Umjetna pužnica ili kohlearni implant je senzorička proteza koja električki stimulira živčane stanice spiralnog ganglija. Prvu umjetnu pužnicu ugradili su House i Doyle 1961. godine u Americi, u Los Angelesu. (7) Prve umjetne pužnice u Hrvatskoj ugrađene su 1996. godine u Zagrebu, u KBC-u Sestre milosrdnice i KBC-u Zagreb, a zatim 2002. godine i u KBC-u Split, 2003. godine u KBC-u Rijeka i 2017. godine u KBC-u Osijek. Danas ih je u Hrvatskoj ukupno oko 700, a u svijetu oko 800.000. Godišnje se ugradi oko 30 – 40 tisuća umjetnih pužnica. Neki centri rade jednostranu ugradnju umjetne pužnice, dok većina centara radi obostranu ugradnju umjetnih pužnica (Figure 2). Obostrana ugradnja umjetnih pužnica postala je zlatni standard u vodećim otološkim svjetskim centrima, a postoperativni rezultati rehabilitacije sluha i slušanja pokazuju bolje dugoročne rezultate s dvjema, nego s jednom ugrađenom umjetnom pužnicom. Umjetna pužnica sastoji se od vanjskog i unutrašnjeg dijela. Vanjski dio obuhvaća mikrofon, procesor govora, odašiljač s magnetom i bateriju. Unutrašnji dio obuhvaća unutrašnji magnet s antenom, generator pulsa, kontrolnu elektroniku, nosač elektroda s aktivnim elektrodama u njemu i referentnu elektrodu (Figure 3). Umjetna pužnica radi na principu pretvaranja primljenog zvuka u električne podražaje njihovom digitalizacijom u analogno-digitalnom pretvaraču, obradom u govornom procesoru u vanjskom dijelu uređaja i prenošenjem elektromagnetskom indukcijom u ugrađeni unutarnji dio umjetne pužnice. Tako obrađeni zvuk brzo i precizno stimulira pojedine dijelove spiralnog ganglija. (8) U svijetu postoji nekoliko tvrtki koje proizvode umjetne pužnice: Cochlear, MED-EL, Advanced Bionics, Oticon Medical i Nurotron. U Hrvatskoj imamo tri vrste umjetnih pužnica, koje su najčešće zastupljene u velikim implantološkim centrima svijeta: Cochlear iz Australije, MED-EL iz Austrije i Advanced Bionics iz Sjedinjenih Američkih Država. Te tri tvrtke pokrivaju 90% svjetskog tržišta umjetnim pužnicama i aktivnim ugradbenim slušnim implantatima. U Hrvatskoj se umjetne pužnice i aktivni ugradbeni slušni implantati nabavljaju svake dvije godine putem natječaja objedinjene javne nabave, a o njihovoj raspodjeli i indikacijama odlučuje nacionalno povjerenstvo, u čijem radu sudjeluju predstavnici kliničkih bolničkih centara u Hrvatskoj u kojima se ugrađuju umjetne pužnice.

Umjetne pužnice koriste nekoliko strategija govornog procesiranja. Compressed Analog Strategy razlaže akustičku informaciju pojasnim filterima i podražuje sve elektrode istovremeno. Strategija Continuous Interleaved Sampling koristi veliku učestalost podraživanja uz manji broj stimulacijskih lokacija. Strategije Simultaneous Analog Stimulation i Paired Pulsatile Sampler koriste simultanost podraživanja pužnice digitalno rekonstruiranim analognim valom. Strategija Spectral Peak uzorkuje signal pojasnim filterima i stimulira šest do deset elektroda u svakom ciklusu učestalošću od 180 do 300 pulsova u sekundi. Strategija Advanced Combinational Encoder (ACE) ima bržu stimulaciju šest do deset elektroda u svakom ciklusu učestalošću 900 do 1200 Hz po kanalu. (9–12)

Uređaj za telemetriju umjetne pužnice sastoji se od prijenosnog računala u kojem je program za telemetriju, međusučelja i spojnog kabela s antenom. Ukoliko se radi intraoperativna telemetrija, spojni kabel s antenom proveden je kroz sterilnu najlonsku zaštitu u područje ugrađene umjetne pužnice i prislonjen na kožni režanj iznad ugrađenoga unutrašnjeg magneta s antenom i generatorom pulsa umjetne pužnice. Telemetrija se može napraviti i na daljinu. Takav uređaj ne treba spajati spojnim kabelom kroz sterilnu najlonsku zaštitu, već se antena prislonjena na kožni režanj iznad ugrađenoga unutrašnjeg magneta daljinski spoji s uređajem za telemetriju. Taj je uređaj veličine mobilnog telefona i u sebi sadrži program za intraoperativnu telemetriju (Figure 4). Zabilježeni telemetrijski rezultati mogu se uvijek prenijeti u računalo ili poslati elektroničkom poštom. Programi korišteni pri telemetriji su različiti kod različitih proizvođača umjetnih pužnica. Tvrtka Cochlear koristi program Custom Sound EP i AutoNRT, tvrtka MED-EL Maestro 9.0 i AutoART, a tvrtka Advanced Bionics Target CI 1.0 i AutoSense OS 3.0. (13)

Telemetrija može biti intraoperativna i postoperativna. Intraoperativno se bilježe električnim podražajem izazvani evocirani slušni potencijali. Oni imaju sličnu morfologiju kao i akustički evocirani potencijali, no služe za procjenu integriteta uređaja i za objektivno mjerenje slušnih razina. To se zove još i određivanje dinamičkog raspona. (14) Intraoperativnom telemetrijom odaberu se reprezentativni dijelovi pužnice, visokotonsko područje, srednjetonsko područje i niskotonsko područje. Visokotonsko područje u pužnici se nalazi u bazalnom dijelu pužnice (ovalnom prozorčiću), niskotonsko u apikalnom dijelu (uz helikotremu), a srednjetonsko između njih. Kroz pužnicu se proteže bazilarna membrana, koja je duga 33 mm, a na vršku je pet puta šira nego na bazi (500 mm na vršku, 100 mm na bazi). Kanal pužnice zavijen je dva i pol puta. Ugrađena standardna aktivna elektroda umjetne pužnice duga je 27 mm. Ugradnjom standardna elektroda slijedi dva i pol zavoja pužnice, i postaje dva i pol puta zavijena smještajem u pužnici. Standardna elektroda tvrtke Cochlear ima 22 aktivne elektrode na ugrađenom nosaču u pužnici, dok standardna elektroda tvrtke MED-EL ima 12 aktivnih elektroda, a tvrtke Advanced Bionics 16 aktivnih elektroda. (15) Kod 22 aktivne elektrode, telemetrijom se odaberu tonotopski reprezentativne elektrode 5, 11 i 19. Kod 12 aktivnih elektroda odaberu se 2, 6 i 10, a kod 16 aktivnih elektroda odaberu se 3, 8 i 14. Zadanim programima intraoperativne telemetrije odredi se najmanji prag podražaja koji pacijent čuje, koji je ugodan i koji predstavlja njegov prag sluha (T-vrijednost), a zatim se odredi i najveći intenzitet podražaja koji još ne predstavlja neugodu (C-vrijednost). Raspon između T-vrijednosti i C-vrijednosti zove se dinamički raspon (DR). To je područje u kojem pacijent čuje. Telemetrijski prag je prag pojavljivanja ukupnoga akcijskog potencijala slušnog živca (engl. ECAP, Electrically Evoked Compound Action Potential) (Figure 5). Pojavljuje se unutar dinamičkog raspona. ECAP pomaže pri postoperativnoj prilagodbi umjetne pužnice. Ako nema dovoljno vremena za intraoperativnu telemetriju, ona ostaje na određivanju T-vrijednosti i C-vrijednosti tri kontakta aktivnih elektroda. Napretkom tehnike i tehnologije, sve tvrtke omogućile su brzu i automatsku intraoperativnu telemetriju, tako da se u kratkom vremenu odrede vrijednosti svih aktivnih elektroda u pužnici, objektivni pragovi ECAP-a. Podatci intraoperativne telemetrije koriste se za postoperativno programiranje govornog procesora umjetne pužnice. To se zove prilagodba govornog procesora (engl. fitting). Taj postupak obično se provodi u audiorehabilitacijskim centrima četiri do šest tjedana nakon ugradnje umjetne pužnice, gdje će nakon prilagodbe govornog procesora započeti rehabilitacijski postupak oštećenog sluha. Postoperativnom telemetrijom napravi se simulacijska slušna mapa prema psihoakustičkim ili bihevioralnim pragovima, koja sadrži T-pragove i C-pragove svih aktivnih elektroda u funkciji, što pokriva veliki frekvencijski raspon. U postoperativnoj telemetriji bitan je i što veći dinamički raspon. Njime je omogućeno dobro prepoznavanje stupnjeva glasnoće. Kao i kod intraoperativne telemetrije, napredak tehnike i tehnologije omogućio je razvoj automatiziranih programa koji automatski procijene psihoakustičke pragove iz rezultata intraoperativne telemetrije. Time se olakšava stvaranje simulacijskih mapa kod male djece i kod hendikepiranih osoba koje nisu u stanju subjektivno procijeniti T-pragove i C-pragove telemetrije. (16-18) Holstad i Potts istraživali su korelacije objektivnih i subjektivnih T-pragova i C-pragova. Oni su pokazali značajnu korelaciju prosječnih pragova za grupu ispitanika, ali i veliku heterogenost na individualnoj razini. Psaros i Botros predložili su stvaranje profila stimulacijskih pragova na temelju matematičkog izraza koji postojeće pragove zbirnih akcijskih potencijala slušnog živca stavlja u novi omjer. Njihova istraživanja potvrdila su hipotezu da je dulje vrijeme potrebno za oporavak nakon zbirnih akcijskih potencijala slušnog živca povezano s boljim preživljenjem neurona. U radovima Henkina i van Wermeskerkena izvršena je usporedba pretpostavljenih vrijednosti objektivnih parametara dobivenih na visokotonskom, srednjetonskom i niskotonskom reprezentativnom dijelu pužnice. Zaključuju da izmjerene impedancije ovise dijelom i o tipu elektrode, ali da se mijenjaju i ovisno o vremenu proteklom od zadnje stimulacije. (18)

Telemetrija je sastavni postupak u tijeku suvremenog liječenja teške nagluhosti i gluhoće. Suvremena terapija teške nagluhosti i gluhoće jest otokirurška ugradnja uređaja koji se zove umjetna pužnica / kohlearni implant. U tom postupku telemetrija predstavlja objektivnu elektrofiziološku metodu mjerenja akcijskog potencijala slušnog živca, kojom utvrđujemo ispravnost ugradnje umjetne pužnice i njezino funkcioniranje u slušnoj percepciji teško nagluhih i gluhih osoba. Telemetrijom pratimo integritet intrakohlearnih elektroda nakon ugradnje umjetne pužnice ispitivanjem električnih otpora koji ovise o stanju na površini nosača elektroda, kao i morfološkim i elektrokemijskim promjenama koje izaziva električna stimulacija. Omogućuje se i neuralna povratna telemetrija (NRT), koja pokazuje mjerenje ukupnoga akcijskog potencijala slušnog živca, postojanje neuralnog odgovora na električnu stimulaciju, funkcionalnost ugrađene umjetne pužnice i ispravan položaj elektroda. Telemetriju radimo u tijeku operativnog zahvata ugradnje umjetne pužnice, kao i u postoperativnom tijeku. Odgovor se sastoji od negativnog vala, nakon kojeg slijedi jedan ili više pozitivnih. Tijekom operativnog zahvata, podatci koje dobijemo intraoperativnom telemetrijom potvrđuju nam optimalni smještaj aktivnih elektroda ugrađene umjetne pužnice. Iako različite umjetne pužnice imaju različit broj aktivnih elektroda, sve imaju za cilj dobru pokrivenost područja scale tympani, čija je duljina oko 30 mm, a promjer oko 9 mm bazalno i 5 mm apikalno. (19) Cilj dobre otokirurške ugradnje umjetne pužnice jest optimalno pokriti cijelu tu površinu. Prag pojavljivanja ukupnoga akcijskog potencijala slušnog živca pojavljuje se unutar područja koje ispitanik čuje i zove se dinamički raspon. Dinamički raspon je razlika između najnižeg intenziteta električnog podražaja koji izaziva osjet zvuka (T-prag) i najvišeg intenziteta koji još ne izaziva neugodu (C-prag). Za mapiranje (postoperativno programiranje) određuje se i električno pobuđeni zbirni akcijski potencijal slušnog živca (ECAP). To je sinkronizirana aktivnost živčanih vlakana kao odgovor na električni podražaj, a jednaka je kod djece i kod odraslih. Nakon što otokirurg ugradi umjetnu pužnicu, dobro educirana osoba za telemetriju odredi najprije akcijske potencijale slušnog živca za svaki stimulirani kanal te vrijednosti praga sluha i najveći intenzitet podražaja koji još ne predstavlja neugodu pri stimulaciji. Prepoznavanje tih pragova pomaže pri postoperativnom programiranju govornog procesora, jer telemetrija koristi intraoperativno dobivene podatke za programiranje govornog procesora umjetne pužnice. To ubrzava inicijalnu prilagodbu govornog procesora, stvaranje simulacijskih mapa i omogućuje brzi početak slušne rehabilitacije. Morfologija, pragovi, amplitude i latencije odgovora odražavaju i funkcionalni status granica spiralnog ganglija i neophodni su za prijenos električnih podražaja središnjim dijelovima slušnog puta.

Intraoperativna telemetrija uključuje mjerenje impedancija aktivnih elektroda prema referentnim elektrodama u nekoliko modaliteta podraživanja, određivanje praga kohleostapesnog refleksa i mjerenje električkog odgovora slušnog živca. Ugrađena umjetna pužnica koristi se kao izvor podražaja i kao uređaj za mjerenje impedancija i električkog odgovora slušnog živca. Provodi se postavljanjem spojnog kabela i antene na kožni režanj ispod kojeg se nalazi ugrađeni uređaj umjetne pužnice. Koriste se specifični programi telemetrije koji pokazuju da je implantirana umjetna pužnica ispravna i postavljena blizu slušnog živca. Programi također prate specifične parametre kroz vrijeme i procjenjuju subjektivne pragove podražaja, kao i pragove neugode na temelju objektivnih mjerenja. Rezultati telemetrije koriste se za individualno postoperativno programiranje (mapiranje) govornog procesora umjetne pužnice i početak rehabilitacije sluha i slušanja. Time je telemetrija kao postupak u ugradnji umjetne pužnice dobila zasluženu vrijednost u medicinskom rješavanju problema nagluhosti i gluhoće i suvremeno tehnološki omogućila objektivne pokazatelje koji potvrđuju otokirurgu uspješno kirurško zbrinjavanje teško nagluhih i gluhih osoba.