Extração da cóclea de um osso temporal humano: um protocolo cadavérico

Este artigo apresenta um método confiável para extrair a cóclea humana do osso temporal do cadáver por perfuração, seguindo marcos anatômicos distintos.

A extração da cóclea de um osso temporal humano cadáver pode ser necessária para diferentes estudos da orelha interna. Para avaliações histológicas, a orelha interna deve ser extraída do osso temporal para facilitar o processamento histológico; da mesma forma, alguns aparelhos de microtomografia computadorizada são muito pequenos para acomodar os ossos temporais completos; Além disso, a qualidade da imagem pode ser melhorada quando a cóclea é isolada.

O ouvido interno está localizado dentro da parte petrosa do osso temporal. O ouvido interno pode ser dividido em labirinto ósseo ou cápsula ótica e labirinto membranoso dentro da cápsula ótica. Além disso, o ouvido interno pode ser dividido em sistema vestibular (canais semicirculares e vestíbulo) e cóclea. A apreciação da localização e orientação da cóclea dentro do osso temporal é difícil, pois ela está embutida em estruturas ósseas e, portanto, não pode ser visualizada diretamente. No entanto, existem estruturas anatômicas distintas que podem ajudar a orientar o processo para permitir uma perfuração confiável da cóclea. Os pontos de referência nas partes posteriores da cóclea são o nervo facial, os canais semicirculares e o vestíbulo. No meio, as bordas inferiores da cóclea são identificadas pela janela redonda e pelo giro basal da cóclea. Na borda anterior, encontra-se a artéria carótida; o ponto de referência para a borda superior é o gânglio genicular (GG) do nervo facial. As estruturas mediais são determinadas pelas localizações do canal auditivo interno, do canal semicircular superior e do canal da artéria carótida interna.

Neste artigo, apresentamos um método para extrair a cóclea de forma confiável do osso temporal por perfuração, seguindo vários marcos anatômicos.

O ouvido interno é um órgão delicado que nos fornece o sentido da audição e do equilíbrio. O ouvido interno está localizado na base do crânio, na parte petrosa do osso temporal (TB). A tuberculose envolve várias estruturas anatômicas cruciais que se torcem e giram dentro do osso. Assim, a TB constitui uma entidade anatômica desafiadora de ser compreendida¹. Rask-Andersen et al., em sua revisão^2, discutem a história da pesquisa da cóclea e a compreensão de suas microestruturas.

O ouvido interno inclui os canais semicirculares, o vestíbulo e a cóclea. Os três canais semicirculares e o vestíbulo formam o sistema vestibular onde estão localizados os receptores de equilíbrio ^3,4. A cóclea é uma estrutura semelhante a uma concha que está conectada ao vestíbulo. A cóclea converte as ondas sonoras mecânicas em sinais neurais. A cóclea normal dá duas voltas e meia e termina no ápice da cóclea. O comprimento médio do ducto coclear é de 37,6 mm; no entanto, há uma variedade considerável entre os indivíduos⁵. Além disso, o ouvido interno pode ser dividido em labirinto ósseo (cápsula ótica), formado pelas margens ósseas do ouvido interno, e labirinto membranoso dentro da cápsula ótica. O nervo da orelha interna passa pelo canal acústico interno (CIA) e se divide nas fibras do nervo vestibular e no nervo coclear. O nervo coclear é formado a partir dos axônios dos neurônios ganglionares espirais que se encontram no modíolo da cóclea³. O nervo facial (FN) faz seu trajeto também através do CIA; passa superiormente ao longo da cóclea, fazendo uma curva apertada de aproximadamente 110° para trás e para baixo pela orelha média até sair da TB pela cavidade mastóidea do forame estilomastóideo na base do crânio ^1,4. Existem várias outras estruturas significativas nas proximidades da cóclea, por exemplo, os ossículos (martelo, bigorna e estribo) no ouvido médio, a artéria carótida (ACI) (que surge inferior à cóclea e depois faz uma curva medialmente no nível da volta basal da cóclea), a placa da fossa média (tegmen) e o bulbo jugular que é inferior ao ouvido médio. A abordagem da cóclea durante a cirurgia geralmente é realizada através das células aéreas do processo mastóideo. A maior célula de ar na cavidade mastóidea é chamada de antro, que se comunica com o ouvido médio via aditus. O tamanho e a organização dessas células aéreas mastóides variam significativamente, mesmo em termos de "anatomia normal". A proeminência do canal semicircular lateral geralmente está presente no assoalho do antro. A anatomia do osso temporal com os muitos pontos de referência é apresentada na Figura 1 e na Figura 2. A anatomia radiológica da TB na visão da fossa média é apresentada na Figura 3.

A extração da cóclea de um osso temporal humano pode ser necessária para diferentes investigações do ouvido interno. Nos estudos histológicos, o ouvido interno é geralmente extraído do osso temporal para facilitar seu processamento histológico; da mesma forma, alguns aparelhos de microtomografia computadorizada (microtomografia computadorizada) têm um espaço relativamente limitado para acomodar a amostra e podem não lidar com os ossos temporais completos; Além disso, a qualidade da imagem pode ser melhorada quando a cóclea foi isolada 6,7,8,9. Especialmente no desenvolvimento e teste de novos feixes de eletrodos de implante coclear, o processamento histológico e/ou micro-TC são realizados para determinar a posição intracoclear do eletrodo 9,10,11,12. Além disso, a histologia pode ser realizada com consumo reduzido de soluções de processamento quando a amostra é pequena.

No entanto, a extração da cóclea requer um conhecimento profundo das estruturas circundantes, especialmente quando o objetivo é evitar o excesso de osso na amostra. À primeira vista, a anatomia da tuberculose pode parecer difícil de compreender. No entanto, em última análise, as estruturas anatômicas dentro da TB servem como limites ao redor da cóclea, que podem ser exploradas durante a extração. A abertura acidental da cóclea pode levar a danos traumáticos nas estruturas delicadas dentro desse tecido e, portanto, em uma amostra defeituosa, o que pode levar à necessidade de descartar essa cóclea.

Este artigo apresenta um método para extrair toda a cóclea de forma confiável do osso temporal por perfuração enquanto observa os seguintes marcos anatômicos.

Este estudo utilizou ossos temporais (TB) coletados do cadáver humano post-mortem. O estudo obteve aprovação institucional e cumpriu a Declaração de Helsinque para o uso ético de material humano. A aprovação para ossos temporais de cadáveres foi concedida ao Hospital Universitário de Kuopio pela Autoridade Nacional Finlandesa de Supervisão de Bem-Estar e Saúde (NRO: 9202/06.01.03.01/2013), e o estudo foi conduzido seguindo os regulamentos e leis finlandeses. Todos os ossos foram coletados anonimamente durante a autópsia médica.

1. Remoção do tecido mole da superfície da TB

1. Remova o tecido mole da superfície da TB com uma lâmina cirúrgica e raspatório.
2. Realize o resto da operação sob um microscópio cirúrgico e uma broca cirúrgica de alta velocidade com sistema de irrigação. Use instrumentos auriculares, como um microdissector, para dissecção.
   NOTA: As lâminas de broca necessárias são uma broca de corte de 5 mm, uma broca de diamante bruto de 3 mm e uma broca de diamante fina de 2 mm. Embora brocas diamantadas menores possam ser usadas para abrir estruturas críticas e pequenas, geralmente, a broca diamantada fina de 2 mm será adequada para este procedimento.

2. Mastoidectomia (Figura 4)

1. Abra o córtex e identifique o tegmen com a broca cirúrgica de alta velocidade (por exemplo, broca de corte de 5 mm).
2. Siga o tegmen e o lado superior e posterior do meato acústico externo (EEC) até o antro com a broca cortante de 5 mm.
3. Abra o antro e identifique o corpo da bigorna através da abertura do antro para o ouvido médio. Dependendo da anatomia, faça isso com uma broca de corte de 5 mm ou uma broca de diamante bruto de 3 mm.
4. Identifique a proeminência do canal semicircular lateral (LSC).
5. Use a perna curta da bigorna como um ponto de referência para identificar o nervo facial (FN) posterior ao EEC.
6. Perfure ao longo do FN em direção à ponta da mastóide até que um espaço seja aberto abaixo do EEC.
7. Abra o ângulo sinodural e o seio sigmóide na parte posterior da cavidade mastóidea para criar mais espaço para a remoção da cóclea. Os marcos anatômicos e as linhas de corte são apresentados na Figura 5.

3. Timpanotomia posterior, remoção das partes posteriores da CEE e exposição da orelha média

1. Abra o recesso facial entre o nervo facial e o canal auditivo externo com uma broca diamantada de 2 mm. Identificar a corda do tímpano entre a FN e a CEE. Para extração da cóclea, remova a corda do tímpano.
2. Após a abertura da timpanotomia posterior, identificar a articulação incudostapedial e abrir a articulação.
3. Corte o tendão estapediano com uma microlâmina ou microtesoura para evitar o deslocamento do estribo durante o corte inferior da extração (etapa 6.3, o músculo estapediano é perfurado e dissecado).
4. Perfure o contraforte e remova a bigorna. Abra a articulação incudostapedial para evitar o deslocamento da platina do estribo e abra o vestíbulo pela janela oval (passo 3.2).
5. Remova a parte posterior do canal auditivo externo ósseo com o martelo, a membrana timpânica e a pele do canal auditivo externo para criar mais espaço. Remova o tecido mole com sucção e um micro-dissector.
   NOTA: Corte o tendão tensor do tímpano antes de remover o martelo para facilitar a remoção.

4. Remoção dos tecidos posteriores à cóclea (Figura 5A-C e Figura 6)

1. Perfure a parte posterior ao lado posterior da seção timpânica do FN seguindo a cruz posterior do LSC e o canal semicircular posterior (PSC). Os canais semicirculares levam ao vestíbulo, que é a borda anterior para a perfuração para a remoção das partes posteriores da cóclea.
2. Continue a perfuração em direção ao meato do conduto auditivo interno (CIA).
3. Forme uma linha de corte na fossa média usando o canal semicircular superior (SSC) como ponto de referência e siga-a através do tegmen. Abra o SSC a partir de uma abordagem superior através da fossa média, pois a proeminência do SSC pode ser frequentemente identificada na fossa média. Exponha o gânglio genicular (GG) de FN com uma broca de diamante para servir como um ponto de referência para o SSC da fossa média (consulte a etapa 6.2).
4. Continue perfurando verticalmente em direção à ponta da mastóide, começando pelo vestíbulo. A janela redonda é um marco para identificar o giro basal da cóclea na orelha média e atua como a borda anterior limitante.
5. Abra o corte posterior inferiormente até abaixo do nível do giro basal da cóclea.

5. Remoção das partes lateral e inferior do osso temporal (Figura 5E)

1. Identifique a janela redonda, o giro basal da cóclea e o canal da artéria carótida interna (ACI) anteriormente ao giro basal da cóclea. Observe a ACI na parte anterior da orelha média, medialmente à abertura da trompa de Eustáquio.
2. Perfure o assoalho da orelha média paralelamente ao giro basal que conecta o corte entre a ACI e o corte para a parte posterior ao FN abaixo do vestíbulo.
3. Use uma tesoura ou uma microlâmina para cortar o FN para evitar perfurá-lo extensivamente, pois o FN serve como um bom ponto de referência para a orientação durante a remoção da cóclea e após a remoção da cóclea.
   NOTA: O músculo estapediano é cortado com o FN como foi exposto no corte inferior.
4. Continue a perfuração para criar um espaço sob o giro basal para facilitar a realização do corte inferior.
   NOTA: Dependendo da anatomia individual da TB, o bulbo jugular pode ser aberto durante a perfuração do assoalho da orelha média.
5. Perfure anterolateralmente à ACI para abrir a articulação mandibular.
6. Uma vez aberta a articulação mandibular, identifique a ACI e o giro basal. Em seguida, remova as partes laterais da TB sem qualquer risco de danificar a cóclea.
7. Corte as partes superiores no teto do ouvido médio perfurando o tegmen do nível do ouvido médio até o seio sigmóide.
   NOTA: Normalmente, é fácil criar a abertura ao nível do SSC.

6. Remoção das partes anterior e inferior da TB (Figura 5D,E)

1. Abra o ICA pelo ouvido médio. A ACI faz uma curva medialmente anterior à cóclea; assim, essa volta serve como a borda anterior da cóclea.
2. Continue perfurando superior a partir da curva do ICA, paralela ao traçado do ICA. Continue a perfuração medialmente seguindo o curso da ACI e remova qualquer excesso de osso superior e inferiormente à ACI.
   NOTA: Não estenda a perfuração posterior da ACI para evitar danificar a cóclea.
3. Perfure inferiormente ao longo da volta basal da cóclea, aproximadamente 1-1,5 cm para o corte nas partes posteriores.
4. Para o corte inferior, deixe uma margem de segurança adequada entre o giro basal e a perfuração para garantir a preservação da cóclea.
   NOTA: se necessário, qualquer excesso de osso aqui pode ser afiado cuidadosamente após a remoção da cóclea.

7. Remoção das partes mediais da TB (Figura 5F)

1. Siga o tratamento facial em direção ao GG no céu do ouvido médio.
2. Exponha o GG com uma broca diamantada bruta de 3 mm e continue perfurando o tegmen até a fossa intermediária.
3. Abra o GG da fossa média e siga ao lado do FN proximal ao GG para o IAC.
4. Use o IAC, GG e SSC como pontos de referência para formar uma linha de corte medial à cóclea. O IAC forma um ângulo de aproximadamente 70° com o giro basal da cóclea. Realize a perfuração das partes proximais do IAC até as partes proximais do segmento horizontal do ICA.
5. Conecte a linha medial expondo primeiro o IAC ao corte inferior.

8. Finalizando a extração

1. Use a broca de diamante fina (por exemplo, broca de 3-5 mm) para afiar cuidadosamente o excesso de osso ao redor da cóclea, se necessário, para reduzir o tamanho da amostra.
2. Observe atentamente a cor do osso durante o corte; Se o osso começar a mudar para se tornar translúcido, pare de perfurar.
3. Agora deve haver um pedaço de 1,5 cm x 1,5 cm contendo a cóclea intacta. Mantenha a orientação usando FN, estribo e RW.

Quando bem-sucedida, a cóclea é extraída do osso temporal sem a necessidade de abrir o compartimento perilinfa da cóclea. Em um caso negativo, há uma abertura dentro da cóclea e danos ao labirinto membranoso do tecido.

Este método de extração foi usado em 36 TBs cadavéricas durante nossas investigações com eletrodos de implante coclear (Tabela 1). Em 33 TBs, a extração foi bem-sucedida sem causar nenhum dano à cóclea. Em duas das 36 TBs, as amostras tiveram que ser descartadas devido aos movimentos óbvios do feixe de eletrodos do implante coclear durante a extração. No entanto, a cóclea foi preservada intacta. Em uma TB, a cóclea foi acidentalmente aberta logo atrás do vestíbulo durante o procedimento de extração. Um dos estudos foi publicado⁹; as investigações restantes estão em andamento.

Como grande limitação, não há dados comparativos para este método. Além disso, há uma amostra bastante pequena apresentada neste artigo da pesquisa anterior, que pode não refletir a verdadeira eficácia do método.

Figura 1: Anatomia do osso temporal após a retirada das células aéreas da mastóide e a exposição da orelha média e da artéria carótida interna. (A) Visão simples sem crachás. (B) Estruturas destacadas com crachás. Ossículos deixados intactos. Abreviaturas: SS: seio sigmóide, FN: nervo facial, VeSy: sistema vestibular, Os: ossículos, Tegmen: Tegmen/dura-máter média, TT: tensor do tímpano, RW: janela redonda, BT: proeminência óssea do giro basal da cóclea, BJ: bulbo jugular, ACI: canal da artéria carótida interna. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Vista da fossa do meio. Abreviaturas: SSC: canal semicircular superior, FN: nervo facial, IAC: canal acústico interno, EEC: canal auditivo externo, ACI: artéria carótida interna. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Corte axial da imagem de CB-CT do osso temporal. Abreviaturas: SSC: canal semicircular superior, FN: nervo facial, IAC: canal acústico interno, EEC: canal auditivo externo, ACI: artéria carótida interna. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: Mastoidectomia parcial com timpanotomia posterior. Abreviaturas: SSC: canal semicircular superior, LSC: canal semicircular lateral, PSC: canal semicircular posterior, TP: timpanotomia posterior, EEC: canal auditivo externo, Ch. Tímpano: corda do tímpano, FN: nervo facial, SS: seio sigmoideus. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: Linhas de corte. (A) Anatomia do osso temporal após a retirada das células aéreas da mastóide e exposição da orelha média e da artéria carótida interna sem os ossículos. Estruturas destacadas com crachás. (B) Linha de corte posterior. (C) Sistema vestibular aberto durante o corte posterior. (D) Linha de corte anterior. (E) Linhas de corte superiores e inferiores. (F) Linha de corte medial da vista da fossa média (ver pontos de referência da Figura 2). Abreviaturas: SSC: canal semicircular superior, LSC: canal semicircular lateral, PSC: canal semicircular posterior, SS: sinus sigmoideus, FN: nervo facial, GG: gânglio genicular, BJ: bulbo jugular, RW: janela redonda, TTtend: tensor do tendão do tímpano, TT: tensor do tímpano, ACI: artéria carótida interna, Ve: vestíbulo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6: Diferentes vistas da cóclea. (A) Cóclea aberta com a visão da membrana basilar. (B) A cóclea vista de um cadáver de TB escaneada com tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Tabela 1: Tamanho da cóclea e sucesso dos procedimentos de remoção usando o método descrito. "Medida A" refere-se à maior distância da janela redonda até a parede lateral, e "medida B" refere-se à distância perpendicular da cóclea determinada conforme proposto por Escudé et ^al.13. "Max" refere-se ao maior valor e "min" ao menor valor das medições.

Existem vários pontos de referência a serem seguidos para a remoção da cóclea, portanto, esse procedimento pode ser feito sistematicamente se a anatomia da TB for normal (sem malformações da TB). As partes mais críticas do procedimento de remoção são a margem inferior e a proporção medial entre o IAC e o ICA. Recomendamos manter uma margem um pouco maior e, se necessário, afiar com precisão qualquer excesso de osso após a extração do bloco. É importante evitar a abertura da cóclea, pois isso pode causar trauma em suas delicadas estruturas internas e levar a uma amostra malsucedida.

Para análises posteriores (por exemplo, histologia), a orientação da cóclea pode ser determinada utilizando o remanescente de FN, estribo e janela redonda. Rotas adicionais para a entrada da solução histológica podem ser criadas abrindo a membrana da janela redonda e removendo o estribo; Isso significa que as soluções de fixação podem entrar de maneira mais uniforme dentro da cóclea e fornecer melhores amostras para análise histológica. Além disso, se o órgão vestibular foi removido, o vestíbulo pode servir como uma abertura para a cóclea. Os TBs recém-congelados podem ser usados em estudos de eletrodos de implante coclear, onde o objetivo principal é geralmente testar as propriedades atraumáticas de um novo eletrodo ou técnica de inserção ^6,7. Se alguém deseja realizar pesquisas mais detalhadas, por exemplo, no nível celular do ouvido interno, a amostra deve ser coletada o mais rápido possível para evitar danos ao tecido post-mortem, especialmente no nível celular. Vários fatores podem influenciar a condição da amostra (como a causa da morte, a condição da cóclea antes da morte e possíveis traumatismos cranianos). No entanto, como o tempo é um desses fatores que podem realmente ser influenciados, a amostra deve ser coletada em até 24 horas após o óbito¹⁴. Embora o tecido possa ter sofrido alguma deterioração post-mortem nesta fase, geralmente, ainda deve ser bom o suficiente para permitir uma análise mais aprofundada.

Se as amostras forem coletadas para pesquisa de implante coclear, durante o processo de remoção, deve-se tomar cuidado para não manipular o feixe de eletrodos durante a extração. A perfuração descuidada perto dos eletrodos pode levar a uma mudança em sua posição ou até mesmo deslocar completamente a matriz.

Embora a extração da cóclea seja praticamente sempre realizada para fins de pesquisa, ela também representa uma excelente maneira de permitir que os otocirurgiões novatos aprendam e entendam a anatomia cirúrgica da TB. Portanto, quando realizado conforme descrito, é um exercício informativo e prático.

Pinhasi et al. apresentaram um método semelhante para extração da cóclea para análise de DNA em amostras arqueológicas¹⁵. Assim como a abordagem utilizada neste estudo, Pinhasi et al. também realizaram sua navegação tecidual explorando os marcos anatômicos dentro do osso temporal durante a remoção da cóclea. Em contraste com esse protocolo, Pinhasi et al. usaram jateamento para erradicar os tecidos ao redor da cóclea. Uma broca cirúrgica de alta velocidade costuma ser mais acessível para pesquisadores médicos, pois é uma ferramenta cirúrgica essencial aplicada no treinamento e na realização de cirurgias de ouvido. Uma opção adicional para coletar a cóclea seria o chamado método "plug in", onde a cóclea é removida em um bloco maior e, se necessário, afiada com a broca de alta velocidade. Embora a obtenção do bloco menor da TB possa ser mais rápida, a parte de refinamento do protocolo pode ser mais difícil, pois haverá menos pontos de referência reconhecíveis no bloco comparativamente maior.

Recentemente, Vaisbuch et ^al.14 apresentaram uma abordagem diferente em relação ao método utilizado neste estudo de coleta de tecido fresco da orelha interna para fins de pesquisa de doadores de órgãos. Em contraste com nossa abordagem, Vaisbuch et al. tiveram como objetivo reunir os tecidos moles da cóclea em três partes (basal, médio e apical), não toda a cóclea como um único bloco. A abordagem transcanal tem certas vantagens na coleta de amostras de cóclea de doadores de órgãos onde os órgãos circundantes ainda estão intactos, e isso limita os ângulos de aproximação que podem ser utilizados em comparação com aqueles disponíveis quando se trabalha com TB cadavérica. A vantagem das orelhas de doadores de órgãos é que os tecidos moles, com suas delicadas estruturas celulares, podem ser obtidos antes que a morte celular significativa comece a ocorrer. Assim, as estruturas microscópicas finas permanecem nas melhores condições possíveis. A abordagem descrita neste estudo é mais viável com cadáveres e quando toda a cóclea é necessária para a análise, como na investigação da localização de eletrodos de implante coclear.

Como mencionado acima, não há dados comparativos sobre este método aqui apresentados. A necessidade da extração precisa da cóclea surgiu das limitações no processamento da amostra durante a pesquisa pré-clínica do implante coclear. Até agora, o método de extração não foi avaliado como um empreendimento de pesquisa independente.

Os autores relatam não haver conflito de interesses.

Matti Iso-Mustajärvi recebe bolsas de pesquisa do financiamento de pesquisa do governo finlandês (VTR), da Instrumentarium Science Foundation, da North Savo Regional Grant e da Sociedade Finlandesa de Cirurgia do Ouvido. Aarno Dietz recebe bolsas de pesquisa da Academia da Finlândia (Grant No. 333525) e da bolsa Regional de North Savo.