Avaliação longitudinal do ECAP registrado em crianças usuárias de implante coclear

Resumos

In children with cochlear implant (CI), the recording of the electrically evoked compound action potential (ECAP) of the auditory nerve represents an option to assess changes in auditory nerve responses and the interaction between the electrode bundle and the neural tissue over time. AIM: To study ECAP in children during the first year of CI use. MATERIALS AND METHODS: The ECAP characteristics have been analyzed in 13 children implanted younger than three years of age. Series study. RESULTS: During the first year of CI use there was a significant statistical raise in the N1 peak amplitude, in basal electrodes, between the second and third return visits. There were not any significant differences obtained for N1 peak, latency, slope, p-NRT or recovery time, in the return visits. CONCLUSION: During the first year of CI use, the electrical stimulation provided by the intracochlear electrodes did not cause significant changes to ECAP characteristics, except for an increase in N1 peak amplitude.

child; cochlear implant; cochlear nerve

ARTIGO ORIGINAL

Avaliação longitudinal do ECAP registrado em crianças usuárias de implante coclear

Liege Franzini Tanamati^I; Maria Cecília Bevilacqua^II; Orozimbo Alves Costa^III

^IMestre, Fonoaudióloga. Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo

^IIProfessora Titular, Fonoaudióloga do Curso de Fonoaudiologia. Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo

^IIIProfessor Titular, Professor do Curso de Fonoaudiologia. Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo

RESUMO

Em crianças usuárias de Implante Coclear (IC), o registro do potencial de ação composto do nervo auditivo evocado eletricamente (ECAP) representa uma maneira de avaliar as modificações nas respostas neurais e entre o feixe de eletrodos e o tecido neural ao longo do tempo.

OBJETIVO: Estudar o ECAP em crianças ao longo do primeiro ano de uso do IC.

MATERIAL E MÉTODO: As características do ECAP foram analisadas em 13 crianças, implantadas com idades inferiores a três anos de idade. Estudo de série.

RESULTADOS: Houve aumento estatisticamente significante na amplitude do pico N1, nos eletrodos basais, entre o segundo e o terceiro retorno. Não foram obtidas diferenças significantes para: a latência do pico N1, o slope, o p-NRT e o período de recuperação entre os retornos. Nos três retornos, a maioria dos sujeitos apresentou tempo de recuperação entre 1000 e 2000µs.

CONCLUSÃO: Ao longo do primeiro ano de uso do IC, a estimulação elétrica liberada pelos eletrodos intracocleares não causou alterações significativas às características do ECAP, exceto pelo aumento da amplitude do pico N1.

Palavras-chave: criança, implante coclear, nervo coclear.

INTRODUÇÃO

Há uma considerável variabilidade no desempenho auditivo dos usuários de Implante Coclear (IC). Tal variabilidade tem sido atribuída às características do sistema auditivo periférico e central, decorrentes do impacto da deficiência auditiva neurossensorial às estruturas neurais aferentes^1,2.

As células ganglionares do nervo auditivo são consideradas os elementos que efetivamente respondem ao estímulo elétrico liberado pelo IC. Portanto, o número, a distribuição e a funcionalidade destas células neurais representam fatores determinantes no que se refere à habilidade do indivíduo em obter sucesso com o uso do IC³.

Por meio dos estudos histopatológicos (post-mortem), é possível obter informações a respeito do número e da distribuição das células ganglionares em usuários de IC. Entretanto, tais estudos não são capazes de avaliar a funcionalidade e as propriedades neurofisiológicas destes elementos neurais frente à estimulação liberada pelos eletrodos do IC.

O registro do potencial de ação composto eliciado eletricamente (ECAP) representa uma maneira direta de se avaliar, in vivo, as características funcionais das células ganglionares e as demais estruturas neurais auditivas. Os modelos de IC, disponíveis atualmente, permitem o registro e a análise do ECAP por meio de um sistema de comunicação bidirecional entre o componente interno e o externo, capaz de estimular e captar uma resposta das fibras do nervo auditivo. O software que executa tal registro é denominado de Telemetria de Respostas Neurais (NRT) para os Implantes Cocleares da marca Nucleus (Cochlear Corporation).

As características do ECAP, mensurado em diferentes eletrodos intracocleares, expressam a permeabilidade das diferentes populações de elementos neurais em responder ao estímulo elétrico. Para a pesquisa clínica, a avaliação longitudinal destas características contribui para o monitoramento das modificações na interface eletrodo e tecido neural ao longo do tempo de uso do IC.

Tanto nas pesquisas com animais, como em humanos, os estudos longitudinais têm descrito o primeiro ano de uso do IC como o período em que as principais alterações no sistema auditivo podem ocorrer em resposta ao estímulo elétrico gerado por este aparelho⁴.

Nos estudos longitudinais realizados com gatos implantados, foram encontradas alterações na amplitude e nos limiares das ondas do EABR (Electrically Evoked Auditory Brainstem Response) e do ECAP, bem como modificações na duração do período refratário do nervo auditivo^5-7.

Em humanos, os estudos têm demonstrado diferentes resultados no que se refere à estabilização das características do ECAP, destacando sua amplitude, limiar extrapolado (p-NRT) e slope da curva de crescimento da amplitude^8-12.

Nas últimas décadas, devido aos importantes avanços na tecnologia empregada na fabricação dos IC e ao contínuo aperfeiçoamento das técnicas de diagnóstico audiológico, os critérios de indicação do dispositivo de IC têm incluído crianças com idades cada vez menores. Atualmente, na literatura, casos de crianças implantadas aos quatro meses de idade já foram descritos¹³.

Em crianças implantadas antes dos três anos de idade, as características do ECAP são fundamentais para programar o processador de fala, especialmente durante o primeiro ano de uso do dispositivo. Na literatura, escassos são os estudos relacionados às características do registro do ECAP em crianças e, principalmente, sua evolução ao longo do tempo de uso do dispositivo.

O objetivo deste estudo foi avaliar potencial de ação composto eletricamente evocado, utilizando a Telemetria de Respostas Neurais, em crianças implantadas até os três anos de idade. Ao longo do primeiro ano de uso do dispositivo de Implante Coclear, foram analisados:

1. A amplitude e a latência do pico N1 do ECAP;

2. O slope;

3. O limiar extrapolado do ECAP (p-NRT);

4. O tempo de recuperação do nervo auditivo.

MATERIAL E MÉTODO

O presente estudo foi desenvolvido em dois programas de Implantes Cocleares localizados no estado de São Paulo,sendo aprovado pelos Comitês de Ética em Pesquisa de ambas as instituições, com os ofícios no. 039/2004 e 051/2006, respectivamente.

Casuística

Os participantes deste estudo foram selecionados com base nos seguintes critérios:

• Quanto ao dispositivo eletrônico utilizado: Implante Coclear Nucleus 24, o qual disponibiliza o sistema de mensuração do potencial de ação composto do nervo auditivo.

• Quanto à idade na cirurgia: dada a importância da NRT para os mapeamentos nas crianças implantadas antes dos três primeiros anos de vida, e a escassez dos trabalhos longitudinais nesta população, os sujeitos deste estudo caracterizaram-se por crianças implantadas até os 3 anos de idade.

• Quanto ao tempo de uso do dispositivo: a partir do primeiro retorno, após a ativação dos eletrodos.

Os dados demográficos encontram-se na Tabela 1.

Equipamentos

Os equipamentos externos, necessários para a realização do protocolo de avaliação do ECAP, incluíram: processador de fala modelo Sprint, antena externa com imã 2x, cabo de ligação entre o processador de fala e a antena externa, interface de programação (PPS ou CPS), e um computador, responsável pelo envio e recebimento das informações neurais analisadas neste estudo.

Para registro do ECAP, foi utilizado o software da NRT, versão 3.1, o qual controla os parâmetros de estimulação e de registro do ECAP.

Procedimentos

Os procedimentos realizados neste estudo foram: Telemetria de Impedância e Telemetria de Respostas Neurais.

Primeiramente, a Telemetria de Impedância foi realizada com o objetivo de avaliar a integridade e a funcionalidade dos eletrodos. Somente foram utilizados os eletrodos que apresentassem a impedância dentro dos limites de normalidade, padronizados pelo software.

Cada sujeito foi avaliado três vezes e as respostas neurais foram registradas, por meio da NRT nos eletrodos E5, E10, E15 e E20. Para cada eletrodo, as características de amplitude e latência do pico N1, o slope, limiar e o período de recuperação foram comparados entre os retornos. Os eletrodos E5 e E10, por estarem posicionados na região mais basal da cóclea, foram denominados eletrodos basais, e, os eletrodos E15 e E20, eletrodos apicais.

Um fonoaudiólogo, com experiência no manuseio do software da NRT, selecionou, dentre os recursos disponíveis, a combinação dos parâmetros de estimulação e de registro, com os quais foi possível obter uma resposta válida do nervo auditivo, seguindo protocolo descrito por Abbas et al. ¹. No presente estudo, foi considerada, como uma resposta neural válida, àquela que apresentou pico N1 visível, acompanhado de reprodutibilidade no traçado, ausência de artefato ou saturação do amplificador¹⁴.

Análise estatística

Os resultados deste estudo foram analisados mediante a aplicação dos seguintes testes estatísticos: Teste não-paramétrico de Wilcoxon, Teste de Friedman e Teste de Igualdade de Proporções. Foi considerado um nível de significância de 0,05 (5%)¹⁵.

RESULTADOS

A seguir serão descritos os resultados do ECAP, comparando, nos três retornos, as seguintes características da resposta neural: a amplitude do pico N1, a latência, o slope da função de crescimento da amplitude, o limiar e o tempo de recuperação.

O Gráfico 1 apresenta a média e o intervalo de confiança das amplitudes do pico N1, em µV, comparando os valores obtidos no primeiro, segundo e, terceiro retornos, para cada eletrodo.

No teste de Friedman, houve diferença estatisticamente significante entre as amplitudes do pico N1, entre os retornos, para os eletrodos E5 (p=0,018) e E10 (p=0,023). No eletrodo E5, houve diferença na amplitude entre primeiro e o terceiro retorno (p=0,028), e entre o segundo e o terceiro retorno (p=0,002). No E10, houve diferença significante apenas entre o segundo e o terceiro retorno (p=0,007).

O Gráfico 2 apresenta a média dos valores das latências (µs), comparando os retornos, em cada eletrodo. No teste de Friedman, não houve diferença estatisticamente significante entre as latências de N1, entre os retornos, para os eletrodos: E5 (p=0,101), E10 (p=0,746), E15 (p=0,751), e E20 (p=0,101).

O Gráfico 3 mostra a comparação da média e intervalo de confiança dos valores do slope entre os retornos. No teste de Friedman, não houve diferença estatisticamente significante do slope entre os retornos, para os eletrodos E5, E10, E15 e E20 (p=0,430, p=0,116, p=0,584, p=0,368, respectivamente).

O Gráfico 4 mostra a comparação da média e intervalo de confiança do p-NRT (up), entre os retornos. No teste de Friedman, não houve diferença estatisticamente significante do p-NRT entre os retornos, para os eletrodos E5, E10, E15 e E20 (p=0, 484, p=0, 584, p=0, 584, p=0, 199, respectivamente).

O Gráfico 5.1 mostra o tempo de recuperação para os eletrodos basais E5 e E10 e o Gráfico 5.2, para os eletrodos apicais E15 e E20.

Para o eletrodo E5, a pesquisa realizada no primeiro e no segundo retorno mostrou que o tempo de recuperação, da maioria dos sujeitos (53,8%), foi de 1000µs. No terceiro retorno, o tempo de recuperação, em 53,8% dos sujeitos, aumentou para 2000µs.

No eletrodo E10, o tempo de recuperação da maioria dos sujeitos foi de 2000µs nos três retornos. No primeiro e no terceiro retorno, 69,2% dos sujeitos apresentaram o tempo de recuperação de 2000µs, e, no segundo retorno, 53,8% dos sujeitos.

No eletrodo E15, os tempos de recuperação mensurados na maioria dos sujeitos foram de 1000µs (38,5% dos sujeitos) e 2000µs (38,5% dos sujeitos), no primeiro retorno. No segundo e no terceiro retorno, o tempo de recuperação foi de 2000µs para 46,2% dos sujeitos.

Já para o eletrodo E20, houve uma diminuição do tempo de recuperação entre o primeiro e o segundo retornos. No primeiro retorno, 53,8% dos sujeitos apresentaram tempo de recuperação de 2000µs. No segundo retorno, este tempo diminuiu para 1000µs (46,2% dos sujeitos) e se manteve durante o terceiro retorno (53,2% dos sujeitos).

O teste de Igualdade de duas proporções mostrou haver diferença estatisticamente significante no eletrodo E5, entre o segundo e o terceiro retorno, e, no eletrodo E20, entre o primeiro e o segundo retorno.

DISCUSSÃO

Amplitude do pico N1

Comparando os três retornos durante o primeiro ano de IC, pode ser observado que, em todos os eletrodos, houve um aumento da amplitude do pico N1, entre o segundo e o terceiro retorno (Gráfico 1). Em média, o segundo retorno correspondeu ao 5º mês de uso do dispositivo, e o terceiro retorno, ao 9º mês de uso. Entre o primeiro e o segundo retorno, as diferenças de amplitude foram menos evidentes, sendo que, em alguns sujeitos, houve diminuição da amplitude do pico N1.

A análise estatística mostrou que o aumento das amplitudes do pico N1 foi significativo para os eletrodos E5 e E10 (Gráfico 1). Para os eletrodos basais, as amplitudes variaram de -53,73µs a -132,13µs no segundo retorno, e entre -72,84µs a -151,52µs, no terceiro retorno. Para os eletrodos E15 e E20, alterações estatisticamente significantes não foram detectadas entre os retornos.

Resultados semelhantes, mostrando aumento da amplitude do pico N1-P1 ao longo do tempo foram obtidos outros autores^8,9,11. Em estudos com animais, Shepherd et al.⁵ encontraram um aumento significativo da amplitude das ondas do EABR em gatos, ao longo do tempo de uso com o IC.

Na literatura, as alterações na amplitude da resposta neural foram relacionadas aos efeitos a longo prazo da estimulação elétrica às fibras do nervo auditivo.

Estudos com animais estimulados cronicamente mostraram um aumento significativo da densidade neural e da preservação da camada de mielina, o que contribuiu para o aumento da amplitude do pico N1, nos segmentos próximos ao par de eletrodos de estimulação^16-18.

Os resultados de outros estudos mostraram que o aumento da amplitude das respostas neurais poderia estar relacionado ao fato da estimulação elétrica, via IC, gerar alterações à atividade sináptica e elétrica, ao nível da membrana do neurônio, fornecendo um potente suporte neurotrófico aos neurônios auditivos^19,20.

Gordon et al.²¹ encontraram resultados semelhantes aos deste estudo. Para estes autores, o aumento da amplitude foi indicativo da maior sincronia entre os neurônios auditivos primários durante o primeiro ano de IC. O aumento da sincronia seria proporcionado devido ao modo como a estimulação ativa os neurônios primários e/ou devido à redução da variação do tempo de disparo entre os neurônios.

Entretanto, outros estudos justificam o aumento da amplitude da resposta neural devido à alteração no fluxo de corrente elétrica que atinge o tecido neural, ao longo do tempo de uso do IC. Para Shepherd et al.⁵, as alterações nas respostas neurais ao longo do tempo refletiram as modificações na distribuição da corrente intracoclear, não podendo ser justificadas por alterações no estado ou recrutamento das fibras auditivas. Formação de uma camada hídrica na superfície do eletrodo e surgimento de tecido ósseo/fibroso ao redor do feixe de eletrodos foram descritos como sendo possíveis causas para a alteração no fluxo da corrente que atinge as estruturas neurais²².

Latência do pico N1

Os resultados obtidos neste estudo indicaram a ausência de diferenças estatisticamente significantes entre as latências do pico N1, ao longo do tempo de uso do IC (Gráfico 3), corroborando com outros estudos da literatura^{23, 24}. Resultados semelhantes foram encontrados por Dees et al.²⁵ e Gordon et al.^21,12. Segundo Haenggeli et al.²⁶ e Miller et al.²⁷, a estimulação direta dos neurônios auditivos, compensando os mecanismos de sinápticos entre as células ciliadas da cóclea, e as estruturas neurais, justifica, em parte, o fato da latência do ECAP sofrer mínima influência da variação no nível de corrente.

Slope

Neste estudo, a análise do slope revelou ausência de alterações significativas ao longo do tempo, como mostra o Gráfico 3. Estes resultados corroboram com outros estudos na literatura, os quais não encontraram alterações significativas do slope ao longo do primeiro ano de uso do IC^8,10. Apesar de não significativo, houve um aumento do valor do slope entre os retornos para os eletrodos E5, E10 e E15.

O slope, medido em µV/up, corresponde aos aumentos da amplitude da resposta do nervo auditivo em função do aumento do nível de estimulação. Maiores slopes são freqüentemente descritos na literatura como resultado de um maior recrutamento de neurônios ou de uma maior sincronia em uma mesma população de neurônios^2,14,27-29.

Segundo Brown et al.³⁰, curvas de crescimento caracterizadas por aumentos rápidos da amplitude em função do nível de estimulação refletiriam na capacidade do usuário em se beneficiar da estimulação elétrica e de processar as informações temporais.

p-NRT

A análise estatística do p-NRT mostrou que as diferenças entre os retornos, não foram estatisticamente significantes (Gráfico 4). De modo geral, houve um discreto aumento dos limiares entre o primeiro e o segundo retorno, e uma diminuição dos mesmos entre o segundo e o terceiro retorno. Foram obtidas, em média, variações de 1 up a 6 up, em todos os eletrodos. A variação do p-NRT foi maior para o eletrodo E5.

Lai et al.¹¹ também verificaram a ausência de alterações significativas. Ao longo dos quinze primeiros meses de uso do dispositivo, foram descritas variações do p-NRT entre 6 up a 11 up. Hughes et al.⁸, Thai Van et al.⁹ e Ferrari10 não encontraram diferenças significantes no p-NRT ao longo do primeiro ano de uso do dispositivo.

Apesar das diferenças entre os limiares não terem sido estatisticamente significantes, na prática clínica, esta diferença é considerada relevante. O p-NRT é a medida da resposta neural de maior aplicação clínica. Este valor é freqüentemente utilizado para ajustar os processadores de fala, especialmente em crianças com limitada experiência auditiva^{31,32, 25}. Por isso, variações nos níveis do p-NRT, mesmo que não significativos, podem interferir na programação do processador de fala de crianças, ao menos, nos primeiros meses de uso do dispositivo.

Análise do Tempo de Recuperação

Os Gráficos 5.1 e 5.2 mostram os resultados da pesquisa do tempo de recuperação do nervo auditivo por meio da NRT.

A análise do tempo de recuperação mostrou variação, não-significativa, entre os retornos e entre os eletrodos. O tempo de recuperação das fibras do nervo auditivo variou de 1000µs a 2000µs, para a maioria dos sujeitos. Ao longo do primeiro ano de uso do IC, o tempo de recuperação médio nos eletrodos E5, E10 e E15 foi de 2000µs. Já para o E20, houve uma melhora no período de recuperação, o qual diminuiu de 2000µs para 1000µs, para a maioria dos sujeitos.

Segundo Shannon³³, os diferentes tempos de recuperação estão associados às características fisiológicas de cada neurônio, reflexo da estimulação de diferentes populações neurais.

Diferentes tempos de recuperação, variando entre 6000 a 8000µs, foram descritos na literatura^34,35. Estes estudos utilizaram eletrodos de superfície para registrar a resposta neural no modo monopolar.

Resultados semelhantes a este estudo foram encontrados por Shpak, et al.³⁶ e Nelson et al.³⁷. Segundo estes autores, os tempos de recuperação mais rápidos podem estar relacionados às características da população de crianças implantadas precocemente. Nelas, o menor tempo de privação sensorial pode ter limitado os efeitos prejudiciais ao estado e funcionalidade das fibras auditivas, principalmente a preservação da mielinização destas estruturas.

Os resultados encontrados por Brown et al.³⁸ mostraram que as respostas registradas nos eletrodos E1 e E20 apresentaram tempos de recuperação mais rápidos do que as respostas nos eletrodos E10 e E13. Segundo os autores, essa variabilidade pode ser indicativa de diferenças na capacidade de processamento temporal da população estimulada, devido à mielinização, a presença da população dendrítica e a integridade axonal da população neural auditiva residual.

Para Brown et al.³⁵, a análise do tempo de recuperação é importante pois sugere a habilidade dos neurônios auditivos em acompanhar os padrões temporais da fala. Subpopulações de neurônios podem limitar esta habilidade.

CONCLUSÕES

A partir da análise das respostas neurais, cuja amostra foi composta por 13 sujeitos, foi possível concluir que, para a análise longitudinal:

- a estimulação elétrica liberada pelos eletrodos intracocleares não causou alterações significativas às características do ECAP, exceto pelo aumento da amplitude do pico N1, principalmente entre o segundo e o terceiro retorno, para os eletrodos basais;

- o slope, a latência do pico N1, e o período de recuperação não apresentaram diferenças ao longo do primeiro ano de uso do Implante Coclear;

- no segundo retorno, foram registrados as menores amplitudes e os maiores limiares em todos os eletrodos.

Este artigo foi submetido no SGP (Sistema de Gestão de Publicações) da RBORL em 26 de agosto de 2007. cod. 4742

Artigo aceito em 4 de novembro de 2007.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  26 Maio 2009
• Data do Fascículo
  Fev 2009

Histórico

• Recebido
  26 Ago 2007
• Aceito
  04 Nov 2007