달팽이관 내 전극 위치를 추정하기 위한 전기생리학적 도구로서 인공와우 이식 중 의도적인 안면 신경 자극 적용

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 13426(2022) 이 기사 인용

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이 개념 증명은 인공와우 이식(CI) 중 전극 삽입의 수술 중 모니터링을 위해 안면 신경의 유발 근전도(EMG) 활성화를 사용하는 방법을 설명합니다. CI 이식을 받은 9명의 환자를 대상으로 수술 중 안면 신경의 근전도 측정을 실시했습니다. 전극 삽입 중과 삽입 직후 CI 어레이의 접점에서 전류 펄스가 방출되었습니다. 제어를 위해 EMG 측정 결과를 수술 후 평면 패널 부피 컴퓨터 단층촬영(fpVCTSECO)과 비교했습니다. 삽입하는 동안 CI의 전기 자극에 의해 유발된 EMG 반응은 자극 접촉이 안면 신경에 접근함에 따라 증가하고 거리가 증가함에 따라 감소했습니다. 완전히 삽입한 후 CI 어레이의 정점 절반에 대한 접촉은 기저 절반에 비해 더 높은 EMG 반응을 자극했습니다. 수술 후 영상과 비교하면 높은 EMG 반응을 자극하는 전극 접촉이 안면 신경까지의 거리가 가장 짧은 것으로 나타났습니다. 안면 신경의 전기적으로 유발된 EMG 활성화는 CI 전극 삽입 중 진행 상황을 모니터링하고 전체 삽입 후 달팽이관 내 전극 위치를 제어하는 ​​데 사용될 수 있음을 입증할 수 있습니다.

인공와우 이식(CI)은 지난 수십 년 동안 청력 손실 정도가 심한 환자를 위한 가장 효과적인 재활 방법으로 개발되었습니다1. 좋은 음성 이해를 위한 전제는 달팽이관 내 전극의 정확한 위치입니다. 따라서 탈구 또는 팁 접기와 같은 바람직하지 않은 달팽이관 내 배치는 달팽이관의 신경 구조에 부적절한 자극을 초래할 수 있으므로 피해야 합니다2,3. 최근 검토에서는 불완전한 삽입이나 꼬임과 같은 잘못된 전극 위치가 직선형 유연한 전극에서 더 자주 발생하는 반면, 전극 끝이 접힌 현상은 미리 형성된 전극에서 더 자주 감지될 수 있다고 설명했습니다4. 반면에 해부학적 기반의 전극 자극 선택과 결합하여 전극을 올바르게 배치하면 최적화된 달팽이관 적용 범위를 얻을 수 있으므로 더 나은 음성 이해로 이어질 수 있습니다5,6,7,8,9,10. 전극의 위치를 ​​제어하기 위해 삽입 중이나 삽입 과정 후에 실시간으로 다양한 기술을 사용할 수 있습니다. 수술중 영상을 이용하여 실시간 제어가 가능합니다. 전극 위치를 직접 감지할 수 있는 유일한 기술은 투시법입니다. 이 기술의 단점은 Stenver 투영 방식으로 스캔을 수행해야 하며 적어도 외과의사와 환자가 이온화 방사선에 노출된다는 점입니다. 또한 ECochG(Electrocochleography)를 통해 전극 삽입 과정을 실시간 모니터링이 가능하다. 유모 세포와 청각 신경 섬유를 통해 유도된 신호의 ECochG 기록 중에 전극의 상대적 위치를 측정할 수 있습니다14. CI 전극 삽입 중에 달팽이관 내 ECochG 기록에서 신호 진폭이 증가하는 것을 관찰할 수 있습니다15. 그러나 ECochG 기록은 달팽이관의 잔여 청력 기능의 반응에 따라 달라지므로 환자는 CI 어레이의 위치를 ​​찾는 도구로 ECochG를 사용하는 것을 방해하는 다양한 신호 행동 패턴을 보여줄 수 있습니다.

전극-뉴런 상호작용 또는 임플란트의 전기적 활동을 사용하는 시스템을 사용하여 수술 중 전극 전위 또는 위치 이상을 감지하기 위한 다양한 도구가 개발되었습니다. 전기적으로 유도된 복합 활동 전위의 측정을 통해 스칼라 위치17 및 팁 접힌 부분18을 감지할 수 있습니다. 또한 임피던스19 또는 자극 확산20을 사용하여 바람직하지 않은 전극 위치를 감지할 수 있습니다. 삽입 후 또는 수술 후 방사선 촬영은 일반적으로 전극의 위치를 ​​검사하는 데 사용됩니다. 주로 이온화 방사선을 사용하여 전극 위치를 제어하는 ​​다양한 시스템을 사용할 수 있지만 인공와우 이식 후 제어를 위해 자기공명영상(MRI)을 사용하는 연구가 진행 중입니다.