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Apparat zur Registrierung der Gehirndurchblutuhg
Die Erfindung betrifft einen Apparat zur Registrierung der Gehirndurchblutung durch Ableitungen an der Schädeloberfläche. wobei ein Wechselstrom galvanisch induktiv oder kapazitiv durch das Objekt ge- sandt wird, an ein oder mehreren Stellen unabhängig voneinander und unabhängig von den stromführenden
Elektroden ein Spannungsabfall abgegriffen, verstärkt und demoduliert wird, wobei eine dem Strom pro- portionale Spannung um 180 Grad phasenverschoben, amplitudenungleich, der abgegriffenen Messspan- nung überlagert wird.
Bisher wurden zur Untersuchung der Durchblutungsverhältnisse an biologischen Objekten, besonders der Oberflächendurchblutung, Messanordnungen benützt, die auf Widerstandsmessungen beruhen, wobei durchwegs mit einem Stromkreis nur eine Ableitung registriert werden kann. Bei mehreren Ableitungen gleichzeitig müssen daher entsprechend viele Stromkreise angelegt werden, die sich gegenseitig beein- flussen können. Bei Anordnungen, bei denen nur zwei Elektroden verwendet werden und infolgedessen der
Messstrom über diese Elektroden geführt wird, wie dies bei Brückenmethoden der Fall ist, ist naturgemäss die grösste Stromdichte unter den Elektroden, so dass die Durchblutungsänderungen unter den Elektroden den ausschlaggebenden Anteil der registrierten Kurve darstellen.
Diese Methoden sind daher zur Registrierung der Gehirndurchblutung von der Schädeloberfläche aus nicht geeignet, da die Durchblutung der äusseren Muskelschicht eine wesentliche Rolle spielt, wobei die darunter liegende Knochenschichte mit ihrem höheren Widerstand ein weiteres Hindernis darstellt. Anor, inungen mit unabhängigen Messelektroden und stromführenden Elektroden wurden bisher nur zur Bestimmung der absoluten Widerstände von einzelnen Gewebsschichten mittels Sonden und Tiefenelektroden verwendet, da mit diesen bisher bekannten Anordnungen die Registrierung von Pulswellen und damit von dynamischen Durchblutungsverhältnissen nicht möglich ist.
Erfindungsgemäss wurde eine Anordnung geschaffen, bei der ein Wechselstrom durch das Objekt gesandt wird und an ein oder mehreren Stellen unabhängig voneinander und unabhängig von den stromführenden Elektroden, mittels Elektroden Spannungsabfälle abgegriffen, verstärkt und demoduliert werden, wobei jedem Spannungsabfall eine dem durchfliessenden Strom proportionale Spannung über ein Phasendrehglied 1 und über einen Amplitudenregler 2 gegenphasig, amplitudenungleich aufgedrückt wird. Da unmittelbar unter den stromführenden Elektroden die Stromdichte am grössten ist, entsteht durch die Pulsation eine Stromänderung, die zum grössten Teil der Oberflächendurchblutung entspricht.
Durch Überlagerung der abgegriffenen Messspannung mit einer dem Strom proportionalen Spannung, die in 180 Grad phasenverschoben ist, werden in bekannter Weise Stromschwankungen kompensiert und stabile Verhältnisse geschaffen, in erster Linie jedoch wird die Oberflächenpulsation, die die stromabhängige Spannung umgekehrt wie die abgegriffene Messspannung moduliert, kompensiert. Mit diesem Apparat werden keine direkten Widerstandsänderungen, sondern nur Spannungsschwankungen registriert, die im Innern des Schädels durch die Pulsation des Blutes entstehen.
Dass diese Spannungsschwankungen und die Pulsationen tatsächlich im Innern des Schädels stattfinden, konnte an Tierversuchen und bei Gehirnoperationen, wobei der Strom über die Hautoberfläche durchgeschickt wurde und die Messelektroden am Gehirn direkt angelegt wurden, einwandfrei nachgewiesen werden. Die bei dieser Methode angewendete Spannungskompen- sation ist mit der Spannungskompensation, wie sie bei Widerstandsmessungen zu Bodenuntersuchungen verwendet wird, nicht vergleichbar, da nur ein Teil der Spannung kompensiert wird, um oberflächliche Arthefarkte auszuschalten.
Erfindungsgemäss ist zwischen Amplitudenregler 2 und Kompensationspunkt 8 ein Spannungsteiler 3 vorgesehen, an dem in Punkt 5 ein Nullindikator angeschlossen ist, wobei das Spannungsteilerglied 4 die
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Differenzspannung zwischen stromabhängiger Spannung und Messspannung herstellt. Hiedurch wird er- reicht, dass durch Nullabgleich des Nullindikators 6 von Messung zu Messung gleicheKompensations-und Messverhältnisse eintreten.
Erfindungsgemäss ist ausserdem bei Transformatorkopplung des Messeinganges, dem Transformator- kreis, dem die stromabhängige Spannung zugeführt wird, ein Kondensator 9 parallel geschaltet, damit über dem Spannungsteilerglied 4 keine zusätzliche Phasenverschiebung zwischen Punkt 5 und 8 eintreten kann. Mit diesem Kondensator kann der Eingangskreis auf Resonanz abgestimmt werden, so dass er trotz induktiver Kopplung als ohmsche Komponente auftritt.
Erfindungsgemäss ist die stromabhängige Spannung gegenüber der Messspannung im Kompensation- punkt 8 um 180 Grad phasenverschoben, jedoch amplitudenungleich. Würde in Punkt 8 eine Nullkompen- sation stattfinden, würde auch die Modulation der Messspannung vernichtet werden, und es könnte keine Registrierung der Pulswelle stattfinden.
Erfindungsgemäss ist weiters der Messeingang 11 in bekannter Weise erdungsunabhängig aufgebaut, so dass jede Bezugsspannung zur Erde ohne Einfluss auf das Messergebnis bleibt. Die Erdungsunabhängigkeit des Einganges kann entweder durch eine Transformatorkopplung ; oder durch eine gegenphasige Verstärker- schaltung, Gegentaktschaltung, erreichtwerden. Die Erdungsunabhängigkeit des Einganges ist von Bedeutung bei bipolaren Ableitungen.
Die stromabhängige Spannung wird dem Verstärker gitterseitig überlagert, so dass ausserdem in bekannter Weise eine Übersteuerung des Verstärkers durch zu hohe Messspannung vermieden wird. Bei kleinen Messspannungen ist es von Vorteil, wenn die stromabhängige Spannung erst nach Verstärkung der Messspannung überlagert wird. Eingangsseitig ist in einer Zuleitung ausserdem ein Widerstand 7 mit Kurzschlusstaste vorgesehen. Durch kurzzeitiges Öffnen der Taste entsteht eine Spannungsänderung, die Aufschluss über die Übergangswiderstände der Messelektroden gibt, wobei dieser Spannungsstoss als Prüfzacke in der registrierten Kurve auftritt.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht insbesonders darin, dass mit einem einzigen Stromkreis Durchblutungsveränderungen im Innern des Gehirns an mehreren Stellen gleichzeitig registriert werden können, wobei diese Kontrollen über längere Zeit hindurch ohne unangenehme Nebenerscheinungen für das Objekt möglich sind. Es können hiemit Untersuchungen durchgeführt werden, die bisher an lebenden Objekten überhaupt nicht möglich waren. Bei bisherigen Anordnungen mussten zur Ableitung aus der Tiefe Tiefenelektroden eingeführt werden, die für Untersuchungen am menschlichen Gehirn natürlich nicht geeignet sind. Demgegenüber sind bei der erfindungsgemässen Anordnung ähnlich wie bei den EEG- Ableitungen nur Elektroden an der Schädeloberfläche notwendig.
Die Erfindung ist an einem Schaltbild mit angeschlossenem Messobjekt 14 näher erläutert.
13 ist ein amplitudenstabilisierter Brückenoszillator, der den konstanten Wechselstrom erzeugt. Der Strom fliesst über einen Regelwiderstand 20, ein Registrierinstrument 21 zu den Wicklungen 19, den Elektroden 15 und dem Objekt 14. An den Messstellen 16, 17 und 18 werden mittels Elektroden die Messspannungen abgegriffen und über die Widerstände 7 mit Kurzschlusstaste, den Eingängen 11 der Verstärker, zugeführt. Über die Wicklungen 19 wird für jede Messstelle gesondert induktiv über den Phasenschieberkreis 1, den Amplitudenregler 2 und den Spannungsteiler 3 die stromabhängige Spannung in Punkt 8 dem Verstärkereingang zugeführt. Am Spannungsteiler ist in Punkt 5 über das zweite System der Doppeltriode 20 der Nullindikator 6 angeschlossen.
Der Widerstand 4 bewirkt die Amplitudendifferenz zwischen stromabhängiger Spannung und Messspannung in Punkt 8. Durch den Kondensator 9 wird eine zusätzliche Phasenverschiebung über den Widerstand 4 vermieden. Die Differenzspannung wird durch das erste System der Doppeltriode 20 verstärkt und durch eine Demodulatorschaltung 10 demoduliert. Vom Anschluss 22 kann die demodulierte Spannung einem Registrierverstärker wie EKG oder EEG zugeführt werden. Durch Ver- änderung des Widerstandes 4 kann ausserdem die Höhe der Kompensation eingestellt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Apparat zur Registrierung der Gehirndurchblutung durch Ableitungen an der Schädeloberfläche, wobei ein Wechselstrom galvanisch, induktiv oder kapazitiv durch das Objekt gesandt wird und an ein oder mehreren Stellen unabhängig voneinander und unabhängig von den stromführenden Elektroden, mittels Elektroden Spannungsabfälle abgegriffen, verstärkt und demoduliert werden, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Spannungsabfall eine dem durch das Objekt fliessenden Strom proportionale Spannung über ein thasendrehglied (l) und. einen Amplitudenregler (2), gegenphasig, jedoch amplitudenungleich aufgedrückt wird.