung eines
ideal inserierten Elektrodenträgers in die Scala tympani (Aschendorff, A., Kubalek,
R., Turowski, B., Zanella, F., Hochmuth, A., Schumacher, M., Klenzner, T., Laszig R.
(2005). Quality control after cochlear implant surgery by means of rotational
tomography. Otol Neurotol. 2005 Jan;26(1):34-7). c) Schemazeichnung zur
Darstellung des Elektrodenträgers (ET) mit optimaler Lage in der Scala tympani (ST)
(O´Donoghue, G. (2013). Cochlear Implants – Science, Serendipity and Success. N
Engl J Med. 2013 Dec 26;369(26):2564).
Darstellung 15: Computertomographie des Felsenbeins mit axialer Schnittführung
(oben) und koronarer Schnittführung (unten), wobei der Pfeil jeweils den Bogengang
und der Stern den inneren Gehörgang anzeigt. (Lenarz, T., Boenninghaus, H. G.
(2012). HNO; 14. Auflage, Springer Verlag Berlin Heidelberg. S. 61).
Darstellung 16: a) HRCT eines Patienten mit bilateraler cochleärer Hypoplasie
(Durchmesser kleiner als 20 mm) und einer sehr kurzen Basalwindung (Pfeil).
(Aschendorff, A. (2011). Imaging in cochlear implant patients. GMS Curr Top
Otorhinolaryngol Head Neck Surg. 2011;10). b) MRT desgleichen Patienten mit
Darstellung des Nervus vestibulocochlearis (Pfeil). (Aschendorff, A. (2011). Imaging
in cochlear implant patients. GMS Curr Top Otorhinolaryngol Head Neck
Surg. 2011;10).
Darstellung 17: Magnetresonanztomographie des Felsenbeins in axialer
Schnittführung (links) in T2 Wichtung, in weiß flüssigkeitsgefüllte Liquorräume und
Innenohr (Pfeil). Rechts: MRT nach Gadolinium- Gabe mit deutlichem Enhancement
bei Vestibularisschwannom in koronarer Schnittführung (Lenarz, T., Boenninghaus,
H. G. (2012). HNO; 14. Auflage, Springer Verlag Berlin Heidelberg. S.62).
Darstellung 18: postoperative transorbitale konventionelle Röntgenaufnahme bei
einem beidseits mit Cochlea Implantat versorgten Kind (Aschendorff, A. (2011).
Imaging in cochlear implant patients. GMS Curr Top Otorhinolaryngol Head Neck
Surg. 2011;10).
Darstellung 19: postoperatives MRT bei einem linksseitig CI versorgten Patienten zur
Veranschaulichung des starken Elektrodenartefakts (Pfeile), welches Felsenbein und
den inneren Gehörgang vollständig überlagert (Aschendorff, A. (2011). Imaging in
cochlear implant patients. GMS Curr Top Otorhinolaryngol Head Neck
Surg. 2011;10).
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Darstellung 20: Darstellung der cochleären Größe in Form der gemessenen Distanzen
A und B nach Escudé (Escudé, B., James, C., Deguine, O., Cochard, N., Eter, E., &
Fraysse, B. (2006). The size of the cochlea and predictions of insertion depth angles
for cochlea implant electrodes. Audiol. Neurootol., 11 Suppl 1, 27-33).
Darstellung 21: Querschnitt und Vermessung der Cochlea bei van der Marel et al.
2013 (Van der Marel, K., Briaire, J. J., Wolterbeek, R., Snel-Bongers, J., Verbist B.
M., Frijns, J. H. M. (2013). Diversity in cochlear morphology and its influence on
cochlear implant electrode position. Ear Hear., 35, 9-20).
Darstellung 22: Übersicht der skalären Lagemöglichkeiten des Elektrodenträgers in
der ST (Scala tympani – gefüllte Kreise) oder SV (Scala vestibuli – leere Kreise) mit
Anschnitt des Hörnerven (VIII Nerve) (Holden, L. K., Finley, C. C., Firszt, J. B.,
Holden, T. A., Brenner, C., Potts, L. G., Gotter, B.D., Vanderhoof, S.S., Mispagel,
K., Heydebrand, G., Skinner, M.W. (2013). Factors affecting open-set word
recognition in adults with cochlear implants. Ear Hear., 34, 342-360).
Darstellung 23: Querschnitt einer Kadaverstudie eines Felsenbeins mit einer
implantierten MED – EL Flex- Elektrode, welche die Basilarmembran in der
mittleren, cochleären Wendung rupturiert (A) und die Lamina spiralis in der
Basalwendung frakturiert (B) (Adunka, O., Kiefer, J. (2006). Impact of electrode
insertion depth on intracochlear trauma. Otolaryngol Head Neck Surg. 2006
Sep;135(3):374-82. und Boyd, P.J. (2011). Potential benefits from deeply inserted
cochlear implant electrodes. Ear Hear. 2011 Jul-Aug;32(4):411-27).
Darstellung 24: horizontaler Schnitt der Cochlea auf Höhe der Basalwindung zur
anschließenden Messung der cochleären Größe.
Darstellung 25: beispielhafte Vermessung der cochleären Größe nach Escudé et al.
(2006) mit Längsdurchmesser (rot) ab Cochleostomie (Pfeil) und orthogonal
dazuliegendem Querdurchmesser (grün).
Darstellung 26a: multiplanare Rekonstruktion zur Vermessung der cochleären Höhe in
zwei verschiedenen orthogonal zum horizontalen Schnitt stehenden Ebenen (oben links
und oben rechts).
Darstellung 26b: Vermessung der Insertionstiefe des Elektrodenträgers (rot) ab
Cochleostomie (Pfeil).
Darstellung 27: Vermessung der Insertionstiefe des Elektrodenträgers (rot) im
Vergleich zur entsprechenden lateralen Wandlänge (blau) ab Cochleostomie (Pfeil).
Darstellung 28: Vermessung des Insertionswinkels des Elektrodenträgers ab
Cochleostomie (Pfeil).
Darstellung 29: Wrapping Factor versus Produkt der Distanzen A*B (cochleäre Fläche).
Darstellung 30: Wrapping Factor versus Umfang der cochleären Ellipse.
Darstellung 31: Insertionswinkel versus Produkt der Distanzen A*B (cochleäre
Fläche).
Darstellung 32: Boxplot des Produkts A*B mit der Elektrodenlage innerhalb der Skalen.
Darstellung 33: Boxplot von Wrapping Factor versus Elektrodenlage.
Darstellung 34: Veranschaulichung der Lage des lateralen Elektrodenträgers („Slim
Straight“) versus eines perimodiolaren „Slim“- Elektrodenträgers in Entwicklung
(Von Wallenberg, E., Briggs, R (2014). Cochlear's unique electrode portfolio now and
in the future. Cochlear Implants Int. 2014 May;15 Suppl 1:S59-61).
Darstellung 35: Veranschaulichung eines Nucleus Contour Advance Elektrodenträgers
mit einer durchschnittlichen Insertionslänge von 17.8mm (bis zu den sogenannten
„Ribs“ (3). (Quelle: Cochlear™).
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Verzeichnisse:
8.4. Literaturverzeichnis:
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Danksagung:
9. Danksagung:
Mein Dank gilt vielen Menschen, die mich in meinem Studium und während meiner
Dissertation begleitet, beraten und ermuntert haben. Zuallererst möchte ich aber meiner
Doktormutter Frau Professor Doktor Aschendorff danken, welche mich im Rahmen einer
Famulatur vom Bereich der Otologie und des CIs begeisterte und mir ermöglichte in diesem
meine Doktorarbeit zu bestreiten. Sie erklärte mir sehr viel und stand mir immer mit Rat und
Tat zur Seite. Einige Male konnte ich ihr bei ihrer operativen Tätigkeit über die Schulter
schauen und dabei sehr viel lernen und für meine weitere Laufbahn mitnehmen. Danke!!
Ebenso danke ich Herrn Professor Doktor Agostini für die Erstellung des Zweitgutachtens.
Ein besonders großer Dank gilt weiterhin meinem Betreuer Doktor Rainer Beck, welcher mich
sowohl bei meiner Veröffentlichung als auch beim Verfassen dieser Arbeit enorm unterstützte.
Ohne seine regelmäßige wertvolle, konstruktive und motivierende Rückmeldung wären weder
Veröffentlichung noch Dissertation so geworden wie sie nun sind. Das weiß ich sehr zu
schätzen und möchte mich dafür bedanken.
Es ist sehr wertvoll und nicht selbstverständlich seine Familie immer hinter sich zu wissen und
die volle Konzentration auf sein Studium und seine Promotion richten zu können. Ohne meine
Familie, welche mir stets den Rücken frei hielt und hält, wäre dies nicht möglich gewesen.
Meine Eltern und meine Schwester haben mich immer unterstützt, motiviert und wieder
aufgebaut, wenn ich mit mir unzufrieden war. Dafür ist ein bloßes Danke eigentlich viel zu
wenig.
„Was immer Du tun kannst oder träumst es zu können, fang damit an.“
Von Johann Wolfgang Goethe
84
10. Eidesstattliche Versicherung:
10. Eidesstattliche Versicherung:
gemäß § 8 Absatz 1 Nr. 3 der Promotionsordnung der Universität Freiburg für die
Medizinische Fakultät:
1. Bei der eingereichten Dissertation zu dem Thema
Einfluss der cochleären Morphologie auf die Dislokationswahrscheinlichkeit
des Elektrodenträgers des Cochlea Implantates
handelt es sich um meine eigenständig erbrachte Leistung.
2. Ich habe nur die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt und mich keiner
unzulässigen Hilfe Dritter bedient. Insbesondere habe ich wörtlich oder sinngemäß aus
anderen Werken übernommene Inhalte als solche kenntlich gemacht. Niemand hat von mir
unmittelbar oder mittelbar geldwerte Leistungen für Arbeiten erhalten, die im Zusammenhang
mit dem Inhalt der vorgelegten Dissertation stehen.
3. Die Dissertation oder Teile davon habe ich bislang nicht an einer Hochschule des In- oder
Auslands als Bestandteil einer Prüfungs- oder Qualifikationsleistung vorgelegt.
4. Die Richtigkeit der vorstehenden Erklärungen bestätige ich.
5. Die Bedeutung der eidesstattlichen Versicherung und die strafrechtlichen Folgen einer
unrichtigen oder unvollständigen eidesstattlichen Versicherung sind mir bekannt.
6. Teile dieser Dissertationsschrift habe ich in dem Journal: European Archives of Oto –
Rhino - Laryngology als Erstautor eingereicht. Die Publikation befindet sich zum Zeitpunkt
der Vorlage dieser Dissertationsschrift „under review“.
Ich versichere an Eides statt, dass ich nach bestem Wissen die reine Wahrheit erklärt und
nichts verschwiegen habe.
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Ort und Datum
Unterschrift
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