Séances ordinaires

Introduction : La précision des systèmes de navigation chirurgicale assistée par ordinateur est aujourd’hui suffisante pour permettre l’abord de la cochlée à travers la mastoïde en évitant le nerf facial. Compte tenu du développement des implants électro-acoustiques, une procédure mini-invasive et robotisée pourrait donner une meilleur reproductibilité de la préservation de l’audition résiduelle.
Notre projet d’implantation cochléaire mini-invasive et robotisée se développe dans 3 axes : l’abord mini-invasive de la cochlée assisté par ordinateur, l’insertion mininvasive et robotisée du porte-électrode dans la cochlée et enfin le couplage entre le système de navigation et le robot pour une procédure entièrement robotisée.
Matériels et méthodes : Dans un premier travail, 5 os temporaux humains ont été inclus dans cette étude. Pour chaque pièce anatomique, 4 vis en titane ont été placées sur le cortex mastoïdien et un scanner a été réalisé (aquisition hélicoïdale, coupes de 0,6 mm d’épaisseur tous les 0,3 mm). Les images ont été transférées dans le système de navigation électromagnétique Digipointeur (Collin SA, Bagneux, France). Le recalage a été réalisé uniquement à l’aide des 4 vis de titane servant de marqueurs fiduciaux. Un moteur électrique pour le fraisage de la mastoïde a été connecté à l’émetteur du système de navigation pour une surveillance continue de la progression de la fraise dans la mastoïde. Une approche conique a été réalisée, partant de la zone criblée en haut et en arrière du conduit auditif externe et se terminant au niveau de la berge antéro-inférieure de la fenêtre ovale en réalisant une tympanotomie postérieure. Des tailles décroissantes de fraises diamentées (5, 3 et 2 mm de diameter) ont été employées pour effectuer cette approche conique. La trajectoire a été ensuite vérifiée par un endoscope rigide. La cochléostomie a été réalisée par un micromoteur muni d’une fraise de 1 mm de diamètre. Un fil d’acier de 0,5 mm de diamètre a été inséré dans la cochlée. Un scanner de contrôle a été réalisé. Les os temporaux ont été ensuite disséqués pour examiner le canal du facial à la recherche d’une blessure nerveuse.
Dans une deuxième étude, nous avons mis au point un système robotisé d’insertion d’électrode permettant de surveiller les forces d’insertion du porte électrode.
Résultats : Au cours du premier travail, l’approche conique a techniquement réalisable dans tous les cas et a permis une rectification de la trajectoire en cours de progression. Aucune blessure du canal du facial n’a été observée. Le fil d’acier a pu être placé dans le scala vestibuli et la précision du système de navigation au niveau de la cible (berge antéro-inférieure de la fenêtre ronde) était < 1 mm dans tous les cas.
Dans le deuxième travail, nous avons constaté que les efforts de frottement lors de l’insertion des premiers mm du porte électrode sont très faible (0,3 N) et les changements subtils de force lors de la collision du porte électrode avec le mur latéral de la cochlée ou le ligament spiral peuvent totalement passer inaperçus par le chirurgien. Les travaux en cours permettent de définir les seuils de force à ne pas dépasser pour un traumatisme cochléaire minimal.
Conclusion : Le système de navigation Digipointeur avec un recalage par des marqueurs invasifs permet un abord mini-invasif et précis de la cochlée. Un système robotisé ave surveillance continue des forces d’insertion de porte électrode augmentera très probablement la sécurité et la reproductibilité du geste chirurgical.

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Les implants cochléaires sont aujourd’hui insérés manuellement avec un contrôle limité des forces d’insertions. Garantir la qualité d’insertion lors de l’implantation cochléaire pourrait avoir un intérêt dans la diminution du traumatisme lors de l’acte chirurgical afin d’améliorer la préservation de l’audition résiduelle et les structures de l’oreille interne. Il sera ainsi possible d’améliorer les résultats de la réhabilitation de l’audition à l’aide des implants cochléaires.
Nous avons mis au point un banc d’essai expérimental comprenant des modèles artificiels et anatomiques de scala tympani ainsi que des méthodes de mesure des forces d’insertion des implants cochléaires. Trois sites de lésions intra cochléaires ont été identifiés : le point d’entrée dans la cochlée, la région de 180° correspondant au virage dans le tour basal et la fin du premier tour. Nous avons pu mettre en évidence qu’une insertion manuelle génère des à-coups et pics d’effort contrairement à une insertion motorisée dont le profil est continu et prédictible d’une insertion à une autre. L’analyse des forces d’insertions permet aussi de différencier des insertions normales d’insertions traumatiques. En cas de blocage de la progression de l’implant ou de repliement en épingle, un changement, en début d’insertion, (<10 mm) de l’élévation de la force d’insertion et de sa valeur maximale (0,3 à 0,6 N vs 0.15 N pour une insertion normale) sont observés. L’ensemble de ces résultats ont conduit à la conception d’un outil d’insertion mécatronique capable d’insérer un implant cochléaire avec une maîtrise de la force d’insertion à la limite du domaine de perception haptique de la main humaine. Cet outil embarque un capteur d’effort et un actionneur linéaire alignés en série. Il devrait être un outil supplémentaire dans le but d’améliorer la réhabilitation des surdités de perception par l’implant cochléaire.

Cochlear Implant Insertion with a Mechatronic Tool

Cochlear implants are routinely manually inserted, with limited control of insertion forces. Controlling the quality of insertion during cochlear implantation, should reduce trauma to inner ear structures to enhance preoperative residual hearing preservation. This could participate to improvement of speech performances of implanted patients.
We have set up a test bench comprising, artificial and anatomical models of scala tympani with cochlear implant insertion force measurements. Three intracochlear lesion sites have been identified: entry point into cochlea, 180° region corresponding to first turn, and the end of the first turn. We have shown that manual insertion could generate peaks and jolts, contrary to motorized insertion which has smoother and a more predictable insertion profile. Insertion force analysis allows detecting abnormal insertions. In case of array progression blocking, or tip fold-over, a sudden rise of insertion forces is observed at the beginning of the insertion (<10 mm) and its final peak is higher (0,3 to 0,6 N vs 0.15 N for a normal insertion).
These results have led to the conception of a mechatronic tool allowing a force controlled cochlear array insertion. This tool embeds a linear actuator and a force sensor in serial. It could be an additional tool to help the surgeon to perform a less traumatic surgical procedure to enhance rehabilitation of neurosensory deafness with cochlear implants.