DE10145325A1 - Anordnung und Verfahren zur räumlich gerichteten Erfassung des Elektroenzephalogramms - Google Patents
Anordnung und Verfahren zur räumlich gerichteten Erfassung des ElektroenzephalogrammsInfo
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Abstract
Es ist ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, mit denen die elektrische Aktivität eines räumlich eingegrenzten Gehirnbereiches erfasst und zur weiteren Verarbeitung genutzt werden kann. DOLLAR A Auf der Schädeloberfläche sind mehrere Elektroden so angebracht, dass ein Teil der Elektroden die vom interessierenden Gehirnareal ausgehende elektrische Aktivität erfasst. Ein anderer Teil der Elektroden erfasst neben der vom interessierenden Areal zusätzlich die von benachbarten Gebieten erzeugte störende elektrische Aktivität. Mit Hilfe einer elektronischen Schaltung und Methoden der Signalverarbeitung wird diese weitgehend reduziert. DOLLAR A Anwendung findet diese Methode der Erfassung eines EEG bei vielen medizinischen Fragestellungen, bei denen die lokale Gehirnaktivität anatomisch begrenzter Bereiche oder Zentren von großer Bedeutung ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur
räumlich gerichteten Erfassung des Elektroenzephalogramms
(EEG) von ausgewählten Gehirnarealen.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, die mit
geeigneten Elektroden an vorbestimmten standardisierten
Positionen das EEG erfassen und einem Verstärker zuführen.
Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass die elektrische
Aktivität nur von relativ großen Bereichen des Gehirns
erfasst werden kann.
Bei vielen medizinischen Fragestellungen der Neurologie,
Physiologie oder der Funktionsdiagnostik ist aber eher die
lokale Gehirnaktivität bestimmter anatomisch begrenzter
Bereiche oder Zentren von essentieller Bedeutung. Um die
elektrische Aktivität solcher Bereiche zu erfassen und diese
von Störungen durch die benachbarten Gehirnareale zu
befreien, sind eine Reihe aufwendiger
Signalverarbeitungsschritte notwendig. Dazu muss das
verstärkte EEG digitalisiert und anschließend in einem
Computer analysiert werden.
Ein großer Nachteil dieser Verfahrensweise liegt darin, dass
bei ihr nur eine Offline-Analyse möglich ist. Demzufolge kann
sie auch nicht bei zeitkritischen Vorgängen angewendet
werden.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Verfahren und eine
Anordnung bereit zu stellen, mit denen die lokale elektrische
Aktivität eines räumlich eingegrenzten Gehirnbereiches
erfasst und zur weiteren Verarbeitung und/oder Analyse
genutzt werden kann. Die von den benachbarten Gehirnarealen
auf den gewünschten zu untersuchenden Bereich einwirkenden
und störenden Felder sollen dabei in ihrer Projektion auf das
abgeleitete Potential weitgehend unterdrückt werden.
Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe mit den
kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 3.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung
und des dazugehörigen Verfahrens sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die vorliegende erfindungsgemäße Anordnung und des
dazugehörigen Verfahrens zeichnen sich dadurch aus, dass die
elektrische Aktivität des interessierenden Gehirnbereiches
simultan zur EEG-Erfassung von Störungen befreit wird. Bei
herkömmlichen Erfassungsmethoden ist dies nur mit Hilfe von
Offline-Analysen möglich, d. h. mit Methoden der
Signalverarbeitung, die auf einer mehrfachen Wiederholung der
Messung beruhen und deshalb klinisch in vielen Fällen nur mit
inakzeptabler Verzögerung realisierbar sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von einer Zeichnung
näher erläutert. In ihr ist gezeigt:
Fig. 1 prinzipieller Aufbau einer räumlich
gerichteten EEG-Erfassung
Die dargestellte Anordnung kann zu Untersuchungen am
visuellen Kortex verwendet werden. Auf der Schädeloberfläche
über dem visuellen Kortex des Patienten wird oberhalb des
Inions 4 ein doppelter Ring von Elektroden angebracht. Die
Anzahl der verwendeten Elektroden richtet sich nach der
jeweiligen technischen Ausstattung. Sie sind
achsensymmetrisch um die Referenzelektrode 1 verteilt.
Der innere Elektrodenring 2 liegt direkt über der ROI (Region
Of Interest - der interessierende Bereich). Seine Abmessungen
sind in Abhängigkeit von den bekannten anatomischen
Eigenschaften zu wählen.
Der äußere Elektrodenring 3 umfasst zusätzlich die Aktivität
der die ROI umgebenden Gebiete.
Die Elektrodenpotentiale des inneren Ringes 2 und des äußeren
Ringes 3 werden mit üblichen EEG-Verstärkern 5 und 6
verstärkt und dem Elektronikblock 7 zugeführt.
Mit einer geeigneten analogen und digitalen Schaltungstechnik
sowie in Microcontroler oder Signalprozessor implementierten
Algorithmen wird die elektrische Richtcharakteristik der
Elektrodenkonfiguration und die Störungsunterdrückung
benachbarter Gehirnareale der ROI realisiert.
Die gebildete Differenz der Aktivitäten der beiden
Gehirnvolumina begründet eine nahezu ungestörte Aktivität des
untersuchten Bereiches (ROI). Der Untersucher kann bereits
bei der Aufnahme der Gehirnpotentiale diagnostisch relevante
Informationen erhalten.
1
Referenzelektrode
2
EEG-Elektroden über dem interessierenden
Bereich
3
EEG-Elektroden über dem interessierenden
Bereich und dessen benachbarten Gebieten
4
Inion
5
erster vierkanaliger EEG-Verstärker
6
zweiter vierkanaliger EEG-Verstärker
7
Elektronikblock (analoge und digitale
Schaltungstechnik mit implementiertem
Algorithmus zur Gewinnung störungsfreier
Potentiale des interessierenden kortika
len Bereiches)
Claims (4)
1. Anordnung zur räumlich gerichteten Erfassung eines
Elektroenzephalogramms mit auf der Schädeloberfläche
eines Untersuchten angebrachten Elektroden, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Teil der Elektroden derart
angeordnet ist, dass sie die Aktivität der
interessierenden kortikalen Struktur erfassen, ein
anderer Teil der Elektroden derart, dass sie die
Aktivität der interessierenden kortikalen Struktur und
die der sie umgebenden Gebiete erfassen und eine
elektronische Auswertschaltung vorhanden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektroden in einem inneren Ring 2 und einem
äußeren Ring 3 achsensymmetrisch um eine
Referenzelektrode 1 angeordnet sind.
3. Verfahren zur räumlich gerichteten Erfassung eines
Elektroenzephalogramms, dadurch gekennzeichnet, dass
über der interessierenden kortikalen Struktur und über
der interessierenden kortikalen Struktur und den
benachbarten Gebieten die elektrische Aktivität
ermittelt wird und die gewonnenen Potentiale verstärkt
und einer elektronischen Schaltung zugeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die räumliche Richtcharakteristik zur Erfassung
der Aktivität einer interessierenden kortikalen
Struktur mit Algorithmen der Signalverarbeitung
realisiert wird.
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