Extracción de la cóclea de un hueso temporal humano: un protocolo cadavérico

Este artículo presenta un método fiable para extraer la cóclea humana del hueso temporal del cadáver mediante perforación mientras se siguen distintos puntos de referencia anatómicos.

La extracción de la cóclea de un hueso temporal humano en cadáver puede ser necesaria para diferentes estudios del oído interno. Para las evaluaciones histológicas, se debe extraer el oído interno del hueso temporal para facilitar el procesamiento histológico; Del mismo modo, algunos dispositivos de microtomografía computarizada son demasiado pequeños para acomodar los huesos temporales completos; Además, la calidad de la imagen puede mejorarse cuando se aísla la cóclea.

El oído interno se encuentra dentro de la parte petrosa del hueso temporal. El oído interno se puede dividir en el laberinto óseo o cápsula ótica y el laberinto membranoso dentro de la cápsula ótica. Además, el oído interno se puede dividir en el sistema vestibular (los canales semicirculares y el vestíbulo) y la cóclea. La apreciación de la ubicación y orientación de la cóclea dentro del hueso temporal es difícil, ya que está incrustada dentro de estructuras óseas y, por lo tanto, no se puede visualizar directamente. Sin embargo, existen distintas estructuras anatómicas que pueden ayudar a guiar el proceso para permitir una perforación fiable de la cóclea. Los puntos de referencia en las partes posteriores de la cóclea son el nervio facial, los canales semicirculares y el vestíbulo. En el centro, los bordes inferiores de la cóclea se identifican por la ventana redonda y el giro basal de la cóclea. En el borde anterior, se encuentra la arteria carótida; el punto de referencia para el borde superior es el ganglio genicular (GG) del nervio facial. Las estructuras mediales están determinadas por la ubicación del conducto auditivo interno, el canal semicircular superior y el canal de la arteria carótida interna.

En este artículo, presentamos un método para extraer la cóclea de forma fiable del hueso temporal mediante perforación mientras se siguen varios puntos de referencia anatómicos.

El oído interno es un órgano delicado que nos proporciona el sentido del oído y el equilibrio. El oído interno se encuentra en la base del cráneo, en la parte petrosa del hueso temporal (TB). La tuberculosis recubre varias estructuras anatómicas cruciales que se retuercen y giran dentro del hueso. Por lo tanto, la TB forma una entidad anatómica difícil de comprender¹. Rask-Andersen et al., en su revisión^2, discuten la historia de la investigación de la cóclea y la comprensión de sus microestructuras.

El oído interno incluye los canales semicirculares, el vestíbulo y la cóclea. Los tres canales semicirculares y el vestíbulo forman el sistema vestibular donde se localizan los receptores del equilibrio ^3,4. La cóclea es una estructura en forma de concha que está conectada al vestíbulo. La cóclea convierte las ondas sonoras mecánicas en señales neuronales. La cóclea normal da dos vueltas y media y termina en el vértice de la cóclea. La longitud media del conducto coclear es de 37,6 mm; Sin embargo, existe una considerable variedad entre los individuos⁵. Además, el oído interno se puede dividir en el laberinto óseo (cápsula ótica), formado por los márgenes óseos del oído interno, y el laberinto membranoso dentro de la cápsula ótica. El nervio del oído interno pasa a través del canal acústico interno (CAI) y se divide en las fibras nerviosas vestibulares y el nervio coclear. El nervio coclear se forma a partir de los axones de las neuronas ganglionares espirales que se encuentran en el modiolo de la cóclea³. El nervio facial (FN) hace su recorrido también a través del IAC; pasa superiormente a lo largo de la cóclea, haciendo un giro cerrado de aproximadamente 110° hacia atrás y hacia abajo a través del oído medio hasta salir de la TB a través de la cavidad mastoidea desde el foramen estilomastoides en la base del cráneo ^1,4. Hay varias otras estructuras significativas en la proximidad de la cóclea, por ejemplo, los huesecillos (martillo, yunque y estribo) en el oído medio, la arteria carótida (ACI) (que surge por debajo de la cóclea y luego hace un giro medialmente al nivel del giro basal de la cóclea), la placa de la fosa media (tegmen) y el bulbo yugular, que es inferior al oído medio. El abordaje de la cóclea durante la cirugía se realiza generalmente a través de las células de aire de la apófisis mastoides. La célula de aire más grande de la cavidad mastoidea se llama antro, que se comunica con el oído medio a través de aditus. El tamaño y la organización de estas células de aire mastoideo varían significativamente, incluso en términos de "anatomía normal". La prominencia del canal semicircular lateral suele estar presente en el suelo del antro. La anatomía del hueso temporal con los numerosos puntos de referencia se presenta en la Figura 1 y la Figura 2. La anatomía radiológica de la TB desde la fosa media se presenta en la Figura 3.

La extracción de la cóclea de un hueso temporal humano puede ser necesaria para diferentes investigaciones del oído interno. En los estudios histológicos, el oído interno suele extraerse del hueso temporal para facilitar su procesamiento histológico; asimismo, algunos dispositivos de microtomografía computarizada (micro-TC) tienen un espacio relativamente limitado para acomodar la muestra y pueden no hacer frente a los huesos temporales completos; Además, la calidad de la imagen se puede mejorar cuando se ha aislado la cóclea 6,7,8,9. Especialmente en el desarrollo y prueba de nuevas guías de electrodos para implantes cocleares, se lleva a cabo un procesamiento histológico y/o una microtomografía computarizada para determinar la posición intracoclear del electrodo 9,10,11,12. Además, la histología se puede realizar con un consumo reducido de soluciones de procesamiento cuando la muestra es pequeña.

No obstante, la extracción de la cóclea requiere un conocimiento profundo de las estructuras circundantes, especialmente cuando el objetivo es evitar el exceso de hueso en la muestra. A primera vista, la anatomía de la tuberculosis puede parecer difícil de comprender. Sin embargo, en última instancia, las estructuras anatómicas dentro de la TB sirven como límites alrededor de la cóclea, que pueden explotarse durante la extracción. La apertura accidental de la cóclea puede provocar daños traumáticos en las delicadas estructuras internas de este tejido y, por lo tanto, en una muestra defectuosa, lo que puede llevar a la necesidad de desechar esa cóclea.

En este artículo se presenta un método para extraer toda la cóclea de forma fiable del hueso temporal mediante perforación mientras se observan los siguientes puntos de referencia anatómicos.

En este estudio se utilizaron huesos temporales (TB) recolectados post-mortem del cadáver humano. El estudio obtuvo la aprobación institucional y cumplió con la Declaración de Helsinki para el uso ético del material humano. La Autoridad Nacional de Supervisión para el Bienestar y la Salud de Finlandia (NRO: 9202/06.01.03.01/2013) concedió al Hospital Universitario de Kuopio la aprobación para los huesos temporales en cadáveres, y el estudio se llevó a cabo siguiendo las normas y leyes finlandesas. Todos los huesos fueron recogidos de forma anónima durante la autopsia médica.

1. Extracción de los tejidos blandos de la superficie de la tuberculosis

1. Retire el tejido blando de la superficie de la tuberculosis con una cuchilla quirúrgica y una raspadora.
2. Realice el resto de la operación bajo un microscopio quirúrgico y un taladro quirúrgico de alta velocidad con un sistema de irrigación. Use instrumentos para el oído, como un microdisector, para la disección.
   NOTA: Las cuchillas de fresa necesarias son una fresa de corte de 5 mm, una fresa de diamante en bruto de 3 mm y una fresa de diamante fino de 2 mm. Si bien se pueden usar fresas de diamante más pequeñas para abrir estructuras críticas y pequeñas, en general, la fresa de diamante fino de 2 mm será adecuada para este procedimiento.

2. Mastoidectomía (Figura 4)

1. Abra la corteza e identifique el tegmen con el taladro quirúrgico de alta velocidad (por ejemplo, fresa de corte de 5 mm).
2. Siga el tegmen y la cara superior y posterior del conducto auditivo externo (CEE) hasta el antro con la fresa de corte de 5 mm.
3. Abra el antro e identifique el cuerpo del yunque a través de la abertura del antro hasta el oído medio. Dependiendo de la anatomía, hágalo con una fresa de corte de 5 mm o una fresa de diamante en bruto de 3 mm.
4. Identificar la prominencia del canal semicircular lateral (LSC).
5. Utilice la pata corta del yunque como punto de referencia para identificar el nervio facial (FN) posterior al EEC.
6. Taladre a lo largo del FN hacia la punta mastoidea hasta que se abra un espacio inferior al EEC.
7. Perfore el ángulo sinosorial y el seno sigmoideo en la parte posterior de la cavidad mastoidea para crear más espacio para extraer la cóclea. Los puntos de referencia anatómicos y las líneas de corte se presentan en la Figura 5.

3. Timpanotomía posterior, extirpación de las partes posteriores de la CEE y exposición del oído medio

1. Abra el hueco facial entre el nervio facial y el canal auditivo externo con una fresa de diamante de 2 mm. Identificar la cuerda timpánica entre el FN y el EEC. Para la extracción de la cóclea, retire la cuerda timpánica.
2. Después de abrir la timpanotomía posterior, identifique la articulación incudostapedial y abra la articulación.
3. Cortar el tendón estapedial con una microcuchilla o microtijeras para evitar la dislocación del estribo durante el corte inferior de la extracción (paso 6.3, se perfora y disecciona el músculo estapedial).
4. Perfora el contrafuerte y retira el yunque. Abra la articulación incudostapedial para evitar la dislocación de la placa del estribo y abra el vestíbulo a través de la ventana ovalada (paso 3.2).
5. Retire la parte posterior del conducto auditivo externo óseo con el martillo, la membrana timpánica y la piel del conducto auditivo externo para crear más espacio. Extraer el tejido blando con succión y un microdisector.
   NOTA: Corte el tendón tensor del tímpano antes de retirar el martillo para facilitar la extracción.

4. Extirpación de los tejidos posteriores a la cóclea (Figura 5A-C y Figura 6)

1. Perforar la parte posterior junto con la cara posterior de la sección timpánica de la FN siguiendo el crus posterior de la LSC y el canal semicircular posterior (PSC). Los canales semicirculares conducen al vestíbulo, que es el borde anterior para la perforación para la extracción de las partes posteriores de la cóclea.
2. Continuar la perforación hacia el meato del conducto auditivo interno (CAI).
3. Forme una línea de corte en la fosa media utilizando el canal semicircular superior (SSC) como punto de referencia y sígala a través del tegmen. Abra el SSC desde un enfoque superior a través de la fosa media, ya que la prominencia del SSC a menudo se puede identificar en la fosa media. Exponga el ganglio genicular (GG) de FN con un taladro de diamante para que sirva como punto de referencia para el SSC desde la fosa media (consulte el paso 6.2).
4. Continúe perforando verticalmente hacia la punta de la mastoides, comenzando desde el vestíbulo. La ventana redonda es un punto de referencia para identificar el giro basal de la cóclea en el oído medio y actúa como el borde anterior limitante.
5. Abra el corte posterior inferiormente hasta por debajo del nivel del giro basal de la cóclea.

5. Extirpación de las partes lateral e inferior del hueso temporal (Figura 5E)

1. Identifique la ventana redonda, el giro basal de la cóclea y el canal de la arteria carótida interna (ACI) anterior al giro basal de la cóclea. Observe el ACI en la parte anterior del oído medio, medialmente a la abertura de la trompa de Eustaquio.
2. Taladre en el suelo del oído medio en paralelo a la vuelta basal que conecta el corte entre el ACI y el corte para la parte posterior al FN por debajo del vestíbulo.
3. Utilice unas tijeras o una microcuchilla para cortar el FN y evitar perforarlo extensamente, ya que el FN sirve como un buen punto de referencia para la orientación durante la extracción de la cóclea y después de que se haya retirado la cóclea.
   NOTA: El músculo estapedial se corta con el FN ya que ha quedado expuesto en el corte inferior.
4. Continúe la perforación para crear un espacio debajo del giro basal para facilitar la realización del corte inferior.
   NOTA: Dependiendo de la anatomía individual de la TB, el bulbo yugular puede abrirse durante la perforación del suelo del oído medio.
5. Taladre anterolateralmente al ICA para abrir la articulación mandibular.
6. Una vez abierta la articulación mandibular, identifique el ACI y el giro basal. A continuación, retire las partes laterales de la TB sin riesgo de dañar la cóclea.
7. Corta las partes superiores en el techo del oído medio perforando el tegmen desde el nivel del oído medio hasta el seno sigmoideo.
   NOTA: Por lo general, es fácil crear la apertura a nivel del SSC.

6. Extirpación de las partes anterior e inferior de la TB (Figura 5D,E)

1. Perfore la apertura del ICA a través del oído medio. El ACI realiza un giro medialmente anterior a la cóclea; Por lo tanto, este giro sirve como el borde anterior de la cóclea.
2. Continuar perforando superior desde el giro del ICA, paralelo al trazado del ICA. Continúe con la perforación medialmente siguiendo el curso de la ACI y retire cualquier exceso de hueso tanto superior como inferior a la ACI.
   NOTA: No extienda la perforación posterior de la ACI para evitar dañar la cóclea.
3. Taladre inferiormente a lo largo del giro basal de la cóclea, aproximadamente 1-1,5 cm para el corte en las partes posteriores.
4. Para el corte inferior, deje un margen de seguridad adecuado entre el giro basal y la perforación para garantizar la conservación de la cóclea.
   NOTA: si es necesario, cualquier exceso de hueso aquí se puede afilar cuidadosamente después de quitar la cóclea.

7. Extirpación de las partes mediales de la tuberculosis (Figura 5F)

1. Siga el facial hacia el GG en el techo del oído medio.
2. Exponga el GG con un taladro de diamante en bruto de 3 mm y continúe perforando a través del tegmen hasta la fosa media.
3. Perfore la apertura de la GG desde la fosa media y siga a lo largo de la FN proximal a la GG hasta el IAC.
4. Utilice el IAC, GG y SSC como puntos de referencia para formar una línea de corte medial a la cóclea. El IAC forma un ángulo de aproximadamente 70° con el giro basal de la cóclea. Realice la perforación desde las partes proximales del IAC hasta las partes proximales del segmento horizontal del ICA.
5. Conecte la línea medial exponiendo primero el IAC al corte inferior.

8. Finalización de la extracción

1. Utilice la fresa de diamante fina (por ejemplo, de 3-5 mm) para afilar cuidadosamente el exceso de hueso alrededor de la cóclea si es necesario para reducir el tamaño de la muestra.
2. Observe cuidadosamente el color del hueso durante el recorte; Si el hueso comienza a cambiar y a volverse translúcido, deje de perforar.
3. Ahora debería haber una pieza de 1,5 cm x 1,5 cm que contenga la cóclea intacta. Mantenga la orientación mediante FN, estribos y RW.

Cuando tiene éxito, la cóclea se extrae del hueso temporal sin necesidad de abrir el compartimento perilinfático de la cóclea. En un caso negativo, hay una abertura dentro de la cóclea y daño en el laberinto membranoso del tejido.

Este método de extracción se ha utilizado en 36 TB cadavéricas durante nuestras investigaciones con electrodos de implante coclear (Tabla 1). En 33 TBs, la extracción ha sido exitosa sin causar ningún daño a la cóclea. En dos de los 36 TB, las muestras tuvieron que ser descartadas debido a los movimientos evidentes de la guía de electrodos del implante coclear durante la extracción. Sin embargo, la cóclea se había conservado intacta. En una tuberculosis, la cóclea se abrió accidentalmente justo detrás del vestíbulo durante el procedimiento de extracción. Uno de los estudios ha sido publicado⁹; Las investigaciones restantes están en curso.

Como limitación importante, no hay datos comparativos para este método. Además, en este artículo se presenta una muestra bastante pequeña de la investigación anterior, que puede no reflejar la verdadera efectividad del método.

Figura 1: Anatomía del hueso temporal después de la extracción de las células de aire mastoides y la exposición del oído medio y la arteria carótida interna. (A) Vista plana sin etiquetas de nombre. (B) Estructuras resaltadas con etiquetas de nombre. Los huesecillos se dejaron intactos. Abreviaturas: SS: seno sigmoideo, FN: nervio facial, VeSy: sistema vestibular, Os: huesecillos, Tegmen: Tegmen/placa duramadre media, TT: tensor del tímpano, RW: ventana redonda, BT: prominencia ósea del giro basal de la cóclea, BJ: bulbo yugular, ICA: canal de la arteria carótida interna. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Vista desde la fosa media. Abreviaturas: SSC: canal semicircular superior, FN: nervio facial, IAC: canal acústico interno, EEC: conducto auditivo externo, ICA: arteria carótida interna. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Vista axial del hueso temporal de la imagen CB-CT. Abreviaturas: SSC: canal semicircular superior, FN: nervio facial, IAC: canal acústico interno, EEC: conducto auditivo externo, ICA: arteria carótida interna. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Mastoidectomía parcial con timpanotomía posterior. Abreviaturas: SSC: canal semicircular superior, LSC: canal semicircular lateral, PSC: canal semicircular posterior, PT: timpanotomía posterior, EEC: conducto auditivo externo, Ch. Tymp.: chorda tympani, FN: nervio facial, SS: sinus sigmoideus. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Líneas de corte. (A) Anatomía del hueso temporal después de la extracción de las células de aire mastoideo y la exposición del oído medio y la arteria carótida interna sin los huesecillos. Estructuras resaltadas con etiquetas de nombre. (B) Línea de corte posterior. (C) Sistema vestibular abierto durante el corte posterior. (D) Línea de corte anterior. (E) Líneas de corte superiores e inferiores. (F) Línea de corte medial desde la vista de la fosa media (ver puntos de referencia de la Figura 2). Abreviaturas: SSC: canal semicircular superior, LSC: canal semicircular lateral, PSC: canal semicircular posterior, SS: seno sigmoideo, FN: nervio facial, GG: ganglio genicular, BJ: bulbo yugular, RW: ventana redonda, TTtend: tendón tensor del tímpano, TT: tensor del tímpano, ICA: arteria carótida interna, Ve: vestíbulo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: Diferentes vistas de la cóclea. (A) Cóclea perforada con la vista hacia la membrana basilar. (B) La cóclea vista desde un cadáver TB escaneado con tomografía computarizada de haz cónico (CBCT). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tabla 1: Tamaño de la cóclea y éxito de los procedimientos de extracción con el método descrito. La "medida A" se refiere a la distancia más grande desde la ventana redonda hasta la pared lateral, y la "medida B" se refiere a la distancia perpendicular de la cóclea determinada según lo propuesto por Escudé et ^al.13. "Max" se refiere al valor más grande y "min" al valor más pequeño de las mediciones.

Hay varios puntos de referencia que deben seguirse para extraer la cóclea, por lo que este procedimiento se puede realizar sistemáticamente si la anatomía de la TB es normal (sin malformaciones de la TB). Las partes más críticas del procedimiento de extirpación son el margen inferior y la proporción medial entre el IAC y el ICA. Recomendamos mantener un margen ligeramente mayor y, si es necesario, afilar con precisión el exceso de hueso después de extraer el bloque. Es importante evitar abrir la cóclea, ya que podría causar un traumatismo en sus delicadas estructuras internas y dar lugar a una muestra infructuosa.

Para análisis posteriores (p. ej., histología), la orientación de la cóclea se puede determinar utilizando el remanente de FN, el estribo y la ventana redonda. Se pueden crear vías adicionales para la entrada de la solución histológica abriendo la membrana de la ventana redonda y quitando el estribo; Esto significa que las soluciones de fijación pueden entrar de manera más uniforme dentro de la cóclea y proporcionar mejores muestras para el análisis histológico. Además, si se ha extirpado el órgano vestibular, el vestíbulo puede servir como una abertura en la cóclea. Los TB recién congelados se pueden utilizar en estudios de electrodos de implante coclear, donde el objetivo principal es generalmente probar las propiedades atraumáticas de un nuevo electrodo o técnica de inserción ^6,7. Si se desea realizar una investigación más detallada, por ejemplo, a nivel celular desde el oído interno, la muestra debe recogerse lo más rápido posible para evitar daños en el tejido post-mortem, especialmente a nivel celular. Múltiples factores pueden influir en el estado de la muestra (como la causa de la muerte, el estado de la cóclea antes de la muerte y las posibles lesiones en la cabeza). Sin embargo, dado que el tiempo es uno de estos factores en los que se puede influir, la muestra debe recogerse dentro de las 24 horas posteriores a la muerte¹⁴. Aunque el tejido puede haber sufrido alguna descomposición post-mortem en esta etapa, en general, aún debe ser lo suficientemente bueno como para permitir un análisis más detallado.

Si las muestras se recolectan para la investigación de implantes cocleares, durante el proceso de extracción, se debe tener cuidado de no manipular la guía de electrodos durante la extracción. Una perforación descuidada cerca de los electrodos puede provocar un cambio en su posición o incluso puede desplazar la matriz por completo.

Si bien la extracción de la cóclea prácticamente siempre se realiza con fines de investigación, también representa una excelente manera de permitir que los otocirujanos novatos aprendan y comprendan la anatomía quirúrgica de la tuberculosis. Por lo tanto, cuando se realiza como se describe, es un ejercicio informativo y práctico.

Pinhasi et al. presentaron un método similar para extraer cóclea para el análisis de ADN en muestras arqueológicas¹⁵. Al igual que el enfoque utilizado en este estudio, Pinhasi et al. también realizaron su navegación tisular explotando los puntos de referencia anatómicos dentro del hueso temporal durante la extracción de la cóclea. En contraste con este protocolo, Pinhasi et al. utilizaron el chorro de arena para erradicar los tejidos que rodean la cóclea. Un taladro quirúrgico de alta velocidad suele ser más accesible para los investigadores médicos, ya que es una herramienta quirúrgica esencial aplicada en el entrenamiento y la realización de la cirugía de orejas. Una opción adicional para recolectar la cóclea sería el llamado método "enchufable", en el que la cóclea se extrae en un bloque más grande y luego, si es necesario, se afina con el taladro de alta velocidad. Aunque obtener el bloque más pequeño del TB puede ser más rápido, la parte de perfeccionamiento del protocolo puede ser más difícil, ya que habrá menos puntos de referencia reconocibles en el bloque comparativamente más grande.

Recientemente, Vaisbuch et ^al.14 presentaron un enfoque diferente al método utilizado en este estudio sobre la recolección de tejido fresco del oído interno con fines de investigación de donantes de órganos. En contraste con nuestro enfoque, Vaisbuch et al. se propusieron reunir los tejidos blandos de la cóclea en tres partes (basal, medio y apical), no toda la cóclea como un solo bloque. El abordaje transcanal tiene ciertas ventajas cuando se recolectan muestras de cóclea de donantes de órganos donde los órganos circundantes aún están intactos, y esto limita los ángulos de abordaje que se pueden utilizar en comparación con los disponibles cuando se trabaja con tuberculosis cadavérica. La ventaja de los oídos de los donantes de órganos es que los tejidos blandos, con sus delicadas estructuras celulares, se pueden obtener antes de que comience a ocurrir una muerte celular significativa. De este modo, las finas estructuras microscópicas se mantienen en las mejores condiciones posibles. El enfoque descrito en este estudio es más factible con cadáveres y cuando se requiere toda la cóclea para el análisis, como cuando se investiga la ubicación de los electrodos de implante coclear.

Como se mencionó anteriormente, no se presentan datos comparativos con respecto a este método. La necesidad de la extracción precisa de la cóclea ha surgido de las limitaciones en el procesamiento de muestras durante la investigación preclínica de implantes cocleares. Hasta ahora, el método de extracción no ha sido evaluado como una empresa de investigación independiente.

Los autores no reportan ningún conflicto de intereses.

Matti Iso-Mustajärvi recibe becas de investigación de la financiación de la investigación del gobierno finlandés (VTR), la Instrumentarium Science Foundation, la North Savo Regional Grant y la Sociedad Finlandesa de Cirugía del Oído. Aarno Dietz recibe becas de investigación de la Academia de Finlandia (subvención n.º 333525) y la beca regional de North Savo.