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Eine besondere Eigenschaft der Cochlea besteht darin, dass beim normalen Hörvorgang Schwingungen bestimmter Frequenz an einem charakteristischen Ort der Basilarmembran ihr Amplitudenmaximum ausbilden und so vor allem die zugehörigen Haarzellen sowie deren Nervenfasern stimulieren (Tonotopie). Durch den in die Cochlea eingebrachten Elektrodenträger des CIs werden bedingt durch die Tonotopie der Cochlea Hörsinneszellen und/oder Fasern des Hörnervs an verschiedenen Stellen elektrisch stimuliert. Greenwood beobachtete dieses Phänomen an verschiedenen Spezies und entwickelte bereits 1961 eine nach ihm benannte Formel, mit der sich die Positionen solcher charakteristischen Frequenzen (Ortsfrequenzen) in der Cochlea annäherungsweise zuordnen lassen [1]. Durch die begrenzte Länge des Elektrodenträgers kann dieser nicht die komplette Länge der Hörschnecke abbilden. Dadurch kommt es zu einem Versatz zwischen der tonotopen Frequenzverteilung und der Verteilung der den einzelnen Elektroden zugeordneten Bandpassfilterfrequenzen. Ziel der Arbeit war es, den Frequenz-Mismatch zwischen der vorgegeben Frequenzbandzuordnung des Implantat-Herstellers und der individuellen Frequenzabbildung der Patienten in der Cochlea zu bestimmen.

Insgesamt wurde 32 Probanden (15 Männer, 17 Frauen) in die Studie eingeschlossen. Alle Probanden waren mit einem Flex28-Elektrodenträger der Firma MED-EL (Innsbruck, Österreich) versorgt.

In der vorliegenden Arbeit wurden zur Bestimmung dieses Versatzes die postoperativen radiologischen Bilder der Digitale Volumentomographie (DVT) genutzt, welche standardmäßig zur postoperativen Lagekontrolle der Elektrodenträger angefertigt wurden. Anhand dieser Bilder wurde für jeden Probanden die individuelle Länge der Cochlea entsprechend dem Modell von Escudé et al. [2] (ESC) berechnet. Mit Hilfe der radiologischen Bilder konnten außerdem die Insertionswinkel bzw. die Lage der einzelnen Elektrodenkontakte bestimmt werden.

Nach Bestimmung der individuellen Länge der Cochlea wurde die individuell erwartete tonotope Frequenzverteilung anhand verschiedener Berechnungsmodelle, nach Stakhovskaya et al. [1] berechnet. Die Berechnung nach Stakhovskaya wurde einmal in Bezug auf die Position des Corti-Organs der Cochlea (STAK-OC) und einmal in Bezug auf die Spiralganglienzellen (STAK-SG) durchgeführt. Aus diesen Berechnungen ließ sich die tonotope, frequenzspezifische Lage der einzelnen Elektrodenkontakte in der Hörschnecke bestimmen. In Zusammenschau konnte nun der Frequenzversatz (Mismatch) zwischen den berechneten Simulationsbereichen der Elektroden und der vom Hersteller angegeben Bandpassfilterfrequenzen bestimmt werden.

Es zeigte sich, dass der Frequenzbereich bzw. der Frequenz-Mismatch mit dem zur Berechnung verwendeten Referenzpunkt (Corti-Organ oder Spiralganglienzellen bzw. medialen Wand der Cochlea) sehr stark variiert. Insgesamt zeigte sich, dass bei den basalen Elektroden der Frequenz-Mismatch deutlich geringer ausgeprägt war als bei den apikalen Elektroden.

Eine korrekte Bestimmung der tonotopen Frequenzverteilung in der Cochlea ist nur möglich durch die Berechnung der individuellen CDL (Cochlear Duct Length) jedes Patienten. Bei Berechnung des Frequenz-Mismatch sollte der korrekte Referenzpunkt (OC, SG) berücksichtigt werden, da - wie hier gezeigt - dieser Mismatch je nach Bezugspunkt stark variiert. Auf Grund der Eigenschaften der MED-EL Elektrodenträger kommen diese eher an der lateralen Wand der Cochlea zu liegen und somit dem Corti-Organ näher. Dies erklärt den geringeren Mismatch bei der Berechnung nach STAK-OC.

Die Kenntnis der individuellen CDL eines Patienten sowie der individuellen intracochleären Frequenzverteilung könnten in Zukunft eine verbesserte Angleichung an den Normalzustand der Tonotopie ermöglichen.