AT516020A4 - Verfahren zur Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit einer Person - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit einer Person (1), wobei zwei mögliche Stimuli (S) vorgegeben werden, und dem Probanden (1) gedankliche Tätigkeiten aufgetragen werden, die bei Vorliegen eines Stimulus (S) ausgeführt werden 5 sollen, wobei jeweils - ein Stimulus (S) ausgewählt und der Person (1) appliziert wird, - EEG-Daten der Person ermittelt und aufgenommen werden, und - die jeweils ermittelten EEG-Daten dem Stimulus (S) zugeordnet werden, 10 wobei ein Maß (M) dafür ermittelt wird, ob die EEG-Daten von den einem Stimulus (S) unterschiedlicher Art unterscheidbar sind, und wobei das Maß (M) als Maß für die Wahrnehmungsfähigkeit herangezogen wird, wobei im Fall der Feststellung eines einen Schwellenwert überschreitenden Werts innerhalb von vorgegebenen Zeitbereichen EEG-Daten ermittelt und klassifiziert werden, 15 und ein Aktivierungsstimulus (A) auf den Probanden (1) appliziert wird.

Description

Verfahren zur Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit einer Person

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Messverfahren bekannt, die dazueingesetzt werden können, unterschiedliche gedankliche Tätigkeiten einer Person zudetektieren und darauf aufbauend Aktionen auszulösen. Aus dem Stand der Technik sindauch einzelne, sogenannte Gehirn-Computer-Schnittstellen, engl, brain computerinterfaces, bekannt, mit denen auf unterschiedliche Weise die im Inneren des Gehirnseiner Person ablaufenden Vorgänge ermittelt, weiterverarbeitet und auch visualisiertwerden können.

Solche Schnittstellen sind von erheblicher Bedeutung, wenn der betreffenden Personkeinerlei sonstige Möglichkeiten zur Kommunikation wie Sprache, Gebärden usw. zurVerfügung stehen. Wesentlicher Hintergrund der Erfindung ist es, Patienten imSpätstadium von neurologischen Erkrankungen, beispielsweise im Spätstadium deramyotrophen Lateralsklerose (ALS), oder auch Patienten mit Bewußtseinsstörungen oderkognitiven Beintraechtigungen daraufhin zu untersuchen, wie groß deren individuellesubjektive Wahrnehmungsfähigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt ist. Die Bestimmungdieser Fähigkeiten ist für den betreffenden Patienten von größter Relevanz, da abhängigvon der persönlichen Wahrnehmungsfähigkeit an ihn angepassteKommunikationsmöglichkeiten oder Steuermoeglichkeiten verwendet werden können.

Durch eine Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit kann ermittelt werden, inwieweitdiese Person, im folgenden als Proband bezeichnet, zur Kommunikation mit ihrer Umweltoder Steuerung ihrer Umwelt noch in der Lage ist. Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenndie bei der Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit notwendigerweise erworbenenLernerfolge durch den Probanden auch für eine nachfolgenden computergestützteKommunikation genutzt werden können.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, die ausschließlich ausgehend vonbereits vorhandenen Messwerten Klassifikationen von EEG-Daten ermitteln können.Solche Verfahren sind mitunter jedoch sehr wenig konklusiv, da bei EEG-Daten durchausindividuelle Unterschiede zwischen einzelnen Probanden bestehen.

Die vorliegende Erfindung setzt sich zur Aufgabe, ein rasches und einfaches Verfahrenzur Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen, das eine wirksame Feststellung der Wahrnehmungsfähigkeit ermöglicht, und von individuellenUnterschieden zwischen einzelnen Probanden weitestgehend unabhängig ist. Weiters istes Aufgabe der Erfindung, der Person die Möglichkeit zu geben, die erlangten Fähigkeitenzur Beantwortung von Fragen zur Ansteuerung bestimmter Körperfunktionen zu nutzen.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren zur Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeiteiner Person vorgesehen, a) wobei eine Menge von zumindest zwei möglichen unterschiedlich wahrnehmbare Artenvon auf den Probanden applizierbaren Stimuli vorgegeben wird, und b) dem Probanden gedankliche Tätigkeiten aufgetragen werden, die bei Vorliegen einesStimulus abhängig von der Art dieses Stimulus ausgeführt werden sollen, c) wobei eine Mehrzahl von Testschritten durchgeführt wird, wobei für jeden derTestschritte jeweils - eine Art von Stimulus aus der Menge der möglichen Arten von Stimuli,insbesondere nach Zufallskriterien, ausgewählt wird, - ein Stimulus der jeweils ausgewählten Art von Stimuli der Person appliziert wird, - innerhalb eines Zeitbereichs vor, während oder nach der Applikation desjeweiligen Stimulus EEG-Daten der Person ermittelt und aufgenommen werden,wobei der Zeitbereich vorzugsweise eine Dauer von 1 bis 10 Sekunden aufweist,und - die jeweils ermittelten EEG-Daten oder daraus abgeleiteten Daten der jeweiligenArt von Stimulus zugeordnet werden, d) wobei mittels Klassifikationsanzanalyse ein Maß dafür ermittelt wird, ob die einembestimmten Stimulus zugeordneten EEG-Daten von den einem Stimulus unterschiedlicherArt zugeordneten EEG-Daten unterscheidbar sind, und e) wobei das Maß für die Unterscheidbarkeit der EEG-Daten unterschiedlicher Stimuli alsMaß für die Wahrnehmungsfähigkeit herangezogen wird.

Weiters ist vorgesehen, - dass nach erfolgter Bestimmung des Maßes für die Wahrnehmungsfähigkeit undFeststellung eines einen Schwellenwert überschreitenden Werts durch das bestimmteMaß die folgenden Schritte vorgenommen werden, nämlich - dass laufend oder innerhalb von vorgegebenen Zeitbereichen EEG-Daten der Personermittelt und aufgenommen werden, - dass die jeweils aufgenommenen EEG-Daten mittels der zuvor durchgeführtenKlassifikationsanzanalyse klassifiziert werden, und - dass bei Vorliegen eines ermittelten Ergebnisses aus der Klassifikation ein diesemErgebnis zugeordneter Aktivierungsstimulus auf den Probanden appliziert wird.

Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, dass die Wahrnehmungsfähigkeit einerPerson unabhängig davon quantifizierbar ist, ob diese dazu in der Lage ist, bestimmtemotorische Aktionen tatsächlich auszuführen. Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass dervorliegende Test einfach an unterschiedliche Testbedingungen angepasst werden kann,indem der Person unterschiedliche gedankliche Tätigkeiten aufgetragen werden, diejeweils zu unterschiedlichen Ergebnissen in den EEG-Daten führen. Je nach Personkönnen auch individuell unterschiedliche gedankliche Tätigkeiten für die Quantifizierungherangezogen werden, um einen möglichst aussagekräftigen Wert zu erhalten. Auch kannder Test an unterschiedliche zusätzliche sensorische Störungen der Person angepasstwerden.

Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass nach der positiven Feststellung derWahrnehmungsfähigkeit der Person eine einfache Möglichkeit geschaffen wird, dieser zuBewegungen zu verhelfen, für die bereits klargestellt ist, dass die Person dieseselbständig aktivieren kann.

Von besonderem Vorteil für das Lernverhalten der Person ist es dabei, wenn der auf diePerson applizierte Aktivierungsstimulus in einer Applikation von funktionellerElektrostimulation auf einem Bereich des Körpers der Person besteht, mit der der Körperder Person zu einer dem Stimulus entsprechenden Körperbewegung veranlasst wird.Bereits erlernte Denkschemata, mit denen einzelne Körperteilen angesprochen werden,können auf einfache Weise zur Bewegung von Körperteilen herangezogen werden, wobeider Stimulus dem durch die Klassifikation ermittelten Ergebnis zugeordnet ist.

Weiters ist es von besonderem Vorteil für das Lernverhalten der Person, wenn der auf diePerson applizierte Aktivierungsstimulus in einer Applikation von funktionellerElektrostimulation oder mit einer Orthese, einer Prothese oder einem Roboter auf einemBereich des Körpers der Person besteht, mit der der Körper der Person an einer Stelledes Körpers gereizt wird oder mit der ein Teil des Körpers der Person manipuliert wird,wobei diese Stelle des Körpers durch das mittels Klassifikation ermittelte Ergebnisfestgelegt wird.

Zur Nutzung von der Person bereits bekannten Abläufen kann vorgesehen sein, dassStimuli und/oder Ergebnissen, mit denen zu einer Bewegung eines bestimmtenKörperteils oder zum Denken an einen bestimmten Körperteil aufgefordert wird, jeweils ein Aktivierungsstimulus in Form eines Reizes an einer Stelle des betreffenden Körperteilsoder in Form einer Manipulation eines des betreffenden Körperteils zugeordnet wird.

Eine einfache Methode zur Bestimmung des Maßes sieht vor, dass das Maß ermitteltwird, indem untersucht wird, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Anwendung derKlassifikationsanalyse auf die einzelnen den Arten von Stimuli zugeordneten EEG-Datenjeweils auf den korrekten Stimulus hindeutet.

Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung, die lediglich dieFunktionsfähigkeit des Gehörs voraussetzt, sieht vor, dass die Menge der Arten vonStimuli durch unterschiedliche Töne, insbesondere mit unterschiedlicher Dauer, Frequenzund Lautstärke, in für einen Menschen hörbaren Frequenzen vorgegeben wird und derjeweilige Ton der Person vorgespielt wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die ein geringfügiges taktiles Empfindenvoraussetzt, sieht vor, dass die Menge der Arten von Stimuli Vibrationsbeaufschlagungenan unterschiedlichen Körperteilen und/oder mit unterschiedlicher Intensität und/oderDauer umfasst, die der Person mittels Vibrationseinheiten appliziert werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die ein visuelles Empfinden voraussetzt,sieht vor, dass die Menge der Arten von Stimuli visuelle Reize für ein Auge oder beideAugen und/oder mit unterschiedlicher Intensität und/oder Dauer umfasst, die der Personmittels eines Bildschirms oder mittels Leuchtmitteln appliziert werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die ein elektrisches Reizempfindenvoraussetzt, sieht vor, dass die Menge der Arten von Stimuli elektrische Reize anunterschiedlichen Körperteilen und/oder mit unterschiedlicher Intensität und/oder Dauerumfasst, die der Person mittels elektrischer Stimulatoren appliziert werden.

Besonders unterscheidungskräftige und von Probanden leicht durchführbare gedanklicheTätigkeiten, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung besondersaussagekräftige Resultate erzielen, sind beispielsweise: - Zählen oder Rechnen, - Denken an Bewegungen von Körperteilen, insbesondere Extremitäten der rechten oderlinken Körperhälfte, vorzugsweise der Arme oder Hände.

Eine besonders vorteilhafte Vorverarbeitung der EEG-Daten umfassend eine Vielzahl vonEEG-Signalen und EEG-Kanälen sieht vor, dass eine Bewertung der aufgenommenenEEG-Daten vorgenommen wird, indem die einzelnen zum selben Zeitpunktaufgenommenen EEG-Daten der einzelnen EEG-Kanäle jeweils zu einem Signalvektorzusammengefasst werden, - dass eine Anzahl von, insbesondere vier, Gewichtvektoren vorgegeben wird, diedieselbe Anzahl von Elementen aufweisen wie die Signalvektoren, - dass für jeden Zeitpunkt jeweils das Skalarprodukt des ermittelten Signalvektors mitjedem der Gewichtsvektoren erstellt wird und die jeweils erstellten Skalarprodukte demjeweiligen Gewichtsvektor zugeordnet werden, - dass unter den jeweils demselben Gewichtsvektor zugeordneten Skalarproduktenjeweils die Varianz über einen vorgegebenen Zeitbereich ermittelt wird und demGewichtsvektor zugeordnet wird, - dass die einzelnen Varianzen und gegebenenfalls noch ein weiterer, vorgegebenerSummand mit Gewichtswerten eines weiteren Gewichtsvektors gewichtet und summiertwerden, und - dass die so erhaltene Summe oder eine Folge von so unmittelbar hintereinanderaufgenommener Summen der Klassifikationsanzanalyse als Testwert zugrundegelegtwird.

Eine besonders vorteilhafte, individuelle Anpassung an die jeweilige Person sieht vor,dass die Gewichtsvektoren und die Gewichtswerte, sowie gegebenenfalls der weitereSummand, an die jeweilige Person angepasst werden, sodass das in derKlassifikationsanzanalyse ermittelte Maß maximiert wird, insbesondere indem ausgehend von vorgegebenen Startwerten die Gewichtsvektoren, dieGewichtswerte, sowie gegebenenfalls der weitere Summand so lange iterativ adaptiertwerden, bis die Klassifikationsanzanalyse basierend auf den bereits ermittelten Testdatenein maximales Maß für die Unterscheidbarkeit liefert.

Um Störungen der ermittelten EEG-Signale zu vermeiden und eine besonders hoheUnterscheidbarkeit zwischen den einzelnen EEG-Signalen zu erzielen, kann vorgesehensein, dass die EEG-Daten vor der Beurteilung mittels Klassifikationsanzanalysekanalweise einer Bandpassfilterung unterzogen werden, wobei das gefilterte Signal,insbesondere ausschließlich, Frequenzen zwischen 8 Hz und 30 Hz enthält.

Um eine vorteilhafte Interaktion mit dem zu untersuchenden Probanden zu erreichensowie um den zu untersuchenden Probanden ein unmittelbares Feedback zu geben, kann vorgesehen sein, dass die EEG-Daten oder die der Klassifikationsanzanalyse zugrundegelegten Daten, insbesondere die Resultate einer Mittelung, die aus den EEG-Datenabgeleiteten evozierten Potentiale oder die EEG-Daten nach der Durchführung einerereignisbezogenen Desynchronisation oder die EEG-Daten, vorzugsweise der Personund/oder einem das Verfahren leitenden Operator, angezeigt werden.

Eine besonders rasche, einfache und effiziente Umsetzung kann vorgenommen werden,wenn das Maß dafür, ob die einem bestimmten Stimulus zugeordneten EEG-Daten vonden einem Stimulus unterschiedlicher Art zugeordneten EEG-Daten unterscheidbar sind,mittels einer der folgenden Arten von Klassifikationsanzanalyse duchgeführt werden: - Diskriminanzanalyse, insbesondere linearer Diskriminanzanalyse, - Support vector machines, - neuronale Netzwerke.

Um tages- und wochenbezogene Schwankungen einzelner Probanden ausscheiden zukönnen, kann vorgesehen sein, dass das Verfahren an mehreren, insbesondereaufeinander folgenden, Tagen, gegebenenfalls mehrfach, insbesondere mit denselbenStimuli, durchgeführt wird, wobei das Maß für die Wahrnehmungsfähigkeit der Person fürjeden Tag separat ermittelt wird und das Maß, das die größte Wahrnehmungsfähigkeitindiziert, als Maß für die Wahrnehmungsfähigkeit der Person herangezogen wird.

Um nach der Durchführung der Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit mit einfachenMitteln eine Kommunikation vornehmen zu können und die im Rahmen derQuantifizierung erzielten Daten weiter vorteilhaft nutzen zu können, kann vorgesehen sein, - dass nach erfolgter Bestimmung des Maßes für die Wahrnehmungsfähigkeit der Personaufgetragen wird, zur Kommunikation, insbesondere zur Bejahung und Verneinung vonFragen, die zuvor verwendeten gedanklichen Tätigkeiten vorzunehmen, - dass die Person in Beantwortung der gestellten Frage gedankliche Tätigkeiten vornimmt, - dass innerhalb von vorgegebenen Zeitbereichen während oder nach der Frage EEG-Daten der Person ermittelt und aufgenommen werden, - dass die jeweils aufgenommenen EEG-Daten mittels der zuvor durchgeführtenKlassifikationsanzanalyse klassifiziert werden, und - dass die jeweils ermittelten Ergebnisse der Klassifikation als Kommunikationsinhalteherangezogen und gegebenenfalls zur Verfügung gehalten werden.

Verfahren zur Durchführung der Erfindung können vorteilhaft mittels Computerndurchgeführt werden. Die Erfindung betrifft auch einen Datenträger, auf dem einVerfahren zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem dervorangehenden Ansprüche abgespeichert ist.

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung sowie einige vorteilhafteWeiterbildungen derselben werden im Folgenden näher dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel einer Anordnung zur Durchführung eineserfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 zeigt die Vorgehensweise bei der

Weiterverarbeitung von EEG-Daten bis zur Ermittlung von Testwerten. Fig. 3 zeigt die inFig. 1 dargestellte Steuereinheit im Detail.

Fig. 1 zeigt eine Person, im folgenden als Probanden 1 bezeichnet, dessenWahrnehmungsfähigkeit quantifiziert werden soll. Hierfür wurde ihm eine EEG-Haube 21aufgesetzt, die mittels jeweils einer EEG-Kabelverbindungen 22a, ..., 22zz mit einerTesteinheit 20 verbunden sind. Weiters wurden dem Probanden 1 Kopfhörer 11aufgesetzt, mittels denen akustische Stimuli S, beispielsweise in Form von Tönen oderTonfolgen, auf den Probanden 1 applizierbar sind. Die Kopfhörer 11 sowie die Testeinheit20 sind mit einer Steuereinheit 10 verbunden, die die Abgabe der Stimuli S steuert unddie Testwerte der Testeinheit 20 übermittelt erhält. Mit der Steuereinheit 10 kann dieTesteinheit 20 konfiguriert und an den jeweiligen Probanden 1 angepasst werden.

Zu Beginn des Verfahrens wird eine Menge von unterschiedlichen Stimuli S festgelegt. Ineiner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Stimuli S Töne mitunterschiedlicher Tonhöhe festgelegt, die mittels eines Lautsprechers 11 oder Kopfhörers11 dem Probanden 1 vorspielbar sind. Um die Quantifiziertung für den Probanden 1möglichst einfach zu gestalten, werden im exemplarisch dargestellten

Ausführungsbeispiel lediglich zwei unterschiedliche Tonhöhen als mögliche Stimuli Svorgegeben.

Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung jedoch auch andere Mengen vonStimuli S herangezogen werden.

Einerseits ist es möglich, dass der Proband 1 bestimmte Merkmale von Geräuschen wieDauer, Frequenz und Lautstärke nur eingeschränkt wahrnehmen kann. Die Menge derArten von Stimuli S kann somit auch festgelegt werden, indem unterschiedliche Töne, insbesondere mit unterschiedlicher Dauer, Frequenz und Lautstärke, in für einenMenschen hörbaren Frequenzen vorgegeben werden und der jeweilige Ton demProbanden vorgespielt wird.

Andrerseits kann es zur genaueren Quantifizierung durchaus von Vorteil sein, mehr alszwei unterschiedliche Stimuli S zu verwenden. Auch kann bei einer bekanntenentsprechenden Schädigung des Probanden 1 auch der Fall eintreten, dass dieser denStimulus S aus anderen Gründen nicht wahrnehmen kann, zum Beispiel besteht dieMöglichkeit, dass der Proband 1 zwar bei vollem Bewusstsein ist, jedoch eine Störung derGehörgänge oder des Hörnervs aufweist und aus diesem Grund nicht in der Lage ist,einen Hörreiz als Stimulus S adäquat zu interpretieren.

Es ist daher auch möglich, andere visuell, elektrisch und taktil oder sonst wahrnehmbareReize als Stimuli S zu verwenden. Die Menge der Arten von Stimuli S könnenbeispielsweise in Form von Vibrationsbeaufschlagungen an unterschiedlichenKörperteilen und/oder mit unterschiedlicher Intensität und/oder Dauer dem Probandenmittels Vibrationseinheiten appliziert werden.

In einem weiteren zu Beginn des Verfahrens vorzunehmenden Schritt wird demProbanden 1 mitgeteilt, welche Reaktionen er als Antwort für die jeweiligen Stimuli Svorzunehmen hat. Diese Mitteilung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen,beispielsweise durch Erklärung in Form einer Sprachmitteilung oder durch Darstellung dergewünschten Vorgehensweise auf einem Bildschirm 12.

Ein möglicher Auftrag an den Probanden 1 ist beispielsweise die Anweisung, bei einemhohen Ton an die rechte Hand und bei einem tiefen Ton an die linke Hand zu denken.Alternativ kann ein möglicher Auftrag darin bestehen, bei Vorliegen eines taktilen Reizesdurch eine Vibrationseinheit in einem vorgegebenen Körperbereich gedanklich zu zählen.Angepasst an unterschiedliche Fähigkeiten des Probanden 1 sowie das Wissen umsensorische Vorbeeinträchtigungen kann ein an den Probanden 1 angepasster Auftragerstellt werden.

Je nach Fortschreiten des Quantifizierungsverfahrens können auch differenzierteregedankliche Tätigkeiten verlangt werden, beispielsweise das Denken an einen vonmehreren vorab vorgegebenen Körperbereichen als Reaktion auf jeweils einen Stimulus Saus einer vorgegebenen Menge von Stimuli S.

Vor der Durchführung einzelner Testschritte des Verfahrens wird eine Anzahl von EEG-Elektroden auf den Kopf des Probanden 1 aufgesetzt. Auf den Kopf eines Probanden 1wird eine Probenanordnung mit Elektroden, im vorliegenden Beispiel mit 27 Elektroden,aufgebracht. Die einzelnen von den Elektroden ermittelten Ableitungen werden an eineVerstärkereinheit 201 geführt, verstärkt und digitalisiert.

Vor der Durchführung des Tests werden die einzelnen Stimuli S auf den Probanden 1appliziert, um diesen mit sämtlichen Stimuli S vertraut zu machen. Im vorliegendenBeispiel werden dem Probanden 1 sowohl der hohe als auch der tiefe Ton vorgespielt undanschließend wird ihm mitgeteilt, welche Reaktion von ihm erwartet wird, nämlich, - dass er bei Erkennen eines hohen Tons an die Extremitäten seiner rechten Hand odereine Bewegung der Extremitäten der rechten Hand denken soll und - dass er bei Erkennen eines tiefen Tons an die Extremitäten seiner linken Hand oder eineBewegung der Extremitäten der linken Hand denken soll.

Im vorliegend beschriebenen Verfahren werden an drei aufeinander folgenden Tagenjeweils 50 Testschritte hintereinander durchgeführt. Hierbei wird in jedem einzelnenTestschritt nach Zufallskriterien jeweils eine Art von Stimulus S aus der Menge der StimuliS ausgewählt. Eine Zufallseinheit 101 (Fig. 3) wählt eine Art von Stimulus S aus undübermittelt ein diesbezügliches Auswahlsignal an eine Stimulus-Einheit 102, die denStimulus S in Form eines elektrischen Analogsignals an die Kopfhörer 11 überträgt.

Es besteht hierbei die Möglichkeit, das Maß für die Wahrnehmungsfähigkeit desProbenden 1 an mehreren Tagen separat für den jeweiligen Tag zu ermitteln und dasMaß, das die größte Wahrnehmungsfähigkeit indiziert, als Maß für dieWahrnehmungsfähigkeit des Probanden insgesamt heranzuziehen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde im ersten Testschritt dem Probanden 1 füreine Sekunde ein hoher Ton vorgespielt. Der Proband 1 erkennt den hohen Ton alssolchen und denkt während des Abspielens des hohen Tons oder danach entsprechendan seine rechte Hand. Innerhalb eines Zeitfensters von 10 Sekunden werden sämtlichevon den EEG-Kanäle für eine weitere Untersuchung herangezogen. Der Beginn diesesZeitfensters kann vor, während oder nach dem Stimulus liegen. Im vorliegenden Beispielbeginnt das Zeitfenster 100 ms vor dem Beginn des Stimulus.

Die einzelnen EEG-Signale werden mit einer Abtastrate von 256 Abtastungen proSekunde mit einem Analog-Digital-Konverter 201 (Fig. 2) abgetastet und in Digitalsignale konvertiert, sodass sich insgesamt zur Charakterisierung der Gedanken des Probanden256x10x27=69.120 über 10 Sekunden einzelne Abtastwerte ergeben.

Die aus der EEG-Messung gewonnenen Abtastwerte werden kanalweise einerBandpassfilterung 202 unterzogen. Es wird dabei vor oder nach der Abtastung eineFilterung vorgenommen, dass Frequenzanteile des Signals, die kleiner als 8 Hz undgrößer als 30 Hz sind, stark gedämpft werden.

Grundsätzlich können einzelne aus der Gesamtheit der Signale abgeleitete Werte,beispielsweise eines Signalvektors s umfassend alle einzelnen kanalweise bestimmtenSignalwerte des EEG-Signals, für eine Diskriminanzanalyse herangezogen werden. Einesolcherart durchgeführte Diskriminanzanalyse kann prinzipiell zur Quantifizierung derWahrnehmungsfähigkeit weiter genutzt werden.

Die vorliegende bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht jedoch eineVereinfachung vor, die eine Ausführung des Verfahrens mit wesentlich geringeremRessourcenverbrauch ermöglicht. Hierfür werden sämtliche zum selben Zeitpunktaufgenommenen Signalwerte der einzelnen EEG-Kanäle zu einem gemeinsamenSignalvektor s zusammengefasst. Im vorliegenden Beispiel umfassen die Signalvektorens jeweils 27 einzelnen Signalwerte, nämlich je einen pro EEG-Kanal.

Weiters werden für die jeweilige Person vier individuelle Gewichtsvektoren ga, gdermittelt, die dieselbe Größe aufweisen wie die Signalvektoren s. Im vorliegenden Beispielweisen die Gewichtsvektoren jeweils 27 Elemente oder Einträge auf. Für jeden einzelnenAufnahme- bzw. Abtastzeitpunkt während des Zeitfensters wird von jeweils einerGewichtungseinheit 203a, 203b, 203c, 203d jeweils ein Skalaprodukt pa, Pb, pc, Pd desermittelten Signalvektors s mit jedem der Gewichtsvektoren ga, ..., gd erstellt. In dieservorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden in nachgelagerten Pufferspeichern204a, 204b, 204c, 204d jeweils die zuletzt erstellten, beispielsweise 5 bis 100,Skalaprodukte pa, pb, pc, Pd- separat für den jeweiligen Gewichtsvektor ga, ..., gdgespeichert. Anschließend wird für diese in den Pufferspeichern 204a, 204b, 204c, 204dliegenden Skalaprodukte pa, pb, pc, Pd jeweils die Varianz va, vb, vc, vd ermittelt. Diese allezu einem Zeitpunkt ermittelten Varianzen va, vb, vc, vd werden jeweils an einenachgeschaltete Gewichtungseinheit 206 übermittelt. Diese Gewichtungseinheit 206 bildeteine gewichtete Summe der einzelnen Varianzen va, vb, vc, vd wobei jede der Varianzenjeweils mit einem Gewichtswert wa, wb, wc, wd aus einem weiteren Gewichtsvektor wherangezogen werden. Die Gewichtungseinheit 206 addiert gegebenenfalls noch einen weiteren Summanden s hinzu, sodass am Ausgang der Gewichtungseinheit 206 einskalarer WertT anliegt.

Die Folge der innerhalb des Zeitfensters ermittelten Werte wird in weiterer Folge alsTestwert bezeichnet und von der Testeinheit 20 an die Steuereinheit 10 übertragen undvon dieser der jeweiligen Art von Stimulus S zugeordnet. Die Gewichtsvektoren ga, gd,der weitere Gewichtsvektor W und der weitere Summand S werden im Folgenden alsIndividualdaten bezeichnet und für jeden Probanden 1 separat ermittelt.

Die konkrete Ermittlung der Individualdaten ga, gd, w, s erfolgt im vorliegendenAusführungsbeispiel in einem Optimierungsverfahren und wird unten näher beschriebenund erfolgt vorteilhafterweise nach der Durchführung weniger Testschritte und kanngegebenenfalls zur Anpassung an Trainingserfolge des Probanden 1 wiederholt werden.

Mit diesem vorteilhaften Vorgehen kann gewährleistet werden, dass dieDiskriminanzanalyse mit numerisch geringem Aufwand vorgenommen werden kann.Insbesondere brauchen nicht 20250 Skalarwerte sondern bloß ein Testwert T mit einergeringen Anzahl von Skalarwerten ausgewertet werden, wodurch eine drastischvereinfachte Diskriminanzanalyse vorgenommen werden kann. Insbesondere bei einernachträglichen Weiterverwendung der Erfindung für die Kommunikation nach Abschlussder Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit kann auf diese Weise eine beträchtlicheRessourcenersparnis erreicht werden.

Der im jeweiligen Testschritt gewonnen Testwerte T werden der jeweiligen Art desStimulus S zugeordnet. Im vorliegenden Beispiel wurde mit den Kopfhörern 11 ein hoherTon als Stimulus S vorgespielt. Die Art des Stimulus wird an eineSpeichersteuerungseinheit 104 übertragen, die den Testwert T an einen ersten Speicher103a zur Abspeicherung weiterleitet. Wird in einem zweiten oder weiteren Testschritt eintiefer Ton als Stimulus S vorgegeben, so leitet die Speichersteuerungseinheit 104 denTestwert T an einen zweiten Speicher 103b weiter. Am Ende der einzelnen Testschritteliegen in den beiden Speichern 103a, 103b jeweils eine Vielzahl unterschiedlicherTestwerte T vor.

Mittels Diskriminanzanalyse 105, der die einzelnen in den Speichern 103a, 103babgelegten Testwerte T zugeführt sind, kann ein Unterscheidungskriterium G ermitteltwerden, das eine Unterscheidung zwischen den Testwerten T, die von den einzelnenArten von Stimuli S, beispielsweise einem hohen Ton und Testwerten, die von einem tiefen Ton herrühren, ermöglicht. Darüber hinaus liefert die Diskriminanzanalyse 105 auchein Maß M für die Unterscheidbarkeit der zu separierenden Testwerte T, das aus dennachstehenden Gründen als Maß M für die Wahrnehmungsfähigkeit des Probanden 1angesehen wird. Führt beispielsweise ein nach einem hohen Ton vom Probanden 1 durch Denken an dierechte Hand erzeugtes EEG-Signal immer zu einem Testwert T, der demUnterscheidungskriterium G entspricht und ein nach einem tiefen Ton vom Probanden 1durch Denken an die linke Hand erzeugtes Signal immer zu einem Testwert T, der demUnterscheidungskriterium nicht entspricht, so liefert die Diskriminanzanalyse 105 einmaximales Maß M für die Unterscheidbarkeit. Es kann in diesem Fall davon ausgegangenwerden, dass der betreffende Proband 1 den Auftrag verstanden hat und die einzelnenapplizierten Stimuli S wahrnehmen konnte und auf diese zielgerichtet reagiert hat.

Sofern der jeweilige Proband 1 jedoch überhaupt keine Wahrnehmungsfähigkeit hat,können auch keine unterschiedlichen gedanklichen Tätigkeiten festgestellt werden. Auchwenn die Diskriminanzanalyse 105 einen Unterscheidungskriterium G liefert, so kann ausdem Erfüllen oder Nichterfüllen des Unterscheidungskriteriums G durch den jeweiligenTestwert T kein Rückschluss auf den jeweiligen Stimulus S gezogen werden. Das Maß Mfür die Unterscheidbarkeit der einzelnen Testwerte ist folglich gering.

Zur Ermittlung der Individualwerte ga, ..., gd, w, s, die für die Ermittlung der Testwerte Tverwendet werden, kann wie folgt vorgegangen werden: Ausgehend von zufälligvorgegebenen Startwerten für die Individualwerte ga,..., gd, w, s oder ausgehend von denStartwerten von bereits getesteten Probanden 1 mit hoher Wahrnehmungsfähigkeitkönnen die Individualdaten, nämlich die Gewichtsvektoren ga, ..., gd, die weiterenGewichtsvektoren w und der weitere Summand s, so lange adaptiert werden, bis dieDiskriminanzanalyse 105, basierend auf einem ersten Satz von EEG-Daten einen einmaximales Maß für die Unterscheidbarkeit liefert. Der erste Satz von EEG-Daten mussnicht notwendigerweise sämtliche vom Probanden 1 erfassten EEG-Daten enthalten. Esist durchaus möglich, dass nur ein Teil der EEG-Daten zur Ermittlung der Individualdatenga, ..., gd, w, s herangezogen wird. Um Anpassungseffekte der Probanden 1 an diejeweilige Aufgabe besser berücksichtigen zu können, können die Individualdaten ga, ...,gd, w, s auch nach bestimmten Zeitintervalle neu bestimmt werden. Dies ist insbesonderedann von Vorteil, wenn das vorgestellte Verfahren nach der Quantifizierung derWahrnehmungsfähigkeit weiter zur Kommunikation benutzt wird.

Dieser Vorgang der Anpassung der Individualdaten ga, gd, w, s kann iterativ so langewiederholt werden bis eine optimale Unterscheidbarkeit der Testwerte vorliegt.

Zur Optimierung der Individualwerte ga, gd, w, s kann prinzipiell jedesOptimierungsverfahren verwendet werden. Gute Ergebnisse haben die Erfindung miteinem Verfahren erzielt, das aus der Literatur bekannt ist und dessen Inhalt in dieseAnmeldung aufgenommen wird:

Guger, C.; Ramoser, H.; Pfurtscheller, G., "Real-time EEG analysis withsubject-specific spatial patterns for a brain-computer interface (BCI),"Rehabilitation Engineering, IEEE Transactions on , vol.8, no.4, pp.447,456,Dec 2000 doi: 10.1109/86.895947

Das Optimierungsverfahren kann von einer nicht dargestellten Optimierungseinheit derSteuereinheit 10 gesteuert werden, die die einzelnen Individualwerte ga, gd, w, sabändert und iterativ jeweils eine neuerliche Erstellung der Testdaten T durch dieTesteinheit 20 startet.

Auch zur Diskriminanzanalyse 105 können unterschiedliche numerische Verfahrenverwendet werden, wobei sich im vorliegenden Fall das in "C. M. Bishop, NeuralNetworks for Pattern Recognition, 1995 :Ciarendon" beschriebene Verfahren zur linearenDiskriminanzanalyse besonders eignet.

Um auch während des Quantifizierungsverfahrens eine visuelle Kontrolle durch denProbanden 1 oder durch Dritte zu ermöglichen, kann nach dem jeweiligen Testschritt derim Testschritt ermittelte Testwert T von einer Vergleichseinheit 106 dem aus derDiskriminanzanalyse 105 ermittelten Unterscheidungskriterium G unterzogen werden. DasErgebnis E der Anwendung des Kriteriums G auf den Testwert T kann anschließend demProbanden 1 oder einem Dritten angezeigt oder sonst zur Kenntnis gebracht werden. DasErgebnis kann beispielsweise auf Bildschirmen 12, 13 graphisch dargestellt werden. Nacheiner Anzahl von Testschritten kann auch die Diskriminanzanalyse erneut durchgeführtund das Unterscheidungskriterium G neu festgelegt werden.

Die Ermittlung des Unterscheidungskriteriums G ist grundsätzlich für die Quantifizierungdes Wahrnehmungsfähigkeit nicht erforderlich, kann aber zur Bestimmung der Reaktiondes Probanden 1 im Einzelfall verwendet werden.

Diesen Umstand macht sich eine besondere Weiterbildung der Erfindung zunutze, dienach der Quantifizierung des Wahrnehmungsfähigkeit des Probanden 1 zusätzlich eineständige Kommunikation mit dem Probanden 1 anstrebt.

Nach der Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit des Probanden 1 kann diesem zuZwecken der Kommunikation weitere Fragen gestellt werden und des Probanden 1gedankliche Tätigkeiten aufgetragen werden, die bei Bejahung oder Verneinung dieserFrage ausgeführt werden sollen. Diese Fragen können beispielsweise dem Probanden 1auf ihrem Bildschirm 12 dargestellt werden oder über die Kopfhörer 11 übertragenwerden.

Hierbei verwendet der Proband 1 als Antwort dieselben gedanklichen Tätigkeiten, diezuvor bei der Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit verwendet wurden, dahinsichtlich dieser gedanklichen Tätigkeiten bereits eine ausreichende Unterscheidbarkeitsowie ein Unterscheidungskriterium G zur Unterscheidung der Antworten bzw. derTestwerte T festgestellt wurde. Bei den an den Probanden 1 gerichteten Fragen handeltes sich normalerweise um Fragen, die mit vorgegebenen Antwortmöglichkeitenausgestattet sind, beispielsweise die Antworten "JA" und "NEIN". Auch ist es möglich, mitdem Probanden 1 ein komplexeres Antwortschema mit einer größeren Anzahl vonunterscheidbaren gedanklichen Tätigkeiten als Antworten zu vereinbaren, wenn diesezuverlässig und unterscheidbar festgestellt werden können.

Der Proband 1 nimmt im Anschluss an einzelne Fragen gedankliche Tätigkeiten vor, dievom EEG erfasst und mittels der zuvor ermittelten Diskriminanzanalyse 105 klassifiziertwerden, d.h. es wird das der Diskriminanzanalyse 105 entstammendeUnterscheidungskriterium G auf den Testwert angewendet und das Ergebnis E ermittelt.Abhängig vom Ergebnis E, wird eine unterschiedliche Antwort des Probanden 1 auf diegestellte Frage angenommen. Die Antworten bzw. die ermittelten Ergebnisse E derKlassifikation werden für den Fragensteller zur Verfügung gehalten und diesem sowiegegebenenfalls auch dem Probanden auf den Bildschirmen 12,13 angezeigt.

Im vorstehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde beispielhaft eine lineareDiskriminanzanalyse zur Ermittlung des Maßes M für die Unterscheidbarkeitherangezogen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Vielmehr könnenunterschiedliche Arten der Klassifikationsanalyse, mit denen eine Trennung vonunterschiedlichen Testwerten möglich ist, herangezogen werden. So könnenbeispielsweise auch Support vector machines "Hidden Markov model and support vector machine based decoding of finger movements using electrocorticography; Wissel T,Pfeiffer T, Frysch R, Knight RT, Chang EF, Hinrichs H, Rieger JW, Rose G. J Neural Eng.2013 Oct;10(5):056020. doi: 10.1088/1741-2560/10/5/056020. Epub 2013 Sep 18. PMID:24045504 [PubMed - in process]" oder neuronale Netzwerke "C. M. Bishop, NeuralNetworks for Pattern Recognition, 1995 :Clarendon" zur Klassifikationsanalyseherangezogen werden, um ein Maß M für die Unterscheidbarkeit zu bestimmen.

Das Maß M kann auch ermittelt werden, indem untersucht wird, mit welcherWahrscheinlichkeit die Anwendung der Klassifikationsanalyse 105 auf die einzelnen denArten von Stimuli zugeordneten EEG-Daten jeweils auf den korrekten Stimulus hindeutet.Hierzu wird jeweils die Klassifikationsanalyse 105 nachträglich auf sämtliche ermitteltenEEG-Daten einzeln angewendet, wobei jeweils ein Klassifikationsergebnis ermittelt wird.Anschließend wird untersucht, ob das jeweilige Klassifikationsergebnis mit dem Stimulusübereinstimmt, der bei der Ermittlung der EEG-Daten auf den Patienten appliziert wurde.Das Verhältnis der korrekten Beurteilungen zu der Gesamtanzahl der einzelnenermittelten EEG-Daten bzw. der Anzahl der applizierten Stimuli kann als Maß Mherangezogen werden.

Evozierte Potentiale werden durch Mittelung der EEG Daten eines spezielles Stimulusberechnet und als EP-Kurve dargstellt. Die Software überlagert die evozierten Potentialevon zwei Klassen und daher können Unterschiede leicht erkannt werden. Dies erlaubteinerseits zu sehen ob der erwartete physiologische Response aufgetreten ist und weiterszu erkennen ob Unterschiede bestehen. Weiters wird ein statistischer Test durchgeführt,der angibt ob die Daten unterscheidbar sind. Statistisch signifikante Unterschiede werdenin der Kurvendarstellung markiert.

Ereignisbezogenen Desynchronization wird für jede Klasse berechnet indem die Daten ineinem typischen Frequenzbereich gefiltert werden (z.b. alpha bereich 8-12 Hz, betabereich 16-24 Hz,...). Danach wird die Leistung berechnet und diese Daten über alleWiederholungen gemittelt. Anschließend wird noch eine Mittelung im Zeitbereichdurchgeführt, um die Kurven zu glätten. Diese Änderung der Leistung wird auf einReferenzintervall vor der mentalen Aktivität bezogen und gibt daher die Änderung derBandleistung aufgrund der durchgeführten Aktivität an. Dieses Ergebnis wird noch miteinem statistischen Test ausgewertet, sodass nur signifikante Änderungen dargestelltwerden.

Sowohl Ereignisbezogenen Desynchronization aus auch evozierte Potentiale könnenvisualisiert werden und können dem Patienten als Feedback dienen, damit er Aktivitätenbesser durchführt. Für den Operator ist es wichtige Information, ob der Patient dieAufgabe richtig macht und er kann korrigierend eingreifen. Weiters kann der Operatorphysiologische Effekte aufgrund seiner Erfahrung beurteilen.

Die Erfindung sieht auch vor, dass nach erfolgter Bestimmung des Maßes M für dieWahrnehmungsfähigkeit die Ergebnisse der bisher vorgenommenen Messwerte zumweiter verwendet werden können. Ein solches Vorgehen ist natürlich nur dann sinnvoll,wenn für die betreffende Person festgestellt wurde, dass das ermittelte Maß einenvorgegebenen Schwellenwert übersteigt, da ansonsten nicht ausgeschlossen werdenkann, dass die von der Person gemessenen Hirnströme rein zufällig und ohne willentlicheSteuerung aufgrund der Stimuli gemessen wurden. Kann jedoch ermittelt werden, dassdie Person auf die Stimuli gezielt reagiert, kann die für die Person individuell ermittelteKlassifikation von Messwertergebnissen sinnvoll weiter verwendet werden.

Hierzu werden EEG-Daten der betreffenden Person laufend ermittelt. Der Zeitraum derErmittlung kann auch auf einzelne Zeitbereiche beschränkt werden, beispielsweise umBewegungen während des Schlafs zu vermeiden. Die EEG-Daten werden entsprechendder bereits erfolgten Klassifikationsanzanalyse 105 klassifiziert, wobei jeweilsunterschiedliche Klassifikationsergebnisse ermittelt werden können.

Besonders bevorzugt werden diejenigen Klassifikationergebnisse herangezogen, diewährend der Klassifikationsanalyse aufgrund von Stimuli ausgelöst wurden, dieKörperbewegungen entsprechen oder zu Körperbewegungen auffordern. Aufgrund dieserStimuli wird ein Aktivierungsstimulus erstellt, der die betreffende Körperbewegungveranlasst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zur Applikation vonAktivierungsstimuli A funktionelle Elektrostimulation, Orthesen, Prothesen oder Roboterverwendet. Mittels dieser Aktivierungsstimuli A wird der Körper der Person zu einerKörperbewegung veranlasst. Alternativ kann der Aktivierungsstimulus die Person auch aneiner dem Stimulus entsprechenden Körperstelle einen Reiz auslösen, um der Person eindiesbezügliches Feedback zu geben.

Bei Vorliegen eines ermittelten Ergebnisses E wird aus der Klassifikation ein diesemErgebnis E zugeordneter Aktivierungsstimulus A auf den Probanden 1 appliziert.

So ist es beispielsweise möglich, dem einem Stimulus S, mit dem die Person 1aufgefordert wird, eine Bewegung des Unterarms vorzunehmen, ein AktivierungsstimulusA zugeordnet wird, der einem Reiz am Unterarms oder einer Stimulation des Unterarmsmittels funkioneller Elektrostimulation, Orthese, Prothese, Roboter auslöst, der eineentsprechende Bewegung des Unterarms vorsieht.

Weiters ist es auch möglich, die Klassifikation zu wiederholen, um der Person dasErlernen weiterer Stimuli S zu ermöglichen. In diesem Fall braucht eine Bestimmung desMaßes für die Wahrnehmungsfähigkeit nicht wiederholt zu werden. Vielmehr reicht esaus, die Klassifikation durchzuführen, um die Reaktion der Person 1 auf ihr bereitsbekannte Stimuli S von der Reaktion der Person auf neu hinzutretende Stimuli S zuunterscheiden.

Claims (14)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Quantifizierung der Wahrnehmungsfähigkeit einer Person (1), a) wobei eine Menge von zumindest zwei möglichen unterschiedlich wahrnehmbare Artenvon auf den Probanden (1) applizierbaren Stimuli (S) vorgegeben wird, und b) dem Probanden (1) gedankliche Tätigkeiten aufgetragen werden, die bei Vorliegeneines Stimulus (S) abhängig von der Art dieses Stimulus (S) ausgeführt werden sollen, c) wobei eine Mehrzahl von Testschritten durchgeführt wird, wobei für jeden derTestschritte jeweils - eine Art von Stimulus (S) aus der Menge der möglichen Arten von Stimuli (S),insbesondere nach Zufallskriterien, ausgewählt wird, - ein Stimulus (S) der jeweils ausgewählten Art von Stimuli der Person (1)appliziert wird, - innerhalb eines Zeitbereichs vor, während oder nach der Applikation desjeweiligen Stimulus (S) EEG-Daten der Person ermittelt und aufgenommenwerden, wobei der Zeitbereich vorzugsweise eine Dauer von 1 bis 10 Sekundenaufweist, und - die jeweils ermittelten EEG-Daten oder daraus abgeleiteten Daten der jeweiligenArt von Stimulus (S) zugeordnet werden, d) wobei mittels Klassifikationsanzanalyse (105) ein Maß (M) dafür ermittelt wird, ob dieeinem bestimmten Stimulus (S) zugeordneten EEG-Daten von den einem Stimulus (S)unterschiedlicher Art zugeordneten EEG-Daten unterscheidbar sind, und e) wobei das Maß (M) für die Unterscheidbarkeit der EEG-Daten unterschiedlicher Stimuli (S) als Maß für die Wahrnehmungsfähigkeit herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, - dass nach erfolgter Bestimmung des Maßes (M) für die Wahrnehmungsfähigkeit und imFall der Feststellung eines einen Schwellenwert überschreitenden Werts durch dasbestimmte Maß die folgenden Schritte vorgenommen werden, nämlich - dass innerhalb von vorgegebenen Zeitbereichen während oder nach der Frage EEG-Daten der Person (1) ermittelt und aufgenommen werden, - dass die jeweils aufgenommenen EEG-Daten mittels der zuvor durchgeführtenKlassifikationsanzanalyse (105) klassifiziert werden, und - dass bei Vorliegen eines ermittelten Ergebnisses (E) aus der Klassifikation ein diesemErgebnis (E) zugeordneter Aktivierungsstimulus (A) auf den Probanden (1) appliziertwird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Personapplizierte Aktivierungsstimulus (A) in einer Applikation von funktionellerElektrostimulation oder mit einer Orthese, einer Prothese oder einem Roboter auf einemBereich des Körpers der Person besteht, mit der der Körper der Person an einer Stelledes Körpers gereizt wird oder mit der ein Teil des Körpers der Person manipuliert wird,wobei diese Stelle des Körpers durch das mittels Klassifikation ermittelte Ergebnis (E)festgelegt wird, wobei insbesondere dass Stimuli (S) und/oder Ergebnissen (E), mit denen zu einer Bewegung einesbestimmten Körperteils oder zum Denken an einen bestimmten Körperteil aufgefordertwird, jeweils ein Aktivierungsstimulus (A) in Form eines Reizes an einer Stelle desbetreffenden Körperteils oder in Form einer Manipulation eines des betreffendenKörperteils zugeordnet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß (M)ermittelt wird, indem untersucht wird, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Anwendung derKlassifikationsanalyse (105) auf die einzelnen den Arten von Stimuli zugeordneten EEG-Daten jeweils auf den korrekten Stimulus hindeutet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, - dass die Menge der Arten von Stimuli (S) durch unterschiedliche Töne, insbesondere mitunterschiedlicher Dauer, Frequenz und Lautstärke, in für einen Menschen hörbarenFrequenzen vorgegeben wird und der jeweilige Ton der Person (1) vorgespielt wird, oder - dass die Menge der Arten von Stimuli (S) Vibrationsbeaufschlagungen anunterschiedlichen Körperteilen und/oder mit unterschiedlicher Intensität und/oder Dauerumfasst, die der Person (1) mittels Vibrationseinheiten appliziert werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge derArten von Stimuli (S) visuelle Reize für ein Auge oder beide Augen und/oder mitunterschiedlicher Intensität und/oder Dauer umfasst, die der Person (1) mittels einesBildschirms oder mittels Leuchtmitteln appliziert werden, oder dass die Menge der Arten von Stimuli (S) elektrische Reize an unterschiedlichenKörperteilen und/oder mit unterschiedlicher Intensität und/oder Dauer umfasst, die derPerson (1) mittels elektrischer Stimulatoren appliziert werden.
6. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdie Person (1) abhängig vom jeweiligen Art von Stimulus (S) eine der folgendengedanklichen Tätigkeiten aufgetragen wird: - Zählen oder Rechnen, - Denken an Bewegungen von Körperteilen, insbesondere Extremitäten der rechten oderlinken Körperhälfte, vorzugsweise der Arme oder Hände.
7. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dasseine Bewertung der aufgenommenen EEG-Daten vorgenommen wird, indem dieeinzelnen zum selben Zeitpunkt aufgenommenen EEG-Daten der einzelnen EEG-Kanälejeweils zu einem Signalvektor (s) zusammengefasst werden, - dass eine Anzahl von, insbesondere vier, Gewichtvektoren (ga, gb, gc, gd) vorgegebenwird, die dieselbe Anzahl von Elementen aufweisen wie die Signalvektoren (s), - dass für jeden Zeitpunkt jeweils das Skalarprodukt (pa, pb, Pc, Pd) des ermitteltenSignalvektors (s) mit jedem der Gewichtsvektoren (ga, gb, gc, gd) erstellt wird und diejeweils erstellten Skalarprodukte (pa, pb, pc, pd) dem jeweiligen Gewichtsvektor (ga, gb, gc,gd) zugeordnet werden, - dass unter den jeweils demselben Gewichtsvektor (ga, gb, gc, gd) zugeordnetenSkalarprodukten jeweils die Varianz (va, vb, vc, vd) über einen vorgegebenen Zeitbereichermittelt wird und dem Gewichtsvektor zugeordnet wird, - dass die einzelnen Varianzen (va, vb, vc, vd) und gegebenenfalls noch ein weiterer,vorgegebener Summand mit Gewichtswerten (wa, wb, wc, wd) eines weiterenGewichtsvektors (w) gewichtet und summiert werden, und - dass die so erhaltene Summe oder eine Folge von so unmittelbar hintereinanderaufgenommener Summen der Klassifikationsanzanalyse (105) als Testwert (T)zugrundegelegt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsvektoren (ga,gb, gc, gd) und die Gewichtswerte (wa, wb, wc, wd), sowie gegebenenfalls der weitereSummand (s), an die jeweilige Person (1) angepasst werden, sodass das in derKlassifikationsanzanalyse (105) ermittelte Maß (M) maximiert wird, insbesondere indem ausgehend von vorgegebenen Startwerten die Gewichtsvektoren (ga,gb, gc, gd), die Gewichtswerte (wa, wb, wc, wd), sowie gegebenenfalls der weitereSummand (s) so lange iterativ adaptiert werden, bis die Klassifikationsanzanalyse (105)basierend auf den bereits ermittelten Testdaten ein maximales Maß (M) für dieUnterscheidbarkeit liefert.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die EEG-Daten vorder Beurteilung mittels Klassifikationsanzanalyse kanalweise einer Bandpassfilterung(201) unterzogen werden, wobei das gefilterte Signal (s), insbesondere ausschließlich,Frequenzen zwischen 8 Hz und 30 Hz enthält.
10. 10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdie EEG-Daten oder die der Klassifikationsanzanalyse (105) zugrunde gelegten Daten,insbesondere die Resultate einer Mittelung, die aus den EEG-Daten abgeleitetenevozierten Potentiale oder die EEG-Daten nach der Durchführung einerereignisbezogenen Desynchronisation oder die EEG-Daten, vorzugsweise der Person (1)und/oder einem das Verfahren leitenden Operator, angezeigt werden.
11. 11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdas Maß (M) dafür, ob die einem bestimmten Stimulus (S) zugeordneten EEG-Daten vonden einem Stimulus (S) unterschiedlicher Art zugeordneten EEG-Daten unterscheidbarsind, mittels einer der folgenden Arten von Klassifikationsanzanalyse duchgeführt werden: - Diskriminanzanalyse, insbesondere linearer Diskriminanzanalyse, - Support vector machines, - neuronale Netzwerke.
12. 12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdas Verfahren an mehreren, insbesondere aufeinanderfolgenden, Tagen, gegebenenfallsmehrfach, insbesondere mit denselben Stimuli (S), durchgeführt wird, wobei das Maß (M)für die Wahrnehmungsfähigkeit der Person (1) für jeden Tag separat ermittelt wird unddas Maß (M), das die größte Wahrnehmungsfähigkeit indiziert, als Maß (M) für dieWahrnehmungsfähigkeit der Person (1) herangezogen wird.
13. 13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass nach erfolgter Bestimmung des Maßes (M) für die Wahrnehmungsfähigkeit derPerson (1) aufgetragen wird, zur Kommunikation, insbesondere zur Bejahung undVerneinung von Fragen, die zuvor verwendeten gedanklichen Tätigkeiten vorzunehmen, - dass die Person (1) in Beantwortung der gestellten Frage gedankliche Tätigkeitenvornimmt, - dass innerhalb von vorgegebenen Zeitbereichen während oder nach der Frage EEG-Daten der Person (1) ermittelt und aufgenommen werden, - dass die jeweils aufgenommenen EEG-Daten mittels der zuvor durchgeführtenKlassifikationsanzanalyse (105) klassifiziert werden, und - dass die jeweils ermittelten Ergebnisse (E) der Klassifikation als Kommunikationsinhalteherangezogen und gegebenenfalls zur Verfügung gehalten werden.
14. 14. Datenträger, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zurDurchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche abgespeichertist.