95. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie

Prof.

Moderation

Prof. Dr. med.

NUR Wissenschaftliches Programm/ ONLY Scientific Program

Automatische Bildanalyse zur Klassifikation der Fazialisparese

Rundtisch

KI-basierte Triggerung einer Elektrostimulation zur Unterstützung von Gesichtsbewegungen bei Fazialisparese

Funktionelle Untereinheiten der mimischen Muskulatur

Prof. Dr.

Facial nerve recontruction: Unicentric retrospective analysis of the patient cohort in a university hospital

Fazialisrekontruktion im Wandel der Zeit: Unizentrische retrospektive Analyse der Patientenkohorte einer Universitätsklinik

Introduction: The choice of the appropriate method and timing for surgical reconstruction (reco) of the facial nerve is challenging due to the diverse etiology of paresis. The aim of the current study was to characterize the patient cohort of the ENT University Hospital of Cologne and to point out possible influencing factors on the outcome. Methods: From 1994 to 2020, 137 patients who underwent facial nerve reconstruction were identified. Demographic and clinical characteristics as well as the best possible postoperative outcome were retrospectively accessed. Possible influencing factoris for the outcome (preoperative duration of paresis, etiology, age, etc.) were systematically analyzed. Results: Within the cohort, 45% were female, the mean age was 53±18 years. The most common etiology was a parotid tumor (53%), of which 89% were malignant. Vestibular schwannoma (VS) surgery was present in 18%, a facial schwannoma in 12%, otogenic cause in 7.3%. In the median, reconstruction was performed 13 months after the onset of paresis. In 40%, the nerve was resected and reconstructed intraoperatively. The duration of the pasesis was up to 1 year in 26% of patients, 1-2 years in 15% and &gt;2 years in 19%. Reconstruction took place significantly earlier in paresis after a parotid tumor compared to paresis after VS surgery (p&lt;0.001). The most common reconstruction was HFJA (29%), followed by nerve interposition (26%) and the combined approach (19%). Paresis duration and aetiology significantly influenced the choice of the reconstruction method. The best outcome was shown after very early and very late (&gt;2years) recontruction.Conclusion: In &gt;30% of cases, reconstruction took place very late after the onset of paresis. Earlier reconstruction and the use of more complex surgical methods could improve the surgical outcome.Einleitung: Die Wahl der geeigneten Methode und des Zeitpunktes für eine operative Rekonstruktion (Reko) des N. facialis ist aufgrund der vielfältigen Ätiologie der Parese nicht einfach. Ziel der aktuellen Analyse war es, Patientenkohorte der HNO-Uniklinik Köln und möglich Einflussfaktoren auf das Outcome zu charakterisieren. Methoden: Von 1994 bis 2020 konnten 137 Patient*innen identifiziert werden, die eine Fazialis-Reko erhielten. Demographische und klinische Charakteristika, sowie das bestmögliche postoperative Outcome wurden retrospektiv erfasst. Mögliche Einflussfaktoren auf das Outcome (präoperative Dauer der Parese, Ätiologie, Alter etc.) wurden systematisch analysiert. Ergebnisse: Innerhalb der Kohorte waren 45% weiblich, das mittlere Alter betrug 53±18 Jahre. Die häufigste Ätiologie war ein Parotistumor (53%), hiervon waren 89% maligne. OP eines Vestibularisschwannoms (VS) lag in 18%, ein Fazialisschwannom in 12%, otogene Ursache in 7,3%. Im Median erfolgte die Reko 13 Monate nach Paresebeginn. Bei 40% wurde der Nerv erst intraoperativ reseziert und rekonstruiert. Paresedauer bis zu 1. Jahr wiesen 26% der Patienten auf, von 1-2 Jahren 15%, von &gt;2 Jahre 19%. Die Reko fand bei Parese nach einem Parotistumor signifikant früher statt, im Vergleich zu Parese nach einer VS-OP (p&lt;0,001). Die häufigste Reko war HFJA (29%), gefolgt von Nerv-Interposition (26%) und dem sog. Combined Approach (19%). Paresedauer bzw. die Ätiologie beeinflussten signifikant die Wahl der Reko-Methode (p&lt;0,001 bzw. p=0,024). Der Outcome war bei früher oder sehr später Reko am besten (alle p&gt;0,05). Schlussfolgerung: In &gt;30% fand die Reko erst sehr spät nach Paresebeginn statt. Frühere Rekonstruktion und Anwendung von aufwendigeren OP-Methoden könnten den OP-Outcome verbessern.Die Autorin und die Autoren geben an, dass kein Interessenskonflikt besteht

Fazialisrekonstruktion im Wandel der Zeit: Unizentrische retrospektive Analyse der Patientenkohorte einer Universitätsklinik

Bildgebende Verfahren

Speicheldrüsen / Fazialis

Freier Vortrag

PD Dr. med. habil.

An automatic, objective method to measure and visualize volumetric changes in patients with facial palsy during 3D video recordings

Eine automatische, objektive Methode zur Messung und Visualisierung volumetrischer Veränderungen bei Patienten mit Gesichtslähmung während 3D-Videoaufzeichnungen

Introduction: Using grading systems, the severity of facial palsy is typically classified through static 2D images. These approaches fail to capture crucial facial attributes, such as the depth of the nasolabial fold. We present a novel technique that uses 3D video recordings to overcome this limitation. Our method automatically characterizes the facial structure, calculates volumetric disparities between the affected and contralateral side, and includes an intuitive visualization. Material: 35 patients (mean age 51 years, min. 25, max. 72; 7 male, 28 female) with unilateral chronic synkinetic facial palsy were enrolled. We utilized the 3dMD face system (3dMD LCC, Georgia, USA) to record their facial movements while they mimicked happy facial expressions four times. Each recording lasted 6.5 seconds, with a total of 140 videos. Results: We found a difference in volume between the neutral and happy expressions: 11.7 ± 9.1 mm3 and 13.73 ± 10.0 mm3, respectively. This suggests that there is a higher level of asymmetry during movements. Our process is fully automatic without human intervention, highlights the impacted areas, and emphasizes the differences between the affected and contralateral side. Discussion: Our data-driven method allows healthcare professionals to track and visualize patients' volumetric changes automatically, facilitating personalized treatments. It mitigates the risk of human biases in therapeutic evaluations and effectively transitions from static 2D images to dynamic 4D assessments of facial palsy state. Supported by DFG DE-735/15-1 and DFG GU-463/12-1Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Eine automatische, objektive Methode zur Messung und Visualisierung volumetrischer Veränderungen bei Patienten mit Gesichtslähmung während 3D-Videoaufzeichnungen

M.Sc.

apl. Prof. Dr. med.

Multichannel surface EMG of the facial muscles during a 10-day biofeedback training of patients with synkinetic reinnervated facial nerve palsy

Multikanal-Oberflächen-EMG der Gesichtsmuskulatur während eines 10-tägigen Biofeedback-Trainings bei Patienten mit synkinetisch reinnervierter Fazialisparese

Introduction In 2012, a 10-day biofeedback training (BT) as a day hospital treatment in the Department of Otorhinolaryngology has been established to mitigate synkinesis and asymmetries in patients with chronic facial paresis (FP) with postparalytic synkinesis. The investigation aims to track sEMG changes during the program and to assess the efficacy of the intervention. Material and methods 36 patients with FP and synkinesis were studied. Overall sEMG signals of 56 electrodes were derived by combining two electrode schemes (bipolar Fridlund and monopolar Kuramoto scheme) covering all facial muscles during a standardized execution of facial movements. sEMG measurements were recorded before the initiation of the BT (T0) and after nine days of BT (T9). The analysis included a mixed linear model for both the absolute and the normalized sEMG amplitude values across the intervals T0 and T9 to compare the modifications in muscular activity. Results There was an amplitude decrease of the mean sEMG values between T0 and T9 (Fridlund scheme: T0: 7.75 µV, T9: 6.36 µV (95% confidence interval (CI) = 1.289-1.492; p&lt;0.001), Kuramoto scheme: T0: 8.29 µV, T9: 6.62 µV (95% CI = 1.556-1.768; p&lt;0.001)). When examining the sides of the face independently, the amplitude reduction detected by the Kuramoto scheme was more marked on the synkinetic side. Additionally, whether deploying the Fridlund or the Kuramoto scheme, each configuration independently offered the capability to distinguish facial expressions with clarity. Conclusion The observed reduction in sEMG activity suggests that the targeted retraining of muscle coordination may account for improved facial symmetry. Consequently, the BT regimen under study appears to be a beneficial contributor to the rehabilitation process.'Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.'

Multikanal-Oberflächen-EMG der Gesichtsmuskulatur während eines 10-tägigen Biofeedback-Trainings bei Patienten mit synkinetisch reinnervierter Fazialisparese

Fazialis

Speicheldrüsen / N. facialis

Dr. med.

Facial magnetomyography using an array of optically pumped magnetometer

Faziale Magnetomyographie zur Messung der Gesichtsmuskelaktivität mittels optisch gepumpter Magnetometer

Background: The measurement of muscular activity in the face is a central component in the diagnosis of patients with facial nerve palsy. Magnetomyography (MMG) is a method for contactless measurement of magnetic muscle potentials. This study investigated whether non-invasive MMG using optically pumped magnetometers (OPM) is a feasible instrument for visualizing facial muscle activity. Methods: An anatomically shaped mask with an assembly of eleven OPM was arranged to the right side of the face of five healthy subjects to measure MMG of facial muscles while repetitively performing twelve different standardized facial expressions. The root-mean-square (RMS) average of each facial expression-trial per OPM and individual subject was calculated, color-scaled, and mapped to the individual face per facial expression. In addition, the maximum average muscle activity and signal-to-noise ratio (SNR) per facial expression were investigated. Results: Facial muscle activity could be mapped individually per facial expression, but the positioning of the OPM revealed to be a crucial factor for mapping accurately muscle activity. The SNR ranged from 1 to 8, the maximal observed average muscle activity reached almost 25pT in one subject and was on average 1±0.57pT. Conclusions: Imaging specific facial activity via MMG with an array of OPM is possible, but precise sensor positioning is mandatory. In comparison to other skeletal muscles, the signal amplitude of facial muscles is low and the interindividual anatomical variability makes the setup challenging. As imaging of facial MMG is feasible, this study paves the way for future studies for using quantum sensors diagnostics, monitoring and rehabilitation of facial muscle and facial nerve disorders.Hintergrund: Die Messung muskulärer Aktivität im Gesicht ist ein zentraler Bestandteil in der Diagnostik bei Patientinnen und Patienten mit Fazialisparese. In der vorliegenden Machbarkeitsstudie wurde untersucht, ob die kontaktlose, nicht-invasive Magnetomyographie (MMG) mittels optisch gepumpter Magnetometer (OPM) ein praktikables Instrument zur Darstellung der Gesichtsmuskelaktivität ist. Methoden: Eine individuell geformte Maske mit elf anatomisch angeordneten OPM wurde über der rechten Gesichtshälfte von fünf gesunden Versuchspersonen angebracht und die magnetische Muskelaktivität gemessen, während die Versuchspersonen konsekutiv zwölf standardisierte Gesichtsausdrücke ausübten. Die mittlere Amplitude (RMS) pro Sequenz, OPM und Versuchsperson wurde berechnet, farblich skaliert und dem individuellen Gesicht und Gesichtsausdruck zugeordnet. Darüber hinaus wurden maximale Muskelaktivität und Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) untersucht. Ergebnisse: Die Gesichtsmuskelaktivität konnte individuell pro Gesichtsausdruck abgebildet werden. Die Positionierung der OPM erwies sich als entscheidend für die Messqualität. Der SNR reichte von eins bis acht, die maximal beobachtete durchschnittliche Muskelaktivität erreichte bei einem Probanden fast 25pT und betrug im Durchschnitt 1±0,57pT. Schlussfolgerungen: Die Abbildung spezifischer Gesichtsmuskelaktivität mittels MMG ist möglich, aber eine präzise Sensorpositionierung ist obligatorisch. Im Vergleich zu anderen Muskeln ist die Signalamplitude der Gesichtsmuskulatur gering und die interindividuelle anatomische Variabilität macht den Untersuchungsaufbau komplex. Diese Studie ebnet den Weg für künftige Studien zur Verwendung von Quantensensoren in der Diagnostik, Verlaufsbeurteilung und Rehabilitation von Gesichtsnervenerkrankungen.Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Faziale Magnetomyographie zur Messung der Gesichtsmuskelaktivität mittels optisch gepumpter Magnetometer

Raum A&B

Session 10

Crossing Borders – Interdisziplinäre Forschung zur Behandlung der Fazialisparese

Wissenschaftliche Sitzung

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