DE2518269A1 - Messverfahren fuer die bioelektrische aktivitaet unter einer auf einem patienten aufliegenden elektrode - Google Patents

Messverfahren fuer die bioelektrische aktivitaet unter einer auf einem patienten aufliegenden elektrode

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    • A61B5/291Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]

Description

Meßverfahren für die "bioelektrische Aktivität unter einer auf einem Patienten aufliegenden Elektrode
Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren für die bioelektrische Aktivität, die unter einer auf einem Patienten aufliegenden Meßelektrode (Signalelektrode) entsteht, bei dem mehrere auf dem Patienten aufliegende Hilfselektroden benutzt sind, von deren Potentialen ein Potentialmittelwert hergestellt wird und bei dem die Differenz zwischen diesem Potentialmittelwert und dem Potential der Signalelektrode gebildet und beispielsweise einem Registriergerät zugeführt wird.
Mit bekannten Meßverfahren dieser Art werden z.B. Signale des zentralen Nervensystems gemessen. Diese Messung erfolgt entweder mittels einer Anzahl von auf dem Schädel nach einer internationalen Standardisierung angeordneter Elektroden (Elektroencephalographie, EEG) oder mittels einer Anzahl von Elektroden, die auf der bloßgelegten Großhirnrinde oder auf der Gehirnhaut (Elektrocortigraphie, ECoG), appliziert werden. Die elektrische Aktivität der Nervenzellen und des umgebenden Mediums wird unterhalb der Elektroden als entsprechende Potentialänderungen erfaßt. Den Elektroden sind in beiden Fällen Verstärker
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und Registriervorrichtungen nachgeschaltet.
Die Meßverfahren können in bipolare und unipolare Meßverfahren eingeteilt werden. Bei einem bipolaren ifeßverfahren werden Differenzspannungen den Verstärkereingängen zugeleitet, die paarweise zwischen den Elektroden erfaßt werden. Bei einem unipolaren Meßverfahren werden Differenzspannungen zwischen einer Anzahl von Elektroden und ,jeweils einem für diese Elektroden gemeinsamen Referenzpunkt erfaßt. Diser Referenzpunkt kann eine physikalische Elektrode oder z.B. der Mittelpunkt eines Widerstandssternes sein, der mit dem gleichen Widerstandswert an sämtlichen Elektroden angeschlossen ist, evtl. mit Ausnahme von denjenigen Elektroden, deren Signale erfahrungsgemäß das Meßsergebnis verfälschen würden, weil sie z.B. durch Muskelaktivität verursacht werden. Die Nachteile dieser beiden Meßverfahren bestehen darin, daß jede gemessene Spannung die Differenz zwischen zwei Elektrodenpotentialen ist, daß also eine selektive Erfassung jeder lokalen Elektrodenpotentialänderung nicht erfolgt. Demnach ist es nicht möglich, genau die zerebrale bioelektrische Aktivität zu lokalisieren.
Die beiden Meßverfahren haben noch einen Unsicherheitsfaktor, der dadurch verursacht wird, daß die Elektrodenpotentiale aus einer elektrischen Aktivität von sowohl dem direkt unterliegenden zerebralen Gewebe als auch aus einer elektrischen Aktivität von einem angrenzenden Bereich, die seitlich am Schädel weitergeleitet worden ist, zusammengesetzt sind.
Die erwähnten bekannten Meßverfahren werden später anhand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf eine einfache Weise
ermöglicht, die unterhalb einer Meßelektrode vorhandene lokale elektrische Aktivität zu erfassen.,
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Hilfselektroden ausschlieOlich Elektroden benutzt werden, die der Signalelektrode benachbart sind.
Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß die Signalelektrode und die Hilfselektroden an einem Halter aus Isoliermaterial gehaltert sind.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus in den Fig. q- bis 14 dargestellten Ausführungsbe.; spielen und aus den Unteransprüchen„ Es zeigen:
Fig. 1 bis 3 schematische Darstellungen zur Erläuterung bekannter Meßverfahren,
Fig. 4 eine Elektrodenanordnung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 5 bis 8 Potentialverläufe entlang der Linie II-II in Fig. 4,
Fig. 9 Empfindlichkei-tsverteilung bei der Elektrodenanordnung gemäß Fig» 4 von oben gesehen,
Fig. 10 eine Elektrodenanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens,
Fig. 11 eine weitere Elektrodenanordnung für das erfindungsgemäße Meßverfahren,
Fig. 12 eine Seitenansicht der in Fig. 11 gezeigten Anordnung
Fig. 13 ein Schaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, und
Fig. 14 ein weiteres Schaltbild zur Erläuterung des Meßverfahrens räch der Erfindung„
Fig. 1 erläutert ein bipolares Meßverfahren. Auf dem Schädel eines Patienten 1 sind zehn Elektroden 2 bis 11 symmetrisch aufgelegt. Den Verstärkereingängen voi~ den Elektroden 2 bis 11 zugeordneten Verstärkern A 2 bis A 9 werden Potentialdifferenzen, die zwischen den jeweiligen Elektrode! herrschen, paarweise zugeleitet. Die Differenzspannungen werden nach Verstärkung zu Schreibern 12 bis 19, z.B. Tintenstrahlschreibern gemäß der deutschen Patentschrift 821 065, weitergeleitet.
Fig. 2 erläutert ein unipolares Meßverfahren. Auf dem Schädel des Patienten 1 sind hier zwölf Elektroden 20 bis 31 symmetrisch angeordnet. Die Elektroden 20 bis 29 sind an dem einen Eingang des jeweils zugeordneten Verstärkers A 20 bis A 29 angeschlossen. An den zweiten Eingängen der Verstärker A 20 bis A 24 ist die Elektrode 30 und an den zweiten Eingängen der Verstärker A 25 bis A 29 ist die Elektrode 31 angeschlossen. Hier werden also fünf Potentiale den Verstärkern A 20 bis A 24 durch die Elektroden 20 bis 24 zugeführt, mit dem Potential der Elektrode 30 als gemeinsamem Referenzpotential, und in gleicher Weise werden fünf Potentiale den Verstärkern A 25 bis A 29 durch die Elektroden 25 bis 29 zugeleitet, mit dem Potential der Elektrode 31 als gemeinsamem Referenzpotential. Die Verstärker A 20 bis A 29 leiten die Differenzspannungen zwischen den Potentialen der Elektroden 20 bis 24 und dem Potential der Referenzelektrode 30 "bzw. zwischen den Potentialen der Elektroden 25 bis 29 und dem Potential der Referenzelektrode 31 zu Tintenstrahlschreibem32 bis 41 weiter.
Fig. 3 zeigt ein weiteres unipolares Meßverfahren. Hier sind zwölf Elektroden 42 bis 53 symmetrisch angeordnet, die jeweils mit einem Eingang von Verstärkern A 42 bis A 53 verbunden sind.
ß 0 9 8 4 1* ! Π G Π 7
An acht Elektroden 43, 44, 46, 47, 48, 49, 51, 52 sind gleich große Widerstände 54 bis 61 angeschlossen, deren eine Enden in einem geraeinsamen Mittelpunkt 62 (Referenzpunkt) zusammengefaßt sind. Sämtliche zwölf Verstärker A 42 bis A 53 sind mit ihren zweiten Eingängen am Punkt 62 angeschlossen. Von den vier Elektroden 42, 45, 50, 53 wird angenommen, daß sie mehr als die übrigen Elektroden Potentiale von nicht zerebraler Art (z.B. Potentiale, verursacht durch Muskelaktivität) erfassen und sie sind deshalb nicht am Widerstandsstern angeschlossen. Jeaer der Verstärker A 42 bis A 53 mißt die Differenz zwischen einem Elektrodenpotential und einem Mittelwertpotential. Die Differenzspannungen werden den Tintenstrahl Schreibern 63 bis 74 zum Registrieren zugeführt. Das Mittelwertpotential ist 1/8 der Summe der Elektrodenpotentiale unterhalb der Elektroden 43, 44, 46 bis 49, 51 und 52. Wenn das Mittelwertpotential im Referenzpunkt 62 gleich groß oder größer als die einzelnen Elektrodenpotentiale ist, können die einzelnen Elektrodenpotentiale nicht erfaßt werden. Dies kann dann der Fall sein, wenn einige der Elektrodenpotentiale wesentlich größer sind als die übrigen, weil dann das Ergebnis im Punkt 62 wesentlich durch diese Elektrodenpoxentiale bestimmt wird.
In Fig. 4 ist die eigentliche Meßelektrode (Signalelektrode) mit 79 bezeichnet, deren Potential gemessen werden soll, während mit 75 bis 78 Hilfselektroden bezeichnet sind. Die Hilfselektroden sind so angeordnet, daß sie ein regelmäßiges Vieleck (im Beispiel Quadrat) bilden, wobei die Signalelektrode 79 im Zentrum des Vielecks liegt. Unter den Elektroden 75 bis 79 sind die Potentiale V^ bis Vr vorhanden. Gemäß der Erfindung wird folgende Differenzspannung gebildet:
V1 -
V2+V3+V4+V
Diese Differenzspannung ist stark beeinflußt von den Potentialen,
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die innerhalb der Fläche entstehen, die von den Hilfselektroden 75, 76, 77, 78 abgegrenzt ist.
Um die räumliche Abgrenzung der Empfindlichkeitsverteilung zu verstehen, seien die Fig. 5 bis 8 näher betrachtet, die beispielsweise verschiedene Potentialausbreitungen unter der Linie II-II in Fig. 4 zeigen. Um die Rechnung zu vereinfachen, wird angenommen, daß das Potential nach einer linearen Funktion in der Ebene, die durch die Elektroden 75, 77, 79 geht und senkrecht zur Körperoberfläche des Patienten verläuft, absinkt. Die gemäß der Erfindung gebildete Differenzspannung
ist am größten (100 %), wenn das Zentrum des Potentialfeldes (Potentialzentrum) in dieser Ebene sich genau unter der Signalelektrode 79 (Fig. 5) befindet. Die Spannung wird auf die Hälfte (50 %) absinken, wenn das Potentialzentrum sich in der Mitte zwischen der Signalelektrode 79 und der Hilfselektrode 77 (Fig. 6) befindet und ist Null, wenn das Potentialzentrum sich unter einer Hilfselektrode oder außerhalb des durch die Hilfselektroden bestimmten Vielecks befindet (Fig. 7 und 8). In Wirklichkeit sinkt das Potential entlang dem Schädel mehr nach einer Exponentialfunktion ab, deren Exponent geringfügig die Genauigkeit der Bestimmung des gesuchten Potentials beeinflußt, aber keine entscheidende Bedeutung für das Wesentliche der Erfindung hat.
Der Fig. 9, in der 79 die Signalelektrode ist und 75 bis 78 die Hilfselektroden sind, liegt die Annahme zugrunde, daß der Dämpfungsexponent des bioelektrischen Potentials größenmäßig so ist, daß der Halbwertabstand gleich ist dem Abstand 80 zwischen der Signalelektrode 79 und der Hilfselektrode 77. Mit Halbwertabstand ist hier der Abstand zwischen zwei Punkten gemeint, die radial vom Potentialzentrum entfernt sind und zwischen denen das
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Potential bis auf die Hälfte absinkt. Bei anderen Halbwertabständen ändert sich eine der unten beschriebenen Niveaulinien, aber das Prinzip wird beibehalten. Die Bezugszeichen 81 bis 85 bezeichnen Nive&ulinien mit folgender Bedeutung. Wenn das bioelektrische zu messende Potentialzentrum sich auf der Niveaulinie 81 befindet, d.h. genau unter der Signalelektrode 79, erhält die Differenzspannung
Y +V +V,+V c-
V £—21—Z die Summe 100 %.
1 4
Wenn das Potentialzentrum sich auf der Niveaulinie 82 befindet, erhält die Differenzspannung die Summe '50 % und wenn das Potentialzentrum sich auf der Niveaulinie 84 befindet, ist die Differenzspannung Null und verbleibt dann in der Nähe von Null, wenn das Potentialzentrum weiter außerhalb der Niveaulinie 84 liegt. Die Differenzspannung erhält z.B. die Summe -1 % für ein Potentialzentrum, das sich auf der Niveaulinie 85 befindet.
Dies bedeutet, daß.die Differenzspannung gemäß der Erfindung mit einer hohen räumlichen Genauigkeit diejenige bioelektrische Aktivität wiedergibt, die innerhalb des ^ielecks, das aus den Hilfselektroden gebildet wird, herrscht. Die Differenzspannung, die repräsentativ für die bioelektrische Aktivität ist, die unter und in der Nähe der Signalelektrode herrscht, wird um so höher, ;je mehr Hilfselektroden verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel sind vier symmetrisch angeordnete Hilfselektroden 75 bis 78 gezeigt, aber auch drei, fünf oder mehr Elektroden können verwendet werden. Es ist auch nicht notwendig, daß die Hilfselektroden symmetrisch im Vergleich zur Signalelektrode angeordnet sind. Fehler bei der Messung mit unsymmetrisch angeordneten Hilfselektroden können behoben werden, wenn die Hilfselektroden über Widerstände am Sternpunkt angeschlossen sind, deren Größe von dem jeweiligen Abstand zwischen Hilfselektrode, und Signalelektrode abhängt.
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Die Fig. 10 bis 12 zeigen Elektrodenhalter, bei denen die Elektroden derart angebracht sind, daß eine Differenzspannung gemäß dem oben beschriebenen Meßverfahren erhalten wird.
Der Elektrodenhalter in Fig. 10 besteht aus einer Scheibe 86 aus Isoliermaterial, ir. deren Zentrum die Signalelektrode 87 befestigt ist. Die Hilfselektrode]! 88 bis 92. sind an der Peripherie des Halters angeordnet und bilden ein regelmäßiges Vieleck (Fünfeck). Sämtliche Elektroden sind senkrecht zu ihren Applikationsflächen durch bekannte und daher nicht dargestellte Mittel federnd angebracht. Ein Gummiband 93 wird auf einem an der Scheibe 86 angebrachten Zapfen 94 aufgeschoben und drückt den Elektrodenhalter gegen die Applikationsfläche des Patienten.
Fig. 11 und 12 zeigen einen Elektrodenhalter aus Isoliermaterial, der von zwei Dreiecken 95, 96 gebildet wird, die jeweils drei Hilfselektroden 97 bis 99 und 100 bis 102 tragen. Durch das gemeinsame Zentrum der Dreiecke 95, 96 ragt eine Achse 103, bei der auf der nach unten gerichteten Stirnseite eine Signalelektrode 104 angebracht ist. Auf der anderen Stirnseite der Achse 103 ist eine Scheibe 105, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Achse ist, befestigt. Zwischen der Scheibe 105 und den Dreiecken 95 und 96 sind Spiralfedern 106, 107 derart angeordnet, daß die Dreiecke 95 und 96 unabhängig voneinander federn können. An der Scheibe 105 ist außerdem ein nach oben gerichteter Zapfen 108 vorhanden, auf dem ein Gummiband 109 zum Drücken des Elektrodenhalters gegen die Applikationsfläche aufgeschoben ist. Wenn das Gummiband 109 die Signalelektrode gegen die Applikationsfläche preßt, erhalten die Elektroden 97 bis 102 der beiden Dreiecke einen bestimmten Applikationsdruck, der von den Spiralfedern 106 und 107 abhängig ist.
Die beschriebenen Elektrodenhalter sind klein, der Abstand zwischen der Signalelektrode und den Hilfselektroden beträgt 1 bis 2 cm, so daß eine Anzahl von Signalelektroden mit ent-
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sprechenden Hilfselektroden appliziert v/erden kann, die der Signalelektrodenzahl bei den "bekannten Meßverfahren entspricht. Der in Fig. 11 und 12 gezeigte Elektrodenhalter weist eine besonders vorteilhafte Ausbildung auf, bei der zwei benachbarte Elektrodenhalter ineinander eingeschoben werden können.
Fig. 13 zeigt, wie die für die Erfindung kennzeichnende Differenzspannung bei den beschriebenen Elektrodenanordnungen gebildet wird, und zv/ar als Differenz zwischen dem Potential der Signalelektrode 110, das dem Eingang des Differenzverstärkers 115 zugeführt wird und dem Mittelwert der Potentiale der Hilfselektroden 111 bis 114, der im Referenzpunkt 116 erhalten und dem zweiten Eingang des Verstärkers 115 zugeleitet wird.
Zwischen dem Referenzpunkt 116 und den Hilfselektroden 111 bis 114 sind gleich große Widerstände 117 bis 120 angeordnet, da der Abstand zwischen der Signalelektrode 110und der jeweiligen Hilfselektrode 111 bis 114 gleich groß ist. In dem Differenzverstärker wird die Differenzspannung zwischen dem Potential der Signalelektrode 110 und dem Potential des Punktes 116 verstärkt und an einen Schreiber 121 zur Registrierung v/eitergeleitet.
Das erfindungsgemäße Meßverfahren kann auch bei einer Elektrodenanordnung gemäß der Fig. 14 angewendet werden, bei der eine Anzahl Elektroden auf dem Schädel 1 eines Patienten nach einem international standardisierten Muster, z.B. einem sog. 10-20-System, aufgelegt ist. Jede Signalelektrode wird hier als Hilfselektrode für benachbarte Signalelektroden benutzt. Die für die Erfindung kennzeichnenden Differenzspannungen werden erst nach ein oder mehreren Verstärkerstufen gebildet, wobei vermieden wird, daß die Elektroden mit einer großen Anzahl von Widerständen belastet werden.
Jede Signalelektrode 122 bis 140 ist an einem Eingang je eines Differenzverstärkers A 122 bis A 140 mit hoher Eingangs- und
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- ίο -
niedriger Ausgangsimpedanz und mit zwei Eingängen und zwei entsprechenden Ausgängen angeschlossen. Die anderen Eingänge der Differenzverstärker A 122 bis A 140 sind mit einer auf dem Schädel 1 des Patienten aufgelegten Referenzelektrode 141 verbunden.
Es soll z.B. das lokal entstehende Potential unter und in der Nähe der Signalelektrode 125 gemessen werden. Hierzu können die Hilfselektroden 124, 122, 126 und 130 benutzt werden, die ein Vieleck bilden. Es werden die erfaßten Potentiale der Elektroden 122, 124, 125, 126, 130 dem einen Eingang des jeweils zugeordneten Verstärkers A 122, A 124, A 125, A 126, A 130 zugeführt. Die entsprechenden Ausgänge der Verstärker A 122, A 124. A 126 und A 130 sind über Widerstände 142 bis 145 zu einem Sternpunkt 15 zusammengeführt. Das Potential unter der Referenzelektrode 141 wird den zweiten Eingängen dieser Verstärker zugeleitet. Der zweite Ausgang der jeweiligen Verstärker A 122, A 124, A 125, A 126, A 130 ist wie die entsprechenden Ausgänge aller Verstärker A 122 bis A 140 zu dem gemeinsamen Punkt 147 (Ausgangspunkt) zusammengeführt. Der Differenzverstärker B 125 erfaßt die Differenzspannung zwischen dem Potential am Ausgang 148 des Verstärkers -A 125 und dem Potential des Sternpunktes 146 des Yiiderstandsnetzes. Das Potential des Sternpunktes 146 ist Mittelwert der Ausgangs spannungen der Verstärker A 122, A 124, A 126, A 130, weil die Ausgänge aller Verstärker A 122 bis A 140 niederohmig sind. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers B 125, die an einen Tintenstrahlschreiber 156 zur Registrierung weitergeleitet wird, entspricht demjenigen Potential, das unter der Signalelektrode 125 und innerhalb der Fläche, die durch die Hilfselektroden 122, 126, 130, 124 begrenzt wird, vorhanden ist.
Die Potentiale unterhalb der Elektroden 122 "bis 141 seien mit V122 ^is V141 ^^ichnet. Die Verstärkung in den Verstärkern A^22 bis A^q sei der Einfachheit halber gleich 1 gesetzt. Die Ausgangs spannung des Verstärkers A.pp is"t v-t?2 "" V141* Zwischen
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dem Sternpunkt 146 und dem Ausgangspunkt 147 ist diese Sp'annung auf
reduziert worden.
Zwischen den Punkten 146 und 147 werden die reduzierten Ausgangsspannungen von den Verstärkern A 122, A 124, A 126, A 130 summiert:
V122"V141 V124"V141 ^ V126~V141 ^ V13O"V141
Die Ausgangsspannung des Verstärkers A 125 zwischen den Punkten 148 und 147 ist V125-V141.
Der Differenzverstärker B 125 erfaßt die Spannung zwischen den Punkten 148 und 146, d.h.:
/ 122-V141 V124"V141 V126"V141 V13O"V141 V125"V141 -^ + 4" + 4" + 4~~
die gleich ist mit
ν V122+V124+Y126+V130
V 2J
Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers B 125 entspricht also der Differenz zwischen dem Potential unter der Signalelektrode 125 und dem Mittelwert der Potentiale der Hilfselektroden 122, 126, 124 und 130. Die Spannung unter der Referenzelektrode 141 ist eliminiert worden.
Wenn das lokal entstehende Potential im Bereich der Elektrode 130 gemessen v/erden soll, werden die benachbarten Elektroden 125, 129, 131 und 135 als Hilfselektroden benutzt. Die von diesen Elektroden erfaßten Potentiale werden den einen Eingängen der
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zugeordneten Verstärker A 125, A 129, A 130, A 131 und A 135 zugeführt. Die entsprechenden Ausgänge dieser Verstärker sind über die gestrichelt gezeichneten Widerstände 149 bis 152 zu einem Sternpunkt 153 zusammengeführt. Die Spannung im Bereich der Referenzelektrode 141 wird den anderen Eingängen der Verstärker A 125, A 129, A 130, A 131 und A 135 zugeführt. Die entsprechenden Ausgänge sind auchhier im Ausgangspunkt 147 zusammengeführt. Der gestrichelt gezeichnete Differenzverstärker B 130 erfaßt die Differenzspannung zwischen dem Ausgang 154 des Verstärkers A 130 und dem Sternpunkt 153 des Widerstandsnetzes. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers B 130 wird zu dem Tintenstrahlschreiber 155 weitergeleitet. Diese Spannung entspricht dem Potential, das unter der Signalelektrode 130 und innerhalb des Vielecks, das durch die Hilfselektroden 125, 129, 131 und 135 gebildet wird, entsteht. In ähnlicher Weise werden die lokal entstehenden Potentiale unter den übrigen Elektroden erfaßt.
Das beschriebene Meßverfahren kann auch in Verbindung mit den Randelektroden 122, 123, 128, 133, 138, 140, 139, 129 und 124,134 angewendet werden. Pur jede Randelektrode werden die zwei benachbarten Randelektroden als Hilfselektrode!: verwendet. Wenn z.B. die Elektrode 129 eine Signalelektrode ist, werden die Elektroden 124 und 134 als mittelwertbildende Hilfselektroden verwendet. Der der Signalelektrode 129 entsprechende Differenzverstärker erfaßt also die Differenzspannung zwischen dem einen Ausgang des Verstärkers A 129 und dem Mittelpunkt der zwei Widerstände, die an den Ausgängen der Verstärker A 124 und A 134 angeschlossen sind.
Auf diese Weise wird auch für die Randelektroden eine bessere Genauigkeit bei der Bestimmung des lokalen Elektrodenpotentials im Vergleich zu bekannten Meßverfahren erreicht.
Das beschriebene Meßverfahren und die Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens sind auch zum Messen von anderen bioelektrischen Signalen, z.B. bei einem Fötus-Elektrokardiogramm, anwendbar.
RQQq/./. / η π q 7

Claims (6)

Patentansprüche
1. MeßverfcJiren für die bioelektrische Aktivität, die unter einer auf einem Patienten aufliegenden Meßelektrode (Signalelektrode) entsteht, bei dem mehrere auf dem Patienten aufliegende Hilfselektroden benutzt sind, von deren Potentialen ein Potentialmittelwert hergestellt wird, und bei dem die Differenz zwischen diesem Potentialmittelwert und dem Potential der- Signalelektrode gebildet und beispielsweise einem Registriergerät zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselektroden (75 bis 78 Fig. 4; 88 bis 92 Fig. 10; 97 bis 102 Fig. 11; 111 bis 114 Fig. 13) ausschließlich Elektroden benutzt werden, die der Signale"! el< t^odo (79, 87, 104, 110) benachbart sind.
2. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (75 bis 78, Fig. 4; 88 bis 92 Fig. 10; 97 bis 102 Fig. 11; 111 bis 114 Fig. 13) etwa symmetrisch zur Signalelektrode (79, 87, 104, 110) angeordnet werden.
3. Meßverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (75 bis 78 Fig. 4; 88 bis 92 Fig. 10; 97 bis 102 Fig. 11; 111 bis 114 Fig. 13) an den Ecken eines Vielecks und die Signalelektrode (79, 87, 104, 110) in dessen Zentrum angeordnet werden,
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (75 bis 78 Fig. 4; 88 bis 92 Figo 10; 97 bis 102 Fig„ 11; 111 bis 114 Fig. 13) über Widerstände (117 bis 120 Fig. 13, 142 bis 145, 149 bis 152 Fig. 14) am Sternpunkt (115 Fig. 13, 146, 153 Fig« 14) angeschlossen sind, deren Größe von dem jeweiligen Abstand zwischen Hilfselektrode und Signalelektrode abhängt,,
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (75 bis 78 Fig. 4; 88 bis 92 Fig. 10; 97 bis 102 Fig. 11; 111 bis 114 Fig. 13)
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über etwa gleich große Widerstände (117 bis 120 Fig. 13; 142 bis 145, 149 bis 152 Fig. 14) am Sternpunkt (116 Fig. 13; 146, 153 Fig. 14) angeschlossen sind.
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalelektrode (87 Fig. 10; 104 Fig 11, 12) und die Hilfselektrode]! (88 bis 92 Figo 10; 97 bis 102 Fig= 11) an einem Halter (86 Figo 10; 95, 96 Fig„ 11) aus Isoliermaterial gehaltort sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalelektrode (87 Fig. 10; 104 Fig. 11, 12) im Zentrum u_'ia die Hilfselektroden (88 bis 92 Fig. 10; 97 bis 102 Fig. 11) an der Peripherie des Halters (86 Figo 10; 95, 96 Fig. 11, 12; angeordnet sind und ein regelmäßiges Vieleck bilden.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (87 bis 92 Fig. 10; 97 bis 102, 104 Fig. 11, 12) am Halter (86 Fig. 10; 95, 96 Fig. 11, 12) senkrecht zu ihren Applikationsflächen federnd angebracht sind.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Mehrzahl von Signalelektroden auf dem Patienten appliziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß .jede Signalelektrode (122 bis 140 Fig. 14) auch als Hilfselektrode für benachbarte Signalelektrodoa benutzt
1Oo Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Signalelektrode (122 bis 140 Fig. 14) an einem Eingang je eines Differenzverstärkers (A 122 bis A 14O) mit hoher Eingangs- und niedriger Ausgangsimpedanz und nit zwei Eingängen und zwei entsprechenden Ausgängen angeschlossen ist, daß die anderen Eingänge der Differenzverstärker (A 122 bis A 14O) gemeinsam mit einer auf dem Patienten auflegbaren Referenzelektrode (141) verbunden sind, daß die der Referenzelektrode (141) entsprechenden Ausgänge der Differenzverstärker (A 122 bis A 14o) mit einem gemeinsamen Ausgangspunü
6 0 9 8 4 4/0897
(147) verbunden sind, daß für jede Signalelektrode (122 bis 140) ein als Differenzverstärker ausgebildeter Ausgangsverstärker (B 125, B 130) vorhanden ist, dessen einer Eingang mit dem Signalelektrodenausgang (148, 154) des zugeordneten Differenzverstärker (A 125, A 130) verbunden ist und dessen anderer Eingang an dem Sternpunkt (146, 153) eines Widerstandsnetzwerkes (142 bis 145, 149 bis 152) angeschlossen ist, dessen Widerstände zu den Signalelektrodenausgängen derjenigen Differenzverstärker (A 122, A 124, A 126, A 130; A 125, A 129, A 131, A 135) führen, die den Signalelektroden (122, 124, 126, I30; 125, 129, 131, 135) entsprechen, die der Signalelektrode (125, 130) des Ausgangsverstärkers ( B 125, B 130). benachbart sind.
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NLAANVRAGE7515180,A NL175586C (nl) 1975-04-24 1975-12-30 Meetinrichting voor het meten van de bio-elektrische activiteit van het centrale zenuwstelsel.
GB4056/76A GB1501803A (en) 1975-04-24 1976-02-02 Monitoring bioelectrical activity
DK108776A DK147843C (da) 1975-04-24 1976-03-12 Apparat til maaling af bioelektrisk aktivitet
US05/674,607 US4084583A (en) 1975-04-24 1976-04-07 Method and apparatus for measuring the bioelectrical activity under an electrode resting on a patient
FR7611683A FR2308343A1 (fr) 1975-04-24 1976-04-21 Procede de mesure de l'activite bioelectrique au-dessous d'une electrode appliquee sur un patient
IT22529/76A IT1059983B (it) 1975-04-24 1976-04-22 Dispositivo per misurare l attivita biolettrica che si produce sotto un elettrodo applicato ad un paziente
JP51046435A JPS51130086A (en) 1975-04-24 1976-04-23 Method of measuring activation of living body electricity

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DE2518269A1 true DE2518269A1 (de) 1976-10-28
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NL (1) NL175586C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926165A1 (de) * 1978-06-28 1980-01-03 Univ Groningen Referenzverstaerker zur trennung von gemeinsamen komponenten und nicht -gemeinsamen komponenten in n signalen
DE2831412A1 (de) * 1978-07-17 1980-01-31 Siemens Ag Messgeraet fuer die bioelektrische aktivitaet des zentralen nervensystems
DE3246261A1 (de) * 1982-09-29 1984-03-29 Picker International GmbH, 4992 Espelkamp Eeg-geraet

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2727583C2 (de) * 1977-06-20 1979-08-16 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Elektroencephalograph
US4308873A (en) * 1978-03-16 1982-01-05 National Research Development Corporation Electroencephalograph monitoring
US4201224A (en) * 1978-12-29 1980-05-06 Roy John E Electroencephalographic method and system for the quantitative description of patient brain states
USRE34390E (en) * 1980-12-31 1993-09-28 Nicolet Instrument Corporation Apparatus and method for topographic display of multichannel EEG data
JPS57112846A (en) * 1980-12-31 1982-07-14 Norio Akamatsu Electrocardiograph meter
US4498080A (en) * 1980-12-31 1985-02-05 Braintech, Inc. Apparatus and method for topographic display of multichannel data
US4417591A (en) * 1980-12-31 1983-11-29 Braintech, Inc. Apparatus and method for topographic display of multichannel EEG data
JPS59500328A (ja) * 1982-03-11 1984-03-01 バツドジツク,タデウスズ 最大流量を調節するようにされた圧力補償式流体制御バルブ
US5713367A (en) * 1994-01-26 1998-02-03 Cambridge Heart, Inc. Measuring and assessing cardiac electrical stability
US5724984A (en) * 1995-01-26 1998-03-10 Cambridge Heart, Inc. Multi-segment ECG electrode and system
US5891045A (en) * 1996-07-17 1999-04-06 Cambridge Heart, Inc. Method and system for obtaining a localized cardiac measure
US5891047A (en) * 1997-03-14 1999-04-06 Cambridge Heart, Inc. Detecting abnormal activation of heart
US5827195A (en) * 1997-05-09 1998-10-27 Cambridge Heart, Inc. Electrocardiogram noise reduction using multi-dimensional filtering
CA2239673A1 (en) * 1998-06-04 1999-12-04 Christer Sinderby Automatic adjustment of applied levels of ventilatory support and extrinsic peep by closed-loop control of neuro-ventilatory efficiency
SE0302746D0 (sv) * 2003-10-17 2003-10-17 Uppsala Laekarkonsult Ab Multielectrode
DE102005031737B4 (de) * 2005-07-07 2008-04-24 Mfd Diagnostics Gmbh Anordnung zur lokalen Erfassung und Auswertung der Gehirnaktivität von lebenden Organismen
US8548554B2 (en) * 2006-12-08 2013-10-01 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Dry electrode cap for electro-encephalography
WO2009055415A2 (en) * 2007-10-24 2009-04-30 Hmicro, Inc. A flexible wireless patch for physiological monitoring and methods of manufacturing the same
US8718742B2 (en) * 2007-05-24 2014-05-06 Hmicro, Inc. Integrated wireless patch for physiological monitoring
US9265435B2 (en) * 2007-10-24 2016-02-23 Hmicro, Inc. Multi-electrode sensing patch for long-term physiological monitoring with swappable electronics, radio and battery, and methods of use
WO2009134763A1 (en) * 2008-04-29 2009-11-05 Board of Governors for Higher Education, State of Rhode Island and the Providence Plantations Biomedical sensors usable on un-prepared contact surfaces
US10492702B2 (en) 2012-01-31 2019-12-03 The Regents Of The University Of California Real-time cortical mapping
TWI568412B (zh) * 2012-08-23 2017-02-01 國立交通大學 生醫感測電極及其製造方法
EP4362016A2 (de) 2013-02-19 2024-05-01 The Regents of the University of California Verfahren zur decodierung von sprache aus dem gehirn und systeme zur durchführung davon
WO2016019181A1 (en) 2014-07-30 2016-02-04 Hmicro, Inc. Ecg patch and methods of use
CN115568819A (zh) 2016-03-22 2023-01-06 生命信号公司 用于生理信号收集的系统和方法
CA3065383A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 Interaxon Inc. Wearable computing device with electrophysiological sensors
EP3958733A4 (de) 2019-04-22 2022-12-21 The Regents of the University of California Verfahren zur spracherzeugung mittels artikulationsphysiologie und systeme zur durchführung des verfahrens

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3367323A (en) * 1964-11-17 1968-02-06 Nat Res Councll Fetal electrocardiograph and method
DE1961593A1 (de) * 1969-12-09 1971-06-16 John E Vorrichtung zur Analyse von Gehirnwellen
FR2159851A5 (de) * 1971-11-09 1973-06-22 Humetrics Corp

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA739227A (en) * 1966-07-26 T. Schuler Graham Fetal electrocardiograph
US2549836A (en) * 1946-06-14 1951-04-24 Archibald R Mcintyre Electrode-carrying headgear for electroencephalographic analysis
FR1355600A (fr) * 1963-01-19 1964-03-20 Dispositif de fixation d'électrodes précordiales pour électrocardiographie
US3848582A (en) * 1972-07-10 1974-11-19 Medical Res Labor Inc Portable electrocardiographic signal apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3367323A (en) * 1964-11-17 1968-02-06 Nat Res Councll Fetal electrocardiograph and method
DE1961593A1 (de) * 1969-12-09 1971-06-16 John E Vorrichtung zur Analyse von Gehirnwellen
FR2159851A5 (de) * 1971-11-09 1973-06-22 Humetrics Corp

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Handbook of Electroencephalography and Clinical Neurophysiology", Vol.3, PartC, S.C-22 bis C-57 *
Circulation, Mai 1956, S.737-746 *
Elektroenceph.clin.Neurophysiol., 1969, 26, S.245-265 *
Z.f.Kreislaufforschung, 1968, S.1-16 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926165A1 (de) * 1978-06-28 1980-01-03 Univ Groningen Referenzverstaerker zur trennung von gemeinsamen komponenten und nicht -gemeinsamen komponenten in n signalen
DE2831412A1 (de) * 1978-07-17 1980-01-31 Siemens Ag Messgeraet fuer die bioelektrische aktivitaet des zentralen nervensystems
FR2431280A1 (fr) * 1978-07-17 1980-02-15 Siemens Ag Appareil de mesure de l'activite bioelectrique du systeme nerveux central
DE3246261A1 (de) * 1982-09-29 1984-03-29 Picker International GmbH, 4992 Espelkamp Eeg-geraet

Also Published As

Publication number Publication date
NL7515180A (nl) 1976-10-26
JPS51130086A (en) 1976-11-12
DK147843B (da) 1984-12-24
IT1059983B (it) 1982-06-21
DK108776A (da) 1976-10-25
FR2308343A1 (fr) 1976-11-19
NL175586B (nl) 1984-07-02
NL175586C (nl) 1984-12-03
FR2308343B1 (de) 1979-06-29
DE2518269C3 (de) 1984-11-15
JPS5752055B2 (de) 1982-11-05
DK147843C (da) 1985-07-22
DE2518269B2 (de) 1978-04-13
GB1501803A (en) 1978-02-22
US4084583A (en) 1978-04-18

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