Cone-beam computed tomography (CBCT) spánkové kosti po kochleární implantaci – první zkušenosti

Overview

U pacientů po kochleární implantaci je velmi důležitá informace o pozici svazku elektrod implantátu, a to jak pro chirurga, tak i rehabilitační tým. Cone-beam CT (CBCT) je speciálním typem počítačové tomografie (CT) umožňující s nižší radiační dávkou dosáhnout lepšího zobrazení na malé ploše kochley. Cílem sdělení je informovat odbornou veřejnost o zavedení této zobrazovací metody. V souboru Kliniky otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku FN Hradec Králové bylo CBCT provedeno u 31 kochleárních implantací u 30 uživatelů kochleárních implantátů všech výrobců dostupných v České republice. Hodnoceny byly vybrané parametry, jejichž výsledky jsou diskutovány. CBCT je již běžně používáno na zahraničních implantačních pracovištích a jeho zavedení v České republice je logickým krokem ke zlepšení péče implantačních center v ČR. Pro správný proces vyšetření je důležitá týmová spolupráce lékařů ORL, vyšetřujícího rentgenového laboranta, interpretujícího rentgenologa a rehabilitačního týmu. V současné době je CBCT prováděno pooperačně ke kontrole hloubky zavedení svazku elektrod před zapojením zvukového (řečového) procesoru kochleárního implantátu. Optimálním cílem v budoucnu je využití CBCT na operačním sále, pomocí kterého lze ověřit polohu elektrodového svazku již během operačního výkonu a provést její případnou korekci před uzavřením kochley a operačního pole.

Klíčová slova:

kochleární implantace – Cone-beam-CT – kochleární implantát – elektroda

ÚVOD

Kochleární implantace se v České republice provádí od roku 1987 (5). Operace ve fázi zavádění elektrodového svazku do hlemýždě vyžaduje nesmírnou preciznost. Do hlemýždě nelze peroperačně nahlédnout, měkké tkáně blanitého hlemýždě kladou jen minimální odpor. Při zavádění elektrodového svazku může dojít k nekompletnímu či nevýhodnému zavedení a poškození membranózních struktur vnitřního ucha. Nemocný tak může ztratit zbytkový sluch (např. pro elektroakustickou stimulaci), nemusí dosáhnout slyšení v nejhlubších frekvencích, lokální trauma může zhoršit vnímání určitých frekvencí, případně může trpět extrakochleární nervovou stimulací (zejména lícního nervu), a implantace tak může negativně ovlivnit celý následný proces rehabilitace sluchu. K zachování struktur nitrouší a optimálnímu zavedení elektrod proto výrobci kochleárních implantátů vyvíjejí atraumatické elektrody (12, 13), zlepšují se operační techniky vč. zavádění robotizace do kochleární implantologie (7) a rovněž techniky zobrazení zavedených elektrod. Informace o zavedení elektrodového svazku a pozici jednotlivých elektrod vzhledem k hlemýždi je důležitá nejen jako zpětná vazba pro chirurga a výrobce (3, 17, 24), ale slouží zejména biomedicínskému inženýrovi našeho pracoviště pro správné nastavení kochleárního implantátu. V konečném důsledku znalost o pozici elektrodového svazku v kochley přispívá k predikci dosažitelného zisku kochleární neuroprotézy pro pacienta (4). V české literatuře byly dosud hodnoceny u kochleárních implantací komplikace (11), vztah k předoperačnímu sluchu (8, 10), zkušenosti s nastavováním procesorů (21) či psychologické aspekty (22) a specifická problematika hluchoslepých (1); zobrazovacím pooperačním vyšetřením však nebyla dosud věnována v české literatuře pozornost.

Pro pooperační zobrazení kochleárních implantátů je nejjednodušším zobrazením dvojrozměrná rentgenová technika – nativní snímek hlavy v předozadní (obr. 1) nebo boční projekci (obr. 2). Nevýhodou metody je sumační zobrazení klíčových struktur spánkové kosti a nemožnost hodnocení intrakochleárního rozmístění elektrod. Třírozměrného zobrazení lze dosáhnout i konvenční (multidetektorovou) počítačovou tomografií (konvenční CT), která je standardním vybavením rentgenologických pracovišť, metoda je však zatížena nejvyšší radiační dávkou z prováděných zobrazovacích metod hlavy (19, 23).

Cone-beam computed tomography (CBCT) je zobrazovací rentgenologické vyšetření, které zachycuje zvolený objem tkání ve všech třech rovinách. CBCT tak umožňuje získat trojrozměrný prostorový přehled a zhodnocení vyšetřovaného objektu. Od konvenčního CT se CBCT liší především zdrojem a detektorem rentgenového záření. Zatímco konvenční CT vyšetření vysílá vějířovitě gama záření dopadající na relativně úzký detektor, CBCT vyzařuje kuželovitý paprsek (cone-beam), který je zachycován na čtvercový či obdélníkový detektor dostatečně velký pro pokrytí záření z celé snímané plochy. Díky této technice stačí jediná rotace rentgenky okolo pacienta, čímž je v krátké době při malé radiační zátěži (podle výrobců až 50krát nižší ve srovnání s konvenčním CT) dosaženo požadovaného zobrazení. CBCT poskytuje vynikající prostorové rozlišení kostních struktur při malé citlivosti na kovové artefakty (16, 20), což je velkou výhodou pro zobrazení např. středoušních a kochleárních implantátů (obr. 3 a 4). Největším zdrojem artefaktů při CBCT vyšetření je pohyb pacienta, který se projevuje v podstatně větší míře než u konvenčního CT. To je způsobeno dlouhou dobou náběru dat (3–20 sekund u CBCT oproti necelé sekundě u klasického CT). Vyšetření je proto prakticky neproveditelné u dětí předškolního věku, nemocných s poruchou rovnováhy a podobných stavů. Se sníženou schopností rozumění pokynům je třeba počítat i u sluchově postižených pacientů.

V otologii se první publikace o využití CBCT objevují na počátku 21. století (15). Od té doby se v oboru kochleární implantologie dospělých stalo CBCT významnou zobrazovací modalitou. Cílem sdělení je informovat odbornou veřejnost o CBCT, které bylo zavedeno jako první v České republice u kochleární implantologie na Klinice otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku FN Hradec Králové.

METODIKA A SOUBOR NEMOCNÝCH

CBCT ve FNHK je k dispozici na Stomatologické klinice od roku 2010 na přístroji Computed Tomography X-Ray System (Model Pax-Duo3D výrobce E.WOO Technology Co., Ltd. /Factory No.2/, 139-2,138-2, Hagal-dong, Giheung-gu, Yongin-si., Gyeonggi-do, Korea, 446-930). Vyšetření je prováděno vestoje po instrukci pacienta rentgenkou pro zobrazení kostních struktur čelistního kloubu (FOV 50 × 80 mm, 90 mA, 5,0 kV). CBCT vyšetření vyžaduje úzkou spolupráci zainteresovaných odborníků a pacienta, který musí být při snímkování schopen vydržet v nehybném stoji minimálně 45 sekund. Přístroj standardně komunikuje s pacientem automatickými hlasovými pokyny – této funkce však nelze u neslyšících využít, a pro pořízení optimálního snímku je tak zásadní vizuální kontakt vyšetřujícího s nemocným. ORL lékař musí v požadavku přesně informovat vyšetřujícího o straně vyšetření a typu implantátu vč. počtu elektrod ve svazku. Radiolog specializovaný na ORL problematiku je na pracovišti autorů obeznámen s typy používaných implantátů a elektrodových svazků a v žádance o CBCT je vždy informován o typu implantátu a elektrodového svazku vč. počtu elektrod. Popis snímků provádí kvalifikovaný rentgenolog, nález je konzultován s chirurgem na mezioborové vizitě.

V centru kochleárních implantací FN Hradec Králové (CKI FNHK) od zahájení programu kochleárních implantací v roce 2016 je do července 2019 v péči 48 nemocných, z toho 16 převzatých z jiného implantačního centra (uživatelé z místa bydliště ve východočeském regionu), a 29 uživatelů rehabilitovaných v CKI FNHK od aktivace procesoru (z toho 4 nemocní implantovaní extramurálně). Z tohoto počtu jsme u 11 dětí CBCT z důvodu věku (nespolupráce) neprováděli. Vyšetření CBCT tak bylo provedeno na 31 implantátech u 30 uživatelů kochleárního implantátu (15 mužů a 16 žen v rozmezí 10–86 let; průměr a medián 47 let), z toho 21 implantátů operovaných v našem centru a 10 implantátů u nemocných po převzetí z jiného pracoviště.

Kochleární implantáty (graf 1) a jejich elektrodové svazky (graf 2) vyšetřené při CBCT byly zastoupeny od všech tří výrobců dostupných na trhu v České republice (v abecedním pořadí): 17krát Advanced Bionics (16elektrodové implantáty Advanced Bionics, Valencia, Kalifornie, USA; z toho 10 implantátů HiRes 90K Advanced, 6 implantátů HiRes Ultra a 1 HiRes Ultra 3D se svazkem 16 elektrod Mid-Scala pro medioskalární inzerci), 10krát Cochlear (Cochlear Corporation, Lane Cove, New South Wales, Austrálie; 6 implantátů Profile a 3 Freedom se svazkem 22 elektrod Contour Advanced pro perimodiolární inzerci, 1 implantát Profile se svazkem 22 elektrod Slim Modiolar pro perimodiolární inzerci) a 4krát MED-EL (MED-EL, Innsbruck, Rakousko; 3 implantáty Synchrony a 1 implantát Concerto, se svazky 12 elektrod pro laterální inzerci: 2 typ Flexsoft, 1 typ Flex28 a 1 typ Standard). Implantováno bylo 17krát vpravo a 14krát vlevo.

CBCT snímky byly u všech vyšetřených zhotoveny certifikovaným personálem na Stomatologické klinice FNHK. Snímky byly provedeny v rovině axiální a příčné s rovinou modiolu. Hodnocení prováděl rentgenolog specializovaný pro ORL oblast, předem informovaný o výrobci kochleárního implantátu a seznámený s typem elektrodového svazku. Pro hodnocení byly zvoleny parametry: celková kvalita snímku (pětistupňová škála), způsob zavedení elektrodového svazku (normální, abnormální: zalomení či přetočení apexu elektrodového svazku, neúplná či hluboká inzerce; jiné a kombinace), počet extrakochleárních elektrod (n, %), vzdálenost první intrakochleární elektrody od místa zavedení do hlemýždě (okrouhlé okénko nebo kochleostomie) (mm), uložení elektrodového svazku v místě od vstupu do kochley v úhlové vzdálenosti 90° (perimodiolární, medioskalární, laterální, nevyrovnané, jiné) a úhlová hloubka inzerce (délka zavedeného elektrodového svazku v úhlových stupních [0–900°]), která byla hodnocena u 29 implantátů v axiální rovině metodou podle Alexiaxese (2).

Statistické hodnocení bylo provedeno základními statickými metodami tabulkového kalkulátoru Excel (Microsoft, USA).

VÝSLEDKY

Celková kvalita snímků byla u téměř třetiny vyšetření (n = 10; 32,3 %) hodnocena jako výborná nebo uspokojivá (stupeň 1 a 2); u poloviny vyšetření byla kvalita hodnocena jako přijatelná pro hodnocení (n = 16; 51 %), 5 snímků (16 %) bylo nekvalitních, z toho jeden zcela nehodnotitelný.

Zavedení elektrodového svazku (graf 3) bylo hodnoceno u většiny snímků (n = 23; 74 %) jako normální; u 6 implantátů byla zjištěna malpozice (5krát hluboká inzerce 2–3 mm, 1krát neúplné zavedení a 1krát zalomení) a v jednom případě (extramurálně implantovaný pacient) kombinovaná malpozice elektrod (parciální inzerce se zalomením elektrodového svazku a extrakochleární pozici 6 elektrod).

Z celkového počtu 31 vyšetřených elektrodových svazků byly u 27 nemocných zavedeny všechny elektrody (vč. jednoho bilaterálně implantovaného pacienta), pouze u 3 nemocných byla zjištěna jedna či více elektrod extrakochleárně (tab. 1).

Vzdálenost první intrakochleární elektrody od místa zavedení do kochley mohla být hodnocena u 25 implantátů, z nichž u 14 nemocných byla první elektroda verifikována v pozici na vstupu (0 mm) do hlemýždě. U pacientů s nálezem extrakochleárně uložených elektrod (n = 3) byla vzdálenost první elektrody hodnocena v záporných hodnotách, u pacientů s hlubší inzercí v kladných hodnotách. Přehled hloubky zavedení elektrod u všech hodnocených pacientů ukazuje graf 4.

Uložení elektrodového svazku v místě od vstupu do kochley na pozici 90° bylo hodnoceno subjektivním hodnocením radiologa jako 13krát medioskalární, 8krát laterální, 6krát perimodiolární (tab. 2). Význam těchto měření je předmětem diskuse.

Průměrné hloubky zavedení bylo dosaženo 385,3° (medián 376°). Nejkratší délka zavedení byla 180° (u jednoho extramurálně implantovaného); nejdelší úhlová délka zavedení byla naměřena 540°. Uvedené výsledky však mají pouze informativní charakter, protože použité typy elektrodových svazků se odlišují mj. i délkou.

DISKUSE

Zobrazení kochley s implantátem je možné i konvenčními RTG snímky v předozadní projekci. Vyšetření umožňuje zobrazení elektrodového svazku ve spánkové kosti a potvrzení stočení svazku v hlemýždi. Detailnější zhodnocení jednotlivých elektrod vůči hlemýždi z konvenčních snímků není možné. CT pyramid je další alternativou zobrazení po kochleární implantaci. Vyšetření se používá především před operací k detailnímu posouzení chirurgických přístupových cest do kochley. Zobrazení zejména ve formě CT s vysokým rozlišením (HRCT) je však zatíženo relativně vysokou radiační zátěží a dlouhou dobou vyšetřování, nezanedbatelná je i cena za výkon. CBCT z hlediska zobrazení kochley je jednoznačným přínosem, neslyšící pacienty časně po implantaci je však obtížné instruovat tak, aby byla zajištěna nehybnost v průběhu vyšetření (v důsledku operační rány nelze sluch korigovat ani konvenčním sluchadlem). U malých dětí pak v podmínkách FNHK nelze CBCT vyšetření provést; v našem souboru CBCT vyšetření je nejnižší věk pacienta 10 let.

Hodnocení CBCT bylo nejsnazší v parametru celkové kvality snímku a způsobu zavedení a počtu extrakochleárních elektrod. Za důležité považujeme nejen absolutní počet extrakochleárních elektrod, ale vzhledem k rozdílným počtům elektrod u implantátů jednotlivých výrobců (MEDEL: n = 12, Advanced Bionics: n = 16, Cochlear: n = 22) je důležitá též poměrná extrakochleární část elektrodového svazku – proto u jednoho nemocného 6 extrakochleárních elektrod znamená téměř stejnou poměrnou délku jako 3 extrakochleární elektrody u implantátu jiného výrobce (lze srovnat v tab. 1 řádky 5 a 6). Hodnotící rentgenolog musí být před interpretací snímku předem seznámen s typem implantátu i elektrodového svazku (včetně počtu elektrod).

Jednotliví výrobci nabízejí elektrodové svazky pro uložení kolem modiolu (perimodiolární), uprostřed scala tympani (medioskalární) i při laterální stěně. Určení skalární pozice elektrodového svazku v jednotlivých úhlových vzdálenostech od místa vstupu do kochley je možné (14, 20), hodnocení v různých úhlových vzdálenostech (90°, 180°, 270° a 360°) však se ukázalo již na prvních snímcích natolik obtížné, že od něj bylo upuštěno a v souboru našich uživatelů hodnotíme pozici pouze v úhlové vzdálenosti 90°. V našem souboru pacientů se popis rentgenologa přesto shodoval pouze v 11 případech (38 %) s určením elektrodového svazku od výrobce, zatímco u 18 nemocných nebylo potvrzeno předpokládané uložení elektrodového svazku vůči modiolu. Hodnocení shody zavedení elektrodového svazku s určením výrobce se však jeví jako obtížné až zavádějící. Výsledky hodnocení skalární polohy elektrody z jediného místa (v našem souboru na 90°) lze totiž pokládat pouze za orientační informaci. Jedním z důvodů je kvalita zobrazení kochley a limity měření nitroušních vzdáleností, které jsou ve vztahu k poloze elektrod ve scala tympani v podmínkách našeho pracoviště na hranici měřitelnosti. Poloha elektrodového svazku v rámci nitroušních prostor je dále na jednotlivých úhlových vzdálenostech variabilní. Při neprostoupení či zalomení špičky elektrodového svazku u elektrod pro perimodiolární a medioskalární inzerci dochází dochází k odtlačení elektrod laterálně a pod tlakem dochází k vlnovitému prohýbání. Chirurg, vedený snahou o zavedení elektrodového svazku po značku, totiž nemůže při neprostoupení špičky cítit odpor materiálu, zejména u tenkých typů elektrodových svazků.

Hodnocení úhlové délky zavedení elektrodového svazku je důležitou informací pro nastavování kochleárního implantátu. Metody hodnocení úhlové délky zavedení elektrodového svazku se však různí, a nejsou tak srovnatelně spolehlivé (18). Maximální možná hloubka zavedení v současné době je dva závity kochley (tj. 720 %), průměrná uváděná délka je 630° u nejdelších elektrodových svazků (5). Plného pokrytí délky kochley elektrodami tedy nelze nikdy dosáhnout, což podle aktuálního stavu poznání elektrofyziologie hlemýždě není ani cílem většiny výrobců. V našem souboru jsme dosáhli maximálního zavedení 500° z celkových 2,5 závitu kochley (900°), přestože u 93 % nemocných (n = 28) bylo zavedení elektrodového svazku hodnoceno jako fyziologické, až hluboké (v 5 případech). Toto koresponduje údajem o maximální dosažitelné hloubce inzerce 450° (9). Měření mohou být zkreslena nepřesností zobrazení vzhledem k miniaturním rozměrům kochley, zkrácení délky zavedení je způsobeno rovněž zalomením a následným zvlněním elektrodového svazku. V našem souboru jsme vzhledem k malému počtu implantovaných daný parametr blíže nehodnotili.

Do budoucna je optimálním řešením perioperační CBCT na operačním sále bezprostředně po inzerci nebo na konci operace, pomocí kterého lze dosáhnout kontroly polohy elektrodového svazku u všech nemocných bezprostředně po zavedení. Tak bude možné zhodnotit nález v kontextu průběhu operace a zvážit zavedení elektrodového svazku v případě problémů. Toto peroperační vyšetření však není dosud v České republice k dispozici.

ZÁVĚR

Při využití RTG záření je vždy potřeba vyvažovat diagnostický přínos a radiační zátěž pacienta. CBCT je z tohoto pohledu v současné době nejlepší metodou zobrazení pozice elektrodového svazku po kochleární implantaci a stalo se běžně dostupným na zahraničních pracovištích. Pro vyšetření CBCT je důležitá informovanost zainteresovaných odborníků a pacienta, metoda tím upevňuje spolupráci v rámci širokého implantačního týmu. Zavedení CBCT do praxe v České republice je proto logickým krokem ke zlepšení péče o naše pacienty.

Prohlášení o střetu zájmů

Autor práce prohlašuje, že v souvislosti s tématem, vznikem a publikací tohoto článku není ve střetu zájmů a vznik ani publikace článku nebyly podpořeny žádnou farmaceutickou firmou. Toto prohlášení se týká i všech spoluautorů.

Poděkování

Děkujeme Ing. Michalu Čechovi, biomedicínskému inženýrovi Radiologické kliniky FN Hradec Králové, za výpočty dávek radiačního záření při zobrazení implantátu radiologickými metodami.

Do redakce došlo dne: 24. 9. 2019

Přijato k publikaci dne: 28. 2. 2020

Adresa ke korespondenci:

MUDr. Jakub Dršata, Ph.D.

Klinika otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku Fakultní nemocnice Hradec Králové Sokolská 581

500 05 Hradec Králové

e-mail: jakub.drsata@fnhk.cz