DE19633866A1

DE19633866A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Testung neuropsychologischer Merkmale und zur Diagnosefindung sowie zu Kennzeichnung des Verlaufs psychiatrischer Erkrankungen

Info

Publication number: DE19633866A1
Application number: DE19633866A
Authority: DE
Inventors: Inge Dr Gorjnia; Manfred Friedrich; Wolfgang Watzek
Original assignee: GORYNIA INGE DR
Current assignee: GORYNIA INGE DR
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2016-08-17
Also published as: DE19633866C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Testung neuro psychologischer Merkmale und zur Diagnosefindung sowie zur Kennzeichnung des Verlaufs psychiatrischer Erkrankungen durch die Erfassung von Tappingtestdaten mit Hilfe einer erweiterten psychomotorischen Tappingtestbatterie.

Die bisherigen Tappingtestsysteme messen fast ausschließlich die Anschläge eines Fingers auf einer Taste oder auf einen Schalter (Hough, M.S. et al., Neuropsychologia 32 (1994) 1067-1078; Hiscock, M. and Cheesman, J., Brain and Cognition 10 (1989) 87-104; Cherry, B. and Kee, D.W., Neuropsychologia 29 (1991) 1251-1255; Müller, G. et al., Dementia 2 (1991) 169-172), einen Knopf (Klinteberg, B. et al., Neuropsychobiology 23 (1990-91) 188-196; Knyazeva, M.G. et al., Behavioural Brain Research 61 (1994) 47-58) oder einen Hebel (Ruff, R.M. et al., Perceptual and Motor Skill 76 (1993) 1219-1230; Webster, W.G., Behavioural Brain Research 37 (1990) 93-100) in einer Zeiteinheit von meistens 10 oder 15 Sekunden. Hierbei wird jeweils bevorzugt der Zeigefinger benutzt, ganz selten auch der Daumen (Schwartz, F. et al., Psychological Reports 66 (1990) 1223-1234). Andere Systeme, ebenfalls Tappingtestvorrichtungen, arbeiten mit Griffeln ((Leonhard, G. et al., Neuropsychologia 26 (1988) 79-91; Müller, G. et al., Dementia 2 (1991) 169-172), die in die rechte bzw. linke Hand genommen werden und mit denen eine Metallplatte so schnell wie möglich berührt werden soll.

Bekannt sind auch die Tappingverfahren im Rahmen der motorischen Leistungsserie des Wiener Testsystems der Firma Schuhfried. Darin sind die Tests häufig Bestandteile neuropsychologischer Testbatterien (Grawe, R.W., Levander, S., Acta Psychiatrica Scandinavica 92 (1995) 108-114; Ruft, R.M. et al., Perceptual and Motor Skill 76 (1993) 1219-1230), in denen sie fast immer nur zur Messung der motorischen Geschwindigkeit angewandt werden.

Ausgewertet werden in den genannten Tappingtests immer die Anzahl der Anschläge in der gemessenen Zeit, deren Mittelwerte und Standardabweichungen sowie auch die Intervalle zwischen den Anschlägen (Roth, N. and Bättig, K., Psychopharmacology 105 (1991) 186-190).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die es ermöglichen sollen, neuropsychologische Merkmale zu erfassen und Hinweise für die Diagnose und den Verlauf psychiatrischer Erkrankungen zu geben.

Die Aufgabe wurde durch Lateralitäts- und Rhythmusanalysen mit Hilfe einer erweiterten psychomotorischen Testbatterie gelöst. Die erfindungsgemäßen Besonderheiten dieser Testbatterie bestehen in der Erfassung, Speicherung und Darstellung von Tappingtestdaten, insbesondere der Periodendauer, der Tastdauer und des Drucks. Diese Daten betreffen alle Anschläge kontinuierlich über einen vorgegebenen Zeitraum.

Erfindungsgemäß erfolgen die Erfassung, Speicherung und Darstellung der Finger-Tappingtestparameter innerhalb einer Minute, vorzugsweise von dem rechten oder linken Zeigefinger, von beiden Zeigefingern gleichzeitig bzw. abwechselnd über einen Zeitraum von 15 Sekunden. Sie ermöglichen es, folgende motorische Funktionen einzuschätzen:

- Schnelligkeit
- Kraft
- Stabilität und Rhythmizität der Fingermotorik
- Rechts/Links-Seitendifferenzen in diesen Funktionen
- intermanuelle Koordination.

Die erfindungsgemäße erweiterte psychmotorische Testbatterie besteht vorzugs weise aus 10 unterschiedlichen Modi, deren Parameter Aussagen über verschiedene motorische Leistungen und Lateralisationen (Rechts-, Beid-, oder Linkshändigkeit) erlauben. Sie korrelieren mit einigen zentralen rechts hemisphärischen, linkshemisphärischen und interhemisphärischen Funktionen, da die Motorik vom Zentralnervensystem kontrolliert wird und hier eng mit anderen kognitiven Fähigkeiten verknüpft ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in der Testung motorischer Leistungen und deren Lateralisation: Die Probanden werden aufgefordert, so schnell wie möglich für eine Zeitdauer von 15 Sekunden entweder mit dem rechten oder linken Zeigefinger oder mit beiden Zeigefingern gleichzeitig bzw. abwechselnd eine oder zwei Morsetasten zu drücken.

Der zeitliche Ablauf der erweiterten psychomotorischen Tappingtestbatterie ist wie folgt programmiert:
Mode 1: Tapping rechts in Ruhe I
Mode 2: Tapping links in Ruhe I
Mode 3: Tapping rechts mit gleichzeitigem Lesen
Mode 4: Tapping links mit gleichzeitigem Lesen
Mode 5: Tapping rechts in Ruhe II
Mode 6: Tapping links in Ruhe II
Mode 7: Tapping rechts mit gleichzeitigem Summen
Mode 8: Tapping links mit gleichzeitigem Summen
Mode 9: Tapping beidseitig synchron
Mode 10: Tapping alternierend.

Die Modi 1 und 2 dienen der Erfassung der Tappingtestdaten und ihrer Seitendifferenzen in Ruhe.

Die Modi 3 und 4 zeigen den Einfluß sprachlicher Funktionen auf die Fingermotorik der rechten und linken Hand und gestatten im Zusammenhang mit den Ruhedaten die sprachlichen Funktionen mehr der rechten bzw. der linken Gehirnhälfte zuzuordnen:

Die Modi 5 und 6 machen im Vergleich zu den Ruhedaten I deutlich, ob Ermüdungs- oder Trainingseffekte vorherrschen.

Die Modi 7 und 8 zeigen den Einfluß einer nonverbalen Leistung (Summen) auf die Fingermotorik der rechten und linken Hand und gestatten, in Zusammenhang mit den Ruhedaten die nonverbale Leistung (Summen) mehr der rechten Gehirnhälfte oder beiden Hemisphären zuzuordnen.

Die Modi 9 und 10 ermöglichen Aussagen über die intermanuelle Koordination und lassen Rückschlüsse über die Intaktheit und Leistungsfähigkeit der inter hemisphärischen Kommunikation zu.

Erfindungsgemäß werden die Tappingtestdaten von allen Modi gespeichert. Sie können in graphischer Form (farbig) nach einem Programm ausgedruckt werden. Die Speicherung der Daten ist die Voraussetzung für eine weitere mathematische Verarbeitung der Werte zur Lösung neuropsychologischer, chronobiologischer, neuropharmakologischer und klinischer Fragestellungen.

Die Fig. 1 und 2 enthalten die Darstellung der Tappingtestdaten Periodendauer, Tastdauer und Druck über einen Zeitraum von 15 Sekunden mittels der Koordinaten Zeit für die Periodendauer und Tastdauer der Anschläge und Druck für den Tastendruck der Anschläge (Fig. 1: Gesunde Person/ Rechtshänder; Fig. 2: Psychotischer Patient/Rechtshänder). In Tabellenform werden folgende Daten zusätzlich dargestellt: Die Anzahl der Anschläge in 15 Sekunden; die maximalen, mittleren (mit Standardabweichung) und minimalen Werte von Periodendauer, Tastdauer und Druck.

Die Leistungen der Tappingtestbatterie für neuropsychologische und klinische Fragestellungen bestehen in folgenden Möglichkeiten:

A. Die Anwendung der erweiterten psychomotorischen Testbatterie bei gesunden Probanden gestattet die Beurteilung folgender Funktionen:
- Schnelligkeit, Geschicklichkeit und Kraft der rechten und linken Fingermotorik in Ruhe und bei zusätzlicher Belastung
- Händigkeit
- Sprachlateralisation
- interhemisphärische Kommunikation.
B. Die Anwendung der erweiterten psychomotorischen Testbatterie bei Patienten mit psychiatrischen Erkrankungen gibt Hinweise für die Diagnose und den Verlauf der Erkrankung:
- Während bei Patienten mit neurotischen Störungen Lateralisierung und Rhythmisierung der Tappingtestdaten ungestört sind, treten bei psychotischen Patienten deutliche Abweichungen auf.
- Bei Patienten mit Halluzinationen und Wahnideen sind entsprechend der Ausprägung der klinischen Symptomatik die Rechts-Linksdifferenzen in den Tappingtestdaten reduziert, aufgehoben oder umgekehrt, und die rhythmischen Schwankungen steigen an.
- Mit Besserung der klinischen Symptomatik (mit oder ohne Medikamente) nähern sich die Rechts-Linksdifferenzen wieder den individuellen gesunden Ausgangswerten an.
- Bei subjektivem Wohlbefinden tritt eine Normalisierung in der Lateralisierung und Rhythmisierung der Tappingtestdaten auf.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Testung neuropsychologischer Merkmale und zur Diagnosefindung sowie zur Kennzeichnung des Verlaufs psychiatrischer Erkrankungen besteht aus einer erweiterten psychomotorischen Testbatterie. Sie enthält Einrichtungen, die programmgesteuert sowohl die Aufnahme verschiedener Testmodi - Tapping rechts/links in Ruhe, bei gleichzeitigem Lesen oder Summen und Tapping beidseits synchron oder alternierend - als auch die entsprechende graphische Darstellung dieser Modi gestatten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Hardware aus Präzisions- Morsetasten, PC-Interface-Karte sowie AD-Wandler und aus Einrichtungen mit Ereignisdetektoren, Drucksensoren, interruptgesteuerten Uhren, Druckwandlern, Einrichtungen zur Datenspeicherung und zur Bildschirmgraphik. Die Morsetasten sind mit Halbleiterdehnstreifen und/oder Drucksensoren ausgerüstet.

Die Verwendung der Vorrichtung besteht in der Testung neuropsychologischer Merkmale sowie in der Diagnosefindung und Kennzeichnung des Verlaufs psychiatrischer Erkrankungen.

Während bisherige Tappingtesteinrichtungen nur die Anzahl der Anschläge oder die Intervalle zwischen den Anschlägen registrieren und speichern, erfassen das Verfahren und die Vorrichtung erfindungsgemäß neben der Anzahl der Anschläge und deren Periodendauern auch von jedem Anschlag die Tastdauer und den Tastdruck. Darüber hinaus werden diese Werte nicht nur gespeichert, sondern können für alle Testmodi auch graphisch dargestellt und ausgedruckt werden. Die graphische Darstellung der motorischen Daten im Verlauf der Zeit ist Voraussetzung für eine visuelle Einschätzung rhythmischer Verläufe. Aus den Differenzen der Rhythmen der rechten und linken Hand von gesunden Rechts-, Beid- und Linkshändern sowie von psychiatrisch Kranken ergeben sich - neben interessanten neuropsychologischen und psychiatrischen Forschungsansätzen - neue diagnostische Möglichkeiten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Testung neuropsychologischer Merkmale und zur Diagnostik psychiatrischer Erkrankungen stellt eine Kombination bekannter und neuer Einzelbausteine dar. Die Testbatterie besteht aus verschiedenen Modi und enthält Programme zur Aufnahme und zur graphischen Darstellung der Modi Tapping rechts/links in Ruhe, bei gleichzeitigem Lesen oder Summen sowie Tapping beidseits synchron oder alternierend.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiele

Programmablaufplan des erfindungsgemäßen Tappingtests

Tappintest: Programmbeschreibung 1. Menüfenster Parametereingabe

In diesem Menüfenster können die folgenden Parameter eingegeben bzw. verändert werden:
Untersuchung (Ja/Nein)
Patientennummer
Belastungsdauer (5 bis 50 Sekunden)
Untersuchungsmodus
Kalibrierung des Drucksensors.

Als Standard werden die aktuelle Patientennummer, eine Belastungsdauer von 15 Sekunden (s) und der aktuelle Untersuchungsmodus angeboten.

Die Abfrage Untersuchung (Ja/Nein) unterscheidet die Programmzweige Untersuchung und Auswertung.

2. Startfenster Tappingtest

Es wird die Eingabe eines Startzeichens erwartet, womit die Bereitschaft des Patienten bestätigt wird.

3. Tappingtest

Zur Erkennung und Vermessung der Tastenanschläge wurde ein auf die eingesetzte Hardware abgestimmter Ereignisdetektor programmiert.

Eine interruptgesteuerte Uhr liefert einen 0,1 ms-Takt, der bestimmend ist für das Zeitregime und die zeitliche Auflösung der Messung. Für das Ereignis "Tastendruck" wird sowohl die Quelle (linke oder rechte Taste) als auch der Zeitpunkt des Beginns und des Endes ermittelt und registriert. Jeder Beginn eines Ereignisses startet für ca. 1 ms eine Serie von ND-Wandlungen des Druckwandler-Signals, dessen jeweiliger Maximalwert berechnet und als Druck- Meßwert gespeichert wird. Nach Ablauf der vorgegebenen Belastungsdauer (Standard = 15 s) wird die Messung beendet.

4. Datenspeicherung

Die Speicherung des vorliegenden Datensatzes erfolgt in Integer-Dateien, deren Dateikopf weitere Angaben, wie z. B. die Patientennummer, den Untersuchungsmodus, die Belastungsdauer und die Anschläge enthält.

5. Auswahl des Datensatzes

Zu Beginn des Programmzweiges Auswertung erfolgt die Auswahl des gewünschten Datensatzes.

6. Bildschirmgraphik

Die Darstellung der Meßreihen Periodendauer, Tastdauer und Druck erfolgt in Form einer durch Meßpunkte unterstützten mehrfarbigen Liniengraphik. Sie ist wahlweise zeit- oder ereignisorientiert. Über Keyboard-Funktionen ist der Maßstab veränderbar, und es können einzelne Meßreihen aus- und eingeblendet werden.

In einer Fußleiste werden der Untersuchungsmodus, die Anzahl der Anschläge, die maximalen, mittleren und minimalen Periodendauern, Tastdauern und Tastdrücke sowie deren Standardabweichungen diskret dargestellt. In den Programmteil Bildschirmgraphik münden beide Programmzweige, d. h. sowohl Untersuchung als auch Auswertung.

Die Programmierung erfolgt z. B. in der Programmiersprache TURBO PASCAL.

Hardware für Ereignisdedektor

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild der Hardware.

Die Hardware besteht aus 3 Komponenten: den Präzisions-Morsetasten, einer PC-Interfacekarte sowie einem AD-Wandler mit EVENT-Eingängen.

Auf den Morsetasten befinden sich Halbleiterdehnmeßstreifen bzw. Drucksensoren.

Die Interfacekarte benötigt einen 8-Bit Steckplatz im PC. Auf ihr befindet sich die erforderliche Elektronik zur Verstärkung und Formierung der Signale von den Halbleiterdehnmeßstreifen bzw. Drucksensoren, die dem AD-Wandler als Analogsignale zur Verfügung gestellt werden.

Die Umschaltkontakte der Morsetasten dienen zur Steuerung von Flip-Flops, deren Ausgänge als EVENT-Signale benutzt werden.

Die EVENT-Signale dienen sowohl zur Triggerung als auch für die Erfassung der Tastdauer und der Periodendauer.

Claims

1. Verfahren zur Testung neuropsychologischer Merkmale und zur Diagnosefindung sowie zur Kennzeichnung des Verlaufs psychiatrischer Erkrankungen, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer erweiterten psychomotorischen Testbatterie Lateraralitäts- und Rhythmusanalysen erstellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Testbatterie Finger-Tappingtestdaten zur Erfassung, Speicherung und Darstellung aufgenommen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Tappingtestdaten Periodendauer, Tastdauer und Druck über einen Zeitraum bis zu einer Minute aufgenommen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Fingern der rechten und linken Hand Tappingtestparameter erfaßt und ihre motorischen Funktionen miteinander verglichen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tappingtestparameter des rechten und linken Zeigefingers sowie beider Zeigefinger gleichzeitig oder alternierend unter verschiedenen Bedingungen in unterschiedlichen Modi aufgenommen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Modi Tapping rechts/links ohne Belastung in Ruhe (Modi 1/2 sowie 5/6) und mit Belastung bei gleichzeitigem Lesen (Modi 3/4) sowie gleichzeitigem Summen (Modi 7/8) und die Modi Tapping beidseits synchron (Mode 9) sowie alternierend (Mode 10) erfaßt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Modi 1 bis 8 die motorischen Funktionen Schnelligkeit, Kraft und Rhythmizität des rechten und linken Zeigefingers sowie ihre Seitendifferenzen in Ruhe und bei gleichzeitiger Belastung getestet werden und mittels der Modi 9 und 10 die intermanuelle Koordination festgestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß neuropsychologische Merkmale wie die Händigkeit, die Lateralisation verbaler Leistungen (Sprache) sowie nonverbaler Leistungen (Summen) und über die intermanuelle Koordination die interhemispherische Zusammenarbeit nachgewiesen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß reduzierte Seitendifferenzen und steigende Rhythmusschwankungen in den Tappingtestdaten als Merkmale zur Diagnose und zur Kennzeichnung des Verlaufs psychiatrischer Erkrankungen eingesetzt werden.

10. Vorrichtung zur Testung neuropsychologischer Merkmale und zur Diagnosefindung sowie zur Kennzeichnung des Verlaufs psychiatrischer Erkrankungen, bestehend aus einer erweiterten psychomotorischen Testbatterie.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Testbatterie aus Einrichtungen bestehen, die programmgesteuert sowohl die Aufnahme verschiedener Testmodi - Tapping rechts/links in Ruhe, bei gleichzeitigem Lesen oder Summen und Tapping beidseits synchron oder alternierend - als auch die entsprechende graphische Darstellung dieser Modi gestatten.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Hardware aus Präzisions-Morsetasten, PC-Interface-Karte sowie AD-Wandler enthalten und aus Einrichtungen mit Ereignisdetektoren, Drucksensoren, interruptgesteuerten Uhren, Druckwandlern, Einrichtungen zur Datenspeicherung und zur Bildschirmgraphik bestehen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Morsetasten mit Halbleiterdehnstreifen und/oder Drucksensoren ausgerüstet sind.

14. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 13 zur Testung neuropsychologischer Merkmale und zur Diagnosefindung sowie zur Kennzeichnung des Verlaufs psychiatrischer Erkrankungen.