Die Mikromechanik des Hörens, das heißt die genauen physiologischen und auch pathologischen Vorgänge innerhalb des Innenohres zu verstehen, spielt zunehmend eine Rolle. Besonders in Anbetracht der sich immer mehr etablierenden kombinierten Therapiemethode der elektroakustische Stimulation für Patienten mit einer hochgradigen Schwerhörigkeit in hohen und einem verbleibenden Resthörvermögen in tiefen Frequenzen, ist es wichtig zu wissen, wie die beiden Methoden, akustische Amplifizierung und elektrische Stimulation, miteinander interagieren.
In der vorliegenden Arbeit sind neue reale Grundlagenmodelle der menschlichen Cochlea mit und ohne implantierten CI-Elektrodenträgern erstellt worden.
Anhand dieser präzisen Modelle ist es nun möglich, mithilfe numerischer Methoden, wie beispielsweise der Finite-Elemente-Methode, die Schallwellenausbreitung innerhalb des menschlichen Innenohres sowie die Auswirkungen der implantierten Elektroden auf dessen biomechanische Eigenschaften und die wiederum daraus resultierenden akustischen Veränderungen der Tonwahrnehmung zu berechnen.
Bisher gab es keine realen dreidimensionalen isotropen Rekonstruktionen des menschlichen Innenohres, weder ohne noch mit implantierten Elektroden, die die exakte Anatomie der Cochlea inklusive ihrer Weichgewebsstrukturen, wie beispielsweise der Cochlear partition, wiedergeben. Die vorliegende Studie präsentiert insgesamt fünf präzise dreidimensionale Rekonstruktionen des menschlichen Innenohrs, die anhand hochauflösender µCT Schichtbilder erstellt worden sind. Dafür wurden zwei humane Felsenbeine mit einer Standard Elektrodenarray (MED-EL), jeweils über zwei verschiedene Implantationstechniken, nämlich einmal über die Cochleostomie und einmal über das Runde Fenster, implantiert. Zwei Felsenbeine sind mit einer kurzen Flex EAS Elektrode, die von der Firma MED-EL speziell für die elektro-akustische Stimulation entwickelt wurde, wiederum einmal über die Cochleostomie und einmal über den Rund Fenster Zugang, versorgt worden. Ein Felsenbein blieb zu Referenzzwecken ohne Implantat.
Die fünf nach der Obduktion tiefgefrorenen Felsenbeine taute man für die Präparation und die CI-Implantation auf und scannte sie für die Bilderstellung mit einem kommerziellen MicroCT, (SCANCO AG). Zur Kontrolle der exakten Zuordnung der Weichgewebsstrukturen wurde von diesen histologische Schnitte angefertigt. Die erhaltenen DICOM Datensätze der µCT Schichtbilder in einer Auflösung von 5,9 µm bzw. 10,8 µm wurden mithilfe der Amira Software manuell segmentiert und rekonstruiert.
Die anhand hochauflösender µCT Schichtbilder und manuell segmentierten dreidimensionalen Rekonstruktionen geben das die Cochlea umgebende Labyrinth, den Modiolus, die Lamina spiralis ossea, die mit Lymphe gefüllten Scalae sowie die Cochlear partition und die CI-Elektroden in ihrer Geometrie wieder. Die regulären Standard Elektroden von 31 mm Länge wechseln innerhalb der Cochlea ihre Lage. Dagegen platziert sich die Flex EAS Elektroden mit 18 mm ohne Traumata in der Scala tympani und führt dort bei der Implantation über das Runde Fenster im Vergleich zur anterior-inferiore Cochleostomie zu einem gewundeneren Verlauf. Die Elektrode berührt zu Beginn der Basalwindung die mediale Cochleawand und nach einem Drittel die äußere Cochleawand. Wohingegen die Elektrode, die über die Cochleostomie implantiert wurde, erst tiefer apikal Kontakt zur medialen und auch zur äußeren Wand aufnimmt. Anhand der in der vorliegenden Arbeit erstellten realen, isotropen, dreidimensionalen Rekonstruktionen werden nun numerische Simulationen durchgeführt, in deren Zentrum die Auswirkungen der unterschiedlichen Lagen der Elektrode, je nach Implantationstechnik und verschiedenen Elektrodenträgern, auf die Mikromechanik des Hörens stehen. Interessant ist, welche Ergebnisse diese Berechnungen der Schallwellenausbreitung innerhalb der Cochlea mit und ohne die implantierten Elektrodenträger bringen werden.
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Die Mikromechanik des Hörens, das heißt die genauen physiologischen und auch pathologischen Vorgänge innerhalb des Innenohres zu verstehen, spielt zunehmend eine Rolle. Besonders in Anbetracht der sich immer mehr etablierenden kombinierten Therapiemethode der elektroakustische Stimulation für Patienten mit einer hochgradigen Schwerhörigkeit in hohen und einem verbleibenden Resthörvermögen in tiefen Frequenzen, ist es wichtig zu wissen, wie die beiden Methoden, akustische Amplifizierung und elekt...
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