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Implantes Cocleares

Missael Ivan Betancourt Arenas

25 de noviembre de 2019

Materia: Instrumentación Biomédica 1

No. Control: 14120070

Contenido

• 1. Fisiología del Oído.
  • I. Fisiología de la audición en el oído externo
  • II. Fisiología de la audición en el oído medio.
• 2. Clasificación de pérdidas auditivas.
• 3. Implante Coclear.
  • I. Función de un implante coclear.
  • II. Tipos de Implantes Cocleares................................................................................................
• 4. Selección de candidatos a usar un implante coclear.
• 5. Requisitos para la puesta en marcha de un programa de implantes cocleares.
• 6. Futuro de los implantes cocleares.
• 7. Referencias.

Figura 1. Efecto de pantalla de la cabeza. El sonido (representado como un movimiento sinusoidal) alcanza los dos oídos en momentos diferentes (T1 y T2) y en distintas fases debido al obstáculo que supone la cabeza motivo por el cual localizamos los sonidos en el plano horizontal. (Modificado de “El oído externo”. Gil-Carcedo LM, Vallejo Valdezate LA. Ed Ergón. 2001)

De la misma manera los repliegues del pabellón, y en particular la concha, sirven para localizar el sonido en el plano vertical. En un sujeto con una oreja remodelada quirúrgicamente, el error de localización del sonido es de 20°, mientras que en la oreja no operada el error es solo de 3° a 4°.

La binauralidad mejora la percepción del sonido en alrededor de 8 dB con respecto a las situaciones de audición con un solo oído. El conducto auditivo externo (CAE) conduce la onda sonora hacia la membrana timpánica y protege el oído medio con su sinuosidad, sus pelos y la secreción de sus glándulas de cerumen. Contribuye

también a que el aire tenga la misma temperatura a uno y otro lado de la membrana timpánica.

Además, el conducto auditivo externo puede considerarse como un tubo sonoro que:

• Transforma las ondas sonoras esféricas en planas (Fig.2)
• Refuerza la resonancia de las frecuencias comprendidas entre 2.000 Hz. y 4. Hz. (múltiplos de la longitud del CAE)
• En su espacio se producen interferencias al originarse ondas estacionarias.

Figura 2. El oído externo transforma las ondas esféricas en planas.

Figura 3. Las ondas captadas por el pabellón auricular a través del CAE llegan hasta la membrana timpánica y la ponen en vibración. El martillo tiene su mango firmemente insertado en la membrana timpánica, por ello la vibración se transfiere al martillo, de este al yunque y del yunque al estribo. El estribo vibra en la ventana oval transmitiendo la energía mecánica al conducto coclear del caracol.

El martillo está sustentado por tres ligamentos. Su mango es traccionado hacia dentro por el músculo del martillo o tensor tympanii, lo que mantiene la membrana timpánica continuamente tensa. El músculo del estribo tracciona este hueso hacia fuera y atrás. La acción de ambos músculos constituye un mecanismo de adaptación, selección frecuencial y defensa del oído interno.

Békesy en 1965 demostró que la membrana timpánica no vibra de la misma manera ante sonidos de diferentes tonos. Hasta los 2.400 Hz el tímpano vibra como un cono rígido rotando sobre un eje situado próximo al margen superior de la membrana. Por encima de este tono, la membrana timpánica pierde rigidez y cuanto más alta sea la frecuencia vibra menos superficie timpánica y sobre un eje cada vez más próximo a su margen inferior, observe la figura 4. Esta complejidad, ha sido demostrada mediante vibrometría láser y modelos computadorizados 3D, observe

la figura 5, según los cuales son diferentes las áreas timpánicas de movilidad máxima en función de la intensidad y frecuencia utilizados existiendo dos frecuencias de resonancia en el tímpano localizadas en las frecuencias 1000 y 2000 Hz.

Figura 4. Interpretación clásica del modo de vibración de la membrana timpánica. Hasta los 2400 Hz el tímpano vibra como un todo sobre un eje superior (línea discontinua). En frecuencias más altas vibra cada vez menos porción de membrana y la oscilación se realiza sobre ejes cada vez más próximos al margen inferior.

El Implante Coclear sustituye dichas células enviando señales al cerebro. Por esta razón es muy importante conocer la gravedad y tipos de sordera que existe (pérdida auditiva), tal como se mostrará a continuación (figura 6).

1. Pérdida auditiva leve (20-40 dB)
   • Dificultad en determinados fonemas: Dislalias audiógenas.
   • Ciertos problemas de lecto-escritura.
   • Hay lenguaje de manera natural.
2. Pérdida auditiva moderada (40 a 70 dB)
   • Dificultad con más número de fonemas: Dislalias generalizadas.
   • Problemas de comprensión por la dificultad de percepción.
   • Problemas de lecto-escritura.
   • Hay lenguaje.
3. Pérdidas auditivas severas (70 a 90 dB)
   • No hay habla o sólo dice palabras sueltas, las que percibe con mayor intensidad.
   • Tiene cierta experiencia sonora.
   • Voz muy alterada.
   • No tiene prosodia. 4. Pérdidas auditivas profundas (+ 90 Db)
   • No hay conciencia sonora.
   • No hay habla espontánea.
   • No tiene control de voz. Figura 6. Niveles de sonido no audibles según el nivel de pérdida de audición.

3. Implante Coclear.

Un implante coclear puede ser definido como un aparato que transforma los sonidos y ruidos del medio ambiente en energía eléctrica capaz de actuar sobre las aferencias del nervio coclear, desencadenando una sensación auditiva en el individuo.

El concepto de estimulación eléctrica para producir sensaciones auditivas en el paciente con una hipoacusia profunda no es nuevo. Volta, en 1800, colocó unas varillas de metal en sus dos oídos y las conectó a una fuente eléctrica. Aparentemente, antes de perder el conocimiento, oyó un sonido parecido al burbujeo del agua. A lo largo del siglo XIX y primera mitad del XX otros autores como Politzer, Ritter, Gradenigo, Andreef, Gersuni, Volokhov, Jones, Stevens, y Lurie, efectuaron experiencias algo más sofisticadas aplicando corriente alterna a electrodos ubicados en las proximidades del oído obteniendo así sensaciones auditivas en los pacientes.

El primer implante coclear fue realizado por A. Djurno y C. Eyries en Francia en1957. Ellos insertaron un único hilo de cobre dentro de la cóclea de un varón de50 años totalmente sordo, logrando éste percibir el ritmo del lenguaje.

En 1961, W. House realizó sus dos primeras implantaciones colocando un electrodo de oro en la escala timpánica. Posteriormente en 1968, llevó a cabo otros implantes, empleando esta vez un sistema de seis electrodos que había sido elaborado por su colaborador J. Urban. El éxito obtenido en estos casos constituyó un empuje decisivo para el desarrollo de los implantes cocleares.

Otros grupos en San Francisco (Schindler, Merzenich y Michaelson), Francia (Chouard), Alemania (Banfai) y Austria (Burian), iniciaron protocolos clínicos con implantes cocleares en la década de los 70. En Australia, G.M. Clark, de la Universidad de Melbourne, comenzó en 1967 una serie de trabajos de investigación sobre la fisiología de la estimulación eléctrica del nervio coclear en anima-les. En 1978 y 1979 practicó sus dos primeras implantaciones con un prototipo multicanal intracoclear, obteniendo resultados altamente esperanzadores.

1. El procesador de sonido capta y digitaliza el sonido.
2. La antena está magnéticamente unida a la piel. Esta transmite el sonido digitalizado desde el procesador de sonido hasta el receptor del implante.
3. El receptor magnético está implantado bajo la piel directamente debajo de la antena. Este transforma la información digital en una señal electrónica enviada a la cóclea.
4. La guía de electrodos está insertada en la cóclea. Cada electrodo de la guía corresponde a una frecuencia de la señal.
5. El nervio auditivo se estimula cuando la señal codificada se transmite al electrodo correspondiente.
6. El cerebro recibe el sonido transmitido a través del nervio auditivo.

Es importante resaltar que el procesador de sonido se activa utilizando el software de ajuste/adaptación que crea programas personalizados para cada usuario.

Ahora bien, la Universidad Clínica de Navarra en su programa “Implantes Cocleares e implantes auditivos de tronco cerebral” explica el funcionamiento de un implante coclear de la siguiente manera haciendo énfasis en el implante desarrollados por ellos como se puede observar en la figura 8.

Figura 8. Implante coclear desarrollado por la Universidad Clínica de Navarra.

El micrófono, el procesador de la palabra, la batería y la bobina transmisora van colocados fuera del organismo.

La antena, el receptor-estimulador y los electrodos se implantan quirúrgicamente en el oído, por lo que no son visibles desde el exterior. Con las partes implantadas el paciente puede hacer vida normal: bañarse, hacer ejercicio, etc.

El implante coclear recoge el sonido por medio de dos micrófonos ubicados detrás de la oreja. Las señales son transmitidas a un procesador de la palabra, que es un pequeño ordenador capaz de seleccionar y codificar los sonidos útiles. Este procesador retroauricular, que se coloca detrás de la oreja, dispone de baterías corporales utilizadas normalmente en bebés y baterías retroauriculares para niños mayores, jóvenes y adultos. Dichas baterías, que proporcionan la energía al sistema, se localizan externamente junto al procesador.

Los códigos electrónicos aquí producidos son enviados por un cable a la bobina que, a través de la piel, los pasa a la antena y de ahí al receptor-estimulador, ambos colocados sobre el hueso craneal por debajo de la piel. Estos códigos se transforman en señales eléctricas que son enviadas a los electrodos ubicados dentro del oído interno, en la cóclea, para así estimular a las fibras del nervio auditivo. La corteza cerebral recibe estas señales y las interpreta.

II. Tipos de Implantes Cocleares.

El Instituto de Salud Carlos III en su publicación de la Agencia de Tecnologías Sanitarias de Madrid extraña que existen diferentes tipos de implantes cocleares, que se clasifican en función de tres criterios:

1. Ubicación de los electrodos (intra o extra cocleares).

2. Número de canales (mono o multicanales).

3. Forma de tratar la señal sonora (extracción o no de los distintos formantes

del sonido).

También los implantes cocleares pueden ser clasificados de acuerdo con el tipo de electrodos (monopolares, bipolares), método de estimulación (pulsátil, continua) o forma de transmisión de las señales a nivel de la piel (conexiones percutáneas o transcutáneas).

Sin embargo M. Manrique director del Departamento de Otorrinolaringología. Clínica Universidad de Navarra. Pamplona. Navarra y J. Zubicara director del Departamento de Otorrinolaringología. Complejo Hospitalario de Navarra. Pamplona. Navarra. expresan la clasificación de los implantes cocleares de la siguiente manera:

a) Implantes cocleares bilaterales

Los principales beneficios de la audición binaural son la mejor comprensión en ruido y la capacidad de localizar el sonido. Esto se debe principalmente a la supresión del efecto sombra de la cabeza y a los procesos de integración central de la palabra, como son la sumación binaural y el efecto de supresión de los ruidos ("squelch effect"). Los pacientes con implante coclear bilateral pueden beneficiarse de las ventajas de la binauralidad ya que al llevar dos implantes el sistema nervioso central puede diferenciar en amplitud la señal de los sonidos que llegan a ambos oídos consiguiendo localizar la procedencia de los mismos y separar lenguaje y ruido, y por tanto mejorar la comprensión de la palabra hablada.

Además de los mencionados beneficios, la colocación de implantes cocleares bilaterales en niños prelinguales proporciona la posibilidad de estimular de una manera completa las vías y centros del sistema auditivo promoviendo, entre otros aspectos, el desarrollo bilateral del córtex auditivo, cuestión no alcanzable en el caso de una estimulación unilateral con un único implante coclear.

En el adulto, el implante bilateral es una opción, puesto que, aunque se ha demostrado una mejoría en la localización de sonidos y de la audición en ruido, con una consiguiente mejoría de la comprensión del habla en ruido, los estudios de coste-beneficio hacen menos recomendable su uso sistemático. En este grupo de pacientes debe considerarse favorablemente la colocación bilateral de implantes cocleares cuando coexisten alteraciones visuales, riesgo de obliteración de los espacios cocleares y determinadas alteraciones neurológicas.

Respecto a la duda de realizar el implante de forma secuencial o simultáneo, los estudios muestran que, de ser posible, es mejor indicar una implantación bilateral simultánea y de no ser así, que el tiempo trascurrido entre la implantación de ambos oídos sea el mínimo posible. La razón de esta actitud está basada en alcanzar un normal desarrollo de la actividad cortical auditiva, con unos mejores resultados clínicos.

b) Implante coclear y neuropatía auditiva

La neuropatía auditiva (NA) es una forma de afectación de la audición caracterizada por una hipoacusia neurosensorial de moderada a profunda, progresiva o estable en la que la función de las células ciliadas externas está preservada (fotoemisiones acústicas y microfónicos cocleares presentes), pero no existe estimulación adecuada de los centros auditivos (potenciales de tronco cerebral distorsionados o ausentes).

La incidencia se ha estimado en un 10-14% de los niños diagnosticados de hipoacusia neurosensorial severo-profunda. Los audífonos en estos casos tienen un beneficio limitado. Sin embargo, el empleo del implante coclear aporta unos resultados variables, ya que cuando la lesión está en el propio nervio (ej. desmielinización) la estimulación eléctrica puede tener las mismas limitaciones que la acústica.

La experiencia publicada por el Sydney Cochlear Implant Centre muestra que, en una mayoría, tras la implantación, se obtuvieron buenos resultados, sugiriendo que

Tras los resultados obtenidos en una serie de ensayos clínicos, existe una tendencia a realizar implantaciones en pacientes con una hipoacusia neurosensorial moderada-severa en un oído y una hipoacusia profunda en el otro. La experiencia clínica ha mostrado que estos pacientes utilizan de manera simultánea un IC en el oído con niveles más bajos de audición y un audífono en el oído contralateral. A este paradigma de estimulación se le denomina estrategia bimodal. Con ella, se ha comprobado que estos pacientes alcanzan estereofonía y mejores niveles de discriminación del lenguaje, tanto en ambiente de silencio como en ruido, en comparación con los obtenidos empleando audífonos o solamente un.

El criterio audio métrico empleado sería el siguiente: hipoacusias neurosensoriales profundas en un oído y moderada a severas (entre 41dB y 90 dB) en el oído contralateral. La colocación del implante coclear se haría en el oído auditivamente peor.

En aquellos casos en los que es difícil establecer el pronóstico de una implantación en un oído con una hipoacusia severo-profunda de largo tiempo de evolución, se justifica la realización de pruebas funcionales de audición (potenciales evocados corticales o PET auditivos) en orden a obtener información sobre el grado de funcionalidad-plasticidad de las áreas corticales auditivas.

e) Implante coclear en sordera unilateral

Hasta ahora las modalidades de tratamiento de aquellos pacientes con sordera unilateral eran la abstención terapéutica, el uso de un implante de conducción ósea o el uso de un audífono con sistema CROS. El IC constituye una nueva alternativa en ciertos pacientes. Recientemente, se han publicado estudios comparando estos tres dispositivos en pacientes adultos con sordera unilateral post locutiva, encontrando una mejoría significativa con el implante frente al resto de opciones, sin existir interferencias del implante con el oído normo auditivo contralateral. Esto indica que es posible la integración central de la estimulación eléctrica y acústica, incluso en aquellos casos en los que hay una normo acusia contralateral.

El impacto de la hipoacusia unilateral profunda en la vida laboral, familiar y social del paciente puede ser grande. Su repercusión durante la edad infantil es aún mayor, por su alta incidencia y por su implicación directa en el desarrollo auditivo, rendimiento académico y en la autoestima de estos niños. En los niños con sordera unilateral se están realizando estudios para demostrar la eficacia que supondría la implantación coclear, tanto a nivel de integración auditiva como derivados del beneficio binaural. Más allá de los beneficios clínicos mencionados, una de las

principales razones para promover la implantación coclear en niños con sordera unilateral es facilitar un completo desarrollo del sistema auditivo central dentro del periodo crítico o de mayor sensibilidad que se corresponde con los primeros años de la vida. Especialmente interesante resulta esta indicación en ciertos grupos de niños que asocian a la sordera unilateral déficits visuales o presentan situaciones de fragilidad en el oído auditivamente normal. Como ejemplos de esta situación cabe mencionar determinadas malformaciones laberínticas (dilatación de acueducto vestibular, particiones incompletas de la cóclea, etc.), osteodistrofias del hueso temporal, patología de oído medio (colesteatoma congénito, etc.).

f) Implante coclear en sordera unilateral y acúfenos.

Aunque en la fisiopatología del acúfeno existen aún muchas lagunas, cada vez hay más evidencia de que éste se podría deber a una alteración neuronal a nivel del sistema auditivo central. Al igual que el dolor generado en miembros amputados (dolor del miembro fantasma), el acúfeno parece estar relacionado con los intentos del cerebro de generar un reordenamiento cortical neuronal ante una alteración de la percepción auditiva. Esta idea se refuerza con el hecho de que la pérdida auditiva es el factor de riesgo más importante del acúfeno y que la mayoría de los pacientes con sordera súbita unilateral los padecen. Consecuentemente las estrategias de tratamiento han ido encaminadas a compensar la pérdida auditiva para atenuar el acúfeno. Pero en aquellos sujetos que están sordos el tratamiento con audífonos para mitigar el acúfeno resultará imposible.

La comprobación clínica de que los acúfenos en los implantados cocleares tienden a mejorar en un porcentaje elevado de los casos, tanto en el oído homolateral como en el contralateral, ha llevado progresivamente a que se propusiera el uso del implante coclear como tratamiento en aquellos pacientes con acúfenos incoercibles que no han mejorado con los tratamientos habituales. Estudios recientes, han demostrado que al realizar un implante coclear en el lado del acúfeno se restauraría el input auditivo y por tanto, la reorganización del sistema nervioso central. Otra posible explicación sería que el propio beneficio auditivo producido por el implante enmascarara el acúfeno y que por tanto éste no fuera audible por el paciente.