3D curved multiplanar cone beam CT reconstruction for intracochlear position assessment of straight electrodes array. A temporal bone and clinical study
Ricostruzione multiplanare 3D di immagini cone beam per l’idenficazione della posizione degli impianti cocleari. Studio su ossi temporali e pazienti impiantati
D. De Seta1, 2, 3, P. Mancini3, F.Y. Russo1, 2, 3, R. Torres1, I. Mosnier1, 2, J.L. Bensimon1, E. De Seta3, D. Heymann4, O. Sterkers1, 2, D. Bernardeschi1, 2, Y. Nguyen1, 2
1 Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 6, Inserm, Unité Réhabilitation Chirurgicale Mini-invasive et Robotisée de l’Audition, Paris, France; 2 AP-HP, GHU Pitié-Salpêtrière, Service ORL, Otologie, Implants Auditifs et Chirurgie de la Base du Crâne, Paris, France; 3 Department of Sense Organs, Sapienza University of Rome, Italy; 4 Inserm, UMR 957, Laboratory of Pathophysiology of Bone Resorption and Therapy of Primary Bone Tumours, Nantes, France
Summary
A retrospective review of post-op cone beam CT (CBCT) of 8 adult patients and 14 fresh temporal bones that underwent cochlear implantation with straight flexible electrodes array was performed to determine if the position of a long and flexible electrodes array within the cochlear scalae could be reliably assessed with CBCT. An oto-radiologist and two otologists examined the images and assessed the electrodes position. The temporal bone specimens underwent histological analysis for confirm the exact position. The position of the electrodes was rated as scala tympani, scala vestibule, or intermediate position for the electrodes at 180°, 360° and for the apical electrode. In the patient group, for the electrodes at 180° all observers agreed for scala tympani position except for 1 evaluation, while a discrepancy in 3 patients both for the 360° and for the apical electrode assessment were found. In five temporal bones the evaluations were in discrepancy for the 180° electrode, while at 360° a disagreement between raters on the scalar positioning was seen in six temporal bones. A higher discrepancy between was found in assessment of the scalar position of the apical electrode (average pairwise agreement 45.4%, Fleiss k = 0.13). A good concordance was found between the histological results and the consensus between raters for the electrodes in the basal turn, while low agreement (Cohen’s k 0.31, pairwise agreement 50%) was found in the identification of the apical electrode position confirming the difficulty to correct identify the electrode position in the second cochlear turn in temporal bones. In conclusion, CBCT is a reliable radiologic exam to correctly evaluate the position of a lateral wall flexible array in implanted patients using the proposed imaging reconstruction method, while some artefacts impede exact evaluation of the position of the apical electrode in temporal bone and other radiological techniques should be preferred in ex vivo studies.
Riassunto
Questo studio riporta un’analisi retrospettica delle immagini cone beam CT effettuate su 8 pazienti adulti sottoposti ad impianto cochleare MedEl flex 28 e su 14 ossi temporali impiantati con lo stesso tipo di array portaelettrodi. Lo scopo dello studio é di determinare l’affidabilità della metodica cone beam CT nella valutazione della posizione intracocleare degli elettrodi in impianti che si posizionano lungo la parete laterale del lume cocleare, quindi non perimodiolari la cui posizione é più facilmente identificabile. Un otoradiologo e due otologi hanno analizzato le immagini e assegnato la posizione per ciascun elettrodo localizzato nella regione dei 180° e dei 360° del primo giro cocleare e per l’elettrodo apicale scegliendo tra scala timpanica, vestibulare o posizione intermedia L’analisi istologica ha successivamente confermato l’esatta posizione negli ossi temporali. Nel gruppo dei pazienti per l’elettrodo a 180° i tre esperti concordavano sulla posizione in scala timpanica in tutti eccetto un paziente, mentre una discordanza nella valutazione era presente in 3 pazienti per gli elettrodi a 360° e per gli elettrodi apicali. Negli ossi temporali in 5 casi era presente una discordanza per l’elettrodo a 180°, mentre a 360° sei valutazioni erano discordanti tra i valutatori. Una disdcordanza tra le valutazioni più elevata veniva trovata per la la posizione dell’elettrodo apicale (concordanza valutatori 45.4%, Fleiss k = 0,13). Un buon grado di concordanza veniva trovato tra i risultati istologici e le valutazioni tra i valutatori per gli elettrodi localizzati nel giro basale; un grado più basso esisteva per la posizione degli elettrodi apicali (concordanza valutatori 50%, Cohen’s k = 0,31) confermando la difficoltà nella corretta valutazione della posizione degli elettrodi nella regione più apicale negli ossi temporali. In conclusione, le immagini cone beam postoperatorie analizzate con la metodica della ricostruzione multiplanare 3D rappresentano una metodica affidabile per lo studio della posizione intracocleare degli elettrodi a posizionamento laterale nei pazienti impiantati. La corretta identificazione del posizionamento dell’elettrodo piu apicale risulta difficile su osso temporale per la presenza di un artefatto più importante o per la minore resistenza delle strutture della parete laterale della coclea (legamento spirale, membrane basilare) nel preparato istologico (osso temporale fresco/congelato) che è responsabile di un maggior numero di traslocazioni dalla rampa timpanica alla rampa vestibolare e di localizzazioni intermedie più difficilmente interpretabili.