Método para medida do comprimento da cóclea por meio de ressonância magnética

Resumos

We know that hearing impairment affects a large part of the population. In cases of profound and bilateral hearing loss, children may have problems in speech development, as well as communication and socialization. Cochlear implants have been used as a treatment option in these cases. Today, inner ear MRI is a mandatory test in the preoperative evaluation of these individuals. In our daily routines, we wonder whether MRI can provide not only qualitative, but also quantitative data, with real cochlear linear values built from three dimension images. AIMS: The aim of the present investigation is to propose a method to obtain MRI cochlear length measures from the temporal bones of cadavers. MATERIAL AND METHODS: We assessed three dimensional images from the cochlea of six cadavers. By overlapping digitalized rulers on these images it was possible to measure cochlear length. RESULTS: These measures varied between 17 and 26.5 millimeters. CONCLUSIONS: We have concluded that it was possible to measure cochlear length from three dimensional MRI images, by employing the method hereby proposed.

cochlea; magnetic resonance image; threedimensional imaging; cochlear implant

ARTIGO ORIGINAL

Método para medida do comprimento da cóclea por meio de ressonância magnétic

Fernando Pochini Sobrinho^I; Paulo Roberto Lazarini^II; Hea Jung Yoo^III; Luiz de Abreu Júnior^IV; Altino de Sá Meira^V

^IMestre pela Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo. Professor Adjunto II de Otorrinolaringologia da Universidade Santo Amaro, UNISA

^IIProfessor Doutor, Professor do Curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo

^IIIMédica Radiologista, Professora Assistente do Serviço de Diagnóstico por Imagem da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo

^IVDoutor pela Faculdade de Medicina da Universidade São Paulo, Radiologista do Hospital São Luiz

^VBiomédico pela Universidade Santo Amaro. Responsável Técnico pelo Serviço de Ressonância Magnética da Santa Casa de São Paulo. Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

Sabe-se que a deficiência auditiva afeta boa parte da população. Nos casos em que a surdez é profunda e bilateral, podem ocorrer problemas na aquisição de fala nas crianças, bem como na comunicação e socialização do indivíduo. O implante coclear vem sendo utilizado como opção terapêutica para esses casos. Na atualidade a Ressonância magnética da orelha interna é exame obrigatório na avaliação pré-operatória destes pacientes. No dia-a-dia, nos perguntamos se a ressonância magnética pode fornecer dados não só qualitativos como também quantitativos, com medidas lineares reais na cóclea reconstruída em imagens em três dimensões.

OBJETIVO: O objetivo deste estudo é propor uma técnica para obtenção de medidas do comprimento da cóclea em imagens de ressonância magnética obtidos de ossos temporais de cadáveres.

MATERIAL E MÉTODO: Foram avaliadas imagens de reconstrução em três dimensões da cóclea de seis cadáveres. Por meio de sobreposição de réguas digitalizadas sobre estas imagens foi possível medir o comprimento coclear.

RESULTADO: Estas medidas variaram de 17 a 26,5 milímetros.

CONCLUSÃO: Conclui-se que foi possível medir o comprimento da cóclea em imagens em três dimensões de ressonância magnética pelo método proposto.

Palavras-chave: cóclea, imagem por ressonância magnética, imagem tridimensional, implante coclear.

INTRODUÇÃO

Introduzido comercialmente em 1972, o implante coclear (IC) (House 3M®) pode estimular diretamente o nervo auditivo, quando colocado no interior da cóclea(rampa do tímpano)¹. Atualmente, com a maior utilização destes dispositivos no tratamento de pacientes com deficiência auditiva, cresce a importância sobre o conhecimento anatômico do canal espiral coclear, local onde é introduzido o eletrodo.

Na atualidade, os exames de imagem são empregados rotineiramente na avaliação diagnóstica pré-operatória dos pacientes candidatos à utilização do IC com o objetivo de identificar as condições anatômicas da cóclea. A tomografia computadorizada (TC) e a ressonância magnética (RM) são os exames aplicados nesta investigação^2-13.

Jackler et al.² encontraram uma taxa de 46% de falso negativo quando compararam os resultados de TC de alta resolução com os achados cirúrgicos em 36 orelhas implantadas. Nikolopoulos et al.³ também apresentaram uma taxa de sensibilidade de cerca de 62,5%, em estudo com 108 crianças. Estes dois estudos concluem que um exame pré-operatório normal de TC da cóclea não exclui a possibilidade de se encontrar uma obstrução coclear durante o ato cirúrgico para a colocação do IC. Fato este atribuído a pequenos graus de ossificação e fibrose no canal coclear.

Em meados de 1980, foi introduzido comercialmente um novo equipamento de diagnóstico por imagens: a ressonância magnética. Os princípios desta técnica foram elaborados por Felix Bloch e Edward M. Purcell, que dividiram o Prêmio Nobel de Física em 1952 (Shampo, Kyle, 1995)⁴.

Já a RM vem sendo utilizada como exame de escolha para avaliação das obstruções do canal espiral da cóclea nos dias de hoje^5-15.

Casselman et al.⁵ descreveram primeiramente a técnica de RM em 3DFT (three-dimensional Fourier transformation, "CISS" construtive interference in stead state) para estudo da orelha interna e ângulo ponto-cerebelar. Em estudo de 50 orelhas normais e 10 com doenças, evidenciaram imagens com detalhes da cóclea, canais semicirculares e vestíbulo, além dos nervos cranianos facial e vestíbulo-coclear.

Silberman et al.⁷ avaliaram 40 pacientes que receberam IC e comentaram a importância de se realizar a RM, principalmente em crianças com perda auditiva profunda. Destacaram que a fibrose pode não ser identificada pelas imagens de TC; assim, os dois exames se complementariam na avaliação pré-operatória.

Guirado et al.⁶, em estudo com TC e RM em 30 pacientes com perda profunda, encontraram anormalidades como otosclerose, malformação de orelha interna, agenesia de canais semicirculares, malformação de Mondini, displasia labiríntica e labirintite ossificante. Em um dos casos, a TC foi normal e a RM mostrou uma anormalidade no sinal e na configuração da cóclea.

Himi et al.¹³ estudaram os achados na reconstrução 3D de TC de ossos temporais na avaliação de pacientes para cirurgia de IC. Ressaltaram os benefícios das imagens de reconstrução 3D de TC, concordando, porém, com a superioridade das imagens de RM para avaliar a permeabilidade do espaço perilinfático. Comentaram que a TC teria uma indicação maior no pós-operatório, pois a RM estaria contra-indicada em pacientes com implante coclear.

Baumgartner et al.¹⁴ comprovaram que a RM poderia ser realizada em um paciente já implantado, sem necessidade de remoção da unidade ou ainda prejuízo na capacidade de funcionamento do implante coclear, em 30 pacientes estudados.

Arnold et al.⁸ realizaram estudo com TC e RM em 10 pacientes voluntários normais e 13 pacientes com surdez súbita, perda auditiva progressiva, zumbido de início recente ou vertigem. O estudo confirmou que a TC não pode demonstrar satisfatoriamente o labirinto membranoso, nervos no meato acústico interno e o ângulo ponto-cerebelar. Também lembraram que a RM realizada com injeção de contraste, ácido gadolinium dietilenotriaminapentacético (Gd-DTPA), leva a uma sensibilidade ainda mais alta na detecção de pequenos tumores no meato acústico interno e ângulo ponto-cerebelar.

Gleeson et al.¹⁵, em estudo retrospectivo em 88 pacientes que realizaram IC, 24 deles haviam sido submetidos a TC e RM no pré-operatório. Os achados cirúrgicos foram comparados com os obtidos por imagem. Os autores descreveram que a capacidade de predizer o estado da anatomia da orelha interna foi semelhante em ambos os exames (79% de correlação com os achados cirúrgicos). A associação da RM e da TC não aumentou a sensibilidade na avaliação da permeabilidade do canal espiral da cóclea, de acordo com estes autores.

Ketten et al.¹⁶ realizaram TC com reconstrução 3D do canal espiral coclear em 20 pacientes que receberam um IC NucleusR. Obtiveram medidas do comprimento médio do canal espiral de 33,01mm ± 2,31 para as medidas em TC 3D. A profundidade média atingida pelo eletrodo inserido foi de 20,19mm ± 2,86.

Com a técnica de inclusão em bloco de um osso temporal de um paciente de 76 anos e sua análise em um computador, Takagi, Sando¹⁷ estimaram o comprimento coclear como sendo de 36,3mm com cálculos em 3D, contra os 30,8 mm, utilizando-se medidas por técnicas 2D de reconstrução gráfica.

Novas técnicas de reconstrução 3D RM vêm sendo recentemente descritas e comparadas. Jung et al.18 compararam a técnica de RM 3D DRIVE (3D driven equilibrium) a 3D (3-dimensional) bFFE (balanced fast-field echo) e verificaram uma possível superioridade do 3D DRIVE na avaliação de estruturas da orelha interna.

Lane et al.¹⁹ verificaram que ambas as técnicas 3D CISS (three-dimensional constructive interference in the steady state) e 3D FRFSE (three-dimensional 3D fast recovery fast spin-echo) originaram imagens de alta resolução do labirinto. Naganawa et al.20 compararam imagens contrastadas de T1 pesado adquiridas por 3D rIR (fast spin-echo-based tree-dimensional real inversion recovery) com aquelas adquiridas por 3D SPGR (gradient echo-based), na visualização de pequenas estruturas no osso temporal e determinando se ambas as técnicas são úteis para visualizar aumento no fluido coclear, em 7 homens voluntários. Verificaram que a técnica de 3D SPGR foi melhor para avaliar o espaço de fluido coclear, enquanto que a 3D Rir melhor para visualizar pequenas estruturas no osso temporal. Bartling et al.²¹ propuseram um método de fusão entre RM e TC, que melhorava o planejamento cirúrgico para tumores e implantes em uma cóclea parcialmente obstruída, disponível apenas para casos restritos. Naganawa et al.²² conseguiram imagem do fluido (espaço) endolinfático e do perilinfático separados 24h após injeção de acido gadolineo-dietileno-triamina pentacético intratimpânico, em 3T. Afirmaram ainda que o espaço endolinfático pôde também ser diferenciado de osso e ar nos 4 pacientes estudados.

No dia-a-dia, nos perguntamos se a RM pode fornecer dados não só qualitativos como também quantitativos, com medidas lineares reais na cóclea reconstruída em imagens 3D.

O objetivo deste trabalho é propor uma técnica para aferição de medidas do comprimento da cóclea em imagens de ressonância magnética obtidos de ossos temporais de cadáveres.

MATERIAL E MÉTODO

Este estudo foi previamente avaliado e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) da Santa Casa de Misericórdia de São Paulo, em 11 de setembro de 2002, sob o número 191/02.

Foram utilizados seis ossos temporais humanos adultos, obtidos de cadáveres no Serviço de Verificação de Óbitos da Capital de São Paulo, no período de 20/03/04 a 14/04/2004. Foram removidos com auxílio de instrumental cortante, pelo mesmo técnico, em até 12 horas após o óbito, e, então, mantidos em refrigeração a 4ºC, submersos em solução aquosa de formol a 10% (Tabela 1). Os ossos temporais eram de cinco indivíduos do sexo feminino (83,33%) e de um do sexo masculino (16,67%). A média de idade dos ossos temporais foi de 67 anos.

Os ossos temporais foram transportados e mantidos na Sala de Dissecção do Departamento de Otorrinolaringologia da Santa Casa de São Paulo, submersos em solução de formol a 10% e refrigeração a 4ºC, até que fossem levados ao Centro Diagnóstico da Santa Casa de Misericórdia de São Paulo para a realização dos exames de imagem.

A RM foi realizada no período de até uma semana após a obtenção dos ossos temporais.As imagens foram adquiridas utilizando-se seqüência volumétrica com ponderação T2 e com técnica para supressão do sinal da gordura - SPIR (Figuras 1 e 2), obtendo-se então reconstruções tridimensionais (3D), que foram usadas para as medidas da cóclea. O aparelho de ressonância utilizado foi o Gyroscan T10-NT Powertrak 1000 (1,0 Tesla), Philips Medical Systems. Os ossos temporais foram acondicionados em uma bobina de superfície circular (C3) para realização do exame.

Com a técnica de reconstrução em 3D, obtiveramse imagens da orelha interna em planos coronal e axial. As reconstruções em plano coronal foram as escolhidas por produzirem melhor visibilidade dos giros cocleares. Entre as imagens obtidas para cada caso, elegeu-se a que reproduzisse melhor todos os giros cocleares (Figura 3).

As seis imagens escolhidas foram analisadas em um computador, integrante dos aparelhos de RM da Philips Medical Systems, para realização das medidas. Inicial-mente, obteve-se o comprimento coclear. Para medi-lo utilizaram-se imagens de réguas digitalizadas marcadas em milímetros, ferramenta integrante do programa do computador, projetadas sobre as imagens da cóclea. Mediu-se o comprimento do canal espiral da cóclea, partindo-se do seu ponto mais próximo ao vestíbulo até chegar ao seu ápice.

Devido à curvatura da cóclea, seria impossível realizar, desta forma, a medida do canal espiral da cóclea. Como solução, segmentou-se o canal espiral em diversas porções e assim foi possível obter a medida de cada um deles e, ao realizar a somatória dos valores obtidos, ter a medida do comprimento total da cóclea.

Para cada medição, aplicaram-se, sobre as imagens cocleares, estas réguas com medidas pré-determinadas de 2,0, 1,5 e 1,0mm. Sobre cada imagem, foi necessária a aplicação de várias réguas até se atingir o ápice da cóclea. As primeiras seis réguas aplicadas (R1 a R6) mediam 2mm, enquanto as seguintes tinham tamanhos menores para poder seguir o contorno coclear (R7 a Rx). Nas Figuras de 4 e ⁵, verificam-se esquemas onde a cóclea é medida.

RESULTADOS

Escolheu-se uma das várias imagens 3D RM obtidas para os casos de 1 a 6; a que forneceu melhor visualização dos giros do canal espiral coclear (como exemplo, Figura 6).

Aferiram-se os comprimentos das imagens 3D RM obtidos de uma mesma cóclea para cada osso temporal (Tabela 2). Para isso utilizaram-se medidas pré-fixadas, partindo-se do vestíbulo e dirigindo-se ao ápice coclear (Tabela 3).

Os resultados obtidos puderam ser comparados (Tabela 3), entre as 6 cócleas estudadas.

DISCUSSÃO

Recentemente, as cirurgias otológicas envolvendo a orelha interna têm-se tornado cada vez mais freqüentes, o que exige um conhecimento anatômico mais apurado dos cirurgiões, além de informações mais fidedignas sobre as medidas e as relações estruturais do labirinto, quer para elaboração de novas técnicas cirúrgicas, quer por aplicação de aparelhos e dispositivos como implantes, válvulas e outros. Colocado na rampa do tímpano (House, 1972)¹, o IC levou a um aumento no número de procedimentos cirúrgicos relacionados com a orelha interna.

Os exames que podem avaliar o canal espiral coclear são a TC e a RM. Segundo Gleeson et al. (2003)¹⁶, não houve diferenças significativas na avaliação pré-operatória para realização de implante coclear entre TC e RM, não tendo observado ainda efeitos benéficos da utilização simultânea dos exames. Himi et al.¹⁵ ressaltaram, porém, a superioridade da RM 3D em relação à TC, em avaliar a patência do espaço perilinfático. Jackler et al.² e Nikolopoulos et al.³ referiram que um exame pré-operatório normal de TC não exclui a possibilidade de se encontrar uma cóclea obstruída na cirurgia. A ressonância magnética (RM) vem sendo, portanto, utilizada como exame de escolha para avaliação de obstruções do canal espiral, principalmente em pacientes que são candidatos a implante coclear^4-14.

A RM 3D ofereceu imagens de excelente qualidade do canal espiral coclear em nossos casos, mesmo que tenham sido realizadas em ossos temporais de cadáveres.

Takagi, Sando (1989)¹⁸, em estudo de secções histológicas do osso temporal, utilizaram método de medidas da cóclea por computador em 3D, comparando com medidas em 2D, encontrando como extensão coclear valores de 36,3mm para as medidas em 3D, e 30,28mm, para as medidas em 2D. Assim como em nossos casos, o computador pode ter interferido nas medidas reais da cóclea, quando comparado aos métodos de medições diretos. As medidas de Takagi, Sando (1989)¹⁸ em cortes histológicos com auxílio de técnicas em 3D de computador forneceram valores acima dos evidenciados nos seis casos aqui estudados.

Ketten et al. (1998)¹⁷, medindo o canal espiral coclear com TC pré-operatória e durante procedimentos cirúrgicos para implante coclear, verificaram uma extensão média coclear de cerca de 33,01, com desvio padrão de 2,31mm. Estes valores não se aproximaram dos valores das nossas imagens 3D RM (17 a 26,50mm).

Diferentemente destes estudos, nos quais os valores obtidos por TC parecem ter relação mais fidedigna com o tamanho real da cóclea, as medidas de imagens da cóclea por RM 3D, no presente estudo, não foram iguais, ficando as imagens com o tamanho coclear provavelmente diminuído.

Também as medidas nos casos 2 e 6 apresentaram tamanho bem menor que os outros casos estudados. Isto pode ter ocorrido por uma medida subestimada realizada pela RM ou até mesmo devido a uma variabilidade real existente no tamanho coclear dos ossos temporais analisados.

Novas técnicas de reconstrução 3D RM foram descritas^18-22 recentemente.

Um estudo com número maior de casos e o aperfeiçoamento das técnicas de aquisição das imagens poderá nos indicar medidas cocleares mais precisas, para que estas possam ser utilizadas na prática otorrinolaringológica. Isto proporcionará condições de, com as imagens da cóclea por RM, estabelecer o seu real tamanho para um paciente que irá receber um implante coclear. Deste modo, poderse-á definir um procedimento mais individualizado, com variações no tamanho e na distribuição de eletrodos pela cóclea, o que poderá proporcionar uma melhor estimulação ao longo de toda a extensão coclear.

CONCLUSÃO

Foi possível obter o comprimento da cóclea de ossos temporais de cadáveres por meio de técnica de medidas com réguas sobrepostas em imagens de reconstrução em 3D de RM destes ossos. Os resultados obtidos parecem ser menores que os citados na literatura.

Este artigo foi submetido no SGP (Sistema de Gestão de Publicações) da RBORL em 29 de outubro de 2005. cod. 1557

Artigo aceito em 6 de novembro de 2008.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  10 Jun 2009
• Data do Fascículo
  Abr 2009

Histórico

• Recebido
  29 Out 2005
• Aceito
  06 Nov 2008