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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Methode bzw. ein Meßsystem
zur quantitativen Bestimmung der hepatischen Enzephalopathie bzw.
anderer Hirnleistungsstörungen.
Mit Hilfe der beschriebenen Test-Vorrichtung kann über eine
Flimmer- und/oder Verschmelzungsfrequenz der Schweregrad der Enzephalopathie
bei akuten oder chronischen Leberschäden bzw. anderen Hirnleistungsstörungen ermittelt
werden. Es handelt sich dabei um eine miniaturisierte, tragbare,
netzunabhängige
Messvorrichtung, die unmittelbar vor Ort, d.h. am Patientenbett, eingesetzt
werden kann. Dabei kann die Darbietung eines Reizlichtes und die
Ermittlung der entsprechenden Grenzfrequenzen sowohl über eine
Kopfbandbrille als auch andere Arten tragbarer Brillensysteme (z.B.
Videobrille) erfolgen.
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Bescheibung der Erkrankung:
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In
Deutschland leiden ca. 300000 Patienten an einer gesicherten Leberzirrhose,
Schätzungen
gehen sogar von annähernd
1 Million Menschen mit dieser Erkrankung aus. Dabei weisen bis zu
75% der betroffenen Patienten eine „Hepatische Enzephalopathie" (HE) von unterschiedlichem
Schweregrad auf. Definiert ist die HE als die Summe aller neurologisch nachweisbaren
Funktionsstörungen
des Gehirns, die bei akuten oder chronischen Lebererkrankungen auftreten
können.
Die Auslöser
dieser reversiblen Funktionsstörung
sind in der Regel unterschiedliche Faktoren, zu denen Blutungen
im Magen-Darm-Trakt, Gewebsblutungen, eiweißreiche Mahlzeiten, Infektionen
etc. zählen.
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Grundsätzlich wird
zwischen der HE bei chronischen Lebererkrankungen und der HE bei
akutem Leberversagen unterschieden. Das Auftreten einer dieser Formen
ist abhängig
von der Geschwindigkeit des Auftretens und dem Umfang der Leberschädigung sowie
der Anwesenheit der o.g. genannten Faktoren. Auch so genannte Leberumgehungskreisläufe, das
sind operative oder pathologisch angelegte Kurzschlussverbindungen
zwischen Pfortader und dem Körperkreislauf,
verursachen eine HE.
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Insbesondere
werden dem Ammoniak und anderen neurotoxischen Substanzen bei der
Auslösung
der HE eine entscheidende Wirkung zugeschrieben. Infolge der gestörten Entgiftungsfunktion gelingt
es der geschädigten
Leber nicht, die vorwiegend aus dem Darm und der Muskulatur stammenden
Substanzen zu entgiften. Über
die Leberumgehungskreisläufe
gelangen diese Substanzen in die systemische Zirkulation. Zu diesen
für das
Gehirn zumeist giftigen Substanzen zählen neben Ammoniak, Mercaptanen,
Entzündungsmediatoren,
Spurenelemente wie Mangan. Diese Stoffe können eine zwischen dem Blut
und dem Hirnwasser liegende Blut-Hirn-Schranke überwinden und allein bzw. im Zusammenwirken
mit Ammoniak eine Schwellung der Astrozyten im Hirn auslösen. Diese
geringgradige Schwellung der sogenannten „Ammenzellen der Neuronen" führt zu einer
Störung
der Kommunikation zwischen den Astrozyten und Neuronen. Die dadurch ausgelösten neuronalen
Funktionseinschränkungen führen zu
den vielfältigen
klinischen Symptomen der HE. Hierzu zählen Veränderungen der Bewusstseinslage,
des Intellekts, des Verhaltens sowie neuromuskuläre Störungen. Klinisch auffallende
Symptome insbesondere einer manifesten HE bei Patienten mit Zirrhose
sind eine schnelle Ermüdung,
eine verringerte Daueraufmerksamkeit und eine Reduktion der Vigilanz.
Die zunehmende Schwere dieser initialen Symptome bei fortschreitender
HE ist verbunden mit verkürzten
Aufmerksamkeitszeiträumen
bis hin zu unwillkürlichem
Muskeltremor, Verwirrtheitszuständen,
Bewußtseinstrübungen und
dem Koma als Endzustand.
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Bisher
werden zur klinischen Diagnose der Enzephalopathie meist einfache
klinische oder laborchemische Parameter wie die HE-Graduierung,
der Blut-Ammoniakwert sowie die benötigte Zeit in einem so genannten
Zahlenverbindungstest zur Beurteilung angewandt. Diese Befunde werden
zwecks Graduierung einer willkürlich
von 0 bis 4 gewichteten Skala zugeordnet. Die Anwendung psychometrischer
Testbatterien objektiviert die Beurteilung der mentalen Leistungsfähigkeit
der zirrhotischen Patienten. Um diese jedoch umfassend zu beurteilen,
müssen
computerpsychometrische Tests bzw. Testbatterien folgen, um die
Leistungsfähigkeit
dieser Patienten hinsichtlich Aufmerksamkeit, Konzentrations- und
Wahrnehmungsfähigkeit,
Feinmotorik und Reaktionszeiten zu beschreiben. Außerdem werden
Techniken wie die Magnetresonanz-Tomographie (MRT) bzw. die Magnetresonanzspektroskopie
(MRS) genutzt, um lokalisierte strukturelle und biochemische in
vivo-Informationen über
das untersuchte Gehirn zu erhalten. Alle diese Methoden sind sehr
zeitaufwendig oder erfordern eine umfangreiche apparative Ausrüstung.
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Ein
weiteres Problem stellt die Beurteilung der Arbeits- und Leistungsfähigkeit,
speziell die der Verkehrsfähigkeit,
von Patienten mit HE dar. In Untersuchungen der 80er Jahre wurde
mit Hilfe computerpsychometrischer Testverfahren bei einem Viertel
der untersuchten zirrhotischen Patienten eine Fahruntauglichkeit
festgestellt, bei 50 % der Patienten bestanden Einschränkungen
bei der Fahrtauglichkeit. Dabei waren insbesondere Patienten mit
einer alkoholischen Ursache der Leberzirrhose als fahruntauglich
beurteilt worden. Aus diesen Daten kann derzeit primär kein erhöhtes Unfallrisiko
für zirrhotische
Patienten postuliert werden. Eine pauschale Ablehnung der Fahreignung
eines Patienten mit einer Leberzirrhose ist somit nicht gerechtfertigt,
da objektive Untersuchungsmethoden und objektive Beurteilungskriterien
fehlen.
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Das
Fehlen dieser objektiven Beurteilungsmöglichkeiten kommt darin zum
Ausdruck, dass sich für
die Routinediagnostik lediglich die Anwendung des Zahlenverbindungstestes
etabliert hat. Dieser Test bietet jedoch keine Graduierungsmöglichkeiten im
Hinblick auf die Schwere der HE, die Beurteilung der Arbeits- und
Leistungsfähigkeit
und die Entscheidung über
die Notwendigkeit einer Behandlung. Mit Hilfe der beschriebenen
Testmethode kann jedoch semiquantitativ die Funktionsbereitschaft
des Gehirns geprüft
und die Schwere der HE und das Vorliegen von Hirnleistungsstörungen quantifiziert
werden, so dass die Arbeits- und Leistungsfähigkeit des Patienten exakt
definiert und ein entsprechender Therapieerfolg aufgezeigt werden
kann.
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Neuere
Daten zeigen, dass die Zellen der retinalen Glia (Müller-Zellen)
gleichen morphologischen und funktionellen Veränderungen unterliegen wie die
Zellen der cerebralen Glia, wenn sie durch Faktoren welche eine
HE auslösen
können
(z.B. eine Hyperammoniämie)
beeinflußt
werden. Dieses als Hepatische Retinopathie beschriebene Verhalten
eröffnet
neue diagnostische Möglichkeiten
zur Beurteilung der Schweregraduierung der HE und damit der Arbeits-
und Leistungsfähigkeit
sowie zur Entscheidungsfindung einer Therapienotwendigkeit.
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Bescheibung der Methode:
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Über die
Erfassung der Flimmer- bzw. Verschmelzungsfrequenz mittels eines
Testgerätes
zur Ermittlung unterschiedlicher zentralnervöser Aktiviertheitszustände, ist
eine Differenzierung zwischen zirrhotischen Patienten mit unterschiedlichen
Schweregraden der HE, entsprechenden Hirnleistungsstörungen,
und unterschiedlicher Pathogenese der Zirrhose möglich. Anhand dieses Tests
kann entschieden werden, ob der Patient arbeits- bzw. hinsichtlich einer
durchzuführenden
Tätigkeit
leistungsfähig
ist. Gleichzeitig kann durch Differenzierung der Patienten anhand
einer Schwellenfrequenz die Entscheidung hinsichtlich Therapienotwendigkeit
getroffen werden.
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Mittels
eines Flimmerfrequenzanalysators (1-2) wird eine intrafoveale Lichtreizung
erzeugt und so ein definiertes Licht (Wellenlänge 650 nm, Helligkeit 270
cd/m2) im Bereich von 25 bis 60 Hz in Schritten
von 0,1 Hz sowohl in ansteigender (Verschmelzungsfrequenz) als auch
in absteigender Richtung (Flimmertrequenz) der Testperson vorgegeben.
Die intrafoveale Reizung wird durch ein konkav-konvexes Linsensystem
sichergestellt, welches die Akkomodation des Auges auf ein virtuelles
Bild der Lichtquelle in 12 cm Entfernung lenkt. Rasch aufeinandertolgende
Lichtreize erzeugen den Eindruck des „Flimmerns". Wird die „aufsteigende" Methode, beginnend
bei 25 Hz, gewählt,
geht das Flimmern allmählich
in den Eindruck eines ruhigen Lichts über („Gleichlicht"). Die so ermittelte
kritische Frequenz bei der diese Wahrnehmungsänderung eintritt, wird mehrfach
bestimmt und aus den erhobenen Messwerten der Mittelwert berechnet
(Verschmelzungsfrequenz). Bei der absteigenden Methode wird die
Lichtfrequenz verringert, so dass der Eindruck des Gleichlichtes
in den des Flimmerns übergeht.
Auch dieser Messvorgang wird mehrfach wiederholt und der Mittelwert
berechnet (Flimmertrequenz). Diese so genannten Grenzwerte geben
die im auf- bzw. absteigenden Verfahren gemessene visuelle Diskriminationsfähigkeit
und damit im Sinne der Aktivierungstheorie das augenblickliche „Arousal" an.
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Testbefunde
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92
Patienten mit alkoholischer (n = 47) oder nicht-alkoholischer (n
= 45) Leberzirrhose wurden untersucht. 23 Patienten ohne Nachweis
einer akuten oder chronischen Lebererkrankung dienten als altersentsprechende
Kontrollen. Zur Ermittlung der Altersabhängigkeiten und zur Erfassung
der Langzeitstabilität
der Flimmerfrequenz (CFF) wurden neben den Daten der 23 vorgenannten
Patienten zusätzlich
Daten von weiteren 32 gesunden Kontrollpatienten (Altersbereich
21 bis 80 Jahre; n = 55) eingeschlossen. Die Schweregraduierung
der HE erfolgte mittels der West-Haven-Kriterien und computerpsychometrischer
Tests. Als computerpsychometrische Testverfahren dienten der Linienverfolgungstest,
das Cognitrone, der Wiener Reaktionstest, die Motorische Leistungsserie
sowie der Tachistoskopische Verkehrsauffassungstest (Mannheim).
Zusätzlich wurden
der Zahlenverbindungstest A und B (ZVT-A und B), der Liniennachfahrtest
(Zeit und Fehler) sowie der Zahlen-Symbol-Test eingesetzt. Bei der
Entscheidung über
die aktuelle HE-Schweregraduierung in HE 0 bzw. SHE wurden für diese
Studie die Resultate der Computerpsychometrie zugrunde gelegt (SHE
= keine klinisch manifesten Symptome, jedoch mindestens 2 pathologische
Testresultate in der Computerpsychometrie als Unterscheidungskriterium
zur HE 0).
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In
der Kontrollgruppe ohne Lebererkrankungen befanden sich die mittleren
Flimmer als auch Fusionsfrequenzen [41.7 ± 2.5 Hz und 35.2 ± 2.0 Hz
(n = 23)] in den bekannten Normbereichen. Im Verlaufe von bis zu
7 Wochen zeigten sich bei wiederholten intraindividuellen Kontrollen
stabile Werte, was auf die Reproduzierbarkeit und die Abwesenheit
eines Trainingseffektes hinweist. Ebenso hatte die Tageszeit, zu
der die Untersuchung durchgeführt
wurden, keinen Einfluss auf die Resultate der Flimmertrequenz (CFF)
(43.7 ± 2.9
Hz (9.00 – 11.00
Uhr] gegenüber 43.7 ± 2.7 Hz
[15.00 bis 17.00 Uhr]. Der untersucherbedingte Unterschied bei der
Ermittlung der CFF lag bei 0.1 ± 0.8 Hz (n = 10; Unterschiede
von –1.4
Hz bis +1.1 Hz). Eine lineare Regressionsanalyse der 55 Kontrollpatienten
hinsichtlich Altersabhängigkeit
(Altersgrenzen 21 bis 80 Jahre) zeigte eine Abnahme der CFF von
0.6 Hz pro Jahrzehnt.
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Bei
92 Patienten mit einer Leberzirrhose nahm die Fusionsfrequenz mit
Zunahme der HE ab (→ s. 1),
jedoch erlaubte die Differenz zwischen den einzelnen HE-Schweregraden in
Bezug auf die Fusionsfrequenz keine ausreichende Unterscheidung
zwischen HE 0, SHE und HE I. Andererseits nahm die CFF signifikant
mit Zunahme der HE-Schwere ab (→ s. 2).
Während
zwischen Zirrhotikern mit HE 0 und normalen Kontrollpatienten keine
Unterschiede in Bezug auf die CFF feststellbar waren, bestanden
zwischen Kontrollpatienten ohne Zirrhose und zirrhotischen Patienten
mit SHE, HE I and HE II sowie auch zwischen den zirrhotischen Subpopulationen
signifikante Unterschiede (p < 0.01).
Dies konnte auch beobachtet werden wenn die CFF-Werte von zirrhotischen
Patienten mit alkoholischer bzw. nicht-alkoholischer Ursache der
Erkrankung separat betrachtet wurden (→ s. 3). Wichtig
ist die Feststellung, dass es mittels Erfassung der CFF gelang zwischen
SHE Patienten und Patienten mit HE 0 (p < 0.01) bzw. Patienten mit manifester
HE (p < 0.001)
zu differenzieren.
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Die
Leistungsfähigkeit
der Methodik wurde auch bei Untersuchungen von zirrhotischen Patienten
verschiedener Altersgruppen bestätigt.
Bei zirrhotischen Patienten konnte ebenso wie bei der Normpopulation
nur eine sehr geringe Altersabhängigkeit
der CFF gefunden werden.
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Die
Daten zeigen keine Überlappung
zwischen CFF-Werten welche von Patienten mit manifester HE (HE I
+ HE II) ermittelt wurden und denen von zirrhotischen Patienten
mit HE 0 bzw. Kontrollpatienten. Dies weist auf eine Sensitivität und Spezifität der CFF
Bestimmung nahe an 100 % im Hinblick auf die Diagnose einer manifesten
hepatischen Enzephalopathie hin, wenn eine Grenzfrequenz von 39
Hz definiert wird (→ s. 4).
Die ermittelten Befunde zeigen eindeutig, dass die Flimmerfrequenz
(CFF) ein reproduzierbarer Parameter mit nur geringem Bias durch
Trainingseffekte, Bildungsgrad, Tageszeit- bzw. Untersucher-bedingte
Variabilitäten
ist. Die Untersuchungstechnik weist nur eine geringgradige Altersabhängigkeit
auf, welche für
die Routineanwendung vernachlässigbar
ist. Die erfindungsgemäß beschriebene
Ermittlung der CFF bildet einen effizienten und objektiven analytischen
Faktor zur Quantifizierung einer geringgradigen HE und vorliegender Hirnleistungsstörungen.
Der parallele Abfall der CFF bei gleichzeitiger Zunahme der psychomotorischen und
mentalen Störungen
zirrhotischer Patienten gestattet die Quantifizierung der HE im
Sinne eines Kontinuums über
einen weiten Bereich und die Differenzierung in HE 0, SHE, HE I
und HE II. Mit Hilfe der CFF-Bestimmung kann auf der Grundlage der
Anwendung einer computerisierten Testbatterie als definitorischem
Standard und einer Grenzfrequenz von 40 Hz zwischen HE 0 und SHE
mit einer hohen Sensitivität
und Spezifität
unterschieden werden. Die CFF ist zudem geeignet, Fluktuationen,
wie sie durch therapeutische Interventionen oder durch präzipitierende
Faktoren induziert werden, abzubilden. Die Resultate, welche mit
Hilfe der dargestellten Methodik gewonnen wurden, lassen sich wie
folgt zusammenfassen.
- 1. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Methode
können
unterschiedliche zentralnervöse
Aktiviertheitszustände
erfasst werden, d.h. über
die Bestimmung der Flimmer- bzw. Verschmelzungsfrequenz ist eine
semiquantitative Diagnostik des Vorliegens einer hepatischen Enzephalopathie und
von Hirnleistungsstörungen
reproduzierbar messbar.
- 2. Dabei ist durch Erfassung der Flimmer- bzw. Verschmelzungsfrequenz
eine Differenzierung zwischen zirrhotischen Patienten mit unterschiedlichen
Schweregraden der HE, unterschiedlichen Hirnleistungsstörungen,
und unterschiedlicher Pathogenese der Zirrhose möglich.
- 3. Durch die Erfassung der Flimmer- bzw. Verschmelzungsfrequenz
in der erfindungsgemäß beschriebenen
Weise kann entschieden werden, ob der Patient arbeits- bzw. hinsichtlich
einer durchzuführenden
Tätigkeit
leistungsfähig
ist.
- 4. Durch Differenzierung der erfassten Flimmer- bzw. Verschmelzungsfrequenz
kann anhand einer Borderline eine Entscheidung betreffs Therapienotwendigkeit
getroffen werden.
- 5. Mittels eines kontinuierlichen Monitoring der CFF ist eine
rasche Diagnostik eines akuten Leberversagens und dessen Verlaufs
möglich.
- 6. Mittels eines kontinuierlichen Monitoring der CFF durch Patienten
selbst, besteht erstmals die Möglichkeit,
drohende, lebensbedrohliche Komaepisoden frühzeitig zu erkennen und medikamentös effektiv
zu behandeln. Damit kommt dem Gerät eine präventive Funktion zu.
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Technische
Beschreibung der Test-Vorrichtung
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Existierende
Systeme zur Ermittlung der Flimmer- und/oder Verschmelzungsfrequenz
besitzen den entscheidenden Nachteil, dass sie, aufgrund ihrer Baugröße, ihrer
Netzabhängigkeit
und ihrer direkten Datenerfassung mittels eines Personal Computers
nicht mobil im klinischen Arbeitsablauf einsetzbar sind. Sie sind
weder orts- noch zeitunabhängig
einsetzbar und nicht zur HE-Testung konzipiert.
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Im
Falle ortsunabhägiger
Geräte
sind andererseits keine exakten intrafovealen Messungen möglich.
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So
wird im Englischen Abstract zur Anmeldung JP 08/056938A eine Vorrichtung
beschrieben, mit der eine Lichtreizung mittels zweier LED's erfolgt. Damit
wird die gesamte Retina gereizt, so dass keine quantitative Bestimmung
einer Hirnleitungsstörung, insbesondere
nicht einer Enzephalopathie möglich ist.
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In
der
DE 38 31 947 wird
eine Flimmer-/Verschmelz- Prüfeinrichtung
zum Prüfen
der Wachsamkeit einer Person offenbart, bei welcher bisher aufgetretene
Messungenauigkeiten durch die Bedienung der Drucktaste durch die
Testperson dadurch umgangen werden, dass die Testperson die Drucktaste
nur noch einmal zum Start und einmal zum Ende des Testlaufs zu betätigen hat.
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In „Klinische
Monatsblätter
Augenheilkunde",
1998, 212, Seite 311–112
wird die Eignung der Messung der fovealen Flickerfusions- Frequenz
zur Funktionsprüfung
bei vermuteten Neuropathien des Sehnervs (Neuritis) beschrieben.
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Mit
diesen Einrichtungen ist jedoch keine exakte Bestimmung einer Hirnleistungsstörung, insbesondere
Enzephalopathie, möglich.
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Erfindungsgemäße Vorrichtung
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Das
erfindungsgemäße Testgerät bildet
ein autarkes, orts- und zeitunabhängiges Meßsystem, → s. Fig., 5.
Insbesondere wird ein neu entwickeltes, miniaturisiertes und netzunabhängiges System beschrieben,
dass als hochempfindliches Testgerät für die klinische Ermittlung
der Schwere einer Enzephalopathie eingesetzt werden kann. Gleichzeitig kann
das Gerät
auch für
Patienten mit chronischen oder akuten Lebererkrankungen zur kontinuierlichen Überprüfung der
Flimmerfrequenz im häuslichen
Bereich (miniaturisierte, tragbare, netzunabhängige Testvorrichtung, sogenanntes
Heim-Monitoring) Anwendung finden.
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Vorzugsweise
ist das System als miniaturisierte, tragbare, netzunabhängige Testvorrichtung aufgebaut.
Dies ist im wesentlichen durch sechs Maßnahmen gelungen:
- 1. Miniaturisierung der Systemkomponenten und Auslegung einer überwiegenden
Anzahl von Bauelementen in sogenannter SMD-Technik
- 2. durch den Einsatz eines Mikrocontrollers und eines nichtflüchtigen
Datenspeichers
- 3. Verwendung einer speziell konstruierten Kopfbandbrille mit
integrierter Beleuchtungsoptik
- 4. Energieversorgung des Gesamtsystems über Batterien bzw. Akkumulatoren
- 5. optionale Anbindung (Online-Verbindung) eines Datenerfassungs-
und Auswertungssystem mit implementierter Software
- 6. Optionale Ankopplung der Reizlicht- und Hintergrundbeleuchtung über Lichtwellenleiter
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Beschreibung
der Test-Vorrichtung
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Die
Kopfbandbrille (5.1), mit aufgesetzter Beobachtungsoptik
(5.2) und integrierter Reizlichtquelle (5.3) mit
Hintergrundbeleuchtung (5.4/5.5) ersetzt den sonst
verwendeten voluminösen
Einblicktubus. Sie wurde so gestaltet, dass sie an jede beliebige
Kopf- und Gesichtsform angepasst und vom Patienten in jeder beliebigen
Lage getragen werden kann, ohne störenden Fremdlichteinfluss.
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Als
Reizlichtquelle dient, ebenso wie in bestehenden Systemen, eine
rote Leuchtdiode (5.3) mit einem Durchmesser von 5 mm,
die bei einer dominaten Wellenlänge
von 650 nm strahlt und mit konstanter Helligkeit betrieben wird.
Sie befindet sich in der Mitte einer Kreisscheibe (5.4)
aus weißem
Delrin, Durchmesser 27 mm, Stärke
3 mm. In einem Abstand von 30 mm, zentral hinter der Kreisscheibe (5.4)
und der Reizlichtdiode (5.3), ist eine Weißlicht-Diode
(5.5) (ø 5mm)
für die Hintergrundbeleuchtung
angebracht. Die Optik der Brille (5.2), d.h. die Brennweite
der Linsen (5.6) und deren Abstand zur roten LED (5.3)
(light emitting diode) sind so ausgelegt, dass die Augen des Probanden
auf 'fern' akkomodiert werden
und eine intrafoveale Reizung, also ausschließlich einer Reizung der Zapfen
der Retina, gewährleistet
ist. Die optischen Verhältnisse
der Brille (5.1) sind somit direkt vergleichbar mit Geräten die einen
Einblicktubus verwenden. Eine weitere Option in der Gestaltung der
Brille besteht darin, dass die Dioden pro Auge angeordnet werden.
In diesem Fall können
sie in einem kurzen Abstand von 0,5 bis 6 cm, vorzugsweise von 1
bis 5 cm und insbesondere von 1 bis 3 cm vom Auge entfernt installiert
werden. Optional ist hier ebenfalls die Verwendung anderer Arten
tragbarer Brillensysteme bzw. sogar einer Videobrille (Eye-Track
Brille) angedacht. Ein Gerät
derartiger Bauweise ermöglicht
den unmittelbaren Gebrauch dieser Brillen zum kontinuierlichen Monitoring der
CFF durch Patienten selbst. Somit besteht erstmals die Möglichkeit,
drohende, lebensbedrohliche Komaepisoden frühzeitig zu erkennen und medikamentös effektiv
zu behandeln. Damit kommt dem Gerät eine präventive Funktion zu.
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Die
Steuerung der Optik, d.h. Reizlicht- und Umfeldlichtgenerierung,
sowie alle anderen Steuerungs- und Datenerfassungsaufgaben übernimmt
ein Mikrocontroller (MC), welcher in einem handlichen Kleingehäuse (6)
in Form einer Fernbedienung, inklusive Anzeige (6.1) und
Bedienungselemente (6.2 – 6.5) untergebracht ist. Die Kopfbandbrille (5.1) und das Handgerät (6) sind über ein
dünnes,
flexibles, 3-adriges
Kabel (5.7) miteinander verbunden. Das Bedienungselement
für den
Patienten ist ein Hand-Taster (7), der ebenfalls über ein
dünnes,
flexibles, zweiadriges Kabel (7.1) mit dem Handgerät verbunden
ist.
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Optional
wird die Reizlicht- und Umfeldlichtgenerierung durch die Verwendung
von Lichtwellenleitern zwischen der Kopfbandbrille (5.1)
und dem Handgerät
(6) bewerkstelligt. In der Kopfbandbrille (5.1)
entfallen somit die Reizlichtphotodiode (5.3) und die Photodiode
(5.5) für
die Hintergrundbeleuchtung, sowie die elektrischen Zuleitungen.
Es ist somit eine voll-ständige
elektronische Entkopplung von (5.1) und (6) gewährleistet.
Dadurch ist es erstmalig möglich
das Verfahren zur Ermittlung der Flimmer- und Verschmelzungsfrequenz
in einem Kernspin- bzw. Magnetresonanz-Tomographen, einem Magnetenzephalographie-Gerät oder identischen
Apparaten einzusetzen.
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Aufzuzeichnende
Patientendaten werden auf Tastendruck vom MC in einem nichtflüchtigen Speicher
des Handgerätes
(6) abgelegt und sind zu jedem beliebigen Zeitpunkt über eine
Schnittstelle (6.6) nach RS232-Norm auf ein Rechnersystem übertragbar.
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Über die
selbe Schnittstelle (6.6) kann aber auch eine Online-Verbindung
zu einem Personal Computer oder einem Laptop hergestellt werden.
Mit der im Rahmen der vorliegenden Erfindung programmierten Software
ist es dann möglich
eine Vielzahl von Patienten-Parametern zu verwalten und auszuwerten.
Die Verwendung eines Laptops als Host-Rechner hat noch den weiteren
Vorteil der Netztrennung zwischen Patient und Stromnetz.
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Die
im Mikrocontroller implementierte Software generiert nach dem Einschalten
der Stromversorgung über
einen Miniaturschiebeschalter (6.2) und der Betätigung des
roten Start/Stop-Tasters (6.3) des Handgerätes (6)
eine Darbietungsfrequenz an der Reizlichtdiode (5.3) der
Kopfbandbrille(5) in absteigender bzw. aufsteigender Form,
abhängig
davon, ob der blaue Modus-Taster (6.4) des Handgerätes (6)
gleichzeitig mit dem StartlStop-Taster (6.3) gedrückt wurde
oder nicht. Gleichzeitiges Drücken
von Start/Stop-Taster (6.3) und Modus-Taster (6.4)
erzeugt eine aufsteigende Darbietungsfrequenz von 20Hz bis 62,5Hz
in Schritten zu 0,1 Hz. Alleiniges Drücken der Start/Stop-Taste (6.3)
erzeugt eine absteigende Darbietungsfrequenz, beginnend mit 62,5Hz
bis 20Hz in Schritten zu 0,1 Hz. In beiden Fällen wird nach Betätigung der
Start/Stop-Taste (6.3) die Hindergrundbeleuchtung (5.4/5.5)
(weiße
LED) eingeschaltet.
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Sobald
die oben beschriebene Wahrnehmungsänderung eintritt und der Proband
den Hand-Taster (7) betätigt,
wird die aktuelle Frequenz auf dem Display (6.1) des Handgerätes (6)
angezeigt. Gleichzeitig wird die Frequenzänderungsroutine verlassen und
darauf gewartet, ob der aktuelle Frequenzwert durch Betätigen der
gelben Speicher-Taste (6.5) in den Speicher des Handgerätes (6) zu
schreiben ist oder ein neuer Meßvorgang,
durch Betätigen
der Start/Stop-Taste (6.3) starten soll. Dieser Vorgang
kann beliebig oft wiederholt werden. Nach jeder Messung und Datenspeicherung
inkrementiert der Mikrocontroller die Speicherstelle, so dass kein
Meßwert
verloren geht. Der Testleiter hat zu jedem Zeitpunkt die Möglichkeit
den Meßvorgang abzubrechen,
gegebenenfalls den Modus zu ändern und/oder
eine neue Messung zu starten.
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Ebenso
registriert der Mikrocontroller welcher Meßzyklus vom Testleiter gewählt wurde,
um bei der Auswertung der Daten eine Zuordnung nach Verschmelzungsfrequenzen
bzw. nach Flimmerfrequenzen tätigen
zu können.
Durch gleichzeitiges Betätigen
der Modus-Taste (6.4) und der Speicher-Taste (6.5)
transferiert der Mikrocontroller die im Speicher abgelegten Daten über die
serielle Schnittstelle (6.6) mit der entsprechenden Codierung
der Modi (Verschmelzungsfrequenzen: VF bzw. Flimmerfrequenzen: FF)
an einen angeschlossen Rechner.
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Die
Spannungsversorgung des Systems liefert eine 9 Volt-Batterie
bzw. ein 9 Volt-Akkumulator, der über die
Klinkenbuchse (6.7) für
den Patienten-Taster (7) aufladbar ist. Der Ladevorgang
wird durch ein Umlegen des Schiebeschalters (6.2) aus der
Mitten-(System-Aus)-Position nach links initiiert, während die
rechte Schalterposition der normale (System-An)-Betriebszustand
bedeutet. Drei 3 mm-Kontroll-LED's am oberen Rand des Handgerätes (6)
zeigen dem Testleiter den Betriebszustand des Systems an. Die rote
LED (6.9) zeigt an ob das System an- oder abgeschaltet
ist. Die gelbe LED (6.10) zeigt den Status der Hintergrundbeleuchtung (5.4/5.5)
an und der Status des Reizlichtes (5.3) wird durch die
grüne LED
(6.11) belegt.