Telemetria de respostas neurais : avaliação do potencial ... · Ao Dr. Orozimbo, com originalidade e humildade em suas orientações, confirmaram sua sabedoria e seu conhecimento

LIGE FRANZINI TANAMATI

Telemetria de respostas neurais : avaliao do potencial de

ao composto do nervo auditivo em crianas

Dissertao apresentada Faculdade de Medicina da

Universidade de So Paulo para obteno do ttulo

de Mestre em Cincias

rea de concentrao: Fisiopatologia Experimental

Orientador: Prof. Dr. Orozimbo Alves Costa

So Paulo

2006

TELEMETRIA DE RESPOSTAS NEURAIS: AVALIAO DO POTENCIAL

DE AO COMPOSTO DO NERVO AUDITIVO EM CRIANAS

LIGE FRANZINI TANAMATI

BANCA EXAMINADORA:

__________________________________________

(Nome e Assinatura)

__________________________________________

(Nome e Assinatura)

__________________________________________

(Nome e Assinatura)

Dissertao defendida em: _____/_____/_____/

Dedicatria

... No momento em que meus pensamentos

voltaram-se para Ele, tudo mudou...

Aos meus pais e ao Digo,

Desculpem a ausncia.

Em vocs, sempre estive pensando.

Com vocs, sempre quis estar.

A vocs, dedico este trabalho.

Agradecimentos

A todos que conviveram comigo durante este perodo, meus sinceros

agradecimentos. Em especial:

Ao Dr. Orozimbo, com originalidade e humildade em suas orientaes, confirmaram

sua sabedoria e seu conhecimento mpar.

Dra. Maria Ceclia, por apoiar e fortalecer o crescimento profissional e pessoal,

exemplo de incansvel busca pelo saber.

Aos professores do colgio, da universidade e da ps-graduao, pelas sementes

plantadas...

Aos colegas da profisso, por compartilharem conhecimentos e momentos, por

apoiarem decises, por toda a contribuio inconsciente...

Aos tantos amigos, que tornaram os dias tristes em felizes e os normais em especiais,

por toda a pacincia, fidelidade e carinho. Pelos telefonemas, nem sempre atendidos,

pelos convites, nem sempre aceitos, e pelas manifestaes dirias de amizade...

Muito obrigada.

A v Ruth, ao C, Duno, Hellen, J, Uli, e toda minha famlia que, mesmo distante,

acompanhou todo o caminho percorrido...

Aos usurios de Implante Coclear e seus familiares, obrigada pela ateno e

cooperao. A cada retorno, uma surpresa, uma vitria, a recompensa e o estmulo

para continuar...

Normalizao adotada

Esta dissertao est de acordo com as seguintes normas, em vigor no momento

desta publicao:

Referncias: adaptado de International Committee of Medical Journals Editors

(Vancouver)

Universidade de So Paulo. Faculdade de Medicina. Servio de Biblioteca e

Documentao. Guia de apresentao de dissertaes, teses e monografias.

Elaborado por Anneliese Carneiro da Cunha, Maria Julia de A. L. Freddi, Maria F.

Crestana, Marinalva de Souza Arago, Suely Campos Cardoso, Valria Vilhena, 2.

ed. So Paulo: Servio de Biblioteca e Documentao; 2006.

Abreviaturas dos ttulos dos peridicos de acordo com List of Journals Indexed in

Index Medicus.

Sumrio

Lista de Smbolos

Lista de Figuras

Lista de Quadros

Lista de Tabelas

Lista de Grficos

Resumo

Summary

1. INTRODUO ....................................................................................................... 1

1.1 Objetivo.......................................................................................................... 5

2. REVISO DE LITERATURA................................................................................ 6

2.1 O Implante Coclear em crianas .................................................................... 7

2.2 Estudos Histopatolgicos do Sistema Auditivo.............................................. 16

2.3 O comportamento do nervo auditivo em resposta ao estmulo eltrico....... 29

2.4 Entendendo o Implante Coclear................................................................... 46

2.5 Telemetria de Respostas Neurais ................................................................. 61

3. METODOLOGIA .................................................................................................. 83

4. RESULTADOS.................................................................................................... 100

5. DISCUSSO ....................................................................................................... 118

6. CONCLUSO ..................................................................................................... 141

7. ANEXOS ............................................................................................................. 143

8. REFERNCIAS................................................................................................... 147

Lista de Smbolos

dB Decibel

mA miliampere

V milivolts

s milisegundos

KHz quilohertz

Lista de Figuras

Figura 1. Localizao do feixe de eletrodos na cclea e a transmisso dos

estmulos pelas vias auditivas centrais at o crtex auditivo. .................................... 10

Figura 2. Micrografia do canal de Rosenthal em animais ouvintes e aps

longos perodos de surdez .......................................................................................... 21

Figura 3. Raio X do Implante Coclear modelo Nucleus 24 R (CS) Contour......... 39

Figura 4. Impedncia entre o eletrodo ativo e o de referncia.................................. 41

Figura 5. Componentes internos do Implante Coclear da Cochlear

Corporation. ............................................................................................................... 48

Figura 6. esquerda, processador de Fala Sprint e Esprit ....................................... 49

Figura 7. Arquitetura interna do processador de fala Sprint. .................................... 50

Figura 8. Tela de programao do software R 126 verso 2.1.................................. 53

Figura 9. Feixe de eletrodos intracoclear mostrando o fluxo de corrente entre o

eletrodo ativo e o de referncia. ................................................................................. 54

Figura 10. Potencial de ao composto do nervo auditivo registrado pelo

software da NRT verso 3.1....................................................................................... 64

Figura 11. Tipos de morfologia do ECAP. ............................................................... 66

Figura 12. Telemetria Reversa para o registro das respostas neurais.. .................... 67

Figura 13. Diagrama demonstrando o estmulo mascarador (M), o estmulo

prova (P), o intervalo inter pulso (MPI) e o delay. .................................................... 68

Figura 14. Medida realizada na opo de alta resoluo, com razo de

amostragem 20 kHz.................................................................................................... 69

Figura 15. Paradigma de subtrao. .......................................................................... 71

Figura 16. Pesquisa da Funo de Crescimento da Amplitude. Destacando

nmero de respostas vlidas, slope, p-NRT, amplitude e latncia do pico N1. ......... 73

Figura 17. Grfico da Telemetria de Impedncia ..................................................... 89

Figura 18. Tela do software da NRT v. 3.1 contendo os parmetros de

estimulao e de registro do ECAP............................................................................ 93

Figura 19. Tela do software da NRT v.3.1 mostrando as sries disponveis

para pesquisa. ............................................................................................................. 94

Figura 20. Tela da NRT. Funo de crescimento da amplitude................................ 96

Figura 21. Pesquisa da funo de recuperao. ........................................................ 97

Figura 22. Respostas Neurais do sujeito S1 e S7.................................................... 104

Figura 23. Tela da NRT: pesquisa da funo de recuperao do S2 ...................... 114

Figura 24. Raio X do feixe de eletrodos intracocleares modelo Nucleus 24

R(CS), destacando a localizao dos eletrodos E5, E10, E15 e E20. ...................... 120

Lista de Quadros

Quadro 1. Histrico das aprovaes internacionais (FDA) do IC para as

crianas e a repercusso destas aprovaes no Brasil, no Centro de Pesquisas

Audiolgicas .............................................................................................................. 11

Quadro 2. Resumo dos estudos referentes s alteraes corticais aps o

Implante Coclear ........................................................................................................ 15

Quadro 3. Resumo dos estudos sobre os efeitos da deficincia auditiva

neurossensorial s clulas ganglionares do nervo auditivo em cobaias e em

seres humanos ............................................................................................................ 20

Quadro 4. Achados histopatolgicos encontrados por Hinojosa e Lindsay

(1980) e Hinojosa e Marion (1983) em diferentes etiologias da deficincia

auditiva....................................................................................................................... 22

Quadro 5. Efeitos da insero do feixe de eletrodos intracoclear............................. 28

Quadro 6. Principais parmetros de ajustes do software R. 126 v. 2.1..................... 52

Quadro 7. Relao entre o nvel de corrente real (A) e as unidades de

programao (up). ...................................................................................................... 56

Quadro 8. Principais parmetros de estimulao e de registro do ECAP................. 72

Lista de Tabelas

Tabela 1. Dados demogrficos dos sujeitos deste estudo.......................................... 85

Tabela 2. P-valor, obtido no teste de Wilcoxon, comparando as amplitudes do

pico N1 entre os retornos (de dois em dois), para cada eletrodo ............................. 103

Tabela 3. P-valor, obtido no teste de Wilcoxon, comparando o p-NRT entre os

eletrodos (de dois em dois), para cada retorno......................................................... 110

Lista de Grficos

Grfico 1. Mdia e intervalo de confiana das amplitudes do pico N1 (V). Comparao entre os retornos para cada eletrodo................................................... 102

Grfico 2. Mdia e intervalo de confiana das amplitudes do pico N1 (V). Comparao entre os eletrodos para cada retorno.................................................... 103

Grfico 3. Mdia das latncias do pico N1 (s). Comparao entre os retornos para cada eletrodo...................................................................................................... 105

Grfico 4. Mdia e intervalo de confiana dos slopes (V/up). Comparao entre os retornos para cada eletrodo......................................................................... 106

Grfico 5. Mdia dos slopes (V/up). Comparao entre eletrodos para cada retorno ...................................................................................................................... 107

Grfico 6. Mdia e intervalo de confiana dos p-NRT (up). Comparao entre os retornos ................................................................................................................ 108

Grfico 7. Mdia dos p-NRT (up). Comparao entre os eletrodos ....................... 109

Grfico 8. Porcentagem dos tipos de respostas obtidos nos eletrodos E5, E10, E15 e E20 ................................................................................................................. 111

Grfico 9.1. Tempo de recuperao (MPI=s) entre os indivduos (%). Comparao entre retornos para os eletrodos E5 e E10........................................... 113

Grfico 9.2. Tempo de recuperao (MPI=s) entre os indivduos (%). Comparao entre retornos para os eletrodos E15 e E20......................................... 113

Grfico 10. Comparao das mdias da amplitude do pico N1, entre os retornos, para os modelos de Implante Coclear N24 R(ST) e N24 R(CS) .............. 115

Grfico 11. Comparao das mdias da latncia do pico N1, entre os retornos, para os modelos de Implante Coclear N24 R(ST) e N24 R(CS) ............................. 116

Grfico 12. Comparao do slope, entre os retornos, para os modelos de Implante Coclear N24 R(ST) e N24 R(CS) ............................................................. 117

Grfico 13. Comparao do p-NRT, entre os retornos, para os modelos de Implante Coclear N24 R(ST) e N24 R(CS) ............................................................. 117

Resumo

Tanamati LF. Telemetria de Respostas Neurais: Avaliao do potencial de ao composto do nervo auditivo em crianas [dissertao]. So Paulo: Faculdade de Medicina, Universidade de So Paulo; 2006. 163p. INTRODUO: Nos usurios de Implante Coclear (IC), o registro do potencial de ao composto do nervo auditivo evocado eletricamente (ECAP) representa o modo mais efetivo para se avaliar o estado do nervo auditivo em resposta ao estmulo eltrico e a interao entre o eletrodo e o tecido neural. Modificaes nas respostas neurais ao longo do tempo tm implicao direta nos mapeamentos das crianas, principalmente durante os primeiros meses de uso do IC. OBJETIVO. Estudar o ECAP em crianas ao longo do primeiro ano de uso do IC. Por meio da Telemetria de Respostas Neurais, as caractersticas do ECAP foram analisadas em 13 crianas, implantadas com idades inferiores a trs anos de idade. RESULTADOS. Durante o primeiro ano de uso do IC, houve aumento estatisticamente significante para a amplitude do pico N1, nos eletrodos basais, entre o segundo e o terceiro retorno. No foram obtidas diferenas significantes para a latncia do pico N1, para o slope e para o p-NRT, entre os retornos. Discretas alteraes foram mais evidentes para os eletrodos basais. A anlise entre os eletrodos mostrou que os eletrodos apicais apresentaram maiores amplitudes do N1 e valores do p-NRT, estatisticamente, inferiores aos limiares dos eletrodos apicais. Houve prevalncia das respostas com morfologia do tipo Ia para os eletrodos E10, E15 e E20 e do tipo Ic para o eletrodo E5. No primeiro retorno, o tempo de recuperao do nervo auditivo de seu estado refratrio foi, para a maioria dos sujeitos, igual a 1000 s para o E5, e igual a 2000 s para os eletrodos E5, E10 e E15. No terceiro retorno, o tempo de recuperao do E5 aumentou para 2000 s e, no E20, diminui para 1000 s, para a maioria dos sujeitos. A comparao entre os diferentes modelos revelou que o Implante Coclear N24 R (CS) apresentou as maiores amplitudes, os maiores slopes e as menores latncias e menores valores de p-NRT. CONCLUSO. Ao longo do primeiro ano de uso do IC, a estimulao eltrica liberada pelos eletrodos intracocleares no causou alteraes significativas s caractersticas do ECAP, exceto pelo aumento da amplitude do pico N1. Descritores: Implante Coclear, eletrofisiologia, nervo coclear, criana.

Summary

Tanamati LF. Neural Response Telemetry: Evaluation of the Auditory Nerve Compound Action Potential in children [dissertation]. So Paulo: Faculdade de Medicina, Universidade de So Paulo; 2006. 163p.

INTRODUCTION: In Cochlear Implant (CI) users, the recording of the electrically evoked compound action potential (ECAP) of the auditory nerve represents the most effective way to assess the auditory nerve in response to electrical stimulus and the interaction between the electrode and the neural tissue. Changes in neural responses, over time, have direct implication in mappings of children, mainly during the first months of CI use. OBJECTIVE: To study ECAP in children during the first year of CI use. Through Telemetry of Neural Responses, the ECAP characteristics have been analyzed in 13 children. The children who were implanted were younger than three years old. RESULTS: During the first year of CI use there was a significant statistical growth for the amplitude of N1 peak, in basal electrodes, between the second and third returns. There were not any significant differences obtained for N1 peak latency, neither for the slope nor for p-NRT, among the returns. The analysis among the electrodes has shown that the apical ones have presented higher N1 amplitudes and p-NRT values, statistically lower than the thresholds of apical electrodes. Responses with Ia type morphology have prevailed for electrodes E10, E15 and E20, and Ic type for electrode E5. In the first return, recovery time of the refractory state of the auditory nerve was in most subjects equals to 1000 s for E5, and equals to 2000 s for electrodes E5, E10 and E15. In the third return, recovery time of E5 increased to 2000 s and in E20 decreased to 1000 s, in most subjects. The comparison of the different models has shown that the Cochlear Implant N24 R (CS) has presented the highest amplitudes, the highest slopes and the lowest latencies, and the lowest p-NRT values. CONCLUSION: During the first year of CI use, the electrical stimulation released by intracochlear electrodes did not cause significant changes of ECAP characteristics, except in the increase of N1 peak amplitude. Descriptors: Cochlear Implantation, electrophysiology, cochlear nerve, child.

1. INTRODUO

Introduo 2

H uma considervel variabilidade no desempenho auditivo dos usurios de

Implante Coclear. Longitudinalmente, os resultados obtidos nos testes de percepo

de fala tm demonstrado diferenas significativas entre os usurios, no que se refere

aquisio das habilidades auditivas e ao ritmo de desenvolvimento destas

habilidades em funo da idade de implantao. Tal variabilidade tem sido atribuda

s caractersticas do sistema auditivo perifrico e central, decorrentes do impacto da

deficincia auditiva neurossensorial s estruturas neurais aferentes.

As clulas ganglionares do nervo auditivo so consideradas os elementos que

efetivamente respondem ao estmulo eltrico liberado pelo IC. Como a maioria dos

indivduos capaz de apresentar alguma sensao auditiva a partir da estimulao

eltrica, a participao das clulas ganglionares o fator diferencial no que se refere

habilidade do indivduo em obter sucesso com o uso do IC (Simmons et al., 1984).

O nmero e a distribuio destas clulas podem ser evidenciados em estudos

histopatolgicos. Tais estudos demonstram que a quantidade de clulas ganglionares

sobreviventes e sua distribuio variam dependendo da etiologia da deficincia

auditiva (Stypulkowski e van den Honert, 1984). A variabilidade de achados

encontrados nos estudos post-mortem enfatiza a necessidade de se avaliar a

funcionalidade e as propriedades neurofisiolgicas das fibras neurais, as quais no

podem ser mensuradas em tais estudos.

O registro do potencial de ao composto eliciado em resposta ao estmulo

eltrico (ECAP) representa uma maneira direta de se avaliar, in vivo, as

Introduo 3

caractersticas funcionais das clulas ganglionares e as demais estruturas neurais

auditivas. Os modelos de IC disponveis atualmente permitem o registro e a anlise

dos potencias eletricamente evocados do nervo auditivo em seus usurios, por meio

do sistema de Telemetria de Respostas Neurais. Este sistema de comunicao

bidirecional entre os eletrodos intracocleares e os componentes externos do IC

capaz de estimular as fibras do nervo auditivo e de registrar o potencial de ao

composto (ECAP) gerado por estas estruturas.

Tais respostas refletem quais estmulos so efetivos para ativar as clulas

neurais e quais configuraes de estimulao melhor correspondem s propriedades

anatomo-fisiolgicas destas clulas (Wallenberg, 1997). A determinao deste

conjunto de informaes contribui para o sucesso com o IC, pois estmulos que no

so eficazes em gerar um potencial de ao interferem no resultado final do

dispositivo em conduzir a informao sensorial at o crtex. Adicionalmente, a

anlise das funes de crescimento da amplitude e de recuperao do ECAP,

mensuradas em diferentes eletrodos intracocleares, fornece informaes a respeito da

interao entre o eletrodo e o tecido neural em diferentes populaes de clulas

neurais. Estudos longitudinais sobre o ECAP tm demonstrado a estabilizao destas

respostas neurais, principalmente aps o primeiro ano de uso do IC (Giraud, 2001).

Nas ltimas dcadas, devido aos importantes avanos na tecnologia

empregada na fabricao dos IC e ao contnuo aperfeioamento das tcnicas de

diagnstico audiolgico, os critrios de indicao do dispositivo de IC tm includo

crianas com idades cada vez menores. Em 1990, o FDA (Food and Drug

Administration) aprovou o IC em crianas a partir de 2 anos de idade. Atualmente, o

critrio de indicao cirrgica diminui para 6 meses de idade, sendo que, na

Introduo 4

literatura, casos de crianas implantadas aos quatro meses de idade j foram descritos

(Colletti et al, 2005).

Em crianas implantadas precocemente, especialmente com idades inferiores

aos trs anos, a avaliao do ECAP considerada uma importante ferramenta para

avaliar as alteraes entre o eletrodo e o tecido neural, verificar a qualidade da

resposta neural ao longo do tempo e, em certas crianas, o ECAP a nica

informao disponvel para programar o processador de fala. Juntamente com os

demais potenciais evocados, o ECAP fornece indcios da permeabilidade do sistema

auditivo ao longo do tempo em transmitir os sinais eltricos, responsveis, ao menos

em parte, pelo desenvolvimento das habilidades auditivas e de linguagem.

Crianas implantadas antes dos trs anos de idade constituem um interessante

grupo a ser estudado. Para esta populao, as modificaes no ECAP tm implicaes

diretas no ajuste dos nveis psicofsicos e demais parmetros do mapeamento.

Adicionalmente, em crianas a estimulao do IC permite que a ativao das vias

auditivas coincida com o perodo crtico para o desenvolvimento deste sistema sensorial.

Portanto, alm das vantagens em se estudar o ECAP nos usurios de IC, como j descrito

anteriormente, o diferencial do estudo do ECAP em crianas em idades menores a

possibilidade de verificar a interao entre o sistema auditivo perifrico e o dispositivo

eletrnico durante o perodo crtico, considerado o perodo de maior plasticidade

neuronal. Ainda no se sabe ao certo o efeito trfico que a estimulao eltrica pode

causar s fibras auditivas aferentes (Roehm e Hansem, 2005).

Na literatura, escassos so os estudos relacionados s caractersticas do

registro do potencial de ao composto em crianas e, principalmente, sua evoluo

ao longo do tempo de uso do dispositivo.

Introduo 5

1.1 OBJETIVO

Considerando as informaes descritas, o objetivo desta dissertao foi

estudar o potencial de ao composto eletricamente evocado do nervo auditivo

(ECAP), utilizando a Telemetria de Respostas Neurais (NRT) em crianas

implantadas at os trs anos de idade. Ao longo do primeiro ano de uso do

dispositivo de Implante Coclear, foram avaliados:

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

2. O slope;

3. O p-NRT;

4. O nmero de respostas vlidas;

5. A morfologia do ECAP;

6. O tempo de recuperao do nervo auditivo.

2. REVISO DE LITERATURA

Reviso de literatura 7

2.1 O IMPLANTE COCLEAR EM CRIANAS

Descreve os resultados de pesquisas com crianas implantadas,

destacando o desenvolvimento das habilidades auditivas e comunicativas,

a comparao com crianas normais, e os efeitos da experincia auditiva

ao sistema nervoso central.


A maturao normal das vias auditivas centrais uma condio prvia para o

desenvolvimento das habilidades de fala e linguagem. Esta maturao pode ser

drasticamente comprometida nos casos de privao sensorial do sistema auditivo

(Sharma, 2004).

A privao sensorial ocorre a partir de situaes em que o crtex auditivo

no recebe as informaes necessrias ao seu desenvolvimento, em virtude da

existncia de alteraes que acometem os receptores sensoriais e/ou as

estruturas das vias auditivas, interferindo na codificao e transmisso dos

estmulos. No se sabe ao certo como a durao da privao sensorial influencia

o desenvolvimento das vias auditivas centrais. Entretanto, considerando a

existncia de processos desenvolvimentais durante este perodo, tal como a

mielinizao, a delimitao dos dendritos, o crescimento axonal, e dependendo

da idade em que se inicia a privao sensorial auditiva, assim como a sua

durao, o impacto negativo sobre o desenvolvimento auditivo poder ser ou

no remediado, mesmo utilizando-se tratamento adequado (Giraud, 2001;

Harrison et al., 2005).

Os efeitos mais drsticos ao desenvolvimento do sistema auditivo so

observados quando h privao sensorial durante os trs primeiros anos de vida.

Como estes anos so considerados o perodo crtico para o desenvolvimento da

funo auditiva, processos como a maturao, a plasticidade do sistema auditivo


central e a organizao dos mapas corticais, podem ser alterados de modo

irreversvel (Manrique, 1999; Azevedo, 2004).

Crianas portadoras de deficincia auditiva de grau severo a profundo, seja

ela congnita ou adquirida durante o perodo crtico para o desenvolvimento das

habilidades auditivas, apresentam dficits no desenvolvimento da linguagem oral no

decorrer dos anos. Por esta razo, h grande preocupao em se realizar a

interveno adequada e em tempo hbil nesta populao, de modo a se evitar os

danos proporcionados por esta deficincia.

O Implante Coclear (IC), dispositivo eletrnico de sofisticada tecnologia,

consiste no recurso mais eficaz para o tratamento dos casos de deficincia auditiva de

grau severo a profundo, nos quais os benefcios com o uso do aparelho de

amplificao sonora so limitados (Bevilacqua et al., 2003). Detalhes sobre este

dispositivo, tais como seus componentes, funcionamento, parmetros de ajustes,

sero descritos nos prximos captulos.

Este dispositivo eletrnico substitui as clulas ciliadas do rgo de Corti,

no que se refere estimulao das fibras do nervo auditivo. Tal estimulao

efetiva quando a corrente eltrica liberada pelo Implante Coclear capaz de ativar

os neurnios auditivos perifricos, fazendo com que potenciais de ao sejam

gerados e conduzidos at o crtex auditivo (figura 1), proporcionando aos seus

usurios pistas auditivas necessrias percepo dos sons ambientais e dos sons de

fala (Shepherd e Illing, 2001).


Figura 1. Localizao do feixe de eletrodos na cclea e a transmisso dos estmulos pelas

vias auditivas centrais at o crtex auditivo.

Rauschecker, J.P.; Shannon, R.V. Sending sound to the brain. Science, v. 295, n.8, p. 1025-1029.

Dcadas aps a primeira criana ter sido implantada, a indicao cirrgica em

crianas pequenas j no mais questionada. Ao contrrio, a principal preocupao

dos profissionais que atuam na rea de audiologia peditrica diz respeito realizao

da cirurgia de Implante Coclear em idades cada vez menores, de modo a se evitar os

efeitos da privao sensorial para o desenvolvimento da audio e da linguagem.

Acredita-se que as crianas com surdez pr-lingual alcanam melhores nveis de

habilidades de percepo de fala, desde que implantadas com idades inferiores aos

trs anos (Gordon et al., 2002).

Com base na experincia clnica e nos resultados das pesquisas com os

usurios de IC, desde 2002, esta cirurgia tem sido indicada para crianas com idades

inferiores a 12 meses de idade. Na literatura internacional, j possvel encontrar-se

publicaes que descrevem os resultados de cirurgias realizadas em crianas com

quatro meses de idade (Colletti et al., 2005).


No Brasil, o Centro de Pesquisas Audiolgicas (CPA), centro de referncia na

rea de Implante Coclear no pas, acompanhou as alteraes nos critrios

interna

acionais (FDA) do IC para as crianas e a repercusso destas aprovaes no Brasil, no Centro de Pesquisas Audiolgicas

cionais, aprovados pelo FDA, referentes idade mnima, para a indicao do

Implante Coclear em crianas (quadro 1).

Quadro 1. Histrico das aprovaes intern

ANO FDA CPA

1990 IC aprovado para crianas a partir de 2 anos de idade.

1992 Realizado o IC a criana de em um8 anos de idade.

1998 IC aprovado para crianas a partir de 18 meses de idade.

1999 Realizado o IC em uma criana com 1 ano e 8 meses de idade.

2000 IC aprovado para crianas a partir de 12 meses de idade.

2001 Realizado o IC em uma criana com 1 ano e 1 ms de idade.

2002 IC aprovado para crianas com idades inferiores a 12 meses de idade.

2005 Realizado o IC em uma criana com 11 meses de idade.

2006 Idade de implantao mnima: 6 meses de idade


Os critrios para seleo das crianas candidatas ao Implante Coclear no

Centro de Pesquisas Audiolgicas e Hospital Samaritano consideram os seguintes

aspectos:

Grau da perda de audio: so consideradas candidatas ao IC, crianas

com perda auditiva de grau profundo, a partir dos 06 meses de idade, e

com perda de grau severo a profundo, a partir dos 18 meses de idade.

Idade: nos casos de surdez pr-lingual, o IC indicado para crianas at

os trs anos de idade, uma vez que este o perodo de maior plasticidade

neuronal. Crianas implantadas at os trs anos tm maiores chances de

apresentarem desenvolvimento das habilidades de fala e de audio

prximo ao das crianas normais. Dos trs aos seis anos, a indicao j

questionvel, no que se refere aos benefcios do IC. Nesta faixa etria, o

aproveitamento que a criana ter ser limitado. Acima dos seis anos,

esta limitao torna-se mais evidente, mesmo nos casos em que houve

reabilitao aurioral efetiva, ou quando o paciente realiza boa leitura

orofacial (LOF).

Aproveitamento com o Aparelho de Amplificao Sonora Individual

(AASI): os limiares tonais com AASI devem ser inferiores a 60 dB nas

freqncias de fala. Deve haver um aproveitamento limitado com o uso

do dispositivo, ou seja, o paciente no detecta os sons, ou at capaz de

detectar, mas no evolui na terapia auditiva e no capaz de reconhecer

os sons.

Linguagem oral: so consideradas candidatas ao IC as crianas classificadas

at a categoria 4 na escala de linguagem proposta por Geers (1994).


Crianas ps-linguais: nestes casos, a nica ressalva que o tempo de

surdez no deve ultrapassar os seis anos de idade.

Motivao, expectativas familiares, programa de reabilitao na cidade

de origem, aspectos financeiros so questes importantes a serem

investigadas e orientadas antes da realizao do procedimento cirrgico.

O Implante Coclear contra indicado, principalmente, em certos casos de

malformaes de orelha interna, ossificao coclear, otosclerose avanada e agenesia

coclear.

H inmeras vantagens em se realizar a cirurgia de IC em crianas de at trs

anos de idade. Apresentar o mundo sonoro aos pacientes, fornecer subsdios para o

desenvolvimento da fala e da linguagem, e, eventualmente, contribuir para o

desempenho escolar semelhante ao observado nas crianas com audio normal

(Kileny e Zwolan, 2004; Gordon, 2004). Diversos estudos na literatura avaliaram o

desenvolvimento auditivo e lingstico das crianas usurias de IC.

Para Tomblin et al (2005) e Sininger, o desenvolvimento da linguagem em

crianas que receberam o IC at os 18 meses de idade, normalmente, aproxima-se do

desenvolvimento encontrado em crianas com audio normal. Crianas implantadas

em idades inferiores apresentaram melhores nveis de desenvolvimento da percepo

do som, aquisio de vocabulrio, e estruturao gramatical, do que aquelas crianas

implantadas em idades tardias.

Manrique et al. (1999) avaliaram o desenvolvimento de 98 crianas e

adolescentes, usurios de IC, que apresentavam surdez pr-lingual, comparando-o

com o de indivduos portadores de surdez ps-lingual. Os resultados obtidos

mostraram que o melhor desempenho nos testes de percepo de fala foi obtido pelos


sujeitos do grupo ps-lingual e do grupo pr-lingual, desde que implantados at os

seis anos de idade. Dentro do grupo dos pr-linguais, uma melhora progressiva foi

apresentada pelos indivduos implantados at os trs anos de idade, atingindo o

reconhecimento de fala em conjunto aberto ao redor do terceiro ano de uso do IC.

Resultados semelhantes foram encontrados por Harrison et al. (2005).

Em um estudo transversal, Moret (2002) analisou os aspectos que

influenciaram o desempenho referente s habilidades de audio e de linguagem em

60 crianas, portadoras de deficincia auditiva neurossensorial profunda bilateral

pr-lingual, usurias de Implante Coclear. A autora verificou que o tempo de

privao sensorial, o tempo de uso do Implante Coclear, o tipo de implante, a

estratgia de codificao dos sons da fala, e a permeabilidade da famlia no processo

teraputico, influenciaram significativamente o desempenho das crianas. Tais

resultados enfatizaram, principalmente, a prioridade que deve ser dada implantao

em crianas jovens e a participao da famlia no processo teraputico.

Para avaliar a evoluo do comportamento comunicativo em usurios de IC,

Coletti et al. (2005) avaliaram 10 crianas implantadas com N24M, com idades entre

4 e 11 meses. Os resultados obtidos mostraram que o balbucio iniciou-se entre o

primeiro e terceiro ms aps a ativao do dispositivo. As crianas implantadas

precocemente foram aquelas que mais se aproximaram dos comportamentos

apresentados pelas crianas normais.

Estudos avaliando as alteraes corticais aps certo tempo de uso do Implante

Coclear apresentam uma relevncia particular, pois, ao descreverem os efeitos da

experincia auditiva s estruturas corticais, enfatizam a importncia da indicao

cirrgica em idades cada vez mais precoces. O quadro 2 contm, resumidamente,

estudos sobre as conseqncias do uso do Implante Coclear para as estruturas e

processos corticais.


Quadro 2. Resumo dos estudos referentes s alteraes corticais aps o Implante Coclear Autores,

ano Sujeitos Objetivo Resultados Concluses

Ponton, et al., 1996

Crianas e adultos normais e deficientes auditivos com diferentes perodos de privao sensorial.

Avaliar os efeitos do IC para a maturao cortical.

A anlise do pico P1 mostrou velocidade de maturao normal nas crianas com IC. Nestas, o atraso da maturao correspondeu ao tempo de privao sensorial.

A maturao do sistema auditivo no acontece na ausncia de entrada sensorial. Aps perodos de privao sensorial, o sistema auditivo conserva certa plasticidade.

Eggermont et al., 1997

Crianas normais e usurias de IC em diferentes faixas etrias.

Avaliar a maturao das vias auditivas.

Ritmos semelhantes de maturao do P1 entre crianas normais e com IC precoce.

IC em idades precoces evitou atrasos na maturao das vias auditivas.

Sharma e Dorman, 2000

Crianas implantadas com 3, 4, 10 e aps 10 anos de idade.

Avaliar as latncias dos potenciais evocados corticais

2.Ms de uso: Latncias apropriadas para a idade em crianas com IC at os 3 anos.

Efeitos positivos da implantao precoce.

Giraud et al., 2001

Usurios de IC de diferentes faixas etrias. Estudo longitudinal.

Estudar a evoluo da ativao do crtex auditivo frente ao estimulo de fala.

Aps um ano: recrutamento de reas corticais contralaterais ao IC. Aps reabilitao: fala recrutou a regio clssica do giro temporal superior no hemisfrio esquerdo.

IC pode reverter os efeitos da surdez. Certo grau de especializao pode ser readquirido, contudo, reas corticais mais rudimentares podem permanecer.

Brademann et al., 2003.

Criana com surdez pr-lingual. IC aos 3 anos de idade estudo de caso.

Avaliar a influncia do IC na maturao das vias auditivas.

Aos 7 anos de idade: satisfatrio desenvolvimento das habilidades auditivas e de linguagem.

IC unilateral: papel determinante no processo de maturao das vias auditivas.

Kang et al., 2004.

Oito indivduos: com surdez ps-lingual e pr-lingual.

Verificar as alteraes cerebrais em ambos os grupos aps o IC, via exames por imagem (PET).

Ps-linguais: restaurao similar s condies normais. Pr-linguais: restaurao dependente da idade do IC. Aumento do metabolismo da glicose aps o IC em reas corticais. Correlao entre as os exames por imagem e a percepo de fala.

Quanto maior a idade de implantao, mais limitados os resultados e maior a participao do crtex visual. A experincia auditiva com o IC reduziu as diferenas neurofisiolgicas entre as crianas normais e portadoras de surdez.

Rauschecker e Shannon

Crianas implantadas em diferentes faixas etrias.

Avaliar a resposta do crtex auditivo ao estimulo eltrico.

Crianas implantadas precocemente e o crtex auditivo: houve um maior recrutamento de neurnios de regies adjacentes, formando novas conexes neurais.

Na maioria dos casos avaliados, crianas que receberam o IC em idades precoces atingiram desenvolvimento de padres de ativao neurais prximos do normal.

Sharma, 2004

Duas crianas implantadas aos 13 e 14 meses de idade. Estudo longitudinal.

Estudar a relao entre maturao das vias auditivas e o desenvolvimento do balbucio.

3. Ms de uso: latncia da onda P1 prxima normalidade. Achados concomitantes ao aumento das vocalizaes.

Desenvolvimento das habilidades comunicativas e latncia da onda P1 apresentaram trajetria similar.


2.2 ESTUDOS HISTOPATOLGICOS DO SISTEMA AUDITIVO

Este captulo contm uma breve reviso dos estudos histopatolgicos em

ossos temporais de animais e seres humanos. Esta reviso tem o objetivo

de contribuir para a discusso referente s variveis que interferem nos

registros das respostas eletrofisiolgicas dos indivduos usurios de IC.


A efetividade do Implante Coclear depende de vrios fatores, incluindo o

estado do nervo auditivo e das vias auditivas centrais, em particular, o nmero e a

distribuio de neurnios sobreviventes e sua resposta fisiolgica estimulao

eltrica (Incesulu e Nadol, 1998). Diferenas inatas de inteligncia, habilidades de

processamento de informaes, e habilidades de aprendizagem tambm contribuem,

de algum modo, para a variabilidade na performance (Stypulkowiski et al., 1986;

Brown e Abbas, 1991; Abbas, 1998).

Dentre os elementos neurais sobreviventes, as clulas ganglionares espirais

so consideradas as estruturas neurais que efetivamente respondem estimulao

eltrica liberada pelo IC. Sabe-se que pacientes com mnima audio residual so

considerados candidatos ao IC, devido existncia de clulas ganglionares

sobreviventes capazes de responder ao estmulo eltrico. O nmero mnimo de

clulas ganglionares necessrio para eliciar uma resposta auditiva frente

estimulao eltrica ainda no foi definido. No entanto, provvel que, mesmo um

nmero relativamente pequeno de fibras neurais intactas e excitveis, possa fornecer

alguma quantidade de informao pela transmisso de impulsos eltricos (Ylikoski e

Savolainen, 1984; Linthicum e Anderson, 1991; Blamey, 1997).

Como a quantidade de informao auditiva percebida pelo indivduo usurio

de IC extremamente varivel, sempre houve o interesse, por parte dos

pesquisadores, em identificar os diversos fatores que poderiam influenciar a

performance ps-implante (Brown, 1990; Brown e Abbas 1991). Neste sentido, os

achados encontrados nos estudos histopatolgicos tm auxiliado os pesquisadores a

melhor compreender os efeitos da estimulao eltrica ao sistema auditivo, bem

como a origem, as causas e os fatores que conduzem s diferentes performances

apresentadas pelos usurios de Implante Coclear.


Histopatologia das estruturas neurais nos casos de deficincia auditiva

neurossensorial

As clulas ganglionares (CG), localizadas no canal de Rosenthal, dentro do

modolo, so formadas por duas subpopulaes de neurnios: as CG maiores, do tipo

I, as quais representam, aproximadamente, 95% dos neurnios auditivos aferentes, e

as CG menores, do tipo II. As clulas do tipo I e II inervam as clulas ciliadas

internas e externas, respectivamente (Javel, 1986).

Em cobaias, as CG do tipo I so neurnios auditivos primrios bipolares

mielinizados compostos por processos perifricos, realizando sinapses com as clulas

ciliadas internas (CCI), e por processos centrais, que fazem sinapses com neurnios

no ncleo coclear. Para sobreviver, as clulas do tipo I dependem do fornecimento de

neurotrofinas por meio da sinapse com a periferia (CCI) e com os alvos centrais. A

mdia das CG, estimada, em indivduos jovens com audio normal de 35.000, e,

em adultos, de 29.000 (Nadol et al., 1989).

A deficincia auditiva neurossensorial (DANS) pode causar degenerao das

estruturas cocleares, de processos perifricos neurais, e a desmielinizao, sendo que

o processo de degenerao neural pode acontecer primria ou secundariamente

degenerao das clulas ciliadas e demais estruturas cocleares.

Fisiologicamente, a perda dos processos perifricos pode resultar no aumento

dos limiares, devido ao deslocamento do local de gerao do potencial de ao em

direo ao soma e ao centro do axnio. A desmielinizao reflete no aumento da

capacitncia da membrana, de modo a reduzir a eficincia do neurnio em responder

ao estmulo eltrico, aumentando a chance de bloqueio da conduo neural. Fibras


neurais privadas de mielina so capazes de conduzir o potencial de ao, mas com

prolongados perodos refratrios (Shepherd et al., 2004).

A histopatologia das clulas ganglionares, nos casos de deficincia

auditiva neurossensorial, foi estudada, extensivamente, tanto em animais, como

em humanos.

O quadro 3 resume os estudos realizados em cobaias e em serem humanos, os

quais tiveram como objetivo descrever os achados histopatolgicos obtidos nas

estruturas neurais, enquanto conseqncia da deficincia auditiva.


Quadro 3. Resumo dos estudos sobre os efeitos da deficincia auditiva neurossensorial s clulas ganglionares do nervo auditivo em cobaias e em seres humanos

Estudos em cobaias e seres humanos. Efeitos da DANS para as CG do nervo auditivo

Hinojosa e Lindsay, 1980. Aps perda das clulas ciliadas do rgo de Corti, houve danos aos processos perifricos das CG. A densidade das CG variaram entre os casos.

Ylikoski e Savolainen, 1984.

Existncia de diferentes padres de degenerao das CG: descendente (afetando toda a poro distal do axnio) e ascendente (afetando a poro proximal do axnio e se estendendo a uma distncia prxima a dois inter-ndulos em direo ao corpo celular).

Nadol et al., 1989, Nadol, 1997.

Menores densidades de CG foram encontradas no segmento 1 da cclea.

Nadol et al., 1992.

Perda das CCI no gerou danos s CG. Quando houve degenerao, ela foi mais lenta nos corpos celulares, seguida pelos axnios. Degeneraes mais rpidas foram encontradas nos dendritos dos neurnios auditivos.

Shepherd et al., 1993. Preservao das CG foi reflexo do estado das estruturas do rgo de Corti. Houve forte correlao entre grau de degenerao neural e tempo de surdez.

Zimmermann et al., 1995.

Degenerao das CG: processo lento, afetando primeiro os processos perifricos e, posteriormente, o corpo celular dos neurnios do nervo auditivo. O nmero mdio de CG do tipo I variou de 570 a 123 m2, e do tipo II, de 176 a 42 m2. A degenerao das CG foi significantemente maior na base da cclea, principalmente nos segmentos onde a degenerao do rgo de Corti foi mais severa. Houve maior degenerao das clulas do tipo II do que do tipo I.

Michell et al., 1997. Degenerao das CG: teve incio duas semanas aps a perda das clulas ciliadas internas.

Dodson e Mohuiddin, 2000.

Avaliao das respostas das CG do tipo I durante semanas aps a aplicao de gentamicina. Houve perda significante de CG alm da 30 semana aps a destruio das CCI. Perda de CG aps a destruio de CCI em ccleas de mamferos ocorreu aps um longo perodo de tempo, com a possibilidade de mais de um fator estar contribuindo para este processo.

Vollmer et al., 2004. Nervo auditivo: densidade reduzida de CG, desmielinizao e degenerao dos processos perifricos dos neurnios (figura 2).


A figura 2 exemplifica a degenerao das CG em animais avaliados aps

longos perodos de surdez, em comparao com as CG em animais com audio

normal (Vollmer et al., 2004).

Figura 2. Micrografia do canal de Rosenthal em animais ouvintes ( esquerda), e aps

longos perodos de surdez ( direita), evidenciando a perda severa de clulas ganglionares e a

degenerao das fibras neurais radiais.

Fonte: Vollmer, M.; Beitel, R.E.; Schreiner, C.E.; Raggio, M.W.; Snyder, R.L.; Leake, P.A.

(2004). Protective and plastic effects of patterned electrical stimulation on the deafened

auditory system. Second Quarterly progress report N01-DC-3-1006.

A influncia da etiologia da deficincia auditiva para a sobrevivncia das

estruturas cocleares e neurais foi estudada por diversos autores. Nestes estudos,

considervel variabilidade de resultados foi obtida entre os sujeitos avaliados.

Estudos conduzidos por Hinojosa e Lindsay (1980) e Hinojosa e Marion

(1983) descreveram o nvel de degenerao das clulas ganglionares em diferentes

etiologias da deficincia auditiva de grau profundo. Em todos os sujeitos avaliados,

cuja durao da deficincia auditiva foi de, no mnimo, 20 anos, o epitlio sensorial

ao longo da membrana basilar estava degenerado. No entanto, o nmero de clulas


ganglionares e de seus processos perifricos variou, consideravelmente, entre as

diferentes etiologias. Os casos de meningite viral e labirintite bacteriana

corresponderam s etiologias que apresentaram o menor nmero de clulas

ganglionares. Os resultados mais freqentes, de acordo como tipo de patologia, esto

descritos no quadro 4.

Quadro 4. Achados histopatolgicos encontrados por Hinojosa e Lindsay (1980) e Hinojosa e Marion (1983) em diferentes etiologias da deficincia auditiva

Etiologia Estruturas cocleares alteradas Clulas do rgo de

Corti Nervo auditivo

Labirintite bacteriana Tecido neoformado, fibrose, ossificao nos espaos labirnticos.

Ausncia de CCE e CCI, mas presena de clulas de sustentao.

Ausncia de axnios perifricos em vrias regies.

Labirintite viral Desenvolvimento de Hidropsia endolinftica.

Destruio completa do rgo de Corti.

Ausncia de axnios perifricos.

Labirintite endolinftica viral

Degenerao da estria vascular.

Moderada reduo no nmero de CCE e CCI.

Preservao dos axnios perifricos em 20% a 60% de clulas ganglionares na maioria dos casos.

Meningite viral Extensa formao de tecido fibroso e sseo. Degenerao completa das CC.

Reduo considervel das clulas ganglionares. Ausncia de axnios perifricos.

Trauma Craniano Degenerao completa da estria vascular. Preservao parcial das CC.

Reduo do nmero de axnios perifricos.

Ototoxicidade Degenerao da estria vascular. Degenerao das CC do rgo de Corti.

Reduo do nmero de axnios perifricos.

Otosclerose Degenerao da estria vascular e formao de tecido sseo.

Reduo do numero de CC principalmente na regio basal.

Degenerao dos axnios perifricos ao longo da cclea.

Presbiacusia Degenerao da estria vascular. Reduo do nmero de CC.

Degenerao das clulas ganglionares.


Histopatologia das estruturas cocleares e neurais aps o Implante Coclear

A partir do momento em que o IC foi desenvolvido com o intuito de ser

utilizado como tratamento para a surdez, os estudos histopatolgicos em humanos e

em animais puderam avaliar, efetivamente, as alteraes nas estruturas cocleares e

retrococleares em decorrncia da insero do feixe de eletrodos.

Para avaliar histologicamente o estado do nervo auditivo aps certo tempo de

implantao de eletrodos, Schindler (1976) analisou os ossos temporais de mais de

vinte animais implantados. Comparando a orelha implantada com a no implantada,

foram observadas significantes reaes na escala timpnica, caracterizadas por:

formao de matriz de tecido sseo ao redor dos eletrodos, presena de clulas

inflamatrias no tecido neoformado em decorrncia de trauma no endsteo ou devido

perfurao da membrana basilar, e leso das clulas ciliadas na regio abaixo do

eletrodo, preservando alguns elementos de sustentao. Muitas clulas ciliadas da

cclea sobreviveram insero dos eletrodos, bem como a maioria das clulas

ganglionares espirais e suas fibras radiais. Apenas nos locais onde houve ruptura da

membrana basilar, ou fratura da lmina espiral ssea, foi constatada uma severa

degenerao neural.

Shepherd et al. (1991) implantaram, bilateralmente, um gato com um feixe

contendo quatro bandas de eletrodos de platina. No foi observado trauma de

insero. A membrana basilar, o ligamento espiral, a estria vascular e a lmina

espiral ssea permaneceram intactos. Houve formao mnima de tecido em resposta

insero do feixe de eletrodos. A sobrevivncia das clulas ganglionares foi de

aproximadamente 80% para a maior parte da extenso coclear, embora tenha sido

reduzida a um nvel de 60%, aproximadamente, nos primeiros 10 mm da cclea. A

partir destes resultados, no foi possvel concluir se a perda das clulas ganglionares


ocorreu devido aos efeitos da estimulao, ou em decorrncia da degenerao

retrgrada aps a perda das clulas ciliadas.

Burton et al. (1996) avaliaram quatro macacos com idades entre 6 e 7 meses,

implantados com um feixe com 22 eletrodos, fabricado pela Cochlear Corporation,

semelhante ao utilizado clinicamente em humanos. Tecidos sseo e fibroso

neoformados foram visualizados apenas ao redor do local onde estava o feixe de

eletrodos, principalmente nos primeiros 25% da escala timpnica. A populao de

clulas ganglionares foi reduzida entre 50% a 60% na regio basal, e em apenas 10%

na regio apical. A diminuio no nmero de clulas ganglionares no foi claramente

relacionada ao mesmo local onde houve perda das clulas ciliadas. Houve

preservao de clulas ciliadas apicais ao feixe e preservao de populaes

estimulveis de clulas ganglionares espirais. Mesmo aps extensos perodos de

implantao, houve substancial preservao dos elementos neurais.

Apesar da importncia dos estudos com modelos animais, com o intuito de

avaliar os efeitos do IC s estruturas auditivas, nem sempre possvel extrapolar aos

seres humanos as concluses obtidas em tais estudos. Portanto, os estudos com ossos

temporais de sujeitos que foram, durante a vida, submetidos cirurgia do IC so

essenciais para uma melhor compreenso dos efeitos a longo prazo da implantao

dos eletrodos em humanos (Nadol et al., 1989 e 2001).

Johnsson et al., (1982) publicaram um artigo descrevendo os achados

histopatolgicos em um paciente de 68 anos de idade, usurio de IC monocanal

bilateral. Houve atrofia do ligamento espiral e da estria vascular, e presena de tecido

fibroso na regio basal da cclea. Foi constatada reduo do nmero de clulas

ganglionares, em ambas as orelhas, e de processo degenerativo mais severo atingindo

os processos distais do nervo auditivo.


Vinte e dois ossos temporais e um tronco cerebral, provenientes de treze

usurios de IC, foram examinados histologicamente por Linthicum Jr. et al. (1991).

Dez casos apresentavam IC unilateral, modelo 3M/House e prottipo Symbion.

Trs casos apresentavam IC bilateral, modelo 3M/House e Nucleus. A durao da

deficincia auditiva, antes da implantao, foi em mdia de 27.5 anos, e o tempo de

uso do dispositivo variou entre 1 a 14 anos. Todos os ossos temporais apresentaram

quantidades variadas de fibrose no giro basal da cclea. Os resultados mostraram

que as alteraes em decorrncia da insero dos eletrodos, quando existiram, no

afetaram o nmero de clulas ganglionares. Entretanto, foi comum o detrimento

dos elementos sobreviventes do rgo de Corti e dos dendritos ao longo de todo

feixe de eletrodos.

Fayad et al. (1991) avaliaram 16 ossos temporais de 13 usurios de IC. A

durao da deficincia auditiva variou de 5 a 62 anos, e o tempo de uso do

dispositivo, de 1 a 14 anos. As principais etiologias da surdez foram: otosclerose,

ototoxicidade e fratura do osso temporal. Dentre os sujeitos avaliados, os ossos

temporais bilaterais de 9 sujeitos estavam disponveis, e nos 4 restantes, apenas o

lado implantado estava disponvel para anlise. Os resultados mostraram que houve

leso na poro basal, regio na qual o eletrodo atingiu a parede externa da cclea.

Neste nvel, foram observados rompimento do ligamento espiral e estria vascular,

reabsoro do rgo de Corti, ossificao do endsteo lesado, fratura da lmina

espiral ssea, e degenerao de dendritos. No houve leso correspondente das

clulas ganglionares espirais.

Em 1994, Nadol et al. avaliaram os temporais de um paciente usurio de IC

Ineraid. A cclea foi dividida para o estudo histopatolgico em seis segmentos,


medidos a partir da janela redonda at o pice. No segmento coclear entre 6 a 15

mm, os resultados evidenciaram danos membrana basilar, ao ligamento espiral,

estria vascular e membrana de Reissner. Foram observadas altas densidades de

clulas ganglionares em todos os segmentos, com exceo do segmento coclear entre

11 a 20 mm, o qual coincidiu com a rea de maior ruptura das estruturas cocleares,

devido ao trauma da insero dos eletrodos. No houve diferena estatisticamente

significante entre o nmero de clulas ganglionares na orelha implantada e na orelha

no implantada. No houve evidncia de degenerao das clulas ganglionares

espirais devido alterao nos elementos de sustentao da cclea. Resultados

semelhantes foram encontrados por Nadol (1997).

Nadol et al. (2001) apresentaram os achados histopatolgicos em ossos

temporais de oito indivduos usurios de IC. Os indivduos foram implantados em

idades variando de 52 a 77 anos, e que utilizaram o dispositivo modelo Nucleus 22

ou Ineraid, de 1 a 8 anos. Em todos os sujeitos, os resultados mostraram evidncia de

trauma ao ligamento espiral e estria vascular, principalmente no giro basal. Distoro

e fratura da lmina espiral ssea tambm foram observadas em alguns casos. Houve

formao de tecido sseo no local da cocleostomia e de cpsula de tecido ao redor do

feixe dos eletrodos, em todos os casos avaliados. No houve correlao entre a

quantidade de tecido neoformado e os resultados de percepo de fala.

Handzel et al. (2005) compararam o nmero de CG em orelhas implantadas e

no implantadas em 11 sujeitos usurios de IC, unilateralmente. No houve diferena

estatisticamente significante entre o nmero de CG na orelha implantada e no

implantada, para os trs primeiros segmentos da cclea (basal e medial). No entanto,

foi observado menor nmero de CG no segmento 4 (apical) na orelha com IC. Os


autores associaram esta diminuio do nmero de CG na regio apical a fatores

outros, no relacionados diretamente ao trauma da insero dos eletrodos.

Utilizando microscopia eletrnica de alta resoluo, Glueckert et al. (2005)

estudaram os ossos temporais de nove indivduos normais e um portador de

deficincia auditiva em conseqncia de trauma acstico, com o objetivo de avaliar a

sobrevivncia das estruturas neurais. Com relao ao indivduo com surdez, usurio

de IC perimodiolar, os resultados mostraram que a densidade de inervao da cclea

variou entre a base e o pice, atingindo uma inervao mxima no segundo giro

inferior da cclea. Foi observada intensa interao entre os neurnios apicais, fato

que poderia explicar a degenerao mais lenta nesta regio. Fatores genticos

inerentes, bem como diferenas locais na produo de substncias neurotrficas,

tambm podem estar relacionados ao processo degenerativo mais lento na regio

medial-apical. No foi observada fibrose na regio apical. Segundo os autores, tal

achado sugeriria o favorecimento do crescimento dos processos perifricos em

direo ao feixe de eletrodos. A maioria dos axnios mostrou severa alterao no

arranjo da mielina. A formao de tecido sseo entre as CG e as estruturas cocleares

contribuiu para o aumento da resistncia eltrica e diminuio da eficincia do IC. A

energia necessria para estimular as CG esteve diretamente relacionada densidade

de proliferao do tecido fibroso.

O quadro 5 apresenta os principais efeitos causados pela insero do feixe de

eletrodos s estruturas cocleares e neurais, encontrados nos estudos descritos na

literatura.


Quadro 5. Efeitos da insero do feixe de eletrodos intracoclear.

Estudos Descrio dos achados cocleares e neurais

Shindler, 1976; Burton, 1996; Johnsson, 1982; Linthicum Jr et al., 1991; Fayad et al., 1991; Nadol, 1997; Nadol et al., 2001.

Formao de Tecido sseo e Fibroso ao redor do feixe de eletrodos.

Johnsson, 1982 ; Nadol, et al., 1994; Nadol et al., 2001.

Danos s estruturas cocleares.

Johnsson, 1982; Burton, 1996; Fayad et al., 1991.

Destruio das clulas ciliadas do rgo de Corti.

Johnsson, 1982; Fayad et al., 1991; Nadol et al., 1994.

Degenerao de dendritos.

Johnsson, 1982; Burton, 1996; Linthicum Jr et al., 1991 ; Nadol et al., 1994, Glueckert et al., 2005.

Preservao das clulas ganglionares, principalmente na regio apical.

Handzel et al. 2005. Preservao parcial das clulas ganglionares, principalmente nos segmentos 1 a 3.


2.3 O COMPORTAMENTO DO NERVO AUDITIVO EM

RESPOSTA AO ESTMULO ELTRICO

Este captulo descreve os estudos relacionados estimulao eltrica no

nervo auditivo, e quais os possveis efeitos da estimulao liberada pelos

eletrodos do IC para as estruturas cocleares e neurais, bem como os

fatores que agem na interface eletrodo-tecido.


Estimulao eltrica do nervo auditivo: caractersticas gerais

A estimulao eltrica capaz de eliciar uma resposta no nervo auditivo - o

potencial de ao. Este processo possvel graas existncia de um mecanismo

inerente aos neurnios dos sistemas sensoriais, destinado a identificar e a codificar

determinado tipo de estmulo. Tal mecanismo denominado cdigo de identificao

linear, o qual explica o fato dos neurnios sensoriais responderem de maneira

caracterstica a um tipo especfico de estmulo, o qual, no caso do sistema auditivo,

trata-se do estmulo sonoro. A excitao do axnio, seja ela natural ou artificial, no

caso da estimulao eltrica proporcionada pelo IC, ir produzir uma atividade

neuronal ao longo das vias auditivas, gerando a percepo do estmulo sonoro no

crtex (Kandel et al., 2000).

A partir do potencial de ao, os processos de despolarizao e repolarizao

da membrana celular se propagam ao longo da fibra neural. Estes processos de

despolarizao e repolarizao so caracterizados pelo fluxo de corrente entrando e

saindo da membrana do ndulo. Na realidade, o ECAP compreende o registro

simultneo, a partir de um eletrodo de registro, dos potenciais induzidos por estas

correntes (Briaire and Frijns, 2005).

O potencial de ao, gerado pelo estmulo eltrico, e propagado ao longo das vias

auditivas centrais ao crtex auditivo, difere das respostas obtidas quando o estmulo

acstico apresentado. Comportamentos no-lineares das fibras neurais em resposta a

estmulos de mltiplas freqncias, a perda da significativa independncia entre as

respostas eliciadas em diferentes neurnios estimulados, e a ampla diferena no grau de

sincronizao so as principais diferenas observadas nas fibras neurais em resposta ao

estmulo eltrico, as quais no so obtidas quando o estmulo acstico utilizado.


Especificamente, a perda da independncia entre as respostas eliciadas em

diferentes neurnios faz com que, em nveis suficientemente fortes de intensidade, o

que uma fibra desempenhar, as demais tambm desempenharo, gerando descargas

em alta freqncia e significativa sincronizao (Shannon, 1989; Javel, 1989;

Gordon, 2003).

Estas e outras caractersticas (rea dinmica reduzida e maior freqncia de

disparo dos potenciais de ao) podem ser, ao menos parcialmente, atribudas

ausncia dos mecanismos de decodificao dos sons inerentes membrana basilar,

assim como do processo de transduo das clulas ciliadas do rgo de Corti.

Comparando-se com a estimulao acstica, as propriedades temporais das respostas

geradas pela estimulao eltrica so mais sincronizadas, e a adaptao neural

menor. O maior sincronismo pode ser vantajoso, uma vez que o intervalo das

mudanas pode ser mais precisamente transmitido ao sistema nervoso central (Brown

e Abbas, 1990a).

Graas ao sincronismo de disparo e transmisso, a informao que atinge o

neurnio de segunda ordem capaz de dispar-lo, gerando um potencial de ao que

ser transmitido ao longo da via auditiva. A sincronia neural interfere,

principalmente, na somao temporal das informaes para a gerao deste potencial

de ao (Abbas, 1998).

As propriedades das respostas neurais, geradas pelos neurnios auditivos,

tambm so influenciadas pelo tempo de surdez. Longos perodos de surdez

podem contribuir para alteraes nas caractersticas de gerao e propagao dos

potencias de ao.


Em um estudo realizado por Shepherd et al. (2004), os autores observaram

que longos perodos de surdez repercutiram, dentre outros achados, no aumento do

limiar. Este aumento foi resultado dos seguintes fatores: deslocamento do local de

gerao do potencial de ao em direo ao soma ou ao axnio; e aumento da

intensidade do estmulo necessrio para evocar a atividade em neurnios mais

distais, devido perda dos processos perifricos e degenerao dos neurnios

auditivos prximos ao eletrodo de estimulao; aumento da capacitncia da

membrana, em funo da perda de mielina, resultando na necessidade de um maior

nvel de corrente aplicado membrana, para se gerar a despolarizao e as alteraes

na distribuio dos canais de sdio dependentes de voltagem, em decorrncia da

desmielinizao. Em ratos com curtos perodos de surdez, os resultados obtidos

mostraram existncia de um aumento da probabilidade de disparo e uma

diminuio da latncia, com o aumento da intensidade do estmulo, achados

semelhante aos ratos normais.

A influncia que as caractersticas dos axnios exercem no limiar de gerao

do potencial de ao foi estudada por Solomonow (1989). Segundo o autor, para um

dado axnio, a maior parte da corrente estimulatria contorna a fibra, deslocando-se

para outros axnios, ou fluindo atravs de vias de baixa resistncia, constitudas pelo

meio extracelular. Os axnios, nos quais o fluxo de corrente passa mais facilmente,

so os mais excitveis. De modo geral, os axnios de maior calibre tm o menor

limiar para a corrente extracelular, permitindo que uma frao maior da corrente total

penetre no axnio, despolarizando-o de maneira mais efetiva. Por essas razes, os

axnios de maior calibre so recrutados mesmo com fracos nveis de corrente e, os

de menor calibre, so recrutados em intensidades de corrente relativamente grandes.


A configurao do estmulo eltrico e o local de estimulao tambm

interferem na gerao do potencial de ao, refletindo nas caractersticas do potencial

gerado. Javel e Shepherd (2000) classificaram as caractersticas das respostas das

fibras do nervo auditivo frente estimulao eltrica e, as associaram com os locais

geradores da atividade neural. Gatos com audio normal e com surdez foram

avaliados. Foram encontrados dois tipos de respostas neurais. A resposta tipo

apresentou uma atividade neural caracterizada por respostas de curta latncia

(


A estimulao gerada pelo IC, a qual desencadeia a ativao das vias aferentes

do sistema auditivo, representa uma oportunidade mpar para se estudar diretamente s

alteraes provocadas por esta estimulao ao sistema nervoso auditivo perifrico e em

nveis organizacionais superiores. Considerando ainda o crescente nmero de crianas

implantadas, importante que os profissionais que lidam com tal populao possam

compreender melhor as conseqncias da estimulao eltrica para o sistema neural

auditivo, uma vez que estas alteraes, principalmente quando acontecem durante o

perodo crtico de plasticidade do sistema nervoso, apresentam um papel fundamental

no desenvolvimento das habilidades auditivas.

Os reais efeitos que a estimulao eltrica liberada pelo feixe de eletrodos

causa s estruturas cocleares e s clulas ganglionares ainda no foram totalmente

compreendidos. Conjectura-se, com base na literatura, que as caractersticas dos

potenciais de ao evocados eletricamente nas fibras neurais, destacando-se a

morfologia, a amplitude e o limiar das respostas, dependem de uma srie de fatores,

dentre os quais poderiam ser elencados: a configurao do estmulo eltrico,

propriamente dito, as caractersticas da interface eletrodo-tecido neural, as

propriedades fisiolgicas, o nmero de clulas neurais sobreviventes, e a combinao

de ambos, tudo isso associado varivel tempo de uso do dispositivo.

Efeitos da estimulao eltrica: a curto e a longo prazo

Como os Implantes Cocleares foram os primeiros dispositivos a restaurar

funcionalmente o sistema sensorial auditivo, em princpio, havia dvidas quanto

possibilidade da estimulao eltrica a longo prazo pode causar prejuzos ao


sistema nervoso. Pensava-se que os campos eltricos poderiam gerar crescimento

sseo na cclea e ao redor do nervo, bem como lesar os elementos neurais

remanescentes (Shannon, 1996).

Considerando estas questes, estudos em animais foram desenvolvidos com

intuito de investigar os possveis efeitos da estimulao, a curto e longo prazo, s

estruturas neurais remanescentes.

Leak e Snyder (1993) estudaram os efeitos morfolgicos causados pela

estimulao eltrica nas clulas ganglionares espirais em 12 gatos com deficincia

auditiva congnita de grau profundo causada por ototxicos. Os animais foram

unilateralmente implantados com o implante Clarion, entre 6 a 16 semanas de idade.

Os resultados obtidos mostraram um aumento significativo da densidade neural nas

ccleas estimuladas cronicamente, o que no foi observado nas ccleas no

estimuladas. Segundo os autores, a estimulao eltrica em gatos, ao menos em

parte, pode ter gerado o aumento desta densidade. Os autores tambm avaliaram o

efeito da estimulao eltrica em diferentes regies cocleares. Um subgrupo recebeu

os pares de eletrodos na base, e o outro, mais prximo ao pice da cclea. Os

resultados mostraram que o aumento da densidade neural foi maior no segmento

mais prximo ao par de eletrodos de estimulao, havendo um decrscimo desta

densidade nos segmentos mais distantes do par de eletrodos.

Para avaliar os efeitos da estimulao eltrica a longo prazo, Michell et al.

(1997) utilizaram diferentes freqncias de estimulao (250, 1000 e 2750 Hz), em

quarenta e duas cobaias com deficincia auditiva causada por ototxicos. As cobaias

foram divididas em grupos, sendo que um grupo foi implantado e recebeu

estimulao (A), outro foi implantado, mas no recebeu estimulao (B), e um


terceiro grupo no foi implantado (C). O grupo A foi subdividido em animais que

receberam estimulao semanalmente e animais estimulados diariamente, durante 42

dias. Os resultados mostraram que houve formao de tecido sseo nas orelhas

implantadas, ao longo do feixe de eletrodos. Houve uma melhora na sobrevivncia

das clulas ganglionares em todas as condies de estimulao, em comparao ao

grupo que no recebeu estimulao e ao grupo no implantado.

Dodson e Mohuiddin (2000) encontraram resultados semelhantes,

confirmando a possibilidade da ativao do nervo auditivo pela estimulao eltrica

resultar em uma maior preservao no nmero de CG no lado estimulado, quando

comparados com o lado no estimulado em cobaias. Segundo estes autores, a

estimulao eltrica pode ter sido a responsvel por prevenir a perda da camada de

mielina, ou por estimular a remielinizao, aumentando a sobrevivncia neural.

Os efeitos da estimulao eltrica gerada pelo IC tambm foram descritos por

Klinke e Hartmann (1997). Segundo os autores, as vias auditivas centrais em gatos

congenitamente surdos no transmitiam a informao do sinal acstico do ambiente

ao crtex. Diante desta situao, foi observada a imaturidade nas sinapses. Somente

aps a maturao das mesmas, no caso, observada aps o IC, as estratgias de

processamento do estmulo acstico poderiam ser adquiridas.

A anlise de trs ossos temporais em humanos, realizada por Terr et al. (1989),

os quais apresentaram diferentes tempos de uso do IC (5-9 anos), mostrou no haver

diferenas qualitativas e quantitativas substanciais entre as estruturas neurais

submetidas a curtos e longos perodos de estimulao. As alteraes histopatolgicas

encontradas no nervo auditivo foram associadas, pelos autores, a outros fatores, como

por exemplo, a ocorrncia de processos degenerativos, ou devido a caractersticas da

prpria etiologia da surdez e no exposio ao estmulo eltrico.


Investigaes recentes tm identificado diversos mecanismos celulares e

moleculares para preservar ou regenerar as clulas ganglionares. Dentre elas,

destacam-se: a pesquisa com fatores neurotrficos e com clulas-tronco, e a

investigao sobre a restaurao da atividade neural via estimulao eltrica. Para

Hardie (1998), o elemento crucial para evitar a resposta celular degenerativa a

possibilidade de se manter a atividade eltrica do nervo auditivo.

Segundo Roehm e Hansem (2005), alm dos fatores trficos, tanto a

atividade sinptica, como a eltrica, ao nvel da membrana, proporcionam

refinamento adicional circuitaria neuronal. Resultados encontrados em modelos

animais tm demonstrado que a reposio dos fatores neurotrficos e/ou a utilizao

da estimulao eltrica, via IC, atenuaram o processo de degenerao das clulas

ganglionares, contriburam para a ativao de clulas neurais ao longo do tempo, e

para a manuteno da inervao coclear aferente. Durante tais processos, o on

Clcio (Ca2+) apresenta significativa participao. In vivo, a partir da estimulao

eltrica gerada pelo IC, a despolarizao das clulas ganglionares leva a um aumento

da concentrao do on Clcio (Ca2+) intracelular, via ativao dos canais de Ca2+

dependentes de voltagem. Este aumento do Ca2+ intracelular ativa mltiplas cascatas

enzimticas, fundamentais para a sobrevivncia da clula.

Modelo do Dispositivo Interno

No que se refere aos eletrodos intracocleares, segundo Spelman (1989),

quando so destinados a injetar uma corrente eltrica em tecidos e a registrar os

potenciais evocados resultantes, estes eletrodos devem ser feitos de materiais que

minimizem a gerao de produtos txicos. O feixe de eletrodos deve ser pequeno


para minimizar os danos ao tecido, e para que seja possvel obter um nmero

apropriado de amostras espaciais dos tecidos neurais. Eletrodos com tamanho

reduzido requerem menores nveis de corrente, uma vez que a densidade da corrente

na superfcie do eletrodo de estimulao deve ser mantida em nveis seguros,

evitando-se alteraes qumicas nas regies prximas ao tecido neural.

Nos ltimos anos, tm sido observados muitos avanos na tecnologia

empregada nos Implantes Cocleares com objetivo de melhorar a percepo de fala e

a interao com as estruturas cocleares e neurais. A interface entre eletrodo e nervo

auditivo, dada a importncia desta regio para a transmisso do fluxo da corrente

eltrica que atinge o nervo auditivo, tornou-se alvo das inovaes tecnolgicas

desenvolvidas nos modelos de Implantes Cocleares.

Baseado em estudos experimentais, Implantes Cocleares contendo feixe de

eletrodos posicionados mais prximos do modolo (feixe de eletrodos

perimodiolares), com eletrodos apresentando metade da superfcie de contato,

denominados de eletrodos meia banda, foram desenvolvidos. Tais modelos, como

o caso do modelo Nucleus 24R (CS) ilustrado na figura 3, tm a finalidade de:

reduzir os nveis de corrente necessrios para estimular as fibras do nervo auditivo,

aumentar a rea dinmica para estimulao, evitar a interao entre diferentes

populaes de fibras, e tornar o estmulo eltrico cada vez mais efetivo em eliciar

uma resposta neural, proporcionando a possibilidade de criao de novas estratgias

de codificao da fala (Sauders et al., 2002).


Figura 3. Raio X do Implante Coclear modelo Nucleus 24 R (CS) Contour. Fonte: Clark,

G. M. Cochlear Implant in children: safety as well as speech and language. Int Congress

Series, v.1254, p.7-25, 2003.

Com o objetivo de comparar os diferentes modelos de feixes intracocleares,

no que se refere ao nvel de corrente necessrio para estimular as fibras auditivas,

Saunders et al. (2002) avaliaram as modificaes nos nveis psicofsicos e nos

valores das impedncias, entre intervalos superiores a 12 semanas. Foram avaliados

21 usurios de Implante Coclear Nucleus 24R (CS) Contour, e 36 usurios de

Nucleus 24 R (ST) Standard. Com base nos resultados obtidos, os autores

encontraram diferentes padres de crescimento de tecido fibroso, aps a insero do

feixe de eletrodos e a estimulao entre os dois modelos de implante. Maiores nveis

de impedncia foram obtidos nos eletrodos do modelo Contour, principalmente na

regio basal. Os autores associaram tal achado formao de uma cpsula de tecido

fibroso na regio basal.


Impedncia dos eletrodos e Campos Eltricos

Independente do modelo de eletrodo utilizado, a modificao na impedncia

dos eletrodos tambm interfere no processo de estimulao eltrica das fibras do

nervo auditivo.

Segundo Hughes et al. (2001), tais modificaes, atribudas s alteraes

qumicas que ocorrem na interface eletrodo-tecido, teriam incio a partir da ativao

do feixe de eletrodos. Aps a ativao, uma camada hdrica tende a se formar na

superfcie do eletrodo. O resultado final dessa camada hdrica um aumento da rea

de contato dos eletrodos, a qual, dessa maneira, contribuiria para a diminuio dos

valores de impedncia, quando obtidas no momento da cirurgia e aps a ativao. A

maior superfcie de contato dos eletrodos basais, associada ao maior volume coclear

nesta regio, tambm foram considerados fatores que contriburam com a diminuio

dos valores de impedncia.

Modelos experimentais indicaram que a medio das impedncias

influenciada pela separao entre os pares de eletrodos, pela separao entre as

fontes de energia (figura 4) e os sensores de voltagem, e pela proximidade do feixe

de eletrodos aos limites do tecido. Em 1993, Miller et al. observaram um maior

recrutamento de fibras neurais, mensurado pela onda I do EABR, em feixes de

eletrodos posicionados em regies intermedirias. Segundo os autores, tal posio

proporcionou campos de excitao irrestritos, no limitados pelas altas impedncias

presentes em inseres mais prximas ao modolo.


Eletrodo ativo

Impedncia

VCorrente Eltrica

Eletrodo de referncia

Figura 4. Impedncia entre o eletrodo ativo e o de referncia: Influncia da voltagem (V) e

da corrente eltrica. Fonte: Cochlear Corporation. Nucleus NRT 3.0. Englewood, Cochlear

Co. 2002. 1 cd-rom.

Independente do modelo de Implante Coclear utilizado e da proximidade do

feixe de eletrodos das fibras neurais, os eletrodos intracocleares, quando estimulados,

geram determinados padres de campos eltricos dentro da cclea. Nas proximidades

dos elementos neurais, esses campos surgem como gradientes de voltagem

extracelular, os quais percorrem toda a extenso dos neurnios (Finley et al., 1989).

Os campos eltricos so gerados entre dois eletrodos polarizados com

diferentes voltagens, imersos em um meio, cuja resistncia menor que infinito e

maior que 0. Os campos eltricos formam contornos elpticos de voltagem e de

corrente ao redor de cada eletrodo, sendo que a corrente eltrica sempre flui do plo

positivo (eletrodo de estimulao) para o negativo (eletrodo de registro). Alteraes

nas resistncias do meio podem distorcer os contornos elpticos, podendo

interromper ou modificar as vias das correntes eltricas (Parkins, 1995).

Os campos de voltagem extracelular produzem um fluxo de corrente para

dentro e para fora dos elementos neurais, dependendo das impedncias locais de suas


membranas, bem como da magnitude e da direo da corrente em relao ao eixo do

neurnio. Para as fibras mielinizadas, o vetor mais efetivo da corrente o paralelo

fibra. Se os elementos neurais forem suficientemente despolarizados, os potenciais

de ao gerados iro propagar-se, ao longo dos axnios, at o ncleo coclear.

Globalmente, estes eventos ocorrem simultaneamente, mas em estgios diferentes

entre a populao neural, produzindo um conjunto de respostas neurais estimulao

(Finley et al., 1989; Parkins, 1995).

Resultados semelhantes foram encontrados por Kral et al. (1998). Estes

autores investigaram a resoluo espacial do estmulo eltrico liberado pelo feixe de

eletrodos inserido na cclea de gatos. Os campos dos potenciais gerados pelos

eletrodos foram mensurados em um reservatrio contendo soluo salina. Segundo

os autores, a magnitude dos campos eltricos no foi o fator determinante na

estimulao dos neurnios. A efetividade da estimulao eltrica, em atingir os

limiares das fibras, dependeu da exata orientao das fibras dentro do campo eltrico.

Correntes perpendiculares s fibras nervosas foram menos efetivas do que correntes

paralelas s fibras. Houve uma melhora na resoluo espacial do estmulo

intracoclear no pice da cclea.

Dentre os achados constatados nos estudos post-mortem, no que se refere s

alteraes que ocorrem na interface eletrodo-tecido, ao longo do tempo de exposio

estimulao eltrica, destaca-se a existncia de formao de tecido fibroso.

Segundo Shepherd et al., 1991, provvel que exista um encapsulamento do

feixe de eletrodos por tecido fibroso aps a implantao. O crescimento de tecido ao

redor do eletrodo tende a aumentar a impedncia no local ao longo do tempo,

resultando em pulsos de corrente assimtricos, e afetando a distribuio da corrente


dentro da cclea. O conjunto destas alteraes pode contribuir para que haja

alteraes na percepo auditiva. Tais consideraes tambm foram realizadas por

outros autores (Finley et al., 1989; Charlet de Sauvage et al., 1997).

A empresa fabricante do Implante Coclear considera, de fato, que as

mudanas nos valores da impedncia, ao longo do tempo de uso do IC, podem ser

explicadas como sendo o resultado da camada de tecido protetor que cresce ao redor

do feixe de eletrodos, considerada uma reao natural do organismo a um corpo

estranho, mesmo se tratando de um material biocompatvel. No entanto, outras

alteraes anatmicas, hormonais, alrgicas, biolgicas e/ou eletroqumicas podem

ocorrer aps a insero, ou aps a ativao dos eletrodos.

No entanto, apesar da existncia das variaes nos valores da impedncia, os

nveis T e C, assim como a percepo dos sons, no se alteraram, pois o IC contm

um sistema de fonte de corrente, o qual, automaticamente, mantm a corrente

necessria para estimular as fibras do nervo auditivo, mesmo havendo alteraes nos

valores da impedncia. Este sistema funciona adequadamente, exceto nos casos em

que a impedncia atinge valores tais, que levam o sistema a um estado de fora de

complincia (Cochlear Corporation, 1999).

Potenciais Evocados Auditivos para avaliar os efeitos do estmulo eltrico

Uma maneira de acompanhar as modificaes que ocorrem, desde a liberao

do estmulo pelos eletrodos, at o comportamento neural em resposta a este estmulo,

d-se por meio da avaliao peridica dos potenciais auditivos eletricamente

evocados. Para Brown et al. (1994), as respostas evocadas registradas podem

fornecer valiosas informaes a respeito dos processos que norteiam a gerao e a


transmisso do fluxo eltrico, uma vez que refletem a interao entre a interface

eletrodo-tecido neural. Estudos modificaes nas ondas dos potenciais evocados

(EABR e ECAP), principalmente durante os primeiros meses de uso do IC.

Shepherd et al. (1994) examinaram os efeitos trficos, a longo prazo, da

estimulao eltrica do nervo auditivo em oito gatos, implantados unilateralmente.

Foram registrados os potencias auditivos evocados eletricamente durante um perodo

superior a quatro meses. No foram observadas alteraes significativas ao longo do

tempo, com exceo do aumento da amplitude das respostas obtidas no EABR

(Electrically Evoked Auditory Brainstem Response). Os limiares permaneceram

relativamente estveis. Para os autores, estas alteraes resultaram de modificaes

na distribuio da corrente intracoclear devido ao encapsulamento dos eletrodos pelo

tecido fibroso, no podendo ser justificadas por alteraes no estado ou recrutamento

das fibras auditivas.

Shepherd e Javel (1997) avaliaram os potenciais evocados em seis gatos

implantados que receberam estimulao eltrica crnica. Foram observados: aumento

do perodo refratrio, respostas assistemticas ao estmulo eltrico, aumento dos

limiares do EABR, e diminuio da amplitude do ECAP ao longo de tempo. Os

autores consideraram que o valor da amplitude da onda I do EABR foi um

apropriado indicador da sobrevivncia das clulas ganglionares. Segundo os autores,

tais resultados podem ter sido reflexo da degenerao dos processos perifricos e da

menor participao das fibras neurais para gerar o ECAP, de modo a alterar,

significativamente, as propriedades neurais, tais como, a capacitncia e a resistncia

da membrana neural, alm da permeabilidade dos canais de sdio e potssio. Com o

tempo, podem ter ocorrido alteraes na impedncia eltrica em diferentes locais da

cclea, afetando a distribuio dos campos eltricos durante a estimulao.


Outros autores no relacionam as alteraes nas respostas neurais qualidade

ou quantidade de corrente eltrica que atinge as estruturas neurais. Para Shepherd e

Hardie (2001), os potenciais evocados auditivos podem apresentar uma melhora nos

registros ao longo do tempo de uso do IC. Esta melhora pode ser atribuda a

mecanismos de plasticidade das fibras neurais em resposta ao estmulo eltrico. Para

estes autores, a perda dos processos perifricos das clulas ganglionares, associada

desmielinizao das mesmas, elevam o limiar e prolongam a latncia dos potenciais

evocados, alm de alterarem as propriedades refratrias e temporais das fibras

neurais. A despolarizao das fibras neurais constitui uma fonte substancial de

suporte neurotrfico para as clulas ganglionares espirais.


2.4 ENTENDENDO O IMPLANTE COCLEAR

Este captulo contm uma breve descrio sobre o Implante Coclear

Nucleus 24, seus componentes, funcionamento e softwares de

programao.


Consideraes iniciais

Dentre as denominadas prteses neurais, os Implantes Cocleares so os

exemplos mais bem sucedidos da classe de dispositivos biomdicos. O objetivo

principal das prteses neurais corrigir as disfunes do sistema motor ou sensorial,

por meio da utilizao de componentes eletrnicos, os quais iro substituir elementos

ausentes ou danificados do sistema neural (Loeb, 1996).

Mais do que qualquer outro sentido, a audio depende da deteco de

flutuaes do estmulo sonoro ao longo do tempo. O sinal acstico caracteriza-se por

flutuaes contnuas de uma nica varivel, a presso sonora. Os componentes

interno e externo do Implante Coclear so responsveis por converter a informao

acstica em estmulos eltricos, preservando as caractersticas mais relevantes do

sinal sonoro, de modo a proporcionar ao usurio uma adequada percepo dos

estmulos ambientais (Shannon, 1998).

Componentes e Funcionamento

O IC Nucleus 24 apresenta dois componentes: interno e externo. O

componente interno composto por: antena transmissora interna,

receptor/estimulador envolvido hermeticamente em uma cpsula de titnio e coberto

po

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Telemetria de respostas neurais : avaliação do potencial ... · Ao Dr. Orozimbo, com originalidade e humildade em suas orientações, confirmaram sua sabedoria e seu conhecimento